OCCC Wiki - مشارکت‌های کاربر [fa]

آموزشهاي مجازي با استفاده از تكنولوژي رايانش ابري(cloud computing)

2015-01-29T23:50:06Z

92231535: /* آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری */

== چکیده ==
در طی چند سال اخیر رایانش ابری به شدت مورد توجه کارشناسان و محققان فناوری قرار گرفته است. بر پایه آن شرکت های عظیم کامپیوتری نسبت به استفاده از این تکنولوژی در راستای ارایه خدمات و سرویسهای الکترونیکی خود به کاربران اقدام نموده اند. با این روند رو به رشد استفاده از این تکنولوژ ی، بعید به نظر نمی رسد که در آینده ای نزدیک اکثر شرکت ها سرویسها و خدمات الکترونیکی خود را بر این اساس عرضه نمایند از جلمه خدمات الکترونیکی که در این تکنولوژی می تواند مورد استفاده قرار گیرد، بحث آموزشهای مجازی می باشد. رایانش ابری در آموزش مجازی علی الخصوص آموزش مجازی سیار که عمدتاً از طریق موبایل صورت می پذیرد، می تواند نقش عمده ای را ایفا نماید. راهکارها و معیارهای کارآیی و بهینه سازی در این خصوص وجود دارند که می توانند مورد استفاده قرار گیرند.

== مقدمه ==
رایانش ابری یا Cloud Computing راهکارهایی را برای ارایه خدمات فناوری به کاربران مشابه آنچه که در بعضی از صنایع با کاربرد سراسری (مانند صنعت آب ، صنعت برق و ...) وجود دارد ، ارایه می دهد. این تکنولوژی اصولاً بر پایه اینترنت تعریف می شود که در آن الگویی تازه جهت ارایه سرویسهای فناوری (شامل نرم افزار، سخت افزار و سایر منابع اشتراکی) بکار گرفته می شود. در حقیقت در این تکنولوژی دسترسی به منابع فناوری اطلاعات به هنگام ارایه درخواست از طرف کاربر و بر اساس میزان تقاضای کاربر ، به وی ارایه می گردد. دلیل استفاده و تشبیه اصطلاح "ابر" به اینترنت که در شماتیک های شبکه ای نیز از شکل ابر برای نشان دادن اینترنت استفاده می شود ، در این است که اینترنت همچون ابری جزییات فنی را از دید کاربران نهایی پنهان می سازد. به معنای دیگر یک لایه انتزاعی را بین کاربران و جزییات فنی بوجود می آورد. به عنوان مثال برنامه های کاربردی تجاری و یا آموزشهای مجازی را می توان در نظر گرفت که توسط سرویس دهنده نرم افزاری رایانش ابری ارایه می گردد. این برنامه ها بر روی سرورها ذخیره می گردند و حسب درخواست کاربر در اختیار وی قرار می گیرند، در حالی که جزییات فنی از دید کاربر کاملاً مخفی است و کاربر نیازی به داشتن اطلاعات در خصوص فناوری زیرساخت ابری که از آن استفاده می کند، ندارد.

== مزایای استفاده از رایانش ابری ==
در زیر به چند نمونه از موارد اشاره می شود:
*قابلیت اطمینان بیشتر به داده ها:با توجه به اینکه در رایانش ابری داده ها بر روی ابر قرار دارند از اینرو خرابی کامپیوتر کاربر تاثیری بر روی داده ها نخواهد داشت.مضاف بر اینکه افزونگی لازم نیز در زیر ساخت ابری به نحوی توسط فراهم کنندگان آن دیده می شود که به شدت در برابر خرابی مقاوم است و راهکارهای متعددی برای تهیه نسخ پشتیبان که معمولا کاربران از آنها غافل هستند، بکار برده می شوند.
*امکان دسترسی از همه جا و در هر مکان:بدلیل آنکه داده ها در ابر قرار دارند، از اینرو کاربر قادر به دسترسی به داده های خود در هر زمان و هر مکانی خواهد بود. برای اینکار تنها لازم است که کاربر از تجهیز کامپیوتری خود که می تواند یک گوشی موبایل نیز باشد به اینترنت دسترسی داشته باشد.
*عدم وابستگی به سخت افزار:چون اسناد و برنامه های کاربردی روی ابر در همه حال به یک شکل هستند از اینرو تفاوتی نمی کند که با چه دستگاه سخت افزاری کاربر متصل شده است. در حقیقت اجرای برنامه ها تفاوتی نخواهد کردو دیگر نیازی به خرید سخت افزارهای مخصوص و یا ذخیره اسناد به فرمت های ویژه نمی باشد. سازگاری لازم از طرف ابر برای سخت افزار فراهم خواهد شد.
*ظرفیت نامحدود ذخیره سازی:به لحاظ نظری محدودیتی در استفاده از فضای ذخیره سازی ابری وجود ندارد. این موضوع در قیاس با حجم محدود فضای ذخیره سازی کامپیوترهای شخصی بسیار قابل توجه می باشد. عجیب به نظر نمی رسد اگر بگوییم هر چیزی را که نیاز به ذخیره کردن آن داریم ، می توانیم در فضای ابری ذخیره کنیم.
*هزینه پایین:بدلیل آنکه محاسبات مورد نیاز در فضای ابری انجام می شود از اینرو دیگر نیازی به استفاده از کامپیوترهای گرانقیمت در سمت کاربر نمی باشد و هزینه های مربوط به سخت افزار به شدت کاهش پیدا می کند. حتی با ساده ترین کامپیوترها که بلحاظ پردازشی و فضای دیسکی بسیار محدود می باشند، نیز می توانند از رایانش ابری حداکثر استفاده را ببرند. با توجه به اینکه اسناد در ابر ذخیره می شوند حتی نیازی به ذخیره اسناد و مستندات در کامپیوتر شخصی نمی باشد.
*ارتقای سریع نرم افزاری:از دیگر مزایای مربوط به رایانش ابری این است که دیگر نیازی به بروز رسانی نرم افزارها و یا اجبار به استفاده از نرم افزارهای قدیمی به دلیل هزینه بالای ارتقای آنها نمی باشد، چون در ابر اینکار بدون اینکه کاربر متوجه شود صورت می پذیرد. بدلیل مبتنی بر وب بودن برنامه ها ارتقا و بروزرسانی ها بصورت اتومات در ابر انجام شده و کاربر بدون پرداخت هزینه اضافی قادر به بهره برداری از آخرین نسخه نرم افزارها خواهد بود. 

== آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری ==
به صورت ساده آموزش مجازی به فرایند یادگیری از طریق اینترنت اشاره داد. ، گرچه آموزش مجازی جایگزین روش سنتی نخواهد شد، اما تا حد زیادی می تواند به بهبود بهره وری در امر آموزش کمک کند. آموزش مجازی دارای مزایای زیادی من جمله انعطاف پذیری، تنوع، دسترسی آسان و غیره می باشد که به عنوان یک متد اصلی برای یادگیری در دهه های اخیر تبدیل شده است. شکل 1 یک معماری از سیستم ساده آموزش مجازی را نشان می دهد: 
[http://176.56.146.166/pic1.jpg شکل1 - معماری یک سیستم ساده آموزشی] 

در روشهای سنتی مبتنی بر وب بدینگونه عمل می گردد که سیستم های مربوط به ایجاد و نگهداری آموزشهای مجازی در داخل موسسات آموزشی و یا شرکت پیاده سازی ، که این امر منجر به بروز بسیاری از مشکلات، از جمله نیاز به سرمایه گذاری زیاد اما بدون سود، مشکلات مربوط به پشتیبانی فنی و غیره می گردد. نتیجه این امر منجر به عدم توسعه آسان این سیستمها می شود. در مقابل، آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر مدلی را معرفی مینماید که مقیاسی برای بهره وری دارد. برای مثال ساخت سیستم آموزش مجازی به تامین کنندگان رایانش ابری سپرده میشود،که می تواند ارائه دهندگان و کاربران را برای رسیدن به وضعیت برد- برد یاری نماید. محیط مبتنی بر ابر از نسل جدیدی از سیستم های آموزش مجازی که قادر به اجرا در گستره طیف وسیعی از دستگاه های سخت افزاری که در حال ذخیره سازی داده در داخل ابر هستند، پشتیبانی می نماید. 
آموزش الکترونیکی هیچگاه نمی تواند به طور کامل جایگزین معلمان گردد و تنها در حوزه به روزرسانی تکنولوژی ، مفاهیم و ابزارهای جدید، ارائه محتوا، مفاهیم و روش ها برای آموزش مورد استفاده قرار می گیرد. در روش آموزش الکترونیکی میتنی بر ابر معلمان نقش رهبری و مشارکت در پیشرفت تحصیلی را خواهند داشت. 
از سوی دیگر، ابر آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر حرکت به سمت استفاده از تکنولوژی رایانش ابری در زمینه آموزش الکترونیکی می باشد و در آینده ای نزدیک زیرساختهای آموزش الکترونیکی شامل سخت افزار و منابع محاسباتی نرم افزاری درگیر در آموزش الکترونیک مبتنی بر این تکنولوژی خواهند بود. معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر در شکل 2 نشان داده شده است: 
[http://176.56.146.166/pic2.jpg شکل2 - معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر]
 
معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر پیشنهادی را می توان به لایه های زیر تقسیم تقسیم کرد: 
*لایه زیرساخت: این لایه از زیرساخت های سخت افزاری مانند حافظه فیزیکی، CPU و سرور های فیزیکی تشکیل شده اند. همچنین اطلاعات زیرساخت ها شامل اینترنت / اینترانت، نرم افزار سیستم، سیستم مدیریت اطلاعات و برخی از نرم افزارهای مشترک و سخت افزارمی باشد. بسترهای ارتباطی این لایه در پایین ترین سطح سرویس میان ابر قرار گرفته است. استفاده از تکنولوژی مجازی سازی سرور فیزیکی، منابع ذخیره سازی و شبکه های مجازی به عنوان بسترمورد استفاده در لایه های بالاتر نرم افزاری قرار می گیرند. 
*لایه منابع نرم افزار: به طور عمده از سیستم عامل و میان افزار تشکیل شده است. میان افزار منابع نرم افزاری متنوع را بصورت یکپارچه از طریق یک رابط واحد در اختیار توسعه دهندگان نرم افزار قرار می دهد. طوری که آنها می توانند به راحتی برنامه های کاربردی را توسعه داده و در ابر جهت استفاده قرار دهند. 
*لایه مدیریت منابع: این لایه اتصال راحتتر به منابع نرم افزاری و سخت افزاری را فراهم می نماید. با استفاده از استراتژی برنامه ریزی ,یکپارچه سازی, مجازی سازی و محاسبات ابری ، توزیع نرم افزار بر منابع مختلف سخت افزاری را می توان به دست آورد. 
*لایه سرویس: دارای سه سطح از سرویس یعنی،SaaS (نرم افزار به عنوان یک سرویس)، PaaS (بستر های نرم افزاری به عنوان یک سرویس)،IaaS (زیرساخت به عنوان یک سرویس) میباشد. در SaaS، محاسبات ابری سرویس به مشتریان ارائه می دهد. برخلاف نرم افزارهای سنتی کاربران از طریق اینترنت از نرم افزار استفاده می کنند. خرید نرم افزار و سخت افزار یک بار انجام می شود و با پرداخت هزینه ماهانه ناچیز دیگر نیاز به حفظ و ارتقاءآن نمی باشد. 
*لایه کاربردی: این لایه از برنامه های کاربردی خاص شامل تجمیع منابع آموزشی در مدل رایانش ابری ، دوره های تعاملی و به اشتراک گذاری منابع آموزشی تشکیل شده است . برنامه های تعاملی عمدتا برای معلمان، با توجه به یادگیرندگان و نیازهای آموزشی، با استفاده کامل از منابع اطلاعات پایه ساخته می شود و امکان تنظیم محتوای دوره و همچنین پیشرفت در هر زمان با توجه به بازخورد وجود دارد و می تواند دارای اثربخشی بیشتر نسبت به آموزش سنتی باشد. به اشتراک گذاری منابع آموزشی شامل منابع اطلاعاتی (مانند کتابخانه های دیجیتال) و منابع آموزشی انسانی از وظایف این لایه است. این لایه عمدتا شامل ماژولهای تولید محتوا، اهداف آموزشی، تحویل محتوا، ارزیابی و ماژول مدیریت می باشد. 
در مدل کلاسیک آموزش الکترونیکی، معلمان وظایف آموزشی مانند تدریس حضوری به طور منظم، و یا بررسی مهارت و تکالیف دانش آموزان را انجام می دهند. اما در معماری پیشنهادی معلمان به سوالات دانش آموزان پاسخ می دهند و آموزش های ضروری برای رفع مشکلات دانش آموزان ارائه می گردد. علاوه بر این، معلمان نیز می توانند به منظور ارتقاء آموزش از محتواهای آموزشی چند رسانه ای استفاده کنند. همچنین دانش آموزان میتوانند خارج از الگوهای یادگیریشان که بصور ت خودکار تعیین می گردد درس بخوانند. انجام آزمونهای برخط اینترنتی و ارائه تحلیلهای آماری خودکار به معلمان از هر بخشی که مورد مطالعه قرار گرفته است، از مزایای این روش می باشد. معلمان نیز دانش آموزان را تشویق به همکاری با یکدیگر در یادگیری مطالب ساده و یا انجام پروژه های پیچیده مبتنی برکار گروهی می نمایند. از طریق یادگیری گروهی، دانش آموزان به تنهایی نمی توانند دانش کسب نمایند، بلکه روح هماهنگی در تیم است که در امر آموزش و پرورش کمک می نماید . نتیجه این روش برای دانش آموزان بهبود مهارت در برخورد با مردم و افزایش ابراز توانایی خودشان می باشد. شکل 3 مقایسه بین آموزش الکترونیکی سنتی و رایانش ابری را ارائه می دهد: 
[http://176.56.146.166/pic3.jpg شکل3 - مقایسه آموزش الکترونیکی سنتی و رایانش ابری]

== نمونه آموزش مجازی زبان برنامه نویسی مبتنی بر ابر ==
طبق تعریف زیمرمن یادگیری خود تنظیمی (SRL Self-Regulated Learning) شامل تعیین لیست استراتژی هایی دستیابی به اهدافی مانند برنامه ریزی، سازماندهی و ارسال، جستجوی اطلاعات ، نگهداری سوابق، تمرین و حفظ، بررسی، نظارت بر خود، خود ارزیابی، ساختار محیطی و جستجو برای کمک های اجتماعی است که می تواند به طور جداگانه و یا در ترکیب برای توسعه یادگیری خود تنظیم به کار گرفته شود. 
مطابق تعریف فوق در کشور هند یک سیستم مدیریت آموزشی LMS شامل بخش های مدیریت، مستندات، بررسی و ارزیابی، گزارشات و محتواهای آموزشی و آموزش برخط با استفاده از رایانش ابری جهت آموزش زبان برنامه نویسی C پیاده سازی گردیده است. این دوره در شش سطح به خاطر سپاری، درک مطلب، اجرا، تجزیه و تحلیل، ارزیابی و ایجاد برنامه طراحی گردیده است. در ادامه در خصوص هر یک از این سطوح توضیحات لازم ارایه می گردد: 
1-به خاطر سپاری: در این سطح به دانش آموزان محتواهایی مانند الگوی دستورات و ساختار برنامه که باید در حافظه بلند مدت قرار گیرد ارائه می گردد.تمرینات این سطح برای آزمایش شناخت و قابلیت به خاطر سپاری دانش آموزان طراحی گردیده است. 
2-درک مطلب: برای درک مطلب توسط دانش آموزان ، محتواهای ارائه شده در این سطح به گونه ای طراحی شده اند که به دانش آموزان در درک مفاهیم زبان C کمک می کنند. تمرینات این سطح جهت ارزیابی توانایی تفسیر، طبقه بندی، مقایسه و مهارت بیان دانش آموزان طراحی گردیده است. 
3-اجرا : محتواهای ارائه شده به دانش آموزان جهت اجرای مباحث یاد گرفته شده زبان C کمک خواهندکرد.هدف اصلی در این سطح توانایی دانش آموزان جهت تمرکز در بکارگیری مفاهیم می باشد.تمرینات این سطح برای آزمایش توانایی اجرا و پیاده سازی توسط دانش آموزان طراحی گردیده است. یک سری ابزار مانند یک ویرایشگر C به همراه کامپایلر آن برای اجرای تمرینها در اختیار دانش آموزان قرار داده می شود. 
4-تجزیه و تحلیل: در این سطح از این دوره، دانش آموزان از محتواهایی که به تجزیه و تحلیل موضوعات یاد گرفته شده کمک می کنند، بهرمند می گردند. تمرینات در این سطح جهت تعیین سطح تفاوتهای مهارت های دانش آموزان طراحی گردیده است. 
5- ارزیابی: تمرکز عمده در این سطح بر ارزیابی مهارت های دانش آموزان با استفاده از تمرینهایی که توانایی نقد و داوری آنها را سنجش می نماید، می باشد. 
6-ایجاد : در سطح نهایی این دوره ، دانش آموزان دانش به دست آورده و خلاقیتهای خود را اجرا می نمایند. 
در این راستا برای اجرا و پیاده سازی مطالب فوق ، سیستمی بصورت کاملا وب سرویسی طراحی گردیده است. از ویژگیهای خاص این سیستم استفاده از پروتکل SOAP می باشدکه در آن قالب XML به عنوان ستون فقرات ارسال و دریافت پیام های وب سرویس استفاده شده است. در ضمن برای گرفتن بازخورد از پیشرفت تحصیلی دانش اموزان یک زیر سیستم به صورت وب سرویس نیز طراحی گردیده است که به معلم جهت تعیین سطح و وضعیت پیشرفت دانش آموز کمک می کند. 

== ابزارهای پایش ==
ثبت رویدادهایی که توسط گوشی موبایل در هنگام اتصال به یک وب سایت انجام می شود را می توان به سه گروه به شرح ذیل طبقه بندی نمود:
*ثبت تعاملات کاربران: شامل برنامه های ثبت کننده مجموعه تعاملاتی که کاربر با رابط کاربری برقرار می کند. نرم افزار "Event Recorder for Android Web Applications" نمونه ای از این دست نرم افزارها می باشد.
*اجرا کننده خودکار وقایع: این نرم افزارها به ترتیب وقایعی که توسط مجموعه ای از دستورات معین رخ می دهد را ثبت می کنند. برای مثال ثبت مجموعه ای از فعل و انفعالاتی که در یک یا چند دستگاه رخ می دهند.این گروه از برنامه ها اجازه برنامه نویسی برای یکسری از رویدادهای سطح بالا , به منظور آزمایش آنها در یک پلت فرم پیوسته و همچنین برخی از فریم ورک های نوشته شده به زبانهای سطح بالا از هر سیستم , برای تولید وقایع در همان سیستم را می دهند. نرم افزارهای "Robotium" و "ZAP-fix" نمونه ای از این دست نرم افزارها می باشند.
*ثبت کننده کلیدهای زده شده: یک نوع نرم افزار یا دستگاه سخت افزاری می باشد که تاریخچه کلیدهای زده شده را در یک فایل ذخیره می کند و یا از طریق اینترنت و بوسیله پست الکترونیکی آنها را ارسال می کند. ثبت کننده کلیدها اغلب به عنوان نرم افزارهای مخرب و یا برای کنترل کودکان مورد استفاده قرار می گیرند. نمونه ای از این نوع نرم افزارها برای دستگاههای تلفن همراه "KidLogger" می باشد.

== آموزش مجازی از طریق موبایل (زیر ساخت, معماری و ابزار) ==
یادگیری سیار یکنوع یادگیری است كه در آن دانش آموز در یک مكان مشخص ثابت مانند محل سکونت و یا محل آموزشي قرار ندارد و دانش آموز مي تواند از فرصت های ارائه شده توسط فن آوری تلفن همراه در امر یادگیری استفاده نمايد. 
امروزه تعداد زیادی از کاربران دارای دستگاه های تلفن همراهی می باشند كه ویژگی های چند رسانه ای را بهبود بخشیده اند و تقریبا در هر زمان به شبکه های ارتباطی با دسترسي بالا متصل هستند. انقلاب در زمينه دستگاه های تلفن همراه محدودیت های زمانی و مکانی را حذف نموده است و اجراي فرامين را در هر مکان و در هر زمانی اجازه می دهد .از سوی دیگر نیز برخی مشکلات به دلیل تنوع زیاد دستگاه های تلفن همراه در دسترس کاربران و همچنین تنوع در اهداف آموزشی کاربران وجود دارد. 
از این منظر، انطباق محتوا یکی از مؤلفه های مهم آموزشی در بحث تلفن همراه مي باشد زيرا كه پاسخگویی به طیف وسیعی از نیازهای مربوط به منابع نرم افزاري تکراری را ميسر مي سازد. الزامات مورد نیاز با توجه به اجزای نرم افزار ها،منابع چند رسانه ای و سرویس ها تعیین می گردند . انطباق محتوا با توجه به عملکرد ویژگی های دستگاه های تلفن همراه و تنظیمات کاربران , توانایی یک سیستم برای تغییر به محتوای ارائه شده بصورت پویا به هر کاربر می باشد. هدف از سیستم انطباق محتوا تعیین ارزش ها , از ویژگی های در حال تغییر در طول فرایند آموزش می باشد. از مزایای اصلی انطباق محتوا می توان به کاهش زمان مورد نیاز برای آموزشها، کاهش هزینه های آموزش ورشد بهره وری اشاره نمود. 
=== تکنولوژیهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
توسعه برنامه های کاربردی چند رسانه ای در طی چند سال گذشته را می توان نتیجه استفاده زیاد از داده های چند رسانه ای در امر آموزش با توجه به رشد صعودی اینترنت، دانست .در نتیجه ،اهمیت پژوهش در زمینه تکنولوژیهای چند رسانه ای افزایش یافته است. چرا که بر خلاف داده های سنتی , تکنیک های مدیریتی و پرس و جو که از امکانات و ویژگی های داده های چند رسانه ای می باشند ، از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند. 
===ویژگیهای داده های چند رسانه ای===
داده های چند رسانه ای دارای انواع متفاوتی به شرح ذیل می باشند : 
•برخی از داده ها وابسته به زمان است و برخی دیگر مستقل از زمان 
•برای نمایش داده های چند رسانه ای از فرمت های مختلف استفاده می شود. 
•برخی از داده ها ساخت یافته است و برخی بدون ساختار یا نیمه ساختار یافته می باشند. 
•برخی ممکن است برای انتقال انواع داده از راه دور به یک زمان کوتاه و برخی به زمان زیاد احتیاج داشته باشند. 
در مقایسه با سیستم های مبتنی بر متن، برنامه های کاربردی چندرسانه ای دارای درک قوی تری با توجه به دارا بودن ویدئو، صدا، انیمیشن و تصاویر میباشد. اما بین تفکر کاربران در مورد واقعیت و نمایش فیزیکی داده های چند رسانه ای اختلاف بزرگی است.کاربران می خواهند به داده های چند رسانه ای در سطح درک خود از شی دسترسی داشته باشند. اما در سیستم های چند رسانه ای تمایل برای نشان دادن داده های چند رسانه ای بر اساس سطوح درک پایین مانند رنگ ها، الگوها، بافت و شکل ( بدون ترکیب این ویژگی ها ) وجود دارد و هیچ راهی برای نشان دادن خودکار این موضوع، بر اساس تفکر انسانی وجود ندارد. تحقق بخشیدن به نمایش داده های چندرسانه ای بر اساس دیدگاه انسان بسیار مشکل است. هیچ سیستم داده های چندرسانه ای توانایی درک خودکار و شناسایی و طبقه بندی موضوعات را ندارد. استفاده از داده های چندرسانه ای برای ارائه موضوعات یک چالش بزرگ در سیستم آموزش سیار می باشد. 
===راه کارهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
آموزش سیار به دستگاه های گیرنده سیار و دستگاههای جانبی و تکنولوژیهای ارتباطی مانند گوشی موبایل, PDA ، کامپیوتر قابل برنامه ریزی ، آی پاد، دستگاه پخش ویدئو های شخصی و دوربین های دیجیتال ویدئویی وابسته می باشد. راه کارهای چندرسانه ای برای آموزش سیار شامل موارد ذیل می باشد: 
*واقعیت مجازی و شبیه سازی محیط : راهکاری پیچیده برای آموزش و تمرینات تعاملی را فراهم می آورد.واقعیت مجازی می تواند یک فضای محدود و یا فضای باز، در داخل طبیعت را شبیه سازی نماید و اجازه اجرای انواع تعاملات را به کاربر می دهد. 
*برنامه های نرم افزاری تعاملی: شرایط عملی متفاوت را شبیه سازی و روند آموزشی را تسهیل می نماید. 
*استفاده از دستگاه های جانبی و تجهیزات چندرسانه ای : امکان جمع آوری و تفسیر مقادیر از طریق رسانه های مختلف را به صورت برخط بوجود می آورد. این روش اجازه استفاده از راه حل های غیر رسمی برای آموزش و بازدید مکانهایی مانند: باغ گیاهان، باغ وحش، رودخانه ها و غیره را می دهد. 
نرم افزارهای کاربردی تلفن همراه کنترل محیطی بهتری را ارائه می دهند و می توانند معایبی مانند: وجود اختلال در ارتباطات ، محدودیت پهنای باند شبکه های ارتباطی ، محدودیت فضای ذخیره سازی و عدم وجود تنوع ابزار تعاملی را بر طرف نمایند.همچنین امکان بهبود تجارب اجتماعی در مقایسه با روشهای یادگیری کلاسیک را فراهم می کنند.
 

== کاربرد رایانش ابری در آموزش سیار ==
(MCC (MOBILE CLOUD COMPUTING از سه مفهوم رایانش ابری ,رایانش سیار و شبکه تشکیل شده است. ویژگی های جالب و جذاب MCC پارادایم تحرک با امکان قابلیت های زیاد می باشد. ما رایانش ابری سیار را به این صورت تعریف می کنیم: "یک تکنولوژی قدرتمند رایانش سیارکه ابزار یکپارچه از منابع ابرهای متنوع و تکنولوژیهای شبکه را نسبت به قابلیت های نامحدود ذخیره سازی و تحرک در اختیار قرار می دهد. رایانش ابری به بسیاری از دستگاه های تلفن همراه در همه جا ، در هر زمان و از طریق کانال اینترنت ، بدون در نظر گرفتن محیط های ناهمگن و سیستم عامل، بر اساس اصل پرداخت به ازای استفاده سرویس می دهد." 
استفاده از MCCمزایای توزیع، فاصله ، منابع غنی، زیرساخت های ابر وتقویت بسیاری از دستگاه های تلفن همراه، به ویژه گوشی های هوشمند و کاهش کاستی های آنها را در بر دارد. پیش بینی دستاوردهای آینده استفاده ازMCC در حوزه های مختلف مانند بهداشت و درمان (مانندtelemonitoring و telesurgery)، آموزش و پرورش، کسب و کار فناوری اطلاعات ، توسعه شهری و روستایی و شبکه های اجتماعی می باشد.در این راستا، تلاش های زیادی مانند استقرار فن آوری رایانش ابری برای افزایش قابلیت گوشی های هوشمند صورت پذیرفته است. 
علاوه بر این، اعمال نفوذ در منابع مجازی به منظور افزایش امنیت اطلاعات در گوشی های هوشمند سودمند است چرا که آنها دائما مستعد سرقت، از بین رفتن و آسیب های فیزیکی می باشند. Dropbox و SugarSync از جمله خدمات ذخیره سازی ابر هستند که می توانند داده های واقع در دستگاه های مختلف محاسباتی (به عنوان مثال تلفن های هوشمند، تبلت، و لپ تاپ) را همگام سازی نمایند.همانگونه که در شکل 4 مشاهده می گردد لایه واسط(Arbitrator Layer) به معماری چند لایه سیستم عامل موبایل (MNO) اضافه گردیده است که در ادامه به شرح هریک از این بخش ها می پردازیم.
 
[http://176.56.146.166/pic4.jpg شکل4 - ساختار استفاده از لایه واسط] 

===لایه واسط Arbitrator Layer ===
این لایه از سیستم عامل موبایل در واقع به عنوان واسط بین بخش جلویی(front- end -شامل ابر کاربران تلفن همراه) و بخش عقبی(back- end - شامل ارائه دهندگان سرویس ابر) می باشد. این لایه درخواست تخصیص منابع از لایه SOA را دریافت می نماید و لایه زیرساخت را بررسی می کند تا سرویسی که اجرای کارآمدتری دارد را تعیین کند. سپس یک کپی مستقل از این سرویس به لایه زیرساخت به عنوان مرجع برای مراجعات بعدی منتقل خواهد شد. در این روش، سربار شبکه به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد. 
*زمانبندی کننده منابع: هنگامی که یک سرویس جدید در بخش رجیستری سرویس ثبت و ذخیره شد ، درخواست تخصیص به بخش زمانبندی کننده منابع فرستاده می شود. بخش زمانبندی کننده خواص درونی و توصیفی سرویس را تجزیه و تحلیل می نماید و سرویسی که کارایی بالاتری دارد را برای اجرا تعیین می کند.
*سرویس پروفایل: یکی از مسئولیت های واسط می باشد برای نظارت بر اعتبار و عملکرد سرویس و در صورت نیاز جایگزین آنها با سرویس مناسب تر می باشد. ماژول سرویس پروفایل یک سناریو تعریف شده برای ارزیابی عملکرد واقعی سرویس دارد. اگر عملکرد سرویسی مطابق با شرح سرویس نباشد برای نگه داشتن موثر سیستم آن سرویس توسط یک سرویس کارآمد تر جایگزین می شود. 
*پروفایل کاربر: از آنجا که سرویسهای مختلفی از طرف مصرف کنندگان سرویس درخواست می گردند ، سازمان دهی یا تنظیمات شخصی مهم هستند. بنابراین ماژول پروفایل کاربر مسئول نظارت و ذخیره ترجیحات کاربران جهت تحویل خدمات سفارشی و اجرای سرویسها بر اساس این معیارهای حاصله می باشد.
*جمع آوری کننده اعمال کاربر در زمان اجرا: به منظور افزایش کارایی و عملکرد سیستم ،جمع آوری اعمال کاربر در زمان اجرا یک فرایند حیاتی است. اطلاعات مربوط به این اعمال می تواند در زمانبندی قوی و مجدد منابع در این معماری به ما کمک کند. 
*اجرا کننده استاندارد: استاندارد سازی یکی از تکنیک های مفید جهت رفع عدم تجانس درمحیط های ناهمگن MCC می باشد. از این رو، توجه به استانداردها در طراحی معماری بسیار مهم است. این ماژول مسئول نظارت و اجرای استانداردسازی برای سرویسها می باشد. 
*تجزیه و تحلیل محاسباتی: در طی مقدار دهی اولیه در بخش رجیستری سرویس ، یک لایه خاص زیرساخت به هر سرویس اختصاص داده می شود. با این حال، نمی توان از انتخاب بهینه مطمئن بود. از این رو، برای دستیابی به عملکرد بهینه، ماژول تجزیه تحلیل محاسباتی بر قابلیت های محاسباتی منابع اختصاص داده شده نظارت می کند. 
*تجزیه و تحلیل عملکرد: از آنجایی که هدف معماری ما کاهش زمان تاخیر شبکه می باشد، ماژول تجزیه و تحلیل عملکرد وظیفهس اش تجزیه و تحلیل تاخیر ارتباطی و الگوی مصرف منابع سرویس های مختلف است. اگر مقدار منابع مورد نیاز برای اجرای یک سرویس خاص با عوامل دیگر مانند ارتباطات مطابقت نداشته باشد و از اینرو موجب تعویق اجرای سرویس گردد ، آنگاه تقاضای زمانبندی منابع جهت تعیین زیرساخت های مناسب تر تکرار می گردد. علاوه بر این، نظارت بر رابطه بین تعداد دفعات درخواست و اجرای سرویس و مقدار منابع مصرف شده وظیفه این ماژول می باشد. نتایج حاصل از این تجزیه و تحلیل به منظور ارتقاء کیفیت طور کلی مفید است. به عنوان مثال، اگر یک سرویس حساس به تاخیر ابر بیش از حد فراخوانی گردد، این سرویس را می توان به نزدیکترین سیستم عامل موبایل مجاور منتقل نمود یا به ارائه دهنده مجاز برای مقابله با تاخیر ارتباطاتی مراجعه نمود. 

