一種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)專用信息交流云計(jì)算系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種云計(jì)算系統(tǒng)，尤其涉及一種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)專用信息交流云計(jì)算系統(tǒng)及 控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 學(xué)校利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為主要手段教學(xué)，是遠(yuǎn)程教學(xué)的一種重要形式，是利用計(jì)算 機(jī)設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對學(xué)生實(shí)行信息化教育的教學(xué)模式。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相比傳統(tǒng)教學(xué)模式，更 能培養(yǎng)學(xué)生信息獲取、加工、分析、創(chuàng)新、利用、交流、的能力。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)能夠培養(yǎng)學(xué)生良好的 信息素養(yǎng)，把信息技術(shù)作為支持終身學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的手段，為適應(yīng)信息社會的學(xué)習(xí)、工作 和生活打下必要的基礎(chǔ)。
[0003] 網(wǎng)絡(luò)以其靈活便捷連通的特點(diǎn)和高度的互動性成為實(shí)現(xiàn)互動雙向交流的代表性 媒體，符合國家新課程標(biāo)準(zhǔn)所倡導(dǎo)的探宄學(xué)習(xí)方式對學(xué)習(xí)環(huán)境提出的要求。從教學(xué)實(shí)踐的 視角來看，定義網(wǎng)絡(luò)教學(xué)要從學(xué)習(xí)方式分析入手。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的狹義定義是指將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作 為構(gòu)成新型學(xué)習(xí)生態(tài)環(huán)境的有機(jī)因素，以探宄學(xué)習(xí)作為主要學(xué)習(xí)方式的教學(xué)活動。它的教 學(xué)活動組織要在傳統(tǒng)的課堂、網(wǎng)絡(luò)等方面同時展開。
[0004] 云計(jì)算是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng) 來提供動態(tài)易擴(kuò)展且經(jīng)常是虛擬化的資源。云是網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)的一種比喻說法。過去在圖 中往往用云來表示電信網(wǎng)，后來也用來表示互聯(lián)網(wǎng)和底層基礎(chǔ)設(shè)施的抽象。因此，云計(jì)算甚 至可以讓你體驗(yàn)每秒10萬億次的運(yùn)算能力，擁有這么強(qiáng)大的計(jì)算能力可以模擬核爆炸、預(yù) 測氣候變化和市場發(fā)展趨勢。用戶通過電腦、筆記本、手機(jī)等方式接入數(shù)據(jù)中心，按自己的 需求進(jìn)行運(yùn)算。
[0005] 對云計(jì)算的定義有多種說法。對于到底什么是云計(jì)算，至少可以找到100種解 釋。目前廣為接受的是美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研宄院（NIST)定義：云計(jì)算是一種按使用量付 費(fèi)的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問，進(jìn)入可配置的計(jì)算資源共享池 (資源包括網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器，存儲，應(yīng)用軟件，服務(wù)），這些資源能夠被快速提供，只需投入很少 的管理工作，或與服務(wù)供應(yīng)商進(jìn)行很少的交互。
[0006] 將網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與云計(jì)算的特性相結(jié)合可以發(fā)現(xiàn)其中存在諸多可以進(jìn)行相互彌補(bǔ)的 地方，因此設(shè)計(jì)一種將網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與云計(jì)算相結(jié)合的方案能夠進(jìn)一步提高教學(xué)效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種將網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與云計(jì)算方式相 結(jié)合，有效提高教學(xué)質(zhì)量的技術(shù)方案：
[0008] -種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)專用信息交流云計(jì)算系統(tǒng)，系統(tǒng)由多個移動終端與上位機(jī)構(gòu)成，各 移動終端與上位機(jī)通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，移動終端通過用戶設(shè)定因素建立數(shù)學(xué)模 型，數(shù)據(jù)模型通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)傳遞至上位機(jī)建立圖像模型后反饋至各移動終端，數(shù)學(xué) 模型定義場景特性，建立原理的數(shù)學(xué)關(guān)系，計(jì)算數(shù)值結(jié)果并反映到圖像模型中，上位機(jī)采用 三維圖片模擬真實(shí)場景及操作步驟，顯示由數(shù)學(xué)模型計(jì)算得到的結(jié)果。