== کاربرد تکنولوژی Edge ==
شبکه EDGE آخرین مرحله میان GPRS و UMTS است که نویدبخش سه برابرسازی ظرفیت شبکه‌های GSM با صرف هزینه اندک است. فناوری EDGE به بهره‌بردار امکان می‌دهد با ارائه مجموعه‌ای از خدمات اینترنتی و چندرسانه‌ای به درآمدهای تازه‌ای دست یابد. EDGE ساده و ارزان می‌نماید اما به هر حال دست آورد ارتقاء دادن شبکه GPRS به شبکه EDGE باید از چنان کیفیت خدماتی برخوردار باشد که برآورنده نیازهای کاربرد‌های داده‌ محور باشد.برای بهره‌برداران دارای مجوز UMTS ، شبکه EDGE راهی جذاب برای ارائه خدمات نسل سوم در خارج از نواحی شهری متراکم را فراهم می نماید. هنگامی که مشترک از ناحیه پوشش UMTS بیرون می‌رود، افزایش سرعت ارسال داده افت کیفیت خدمات را تا حدی جبران می‌کند. 
===معیارهای کارآیی===
برای سنجش کارآیی شبکه‌های IP مثل شبکه EGPRS از چهار معیار گذردهی، اتلاف، تأخیر و لغزش می‌توان بهر‌ه گرفت. تأثیر هر کدام از این معیارها به کیفیت خدمات رسانی به کاربر و یا خدمات موردنظر بستگی دارد. 
گذردهی به معنای تعداد بایت‌هایی است که می‌توان در هر ثانیه از خط ارتباط EDGE عبور داد و بنابراین بیان‌گر قابلیت هر لینک در ارائه خدماتی مانند گشت و گذار در اینترنت یا ارسال ویدیو به صورت بلادرنگ است. اتلاف به درصد بسته‌های داده‌ای از دست رفته در شبکه اطلاق می‌شود. بسته‌های از دست رفته را دوباره باید ارسال کرد که این امر سرعت انتقال داده‌ها برای مشترک را کاهش می‌دهد. تأخیر به میزان زمانی گفته می‌شود که صرف انتشار بسته‌های IP از طریق شبکه می‌شود. تأخیر هم بر سرعت ارسال داده از دید مشترک اثر منفی می‌گذارد و از جمله معیارهای کلیدی در ارتباطات صوتی بلا‌درنگ است. معیار آخر نیز لغزش است که به تغییرات آماری تأخیر اطلاق می‌شود. 
در EDGE از مدولاسیون ۸ PSK- استفاده می‌شود که می‌تواند با استفاده از شکاف‌های زمانی استاندارد GSM ،گذردهی داده‌ای GPRS را سه برابرکند. اما EDGE شمار شکاف‌های زمانی را افزایش نمی‌دهد، بنابراین بهره‌بردار همچنان با محدودیت ظرفیت در بسیاری از موارد مواجه است. در واقع ممکن است در برخی شرایطEDGE اوضاع را بدتر هم بکند زیرا با ارائه خدمات جدید و پرسرعت سبب می‌شود حجم انتقال داده‌ها به گونه‌ای سرسام‌آور افزایش یابد. شکی نیست که افزایش ترافیک داده‌ها باعث افزایش درآمدها می‌شود اما بسیاری از بهره‌برداران هم دچار معضلی به نام کمبود ظرفیت خواهند شد. 
===بهینه‌سازی===
بهره‌برداران برای رفع معضل کمبود ظرفیت باید تخصیص درست کانال‌ها را در دستور کار خود قرار دهند. یعنی باید کانال را به گونه‌ای به کاربردها اختصاص داد که مشترکین در موقع و مکان مناسب خود به پهنای باند کافی دسترسی داشته باشند. برای مثال، مشترکی که می‌خواهد حجم بزرگی از داده‌ها را بارگذاری کند از کاهش ناگهانی پهنای باند دلخور می‌شود اما کاربری که دارد از پست الکترونیکی استفاده می‌کند حتی متوجه چنین کاهشی نمی‌شود. 
ترازبندی ظرفیت براساس شمار کاربران و میزان پهنای باند لازم برای کاربردهای موردنظرش در تمامی زمان‌ها، محور اصلی عملیات بهینه‌سازی را تشکیل می‌دهد. تخصیص فرکانس، کار دشواری نیست زیرا می‌توان از کانال‌های EDGE در چارچوب طرح موجود تخصیص فرکانس استفاده کرد و آنها را همانند کانال‌های GSM تخصیص داد. 
در کاربردهای مبتنی بر پروتکل کنترل انتقال باید تمامی داده‌های از دست رفته بر اثر تداخل را دوباره ارسال کرد و این اثر منفی زیادی درلایه کاربرد به جای می‌گذارد و در نهایت باعث ناخرسندی کاربر می‌شود. برای حل این معضل دو راه وجود دارد، یکی کوچک‌ کردن اندازه سلول‌ها و دیگری استفاده از شیوه‌های کدگذاری بهتر می باشد. شیوه دوم باعث می‌شود شمار دفعات ارسال داده‌ها کاهش یابد. افزایش سرعت ارسال داده‌ها به معنای افزایش حجم جابه‌جایی داده‌ها در شبکه هسته است که این الگوی ترافیک داده ها را بطور چشم‌گیری تغییر می‌دهد. اغلب ادعا می‌شود که در EDGE نیازی به تغییر شبکه هسته نیست و این از دیدگاه پروتکلی درست است. اما ممکن است شبکه هسته موجود دارای ظرفیت لازم برای پوشش دادن EDGE نباشد. بهره‌بردارانی که می‌خواهند به سراغ EDGE بروند باید شرایط EDGE را شبیه‌سازی کنند و شبکه هسته را تحت آزمایش‌های دقیق قرار دهند.تأخیر می‌تواند در شبکه هسته یا سایر شبکه‌های درگیر با انتقال داده‌ها ایجاد شود. بنابراین حتی اگر همه شبکه هسته سلولی از لحاظ پوشش دادن حجم داده‌ها کم و کسری نداشته باشد باز ممکن است شبکه‌های همکارش توانایی لازم را نداشته باشند و این عامل تعیین کننده‌ای در موضع‌گیری مشترکین در قبال شبکه تلفن همراه به حساب می‌آید.

== الگوی سرویس غیر برخط موبایل با روش REST ==
در موبایل شرایط محیطی برای یک سرویس بطور پیوسته در حال تغییر است. ارتباط صحیح دائمی را نمی توان تضمین کرد.بنابراین الگوی معماری رایانش ابری باید به خوبی الگوهای پردازش غیر برخط را پشتیبانی کند.استراتژیهای صف(Queue) , Cache و اطلاعات Information ممکن است به نوع سرویس محتوا و نوع عملیات وابسته باشند.برای مثال یک درخواست اطلاعات از ابر ممکن است در حالت پیشرفته Cache شود یا برعکس یک در خواست به روزآوری در صف Queue قرار بگیردکه البته موارد فوق به نوع سرویس ارائه محتوا بستگی دارد. برای پیاده سازی این درخواستها از روالهای اتصال از راه دور مانند SOAP,XML-RPC,COBRA, .NET Remoting که بر عملیات درونی نظارت دارند می توان استفاده نمود.

== نتیجه گیری ==
در این تحقیق ابتدا تعریفی از محیط رایانش ابری به همراه نقاط قوت آن عنوان و سپس ساختار آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری در مقایسه با روش های سنتی آموزش الکترونیک بیان گردیده است و تفاوتهای و مزایای آنها مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه پیاده سازی شده این امر در کشور هند جهت آموزش درس برنامه نویسی سی بکار گرفته شده است که در آن از وب سرویسها استفاده شده است. در ادامه ابزار هایی که که برای ارزیابی وضعیت و تعاملات کاربر لازم است تشریح شده اند و در نهایت زیر ساختها , معماری, روشهای پیاده سازی و تکنولوژی های ارتباطی آموزش مجازی سیار که یکی از روش های جدید آموزش مجازی می باشد، بررسی گردیده است.

== درخت دانش ==
[http://176.56.146.166/tree.jpg شکل5 - درخت دانش]
 

== مراجع ==
[1] Garcia, E.; Garcia, A.; Garcia-Cabot, A.; de-Marcos, L.; Hilera, J.
 
Development of an Application for Mobile Devices to Record Learner Interactions with Web-Based Learning Objects
 
12th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT), 2012
 
[2] Thamarai Selvi, S.; Panneerselvam, K.
 
A Self-regulated Learning approach for programming language using cloud-based Learning Management System
 
International Conference on Recent Trends In Information Technology (ICRTIT), 2012
 
[3] Md. Anwar Hossain Masud, Xiaodi Huang
 
An E-learning System Architecture based on Cloud Computing
 
5th IEEE International Conference on Cloud Computing (CLOUD), 2012
 
[4] Damm, S.; Ritz, T.; Strauch, J.
 
Adaption of Archetype Patterns for mobile cloud-based business apps
 
IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications Workshops (PERCOM Workshops),2011

آموزشهاي مجازي با استفاده از تكنولوژي رايانش ابري(cloud computing)

2015-01-29T23:48:59Z

92231535: /* درخت دانش */

== چکیده ==
در طی چند سال اخیر رایانش ابری به شدت مورد توجه کارشناسان و محققان فناوری قرار گرفته است. بر پایه آن شرکت های عظیم کامپیوتری نسبت به استفاده از این تکنولوژی در راستای ارایه خدمات و سرویسهای الکترونیکی خود به کاربران اقدام نموده اند. با این روند رو به رشد استفاده از این تکنولوژ ی، بعید به نظر نمی رسد که در آینده ای نزدیک اکثر شرکت ها سرویسها و خدمات الکترونیکی خود را بر این اساس عرضه نمایند از جلمه خدمات الکترونیکی که در این تکنولوژی می تواند مورد استفاده قرار گیرد، بحث آموزشهای مجازی می باشد. رایانش ابری در آموزش مجازی علی الخصوص آموزش مجازی سیار که عمدتاً از طریق موبایل صورت می پذیرد، می تواند نقش عمده ای را ایفا نماید. راهکارها و معیارهای کارآیی و بهینه سازی در این خصوص وجود دارند که می توانند مورد استفاده قرار گیرند.

== مقدمه ==
رایانش ابری یا Cloud Computing راهکارهایی را برای ارایه خدمات فناوری به کاربران مشابه آنچه که در بعضی از صنایع با کاربرد سراسری (مانند صنعت آب ، صنعت برق و ...) وجود دارد ، ارایه می دهد. این تکنولوژی اصولاً بر پایه اینترنت تعریف می شود که در آن الگویی تازه جهت ارایه سرویسهای فناوری (شامل نرم افزار، سخت افزار و سایر منابع اشتراکی) بکار گرفته می شود. در حقیقت در این تکنولوژی دسترسی به منابع فناوری اطلاعات به هنگام ارایه درخواست از طرف کاربر و بر اساس میزان تقاضای کاربر ، به وی ارایه می گردد. دلیل استفاده و تشبیه اصطلاح "ابر" به اینترنت که در شماتیک های شبکه ای نیز از شکل ابر برای نشان دادن اینترنت استفاده می شود ، در این است که اینترنت همچون ابری جزییات فنی را از دید کاربران نهایی پنهان می سازد. به معنای دیگر یک لایه انتزاعی را بین کاربران و جزییات فنی بوجود می آورد. به عنوان مثال برنامه های کاربردی تجاری و یا آموزشهای مجازی را می توان در نظر گرفت که توسط سرویس دهنده نرم افزاری رایانش ابری ارایه می گردد. این برنامه ها بر روی سرورها ذخیره می گردند و حسب درخواست کاربر در اختیار وی قرار می گیرند، در حالی که جزییات فنی از دید کاربر کاملاً مخفی است و کاربر نیازی به داشتن اطلاعات در خصوص فناوری زیرساخت ابری که از آن استفاده می کند، ندارد.

== مزایای استفاده از رایانش ابری ==
در زیر به چند نمونه از موارد اشاره می شود:
*قابلیت اطمینان بیشتر به داده ها:با توجه به اینکه در رایانش ابری داده ها بر روی ابر قرار دارند از اینرو خرابی کامپیوتر کاربر تاثیری بر روی داده ها نخواهد داشت.مضاف بر اینکه افزونگی لازم نیز در زیر ساخت ابری به نحوی توسط فراهم کنندگان آن دیده می شود که به شدت در برابر خرابی مقاوم است و راهکارهای متعددی برای تهیه نسخ پشتیبان که معمولا کاربران از آنها غافل هستند، بکار برده می شوند.
*امکان دسترسی از همه جا و در هر مکان:بدلیل آنکه داده ها در ابر قرار دارند، از اینرو کاربر قادر به دسترسی به داده های خود در هر زمان و هر مکانی خواهد بود. برای اینکار تنها لازم است که کاربر از تجهیز کامپیوتری خود که می تواند یک گوشی موبایل نیز باشد به اینترنت دسترسی داشته باشد.
*عدم وابستگی به سخت افزار:چون اسناد و برنامه های کاربردی روی ابر در همه حال به یک شکل هستند از اینرو تفاوتی نمی کند که با چه دستگاه سخت افزاری کاربر متصل شده است. در حقیقت اجرای برنامه ها تفاوتی نخواهد کردو دیگر نیازی به خرید سخت افزارهای مخصوص و یا ذخیره اسناد به فرمت های ویژه نمی باشد. سازگاری لازم از طرف ابر برای سخت افزار فراهم خواهد شد.
*ظرفیت نامحدود ذخیره سازی:به لحاظ نظری محدودیتی در استفاده از فضای ذخیره سازی ابری وجود ندارد. این موضوع در قیاس با حجم محدود فضای ذخیره سازی کامپیوترهای شخصی بسیار قابل توجه می باشد. عجیب به نظر نمی رسد اگر بگوییم هر چیزی را که نیاز به ذخیره کردن آن داریم ، می توانیم در فضای ابری ذخیره کنیم.
*هزینه پایین:بدلیل آنکه محاسبات مورد نیاز در فضای ابری انجام می شود از اینرو دیگر نیازی به استفاده از کامپیوترهای گرانقیمت در سمت کاربر نمی باشد و هزینه های مربوط به سخت افزار به شدت کاهش پیدا می کند. حتی با ساده ترین کامپیوترها که بلحاظ پردازشی و فضای دیسکی بسیار محدود می باشند، نیز می توانند از رایانش ابری حداکثر استفاده را ببرند. با توجه به اینکه اسناد در ابر ذخیره می شوند حتی نیازی به ذخیره اسناد و مستندات در کامپیوتر شخصی نمی باشد.
*ارتقای سریع نرم افزاری:از دیگر مزایای مربوط به رایانش ابری این است که دیگر نیازی به بروز رسانی نرم افزارها و یا اجبار به استفاده از نرم افزارهای قدیمی به دلیل هزینه بالای ارتقای آنها نمی باشد، چون در ابر اینکار بدون اینکه کاربر متوجه شود صورت می پذیرد. بدلیل مبتنی بر وب بودن برنامه ها ارتقا و بروزرسانی ها بصورت اتومات در ابر انجام شده و کاربر بدون پرداخت هزینه اضافی قادر به بهره برداری از آخرین نسخه نرم افزارها خواهد بود. 

== آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری ==
به صورت ساده آموزش مجازی به فرایند یادگیری از طریق اینترنت اشاره داد. ، گرچه آموزش مجازی جایگزین روش سنتی نخواهد شد، اما تا حد زیادی می تواند به بهبود بهره وری در امر آموزش کمک کند. آموزش مجازی دارای مزایای زیادی من جمله انعطاف پذیری، تنوع، دسترسی آسان و غیره می باشد که به عنوان یک متد اصلی برای یادگیری در دهه های اخیر تبدیل شده است. شکل زیر یک معماری از سیستم ساده آموزش مجازی را نشان می دهد: 
[http://176.56.146.166/pic1.jpg شکل - معماری یک سیستم ساده آموزشی] 

در روشهای سنتی مبتنی بر وب بدینگونه عمل می گردد که سیستم های مربوط به ایجاد و نگهداری آموزشهای مجازی در داخل موسسات آموزشی و یا شرکت پیاده سازی ، که این امر منجر به بروز بسیاری از مشکلات، از جمله نیاز به سرمایه گذاری زیاد اما بدون سود، مشکلات مربوط به پشتیبانی فنی و غیره می گردد. نتیجه این امر منجر به عدم توسعه آسان این سیستمها می شود. در مقابل، آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر مدلی را معرفی مینماید که مقیاسی برای بهره وری دارد. برای مثال ساخت سیستم آموزش مجازی به تامین کنندگان رایانش ابری سپرده میشود،که می تواند ارائه دهندگان و کاربران را برای رسیدن به وضعیت برد- برد یاری نماید. محیط مبتنی بر ابر از نسل جدیدی از سیستم های آموزش مجازی که قادر به اجرا در گستره طیف وسیعی از دستگاه های سخت افزاری که در حال ذخیره سازی داده در داخل ابر هستند، پشتیبانی می نماید. 
آموزش الکترونیکی هیچگاه نمی تواند به طور کامل جایگزین معلمان گردد و تنها در حوزه به روزرسانی تکنولوژی ، مفاهیم و ابزارهای جدید، ارائه محتوا، مفاهیم و روش ها برای آموزش مورد استفاده قرار می گیرد. در روش آموزش الکترونیکی میتنی بر ابر معلمان نقش رهبری و مشارکت در پیشرفت تحصیلی را خواهند داشت. 
از سوی دیگر، ابر آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر حرکت به سمت استفاده از تکنولوژی رایانش ابری در زمینه آموزش الکترونیکی می باشد و در آینده ای نزدیک زیرساختهای آموزش الکترونیکی شامل سخت افزار و منابع محاسباتی نرم افزاری درگیر در آموزش الکترونیک مبتنی بر این تکنولوژی خواهند بود. معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر در شکل زیر نشان داده شده است: 
[http://176.56.146.166/pic2.jpg شکل - معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر]
 
معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر پیشنهادی را می توان به لایه های زیر تقسیم تقسیم کرد: 
*لایه زیرساخت: این لایه از زیرساخت های سخت افزاری مانند حافظه فیزیکی، CPU و سرور های فیزیکی تشکیل شده اند. همچنین اطلاعات زیرساخت ها شامل اینترنت / اینترانت، نرم افزار سیستم، سیستم مدیریت اطلاعات و برخی از نرم افزارهای مشترک و سخت افزارمی باشد. بسترهای ارتباطی این لایه در پایین ترین سطح سرویس میان ابر قرار گرفته است. استفاده از تکنولوژی مجازی سازی سرور فیزیکی، منابع ذخیره سازی و شبکه های مجازی به عنوان بسترمورد استفاده در لایه های بالاتر نرم افزاری قرار می گیرند. 
*لایه منابع نرم افزار: به طور عمده از سیستم عامل و میان افزار تشکیل شده است. میان افزار منابع نرم افزاری متنوع را بصورت یکپارچه از طریق یک رابط واحد در اختیار توسعه دهندگان نرم افزار قرار می دهد. طوری که آنها می توانند به راحتی برنامه های کاربردی را توسعه داده و در ابر جهت استفاده قرار دهند. 
*لایه مدیریت منابع: این لایه اتصال راحتتر به منابع نرم افزاری و سخت افزاری را فراهم می نماید. با استفاده از استراتژی برنامه ریزی ,یکپارچه سازی, مجازی سازی و محاسبات ابری ، توزیع نرم افزار بر منابع مختلف سخت افزاری را می توان به دست آورد. 
*لایه سرویس: دارای سه سطح از سرویس یعنی،SaaS (نرم افزار به عنوان یک سرویس)، PaaS (بستر های نرم افزاری به عنوان یک سرویس)،IaaS (زیرساخت به عنوان یک سرویس) میباشد. در SaaS، محاسبات ابری سرویس به مشتریان ارائه می دهد. برخلاف نرم افزارهای سنتی کاربران از طریق اینترنت از نرم افزار استفاده می کنند. خرید نرم افزار و سخت افزار یک بار انجام می شود و با پرداخت هزینه ماهانه ناچیز دیگر نیاز به حفظ و ارتقاءآن نمی باشد. 
*لایه کاربردی: این لایه از برنامه های کاربردی خاص شامل تجمیع منابع آموزشی در مدل رایانش ابری ، دوره های تعاملی و به اشتراک گذاری منابع آموزشی تشکیل شده است . برنامه های تعاملی عمدتا برای معلمان، با توجه به یادگیرندگان و نیازهای آموزشی، با استفاده کامل از منابع اطلاعات پایه ساخته می شود و امکان تنظیم محتوای دوره و همچنین پیشرفت در هر زمان با توجه به بازخورد وجود دارد و می تواند دارای اثربخشی بیشتر نسبت به آموزش سنتی باشد. به اشتراک گذاری منابع آموزشی شامل منابع اطلاعاتی (مانند کتابخانه های دیجیتال) و منابع آموزشی انسانی از وظایف این لایه است. این لایه عمدتا شامل ماژولهای تولید محتوا، اهداف آموزشی، تحویل محتوا، ارزیابی و ماژول مدیریت می باشد. 
در مدل کلاسیک آموزش الکترونیکی، معلمان وظایف آموزشی مانند تدریس حضوری به طور منظم، و یا بررسی مهارت و تکالیف دانش آموزان را انجام می دهند. اما در معماری پیشنهادی معلمان به سوالات دانش آموزان پاسخ می دهند و آموزش های ضروری برای رفع مشکلات دانش آموزان ارائه می گردد. علاوه بر این، معلمان نیز می توانند به منظور ارتقاء آموزش از محتواهای آموزشی چند رسانه ای استفاده کنند. همچنین دانش آموزان میتوانند خارج از الگوهای یادگیریشان که بصور ت خودکار تعیین می گردد درس بخوانند. انجام آزمونهای برخط اینترنتی و ارائه تحلیلهای آماری خودکار به معلمان از هر بخشی که مورد مطالعه قرار گرفته است، از مزایای این روش می باشد. معلمان نیز دانش آموزان را تشویق به همکاری با یکدیگر در یادگیری مطالب ساده و یا انجام پروژه های پیچیده مبتنی برکار گروهی می نمایند. از طریق یادگیری گروهی، دانش آموزان به تنهایی نمی توانند دانش کسب نمایند، بلکه روح هماهنگی در تیم است که در امر آموزش و پرورش کمک می نماید . نتیجه این روش برای دانش آموزان بهبود مهارت در برخورد با مردم و افزایش ابراز توانایی خودشان می باشد. شکل زیر مقایسه بین آموزش الکترونیکی سنتی و رایانش ابری را ارائه می دهد: 
[http://176.56.146.166/pic3.jpg شکل - مقایسه آموزش الکترونیکی سنتی و رایانش ابری]

== نمونه آموزش مجازی زبان برنامه نویسی مبتنی بر ابر ==
طبق تعریف زیمرمن یادگیری خود تنظیمی (SRL Self-Regulated Learning) شامل تعیین لیست استراتژی هایی دستیابی به اهدافی مانند برنامه ریزی، سازماندهی و ارسال، جستجوی اطلاعات ، نگهداری سوابق، تمرین و حفظ، بررسی، نظارت بر خود، خود ارزیابی، ساختار محیطی و جستجو برای کمک های اجتماعی است که می تواند به طور جداگانه و یا در ترکیب برای توسعه یادگیری خود تنظیم به کار گرفته شود. 
مطابق تعریف فوق در کشور هند یک سیستم مدیریت آموزشی LMS شامل بخش های مدیریت، مستندات، بررسی و ارزیابی، گزارشات و محتواهای آموزشی و آموزش برخط با استفاده از رایانش ابری جهت آموزش زبان برنامه نویسی C پیاده سازی گردیده است. این دوره در شش سطح به خاطر سپاری، درک مطلب، اجرا، تجزیه و تحلیل، ارزیابی و ایجاد برنامه طراحی گردیده است. در ادامه در خصوص هر یک از این سطوح توضیحات لازم ارایه می گردد: 
1-به خاطر سپاری: در این سطح به دانش آموزان محتواهایی مانند الگوی دستورات و ساختار برنامه که باید در حافظه بلند مدت قرار گیرد ارائه می گردد.تمرینات این سطح برای آزمایش شناخت و قابلیت به خاطر سپاری دانش آموزان طراحی گردیده است. 
2-درک مطلب: برای درک مطلب توسط دانش آموزان ، محتواهای ارائه شده در این سطح به گونه ای طراحی شده اند که به دانش آموزان در درک مفاهیم زبان C کمک می کنند. تمرینات این سطح جهت ارزیابی توانایی تفسیر، طبقه بندی، مقایسه و مهارت بیان دانش آموزان طراحی گردیده است. 
3-اجرا : محتواهای ارائه شده به دانش آموزان جهت اجرای مباحث یاد گرفته شده زبان C کمک خواهندکرد.هدف اصلی در این سطح توانایی دانش آموزان جهت تمرکز در بکارگیری مفاهیم می باشد.تمرینات این سطح برای آزمایش توانایی اجرا و پیاده سازی توسط دانش آموزان طراحی گردیده است. یک سری ابزار مانند یک ویرایشگر C به همراه کامپایلر آن برای اجرای تمرینها در اختیار دانش آموزان قرار داده می شود. 
4-تجزیه و تحلیل: در این سطح از این دوره، دانش آموزان از محتواهایی که به تجزیه و تحلیل موضوعات یاد گرفته شده کمک می کنند، بهرمند می گردند. تمرینات در این سطح جهت تعیین سطح تفاوتهای مهارت های دانش آموزان طراحی گردیده است. 
5- ارزیابی: تمرکز عمده در این سطح بر ارزیابی مهارت های دانش آموزان با استفاده از تمرینهایی که توانایی نقد و داوری آنها را سنجش می نماید، می باشد. 
6-ایجاد : در سطح نهایی این دوره ، دانش آموزان دانش به دست آورده و خلاقیتهای خود را اجرا می نمایند. 
در این راستا برای اجرا و پیاده سازی مطالب فوق ، سیستمی بصورت کاملا وب سرویسی طراحی گردیده است. از ویژگیهای خاص این سیستم استفاده از پروتکل SOAP می باشدکه در آن قالب XML به عنوان ستون فقرات ارسال و دریافت پیام های وب سرویس استفاده شده است. در ضمن برای گرفتن بازخورد از پیشرفت تحصیلی دانش اموزان یک زیر سیستم به صورت وب سرویس نیز طراحی گردیده است که به معلم جهت تعیین سطح و وضعیت پیشرفت دانش آموز کمک می کند. 

== ابزارهای پایش ==
ثبت رویدادهایی که توسط گوشی موبایل در هنگام اتصال به یک وب سایت انجام می شود را می توان به سه گروه به شرح ذیل طبقه بندی نمود:
*ثبت تعاملات کاربران: شامل برنامه های ثبت کننده مجموعه تعاملاتی که کاربر با رابط کاربری برقرار می کند. نرم افزار "Event Recorder for Android Web Applications" نمونه ای از این دست نرم افزارها می باشد.
*اجرا کننده خودکار وقایع: این نرم افزارها به ترتیب وقایعی که توسط مجموعه ای از دستورات معین رخ می دهد را ثبت می کنند. برای مثال ثبت مجموعه ای از فعل و انفعالاتی که در یک یا چند دستگاه رخ می دهند.این گروه از برنامه ها اجازه برنامه نویسی برای یکسری از رویدادهای سطح بالا , به منظور آزمایش آنها در یک پلت فرم پیوسته و همچنین برخی از فریم ورک های نوشته شده به زبانهای سطح بالا از هر سیستم , برای تولید وقایع در همان سیستم را می دهند. نرم افزارهای "Robotium" و "ZAP-fix" نمونه ای از این دست نرم افزارها می باشند.
*ثبت کننده کلیدهای زده شده: یک نوع نرم افزار یا دستگاه سخت افزاری می باشد که تاریخچه کلیدهای زده شده را در یک فایل ذخیره می کند و یا از طریق اینترنت و بوسیله پست الکترونیکی آنها را ارسال می کند. ثبت کننده کلیدها اغلب به عنوان نرم افزارهای مخرب و یا برای کنترل کودکان مورد استفاده قرار می گیرند. نمونه ای از این نوع نرم افزارها برای دستگاههای تلفن همراه "KidLogger" می باشد.

== آموزش مجازی از طریق موبایل (زیر ساخت, معماری و ابزار) ==
یادگیری سیار یکنوع یادگیری است كه در آن دانش آموز در یک مكان مشخص ثابت مانند محل سکونت و یا محل آموزشي قرار ندارد و دانش آموز مي تواند از فرصت های ارائه شده توسط فن آوری تلفن همراه در امر یادگیری استفاده نمايد. 
امروزه تعداد زیادی از کاربران دارای دستگاه های تلفن همراهی می باشند كه ویژگی های چند رسانه ای را بهبود بخشیده اند و تقریبا در هر زمان به شبکه های ارتباطی با دسترسي بالا متصل هستند. انقلاب در زمينه دستگاه های تلفن همراه محدودیت های زمانی و مکانی را حذف نموده است و اجراي فرامين را در هر مکان و در هر زمانی اجازه می دهد .از سوی دیگر نیز برخی مشکلات به دلیل تنوع زیاد دستگاه های تلفن همراه در دسترس کاربران و همچنین تنوع در اهداف آموزشی کاربران وجود دارد. 
از این منظر، انطباق محتوا یکی از مؤلفه های مهم آموزشی در بحث تلفن همراه مي باشد زيرا كه پاسخگویی به طیف وسیعی از نیازهای مربوط به منابع نرم افزاري تکراری را ميسر مي سازد. الزامات مورد نیاز با توجه به اجزای نرم افزار ها،منابع چند رسانه ای و سرویس ها تعیین می گردند . انطباق محتوا با توجه به عملکرد ویژگی های دستگاه های تلفن همراه و تنظیمات کاربران , توانایی یک سیستم برای تغییر به محتوای ارائه شده بصورت پویا به هر کاربر می باشد. هدف از سیستم انطباق محتوا تعیین ارزش ها , از ویژگی های در حال تغییر در طول فرایند آموزش می باشد. از مزایای اصلی انطباق محتوا می توان به کاهش زمان مورد نیاز برای آموزشها، کاهش هزینه های آموزش ورشد بهره وری اشاره نمود. 
=== تکنولوژیهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
توسعه برنامه های کاربردی چند رسانه ای در طی چند سال گذشته را می توان نتیجه استفاده زیاد از داده های چند رسانه ای در امر آموزش با توجه به رشد صعودی اینترنت، دانست .در نتیجه ،اهمیت پژوهش در زمینه تکنولوژیهای چند رسانه ای افزایش یافته است. چرا که بر خلاف داده های سنتی , تکنیک های مدیریتی و پرس و جو که از امکانات و ویژگی های داده های چند رسانه ای می باشند ، از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند. 
===ویژگیهای داده های چند رسانه ای===
داده های چند رسانه ای دارای انواع متفاوتی به شرح ذیل می باشند : 
•برخی از داده ها وابسته به زمان است و برخی دیگر مستقل از زمان 
•برای نمایش داده های چند رسانه ای از فرمت های مختلف استفاده می شود. 
•برخی از داده ها ساخت یافته است و برخی بدون ساختار یا نیمه ساختار یافته می باشند. 
•برخی ممکن است برای انتقال انواع داده از راه دور به یک زمان کوتاه و برخی به زمان زیاد احتیاج داشته باشند. 
در مقایسه با سیستم های مبتنی بر متن، برنامه های کاربردی چندرسانه ای دارای درک قوی تری با توجه به دارا بودن ویدئو، صدا، انیمیشن و تصاویر میباشد. اما بین تفکر کاربران در مورد واقعیت و نمایش فیزیکی داده های چند رسانه ای اختلاف بزرگی است.کاربران می خواهند به داده های چند رسانه ای در سطح درک خود از شی دسترسی داشته باشند. اما در سیستم های چند رسانه ای تمایل برای نشان دادن داده های چند رسانه ای بر اساس سطوح درک پایین مانند رنگ ها، الگوها، بافت و شکل ( بدون ترکیب این ویژگی ها ) وجود دارد و هیچ راهی برای نشان دادن خودکار این موضوع، بر اساس تفکر انسانی وجود ندارد. تحقق بخشیدن به نمایش داده های چندرسانه ای بر اساس دیدگاه انسان بسیار مشکل است. هیچ سیستم داده های چندرسانه ای توانایی درک خودکار و شناسایی و طبقه بندی موضوعات را ندارد. استفاده از داده های چندرسانه ای برای ارائه موضوعات یک چالش بزرگ در سیستم آموزش سیار می باشد. 
===راه کارهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
آموزش سیار به دستگاه های گیرنده سیار و دستگاههای جانبی و تکنولوژیهای ارتباطی مانند گوشی موبایل, PDA ، کامپیوتر قابل برنامه ریزی ، آی پاد، دستگاه پخش ویدئو های شخصی و دوربین های دیجیتال ویدئویی وابسته می باشد. راه کارهای چندرسانه ای برای آموزش سیار شامل موارد ذیل می باشد: 
*واقعیت مجازی و شبیه سازی محیط : راهکاری پیچیده برای آموزش و تمرینات تعاملی را فراهم می آورد.واقعیت مجازی می تواند یک فضای محدود و یا فضای باز، در داخل طبیعت را شبیه سازی نماید و اجازه اجرای انواع تعاملات را به کاربر می دهد. 
*برنامه های نرم افزاری تعاملی: شرایط عملی متفاوت را شبیه سازی و روند آموزشی را تسهیل می نماید. 
*استفاده از دستگاه های جانبی و تجهیزات چندرسانه ای : امکان جمع آوری و تفسیر مقادیر از طریق رسانه های مختلف را به صورت برخط بوجود می آورد. این روش اجازه استفاده از راه حل های غیر رسمی برای آموزش و بازدید مکانهایی مانند: باغ گیاهان، باغ وحش، رودخانه ها و غیره را می دهد. 
نرم افزارهای کاربردی تلفن همراه کنترل محیطی بهتری را ارائه می دهند و می توانند معایبی مانند: وجود اختلال در ارتباطات ، محدودیت پهنای باند شبکه های ارتباطی ، محدودیت فضای ذخیره سازی و عدم وجود تنوع ابزار تعاملی را بر طرف نمایند.همچنین امکان بهبود تجارب اجتماعی در مقایسه با روشهای یادگیری کلاسیک را فراهم می کنند.
 

== کاربرد رایانش ابری در آموزش سیار ==
(MCC (MOBILE CLOUD COMPUTING از سه مفهوم رایانش ابری ,رایانش سیار و شبکه تشکیل شده است. ویژگی های جالب و جذاب MCC پارادایم تحرک با امکان قابلیت های زیاد می باشد. ما رایانش ابری سیار را به این صورت تعریف می کنیم: "یک تکنولوژی قدرتمند رایانش سیارکه ابزار یکپارچه از منابع ابرهای متنوع و تکنولوژیهای شبکه را نسبت به قابلیت های نامحدود ذخیره سازی و تحرک در اختیار قرار می دهد. رایانش ابری به بسیاری از دستگاه های تلفن همراه در همه جا ، در هر زمان و از طریق کانال اینترنت ، بدون در نظر گرفتن محیط های ناهمگن و سیستم عامل، بر اساس اصل پرداخت به ازای استفاده سرویس می دهد." 
استفاده از MCCمزایای توزیع، فاصله ، منابع غنی، زیرساخت های ابر وتقویت بسیاری از دستگاه های تلفن همراه، به ویژه گوشی های هوشمند و کاهش کاستی های آنها را در بر دارد. پیش بینی دستاوردهای آینده استفاده ازMCC در حوزه های مختلف مانند بهداشت و درمان (مانندtelemonitoring و telesurgery)، آموزش و پرورش، کسب و کار فناوری اطلاعات ، توسعه شهری و روستایی و شبکه های اجتماعی می باشد.در این راستا، تلاش های زیادی مانند استقرار فن آوری رایانش ابری برای افزایش قابلیت گوشی های هوشمند صورت پذیرفته است. 
علاوه بر این، اعمال نفوذ در منابع مجازی به منظور افزایش امنیت اطلاعات در گوشی های هوشمند سودمند است چرا که آنها دائما مستعد سرقت، از بین رفتن و آسیب های فیزیکی می باشند. Dropbox و SugarSync از جمله خدمات ذخیره سازی ابر هستند که می توانند داده های واقع در دستگاه های مختلف محاسباتی (به عنوان مثال تلفن های هوشمند، تبلت، و لپ تاپ) را همگام سازی نمایند.همانگونه که در شکل 4 مشاهده می گردد لایه واسط(Arbitrator Layer) به معماری چند لایه سیستم عامل موبایل (MNO) اضافه گردیده است که در ادامه به شرح هریک از این بخش ها می پردازیم.
 
[http://176.56.146.166/pic4.jpg شکل4 - ساختار استفاده از لایه واسط] 

===لایه واسط Arbitrator Layer ===
این لایه از سیستم عامل موبایل در واقع به عنوان واسط بین بخش جلویی(front- end -شامل ابر کاربران تلفن همراه) و بخش عقبی(back- end - شامل ارائه دهندگان سرویس ابر) می باشد. این لایه درخواست تخصیص منابع از لایه SOA را دریافت می نماید و لایه زیرساخت را بررسی می کند تا سرویسی که اجرای کارآمدتری دارد را تعیین کند. سپس یک کپی مستقل از این سرویس به لایه زیرساخت به عنوان مرجع برای مراجعات بعدی منتقل خواهد شد. در این روش، سربار شبکه به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد. 
*زمانبندی کننده منابع: هنگامی که یک سرویس جدید در بخش رجیستری سرویس ثبت و ذخیره شد ، درخواست تخصیص به بخش زمانبندی کننده منابع فرستاده می شود. بخش زمانبندی کننده خواص درونی و توصیفی سرویس را تجزیه و تحلیل می نماید و سرویسی که کارایی بالاتری دارد را برای اجرا تعیین می کند.
*سرویس پروفایل: یکی از مسئولیت های واسط می باشد برای نظارت بر اعتبار و عملکرد سرویس و در صورت نیاز جایگزین آنها با سرویس مناسب تر می باشد. ماژول سرویس پروفایل یک سناریو تعریف شده برای ارزیابی عملکرد واقعی سرویس دارد. اگر عملکرد سرویسی مطابق با شرح سرویس نباشد برای نگه داشتن موثر سیستم آن سرویس توسط یک سرویس کارآمد تر جایگزین می شود. 
*پروفایل کاربر: از آنجا که سرویسهای مختلفی از طرف مصرف کنندگان سرویس درخواست می گردند ، سازمان دهی یا تنظیمات شخصی مهم هستند. بنابراین ماژول پروفایل کاربر مسئول نظارت و ذخیره ترجیحات کاربران جهت تحویل خدمات سفارشی و اجرای سرویسها بر اساس این معیارهای حاصله می باشد.
*جمع آوری کننده اعمال کاربر در زمان اجرا: به منظور افزایش کارایی و عملکرد سیستم ،جمع آوری اعمال کاربر در زمان اجرا یک فرایند حیاتی است. اطلاعات مربوط به این اعمال می تواند در زمانبندی قوی و مجدد منابع در این معماری به ما کمک کند. 
*اجرا کننده استاندارد: استاندارد سازی یکی از تکنیک های مفید جهت رفع عدم تجانس درمحیط های ناهمگن MCC می باشد. از این رو، توجه به استانداردها در طراحی معماری بسیار مهم است. این ماژول مسئول نظارت و اجرای استانداردسازی برای سرویسها می باشد. 
*تجزیه و تحلیل محاسباتی: در طی مقدار دهی اولیه در بخش رجیستری سرویس ، یک لایه خاص زیرساخت به هر سرویس اختصاص داده می شود. با این حال، نمی توان از انتخاب بهینه مطمئن بود. از این رو، برای دستیابی به عملکرد بهینه، ماژول تجزیه تحلیل محاسباتی بر قابلیت های محاسباتی منابع اختصاص داده شده نظارت می کند. 
*تجزیه و تحلیل عملکرد: از آنجایی که هدف معماری ما کاهش زمان تاخیر شبکه می باشد، ماژول تجزیه و تحلیل عملکرد وظیفهس اش تجزیه و تحلیل تاخیر ارتباطی و الگوی مصرف منابع سرویس های مختلف است. اگر مقدار منابع مورد نیاز برای اجرای یک سرویس خاص با عوامل دیگر مانند ارتباطات مطابقت نداشته باشد و از اینرو موجب تعویق اجرای سرویس گردد ، آنگاه تقاضای زمانبندی منابع جهت تعیین زیرساخت های مناسب تر تکرار می گردد. علاوه بر این، نظارت بر رابطه بین تعداد دفعات درخواست و اجرای سرویس و مقدار منابع مصرف شده وظیفه این ماژول می باشد. نتایج حاصل از این تجزیه و تحلیل به منظور ارتقاء کیفیت طور کلی مفید است. به عنوان مثال، اگر یک سرویس حساس به تاخیر ابر بیش از حد فراخوانی گردد، این سرویس را می توان به نزدیکترین سیستم عامل موبایل مجاور منتقل نمود یا به ارائه دهنده مجاز برای مقابله با تاخیر ارتباطاتی مراجعه نمود. 

== کاربرد تکنولوژی Edge ==
شبکه EDGE آخرین مرحله میان GPRS و UMTS است که نویدبخش سه برابرسازی ظرفیت شبکه‌های GSM با صرف هزینه اندک است. فناوری EDGE به بهره‌بردار امکان می‌دهد با ارائه مجموعه‌ای از خدمات اینترنتی و چندرسانه‌ای به درآمدهای تازه‌ای دست یابد. EDGE ساده و ارزان می‌نماید اما به هر حال دست آورد ارتقاء دادن شبکه GPRS به شبکه EDGE باید از چنان کیفیت خدماتی برخوردار باشد که برآورنده نیازهای کاربرد‌های داده‌ محور باشد.برای بهره‌برداران دارای مجوز UMTS ، شبکه EDGE راهی جذاب برای ارائه خدمات نسل سوم در خارج از نواحی شهری متراکم را فراهم می نماید. هنگامی که مشترک از ناحیه پوشش UMTS بیرون می‌رود، افزایش سرعت ارسال داده افت کیفیت خدمات را تا حدی جبران می‌کند. 
===معیارهای کارآیی===
برای سنجش کارآیی شبکه‌های IP مثل شبکه EGPRS از چهار معیار گذردهی، اتلاف، تأخیر و لغزش می‌توان بهر‌ه گرفت. تأثیر هر کدام از این معیارها به کیفیت خدمات رسانی به کاربر و یا خدمات موردنظر بستگی دارد. 
گذردهی به معنای تعداد بایت‌هایی است که می‌توان در هر ثانیه از خط ارتباط EDGE عبور داد و بنابراین بیان‌گر قابلیت هر لینک در ارائه خدماتی مانند گشت و گذار در اینترنت یا ارسال ویدیو به صورت بلادرنگ است. اتلاف به درصد بسته‌های داده‌ای از دست رفته در شبکه اطلاق می‌شود. بسته‌های از دست رفته را دوباره باید ارسال کرد که این امر سرعت انتقال داده‌ها برای مشترک را کاهش می‌دهد. تأخیر به میزان زمانی گفته می‌شود که صرف انتشار بسته‌های IP از طریق شبکه می‌شود. تأخیر هم بر سرعت ارسال داده از دید مشترک اثر منفی می‌گذارد و از جمله معیارهای کلیدی در ارتباطات صوتی بلا‌درنگ است. معیار آخر نیز لغزش است که به تغییرات آماری تأخیر اطلاق می‌شود. 
در EDGE از مدولاسیون ۸ PSK- استفاده می‌شود که می‌تواند با استفاده از شکاف‌های زمانی استاندارد GSM ،گذردهی داده‌ای GPRS را سه برابرکند. اما EDGE شمار شکاف‌های زمانی را افزایش نمی‌دهد، بنابراین بهره‌بردار همچنان با محدودیت ظرفیت در بسیاری از موارد مواجه است. در واقع ممکن است در برخی شرایطEDGE اوضاع را بدتر هم بکند زیرا با ارائه خدمات جدید و پرسرعت سبب می‌شود حجم انتقال داده‌ها به گونه‌ای سرسام‌آور افزایش یابد. شکی نیست که افزایش ترافیک داده‌ها باعث افزایش درآمدها می‌شود اما بسیاری از بهره‌برداران هم دچار معضلی به نام کمبود ظرفیت خواهند شد. 
===بهینه‌سازی===
بهره‌برداران برای رفع معضل کمبود ظرفیت باید تخصیص درست کانال‌ها را در دستور کار خود قرار دهند. یعنی باید کانال را به گونه‌ای به کاربردها اختصاص داد که مشترکین در موقع و مکان مناسب خود به پهنای باند کافی دسترسی داشته باشند. برای مثال، مشترکی که می‌خواهد حجم بزرگی از داده‌ها را بارگذاری کند از کاهش ناگهانی پهنای باند دلخور می‌شود اما کاربری که دارد از پست الکترونیکی استفاده می‌کند حتی متوجه چنین کاهشی نمی‌شود. 
ترازبندی ظرفیت براساس شمار کاربران و میزان پهنای باند لازم برای کاربردهای موردنظرش در تمامی زمان‌ها، محور اصلی عملیات بهینه‌سازی را تشکیل می‌دهد. تخصیص فرکانس، کار دشواری نیست زیرا می‌توان از کانال‌های EDGE در چارچوب طرح موجود تخصیص فرکانس استفاده کرد و آنها را همانند کانال‌های GSM تخصیص داد. 
در کاربردهای مبتنی بر پروتکل کنترل انتقال باید تمامی داده‌های از دست رفته بر اثر تداخل را دوباره ارسال کرد و این اثر منفی زیادی درلایه کاربرد به جای می‌گذارد و در نهایت باعث ناخرسندی کاربر می‌شود. برای حل این معضل دو راه وجود دارد، یکی کوچک‌ کردن اندازه سلول‌ها و دیگری استفاده از شیوه‌های کدگذاری بهتر می باشد. شیوه دوم باعث می‌شود شمار دفعات ارسال داده‌ها کاهش یابد. افزایش سرعت ارسال داده‌ها به معنای افزایش حجم جابه‌جایی داده‌ها در شبکه هسته است که این الگوی ترافیک داده ها را بطور چشم‌گیری تغییر می‌دهد. اغلب ادعا می‌شود که در EDGE نیازی به تغییر شبکه هسته نیست و این از دیدگاه پروتکلی درست است. اما ممکن است شبکه هسته موجود دارای ظرفیت لازم برای پوشش دادن EDGE نباشد. بهره‌بردارانی که می‌خواهند به سراغ EDGE بروند باید شرایط EDGE را شبیه‌سازی کنند و شبکه هسته را تحت آزمایش‌های دقیق قرار دهند.تأخیر می‌تواند در شبکه هسته یا سایر شبکه‌های درگیر با انتقال داده‌ها ایجاد شود. بنابراین حتی اگر همه شبکه هسته سلولی از لحاظ پوشش دادن حجم داده‌ها کم و کسری نداشته باشد باز ممکن است شبکه‌های همکارش توانایی لازم را نداشته باشند و این عامل تعیین کننده‌ای در موضع‌گیری مشترکین در قبال شبکه تلفن همراه به حساب می‌آید.

== الگوی سرویس غیر برخط موبایل با روش REST ==
در موبایل شرایط محیطی برای یک سرویس بطور پیوسته در حال تغییر است. ارتباط صحیح دائمی را نمی توان تضمین کرد.بنابراین الگوی معماری رایانش ابری باید به خوبی الگوهای پردازش غیر برخط را پشتیبانی کند.استراتژیهای صف(Queue) , Cache و اطلاعات Information ممکن است به نوع سرویس محتوا و نوع عملیات وابسته باشند.برای مثال یک درخواست اطلاعات از ابر ممکن است در حالت پیشرفته Cache شود یا برعکس یک در خواست به روزآوری در صف Queue قرار بگیردکه البته موارد فوق به نوع سرویس ارائه محتوا بستگی دارد. برای پیاده سازی این درخواستها از روالهای اتصال از راه دور مانند SOAP,XML-RPC,COBRA, .NET Remoting که بر عملیات درونی نظارت دارند می توان استفاده نمود.

== نتیجه گیری ==
در این تحقیق ابتدا تعریفی از محیط رایانش ابری به همراه نقاط قوت آن عنوان و سپس ساختار آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری در مقایسه با روش های سنتی آموزش الکترونیک بیان گردیده است و تفاوتهای و مزایای آنها مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه پیاده سازی شده این امر در کشور هند جهت آموزش درس برنامه نویسی سی بکار گرفته شده است که در آن از وب سرویسها استفاده شده است. در ادامه ابزار هایی که که برای ارزیابی وضعیت و تعاملات کاربر لازم است تشریح شده اند و در نهایت زیر ساختها , معماری, روشهای پیاده سازی و تکنولوژی های ارتباطی آموزش مجازی سیار که یکی از روش های جدید آموزش مجازی می باشد، بررسی گردیده است.

== درخت دانش ==
[http://176.56.146.166/tree.jpg شکل5 - درخت دانش]
 

== مراجع ==
[1] Garcia, E.; Garcia, A.; Garcia-Cabot, A.; de-Marcos, L.; Hilera, J.
 
Development of an Application for Mobile Devices to Record Learner Interactions with Web-Based Learning Objects
 
12th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT), 2012
 
[2] Thamarai Selvi, S.; Panneerselvam, K.
 
A Self-regulated Learning approach for programming language using cloud-based Learning Management System
 
International Conference on Recent Trends In Information Technology (ICRTIT), 2012
 
[3] Md. Anwar Hossain Masud, Xiaodi Huang
 
An E-learning System Architecture based on Cloud Computing
 
5th IEEE International Conference on Cloud Computing (CLOUD), 2012
 
[4] Damm, S.; Ritz, T.; Strauch, J.
 
Adaption of Archetype Patterns for mobile cloud-based business apps
 
IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications Workshops (PERCOM Workshops),2011

آموزشهاي مجازي با استفاده از تكنولوژي رايانش ابري(cloud computing)

2015-01-29T23:48:23Z

92231535: /* کاربرد رایانش ابری در آموزش سیار */

== چکیده ==
در طی چند سال اخیر رایانش ابری به شدت مورد توجه کارشناسان و محققان فناوری قرار گرفته است. بر پایه آن شرکت های عظیم کامپیوتری نسبت به استفاده از این تکنولوژی در راستای ارایه خدمات و سرویسهای الکترونیکی خود به کاربران اقدام نموده اند. با این روند رو به رشد استفاده از این تکنولوژ ی، بعید به نظر نمی رسد که در آینده ای نزدیک اکثر شرکت ها سرویسها و خدمات الکترونیکی خود را بر این اساس عرضه نمایند از جلمه خدمات الکترونیکی که در این تکنولوژی می تواند مورد استفاده قرار گیرد، بحث آموزشهای مجازی می باشد. رایانش ابری در آموزش مجازی علی الخصوص آموزش مجازی سیار که عمدتاً از طریق موبایل صورت می پذیرد، می تواند نقش عمده ای را ایفا نماید. راهکارها و معیارهای کارآیی و بهینه سازی در این خصوص وجود دارند که می توانند مورد استفاده قرار گیرند.

== مقدمه ==
رایانش ابری یا Cloud Computing راهکارهایی را برای ارایه خدمات فناوری به کاربران مشابه آنچه که در بعضی از صنایع با کاربرد سراسری (مانند صنعت آب ، صنعت برق و ...) وجود دارد ، ارایه می دهد. این تکنولوژی اصولاً بر پایه اینترنت تعریف می شود که در آن الگویی تازه جهت ارایه سرویسهای فناوری (شامل نرم افزار، سخت افزار و سایر منابع اشتراکی) بکار گرفته می شود. در حقیقت در این تکنولوژی دسترسی به منابع فناوری اطلاعات به هنگام ارایه درخواست از طرف کاربر و بر اساس میزان تقاضای کاربر ، به وی ارایه می گردد. دلیل استفاده و تشبیه اصطلاح "ابر" به اینترنت که در شماتیک های شبکه ای نیز از شکل ابر برای نشان دادن اینترنت استفاده می شود ، در این است که اینترنت همچون ابری جزییات فنی را از دید کاربران نهایی پنهان می سازد. به معنای دیگر یک لایه انتزاعی را بین کاربران و جزییات فنی بوجود می آورد. به عنوان مثال برنامه های کاربردی تجاری و یا آموزشهای مجازی را می توان در نظر گرفت که توسط سرویس دهنده نرم افزاری رایانش ابری ارایه می گردد. این برنامه ها بر روی سرورها ذخیره می گردند و حسب درخواست کاربر در اختیار وی قرار می گیرند، در حالی که جزییات فنی از دید کاربر کاملاً مخفی است و کاربر نیازی به داشتن اطلاعات در خصوص فناوری زیرساخت ابری که از آن استفاده می کند، ندارد.

== مزایای استفاده از رایانش ابری ==
در زیر به چند نمونه از موارد اشاره می شود:
*قابلیت اطمینان بیشتر به داده ها:با توجه به اینکه در رایانش ابری داده ها بر روی ابر قرار دارند از اینرو خرابی کامپیوتر کاربر تاثیری بر روی داده ها نخواهد داشت.مضاف بر اینکه افزونگی لازم نیز در زیر ساخت ابری به نحوی توسط فراهم کنندگان آن دیده می شود که به شدت در برابر خرابی مقاوم است و راهکارهای متعددی برای تهیه نسخ پشتیبان که معمولا کاربران از آنها غافل هستند، بکار برده می شوند.
*امکان دسترسی از همه جا و در هر مکان:بدلیل آنکه داده ها در ابر قرار دارند، از اینرو کاربر قادر به دسترسی به داده های خود در هر زمان و هر مکانی خواهد بود. برای اینکار تنها لازم است که کاربر از تجهیز کامپیوتری خود که می تواند یک گوشی موبایل نیز باشد به اینترنت دسترسی داشته باشد.
*عدم وابستگی به سخت افزار:چون اسناد و برنامه های کاربردی روی ابر در همه حال به یک شکل هستند از اینرو تفاوتی نمی کند که با چه دستگاه سخت افزاری کاربر متصل شده است. در حقیقت اجرای برنامه ها تفاوتی نخواهد کردو دیگر نیازی به خرید سخت افزارهای مخصوص و یا ذخیره اسناد به فرمت های ویژه نمی باشد. سازگاری لازم از طرف ابر برای سخت افزار فراهم خواهد شد.
*ظرفیت نامحدود ذخیره سازی:به لحاظ نظری محدودیتی در استفاده از فضای ذخیره سازی ابری وجود ندارد. این موضوع در قیاس با حجم محدود فضای ذخیره سازی کامپیوترهای شخصی بسیار قابل توجه می باشد. عجیب به نظر نمی رسد اگر بگوییم هر چیزی را که نیاز به ذخیره کردن آن داریم ، می توانیم در فضای ابری ذخیره کنیم.
*هزینه پایین:بدلیل آنکه محاسبات مورد نیاز در فضای ابری انجام می شود از اینرو دیگر نیازی به استفاده از کامپیوترهای گرانقیمت در سمت کاربر نمی باشد و هزینه های مربوط به سخت افزار به شدت کاهش پیدا می کند. حتی با ساده ترین کامپیوترها که بلحاظ پردازشی و فضای دیسکی بسیار محدود می باشند، نیز می توانند از رایانش ابری حداکثر استفاده را ببرند. با توجه به اینکه اسناد در ابر ذخیره می شوند حتی نیازی به ذخیره اسناد و مستندات در کامپیوتر شخصی نمی باشد.
*ارتقای سریع نرم افزاری:از دیگر مزایای مربوط به رایانش ابری این است که دیگر نیازی به بروز رسانی نرم افزارها و یا اجبار به استفاده از نرم افزارهای قدیمی به دلیل هزینه بالای ارتقای آنها نمی باشد، چون در ابر اینکار بدون اینکه کاربر متوجه شود صورت می پذیرد. بدلیل مبتنی بر وب بودن برنامه ها ارتقا و بروزرسانی ها بصورت اتومات در ابر انجام شده و کاربر بدون پرداخت هزینه اضافی قادر به بهره برداری از آخرین نسخه نرم افزارها خواهد بود. 

== آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری ==
به صورت ساده آموزش مجازی به فرایند یادگیری از طریق اینترنت اشاره داد. ، گرچه آموزش مجازی جایگزین روش سنتی نخواهد شد، اما تا حد زیادی می تواند به بهبود بهره وری در امر آموزش کمک کند. آموزش مجازی دارای مزایای زیادی من جمله انعطاف پذیری، تنوع، دسترسی آسان و غیره می باشد که به عنوان یک متد اصلی برای یادگیری در دهه های اخیر تبدیل شده است. شکل زیر یک معماری از سیستم ساده آموزش مجازی را نشان می دهد: 
[http://176.56.146.166/pic1.jpg شکل - معماری یک سیستم ساده آموزشی] 

در روشهای سنتی مبتنی بر وب بدینگونه عمل می گردد که سیستم های مربوط به ایجاد و نگهداری آموزشهای مجازی در داخل موسسات آموزشی و یا شرکت پیاده سازی ، که این امر منجر به بروز بسیاری از مشکلات، از جمله نیاز به سرمایه گذاری زیاد اما بدون سود، مشکلات مربوط به پشتیبانی فنی و غیره می گردد. نتیجه این امر منجر به عدم توسعه آسان این سیستمها می شود. در مقابل، آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر مدلی را معرفی مینماید که مقیاسی برای بهره وری دارد. برای مثال ساخت سیستم آموزش مجازی به تامین کنندگان رایانش ابری سپرده میشود،که می تواند ارائه دهندگان و کاربران را برای رسیدن به وضعیت برد- برد یاری نماید. محیط مبتنی بر ابر از نسل جدیدی از سیستم های آموزش مجازی که قادر به اجرا در گستره طیف وسیعی از دستگاه های سخت افزاری که در حال ذخیره سازی داده در داخل ابر هستند، پشتیبانی می نماید. 
آموزش الکترونیکی هیچگاه نمی تواند به طور کامل جایگزین معلمان گردد و تنها در حوزه به روزرسانی تکنولوژی ، مفاهیم و ابزارهای جدید، ارائه محتوا، مفاهیم و روش ها برای آموزش مورد استفاده قرار می گیرد. در روش آموزش الکترونیکی میتنی بر ابر معلمان نقش رهبری و مشارکت در پیشرفت تحصیلی را خواهند داشت. 
از سوی دیگر، ابر آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر حرکت به سمت استفاده از تکنولوژی رایانش ابری در زمینه آموزش الکترونیکی می باشد و در آینده ای نزدیک زیرساختهای آموزش الکترونیکی شامل سخت افزار و منابع محاسباتی نرم افزاری درگیر در آموزش الکترونیک مبتنی بر این تکنولوژی خواهند بود. معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر در شکل زیر نشان داده شده است: 
[http://176.56.146.166/pic2.jpg شکل - معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر]
 
معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر پیشنهادی را می توان به لایه های زیر تقسیم تقسیم کرد: 
*لایه زیرساخت: این لایه از زیرساخت های سخت افزاری مانند حافظه فیزیکی، CPU و سرور های فیزیکی تشکیل شده اند. همچنین اطلاعات زیرساخت ها شامل اینترنت / اینترانت، نرم افزار سیستم، سیستم مدیریت اطلاعات و برخی از نرم افزارهای مشترک و سخت افزارمی باشد. بسترهای ارتباطی این لایه در پایین ترین سطح سرویس میان ابر قرار گرفته است. استفاده از تکنولوژی مجازی سازی سرور فیزیکی، منابع ذخیره سازی و شبکه های مجازی به عنوان بسترمورد استفاده در لایه های بالاتر نرم افزاری قرار می گیرند. 
*لایه منابع نرم افزار: به طور عمده از سیستم عامل و میان افزار تشکیل شده است. میان افزار منابع نرم افزاری متنوع را بصورت یکپارچه از طریق یک رابط واحد در اختیار توسعه دهندگان نرم افزار قرار می دهد. طوری که آنها می توانند به راحتی برنامه های کاربردی را توسعه داده و در ابر جهت استفاده قرار دهند. 
*لایه مدیریت منابع: این لایه اتصال راحتتر به منابع نرم افزاری و سخت افزاری را فراهم می نماید. با استفاده از استراتژی برنامه ریزی ,یکپارچه سازی, مجازی سازی و محاسبات ابری ، توزیع نرم افزار بر منابع مختلف سخت افزاری را می توان به دست آورد. 
*لایه سرویس: دارای سه سطح از سرویس یعنی،SaaS (نرم افزار به عنوان یک سرویس)، PaaS (بستر های نرم افزاری به عنوان یک سرویس)،IaaS (زیرساخت به عنوان یک سرویس) میباشد. در SaaS، محاسبات ابری سرویس به مشتریان ارائه می دهد. برخلاف نرم افزارهای سنتی کاربران از طریق اینترنت از نرم افزار استفاده می کنند. خرید نرم افزار و سخت افزار یک بار انجام می شود و با پرداخت هزینه ماهانه ناچیز دیگر نیاز به حفظ و ارتقاءآن نمی باشد. 
*لایه کاربردی: این لایه از برنامه های کاربردی خاص شامل تجمیع منابع آموزشی در مدل رایانش ابری ، دوره های تعاملی و به اشتراک گذاری منابع آموزشی تشکیل شده است . برنامه های تعاملی عمدتا برای معلمان، با توجه به یادگیرندگان و نیازهای آموزشی، با استفاده کامل از منابع اطلاعات پایه ساخته می شود و امکان تنظیم محتوای دوره و همچنین پیشرفت در هر زمان با توجه به بازخورد وجود دارد و می تواند دارای اثربخشی بیشتر نسبت به آموزش سنتی باشد. به اشتراک گذاری منابع آموزشی شامل منابع اطلاعاتی (مانند کتابخانه های دیجیتال) و منابع آموزشی انسانی از وظایف این لایه است. این لایه عمدتا شامل ماژولهای تولید محتوا، اهداف آموزشی، تحویل محتوا، ارزیابی و ماژول مدیریت می باشد. 
در مدل کلاسیک آموزش الکترونیکی، معلمان وظایف آموزشی مانند تدریس حضوری به طور منظم، و یا بررسی مهارت و تکالیف دانش آموزان را انجام می دهند. اما در معماری پیشنهادی معلمان به سوالات دانش آموزان پاسخ می دهند و آموزش های ضروری برای رفع مشکلات دانش آموزان ارائه می گردد. علاوه بر این، معلمان نیز می توانند به منظور ارتقاء آموزش از محتواهای آموزشی چند رسانه ای استفاده کنند. همچنین دانش آموزان میتوانند خارج از الگوهای یادگیریشان که بصور ت خودکار تعیین می گردد درس بخوانند. انجام آزمونهای برخط اینترنتی و ارائه تحلیلهای آماری خودکار به معلمان از هر بخشی که مورد مطالعه قرار گرفته است، از مزایای این روش می باشد. معلمان نیز دانش آموزان را تشویق به همکاری با یکدیگر در یادگیری مطالب ساده و یا انجام پروژه های پیچیده مبتنی برکار گروهی می نمایند. از طریق یادگیری گروهی، دانش آموزان به تنهایی نمی توانند دانش کسب نمایند، بلکه روح هماهنگی در تیم است که در امر آموزش و پرورش کمک می نماید . نتیجه این روش برای دانش آموزان بهبود مهارت در برخورد با مردم و افزایش ابراز توانایی خودشان می باشد. شکل زیر مقایسه بین آموزش الکترونیکی سنتی و رایانش ابری را ارائه می دهد: 
[http://176.56.146.166/pic3.jpg شکل - مقایسه آموزش الکترونیکی سنتی و رایانش ابری]

== نمونه آموزش مجازی زبان برنامه نویسی مبتنی بر ابر ==
طبق تعریف زیمرمن یادگیری خود تنظیمی (SRL Self-Regulated Learning) شامل تعیین لیست استراتژی هایی دستیابی به اهدافی مانند برنامه ریزی، سازماندهی و ارسال، جستجوی اطلاعات ، نگهداری سوابق، تمرین و حفظ، بررسی، نظارت بر خود، خود ارزیابی، ساختار محیطی و جستجو برای کمک های اجتماعی است که می تواند به طور جداگانه و یا در ترکیب برای توسعه یادگیری خود تنظیم به کار گرفته شود. 
مطابق تعریف فوق در کشور هند یک سیستم مدیریت آموزشی LMS شامل بخش های مدیریت، مستندات، بررسی و ارزیابی، گزارشات و محتواهای آموزشی و آموزش برخط با استفاده از رایانش ابری جهت آموزش زبان برنامه نویسی C پیاده سازی گردیده است. این دوره در شش سطح به خاطر سپاری، درک مطلب، اجرا، تجزیه و تحلیل، ارزیابی و ایجاد برنامه طراحی گردیده است. در ادامه در خصوص هر یک از این سطوح توضیحات لازم ارایه می گردد: 
1-به خاطر سپاری: در این سطح به دانش آموزان محتواهایی مانند الگوی دستورات و ساختار برنامه که باید در حافظه بلند مدت قرار گیرد ارائه می گردد.تمرینات این سطح برای آزمایش شناخت و قابلیت به خاطر سپاری دانش آموزان طراحی گردیده است. 
2-درک مطلب: برای درک مطلب توسط دانش آموزان ، محتواهای ارائه شده در این سطح به گونه ای طراحی شده اند که به دانش آموزان در درک مفاهیم زبان C کمک می کنند. تمرینات این سطح جهت ارزیابی توانایی تفسیر، طبقه بندی، مقایسه و مهارت بیان دانش آموزان طراحی گردیده است. 
3-اجرا : محتواهای ارائه شده به دانش آموزان جهت اجرای مباحث یاد گرفته شده زبان C کمک خواهندکرد.هدف اصلی در این سطح توانایی دانش آموزان جهت تمرکز در بکارگیری مفاهیم می باشد.تمرینات این سطح برای آزمایش توانایی اجرا و پیاده سازی توسط دانش آموزان طراحی گردیده است. یک سری ابزار مانند یک ویرایشگر C به همراه کامپایلر آن برای اجرای تمرینها در اختیار دانش آموزان قرار داده می شود. 
4-تجزیه و تحلیل: در این سطح از این دوره، دانش آموزان از محتواهایی که به تجزیه و تحلیل موضوعات یاد گرفته شده کمک می کنند، بهرمند می گردند. تمرینات در این سطح جهت تعیین سطح تفاوتهای مهارت های دانش آموزان طراحی گردیده است. 
5- ارزیابی: تمرکز عمده در این سطح بر ارزیابی مهارت های دانش آموزان با استفاده از تمرینهایی که توانایی نقد و داوری آنها را سنجش می نماید، می باشد. 
6-ایجاد : در سطح نهایی این دوره ، دانش آموزان دانش به دست آورده و خلاقیتهای خود را اجرا می نمایند. 
در این راستا برای اجرا و پیاده سازی مطالب فوق ، سیستمی بصورت کاملا وب سرویسی طراحی گردیده است. از ویژگیهای خاص این سیستم استفاده از پروتکل SOAP می باشدکه در آن قالب XML به عنوان ستون فقرات ارسال و دریافت پیام های وب سرویس استفاده شده است. در ضمن برای گرفتن بازخورد از پیشرفت تحصیلی دانش اموزان یک زیر سیستم به صورت وب سرویس نیز طراحی گردیده است که به معلم جهت تعیین سطح و وضعیت پیشرفت دانش آموز کمک می کند. 