[0009] 作為優(yōu)選，數(shù)學(xué)模型的建立包括以下步驟：
[0010] (1)建立基本模型，根據(jù)原理理論推導(dǎo)出場景、儀器或各因素之間的相互關(guān)系及理 論計(jì)算公式，或者根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)辨識得到經(jīng)驗(yàn)公式，形成基本模型。
[0011] (2)確定參數(shù)，通過對基本模型進(jìn)行理論計(jì)算或?qū)嶒?yàn)條件判斷或根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行處 理以得到參數(shù)。
[0012] (3)加入隨機(jī)誤差和隨機(jī)化初始條件，根據(jù)實(shí)際情況產(chǎn)生各種隨機(jī)誤差，如高斯分 布型、平均分布型等隨機(jī)誤差，并使用隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生隨機(jī)化的初始條件，使數(shù)據(jù)更符合實(shí)際 情況。
[0013] 作為優(yōu)選，所述基本模型可分為固定模型和可擴(kuò)展模型，固定模型指場景或儀器 相互關(guān)系固定的情況，可擴(kuò)展模型指場景、儀器間相互關(guān)系不固定，如設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)即是如 此，用戶可以自行設(shè)計(jì)改變場景、儀器間相互關(guān)系，此時，可擴(kuò)展模型根據(jù)用戶的設(shè)計(jì)、布置 動態(tài)調(diào)用各種計(jì)算模塊進(jìn)行計(jì)算，得到最終結(jié)果。
[0014] 作為優(yōu)選，圖像模型包括靜態(tài)部分、動態(tài)部分；所述動態(tài)部分又分為自動部分及可 操作部分；所述自動部分是響應(yīng)程序內(nèi)部事件的動態(tài)變化；所述可操作部分是響應(yīng)操作事 件的動態(tài)變化。
[0015] 作為優(yōu)選，圖像模型的制作包括以下步驟：
[0016] (1)三維圖片的制作，使用三維繪圖軟件建立真實(shí)儀器和場景的三維幾何模型，包 括靜態(tài)部分和動態(tài)部分，給模型中的靜態(tài)部分和動態(tài)部分賦以適當(dāng)?shù)牟馁|(zhì)，再加入燈光、照 相機(jī)，并以適當(dāng)?shù)囊暯卿秩境伤枰娜S圖片；
[0017] (2)動態(tài)部分建模，制作出符合需要的三維靜態(tài)圖片，再采用相應(yīng)的動態(tài)圖像編程 技術(shù)完成動態(tài)t旲擬；
[0018] (3)圖像模型的組裝，由其整體圖片作為背景圖，各動態(tài)部分作為其子對象擺放在 背景圖相應(yīng)的地方，根據(jù)其動態(tài)模型響應(yīng)各種事件動態(tài)刷新，模擬操作、顯示構(gòu)成一個整體 圖像模型。
[0019] 作為優(yōu)選，控制方法采用Min-Min算法，計(jì)算兩次最小值來完成資源的調(diào)度建立 數(shù)學(xué)模型，兩次最小值分別指的是首先計(jì)算每個任務(wù)在相應(yīng)資源上的最小完成時間，再從 這些最小完成時間中擇其最小值，其算法過程如下：
[0020] 首先假設(shè)云計(jì)算環(huán)境中有η個任務(wù)Y = Iypy2，…，yn}和m個資源X = (X1, X2，…， XnJ ;
[0021] 循環(huán)執(zhí)行以下步驟直至集合為空：
[0022] (I) for each Yi in Y ；
[0023] 求 mintime (Yi至 x p x2，…，xm);
[0024] Tmin(i) = Min(mintime(yiS x χ2, *··,χω))；
[0025] 得到有m個元素的數(shù)組Tmin(i);
[0026] ⑵ if Tmin⑴最小；
[0027] yi調(diào)度至 xJ;
[0028] (3) delete Yi;
[0029] Next Yi。
[0030] 作為優(yōu)選，控制方法采用RCMM調(diào)度算法，所述RCMM調(diào)度算法首先算出每個作業(yè)任 務(wù)在所有資源上的執(zhí)行組合值情況，然后從中選擇執(zhí)行組合值最小的任務(wù)一資源對進(jìn)行調(diào) 度進(jìn)而建立數(shù)學(xué)模型，其算法過程如下：
[0031] 假設(shè)云計(jì)算環(huán)境中有η個任務(wù)Y = {y^ y2，…，yn}和m個資源X = (X1, X2，…， XnJ ;
[0032] 循環(huán)執(zhí)行以下步驟至集合為空：
[0033] (I) for each Ji in Y
[0034] 求 mintime (Yi至 x p x2，…，xm) Tmin (i) = Min (mintime (y 土至 x x2，…， Xm));
[0035] (2) Comxy (i，j) = YiTminQ) X 資源等級；
[0036] 得到二維數(shù)組 Comxy [i，j];
[0037] (3)對 Comxy [i，j]排序；
[0038] (4) if Comxy [i，j]最??；將 Yi調(diào)度至 x j;
[0039] (5) delete Yi;
[0040] Next Yi 〇
[0041] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0042] (1)本發(fā)明集數(shù)據(jù)抽象、抽象對象類型、類繼承為一體，使軟件工程公認(rèn)的模塊化、 信息隱藏、抽象、局部化、可重用性、可擴(kuò)展性等原則在面向?qū)ο笳Z言機(jī)制下得以充分實(shí)現(xiàn)。 將計(jì)算機(jī)環(huán)境視為一個對象集合體，而對象被定義為現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體的模型.消息傳遞、 事件觸發(fā)，使得程序具有良好的交互性。
[0043] (2)本發(fā)明中數(shù)學(xué)模型采用Min-Min算法盡可能將任務(wù)分配到執(zhí)行時間最小的資 源上，從而使得整體完成時間最小。
[0044] (3)本發(fā)明的數(shù)學(xué)模型采用RCMM調(diào)度算法提高了資源的整體利用率，避免了資 源調(diào)度中部分資源擁塞而部分