== ابزارهای پایش ==
ثبت رویدادهایی که توسط گوشی موبایل در هنگام اتصال به یک وب سایت انجام می شود را می توان به سه گروه به شرح ذیل طبقه بندی نمود:
*ثبت تعاملات کاربران: شامل برنامه های ثبت کننده مجموعه تعاملاتی که کاربر با رابط کاربری برقرار می کند. نرم افزار "Event Recorder for Android Web Applications" نمونه ای از این دست نرم افزارها می باشد.
*اجرا کننده خودکار وقایع: این نرم افزارها به ترتیب وقایعی که توسط مجموعه ای از دستورات معین رخ می دهد را ثبت می کنند. برای مثال ثبت مجموعه ای از فعل و انفعالاتی که در یک یا چند دستگاه رخ می دهند.این گروه از برنامه ها اجازه برنامه نویسی برای یکسری از رویدادهای سطح بالا , به منظور آزمایش آنها در یک پلت فرم پیوسته و همچنین برخی از فریم ورک های نوشته شده به زبانهای سطح بالا از هر سیستم , برای تولید وقایع در همان سیستم را می دهند. نرم افزارهای "Robotium" و "ZAP-fix" نمونه ای از این دست نرم افزارها می باشند.
*ثبت کننده کلیدهای زده شده: یک نوع نرم افزار یا دستگاه سخت افزاری می باشد که تاریخچه کلیدهای زده شده را در یک فایل ذخیره می کند و یا از طریق اینترنت و بوسیله پست الکترونیکی آنها را ارسال می کند. ثبت کننده کلیدها اغلب به عنوان نرم افزارهای مخرب و یا برای کنترل کودکان مورد استفاده قرار می گیرند. نمونه ای از این نوع نرم افزارها برای دستگاههای تلفن همراه "KidLogger" می باشد.

== آموزش مجازی از طریق موبایل (زیر ساخت, معماری و ابزار) ==
یادگیری سیار یکنوع یادگیری است كه در آن دانش آموز در یک مكان مشخص ثابت مانند محل سکونت و یا محل آموزشي قرار ندارد و دانش آموز مي تواند از فرصت های ارائه شده توسط فن آوری تلفن همراه در امر یادگیری استفاده نمايد. 
امروزه تعداد زیادی از کاربران دارای دستگاه های تلفن همراهی می باشند كه ویژگی های چند رسانه ای را بهبود بخشیده اند و تقریبا در هر زمان به شبکه های ارتباطی با دسترسي بالا متصل هستند. انقلاب در زمينه دستگاه های تلفن همراه محدودیت های زمانی و مکانی را حذف نموده است و اجراي فرامين را در هر مکان و در هر زمانی اجازه می دهد .از سوی دیگر نیز برخی مشکلات به دلیل تنوع زیاد دستگاه های تلفن همراه در دسترس کاربران و همچنین تنوع در اهداف آموزشی کاربران وجود دارد. 
از این منظر، انطباق محتوا یکی از مؤلفه های مهم آموزشی در بحث تلفن همراه مي باشد زيرا كه پاسخگویی به طیف وسیعی از نیازهای مربوط به منابع نرم افزاري تکراری را ميسر مي سازد. الزامات مورد نیاز با توجه به اجزای نرم افزار ها،منابع چند رسانه ای و سرویس ها تعیین می گردند . انطباق محتوا با توجه به عملکرد ویژگی های دستگاه های تلفن همراه و تنظیمات کاربران , توانایی یک سیستم برای تغییر به محتوای ارائه شده بصورت پویا به هر کاربر می باشد. هدف از سیستم انطباق محتوا تعیین ارزش ها , از ویژگی های در حال تغییر در طول فرایند آموزش می باشد. از مزایای اصلی انطباق محتوا می توان به کاهش زمان مورد نیاز برای آموزشها، کاهش هزینه های آموزش ورشد بهره وری اشاره نمود. 
=== تکنولوژیهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
توسعه برنامه های کاربردی چند رسانه ای در طی چند سال گذشته را می توان نتیجه استفاده زیاد از داده های چند رسانه ای در امر آموزش با توجه به رشد صعودی اینترنت، دانست .در نتیجه ،اهمیت پژوهش در زمینه تکنولوژیهای چند رسانه ای افزایش یافته است. چرا که بر خلاف داده های سنتی , تکنیک های مدیریتی و پرس و جو که از امکانات و ویژگی های داده های چند رسانه ای می باشند ، از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند. 
===ویژگیهای داده های چند رسانه ای===
داده های چند رسانه ای دارای انواع متفاوتی به شرح ذیل می باشند : 
•برخی از داده ها وابسته به زمان است و برخی دیگر مستقل از زمان 
•برای نمایش داده های چند رسانه ای از فرمت های مختلف استفاده می شود. 
•برخی از داده ها ساخت یافته است و برخی بدون ساختار یا نیمه ساختار یافته می باشند. 
•برخی ممکن است برای انتقال انواع داده از راه دور به یک زمان کوتاه و برخی به زمان زیاد احتیاج داشته باشند. 
در مقایسه با سیستم های مبتنی بر متن، برنامه های کاربردی چندرسانه ای دارای درک قوی تری با توجه به دارا بودن ویدئو، صدا، انیمیشن و تصاویر میباشد. اما بین تفکر کاربران در مورد واقعیت و نمایش فیزیکی داده های چند رسانه ای اختلاف بزرگی است.کاربران می خواهند به داده های چند رسانه ای در سطح درک خود از شی دسترسی داشته باشند. اما در سیستم های چند رسانه ای تمایل برای نشان دادن داده های چند رسانه ای بر اساس سطوح درک پایین مانند رنگ ها، الگوها، بافت و شکل ( بدون ترکیب این ویژگی ها ) وجود دارد و هیچ راهی برای نشان دادن خودکار این موضوع، بر اساس تفکر انسانی وجود ندارد. تحقق بخشیدن به نمایش داده های چندرسانه ای بر اساس دیدگاه انسان بسیار مشکل است. هیچ سیستم داده های چندرسانه ای توانایی درک خودکار و شناسایی و طبقه بندی موضوعات را ندارد. استفاده از داده های چندرسانه ای برای ارائه موضوعات یک چالش بزرگ در سیستم آموزش سیار می باشد. 
===راه کارهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
آموزش سیار به دستگاه های گیرنده سیار و دستگاههای جانبی و تکنولوژیهای ارتباطی مانند گوشی موبایل, PDA ، کامپیوتر قابل برنامه ریزی ، آی پاد، دستگاه پخش ویدئو های شخصی و دوربین های دیجیتال ویدئویی وابسته می باشد. راه کارهای چندرسانه ای برای آموزش سیار شامل موارد ذیل می باشد: 
*واقعیت مجازی و شبیه سازی محیط : راهکاری پیچیده برای آموزش و تمرینات تعاملی را فراهم می آورد.واقعیت مجازی می تواند یک فضای محدود و یا فضای باز، در داخل طبیعت را شبیه سازی نماید و اجازه اجرای انواع تعاملات را به کاربر می دهد. 
*برنامه های نرم افزاری تعاملی: شرایط عملی متفاوت را شبیه سازی و روند آموزشی را تسهیل می نماید. 
*استفاده از دستگاه های جانبی و تجهیزات چندرسانه ای : امکان جمع آوری و تفسیر مقادیر از طریق رسانه های مختلف را به صورت برخط بوجود می آورد. این روش اجازه استفاده از راه حل های غیر رسمی برای آموزش و بازدید مکانهایی مانند: باغ گیاهان، باغ وحش، رودخانه ها و غیره را می دهد. 
نرم افزارهای کاربردی تلفن همراه کنترل محیطی بهتری را ارائه می دهند و می توانند معایبی مانند: وجود اختلال در ارتباطات ، محدودیت پهنای باند شبکه های ارتباطی ، محدودیت فضای ذخیره سازی و عدم وجود تنوع ابزار تعاملی را بر طرف نمایند.همچنین امکان بهبود تجارب اجتماعی در مقایسه با روشهای یادگیری کلاسیک را فراهم می کنند.
 

== کاربرد رایانش ابری در آموزش سیار ==
(MCC (MOBILE CLOUD COMPUTING از سه مفهوم رایانش ابری ,رایانش سیار و شبکه تشکیل شده است. ویژگی های جالب و جذاب MCC پارادایم تحرک با امکان قابلیت های زیاد می باشد. ما رایانش ابری سیار را به این صورت تعریف می کنیم: "یک تکنولوژی قدرتمند رایانش سیارکه ابزار یکپارچه از منابع ابرهای متنوع و تکنولوژیهای شبکه را نسبت به قابلیت های نامحدود ذخیره سازی و تحرک در اختیار قرار می دهد. رایانش ابری به بسیاری از دستگاه های تلفن همراه در همه جا ، در هر زمان و از طریق کانال اینترنت ، بدون در نظر گرفتن محیط های ناهمگن و سیستم عامل، بر اساس اصل پرداخت به ازای استفاده سرویس می دهد." 
استفاده از MCCمزایای توزیع، فاصله ، منابع غنی، زیرساخت های ابر وتقویت بسیاری از دستگاه های تلفن همراه، به ویژه گوشی های هوشمند و کاهش کاستی های آنها را در بر دارد. پیش بینی دستاوردهای آینده استفاده ازMCC در حوزه های مختلف مانند بهداشت و درمان (مانندtelemonitoring و telesurgery)، آموزش و پرورش، کسب و کار فناوری اطلاعات ، توسعه شهری و روستایی و شبکه های اجتماعی می باشد.در این راستا، تلاش های زیادی مانند استقرار فن آوری رایانش ابری برای افزایش قابلیت گوشی های هوشمند صورت پذیرفته است. 
علاوه بر این، اعمال نفوذ در منابع مجازی به منظور افزایش امنیت اطلاعات در گوشی های هوشمند سودمند است چرا که آنها دائما مستعد سرقت، از بین رفتن و آسیب های فیزیکی می باشند. Dropbox و SugarSync از جمله خدمات ذخیره سازی ابر هستند که می توانند داده های واقع در دستگاه های مختلف محاسباتی (به عنوان مثال تلفن های هوشمند، تبلت، و لپ تاپ) را همگام سازی نمایند.همانگونه که در شکل 4 مشاهده می گردد لایه واسط(Arbitrator Layer) به معماری چند لایه سیستم عامل موبایل (MNO) اضافه گردیده است که در ادامه به شرح هریک از این بخش ها می پردازیم.
 
[http://176.56.146.166/pic4.jpg شکل4 - ساختار استفاده از لایه واسط] 

===لایه واسط Arbitrator Layer ===
این لایه از سیستم عامل موبایل در واقع به عنوان واسط بین بخش جلویی(front- end -شامل ابر کاربران تلفن همراه) و بخش عقبی(back- end - شامل ارائه دهندگان سرویس ابر) می باشد. این لایه درخواست تخصیص منابع از لایه SOA را دریافت می نماید و لایه زیرساخت را بررسی می کند تا سرویسی که اجرای کارآمدتری دارد را تعیین کند. سپس یک کپی مستقل از این سرویس به لایه زیرساخت به عنوان مرجع برای مراجعات بعدی منتقل خواهد شد. در این روش، سربار شبکه به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد. 
*زمانبندی کننده منابع: هنگامی که یک سرویس جدید در بخش رجیستری سرویس ثبت و ذخیره شد ، درخواست تخصیص به بخش زمانبندی کننده منابع فرستاده می شود. بخش زمانبندی کننده خواص درونی و توصیفی سرویس را تجزیه و تحلیل می نماید و سرویسی که کارایی بالاتری دارد را برای اجرا تعیین می کند.
*سرویس پروفایل: یکی از مسئولیت های واسط می باشد برای نظارت بر اعتبار و عملکرد سرویس و در صورت نیاز جایگزین آنها با سرویس مناسب تر می باشد. ماژول سرویس پروفایل یک سناریو تعریف شده برای ارزیابی عملکرد واقعی سرویس دارد. اگر عملکرد سرویسی مطابق با شرح سرویس نباشد برای نگه داشتن موثر سیستم آن سرویس توسط یک سرویس کارآمد تر جایگزین می شود. 
*پروفایل کاربر: از آنجا که سرویسهای مختلفی از طرف مصرف کنندگان سرویس درخواست می گردند ، سازمان دهی یا تنظیمات شخصی مهم هستند. بنابراین ماژول پروفایل کاربر مسئول نظارت و ذخیره ترجیحات کاربران جهت تحویل خدمات سفارشی و اجرای سرویسها بر اساس این معیارهای حاصله می باشد.
*جمع آوری کننده اعمال کاربر در زمان اجرا: به منظور افزایش کارایی و عملکرد سیستم ،جمع آوری اعمال کاربر در زمان اجرا یک فرایند حیاتی است. اطلاعات مربوط به این اعمال می تواند در زمانبندی قوی و مجدد منابع در این معماری به ما کمک کند. 
*اجرا کننده استاندارد: استاندارد سازی یکی از تکنیک های مفید جهت رفع عدم تجانس درمحیط های ناهمگن MCC می باشد. از این رو، توجه به استانداردها در طراحی معماری بسیار مهم است. این ماژول مسئول نظارت و اجرای استانداردسازی برای سرویسها می باشد. 
*تجزیه و تحلیل محاسباتی: در طی مقدار دهی اولیه در بخش رجیستری سرویس ، یک لایه خاص زیرساخت به هر سرویس اختصاص داده می شود. با این حال، نمی توان از انتخاب بهینه مطمئن بود. از این رو، برای دستیابی به عملکرد بهینه، ماژول تجزیه تحلیل محاسباتی بر قابلیت های محاسباتی منابع اختصاص داده شده نظارت می کند. 
*تجزیه و تحلیل عملکرد: از آنجایی که هدف معماری ما کاهش زمان تاخیر شبکه می باشد، ماژول تجزیه و تحلیل عملکرد وظیفهس اش تجزیه و تحلیل تاخیر ارتباطی و الگوی مصرف منابع سرویس های مختلف است. اگر مقدار منابع مورد نیاز برای اجرای یک سرویس خاص با عوامل دیگر مانند ارتباطات مطابقت نداشته باشد و از اینرو موجب تعویق اجرای سرویس گردد ، آنگاه تقاضای زمانبندی منابع جهت تعیین زیرساخت های مناسب تر تکرار می گردد. علاوه بر این، نظارت بر رابطه بین تعداد دفعات درخواست و اجرای سرویس و مقدار منابع مصرف شده وظیفه این ماژول می باشد. نتایج حاصل از این تجزیه و تحلیل به منظور ارتقاء کیفیت طور کلی مفید است. به عنوان مثال، اگر یک سرویس حساس به تاخیر ابر بیش از حد فراخوانی گردد، این سرویس را می توان به نزدیکترین سیستم عامل موبایل مجاور منتقل نمود یا به ارائه دهنده مجاز برای مقابله با تاخیر ارتباطاتی مراجعه نمود. 

== کاربرد تکنولوژی Edge ==
شبکه EDGE آخرین مرحله میان GPRS و UMTS است که نویدبخش سه برابرسازی ظرفیت شبکه‌های GSM با صرف هزینه اندک است. فناوری EDGE به بهره‌بردار امکان می‌دهد با ارائه مجموعه‌ای از خدمات اینترنتی و چندرسانه‌ای به درآمدهای تازه‌ای دست یابد. EDGE ساده و ارزان می‌نماید اما به هر حال دست آورد ارتقاء دادن شبکه GPRS به شبکه EDGE باید از چنان کیفیت خدماتی برخوردار باشد که برآورنده نیازهای کاربرد‌های داده‌ محور باشد.برای بهره‌برداران دارای مجوز UMTS ، شبکه EDGE راهی جذاب برای ارائه خدمات نسل سوم در خارج از نواحی شهری متراکم را فراهم می نماید. هنگامی که مشترک از ناحیه پوشش UMTS بیرون می‌رود، افزایش سرعت ارسال داده افت کیفیت خدمات را تا حدی جبران می‌کند. 
===معیارهای کارآیی===
برای سنجش کارآیی شبکه‌های IP مثل شبکه EGPRS از چهار معیار گذردهی، اتلاف، تأخیر و لغزش می‌توان بهر‌ه گرفت. تأثیر هر کدام از این معیارها به کیفیت خدمات رسانی به کاربر و یا خدمات موردنظر بستگی دارد. 
گذردهی به معنای تعداد بایت‌هایی است که می‌توان در هر ثانیه از خط ارتباط EDGE عبور داد و بنابراین بیان‌گر قابلیت هر لینک در ارائه خدماتی مانند گشت و گذار در اینترنت یا ارسال ویدیو به صورت بلادرنگ است. اتلاف به درصد بسته‌های داده‌ای از دست رفته در شبکه اطلاق می‌شود. بسته‌های از دست رفته را دوباره باید ارسال کرد که این امر سرعت انتقال داده‌ها برای مشترک را کاهش می‌دهد. تأخیر به میزان زمانی گفته می‌شود که صرف انتشار بسته‌های IP از طریق شبکه می‌شود. تأخیر هم بر سرعت ارسال داده از دید مشترک اثر منفی می‌گذارد و از جمله معیارهای کلیدی در ارتباطات صوتی بلا‌درنگ است. معیار آخر نیز لغزش است که به تغییرات آماری تأخیر اطلاق می‌شود. 
در EDGE از مدولاسیون ۸ PSK- استفاده می‌شود که می‌تواند با استفاده از شکاف‌های زمانی استاندارد GSM ،گذردهی داده‌ای GPRS را سه برابرکند. اما EDGE شمار شکاف‌های زمانی را افزایش نمی‌دهد، بنابراین بهره‌بردار همچنان با محدودیت ظرفیت در بسیاری از موارد مواجه است. در واقع ممکن است در برخی شرایطEDGE اوضاع را بدتر هم بکند زیرا با ارائه خدمات جدید و پرسرعت سبب می‌شود حجم انتقال داده‌ها به گونه‌ای سرسام‌آور افزایش یابد. شکی نیست که افزایش ترافیک داده‌ها باعث افزایش درآمدها می‌شود اما بسیاری از بهره‌برداران هم دچار معضلی به نام کمبود ظرفیت خواهند شد. 
===بهینه‌سازی===
بهره‌برداران برای رفع معضل کمبود ظرفیت باید تخصیص درست کانال‌ها را در دستور کار خود قرار دهند. یعنی باید کانال را به گونه‌ای به کاربردها اختصاص داد که مشترکین در موقع و مکان مناسب خود به پهنای باند کافی دسترسی داشته باشند. برای مثال، مشترکی که می‌خواهد حجم بزرگی از داده‌ها را بارگذاری کند از کاهش ناگهانی پهنای باند دلخور می‌شود اما کاربری که دارد از پست الکترونیکی استفاده می‌کند حتی متوجه چنین کاهشی نمی‌شود. 
ترازبندی ظرفیت براساس شمار کاربران و میزان پهنای باند لازم برای کاربردهای موردنظرش در تمامی زمان‌ها، محور اصلی عملیات بهینه‌سازی را تشکیل می‌دهد. تخصیص فرکانس، کار دشواری نیست زیرا می‌توان از کانال‌های EDGE در چارچوب طرح موجود تخصیص فرکانس استفاده کرد و آنها را همانند کانال‌های GSM تخصیص داد. 
در کاربردهای مبتنی بر پروتکل کنترل انتقال باید تمامی داده‌های از دست رفته بر اثر تداخل را دوباره ارسال کرد و این اثر منفی زیادی درلایه کاربرد به جای می‌گذارد و در نهایت باعث ناخرسندی کاربر می‌شود. برای حل این معضل دو راه وجود دارد، یکی کوچک‌ کردن اندازه سلول‌ها و دیگری استفاده از شیوه‌های کدگذاری بهتر می باشد. شیوه دوم باعث می‌شود شمار دفعات ارسال داده‌ها کاهش یابد. افزایش سرعت ارسال داده‌ها به معنای افزایش حجم جابه‌جایی داده‌ها در شبکه هسته است که این الگوی ترافیک داده ها را بطور چشم‌گیری تغییر می‌دهد. اغلب ادعا می‌شود که در EDGE نیازی به تغییر شبکه هسته نیست و این از دیدگاه پروتکلی درست است. اما ممکن است شبکه هسته موجود دارای ظرفیت لازم برای پوشش دادن EDGE نباشد. بهره‌بردارانی که می‌خواهند به سراغ EDGE بروند باید شرایط EDGE را شبیه‌سازی کنند و شبکه هسته را تحت آزمایش‌های دقیق قرار دهند.تأخیر می‌تواند در شبکه هسته یا سایر شبکه‌های درگیر با انتقال داده‌ها ایجاد شود. بنابراین حتی اگر همه شبکه هسته سلولی از لحاظ پوشش دادن حجم داده‌ها کم و کسری نداشته باشد باز ممکن است شبکه‌های همکارش توانایی لازم را نداشته باشند و این عامل تعیین کننده‌ای در موضع‌گیری مشترکین در قبال شبکه تلفن همراه به حساب می‌آید.

== الگوی سرویس غیر برخط موبایل با روش REST ==
در موبایل شرایط محیطی برای یک سرویس بطور پیوسته در حال تغییر است. ارتباط صحیح دائمی را نمی توان تضمین کرد.بنابراین الگوی معماری رایانش ابری باید به خوبی الگوهای پردازش غیر برخط را پشتیبانی کند.استراتژیهای صف(Queue) , Cache و اطلاعات Information ممکن است به نوع سرویس محتوا و نوع عملیات وابسته باشند.برای مثال یک درخواست اطلاعات از ابر ممکن است در حالت پیشرفته Cache شود یا برعکس یک در خواست به روزآوری در صف Queue قرار بگیردکه البته موارد فوق به نوع سرویس ارائه محتوا بستگی دارد. برای پیاده سازی این درخواستها از روالهای اتصال از راه دور مانند SOAP,XML-RPC,COBRA, .NET Remoting که بر عملیات درونی نظارت دارند می توان استفاده نمود.

== نتیجه گیری ==
در این تحقیق ابتدا تعریفی از محیط رایانش ابری به همراه نقاط قوت آن عنوان و سپس ساختار آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری در مقایسه با روش های سنتی آموزش الکترونیک بیان گردیده است و تفاوتهای و مزایای آنها مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه پیاده سازی شده این امر در کشور هند جهت آموزش درس برنامه نویسی سی بکار گرفته شده است که در آن از وب سرویسها استفاده شده است. در ادامه ابزار هایی که که برای ارزیابی وضعیت و تعاملات کاربر لازم است تشریح شده اند و در نهایت زیر ساختها , معماری, روشهای پیاده سازی و تکنولوژی های ارتباطی آموزش مجازی سیار که یکی از روش های جدید آموزش مجازی می باشد، بررسی گردیده است.

== درخت دانش ==
[http://176.56.146.166/tree.jpg شکل - درخت دانش]
 

== مراجع ==
[1] Garcia, E.; Garcia, A.; Garcia-Cabot, A.; de-Marcos, L.; Hilera, J.
 
Development of an Application for Mobile Devices to Record Learner Interactions with Web-Based Learning Objects
 
12th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT), 2012
 
[2] Thamarai Selvi, S.; Panneerselvam, K.
 
A Self-regulated Learning approach for programming language using cloud-based Learning Management System
 
International Conference on Recent Trends In Information Technology (ICRTIT), 2012
 
[3] Md. Anwar Hossain Masud, Xiaodi Huang
 
An E-learning System Architecture based on Cloud Computing
 
5th IEEE International Conference on Cloud Computing (CLOUD), 2012
 
[4] Damm, S.; Ritz, T.; Strauch, J.
 
Adaption of Archetype Patterns for mobile cloud-based business apps
 
IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications Workshops (PERCOM Workshops),2011

آموزشهاي مجازي با استفاده از تكنولوژي رايانش ابري(cloud computing)

2015-01-29T23:44:57Z

92231535: /* آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری */

== چکیده ==
در طی چند سال اخیر رایانش ابری به شدت مورد توجه کارشناسان و محققان فناوری قرار گرفته است. بر پایه آن شرکت های عظیم کامپیوتری نسبت به استفاده از این تکنولوژی در راستای ارایه خدمات و سرویسهای الکترونیکی خود به کاربران اقدام نموده اند. با این روند رو به رشد استفاده از این تکنولوژ ی، بعید به نظر نمی رسد که در آینده ای نزدیک اکثر شرکت ها سرویسها و خدمات الکترونیکی خود را بر این اساس عرضه نمایند از جلمه خدمات الکترونیکی که در این تکنولوژی می تواند مورد استفاده قرار گیرد، بحث آموزشهای مجازی می باشد. رایانش ابری در آموزش مجازی علی الخصوص آموزش مجازی سیار که عمدتاً از طریق موبایل صورت می پذیرد، می تواند نقش عمده ای را ایفا نماید. راهکارها و معیارهای کارآیی و بهینه سازی در این خصوص وجود دارند که می توانند مورد استفاده قرار گیرند.

== مقدمه ==
رایانش ابری یا Cloud Computing راهکارهایی را برای ارایه خدمات فناوری به کاربران مشابه آنچه که در بعضی از صنایع با کاربرد سراسری (مانند صنعت آب ، صنعت برق و ...) وجود دارد ، ارایه می دهد. این تکنولوژی اصولاً بر پایه اینترنت تعریف می شود که در آن الگویی تازه جهت ارایه سرویسهای فناوری (شامل نرم افزار، سخت افزار و سایر منابع اشتراکی) بکار گرفته می شود. در حقیقت در این تکنولوژی دسترسی به منابع فناوری اطلاعات به هنگام ارایه درخواست از طرف کاربر و بر اساس میزان تقاضای کاربر ، به وی ارایه می گردد. دلیل استفاده و تشبیه اصطلاح "ابر" به اینترنت که در شماتیک های شبکه ای نیز از شکل ابر برای نشان دادن اینترنت استفاده می شود ، در این است که اینترنت همچون ابری جزییات فنی را از دید کاربران نهایی پنهان می سازد. به معنای دیگر یک لایه انتزاعی را بین کاربران و جزییات فنی بوجود می آورد. به عنوان مثال برنامه های کاربردی تجاری و یا آموزشهای مجازی را می توان در نظر گرفت که توسط سرویس دهنده نرم افزاری رایانش ابری ارایه می گردد. این برنامه ها بر روی سرورها ذخیره می گردند و حسب درخواست کاربر در اختیار وی قرار می گیرند، در حالی که جزییات فنی از دید کاربر کاملاً مخفی است و کاربر نیازی به داشتن اطلاعات در خصوص فناوری زیرساخت ابری که از آن استفاده می کند، ندارد.

== مزایای استفاده از رایانش ابری ==
در زیر به چند نمونه از موارد اشاره می شود:
*قابلیت اطمینان بیشتر به داده ها:با توجه به اینکه در رایانش ابری داده ها بر روی ابر قرار دارند از اینرو خرابی کامپیوتر کاربر تاثیری بر روی داده ها نخواهد داشت.مضاف بر اینکه افزونگی لازم نیز در زیر ساخت ابری به نحوی توسط فراهم کنندگان آن دیده می شود که به شدت در برابر خرابی مقاوم است و راهکارهای متعددی برای تهیه نسخ پشتیبان که معمولا کاربران از آنها غافل هستند، بکار برده می شوند.
*امکان دسترسی از همه جا و در هر مکان:بدلیل آنکه داده ها در ابر قرار دارند، از اینرو کاربر قادر به دسترسی به داده های خود در هر زمان و هر مکانی خواهد بود. برای اینکار تنها لازم است که کاربر از تجهیز کامپیوتری خود که می تواند یک گوشی موبایل نیز باشد به اینترنت دسترسی داشته باشد.
*عدم وابستگی به سخت افزار:چون اسناد و برنامه های کاربردی روی ابر در همه حال به یک شکل هستند از اینرو تفاوتی نمی کند که با چه دستگاه سخت افزاری کاربر متصل شده است. در حقیقت اجرای برنامه ها تفاوتی نخواهد کردو دیگر نیازی به خرید سخت افزارهای مخصوص و یا ذخیره اسناد به فرمت های ویژه نمی باشد. سازگاری لازم از طرف ابر برای سخت افزار فراهم خواهد شد.
*ظرفیت نامحدود ذخیره سازی:به لحاظ نظری محدودیتی در استفاده از فضای ذخیره سازی ابری وجود ندارد. این موضوع در قیاس با حجم محدود فضای ذخیره سازی کامپیوترهای شخصی بسیار قابل توجه می باشد. عجیب به نظر نمی رسد اگر بگوییم هر چیزی را که نیاز به ذخیره کردن آن داریم ، می توانیم در فضای ابری ذخیره کنیم.
*هزینه پایین:بدلیل آنکه محاسبات مورد نیاز در فضای ابری انجام می شود از اینرو دیگر نیازی به استفاده از کامپیوترهای گرانقیمت در سمت کاربر نمی باشد و هزینه های مربوط به سخت افزار به شدت کاهش پیدا می کند. حتی با ساده ترین کامپیوترها که بلحاظ پردازشی و فضای دیسکی بسیار محدود می باشند، نیز می توانند از رایانش ابری حداکثر استفاده را ببرند. با توجه به اینکه اسناد در ابر ذخیره می شوند حتی نیازی به ذخیره اسناد و مستندات در کامپیوتر شخصی نمی باشد.
*ارتقای سریع نرم افزاری:از دیگر مزایای مربوط به رایانش ابری این است که دیگر نیازی به بروز رسانی نرم افزارها و یا اجبار به استفاده از نرم افزارهای قدیمی به دلیل هزینه بالای ارتقای آنها نمی باشد، چون در ابر اینکار بدون اینکه کاربر متوجه شود صورت می پذیرد. بدلیل مبتنی بر وب بودن برنامه ها ارتقا و بروزرسانی ها بصورت اتومات در ابر انجام شده و کاربر بدون پرداخت هزینه اضافی قادر به بهره برداری از آخرین نسخه نرم افزارها خواهد بود. 

== آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری ==
به صورت ساده آموزش مجازی به فرایند یادگیری از طریق اینترنت اشاره داد. ، گرچه آموزش مجازی جایگزین روش سنتی نخواهد شد، اما تا حد زیادی می تواند به بهبود بهره وری در امر آموزش کمک کند. آموزش مجازی دارای مزایای زیادی من جمله انعطاف پذیری، تنوع، دسترسی آسان و غیره می باشد که به عنوان یک متد اصلی برای یادگیری در دهه های اخیر تبدیل شده است. شکل زیر یک معماری از سیستم ساده آموزش مجازی را نشان می دهد: 
[http://176.56.146.166/pic1.jpg شکل - معماری یک سیستم ساده آموزشی] 

در روشهای سنتی مبتنی بر وب بدینگونه عمل می گردد که سیستم های مربوط به ایجاد و نگهداری آموزشهای مجازی در داخل موسسات آموزشی و یا شرکت پیاده سازی ، که این امر منجر به بروز بسیاری از مشکلات، از جمله نیاز به سرمایه گذاری زیاد اما بدون سود، مشکلات مربوط به پشتیبانی فنی و غیره می گردد. نتیجه این امر منجر به عدم توسعه آسان این سیستمها می شود. در مقابل، آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر مدلی را معرفی مینماید که مقیاسی برای بهره وری دارد. برای مثال ساخت سیستم آموزش مجازی به تامین کنندگان رایانش ابری سپرده میشود،که می تواند ارائه دهندگان و کاربران را برای رسیدن به وضعیت برد- برد یاری نماید. محیط مبتنی بر ابر از نسل جدیدی از سیستم های آموزش مجازی که قادر به اجرا در گستره طیف وسیعی از دستگاه های سخت افزاری که در حال ذخیره سازی داده در داخل ابر هستند، پشتیبانی می نماید. 
آموزش الکترونیکی هیچگاه نمی تواند به طور کامل جایگزین معلمان گردد و تنها در حوزه به روزرسانی تکنولوژی ، مفاهیم و ابزارهای جدید، ارائه محتوا، مفاهیم و روش ها برای آموزش مورد استفاده قرار می گیرد. در روش آموزش الکترونیکی میتنی بر ابر معلمان نقش رهبری و مشارکت در پیشرفت تحصیلی را خواهند داشت. 
از سوی دیگر، ابر آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر حرکت به سمت استفاده از تکنولوژی رایانش ابری در زمینه آموزش الکترونیکی می باشد و در آینده ای نزدیک زیرساختهای آموزش الکترونیکی شامل سخت افزار و منابع محاسباتی نرم افزاری درگیر در آموزش الکترونیک مبتنی بر این تکنولوژی خواهند بود. معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر در شکل زیر نشان داده شده است: 
[http://176.56.146.166/pic2.jpg شکل - معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر]
 
معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر پیشنهادی را می توان به لایه های زیر تقسیم تقسیم کرد: 
*لایه زیرساخت: این لایه از زیرساخت های سخت افزاری مانند حافظه فیزیکی، CPU و سرور های فیزیکی تشکیل شده اند. همچنین اطلاعات زیرساخت ها شامل اینترنت / اینترانت، نرم افزار سیستم، سیستم مدیریت اطلاعات و برخی از نرم افزارهای مشترک و سخت افزارمی باشد. بسترهای ارتباطی این لایه در پایین ترین سطح سرویس میان ابر قرار گرفته است. استفاده از تکنولوژی مجازی سازی سرور فیزیکی، منابع ذخیره سازی و شبکه های مجازی به عنوان بسترمورد استفاده در لایه های بالاتر نرم افزاری قرار می گیرند. 
*لایه منابع نرم افزار: به طور عمده از سیستم عامل و میان افزار تشکیل شده است. میان افزار منابع نرم افزاری متنوع را بصورت یکپارچه از طریق یک رابط واحد در اختیار توسعه دهندگان نرم افزار قرار می دهد. طوری که آنها می توانند به راحتی برنامه های کاربردی را توسعه داده و در ابر جهت استفاده قرار دهند. 
*لایه مدیریت منابع: این لایه اتصال راحتتر به منابع نرم افزاری و سخت افزاری را فراهم می نماید. با استفاده از استراتژی برنامه ریزی ,یکپارچه سازی, مجازی سازی و محاسبات ابری ، توزیع نرم افزار بر منابع مختلف سخت افزاری را می توان به دست آورد. 
*لایه سرویس: دارای سه سطح از سرویس یعنی،SaaS (نرم افزار به عنوان یک سرویس)، PaaS (بستر های نرم افزاری به عنوان یک سرویس)،IaaS (زیرساخت به عنوان یک سرویس) میباشد. در SaaS، محاسبات ابری سرویس به مشتریان ارائه می دهد. برخلاف نرم افزارهای سنتی کاربران از طریق اینترنت از نرم افزار استفاده می کنند. خرید نرم افزار و سخت افزار یک بار انجام می شود و با پرداخت هزینه ماهانه ناچیز دیگر نیاز به حفظ و ارتقاءآن نمی باشد. 
*لایه کاربردی: این لایه از برنامه های کاربردی خاص شامل تجمیع منابع آموزشی در مدل رایانش ابری ، دوره های تعاملی و به اشتراک گذاری منابع آموزشی تشکیل شده است . برنامه های تعاملی عمدتا برای معلمان، با توجه به یادگیرندگان و نیازهای آموزشی، با استفاده کامل از منابع اطلاعات پایه ساخته می شود و امکان تنظیم محتوای دوره و همچنین پیشرفت در هر زمان با توجه به بازخورد وجود دارد و می تواند دارای اثربخشی بیشتر نسبت به آموزش سنتی باشد. به اشتراک گذاری منابع آموزشی شامل منابع اطلاعاتی (مانند کتابخانه های دیجیتال) و منابع آموزشی انسانی از وظایف این لایه است. این لایه عمدتا شامل ماژولهای تولید محتوا، اهداف آموزشی، تحویل محتوا، ارزیابی و ماژول مدیریت می باشد. 
در مدل کلاسیک آموزش الکترونیکی، معلمان وظایف آموزشی مانند تدریس حضوری به طور منظم، و یا بررسی مهارت و تکالیف دانش آموزان را انجام می دهند. اما در معماری پیشنهادی معلمان به سوالات دانش آموزان پاسخ می دهند و آموزش های ضروری برای رفع مشکلات دانش آموزان ارائه می گردد. علاوه بر این، معلمان نیز می توانند به منظور ارتقاء آموزش از محتواهای آموزشی چند رسانه ای استفاده کنند. همچنین دانش آموزان میتوانند خارج از الگوهای یادگیریشان که بصور ت خودکار تعیین می گردد درس بخوانند. انجام آزمونهای برخط اینترنتی و ارائه تحلیلهای آماری خودکار به معلمان از هر بخشی که مورد مطالعه قرار گرفته است، از مزایای این روش می باشد. معلمان نیز دانش آموزان را تشویق به همکاری با یکدیگر در یادگیری مطالب ساده و یا انجام پروژه های پیچیده مبتنی برکار گروهی می نمایند. از طریق یادگیری گروهی، دانش آموزان به تنهایی نمی توانند دانش کسب نمایند، بلکه روح هماهنگی در تیم است که در امر آموزش و پرورش کمک می نماید . نتیجه این روش برای دانش آموزان بهبود مهارت در برخورد با مردم و افزایش ابراز توانایی خودشان می باشد. شکل زیر مقایسه بین آموزش الکترونیکی سنتی و رایانش ابری را ارائه می دهد: 
[http://176.56.146.166/pic3.jpg شکل - مقایسه آموزش الکترونیکی سنتی و رایانش ابری]

== نمونه آموزش مجازی زبان برنامه نویسی مبتنی بر ابر ==
طبق تعریف زیمرمن یادگیری خود تنظیمی (SRL Self-Regulated Learning) شامل تعیین لیست استراتژی هایی دستیابی به اهدافی مانند برنامه ریزی، سازماندهی و ارسال، جستجوی اطلاعات ، نگهداری سوابق، تمرین و حفظ، بررسی، نظارت بر خود، خود ارزیابی، ساختار محیطی و جستجو برای کمک های اجتماعی است که می تواند به طور جداگانه و یا در ترکیب برای توسعه یادگیری خود تنظیم به کار گرفته شود. 
مطابق تعریف فوق در کشور هند یک سیستم مدیریت آموزشی LMS شامل بخش های مدیریت، مستندات، بررسی و ارزیابی، گزارشات و محتواهای آموزشی و آموزش برخط با استفاده از رایانش ابری جهت آموزش زبان برنامه نویسی C پیاده سازی گردیده است. این دوره در شش سطح به خاطر سپاری، درک مطلب، اجرا، تجزیه و تحلیل، ارزیابی و ایجاد برنامه طراحی گردیده است. در ادامه در خصوص هر یک از این سطوح توضیحات لازم ارایه می گردد: 
1-به خاطر سپاری: در این سطح به دانش آموزان محتواهایی مانند الگوی دستورات و ساختار برنامه که باید در حافظه بلند مدت قرار گیرد ارائه می گردد.تمرینات این سطح برای آزمایش شناخت و قابلیت به خاطر سپاری دانش آموزان طراحی گردیده است. 
2-درک مطلب: برای درک مطلب توسط دانش آموزان ، محتواهای ارائه شده در این سطح به گونه ای طراحی شده اند که به دانش آموزان در درک مفاهیم زبان C کمک می کنند. تمرینات این سطح جهت ارزیابی توانایی تفسیر، طبقه بندی، مقایسه و مهارت بیان دانش آموزان طراحی گردیده است. 
3-اجرا : محتواهای ارائه شده به دانش آموزان جهت اجرای مباحث یاد گرفته شده زبان C کمک خواهندکرد.هدف اصلی در این سطح توانایی دانش آموزان جهت تمرکز در بکارگیری مفاهیم می باشد.تمرینات این سطح برای آزمایش توانایی اجرا و پیاده سازی توسط دانش آموزان طراحی گردیده است. یک سری ابزار مانند یک ویرایشگر C به همراه کامپایلر آن برای اجرای تمرینها در اختیار دانش آموزان قرار داده می شود. 
4-تجزیه و تحلیل: در این سطح از این دوره، دانش آموزان از محتواهایی که به تجزیه و تحلیل موضوعات یاد گرفته شده کمک می کنند، بهرمند می گردند. تمرینات در این سطح جهت تعیین سطح تفاوتهای مهارت های دانش آموزان طراحی گردیده است. 
5- ارزیابی: تمرکز عمده در این سطح بر ارزیابی مهارت های دانش آموزان با استفاده از تمرینهایی که توانایی نقد و داوری آنها را سنجش می نماید، می باشد. 
6-ایجاد : در سطح نهایی این دوره ، دانش آموزان دانش به دست آورده و خلاقیتهای خود را اجرا می نمایند. 
در این راستا برای اجرا و پیاده سازی مطالب فوق ، سیستمی بصورت کاملا وب سرویسی طراحی گردیده است. از ویژگیهای خاص این سیستم استفاده از پروتکل SOAP می باشدکه در آن قالب XML به عنوان ستون فقرات ارسال و دریافت پیام های وب سرویس استفاده شده است. در ضمن برای گرفتن بازخورد از پیشرفت تحصیلی دانش اموزان یک زیر سیستم به صورت وب سرویس نیز طراحی گردیده است که به معلم جهت تعیین سطح و وضعیت پیشرفت دانش آموز کمک می کند. 

== ابزارهای پایش ==
ثبت رویدادهایی که توسط گوشی موبایل در هنگام اتصال به یک وب سایت انجام می شود را می توان به سه گروه به شرح ذیل طبقه بندی نمود:
*ثبت تعاملات کاربران: شامل برنامه های ثبت کننده مجموعه تعاملاتی که کاربر با رابط کاربری برقرار می کند. نرم افزار "Event Recorder for Android Web Applications" نمونه ای از این دست نرم افزارها می باشد.
*اجرا کننده خودکار وقایع: این نرم افزارها به ترتیب وقایعی که توسط مجموعه ای از دستورات معین رخ می دهد را ثبت می کنند. برای مثال ثبت مجموعه ای از فعل و انفعالاتی که در یک یا چند دستگاه رخ می دهند.این گروه از برنامه ها اجازه برنامه نویسی برای یکسری از رویدادهای سطح بالا , به منظور آزمایش آنها در یک پلت فرم پیوسته و همچنین برخی از فریم ورک های نوشته شده به زبانهای سطح بالا از هر سیستم , برای تولید وقایع در همان سیستم را می دهند. نرم افزارهای "Robotium" و "ZAP-fix" نمونه ای از این دست نرم افزارها می باشند.
*ثبت کننده کلیدهای زده شده: یک نوع نرم افزار یا دستگاه سخت افزاری می باشد که تاریخچه کلیدهای زده شده را در یک فایل ذخیره می کند و یا از طریق اینترنت و بوسیله پست الکترونیکی آنها را ارسال می کند. ثبت کننده کلیدها اغلب به عنوان نرم افزارهای مخرب و یا برای کنترل کودکان مورد استفاده قرار می گیرند. نمونه ای از این نوع نرم افزارها برای دستگاههای تلفن همراه "KidLogger" می باشد.

== آموزش مجازی از طریق موبایل (زیر ساخت, معماری و ابزار) ==
یادگیری سیار یکنوع یادگیری است كه در آن دانش آموز در یک مكان مشخص ثابت مانند محل سکونت و یا محل آموزشي قرار ندارد و دانش آموز مي تواند از فرصت های ارائه شده توسط فن آوری تلفن همراه در امر یادگیری استفاده نمايد. 
امروزه تعداد زیادی از کاربران دارای دستگاه های تلفن همراهی می باشند كه ویژگی های چند رسانه ای را بهبود بخشیده اند و تقریبا در هر زمان به شبکه های ارتباطی با دسترسي بالا متصل هستند. انقلاب در زمينه دستگاه های تلفن همراه محدودیت های زمانی و مکانی را حذف نموده است و اجراي فرامين را در هر مکان و در هر زمانی اجازه می دهد .از سوی دیگر نیز برخی مشکلات به دلیل تنوع زیاد دستگاه های تلفن همراه در دسترس کاربران و همچنین تنوع در اهداف آموزشی کاربران وجود دارد. 
از این منظر، انطباق محتوا یکی از مؤلفه های مهم آموزشی در بحث تلفن همراه مي باشد زيرا كه پاسخگویی به طیف وسیعی از نیازهای مربوط به منابع نرم افزاري تکراری را ميسر مي سازد. الزامات مورد نیاز با توجه به اجزای نرم افزار ها،منابع چند رسانه ای و سرویس ها تعیین می گردند . انطباق محتوا با توجه به عملکرد ویژگی های دستگاه های تلفن همراه و تنظیمات کاربران , توانایی یک سیستم برای تغییر به محتوای ارائه شده بصورت پویا به هر کاربر می باشد. هدف از سیستم انطباق محتوا تعیین ارزش ها , از ویژگی های در حال تغییر در طول فرایند آموزش می باشد. از مزایای اصلی انطباق محتوا می توان به کاهش زمان مورد نیاز برای آموزشها، کاهش هزینه های آموزش ورشد بهره وری اشاره نمود. 
=== تکنولوژیهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
توسعه برنامه های کاربردی چند رسانه ای در طی چند سال گذشته را می توان نتیجه استفاده زیاد از داده های چند رسانه ای در امر آموزش با توجه به رشد صعودی اینترنت، دانست .در نتیجه ،اهمیت پژوهش در زمینه تکنولوژیهای چند رسانه ای افزایش یافته است. چرا که بر خلاف داده های سنتی , تکنیک های مدیریتی و پرس و جو که از امکانات و ویژگی های داده های چند رسانه ای می باشند ، از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند. 
===ویژگیهای داده های چند رسانه ای===
داده های چند رسانه ای دارای انواع متفاوتی به شرح ذیل می باشند : 
•برخی از داده ها وابسته به زمان است و برخی دیگر مستقل از زمان 
•برای نمایش داده های چند رسانه ای از فرمت های مختلف استفاده می شود. 
•برخی از داده ها ساخت یافته است و برخی بدون ساختار یا نیمه ساختار یافته می باشند. 
•برخی ممکن است برای انتقال انواع داده از راه دور به یک زمان کوتاه و برخی به زمان زیاد احتیاج داشته باشند. 
در مقایسه با سیستم های مبتنی بر متن، برنامه های کاربردی چندرسانه ای دارای درک قوی تری با توجه به دارا بودن ویدئو، صدا، انیمیشن و تصاویر میباشد. اما بین تفکر کاربران در مورد واقعیت و نمایش فیزیکی داده های چند رسانه ای اختلاف بزرگی است.کاربران می خواهند به داده های چند رسانه ای در سطح درک خود از شی دسترسی داشته باشند. اما در سیستم های چند رسانه ای تمایل برای نشان دادن داده های چند رسانه ای بر اساس سطوح درک پایین مانند رنگ ها، الگوها، بافت و شکل ( بدون ترکیب این ویژگی ها ) وجود دارد و هیچ راهی برای نشان دادن خودکار این موضوع، بر اساس تفکر انسانی وجود ندارد. تحقق بخشیدن به نمایش داده های چندرسانه ای بر اساس دیدگاه انسان بسیار مشکل است. هیچ سیستم داده های چندرسانه ای توانایی درک خودکار و شناسایی و طبقه بندی موضوعات را ندارد. استفاده از داده های چندرسانه ای برای ارائه موضوعات یک چالش بزرگ در سیستم آموزش سیار می باشد. 
===راه کارهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
آموزش سیار به دستگاه های گیرنده سیار و دستگاههای جانبی و تکنولوژیهای ارتباطی مانند گوشی موبایل, PDA ، کامپیوتر قابل برنامه ریزی ، آی پاد، دستگاه پخش ویدئو های شخصی و دوربین های دیجیتال ویدئویی وابسته می باشد. راه کارهای چندرسانه ای برای آموزش سیار شامل موارد ذیل می باشد: 
*واقعیت مجازی و شبیه سازی محیط : راهکاری پیچیده برای آموزش و تمرینات تعاملی را فراهم می آورد.واقعیت مجازی می تواند یک فضای محدود و یا فضای باز، در داخل طبیعت را شبیه سازی نماید و اجازه اجرای انواع تعاملات را به کاربر می دهد. 
*برنامه های نرم افزاری تعاملی: شرایط عملی متفاوت را شبیه سازی و روند آموزشی را تسهیل می نماید. 
*استفاده از دستگاه های جانبی و تجهیزات چندرسانه ای : امکان جمع آوری و تفسیر مقادیر از طریق رسانه های مختلف را به صورت برخط بوجود می آورد. این روش اجازه استفاده از راه حل های غیر رسمی برای آموزش و بازدید مکانهایی مانند: باغ گیاهان، باغ وحش، رودخانه ها و غیره را می دهد. 
نرم افزارهای کاربردی تلفن همراه کنترل محیطی بهتری را ارائه می دهند و می توانند معایبی مانند: وجود اختلال در ارتباطات ، محدودیت پهنای باند شبکه های ارتباطی ، محدودیت فضای ذخیره سازی و عدم وجود تنوع ابزار تعاملی را بر طرف نمایند.همچنین امکان بهبود تجارب اجتماعی در مقایسه با روشهای یادگیری کلاسیک را فراهم می کنند.
 

== کاربرد رایانش ابری در آموزش سیار ==
(MCC (MOBILE CLOUD COMPUTING از سه مفهوم رایانش ابری ,رایانش سیار و شبکه تشکیل شده است. ویژگی های جالب و جذاب MCC پارادایم تحرک با امکان قابلیت های زیاد می باشد. ما رایانش ابری سیار را به این صورت تعریف می کنیم: "یک تکنولوژی قدرتمند رایانش سیارکه ابزار یکپارچه از منابع ابرهای متنوع و تکنولوژیهای شبکه را نسبت به قابلیت های نامحدود ذخیره سازی و تحرک در اختیار قرار می دهد. رایانش ابری به بسیاری از دستگاه های تلفن همراه در همه جا ، در هر زمان و از طریق کانال اینترنت ، بدون در نظر گرفتن محیط های ناهمگن و سیستم عامل، بر اساس اصل پرداخت به ازای استفاده سرویس می دهد." 
استفاده از MCCمزایای توزیع، فاصله ، منابع غنی، زیرساخت های ابر وتقویت بسیاری از دستگاه های تلفن همراه، به ویژه گوشی های هوشمند و کاهش کاستی های آنها را در بر دارد. پیش بینی دستاوردهای آینده استفاده ازMCC در حوزه های مختلف مانند بهداشت و درمان (مانندtelemonitoring و telesurgery)، آموزش و پرورش، کسب و کار فناوری اطلاعات ، توسعه شهری و روستایی و شبکه های اجتماعی می باشد.در این راستا، تلاش های زیادی مانند استقرار فن آوری رایانش ابری برای افزایش قابلیت گوشی های هوشمند صورت پذیرفته است. 
علاوه بر این، اعمال نفوذ در منابع مجازی به منظور افزایش امنیت اطلاعات در گوشی های هوشمند سودمند است چرا که آنها دائما مستعد سرقت، از بین رفتن و آسیب های فیزیکی می باشند. Dropbox و SugarSync از جمله خدمات ذخیره سازی ابر هستند که می توانند داده های واقع در دستگاه های مختلف محاسباتی (به عنوان مثال تلفن های هوشمند، تبلت، و لپ تاپ) را همگام سازی نمایند.همانگونه که در شکل 1 مشاهده می گردد لایه واسط(Arbitrator Layer) به معماری چند لایه سیستم عامل موبایل (MNO) اضافه گردیده است که به شرح هریک از این بخش ها که در شکل زیر مشاهده می شود , می پردازیم.
 
[http://176.56.146.166/pic4.jpg شکل - ساختار استفاده از لایه واسط] 

===لایه واسط Arbitrator Layer ===
این لایه از سیستم عامل موبایل در واقع به عنوان واسط بین بخش جلویی(front- end -شامل ابر کاربران تلفن همراه) و بخش عقبی(back- end - شامل ارائه دهندگان سرویس ابر) می باشد. این لایه درخواست تخصیص منابع از لایه SOA را دریافت می نماید و لایه زیرساخت را بررسی می کند تا سرویسی که اجرای کارآمدتری دارد را تعیین کند. سپس یک کپی مستقل از این سرویس به لایه زیرساخت به عنوان مرجع برای مراجعات بعدی منتقل خواهد شد. در این روش، سربار شبکه به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد. 
*زمانبندی کننده منابع: هنگامی که یک سرویس جدید در بخش رجیستری سرویس ثبت و ذخیره شد ، درخواست تخصیص به بخش زمانبندی کننده منابع فرستاده می شود. بخش زمانبندی کننده خواص درونی و توصیفی سرویس را تجزیه و تحلیل می نماید و سرویسی که کارایی بالاتری دارد را برای اجرا تعیین می کند.
*سرویس پروفایل: یکی از مسئولیت های واسط می باشد برای نظارت بر اعتبار و عملکرد سرویس و در صورت نیاز جایگزین آنها با سرویس مناسب تر می باشد. ماژول سرویس پروفایل یک سناریو تعریف شده برای ارزیابی عملکرد واقعی سرویس دارد. اگر عملکرد سرویسی مطابق با شرح سرویس نباشد برای نگه داشتن موثر سیستم آن سرویس توسط یک سرویس کارآمد تر جایگزین می شود. 
*پروفایل کاربر: از آنجا که سرویسهای مختلفی از طرف مصرف کنندگان سرویس درخواست می گردند ، سازمان دهی یا تنظیمات شخصی مهم هستند. بنابراین ماژول پروفایل کاربر مسئول نظارت و ذخیره ترجیحات کاربران جهت تحویل خدمات سفارشی و اجرای سرویسها بر اساس این معیارهای حاصله می باشد.
*جمع آوری کننده اعمال کاربر در زمان اجرا: به منظور افزایش کارایی و عملکرد سیستم ،جمع آوری اعمال کاربر در زمان اجرا یک فرایند حیاتی است. اطلاعات مربوط به این اعمال می تواند در زمانبندی قوی و مجدد منابع در این معماری به ما کمک کند. 
*اجرا کننده استاندارد: استاندارد سازی یکی از تکنیک های مفید جهت رفع عدم تجانس درمحیط های ناهمگن MCC می باشد. از این رو، توجه به استانداردها در طراحی معماری بسیار مهم است. این ماژول مسئول نظارت و اجرای استانداردسازی برای سرویسها می باشد. 
*تجزیه و تحلیل محاسباتی: در طی مقدار دهی اولیه در بخش رجیستری سرویس ، یک لایه خاص زیرساخت به هر سرویس اختصاص داده می شود. با این حال، نمی توان از انتخاب بهینه مطمئن بود. از این رو، برای دستیابی به عملکرد بهینه، ماژول تجزیه تحلیل محاسباتی بر قابلیت های محاسباتی منابع اختصاص داده شده نظارت می کند. 
*تجزیه و تحلیل عملکرد: از آنجایی که هدف معماری ما کاهش زمان تاخیر شبکه می باشد، ماژول تجزیه و تحلیل عملکرد وظیفهس اش تجزیه و تحلیل تاخیر ارتباطی و الگوی مصرف منابع سرویس های مختلف است. اگر مقدار منابع مورد نیاز برای اجرای یک سرویس خاص با عوامل دیگر مانند ارتباطات مطابقت نداشته باشد و از اینرو موجب تعویق اجرای سرویس گردد ، آنگاه تقاضای زمانبندی منابع جهت تعیین زیرساخت های مناسب تر تکرار می گردد. علاوه بر این، نظارت بر رابطه بین تعداد دفعات درخواست و اجرای سرویس و مقدار منابع مصرف شده وظیفه این ماژول می باشد. نتایج حاصل از این تجزیه و تحلیل به منظور ارتقاء کیفیت طور کلی مفید است. به عنوان مثال، اگر یک سرویس حساس به تاخیر ابر بیش از حد فراخوانی گردد، این سرویس را می توان به نزدیکترین سیستم عامل موبایل مجاور منتقل نمود یا به ارائه دهنده مجاز برای مقابله با تاخیر ارتباطاتی مراجعه نمود. 

== کاربرد تکنولوژی Edge ==
شبکه EDGE آخرین مرحله میان GPRS و UMTS است که نویدبخش سه برابرسازی ظرفیت شبکه‌های GSM با صرف هزینه اندک است. فناوری EDGE به بهره‌بردار امکان می‌دهد با ارائه مجموعه‌ای از خدمات اینترنتی و چندرسانه‌ای به درآمدهای تازه‌ای دست یابد. EDGE ساده و ارزان می‌نماید اما به هر حال دست آورد ارتقاء دادن شبکه GPRS به شبکه EDGE باید از چنان کیفیت خدماتی برخوردار باشد که برآورنده نیازهای کاربرد‌های داده‌ محور باشد.برای بهره‌برداران دارای مجوز UMTS ، شبکه EDGE راهی جذاب برای ارائه خدمات نسل سوم در خارج از نواحی شهری متراکم را فراهم می نماید. هنگامی که مشترک از ناحیه پوشش UMTS بیرون می‌رود، افزایش سرعت ارسال داده افت کیفیت خدمات را تا حدی جبران می‌کند. 
===معیارهای کارآیی===
برای سنجش کارآیی شبکه‌های IP مثل شبکه EGPRS از چهار معیار گذردهی، اتلاف، تأخیر و لغزش می‌توان بهر‌ه گرفت. تأثیر هر کدام از این معیارها به کیفیت خدمات رسانی به کاربر و یا خدمات موردنظر بستگی دارد. 
گذردهی به معنای تعداد بایت‌هایی است که می‌توان در هر ثانیه از خط ارتباط EDGE عبور داد و بنابراین بیان‌گر قابلیت هر لینک در ارائه خدماتی مانند گشت و گذار در اینترنت یا ارسال ویدیو به صورت بلادرنگ است. اتلاف به درصد بسته‌های داده‌ای از دست رفته در شبکه اطلاق می‌شود. بسته‌های از دست رفته را دوباره باید ارسال کرد که این امر سرعت انتقال داده‌ها برای مشترک را کاهش می‌دهد. تأخیر به میزان زمانی گفته می‌شود که صرف انتشار بسته‌های IP از طریق شبکه می‌شود. تأخیر هم بر سرعت ارسال داده از دید مشترک اثر منفی می‌گذارد و از جمله معیارهای کلیدی در ارتباطات صوتی بلا‌درنگ است. معیار آخر نیز لغزش است که به تغییرات آماری تأخیر اطلاق می‌شود. 
در EDGE از مدولاسیون ۸ PSK- استفاده می‌شود که می‌تواند با استفاده از شکاف‌های زمانی استاندارد GSM ،گذردهی داده‌ای GPRS را سه برابرکند. اما EDGE شمار شکاف‌های زمانی را افزایش نمی‌دهد، بنابراین بهره‌بردار همچنان با محدودیت ظرفیت در بسیاری از موارد مواجه است. در واقع ممکن است در برخی شرایطEDGE اوضاع را بدتر هم بکند زیرا با ارائه خدمات جدید و پرسرعت سبب می‌شود حجم انتقال داده‌ها به گونه‌ای سرسام‌آور افزایش یابد. شکی نیست که افزایش ترافیک داده‌ها باعث افزایش درآمدها می‌شود اما بسیاری از بهره‌برداران هم دچار معضلی به نام کمبود ظرفیت خواهند شد. 
===بهینه‌سازی===
بهره‌برداران برای رفع معضل کمبود ظرفیت باید تخصیص درست کانال‌ها را در دستور کار خود قرار دهند. یعنی باید کانال را به گونه‌ای به کاربردها اختصاص داد که مشترکین در موقع و مکان مناسب خود به پهنای باند کافی دسترسی داشته باشند. برای مثال، مشترکی که می‌خواهد حجم بزرگی از داده‌ها را بارگذاری کند از کاهش ناگهانی پهنای باند دلخور می‌شود اما کاربری که دارد از پست الکترونیکی استفاده می‌کند حتی متوجه چنین کاهشی نمی‌شود. 
ترازبندی ظرفیت براساس شمار کاربران و میزان پهنای باند لازم برای کاربردهای موردنظرش در تمامی زمان‌ها، محور اصلی عملیات بهینه‌سازی را تشکیل می‌دهد. تخصیص فرکانس، کار دشواری نیست زیرا می‌توان از کانال‌های EDGE در چارچوب طرح موجود تخصیص فرکانس استفاده کرد و آنها را همانند کانال‌های GSM تخصیص داد. 
در کاربردهای مبتنی بر پروتکل کنترل انتقال باید تمامی داده‌های از دست رفته بر اثر تداخل را دوباره ارسال کرد و این اثر منفی زیادی درلایه کاربرد به جای می‌گذارد و در نهایت باعث ناخرسندی کاربر می‌شود. برای حل این معضل دو راه وجود دارد، یکی کوچک‌ کردن اندازه سلول‌ها و دیگری استفاده از شیوه‌های کدگذاری بهتر می باشد. شیوه دوم باعث می‌شود شمار دفعات ارسال داده‌ها کاهش یابد. افزایش سرعت ارسال داده‌ها به معنای افزایش حجم جابه‌جایی داده‌ها در شبکه هسته است که این الگوی ترافیک داده ها را بطور چشم‌گیری تغییر می‌دهد. اغلب ادعا می‌شود که در EDGE نیازی به تغییر شبکه هسته نیست و این از دیدگاه پروتکلی درست است. اما ممکن است شبکه هسته موجود دارای ظرفیت لازم برای پوشش دادن EDGE نباشد. بهره‌بردارانی که می‌خواهند به سراغ EDGE بروند باید شرایط EDGE را شبیه‌سازی کنند و شبکه هسته را تحت آزمایش‌های دقیق قرار دهند.تأخیر می‌تواند در شبکه هسته یا سایر شبکه‌های درگیر با انتقال داده‌ها ایجاد شود. بنابراین حتی اگر همه شبکه هسته سلولی از لحاظ پوشش دادن حجم داده‌ها کم و کسری نداشته باشد باز ممکن است شبکه‌های همکارش توانایی لازم را نداشته باشند و این عامل تعیین کننده‌ای در موضع‌گیری مشترکین در قبال شبکه تلفن همراه به حساب می‌آید.

== الگوی سرویس غیر برخط موبایل با روش REST ==
در موبایل شرایط محیطی برای یک سرویس بطور پیوسته در حال تغییر است. ارتباط صحیح دائمی را نمی توان تضمین کرد.بنابراین الگوی معماری رایانش ابری باید به خوبی الگوهای پردازش غیر برخط را پشتیبانی کند.استراتژیهای صف(Queue) , Cache و اطلاعات Information ممکن است به نوع سرویس محتوا و نوع عملیات وابسته باشند.برای مثال یک درخواست اطلاعات از ابر ممکن است در حالت پیشرفته Cache شود یا برعکس یک در خواست به روزآوری در صف Queue قرار بگیردکه البته موارد فوق به نوع سرویس ارائه محتوا بستگی دارد. برای پیاده سازی این درخواستها از روالهای اتصال از راه دور مانند SOAP,XML-RPC,COBRA, .NET Remoting که بر عملیات درونی نظارت دارند می توان استفاده نمود.

== نتیجه گیری ==
در این تحقیق ابتدا تعریفی از محیط رایانش ابری به همراه نقاط قوت آن عنوان و سپس ساختار آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری در مقایسه با روش های سنتی آموزش الکترونیک بیان گردیده است و تفاوتهای و مزایای آنها مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه پیاده سازی شده این امر در کشور هند جهت آموزش درس برنامه نویسی سی بکار گرفته شده است که در آن از وب سرویسها استفاده شده است. در ادامه ابزار هایی که که برای ارزیابی وضعیت و تعاملات کاربر لازم است تشریح شده اند و در نهایت زیر ساختها , معماری, روشهای پیاده سازی و تکنولوژی های ارتباطی آموزش مجازی سیار که یکی از روش های جدید آموزش مجازی می باشد، بررسی گردیده است.

== درخت دانش ==
[http://176.56.146.166/tree.jpg شکل - درخت دانش]
 

== مراجع ==
[1] Garcia, E.; Garcia, A.; Garcia-Cabot, A.; de-Marcos, L.; Hilera, J.
 
Development of an Application for Mobile Devices to Record Learner Interactions with Web-Based Learning Objects
 
12th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT), 2012
 
[2] Thamarai Selvi, S.; Panneerselvam, K.
 
A Self-regulated Learning approach for programming language using cloud-based Learning Management System
 
International Conference on Recent Trends In Information Technology (ICRTIT), 2012
 
[3] Md. Anwar Hossain Masud, Xiaodi Huang
 
An E-learning System Architecture based on Cloud Computing
 
5th IEEE International Conference on Cloud Computing (CLOUD), 2012
 
[4] Damm, S.; Ritz, T.; Strauch, J.
 
Adaption of Archetype Patterns for mobile cloud-based business apps
 
IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications Workshops (PERCOM Workshops),2011

آموزش مجازي معلمان

2015-01-29T23:42:07Z

92231535: /* جدول زمانبندی CPM */

== خلاصه اجرایی ==
با اجرای طرح آموزش مجازی معلمان و فرهنگیان توسط دانشگاه فرهنگیان می توان نسبت به جذب و هزینه درصد قابل توجهی از بودجه تخصیصی مربوط به آموزش ضمن خدمت معلمان و فرهنگیان که مبلغ بالایی می باشد، اقدام نموده و آن را در راستای توسعه و ارتقای آموزشهای علمی و دانشگاهی مرتبط به معلمان و فرهنگیان هزینه نمود. با توجه به اینکه در آموزشهای مجازی ، مستندات تولید شده بصورت الکترونیکی می باشند ، فلذا با اتخاذ یک سیاست مناسب و قابل قبول می توان نسبت به ارایه و در اختیار قرار دادن این مستندات آموزشی به معلمان ، فرهنگیان و دانش آموزان اقدام نمود که این امر خود در راستای مبحث هوشمندسازی مدارس که یکی از اهداف عالی وزارت آموزش و پرورش می باشد ، بوده و کمک شایانی در این خصوص خواهد نمود. حتی می توان پا را فراتر از محدوده معلمان و دانش آموزان گذاشته و در صورتی که قوانین موجود اجازه دهند ، نسبت به در اختیار قراردادن مستندات آموزشی تولید شده در اختیار عموم با دریافت حق عضویت و اشتراک ، اقدام نمود.
برای اجرایی شدن این طرح لازم است واحدهای ذیربط آموزشی در وزارت آموزش و پرورش شامل سازمان پژوهش و برنامه ریزی آموزشی (که در امر تهیه و توزیع کتب درسی فعالیت دارد) ، مرکز سنجش (که در مبحث امتحانات نهایی و سنجش علمی فعالیت دارد) و مرکز فناوری اطلاعات وزارت آموزش و پرورش(که در مبحث فناوری و ایجاد زیرساختهای نرم افزاری و سخت افزاری فعالیت دارد) ، جهت تشکیل کمیته ای اقدام نموده و نسبت به تدوین و ارایه استانداردهای لازم متناسب با توسعه آموزشهای مجازی همگام با تکنولوژی روز فناوری ، جهت تحقق اهداف مورد نظر اقدام نمایند. همزمان با این موضوع در راستای تهیه زیرساختهای مناسب سخت افزاری و نرم افزاری ، باید متناسب با بودجه تخصیص یافته در دانشگاه فرهنگیان اقدامات لازم صورت پذیرد.

==ماموریت ، اهداف و چشم انداز ==
در اساسنامه دانشگاه فرهنگیان (بند 4 ماده 2) ، این دانشگاه موظف به ایجاد تحول و نوآوری در نظام تربیت معلمان کشور و تغییر ، اصلاح و ارتقای روشها و برنامه های آموزشی و پژوهشی تربیت معلم ، بر اساس مبانی اسلامی و با در نظر داشتن و بهره گیری از آخرین تحولات علمی و فناوریهای نوین جهت تحقق اهداف و تربیت اسلامی ، گردیده است. در این راستا به منظور کاهش هزینه های مربوط به آموزشهای حضوری معلمان و بحث درآمد زایی دانشگاه ، لزوم استفاده و بهره گیری از آموزشهای مجازی برخط بیش از گذشته احساس گردیده و هر روز نقش این نوع آموزشها در امر یاددهی و یادگیری پررنگتر می شود.
حسب توضیحات بیان شده و با توجه به اینکه دانش آموزان نسبتاً زیادی متقاضی ورود به دانشگاه فرهنگیان (دانشگاه تربیت معلم سابق) می باشند و همچنین تعداد زیادی از فرهنگیان مشتاق دریافت آموزشهای ضمن خدمت آکادمیک و دانشگاهی می باشند، از اینرو بازار خوبی جهت پوشش حداکثری این تقاضاها وجود دارد که با آموزش مجازی این امکان میسر خواهد بود. در ضمن با گسترش آموزشهای مجازی ، آشنایی با فناوری و استفاده از کامپیوتر دانشجویان و کارکنان ارتقاء یافته و تحقق این امر بنوبه خود بصورت غیر مستقیم سبب ارتقای سطح علمی دانش آموزان نیز خواهد گردید.

== تعريف صنعت آموزشهاي مجازي ==
بصورت كلي دو روش در آموزشهاي مجازي مورد استفاده قرار مي گيرند:
 
الف) روش آنلاين يا برخط : لازمه استفاده از اين روش دسترسي به اينترنت مي باشد كه با استفاده از زيرساخت ها و ابزارهاي تحت وب ، امكان ارسال صوت و تصوير را بين دانشجو و استاد فراهم مي نمايد. حداقل ارتباط تعاملي لازم در اينجا صوت مي باشد كه بايد بين دانشجو و استاد وجود داشته باشد. دانشجو نيز بايد بتواند حداقل از طريق متني با استاد تعاملات لازم را برقرار نمايد. با توجه به گسترش استفاده از اينترنت و بهينه شدن قضاياي مرتبط به پهناي باند و وجود تكنولوژيهاي مختلف ارتباطي ، مشكلات مربوط به ارتباطات اين نوع آموزشها تا حد زيادي برطرف گرديده است. از بين دانشگاهها ، اميركبير و تهران و از بين وزارتخانه ها ، آموزش و پرورش براي ارايه بخشي از آموزشهاي خود از اين روش استفاده مي كنند.
 
ب) روش آفلاين يا غير برخط: در اين روش موسسات و آموزشگاهها فعال در زمينه آموزش ، از طريق توليد ويديوها و انيميشن هاي آموزشي ، مطالب مورد نظر را به دانشجو انتقال مي دهند. از مزاياي عمده اين روش مي توان به عدم نياز به دسترسي به اينترنت ، قابليت تكرارپذيري محتواهاي آموزشي ، امكان ارايه محتواهاي آموزشي با كيفيت بالا ، استفاده از گرافيك مناسب در تهيه محتواهاي آموزشي و عدم محدوديت زماني و مكاني را نام برد. عيب عمده اين روش عدم امكان تعامل دو طرفه بين استاد و دانشجو مي باشد. وزارت آموزش و پرورش حجم زيادي از آموزشهاي خود را از اين طريق انجام مي دهد.

== تدوین نقشه راه و استراتژی ==
در طرح پیشنهادی در نظر گرفته شده ، چهار روش برای برگزاری دوره های آموزش مجازی به شرح ذیل در نظر گرفته شده اند: 
1-برگزاری 10 درصد از دروس دانشگاه بصورت آموزش مجازی برای دوره های فقط روزانه 
2-آموزش آکادمیک با صدور گواهینامه آموزش عالی برای عموم که از طریق جذب دانشجو با آزمون ورودی و با هزینه نسبتا بالایی ارایه می گردد. 
3-آموزش تکدرس به فرهنگیان با صدور گواهینامه ضمن خدمت و بصورت رایگان برای کارمندان. هزینه برگزاری این دوره ها مطابق بودجه های مصوب وزارت آموزش و پرورش تامین خواهد شد. 
4-آموزش تخصصی بصورت تکدرس با صدور گواهینامه برای کلیه فرهنگیان و دانشجویان. این خدمت با دریافت هزینه متوسطی ارایه می گردد. 

== قوانین و محدودیت های دانشگاه ==
با توجه به اینکه مدت زمان زیادی از تاسیس دانشگاه نمی گذرد ، قوانین حاکم در خصوص برگزاری دوره های آموزش مجازی باید از ابتدا توسط دست اندرکاران ذیربط تدوین گردد. در این زمینه می توان از تجربیات دیگر دانشگاهها که در زمینه برگزاری آموزشهای مجازی پیشرو بوده و چندین سال است که در این زمینه فعالیت می نمایند ، بهره مند شد محدودیت هایی هم که این دانشگاه نسبت به دانشگاههای دیگر دارد مربوط به قوانین حاکم بر وزارت آموزش و پرورش هستند که می بایست در زمینه جذب و بکارگیری پرسنل مورد نیاز و تعداد دانشجویان ، تابع سیاست های استخدامی آن وزارتخانه باشد.

== تحلیل بازار ==
در این طرح بازار هدف بطور کلی فرهنگیان می باشند که به دو بخش شاغلین و دانشجویان تقسیم می شوند: 
'''الف) بخش شاغلین :''' 
بازار مربوط به این بخش کارمندان شاغل در وزارت آموزش و پرورش می باشند و هدف برگزاری دوره های آموزش ضمن خدمت برای این کارمندان می باشد. برای اینکار بودجه اختصاصی دولتی وجود دارد که می تواند برای دانشگاه درآمد ثابت و پایداری ایجاد نماید. طبق آمار حدود یک میلیون و پانصد هزار نفر پرسنل فرهنگی در وزارت آموزش و پرورش وجود دارند که می بایست بطور متوسط سالانه 40 ساعت آموزش ضمن خدمت را سپری نمایند. اگر فقط 20 درصد این تعداد ، این دوره ها را بصورت مجازی طی نمایند ، چیزی در حدود 15 میلیون نفر ساعت خواهد شد. 
'''ب) بخش دانشجویان:''' 
بازار مربوط به این بخش دانشجویان دانشگاه می باشند که کارمند محسوب نمی شوند ولی جزو فرهنگیان بوده و پس از سپری نمودن دانشگاه ، استخدام وزارت آموزش و پرورش خواهند شد. این بخش خود به دو بخش روزانه و مجازی تقسیم می شوند. در بخش روزانه حدود 40 هزار نفر دانشجو در بیش از 60 پردیس مربوط به دانشگاه ، جذب خواهند شد. اگر 10 درصد این دانشجویان دروس خود را بصورت مجازی بگذرانند، یعنی حدود 4 ساعت در هفته ، در کل چیزی در حدود 160 هزار نفر ساعت در هفته احتیاج به ارایه آموزشهای مجازی خواهند داشت و در بخش دانشجویان دوره مجازی نیز اگر هزار نفر دانشجو جذب گردد و به هر دانشجو بطور متوسط هفته ای 15 ساعت آموزش ارایه گردد، در نتیجه در هر هفته چیزی در حدود 15 هزار نفر ساعت آموزش مجازی احتیاج خواهد بود.
با توجه به آمارهای ارایه شده مشاهده می شود که در صورت بازاریابی درست و انتخاب مدل تجاری مناسب ، درآمد کلی حاصل از برگزاری دوره های آموزش مجازی برای دانشگاه فرهنگیان بسیار پرمنفعت خواهد بود مضاف بر اینکه امکان فروش محتواهای الکترونیکی تولید شده نیز وجود داشته و امکان کسب درآمد از این طریق نیز برای دانشگاه وجود دارد. 

== تحلیل رقبا ==
با توجه به اهداف در نظر گرفته شده در این طرح ، ورود رقبا به حوزه های بیان شده تقریباً امکانپذیر نمی باشد. در بخش مربوط به آموزشهای ضمن خدمت فرهنگیان بدیهی است که با توجه به اینکه دانشگاه فرهنگیان زیرمجموعه ای از وزارت آموزش و پرورش بوده و عمده هدف تشکیل دانشگاه ، تربیت نیروی متعهد و متخصص برای این وزارتخانه می باشد ، از اینرو اگر قرار باشد وزارت آموزش و پرورش کار آموزشهای ضمن خدمت خود را برون سپاری نماید ، قطع به یقین سایر رقبا شانسی در برابر دانشگاه نخواهند داشت. مگر آنکه در بحث هزینه بسیار هزینه پایینی را مطرح نمایند که در آنصورت نیز با توجه به سیاست های اتخاذی داخل مجموعه وزارت آموزش و پرورش باز هم دانشگاه شانس بسیار بیشتری را خواهد داشت. تقریباً به جرات می توان گفت که سرمایه گذاری در این بخش برای دانشگاه به شرط تعامل سانده و مثبت با مجموعه های ذیربط در داخل مجموعه وزارت آموزش و پرورش و همچنین تصویب بموقع بودجه ، سود پرمنفعتی را در آینده نصیب دانشگاه خواهد نمود. در بخش مربوط به دانشجویان نیز با توجه به ماهیت کار و فرآیندهای خاص مترتب بر آن ، ورود رقبا به این بخش اصلاً موضوعیت پیدا نخواهد کرد.

== تحلیل مالی ==
بخش تحلیل مالی آموزشهای مجازی در دو حوزه هزینه و درآمد به شرح ذیل در نظر گرفته شده است: 
'''الف)حوزه هزینه''' : 
-تهیه سخت افزارهای مورد نیاز مطابق طرح تکنولوژیکی (از نوع سرمایه ای) 
-تهیه نرم افزارهای مورد نیاز مطابق طرح تکنولوژیکی (از نوع سرمایه ای) 
-تهیه پهنای باند اینترنتی مورد نیاز (از نوع جاری) 
-نگهداری و پشتیبانی از سخت افزار ، نرم افزار و شبکه (از نوع جاری) 
-حقوق و دستمزد کارمندان و کارشناسان (از نوع جاری) 
-حق الزحمه اساتید (از نوع جاری) 
'''ب)حوزه درآمد''' : 
-شهریه اخذ شده از دانشجویان مجازی 
-شهریه مربوط به آموزشهای تخصصی 
-دریافت بودجه مربوط به آموزش ضمن خدمت کارکنان از وزارت آموزش و پرورش 
-کاهش هزینه های ثابت و متغیر برگزاری کلاسهای حضوری دوره های روزانه دانشجویان دانشگاه 

== تحلیل SWOT ==
در این بخش تحلیل رقابتی طرح تجاری آموزش مجازی فرهنگیان با استناد به توضیحات بیان شده ، ارایه می گردد: 
'''•نقاط قوت''' 
-استفاده مناسب از تکنولوژی فناوری اطلاعات در امر فرآیند یاددهی / یادگیری 
-امکان فراهم بودن استفاده از آموزشهای تخصصی بدون محدودیت های زمانی و مکانی برای فرهنگیان و دانشجویان 
-درآمد زایی پرمنفعت برای دانشگاه فرهنگیان 
-کم کردن هزینه های ثابت و متغیر مربوط به تشکیل کلاسهای حضوری 
-گسترش آموزشهای ضمن خدمت فرهنگیان با هزینه های کمتر 
-ارتقاء و رواج فرهنگ استفاده از کامپیوترو اینترنت در فرهنگیان که بطور غیر مستقیم در هوشمند سازی مدارس اثر گذار خواهد بود. 
-کمک به کسب درآمد و همچنین فراهم نمودن مزیت های رقابتی برای شرکت های فعال IT کشور که در زمینه ارایه خدمات پهنای باند فعالیت دارند. 
'''•نقاط ضعف''' 
-نیاز به تهیه تجهیزات سخت افزاری و مرکز داده مناسب که سوای مشکل تهیه تجهیزات ، هزینه بالایی را می طلبد و با توجه به محدودیت های اعتباری احتمال بروز مشکلاتی در این خصوص وجود دارد. 
-نیاز به پهنای باند مناسب برای مرکز داده دانشگاه به عنوان نقطه مرکزی برگزاری کلاسهای آموزش مجازی که با توجه به محدودیت های مکانی و شرکت های تامین کننده پهنای باند کلان ، مشکلاتی نیز در این خصوص وجود خواهد داشت. 
-ضعف بسترهای مخابراتی موجود که موجب کاهش کیفیت ارتباطی صوت و تصویر در هنگام برگزاری کلاسهای آنلاین می گردد. 
-کمبود اساتید ماهر در کار با کامپیوتر 
'''•فرصت ها''' 
-امکان جذب بخشی از بودجه تخصیصی کلان آموزش و پرورش در امر هوشمند سازی مدارس توسط دانشگاه 
-تهیه محتواهای آموزشی بصورت الکترونیکی که قابلیت انتشار و دسترسی به آنها را برای دانشجویان و فرهنگیان و حتی عموم مردم فراهم می نماید. 
-بالا رفتن جایگاه ارزشی وزارت آموزش و پرورش و فرهنگیان بلحاظ پیشرو بودن در زمینه آموزشهای نوین با استفاده از تکنولوژیهای نوین 
-امکان استفاده در هر مکان و در هر زمانی از آموزشهای ارایه شده توسط فرهنگیان و دانشجویان 
'''•تهدید ها''' 
-مشکلات مربوط به تامین امنیت سایبری 
-عدم تخصیص بموقع بودجه وزارت آموزش و پرورش 
-عدم سرویس مناسب بلحاظ اداری ، نرم افزاری و سخت افزاری 
-عدم موافقت مرکز آموزش منابع انسانی وزارت آموزش و پرورش با برگزاری دوره های ضمن خدمت فرهنگیان بصورت مجازی 
-عدم همکاری دستگاههای ذیربط در خصوص اعطای مجوزهای لازم به دانشگاه فرهنگیان(مانند وزارت علوم) 

== ساختار اداری و منابع انسانی مورد نیاز ==
ساختار اداری و منابع انسانی مورد نیاز برای واحد آموزشهای مجازی دانشگاه فرهنگیان ، یک مرکز با ساختار اداری ذیل پیشنهاد می گردد: 
''الف) اداره آموزش دانشجویان مجازی :'' به منظور هماهنگی ، نظارت و مدیریت برگزاری دوره های مجازی دانشجویان و صدور گواهینامه های لازم 
''ب) اداره آموزش تخصصی و ضمن خدمت :'' به منظور هماهنگی ، نظارت و مدیریت برگزاری دوره های تخصصی و ضمن خدمت مجازی و صدور گواهینامه های لازم 
''ج) اداره فناوری اطلاعات و زیرساخت :'' فراهم نمودن امکانات سخت افزاری و زیرساختی مناسب برای برگزاری بموقع و باکیفیت دوره های آموزش مجازی 
در این ساختار پیشنهادی ، تعداد کارمندان و کارشناسان هر بخش متناسب با شرح وظایف و همچنین رشد و گستره حوزه های فعالیت مربوطه تعیین می گردد. 

== طرح فنی ==
برای پیاده سازی سامانه مورد نیاز باید در سه حوزه نرم افزاری ، سخت افزاری و شبکه و زیرساخت اقدامات لازم را به انجام رسانید. برای این اقدامات متناسب با عملیات پیشرفت پیاده سازی و اجرای آموزش مجازی می توان مطابق شرح ذیل اقدام نمود: 
'''-بخش نرم افزاری :''' 
این بخش شامال تولید و یا خرید پرتال به معنای تخصصی آن یعنی درگاه خدمات رسانی می باشد که باید حداقل شامل ماجولهای ذیل باشد:
*کلاس مجازی 
* ثبت نام و امور دانشجویی شامل : انتخاب واحد ، صدور کارنامه ، صدور گواهینامه و ...
* ارزیابی و آزمونهای برخط
* اطلاع رسانی شامل : SMS ، ارسال ایمیل ، اخبار و ...
* بخش مدیریت پرتال
* بخش مالی شامل : دریافت شهریه و ارایه گزارشات مالی و حسابداری
* بخش اداری شامل : مکاتبات اداری ، سیستمهای مالی و لجستیک
* کتابخانه دیجیتال شامل : کتابها و ژورنالهای معتبر
* محیط گفتگو برای دانشجویان و اساتید جهت تبادل نظرات و اطلاعات
* سرویس پست الکترونیکی
* بخش رفاهی شامل : وام دانشجویی ، تغذیه ، خوابگاه و ...
تهیه ماجولهای فوق متناسب با توسعه و بصورت مرحله ای می تواند صورت پذیرد. برای کم کردن هزینه تهیه و تولید ماجولهای فوق می توان از نرم افزارهای متن باز نیز استفاده نمود که البته ریسکهای مربوط به استفاده از اینگونه نرم افزارها را باید مورد توجه قرار داد.همچنین در این بخش می توان از سیستمهای دانشگاهی آماده نیز جهت پیاده سازی استفاده نمود. خرید سیستمهای آماده مزایایی همچون : صرفه جویی در زمان بلحاظ انتخاب شرکت ، برنامه نویسی ، تست ، رفع مشکلات گزارش شده و نیز سرعت در پیاده سازی سیستم را بهمراه خواهد داشت. گرچه در اینصورت به منظور برآورده نمودن موارد خاص، احتمال نیاز به تغییر در بخشهایی از نرم افزار سیستم و یا اضافه نمودن ماجولهای خاص وجود خواهد داشت ، ولی عمده نیازهای درخواستی در اینگونه سیستمها با توجه به سوابق پیاده سازی آنها قابل تامین می باشد. 
'''-بخش سخت افزاری :''' 
این بخش شامل سخت افزارهای مورد نیاز به شرح ذیل می باشد:
*تهیه سرورهای قوی و مناسب متناسب با تعداد کاربران و حجم تراکنش های صورت پذیرفته در ماکزیمم حالت
* تهیه تجهیزات مانیتورینگ
* تهیه تجهیزات امنیت شبکه
* تهیه تجهیزات مربوط به ثبت وقایع
* تهیه کامپیوتر به تعداد کارمندان و اساتیدی که در این بخش قرار است فعالیت نمایند. 
'''-بخش شبکه و زیر ساخت :''' 
موارد مرتبط به بخش شبکه و زیرساخت شامل موارد ذیل می شوند:
*ایجاد مرکز داده استاندارد مناسب جهت خدمات رسانی مورد نیاز
* تامین پهنای باند اینترنتی / اینترانتی مورد نیاز. با توجه به اینکه فعلاً مخاطبان داخل کشور مد نظر می باشند و همچنین گران بودن پهنای باند اینرنتی ، به منظور کاهش هزینه ها و بالابردن ضریب امنیتی می توان از پهنای باند اینترانت ملی استفاده نمود که فقط در داخل کشور قابل استفاده می باشد و کاربران داخل کشور از اینترنت و یا اینترانت می توانند از سرویسهای واقع در این بستر استفاده نمایند.
* تهیه نرم افزارهای شبکه ای مورد نیاز (پست الکترونیکی ، مانیتورینگ ، ثبت وقایع و ...)
البته برای شروع کار با توجه به اینکه سرمایه اولیه زیادی مورد نیاز خواهد بود و همچنین زمانبر بودن تهیه تجهیزات و زیرساخت های فنی مورد نیاز ، می توان از امکانات موجود در مرکز داده وزارت آموزش و پرورش که یک مرکز داده استاندارد می باشد ، استفاده نمود.

== جدول زمانبندی CPM ==
نمونه جدول زمانبندی در خصوص اجرای طرح مطابق شکل ذیل در نظر گرفته شده است. البته در تهیه جدول زمانبندی مفروضات ذیل با توجه به توضیحات بیان شده ، در نظر گرفته شده اند:
* از زیر ساخت مرکز داده و پهنای باند مربوط به وزارت آموزش و پرورش استفاده خواهد. طبق بررسیهای بعمل آمده وزارت آموزش و پرورش دارای مرکز داده استاندارد و پهنای باند مناسب اینترانتی بوده و آمادگی واگذاری امکانات خود به دانشگاه را دارد.
* برای تهیه پرتال ، از پرتالهای آماده موجود در بازار که امتحان خود را پس داده و عملیاتی شده اند ، استفاده خواهد شد.
* نرم افزارهای و سخت افزارهای غیر ضروری در آینده تهیه و اضافه خواهند گردید.
طبق جدول زمانبندی ، حدود 6 الی 7 ماه برای اجرای طرح مورد نیاز خواهد بود.

[http://176.56.146.166/cpm.jpg شکل - جدول CPM]

آموزش مجازي معلمان

2015-01-29T23:41:25Z

92231535: /* جدول زمانبندی CPM */

آموزشهاي مجازي با استفاده از تكنولوژي رايانش ابري(cloud computing)

2015-01-29T23:38:34Z

92231535: /* کاربرد رایانش ابری در آموزش سیار */

== چکیده ==
در طی چند سال اخیر رایانش ابری به شدت مورد توجه کارشناسان و محققان فناوری قرار گرفته است. بر پایه آن شرکت های عظیم کامپیوتری نسبت به استفاده از این تکنولوژی در راستای ارایه خدمات و سرویسهای الکترونیکی خود به کاربران اقدام نموده اند. با این روند رو به رشد استفاده از این تکنولوژ ی، بعید به نظر نمی رسد که در آینده ای نزدیک اکثر شرکت ها سرویسها و خدمات الکترونیکی خود را بر این اساس عرضه نمایند از جلمه خدمات الکترونیکی که در این تکنولوژی می تواند مورد استفاده قرار گیرد، بحث آموزشهای مجازی می باشد. رایانش ابری در آموزش مجازی علی الخصوص آموزش مجازی سیار که عمدتاً از طریق موبایل صورت می پذیرد، می تواند نقش عمده ای را ایفا نماید. راهکارها و معیارهای کارآیی و بهینه سازی در این خصوص وجود دارند که می توانند مورد استفاده قرار گیرند.

== مقدمه ==
رایانش ابری یا Cloud Computing راهکارهایی را برای ارایه خدمات فناوری به کاربران مشابه آنچه که در بعضی از صنایع با کاربرد سراسری (مانند صنعت آب ، صنعت برق و ...) وجود دارد ، ارایه می دهد. این تکنولوژی اصولاً بر پایه اینترنت تعریف می شود که در آن الگویی تازه جهت ارایه سرویسهای فناوری (شامل نرم افزار، سخت افزار و سایر منابع اشتراکی) بکار گرفته می شود. در حقیقت در این تکنولوژی دسترسی به منابع فناوری اطلاعات به هنگام ارایه درخواست از طرف کاربر و بر اساس میزان تقاضای کاربر ، به وی ارایه می گردد. دلیل استفاده و تشبیه اصطلاح "ابر" به اینترنت که در شماتیک های شبکه ای نیز از شکل ابر برای نشان دادن اینترنت استفاده می شود ، در این است که اینترنت همچون ابری جزییات فنی را از دید کاربران نهایی پنهان می سازد. به معنای دیگر یک لایه انتزاعی را بین کاربران و جزییات فنی بوجود می آورد. به عنوان مثال برنامه های کاربردی تجاری و یا آموزشهای مجازی را می توان در نظر گرفت که توسط سرویس دهنده نرم افزاری رایانش ابری ارایه می گردد. این برنامه ها بر روی سرورها ذخیره می گردند و حسب درخواست کاربر در اختیار وی قرار می گیرند، در حالی که جزییات فنی از دید کاربر کاملاً مخفی است و کاربر نیازی به داشتن اطلاعات در خصوص فناوری زیرساخت ابری که از آن استفاده می کند، ندارد.

== مزایای استفاده از رایانش ابری ==
در زیر به چند نمونه از موارد اشاره می شود:
*قابلیت اطمینان بیشتر به داده ها:با توجه به اینکه در رایانش ابری داده ها بر روی ابر قرار دارند از اینرو خرابی کامپیوتر کاربر تاثیری بر روی داده ها نخواهد داشت.مضاف بر اینکه افزونگی لازم نیز در زیر ساخت ابری به نحوی توسط فراهم کنندگان آن دیده می شود که به شدت در برابر خرابی مقاوم است و راهکارهای متعددی برای تهیه نسخ پشتیبان که معمولا کاربران از آنها غافل هستند، بکار برده می شوند.
*امکان دسترسی از همه جا و در هر مکان:بدلیل آنکه داده ها در ابر قرار دارند، از اینرو کاربر قادر به دسترسی به داده های خود در هر زمان و هر مکانی خواهد بود. برای اینکار تنها لازم است که کاربر از تجهیز کامپیوتری خود که می تواند یک گوشی موبایل نیز باشد به اینترنت دسترسی داشته باشد.
*عدم وابستگی به سخت افزار:چون اسناد و برنامه های کاربردی روی ابر در همه حال به یک شکل هستند از اینرو تفاوتی نمی کند که با چه دستگاه سخت افزاری کاربر متصل شده است. در حقیقت اجرای برنامه ها تفاوتی نخواهد کردو دیگر نیازی به خرید سخت افزارهای مخصوص و یا ذخیره اسناد به فرمت های ویژه نمی باشد. سازگاری لازم از طرف ابر برای سخت افزار فراهم خواهد شد.
*ظرفیت نامحدود ذخیره سازی:به لحاظ نظری محدودیتی در استفاده از فضای ذخیره سازی ابری وجود ندارد. این موضوع در قیاس با حجم محدود فضای ذخیره سازی کامپیوترهای شخصی بسیار قابل توجه می باشد. عجیب به نظر نمی رسد اگر بگوییم هر چیزی را که نیاز به ذخیره کردن آن داریم ، می توانیم در فضای ابری ذخیره کنیم.
*هزینه پایین:بدلیل آنکه محاسبات مورد نیاز در فضای ابری انجام می شود از اینرو دیگر نیازی به استفاده از کامپیوترهای گرانقیمت در سمت کاربر نمی باشد و هزینه های مربوط به سخت افزار به شدت کاهش پیدا می کند. حتی با ساده ترین کامپیوترها که بلحاظ پردازشی و فضای دیسکی بسیار محدود می باشند، نیز می توانند از رایانش ابری حداکثر استفاده را ببرند. با توجه به اینکه اسناد در ابر ذخیره می شوند حتی نیازی به ذخیره اسناد و مستندات در کامپیوتر شخصی نمی باشد.
*ارتقای سریع نرم افزاری:از دیگر مزایای مربوط به رایانش ابری این است که دیگر نیازی به بروز رسانی نرم افزارها و یا اجبار به استفاده از نرم افزارهای قدیمی به دلیل هزینه بالای ارتقای آنها نمی باشد، چون در ابر اینکار بدون اینکه کاربر متوجه شود صورت می پذیرد. بدلیل مبتنی بر وب بودن برنامه ها ارتقا و بروزرسانی ها بصورت اتومات در ابر انجام شده و کاربر بدون پرداخت هزینه اضافی قادر به بهره برداری از آخرین نسخه نرم افزارها خواهد بود. 

== آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری ==
به صورت ساده آموزش مجازی به فرایند یادگیری از طریق اینترنت اشاره داد. ، گرچه آموزش مجازی جایگزین روش سنتی نخواهد شد، اما تا حد زیادی می تواند به بهبود بهره وری در امر آموزش کمک کند. آموزش مجازی دارای مزایای زیادی من جمله انعطاف پذیری، تنوع، دسترسی آسان و غیره می باشد که به عنوان یک متد اصلی برای یادگیری در دهه های اخیر تبدیل شده است. شکل زیر یک معماری از سیستم ساده آموزش مجازی را نشان می دهد: 
[http://176.56.146.166/pic1.jpg شکل - معماری یک سیستم ساده آموزشی] 

در روشهای سنتی مبتنی بر وب بدینگونه عمل می گردد که سیستم های مربوط به ایجاد و نگهداری آموزشهای مجازی در داخل موسسات آموزشی و یا شرکت پیاده سازی ، که این امر منجر به بروز بسیاری از مشکلات، از جمله نیاز به سرمایه گذاری زیاد اما بدون سود، مشکلات مربوط به پشتیبانی فنی و غیره می گردد. نتیجه این امر منجر به عدم توسعه آسان این سیستمها می شود. در مقابل، آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر مدلی را معرفی مینماید که مقیاسی برای بهره وری دارد. برای مثال ساخت سیستم آموزش مجازی به تامین کنندگان رایانش ابری سپرده میشود،که می تواند ارائه دهندگان و کاربران را برای رسیدن به وضعیت برد- برد یاری نماید. محیط مبتنی بر ابر از نسل جدیدی از سیستم های آموزش مجازی که قادر به اجرا در گستره طیف وسیعی از دستگاه های سخت افزاری که در حال ذخیره سازی داده در داخل ابر هستند، پشتیبانی می نماید. 
آموزش الکترونیکی هیچگاه نمی تواند به طور کامل جایگزین معلمان گردد و تنها در حوزه به روزرسانی تکنولوژی ، مفاهیم و ابزارهای جدید، ارائه محتوا، مفاهیم و روش ها برای آموزش مورد استفاده قرار می گیرد. در روش آموزش الکترونیکی میتنی بر ابر معلمان نقش رهبری و مشارکت در پیشرفت تحصیلی را خواهند داشت. 
از سوی دیگر، ابر آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر حرکت به سمت استفاده از تکنولوژی رایانش ابری در زمینه آموزش الکترونیکی می باشد و در آینده ای نزدیک زیرساختهای آموزش الکترونیکی شامل سخت افزار و منابع محاسباتی نرم افزاری درگیر در آموزش الکترونیک مبتنی بر این تکنولوژی خواهند بود. معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر در شکل زیر نشان داده شده است: 
[http://176.56.146.166/pic2.jpg شکل - معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر]
 
معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر پیشنهادی را می توان به لایه های زیر تقسیم تقسیم کرد: 
*لایه زیرساخت: این لایه از زیرساخت های سخت افزاری مانند حافظه فیزیکی، CPU و سرور های فیزیکی تشکیل شده اند. همچنین اطلاعات زیرساخت ها شامل اینترنت / اینترانت، نرم افزار سیستم، سیستم مدیریت اطلاعات و برخی از نرم افزارهای مشترک و سخت افزارمی باشد. بسترهای ارتباطی این لایه در پایین ترین سطح سرویس میان ابر قرار گرفته است. استفاده از تکنولوژی مجازی سازی سرور فیزیکی، منابع ذخیره سازی و شبکه های مجازی به عنوان بسترمورد استفاده در لایه های بالاتر نرم افزاری قرار می گیرند. 
*لایه منابع نرم افزار: به طور عمده از سیستم عامل و میان افزار تشکیل شده است. میان افزار منابع نرم افزاری متنوع را بصورت یکپارچه از طریق یک رابط واحد در اختیار توسعه دهندگان نرم افزار قرار می دهد. طوری که آنها می توانند به راحتی برنامه های کاربردی را توسعه داده و در ابر جهت استفاده قرار دهند. 
*لایه مدیریت منابع: این لایه اتصال راحتتر به منابع نرم افزاری و سخت افزاری را فراهم می نماید. با استفاده از استراتژی برنامه ریزی ,یکپارچه سازی, مجازی سازی و محاسبات ابری ، توزیع نرم افزار بر منابع مختلف سخت افزاری را می توان به دست آورد. 
*لایه سرویس: دارای سه سطح از سرویس یعنی،SaaS (نرم افزار به عنوان یک سرویس)، PaaS (بستر های نرم افزاری به عنوان یک سرویس)،IaaS (زیرساخت به عنوان یک سرویس) میباشد. در SaaS، محاسبات ابری سرویس به مشتریان ارائه می دهد. برخلاف نرم افزارهای سنتی کاربران از طریق اینترنت از نرم افزار استفاده می کنند. خرید نرم افزار و سخت افزار یک بار انجام می شود و با پرداخت هزینه ماهانه ناچیز دیگر نیاز به حفظ و ارتقاءآن نمی باشد. 
*لایه کاربردی: این لایه از برنامه های کاربردی خاص شامل تجمیع منابع آموزشی در مدل رایانش ابری ، دوره های تعاملی و به اشتراک گذاری منابع آموزشی تشکیل شده است . برنامه های تعاملی عمدتا برای معلمان، با توجه به یادگیرندگان و نیازهای آموزشی، با استفاده کامل از منابع اطلاعات پایه ساخته می شود و امکان تنظیم محتوای دوره و همچنین پیشرفت در هر زمان با توجه به بازخورد وجود دارد و می تواند دارای اثربخشی بیشتر نسبت به آموزش سنتی باشد. به اشتراک گذاری منابع آموزشی شامل منابع اطلاعاتی (مانند کتابخانه های دیجیتال) و منابع آموزشی انسانی از وظایف این لایه است. این لایه عمدتا شامل ماژولهای تولید محتوا، اهداف آموزشی، تحویل محتوا، ارزیابی و ماژول مدیریت می باشد. 
در مدل کلاسیک آموزش الکترونیکی، معلمان وظایف آموزشی مانند تدریس حضوری به طور منظم، و یا بررسی مهارت و تکالیف دانش آموزان را انجام می دهند. اما در معماری پیشنهادی معلمان به سوالات دانش آموزان پاسخ می دهند و آموزش های ضروری برای رفع مشکلات دانش آموزان ارائه می گردد. علاوه بر این، معلمان نیز می توانند به منظور ارتقاء آموزش از محتواهای آموزشی چند رسانه ای استفاده کنند. همچنین دانش آموزان میتوانند خارج از الگوهای یادگیریشان که بصور ت خودکار تعیین می گردد درس بخوانند. انجام آزمونهای برخط اینترنتی و ارائه تحلیلهای آماری خودکار به معلمان از هر بخشی که مورد مطالعه قرار گرفته است، از مزایای این روش می باشد. معلمان نیز دانش آموزان را تشویق به همکاری با یکدیگر در یادگیری مطالب ساده و یا انجام پروژه های پیچیده مبتنی برکار گروهی می نمایند. از طریق یادگیری گروهی، دانش آموزان به تنهایی نمی توانند دانش کسب نمایند، بلکه روح هماهنگی در تیم است که در امر آموزش و پرورش کمک می نماید . نتیجه این روش برای دانش آموزان بهبود مهارت در برخورد با مردم و افزایش ابراز توانایی خودشان می باشد. شکل زیر مقایسه بین آموزش الکترونیکی سنتی و رایانش ابری را ارائه می دهد. 
[http://176.56.146.166/pic3.jpg شکل - مقایسه آموزش الکترونیکی سنتی و رایانش ابری]

== نمونه آموزش مجازی زبان برنامه نویسی مبتنی بر ابر ==
طبق تعریف زیمرمن یادگیری خود تنظیمی (SRL Self-Regulated Learning) شامل تعیین لیست استراتژی هایی دستیابی به اهدافی مانند برنامه ریزی، سازماندهی و ارسال، جستجوی اطلاعات ، نگهداری سوابق، تمرین و حفظ، بررسی، نظارت بر خود، خود ارزیابی، ساختار محیطی و جستجو برای کمک های اجتماعی است که می تواند به طور جداگانه و یا در ترکیب برای توسعه یادگیری خود تنظیم به کار گرفته شود. 
مطابق تعریف فوق در کشور هند یک سیستم مدیریت آموزشی LMS شامل بخش های مدیریت، مستندات، بررسی و ارزیابی، گزارشات و محتواهای آموزشی و آموزش برخط با استفاده از رایانش ابری جهت آموزش زبان برنامه نویسی C پیاده سازی گردیده است. این دوره در شش سطح به خاطر سپاری، درک مطلب، اجرا، تجزیه و تحلیل، ارزیابی و ایجاد برنامه طراحی گردیده است. در ادامه در خصوص هر یک از این سطوح توضیحات لازم ارایه می گردد: 
1-به خاطر سپاری: در این سطح به دانش آموزان محتواهایی مانند الگوی دستورات و ساختار برنامه که باید در حافظه بلند مدت قرار گیرد ارائه می گردد.تمرینات این سطح برای آزمایش شناخت و قابلیت به خاطر سپاری دانش آموزان طراحی گردیده است. 
2-درک مطلب: برای درک مطلب توسط دانش آموزان ، محتواهای ارائه شده در این سطح به گونه ای طراحی شده اند که به دانش آموزان در درک مفاهیم زبان C کمک می کنند. تمرینات این سطح جهت ارزیابی توانایی تفسیر، طبقه بندی، مقایسه و مهارت بیان دانش آموزان طراحی گردیده است. 
3-اجرا : محتواهای ارائه شده به دانش آموزان جهت اجرای مباحث یاد گرفته شده زبان C کمک خواهندکرد.هدف اصلی در این سطح توانایی دانش آموزان جهت تمرکز در بکارگیری مفاهیم می باشد.تمرینات این سطح برای آزمایش توانایی اجرا و پیاده سازی توسط دانش آموزان طراحی گردیده است. یک سری ابزار مانند یک ویرایشگر C به همراه کامپایلر آن برای اجرای تمرینها در اختیار دانش آموزان قرار داده می شود. 
4-تجزیه و تحلیل: در این سطح از این دوره، دانش آموزان از محتواهایی که به تجزیه و تحلیل موضوعات یاد گرفته شده کمک می کنند، بهرمند می گردند. تمرینات در این سطح جهت تعیین سطح تفاوتهای مهارت های دانش آموزان طراحی گردیده است. 
5- ارزیابی: تمرکز عمده در این سطح بر ارزیابی مهارت های دانش آموزان با استفاده از تمرینهایی که توانایی نقد و داوری آنها را سنجش می نماید، می باشد. 
6-ایجاد : در سطح نهایی این دوره ، دانش آموزان دانش به دست آورده و خلاقیتهای خود را اجرا می نمایند. 
در این راستا برای اجرا و پیاده سازی مطالب فوق ، سیستمی بصورت کاملا وب سرویسی طراحی گردیده است. از ویژگیهای خاص این سیستم استفاده از پروتکل SOAP می باشدکه در آن قالب XML به عنوان ستون فقرات ارسال و دریافت پیام های وب سرویس استفاده شده است. در ضمن برای گرفتن بازخورد از پیشرفت تحصیلی دانش اموزان یک زیر سیستم به صورت وب سرویس نیز طراحی گردیده است که به معلم جهت تعیین سطح و وضعیت پیشرفت دانش آموز کمک می کند. 

== ابزارهای پایش ==
ثبت رویدادهایی که توسط گوشی موبایل در هنگام اتصال به یک وب سایت انجام می شود را می توان به سه گروه به شرح ذیل طبقه بندی نمود:
*ثبت تعاملات کاربران: شامل برنامه های ثبت کننده مجموعه تعاملاتی که کاربر با رابط کاربری برقرار می کند. نرم افزار "Event Recorder for Android Web Applications" نمونه ای از این دست نرم افزارها می باشد.
*اجرا کننده خودکار وقایع: این نرم افزارها به ترتیب وقایعی که توسط مجموعه ای از دستورات معین رخ می دهد را ثبت می کنند. برای مثال ثبت مجموعه ای از فعل و انفعالاتی که در یک یا چند دستگاه رخ می دهند.این گروه از برنامه ها اجازه برنامه نویسی برای یکسری از رویدادهای سطح بالا , به منظور آزمایش آنها در یک پلت فرم پیوسته و همچنین برخی از فریم ورک های نوشته شده به زبانهای سطح بالا از هر سیستم , برای تولید وقایع در همان سیستم را می دهند. نرم افزارهای "Robotium" و "ZAP-fix" نمونه ای از این دست نرم افزارها می باشند.
*ثبت کننده کلیدهای زده شده: یک نوع نرم افزار یا دستگاه سخت افزاری می باشد که تاریخچه کلیدهای زده شده را در یک فایل ذخیره می کند و یا از طریق اینترنت و بوسیله پست الکترونیکی آنها را ارسال می کند. ثبت کننده کلیدها اغلب به عنوان نرم افزارهای مخرب و یا برای کنترل کودکان مورد استفاده قرار می گیرند. نمونه ای از این نوع نرم افزارها برای دستگاههای تلفن همراه "KidLogger" می باشد.

== آموزش مجازی از طریق موبایل (زیر ساخت, معماری و ابزار) ==
یادگیری سیار یکنوع یادگیری است كه در آن دانش آموز در یک مكان مشخص ثابت مانند محل سکونت و یا محل آموزشي قرار ندارد و دانش آموز مي تواند از فرصت های ارائه شده توسط فن آوری تلفن همراه در امر یادگیری استفاده نمايد. 
امروزه تعداد زیادی از کاربران دارای دستگاه های تلفن همراهی می باشند كه ویژگی های چند رسانه ای را بهبود بخشیده اند و تقریبا در هر زمان به شبکه های ارتباطی با دسترسي بالا متصل هستند. انقلاب در زمينه دستگاه های تلفن همراه محدودیت های زمانی و مکانی را حذف نموده است و اجراي فرامين را در هر مکان و در هر زمانی اجازه می دهد .از سوی دیگر نیز برخی مشکلات به دلیل تنوع زیاد دستگاه های تلفن همراه در دسترس کاربران و همچنین تنوع در اهداف آموزشی کاربران وجود دارد. 
از این منظر، انطباق محتوا یکی از مؤلفه های مهم آموزشی در بحث تلفن همراه مي باشد زيرا كه پاسخگویی به طیف وسیعی از نیازهای مربوط به منابع نرم افزاري تکراری را ميسر مي سازد. الزامات مورد نیاز با توجه به اجزای نرم افزار ها،منابع چند رسانه ای و سرویس ها تعیین می گردند . انطباق محتوا با توجه به عملکرد ویژگی های دستگاه های تلفن همراه و تنظیمات کاربران , توانایی یک سیستم برای تغییر به محتوای ارائه شده بصورت پویا به هر کاربر می باشد. هدف از سیستم انطباق محتوا تعیین ارزش ها , از ویژگی های در حال تغییر در طول فرایند آموزش می باشد. از مزایای اصلی انطباق محتوا می توان به کاهش زمان مورد نیاز برای آموزشها، کاهش هزینه های آموزش ورشد بهره وری اشاره نمود. 
=== تکنولوژیهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
توسعه برنامه های کاربردی چند رسانه ای در طی چند سال گذشته را می توان نتیجه استفاده زیاد از داده های چند رسانه ای در امر آموزش با توجه به رشد صعودی اینترنت، دانست .در نتیجه ،اهمیت پژوهش در زمینه تکنولوژیهای چند رسانه ای افزایش یافته است. چرا که بر خلاف داده های سنتی , تکنیک های مدیریتی و پرس و جو که از امکانات و ویژگی های داده های چند رسانه ای می باشند ، از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند. 
===ویژگیهای داده های چند رسانه ای===
داده های چند رسانه ای دارای انواع متفاوتی به شرح ذیل می باشند : 
•برخی از داده ها وابسته به زمان است و برخی دیگر مستقل از زمان 
•برای نمایش داده های چند رسانه ای از فرمت های مختلف استفاده می شود. 
•برخی از داده ها ساخت یافته است و برخی بدون ساختار یا نیمه ساختار یافته می باشند. 
•برخی ممکن است برای انتقال انواع داده از راه دور به یک زمان کوتاه و برخی به زمان زیاد احتیاج داشته باشند. 
در مقایسه با سیستم های مبتنی بر متن، برنامه های کاربردی چندرسانه ای دارای درک قوی تری با توجه به دارا بودن ویدئو، صدا، انیمیشن و تصاویر میباشد. اما بین تفکر کاربران در مورد واقعیت و نمایش فیزیکی داده های چند رسانه ای اختلاف بزرگی است.کاربران می خواهند به داده های چند رسانه ای در سطح درک خود از شی دسترسی داشته باشند. اما در سیستم های چند رسانه ای تمایل برای نشان دادن داده های چند رسانه ای بر اساس سطوح درک پایین مانند رنگ ها، الگوها، بافت و شکل ( بدون ترکیب این ویژگی ها ) وجود دارد و هیچ راهی برای نشان دادن خودکار این موضوع، بر اساس تفکر انسانی وجود ندارد. تحقق بخشیدن به نمایش داده های چندرسانه ای بر اساس دیدگاه انسان بسیار مشکل است. هیچ سیستم داده های چندرسانه ای توانایی درک خودکار و شناسایی و طبقه بندی موضوعات را ندارد. استفاده از داده های چندرسانه ای برای ارائه موضوعات یک چالش بزرگ در سیستم آموزش سیار می باشد. 
===راه کارهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
آموزش سیار به دستگاه های گیرنده سیار و دستگاههای جانبی و تکنولوژیهای ارتباطی مانند گوشی موبایل, PDA ، کامپیوتر قابل برنامه ریزی ، آی پاد، دستگاه پخش ویدئو های شخصی و دوربین های دیجیتال ویدئویی وابسته می باشد. راه کارهای چندرسانه ای برای آموزش سیار شامل موارد ذیل می باشد: 
*واقعیت مجازی و شبیه سازی محیط : راهکاری پیچیده برای آموزش و تمرینات تعاملی را فراهم می آورد.واقعیت مجازی می تواند یک فضای محدود و یا فضای باز، در داخل طبیعت را شبیه سازی نماید و اجازه اجرای انواع تعاملات را به کاربر می دهد. 
*برنامه های نرم افزاری تعاملی: شرایط عملی متفاوت را شبیه سازی و روند آموزشی را تسهیل می نماید. 
*استفاده از دستگاه های جانبی و تجهیزات چندرسانه ای : امکان جمع آوری و تفسیر مقادیر از طریق رسانه های مختلف را به صورت برخط بوجود می آورد. این روش اجازه استفاده از راه حل های غیر رسمی برای آموزش و بازدید مکانهایی مانند: باغ گیاهان، باغ وحش، رودخانه ها و غیره را می دهد. 
نرم افزارهای کاربردی تلفن همراه کنترل محیطی بهتری را ارائه می دهند و می توانند معایبی مانند: وجود اختلال در ارتباطات ، محدودیت پهنای باند شبکه های ارتباطی ، محدودیت فضای ذخیره سازی و عدم وجود تنوع ابزار تعاملی را بر طرف نمایند.همچنین امکان بهبود تجارب اجتماعی در مقایسه با روشهای یادگیری کلاسیک را فراهم می کنند.
 

== کاربرد رایانش ابری در آموزش سیار ==
(MCC (MOBILE CLOUD COMPUTING از سه مفهوم رایانش ابری ,رایانش سیار و شبکه تشکیل شده است. ویژگی های جالب و جذاب MCC پارادایم تحرک با امکان قابلیت های زیاد می باشد. ما رایانش ابری سیار را به این صورت تعریف می کنیم: "یک تکنولوژی قدرتمند رایانش سیارکه ابزار یکپارچه از منابع ابرهای متنوع و تکنولوژیهای شبکه را نسبت به قابلیت های نامحدود ذخیره سازی و تحرک در اختیار قرار می دهد. رایانش ابری به بسیاری از دستگاه های تلفن همراه در همه جا ، در هر زمان و از طریق کانال اینترنت ، بدون در نظر گرفتن محیط های ناهمگن و سیستم عامل، بر اساس اصل پرداخت به ازای استفاده سرویس می دهد." 
استفاده از MCCمزایای توزیع، فاصله ، منابع غنی، زیرساخت های ابر وتقویت بسیاری از دستگاه های تلفن همراه، به ویژه گوشی های هوشمند و کاهش کاستی های آنها را در بر دارد. پیش بینی دستاوردهای آینده استفاده ازMCC در حوزه های مختلف مانند بهداشت و درمان (مانندtelemonitoring و telesurgery)، آموزش و پرورش، کسب و کار فناوری اطلاعات ، توسعه شهری و روستایی و شبکه های اجتماعی می باشد.در این راستا، تلاش های زیادی مانند استقرار فن آوری رایانش ابری برای افزایش قابلیت گوشی های هوشمند صورت پذیرفته است. 
علاوه بر این، اعمال نفوذ در منابع مجازی به منظور افزایش امنیت اطلاعات در گوشی های هوشمند سودمند است چرا که آنها دائما مستعد سرقت، از بین رفتن و آسیب های فیزیکی می باشند. Dropbox و SugarSync از جمله خدمات ذخیره سازی ابر هستند که می توانند داده های واقع در دستگاه های مختلف محاسباتی (به عنوان مثال تلفن های هوشمند، تبلت، و لپ تاپ) را همگام سازی نمایند.همانگونه که در شکل 1 مشاهده می گردد لایه واسط(Arbitrator Layer) به معماری چند لایه سیستم عامل موبایل (MNO) اضافه گردیده است که به شرح هریک از این بخش ها که در شکل زیر مشاهده می شود , می پردازیم.
 
[http://176.56.146.166/pic4.jpg شکل - ساختار استفاده از لایه واسط] 

===لایه واسط Arbitrator Layer ===
این لایه از سیستم عامل موبایل در واقع به عنوان واسط بین بخش جلویی(front- end -شامل ابر کاربران تلفن همراه) و بخش عقبی(back- end - شامل ارائه دهندگان سرویس ابر) می باشد. این لایه درخواست تخصیص منابع از لایه SOA را دریافت می نماید و لایه زیرساخت را بررسی می کند تا سرویسی که اجرای کارآمدتری دارد را تعیین کند. سپس یک کپی مستقل از این سرویس به لایه زیرساخت به عنوان مرجع برای مراجعات بعدی منتقل خواهد شد. در این روش، سربار شبکه به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد. 
*زمانبندی کننده منابع: هنگامی که یک سرویس جدید در بخش رجیستری سرویس ثبت و ذخیره شد ، درخواست تخصیص به بخش زمانبندی کننده منابع فرستاده می شود. بخش زمانبندی کننده خواص درونی و توصیفی سرویس را تجزیه و تحلیل می نماید و سرویسی که کارایی بالاتری دارد را برای اجرا تعیین می کند.
*سرویس پروفایل: یکی از مسئولیت های واسط می باشد برای نظارت بر اعتبار و عملکرد سرویس و در صورت نیاز جایگزین آنها با سرویس مناسب تر می باشد. ماژول سرویس پروفایل یک سناریو تعریف شده برای ارزیابی عملکرد واقعی سرویس دارد. اگر عملکرد سرویسی مطابق با شرح سرویس نباشد برای نگه داشتن موثر سیستم آن سرویس توسط یک سرویس کارآمد تر جایگزین می شود. 
*پروفایل کاربر: از آنجا که سرویسهای مختلفی از طرف مصرف کنندگان سرویس درخواست می گردند ، سازمان دهی یا تنظیمات شخصی مهم هستند. بنابراین ماژول پروفایل کاربر مسئول نظارت و ذخیره ترجیحات کاربران جهت تحویل خدمات سفارشی و اجرای سرویسها بر اساس این معیارهای حاصله می باشد.
*جمع آوری کننده اعمال کاربر در زمان اجرا: به منظور افزایش کارایی و عملکرد سیستم ،جمع آوری اعمال کاربر در زمان اجرا یک فرایند حیاتی است. اطلاعات مربوط به این اعمال می تواند در زمانبندی قوی و مجدد منابع در این معماری به ما کمک کند. 
*اجرا کننده استاندارد: استاندارد سازی یکی از تکنیک های مفید جهت رفع عدم تجانس درمحیط های ناهمگن MCC می باشد. از این رو، توجه به استانداردها در طراحی معماری بسیار مهم است. این ماژول مسئول نظارت و اجرای استانداردسازی برای سرویسها می باشد. 
*تجزیه و تحلیل محاسباتی: در طی مقدار دهی اولیه در بخش رجیستری سرویس ، یک لایه خاص زیرساخت به هر سرویس اختصاص داده می شود. با این حال، نمی توان از انتخاب بهینه مطمئن بود. از این رو، برای دستیابی به عملکرد بهینه، ماژول تجزیه تحلیل محاسباتی بر قابلیت های محاسباتی منابع اختصاص داده شده نظارت می کند. 
*تجزیه و تحلیل عملکرد: از آنجایی که هدف معماری ما کاهش زمان تاخیر شبکه می باشد، ماژول تجزیه و تحلیل عملکرد وظیفهس اش تجزیه و تحلیل تاخیر ارتباطی و الگوی مصرف منابع سرویس های مختلف است. اگر مقدار منابع مورد نیاز برای اجرای یک سرویس خاص با عوامل دیگر مانند ارتباطات مطابقت نداشته باشد و از اینرو موجب تعویق اجرای سرویس گردد ، آنگاه تقاضای زمانبندی منابع جهت تعیین زیرساخت های مناسب تر تکرار می گردد. علاوه بر این، نظارت بر رابطه بین تعداد دفعات درخواست و اجرای سرویس و مقدار منابع مصرف شده وظیفه این ماژول می باشد. نتایج حاصل از این تجزیه و تحلیل به منظور ارتقاء کیفیت طور کلی مفید است. به عنوان مثال، اگر یک سرویس حساس به تاخیر ابر بیش از حد فراخوانی گردد، این سرویس را می توان به نزدیکترین سیستم عامل موبایل مجاور منتقل نمود یا به ارائه دهنده مجاز برای مقابله با تاخیر ارتباطاتی مراجعه نمود. 

== کاربرد تکنولوژی Edge ==
شبکه EDGE آخرین مرحله میان GPRS و UMTS است که نویدبخش سه برابرسازی ظرفیت شبکه‌های GSM با صرف هزینه اندک است. فناوری EDGE به بهره‌بردار امکان می‌دهد با ارائه مجموعه‌ای از خدمات اینترنتی و چندرسانه‌ای به درآمدهای تازه‌ای دست یابد. EDGE ساده و ارزان می‌نماید اما به هر حال دست آورد ارتقاء دادن شبکه GPRS به شبکه EDGE باید از چنان کیفیت خدماتی برخوردار باشد که برآورنده نیازهای کاربرد‌های داده‌ محور باشد.برای بهره‌برداران دارای مجوز UMTS ، شبکه EDGE راهی جذاب برای ارائه خدمات نسل سوم در خارج از نواحی شهری متراکم را فراهم می نماید. هنگامی که مشترک از ناحیه پوشش UMTS بیرون می‌رود، افزایش سرعت ارسال داده افت کیفیت خدمات را تا حدی جبران می‌کند. 
===معیارهای کارآیی===
برای سنجش کارآیی شبکه‌های IP مثل شبکه EGPRS از چهار معیار گذردهی، اتلاف، تأخیر و لغزش می‌توان بهر‌ه گرفت. تأثیر هر کدام از این معیارها به کیفیت خدمات رسانی به کاربر و یا خدمات موردنظر بستگی دارد. 
گذردهی به معنای تعداد بایت‌هایی است که می‌توان در هر ثانیه از خط ارتباط EDGE عبور داد و بنابراین بیان‌گر قابلیت هر لینک در ارائه خدماتی مانند گشت و گذار در اینترنت یا ارسال ویدیو به صورت بلادرنگ است. اتلاف به درصد بسته‌های داده‌ای از دست رفته در شبکه اطلاق می‌شود. بسته‌های از دست رفته را دوباره باید ارسال کرد که این امر سرعت انتقال داده‌ها برای مشترک را کاهش می‌دهد. تأخیر به میزان زمانی گفته می‌شود که صرف انتشار بسته‌های IP از طریق شبکه می‌شود. تأخیر هم بر سرعت ارسال داده از دید مشترک اثر منفی می‌گذارد و از جمله معیارهای کلیدی در ارتباطات صوتی بلا‌درنگ است. معیار آخر نیز لغزش است که به تغییرات آماری تأخیر اطلاق می‌شود. 
در EDGE از مدولاسیون ۸ PSK- استفاده می‌شود که می‌تواند با استفاده از شکاف‌های زمانی استاندارد GSM ،گذردهی داده‌ای GPRS را سه برابرکند. اما EDGE شمار شکاف‌های زمانی را افزایش نمی‌دهد، بنابراین بهره‌بردار همچنان با محدودیت ظرفیت در بسیاری از موارد مواجه است. در واقع ممکن است در برخی شرایطEDGE اوضاع را بدتر هم بکند زیرا با ارائه خدمات جدید و پرسرعت سبب می‌شود حجم انتقال داده‌ها به گونه‌ای سرسام‌آور افزایش یابد. شکی نیست که افزایش ترافیک داده‌ها باعث افزایش درآمدها می‌شود اما بسیاری از بهره‌برداران هم دچار معضلی به نام کمبود ظرفیت خواهند شد. 
===بهینه‌سازی===
بهره‌برداران برای رفع معضل کمبود ظرفیت باید تخصیص درست کانال‌ها را در دستور کار خود قرار دهند. یعنی باید کانال را به گونه‌ای به کاربردها اختصاص داد که مشترکین در موقع و مکان مناسب خود به پهنای باند کافی دسترسی داشته باشند. برای مثال، مشترکی که می‌خواهد حجم بزرگی از داده‌ها را بارگذاری کند از کاهش ناگهانی پهنای باند دلخور می‌شود اما کاربری که دارد از پست الکترونیکی استفاده می‌کند حتی متوجه چنین کاهشی نمی‌شود. 
ترازبندی ظرفیت براساس شمار کاربران و میزان پهنای باند لازم برای کاربردهای موردنظرش در تمامی زمان‌ها، محور اصلی عملیات بهینه‌سازی را تشکیل می‌دهد. تخصیص فرکانس، کار دشواری نیست زیرا می‌توان از کانال‌های EDGE در چارچوب طرح موجود تخصیص فرکانس استفاده کرد و آنها را همانند کانال‌های GSM تخصیص داد. 
در کاربردهای مبتنی بر پروتکل کنترل انتقال باید تمامی داده‌های از دست رفته بر اثر تداخل را دوباره ارسال کرد و این اثر منفی زیادی درلایه کاربرد به جای می‌گذارد و در نهایت باعث ناخرسندی کاربر می‌شود. برای حل این معضل دو راه وجود دارد، یکی کوچک‌ کردن اندازه سلول‌ها و دیگری استفاده از شیوه‌های کدگذاری بهتر می باشد. شیوه دوم باعث می‌شود شمار دفعات ارسال داده‌ها کاهش یابد. افزایش سرعت ارسال داده‌ها به معنای افزایش حجم جابه‌جایی داده‌ها در شبکه هسته است که این الگوی ترافیک داده ها را بطور چشم‌گیری تغییر می‌دهد. اغلب ادعا می‌شود که در EDGE نیازی به تغییر شبکه هسته نیست و این از دیدگاه پروتکلی درست است. اما ممکن است شبکه هسته موجود دارای ظرفیت لازم برای پوشش دادن EDGE نباشد. بهره‌بردارانی که می‌خواهند به سراغ EDGE بروند باید شرایط EDGE را شبیه‌سازی کنند و شبکه هسته را تحت آزمایش‌های دقیق قرار دهند.تأخیر می‌تواند در شبکه هسته یا سایر شبکه‌های درگیر با انتقال داده‌ها ایجاد شود. بنابراین حتی اگر همه شبکه هسته سلولی از لحاظ پوشش دادن حجم داده‌ها کم و کسری نداشته باشد باز ممکن است شبکه‌های همکارش توانایی لازم را نداشته باشند و این عامل تعیین کننده‌ای در موضع‌گیری مشترکین در قبال شبکه تلفن همراه به حساب می‌آید.

== الگوی سرویس غیر برخط موبایل با روش REST ==
در موبایل شرایط محیطی برای یک سرویس بطور پیوسته در حال تغییر است. ارتباط صحیح دائمی را نمی توان تضمین کرد.بنابراین الگوی معماری رایانش ابری باید به خوبی الگوهای پردازش غیر برخط را پشتیبانی کند.استراتژیهای صف(Queue) , Cache و اطلاعات Information ممکن است به نوع سرویس محتوا و نوع عملیات وابسته باشند.برای مثال یک درخواست اطلاعات از ابر ممکن است در حالت پیشرفته Cache شود یا برعکس یک در خواست به روزآوری در صف Queue قرار بگیردکه البته موارد فوق به نوع سرویس ارائه محتوا بستگی دارد. برای پیاده سازی این درخواستها از روالهای اتصال از راه دور مانند SOAP,XML-RPC,COBRA, .NET Remoting که بر عملیات درونی نظارت دارند می توان استفاده نمود.

== نتیجه گیری ==
در این تحقیق ابتدا تعریفی از محیط رایانش ابری به همراه نقاط قوت آن عنوان و سپس ساختار آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری در مقایسه با روش های سنتی آموزش الکترونیک بیان گردیده است و تفاوتهای و مزایای آنها مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه پیاده سازی شده این امر در کشور هند جهت آموزش درس برنامه نویسی سی بکار گرفته شده است که در آن از وب سرویسها استفاده شده است. در ادامه ابزار هایی که که برای ارزیابی وضعیت و تعاملات کاربر لازم است تشریح شده اند و در نهایت زیر ساختها , معماری, روشهای پیاده سازی و تکنولوژی های ارتباطی آموزش مجازی سیار که یکی از روش های جدید آموزش مجازی می باشد، بررسی گردیده است.

== درخت دانش ==
[http://176.56.146.166/tree.jpg شکل - درخت دانش]
 

== مراجع ==
[1] Garcia, E.; Garcia, A.; Garcia-Cabot, A.; de-Marcos, L.; Hilera, J.
 
Development of an Application for Mobile Devices to Record Learner Interactions with Web-Based Learning Objects
 
12th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT), 2012
 
[2] Thamarai Selvi, S.; Panneerselvam, K.
 
A Self-regulated Learning approach for programming language using cloud-based Learning Management System
 
International Conference on Recent Trends In Information Technology (ICRTIT), 2012
 
[3] Md. Anwar Hossain Masud, Xiaodi Huang
 
An E-learning System Architecture based on Cloud Computing
 
5th IEEE International Conference on Cloud Computing (CLOUD), 2012
 
[4] Damm, S.; Ritz, T.; Strauch, J.
 
Adaption of Archetype Patterns for mobile cloud-based business apps
 
IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications Workshops (PERCOM Workshops),2011

آموزشهاي مجازي با استفاده از تكنولوژي رايانش ابري(cloud computing)

2015-01-29T23:35:29Z

92231535: /* آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری */

== چکیده ==
در طی چند سال اخیر رایانش ابری به شدت مورد توجه کارشناسان و محققان فناوری قرار گرفته است. بر پایه آن شرکت های عظیم کامپیوتری نسبت به استفاده از این تکنولوژی در راستای ارایه خدمات و سرویسهای الکترونیکی خود به کاربران اقدام نموده اند. با این روند رو به رشد استفاده از این تکنولوژ ی، بعید به نظر نمی رسد که در آینده ای نزدیک اکثر شرکت ها سرویسها و خدمات الکترونیکی خود را بر این اساس عرضه نمایند از جلمه خدمات الکترونیکی که در این تکنولوژی می تواند مورد استفاده قرار گیرد، بحث آموزشهای مجازی می باشد. رایانش ابری در آموزش مجازی علی الخصوص آموزش مجازی سیار که عمدتاً از طریق موبایل صورت می پذیرد، می تواند نقش عمده ای را ایفا نماید. راهکارها و معیارهای کارآیی و بهینه سازی در این خصوص وجود دارند که می توانند مورد استفاده قرار گیرند.

== مقدمه ==
رایانش ابری یا Cloud Computing راهکارهایی را برای ارایه خدمات فناوری به کاربران مشابه آنچه که در بعضی از صنایع با کاربرد سراسری (مانند صنعت آب ، صنعت برق و ...) وجود دارد ، ارایه می دهد. این تکنولوژی اصولاً بر پایه اینترنت تعریف می شود که در آن الگویی تازه جهت ارایه سرویسهای فناوری (شامل نرم افزار، سخت افزار و سایر منابع اشتراکی) بکار گرفته می شود. در حقیقت در این تکنولوژی دسترسی به منابع فناوری اطلاعات به هنگام ارایه درخواست از طرف کاربر و بر اساس میزان تقاضای کاربر ، به وی ارایه می گردد. دلیل استفاده و تشبیه اصطلاح "ابر" به اینترنت که در شماتیک های شبکه ای نیز از شکل ابر برای نشان دادن اینترنت استفاده می شود ، در این است که اینترنت همچون ابری جزییات فنی را از دید کاربران نهایی پنهان می سازد. به معنای دیگر یک لایه انتزاعی را بین کاربران و جزییات فنی بوجود می آورد. به عنوان مثال برنامه های کاربردی تجاری و یا آموزشهای مجازی را می توان در نظر گرفت که توسط سرویس دهنده نرم افزاری رایانش ابری ارایه می گردد. این برنامه ها بر روی سرورها ذخیره می گردند و حسب درخواست کاربر در اختیار وی قرار می گیرند، در حالی که جزییات فنی از دید کاربر کاملاً مخفی است و کاربر نیازی به داشتن اطلاعات در خصوص فناوری زیرساخت ابری که از آن استفاده می کند، ندارد.

== مزایای استفاده از رایانش ابری ==
در زیر به چند نمونه از موارد اشاره می شود:
*قابلیت اطمینان بیشتر به داده ها:با توجه به اینکه در رایانش ابری داده ها بر روی ابر قرار دارند از اینرو خرابی کامپیوتر کاربر تاثیری بر روی داده ها نخواهد داشت.مضاف بر اینکه افزونگی لازم نیز در زیر ساخت ابری به نحوی توسط فراهم کنندگان آن دیده می شود که به شدت در برابر خرابی مقاوم است و راهکارهای متعددی برای تهیه نسخ پشتیبان که معمولا کاربران از آنها غافل هستند، بکار برده می شوند.
*امکان دسترسی از همه جا و در هر مکان:بدلیل آنکه داده ها در ابر قرار دارند، از اینرو کاربر قادر به دسترسی به داده های خود در هر زمان و هر مکانی خواهد بود. برای اینکار تنها لازم است که کاربر از تجهیز کامپیوتری خود که می تواند یک گوشی موبایل نیز باشد به اینترنت دسترسی داشته باشد.
*عدم وابستگی به سخت افزار:چون اسناد و برنامه های کاربردی روی ابر در همه حال به یک شکل هستند از اینرو تفاوتی نمی کند که با چه دستگاه سخت افزاری کاربر متصل شده است. در حقیقت اجرای برنامه ها تفاوتی نخواهد کردو دیگر نیازی به خرید سخت افزارهای مخصوص و یا ذخیره اسناد به فرمت های ویژه نمی باشد. سازگاری لازم از طرف ابر برای سخت افزار فراهم خواهد شد.
*ظرفیت نامحدود ذخیره سازی:به لحاظ نظری محدودیتی در استفاده از فضای ذخیره سازی ابری وجود ندارد. این موضوع در قیاس با حجم محدود فضای ذخیره سازی کامپیوترهای شخصی بسیار قابل توجه می باشد. عجیب به نظر نمی رسد اگر بگوییم هر چیزی را که نیاز به ذخیره کردن آن داریم ، می توانیم در فضای ابری ذخیره کنیم.
*هزینه پایین:بدلیل آنکه محاسبات مورد نیاز در فضای ابری انجام می شود از اینرو دیگر نیازی به استفاده از کامپیوترهای گرانقیمت در سمت کاربر نمی باشد و هزینه های مربوط به سخت افزار به شدت کاهش پیدا می کند. حتی با ساده ترین کامپیوترها که بلحاظ پردازشی و فضای دیسکی بسیار محدود می باشند، نیز می توانند از رایانش ابری حداکثر استفاده را ببرند. با توجه به اینکه اسناد در ابر ذخیره می شوند حتی نیازی به ذخیره اسناد و مستندات در کامپیوتر شخصی نمی باشد.
*ارتقای سریع نرم افزاری:از دیگر مزایای مربوط به رایانش ابری این است که دیگر نیازی به بروز رسانی نرم افزارها و یا اجبار به استفاده از نرم افزارهای قدیمی به دلیل هزینه بالای ارتقای آنها نمی باشد، چون در ابر اینکار بدون اینکه کاربر متوجه شود صورت می پذیرد. بدلیل مبتنی بر وب بودن برنامه ها ارتقا و بروزرسانی ها بصورت اتومات در ابر انجام شده و کاربر بدون پرداخت هزینه اضافی قادر به بهره برداری از آخرین نسخه نرم افزارها خواهد بود. 

== آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری ==
به صورت ساده آموزش مجازی به فرایند یادگیری از طریق اینترنت اشاره داد. ، گرچه آموزش مجازی جایگزین روش سنتی نخواهد شد، اما تا حد زیادی می تواند به بهبود بهره وری در امر آموزش کمک کند. آموزش مجازی دارای مزایای زیادی من جمله انعطاف پذیری، تنوع، دسترسی آسان و غیره می باشد که به عنوان یک متد اصلی برای یادگیری در دهه های اخیر تبدیل شده است. شکل زیر یک معماری از سیستم ساده آموزش مجازی را نشان می دهد: 
[http://176.56.146.166/pic1.jpg شکل - معماری یک سیستم ساده آموزشی] 

در روشهای سنتی مبتنی بر وب بدینگونه عمل می گردد که سیستم های مربوط به ایجاد و نگهداری آموزشهای مجازی در داخل موسسات آموزشی و یا شرکت پیاده سازی ، که این امر منجر به بروز بسیاری از مشکلات، از جمله نیاز به سرمایه گذاری زیاد اما بدون سود، مشکلات مربوط به پشتیبانی فنی و غیره می گردد. نتیجه این امر منجر به عدم توسعه آسان این سیستمها می شود. در مقابل، آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر مدلی را معرفی مینماید که مقیاسی برای بهره وری دارد. برای مثال ساخت سیستم آموزش مجازی به تامین کنندگان رایانش ابری سپرده میشود،که می تواند ارائه دهندگان و کاربران را برای رسیدن به وضعیت برد- برد یاری نماید. محیط مبتنی بر ابر از نسل جدیدی از سیستم های آموزش مجازی که قادر به اجرا در گستره طیف وسیعی از دستگاه های سخت افزاری که در حال ذخیره سازی داده در داخل ابر هستند، پشتیبانی می نماید. 
آموزش الکترونیکی هیچگاه نمی تواند به طور کامل جایگزین معلمان گردد و تنها در حوزه به روزرسانی تکنولوژی ، مفاهیم و ابزارهای جدید، ارائه محتوا، مفاهیم و روش ها برای آموزش مورد استفاده قرار می گیرد. در روش آموزش الکترونیکی میتنی بر ابر معلمان نقش رهبری و مشارکت در پیشرفت تحصیلی را خواهند داشت. 
از سوی دیگر، ابر آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر حرکت به سمت استفاده از تکنولوژی رایانش ابری در زمینه آموزش الکترونیکی می باشد و در آینده ای نزدیک زیرساختهای آموزش الکترونیکی شامل سخت افزار و منابع محاسباتی نرم افزاری درگیر در آموزش الکترونیک مبتنی بر این تکنولوژی خواهند بود. معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر در شکل زیر نشان داده شده است: 
[http://176.56.146.166/pic2.jpg شکل - معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر]
 
معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر پیشنهادی را می توان به لایه های زیر تقسیم تقسیم کرد: 
*لایه زیرساخت: این لایه از زیرساخت های سخت افزاری مانند حافظه فیزیکی، CPU و سرور های فیزیکی تشکیل شده اند. همچنین اطلاعات زیرساخت ها شامل اینترنت / اینترانت، نرم افزار سیستم، سیستم مدیریت اطلاعات و برخی از نرم افزارهای مشترک و سخت افزارمی باشد. بسترهای ارتباطی این لایه در پایین ترین سطح سرویس میان ابر قرار گرفته است. استفاده از تکنولوژی مجازی سازی سرور فیزیکی، منابع ذخیره سازی و شبکه های مجازی به عنوان بسترمورد استفاده در لایه های بالاتر نرم افزاری قرار می گیرند. 
*لایه منابع نرم افزار: به طور عمده از سیستم عامل و میان افزار تشکیل شده است. میان افزار منابع نرم افزاری متنوع را بصورت یکپارچه از طریق یک رابط واحد در اختیار توسعه دهندگان نرم افزار قرار می دهد. طوری که آنها می توانند به راحتی برنامه های کاربردی را توسعه داده و در ابر جهت استفاده قرار دهند. 
*لایه مدیریت منابع: این لایه اتصال راحتتر به منابع نرم افزاری و سخت افزاری را فراهم می نماید. با استفاده از استراتژی برنامه ریزی ,یکپارچه سازی, مجازی سازی و محاسبات ابری ، توزیع نرم افزار بر منابع مختلف سخت افزاری را می توان به دست آورد. 
*لایه سرویس: دارای سه سطح از سرویس یعنی،SaaS (نرم افزار به عنوان یک سرویس)، PaaS (بستر های نرم افزاری به عنوان یک سرویس)،IaaS (زیرساخت به عنوان یک سرویس) میباشد. در SaaS، محاسبات ابری سرویس به مشتریان ارائه می دهد. برخلاف نرم افزارهای سنتی کاربران از طریق اینترنت از نرم افزار استفاده می کنند. خرید نرم افزار و سخت افزار یک بار انجام می شود و با پرداخت هزینه ماهانه ناچیز دیگر نیاز به حفظ و ارتقاءآن نمی باشد. 
*لایه کاربردی: این لایه از برنامه های کاربردی خاص شامل تجمیع منابع آموزشی در مدل رایانش ابری ، دوره های تعاملی و به اشتراک گذاری منابع آموزشی تشکیل شده است . برنامه های تعاملی عمدتا برای معلمان، با توجه به یادگیرندگان و نیازهای آموزشی، با استفاده کامل از منابع اطلاعات پایه ساخته می شود و امکان تنظیم محتوای دوره و همچنین پیشرفت در هر زمان با توجه به بازخورد وجود دارد و می تواند دارای اثربخشی بیشتر نسبت به آموزش سنتی باشد. به اشتراک گذاری منابع آموزشی شامل منابع اطلاعاتی (مانند کتابخانه های دیجیتال) و منابع آموزشی انسانی از وظایف این لایه است. این لایه عمدتا شامل ماژولهای تولید محتوا، اهداف آموزشی، تحویل محتوا، ارزیابی و ماژول مدیریت می باشد. 
در مدل کلاسیک آموزش الکترونیکی، معلمان وظایف آموزشی مانند تدریس حضوری به طور منظم، و یا بررسی مهارت و تکالیف دانش آموزان را انجام می دهند. اما در معماری پیشنهادی معلمان به سوالات دانش آموزان پاسخ می دهند و آموزش های ضروری برای رفع مشکلات دانش آموزان ارائه می گردد. علاوه بر این، معلمان نیز می توانند به منظور ارتقاء آموزش از محتواهای آموزشی چند رسانه ای استفاده کنند. همچنین دانش آموزان میتوانند خارج از الگوهای یادگیریشان که بصور ت خودکار تعیین می گردد درس بخوانند. انجام آزمونهای برخط اینترنتی و ارائه تحلیلهای آماری خودکار به معلمان از هر بخشی که مورد مطالعه قرار گرفته است، از مزایای این روش می باشد. معلمان نیز دانش آموزان را تشویق به همکاری با یکدیگر در یادگیری مطالب ساده و یا انجام پروژه های پیچیده مبتنی برکار گروهی می نمایند. از طریق یادگیری گروهی، دانش آموزان به تنهایی نمی توانند دانش کسب نمایند، بلکه روح هماهنگی در تیم است که در امر آموزش و پرورش کمک می نماید . نتیجه این روش برای دانش آموزان بهبود مهارت در برخورد با مردم و افزایش ابراز توانایی خودشان می باشد. شکل زیر مقایسه بین آموزش الکترونیکی سنتی و رایانش ابری را ارائه می دهد. 
[http://176.56.146.166/pic3.jpg شکل - مقایسه آموزش الکترونیکی سنتی و رایانش ابری]

== نمونه آموزش مجازی زبان برنامه نویسی مبتنی بر ابر ==
طبق تعریف زیمرمن یادگیری خود تنظیمی (SRL Self-Regulated Learning) شامل تعیین لیست استراتژی هایی دستیابی به اهدافی مانند برنامه ریزی، سازماندهی و ارسال، جستجوی اطلاعات ، نگهداری سوابق، تمرین و حفظ، بررسی، نظارت بر خود، خود ارزیابی، ساختار محیطی و جستجو برای کمک های اجتماعی است که می تواند به طور جداگانه و یا در ترکیب برای توسعه یادگیری خود تنظیم به کار گرفته شود. 
مطابق تعریف فوق در کشور هند یک سیستم مدیریت آموزشی LMS شامل بخش های مدیریت، مستندات، بررسی و ارزیابی، گزارشات و محتواهای آموزشی و آموزش برخط با استفاده از رایانش ابری جهت آموزش زبان برنامه نویسی C پیاده سازی گردیده است. این دوره در شش سطح به خاطر سپاری، درک مطلب، اجرا، تجزیه و تحلیل، ارزیابی و ایجاد برنامه طراحی گردیده است. در ادامه در خصوص هر یک از این سطوح توضیحات لازم ارایه می گردد: 
1-به خاطر سپاری: در این سطح به دانش آموزان محتواهایی مانند الگوی دستورات و ساختار برنامه که باید در حافظه بلند مدت قرار گیرد ارائه می گردد.تمرینات این سطح برای آزمایش شناخت و قابلیت به خاطر سپاری دانش آموزان طراحی گردیده است. 
2-درک مطلب: برای درک مطلب توسط دانش آموزان ، محتواهای ارائه شده در این سطح به گونه ای طراحی شده اند که به دانش آموزان در درک مفاهیم زبان C کمک می کنند. تمرینات این سطح جهت ارزیابی توانایی تفسیر، طبقه بندی، مقایسه و مهارت بیان دانش آموزان طراحی گردیده است. 
3-اجرا : محتواهای ارائه شده به دانش آموزان جهت اجرای مباحث یاد گرفته شده زبان C کمک خواهندکرد.هدف اصلی در این سطح توانایی دانش آموزان جهت تمرکز در بکارگیری مفاهیم می باشد.تمرینات این سطح برای آزمایش توانایی اجرا و پیاده سازی توسط دانش آموزان طراحی گردیده است. یک سری ابزار مانند یک ویرایشگر C به همراه کامپایلر آن برای اجرای تمرینها در اختیار دانش آموزان قرار داده می شود. 
4-تجزیه و تحلیل: در این سطح از این دوره، دانش آموزان از محتواهایی که به تجزیه و تحلیل موضوعات یاد گرفته شده کمک می کنند، بهرمند می گردند. تمرینات در این سطح جهت تعیین سطح تفاوتهای مهارت های دانش آموزان طراحی گردیده است. 
5- ارزیابی: تمرکز عمده در این سطح بر ارزیابی مهارت های دانش آموزان با استفاده از تمرینهایی که توانایی نقد و داوری آنها را سنجش می نماید، می باشد. 
6-ایجاد : در سطح نهایی این دوره ، دانش آموزان دانش به دست آورده و خلاقیتهای خود را اجرا می نمایند. 
در این راستا برای اجرا و پیاده سازی مطالب فوق ، سیستمی بصورت کاملا وب سرویسی طراحی گردیده است. از ویژگیهای خاص این سیستم استفاده از پروتکل SOAP می باشدکه در آن قالب XML به عنوان ستون فقرات ارسال و دریافت پیام های وب سرویس استفاده شده است. در ضمن برای گرفتن بازخورد از پیشرفت تحصیلی دانش اموزان یک زیر سیستم به صورت وب سرویس نیز طراحی گردیده است که به معلم جهت تعیین سطح و وضعیت پیشرفت دانش آموز کمک می کند. 

== ابزارهای پایش ==
ثبت رویدادهایی که توسط گوشی موبایل در هنگام اتصال به یک وب سایت انجام می شود را می توان به سه گروه به شرح ذیل طبقه بندی نمود:
*ثبت تعاملات کاربران: شامل برنامه های ثبت کننده مجموعه تعاملاتی که کاربر با رابط کاربری برقرار می کند. نرم افزار "Event Recorder for Android Web Applications" نمونه ای از این دست نرم افزارها می باشد.
*اجرا کننده خودکار وقایع: این نرم افزارها به ترتیب وقایعی که توسط مجموعه ای از دستورات معین رخ می دهد را ثبت می کنند. برای مثال ثبت مجموعه ای از فعل و انفعالاتی که در یک یا چند دستگاه رخ می دهند.این گروه از برنامه ها اجازه برنامه نویسی برای یکسری از رویدادهای سطح بالا , به منظور آزمایش آنها در یک پلت فرم پیوسته و همچنین برخی از فریم ورک های نوشته شده به زبانهای سطح بالا از هر سیستم , برای تولید وقایع در همان سیستم را می دهند. نرم افزارهای "Robotium" و "ZAP-fix" نمونه ای از این دست نرم افزارها می باشند.
*ثبت کننده کلیدهای زده شده: یک نوع نرم افزار یا دستگاه سخت افزاری می باشد که تاریخچه کلیدهای زده شده را در یک فایل ذخیره می کند و یا از طریق اینترنت و بوسیله پست الکترونیکی آنها را ارسال می کند. ثبت کننده کلیدها اغلب به عنوان نرم افزارهای مخرب و یا برای کنترل کودکان مورد استفاده قرار می گیرند. نمونه ای از این نوع نرم افزارها برای دستگاههای تلفن همراه "KidLogger" می باشد.

== آموزش مجازی از طریق موبایل (زیر ساخت, معماری و ابزار) ==
یادگیری سیار یکنوع یادگیری است كه در آن دانش آموز در یک مكان مشخص ثابت مانند محل سکونت و یا محل آموزشي قرار ندارد و دانش آموز مي تواند از فرصت های ارائه شده توسط فن آوری تلفن همراه در امر یادگیری استفاده نمايد. 
امروزه تعداد زیادی از کاربران دارای دستگاه های تلفن همراهی می باشند كه ویژگی های چند رسانه ای را بهبود بخشیده اند و تقریبا در هر زمان به شبکه های ارتباطی با دسترسي بالا متصل هستند. انقلاب در زمينه دستگاه های تلفن همراه محدودیت های زمانی و مکانی را حذف نموده است و اجراي فرامين را در هر مکان و در هر زمانی اجازه می دهد .از سوی دیگر نیز برخی مشکلات به دلیل تنوع زیاد دستگاه های تلفن همراه در دسترس کاربران و همچنین تنوع در اهداف آموزشی کاربران وجود دارد. 
از این منظر، انطباق محتوا یکی از مؤلفه های مهم آموزشی در بحث تلفن همراه مي باشد زيرا كه پاسخگویی به طیف وسیعی از نیازهای مربوط به منابع نرم افزاري تکراری را ميسر مي سازد. الزامات مورد نیاز با توجه به اجزای نرم افزار ها،منابع چند رسانه ای و سرویس ها تعیین می گردند . انطباق محتوا با توجه به عملکرد ویژگی های دستگاه های تلفن همراه و تنظیمات کاربران , توانایی یک سیستم برای تغییر به محتوای ارائه شده بصورت پویا به هر کاربر می باشد. هدف از سیستم انطباق محتوا تعیین ارزش ها , از ویژگی های در حال تغییر در طول فرایند آموزش می باشد. از مزایای اصلی انطباق محتوا می توان به کاهش زمان مورد نیاز برای آموزشها، کاهش هزینه های آموزش ورشد بهره وری اشاره نمود. 
=== تکنولوژیهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
توسعه برنامه های کاربردی چند رسانه ای در طی چند سال گذشته را می توان نتیجه استفاده زیاد از داده های چند رسانه ای در امر آموزش با توجه به رشد صعودی اینترنت، دانست .در نتیجه ،اهمیت پژوهش در زمینه تکنولوژیهای چند رسانه ای افزایش یافته است. چرا که بر خلاف داده های سنتی , تکنیک های مدیریتی و پرس و جو که از امکانات و ویژگی های داده های چند رسانه ای می باشند ، از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند. 
===ویژگیهای داده های چند رسانه ای===
داده های چند رسانه ای دارای انواع متفاوتی به شرح ذیل می باشند : 
•برخی از داده ها وابسته به زمان است و برخی دیگر مستقل از زمان 
•برای نمایش داده های چند رسانه ای از فرمت های مختلف استفاده می شود. 
•برخی از داده ها ساخت یافته است و برخی بدون ساختار یا نیمه ساختار یافته می باشند. 
•برخی ممکن است برای انتقال انواع داده از راه دور به یک زمان کوتاه و برخی به زمان زیاد احتیاج داشته باشند. 
در مقایسه با سیستم های مبتنی بر متن، برنامه های کاربردی چندرسانه ای دارای درک قوی تری با توجه به دارا بودن ویدئو، صدا، انیمیشن و تصاویر میباشد. اما بین تفکر کاربران در مورد واقعیت و نمایش فیزیکی داده های چند رسانه ای اختلاف بزرگی است.کاربران می خواهند به داده های چند رسانه ای در سطح درک خود از شی دسترسی داشته باشند. اما در سیستم های چند رسانه ای تمایل برای نشان دادن داده های چند رسانه ای بر اساس سطوح درک پایین مانند رنگ ها، الگوها، بافت و شکل ( بدون ترکیب این ویژگی ها ) وجود دارد و هیچ راهی برای نشان دادن خودکار این موضوع، بر اساس تفکر انسانی وجود ندارد. تحقق بخشیدن به نمایش داده های چندرسانه ای بر اساس دیدگاه انسان بسیار مشکل است. هیچ سیستم داده های چندرسانه ای توانایی درک خودکار و شناسایی و طبقه بندی موضوعات را ندارد. استفاده از داده های چندرسانه ای برای ارائه موضوعات یک چالش بزرگ در سیستم آموزش سیار می باشد. 
===راه کارهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
آموزش سیار به دستگاه های گیرنده سیار و دستگاههای جانبی و تکنولوژیهای ارتباطی مانند گوشی موبایل, PDA ، کامپیوتر قابل برنامه ریزی ، آی پاد، دستگاه پخش ویدئو های شخصی و دوربین های دیجیتال ویدئویی وابسته می باشد. راه کارهای چندرسانه ای برای آموزش سیار شامل موارد ذیل می باشد: 
*واقعیت مجازی و شبیه سازی محیط : راهکاری پیچیده برای آموزش و تمرینات تعاملی را فراهم می آورد.واقعیت مجازی می تواند یک فضای محدود و یا فضای باز، در داخل طبیعت را شبیه سازی نماید و اجازه اجرای انواع تعاملات را به کاربر می دهد. 
*برنامه های نرم افزاری تعاملی: شرایط عملی متفاوت را شبیه سازی و روند آموزشی را تسهیل می نماید. 
*استفاده از دستگاه های جانبی و تجهیزات چندرسانه ای : امکان جمع آوری و تفسیر مقادیر از طریق رسانه های مختلف را به صورت برخط بوجود می آورد. این روش اجازه استفاده از راه حل های غیر رسمی برای آموزش و بازدید مکانهایی مانند: باغ گیاهان، باغ وحش، رودخانه ها و غیره را می دهد. 
نرم افزارهای کاربردی تلفن همراه کنترل محیطی بهتری را ارائه می دهند و می توانند معایبی مانند: وجود اختلال در ارتباطات ، محدودیت پهنای باند شبکه های ارتباطی ، محدودیت فضای ذخیره سازی و عدم وجود تنوع ابزار تعاملی را بر طرف نمایند.همچنین امکان بهبود تجارب اجتماعی در مقایسه با روشهای یادگیری کلاسیک را فراهم می کنند.
 

== کاربرد رایانش ابری در آموزش سیار ==
(MCC (MOBILE CLOUD COMPUTING از سه مفهوم رایانش ابری ,رایانش سیار و شبکه تشکیل شده است. ویژگی های جالب و جذاب MCC پارادایم تحرک با امکان قابلیت های زیاد می باشد. ما رایانش ابری سیار را به این صورت تعریف می کنیم: "یک تکنولوژی قدرتمند رایانش سیارکه ابزار یکپارچه از منابع ابرهای متنوع و تکنولوژیهای شبکه را نسبت به قابلیت های نامحدود ذخیره سازی و تحرک در اختیار قرار می دهد. رایانش ابری به بسیاری از دستگاه های تلفن همراه در همه جا ، در هر زمان و از طریق کانال اینترنت ، بدون در نظر گرفتن محیط های ناهمگن و سیستم عامل، بر اساس اصل پرداخت به ازای استفاده سرویس می دهد." 
استفاده از MCCمزایای توزیع، فاصله ، منابع غنی، زیرساخت های ابر وتقویت بسیاری از دستگاه های تلفن همراه، به ویژه گوشی های هوشمند و کاهش کاستی های آنها را در بر دارد. پیش بینی دستاوردهای آینده استفاده ازMCC در حوزه های مختلف مانند بهداشت و درمان (مانندtelemonitoring و telesurgery)، آموزش و پرورش، کسب و کار فناوری اطلاعات ، توسعه شهری و روستایی و شبکه های اجتماعی می باشد.در این راستا، تلاش های زیادی مانند استقرار فن آوری رایانش ابری برای افزایش قابلیت گوشی های هوشمند صورت پذیرفته است. 
علاوه بر این، اعمال نفوذ در منابع مجازی به منظور افزایش امنیت اطلاعات در گوشی های هوشمند سودمند است چرا که آنها دائما مستعد سرقت، از بین رفتن و آسیب های فیزیکی می باشند. Dropbox و SugarSync از جمله خدمات ذخیره سازی ابر هستند که می توانند داده های واقع در دستگاه های مختلف محاسباتی (به عنوان مثال تلفن های هوشمند، تبلت، و لپ تاپ) را همگام سازی نمایند.همانگونه که در شکل 1 مشاهده می گردد لایه واسط(Arbitrator Layer) به معماری چند لایه سیستم عامل موبایل (MNO) اضافه گردیده است که به شرح هریک از این بخش ها که در شکل 4 مشاهده می شود , می پردازیم.
 

===لایه واسط Arbitrator Layer ===
این لایه از سیستم عامل موبایل در واقع به عنوان واسط بین بخش جلویی(front- end -شامل ابر کاربران تلفن همراه) و بخش عقبی(back- end - شامل ارائه دهندگان سرویس ابر) می باشد. این لایه درخواست تخصیص منابع از لایه SOA را دریافت می نماید و لایه زیرساخت را بررسی می کند تا سرویسی که اجرای کارآمدتری دارد را تعیین کند. سپس یک کپی مستقل از این سرویس به لایه زیرساخت به عنوان مرجع برای مراجعات بعدی منتقل خواهد شد. در این روش، سربار شبکه به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد. 
*زمانبندی کننده منابع: هنگامی که یک سرویس جدید در بخش رجیستری سرویس ثبت و ذخیره شد ، درخواست تخصیص به بخش زمانبندی کننده منابع فرستاده می شود. بخش زمانبندی کننده خواص درونی و توصیفی سرویس را تجزیه و تحلیل می نماید و سرویسی که کارایی بالاتری دارد را برای اجرا تعیین می کند.
*سرویس پروفایل: یکی از مسئولیت های واسط می باشد برای نظارت بر اعتبار و عملکرد سرویس و در صورت نیاز جایگزین آنها با سرویس مناسب تر می باشد. ماژول سرویس پروفایل یک سناریو تعریف شده برای ارزیابی عملکرد واقعی سرویس دارد. اگر عملکرد سرویسی مطابق با شرح سرویس نباشد برای نگه داشتن موثر سیستم آن سرویس توسط یک سرویس کارآمد تر جایگزین می شود. 
*پروفایل کاربر: از آنجا که سرویسهای مختلفی از طرف مصرف کنندگان سرویس درخواست می گردند ، سازمان دهی یا تنظیمات شخصی مهم هستند. بنابراین ماژول پروفایل کاربر مسئول نظارت و ذخیره ترجیحات کاربران جهت تحویل خدمات سفارشی و اجرای سرویسها بر اساس این معیارهای حاصله می باشد.
*جمع آوری کننده اعمال کاربر در زمان اجرا: به منظور افزایش کارایی و عملکرد سیستم ،جمع آوری اعمال کاربر در زمان اجرا یک فرایند حیاتی است. اطلاعات مربوط به این اعمال می تواند در زمانبندی قوی و مجدد منابع در این معماری به ما کمک کند. 
*اجرا کننده استاندارد: استاندارد سازی یکی از تکنیک های مفید جهت رفع عدم تجانس درمحیط های ناهمگن MCC می باشد. از این رو، توجه به استانداردها در طراحی معماری بسیار مهم است. این ماژول مسئول نظارت و اجرای استانداردسازی برای سرویسها می باشد. 
*تجزیه و تحلیل محاسباتی: در طی مقدار دهی اولیه در بخش رجیستری سرویس ، یک لایه خاص زیرساخت به هر سرویس اختصاص داده می شود. با این حال، نمی توان از انتخاب بهینه مطمئن بود. از این رو، برای دستیابی به عملکرد بهینه، ماژول تجزیه تحلیل محاسباتی بر قابلیت های محاسباتی منابع اختصاص داده شده نظارت می کند. 
*تجزیه و تحلیل عملکرد: از آنجایی که هدف معماری ما کاهش زمان تاخیر شبکه می باشد، ماژول تجزیه و تحلیل عملکرد وظیفهس اش تجزیه و تحلیل تاخیر ارتباطی و الگوی مصرف منابع سرویس های مختلف است. اگر مقدار منابع مورد نیاز برای اجرای یک سرویس خاص با عوامل دیگر مانند ارتباطات مطابقت نداشته باشد و از اینرو موجب تعویق اجرای سرویس گردد ، آنگاه تقاضای زمانبندی منابع جهت تعیین زیرساخت های مناسب تر تکرار می گردد. علاوه بر این، نظارت بر رابطه بین تعداد دفعات درخواست و اجرای سرویس و مقدار منابع مصرف شده وظیفه این ماژول می باشد. نتایج حاصل از این تجزیه و تحلیل به منظور ارتقاء کیفیت طور کلی مفید است. به عنوان مثال، اگر یک سرویس حساس به تاخیر ابر بیش از حد فراخوانی گردد، این سرویس را می توان به نزدیکترین سیستم عامل موبایل مجاور منتقل نمود یا به ارائه دهنده مجاز برای مقابله با تاخیر ارتباطاتی مراجعه نمود. 

== کاربرد تکنولوژی Edge ==
شبکه EDGE آخرین مرحله میان GPRS و UMTS است که نویدبخش سه برابرسازی ظرفیت شبکه‌های GSM با صرف هزینه اندک است. فناوری EDGE به بهره‌بردار امکان می‌دهد با ارائه مجموعه‌ای از خدمات اینترنتی و چندرسانه‌ای به درآمدهای تازه‌ای دست یابد. EDGE ساده و ارزان می‌نماید اما به هر حال دست آورد ارتقاء دادن شبکه GPRS به شبکه EDGE باید از چنان کیفیت خدماتی برخوردار باشد که برآورنده نیازهای کاربرد‌های داده‌ محور باشد.برای بهره‌برداران دارای مجوز UMTS ، شبکه EDGE راهی جذاب برای ارائه خدمات نسل سوم در خارج از نواحی شهری متراکم را فراهم می نماید. هنگامی که مشترک از ناحیه پوشش UMTS بیرون می‌رود، افزایش سرعت ارسال داده افت کیفیت خدمات را تا حدی جبران می‌کند. 
===معیارهای کارآیی===
برای سنجش کارآیی شبکه‌های IP مثل شبکه EGPRS از چهار معیار گذردهی، اتلاف، تأخیر و لغزش می‌توان بهر‌ه گرفت. تأثیر هر کدام از این معیارها به کیفیت خدمات رسانی به کاربر و یا خدمات موردنظر بستگی دارد. 
گذردهی به معنای تعداد بایت‌هایی است که می‌توان در هر ثانیه از خط ارتباط EDGE عبور داد و بنابراین بیان‌گر قابلیت هر لینک در ارائه خدماتی مانند گشت و گذار در اینترنت یا ارسال ویدیو به صورت بلادرنگ است. اتلاف به درصد بسته‌های داده‌ای از دست رفته در شبکه اطلاق می‌شود. بسته‌های از دست رفته را دوباره باید ارسال کرد که این امر سرعت انتقال داده‌ها برای مشترک را کاهش می‌دهد. تأخیر به میزان زمانی گفته می‌شود که صرف انتشار بسته‌های IP از طریق شبکه می‌شود. تأخیر هم بر سرعت ارسال داده از دید مشترک اثر منفی می‌گذارد و از جمله معیارهای کلیدی در ارتباطات صوتی بلا‌درنگ است. معیار آخر نیز لغزش است که به تغییرات آماری تأخیر اطلاق می‌شود. 
در EDGE از مدولاسیون ۸ PSK- استفاده می‌شود که می‌تواند با استفاده از شکاف‌های زمانی استاندارد GSM ،گذردهی داده‌ای GPRS را سه برابرکند. اما EDGE شمار شکاف‌های زمانی را افزایش نمی‌دهد، بنابراین بهره‌بردار همچنان با محدودیت ظرفیت در بسیاری از موارد مواجه است. در واقع ممکن است در برخی شرایطEDGE اوضاع را بدتر هم بکند زیرا با ارائه خدمات جدید و پرسرعت سبب می‌شود حجم انتقال داده‌ها به گونه‌ای سرسام‌آور افزایش یابد. شکی نیست که افزایش ترافیک داده‌ها باعث افزایش درآمدها می‌شود اما بسیاری از بهره‌برداران هم دچار معضلی به نام کمبود ظرفیت خواهند شد. 
===بهینه‌سازی===
بهره‌برداران برای رفع معضل کمبود ظرفیت باید تخصیص درست کانال‌ها را در دستور کار خود قرار دهند. یعنی باید کانال را به گونه‌ای به کاربردها اختصاص داد که مشترکین در موقع و مکان مناسب خود به پهنای باند کافی دسترسی داشته باشند. برای مثال، مشترکی که می‌خواهد حجم بزرگی از داده‌ها را بارگذاری کند از کاهش ناگهانی پهنای باند دلخور می‌شود اما کاربری که دارد از پست الکترونیکی استفاده می‌کند حتی متوجه چنین کاهشی نمی‌شود. 
ترازبندی ظرفیت براساس شمار کاربران و میزان پهنای باند لازم برای کاربردهای موردنظرش در تمامی زمان‌ها، محور اصلی عملیات بهینه‌سازی را تشکیل می‌دهد. تخصیص فرکانس، کار دشواری نیست زیرا می‌توان از کانال‌های EDGE در چارچوب طرح موجود تخصیص فرکانس استفاده کرد و آنها را همانند کانال‌های GSM تخصیص داد. 
در کاربردهای مبتنی بر پروتکل کنترل انتقال باید تمامی داده‌های از دست رفته بر اثر تداخل را دوباره ارسال کرد و این اثر منفی زیادی درلایه کاربرد به جای می‌گذارد و در نهایت باعث ناخرسندی کاربر می‌شود. برای حل این معضل دو راه وجود دارد، یکی کوچک‌ کردن اندازه سلول‌ها و دیگری استفاده از شیوه‌های کدگذاری بهتر می باشد. شیوه دوم باعث می‌شود شمار دفعات ارسال داده‌ها کاهش یابد. افزایش سرعت ارسال داده‌ها به معنای افزایش حجم جابه‌جایی داده‌ها در شبکه هسته است که این الگوی ترافیک داده ها را بطور چشم‌گیری تغییر می‌دهد. اغلب ادعا می‌شود که در EDGE نیازی به تغییر شبکه هسته نیست و این از دیدگاه پروتکلی درست است. اما ممکن است شبکه هسته موجود دارای ظرفیت لازم برای پوشش دادن EDGE نباشد. بهره‌بردارانی که می‌خواهند به سراغ EDGE بروند باید شرایط EDGE را شبیه‌سازی کنند و شبکه هسته را تحت آزمایش‌های دقیق قرار دهند.تأخیر می‌تواند در شبکه هسته یا سایر شبکه‌های درگیر با انتقال داده‌ها ایجاد شود. بنابراین حتی اگر همه شبکه هسته سلولی از لحاظ پوشش دادن حجم داده‌ها کم و کسری نداشته باشد باز ممکن است شبکه‌های همکارش توانایی لازم را نداشته باشند و این عامل تعیین کننده‌ای در موضع‌گیری مشترکین در قبال شبکه تلفن همراه به حساب می‌آید.

== الگوی سرویس غیر برخط موبایل با روش REST ==
در موبایل شرایط محیطی برای یک سرویس بطور پیوسته در حال تغییر است. ارتباط صحیح دائمی را نمی توان تضمین کرد.بنابراین الگوی معماری رایانش ابری باید به خوبی الگوهای پردازش غیر برخط را پشتیبانی کند.استراتژیهای صف(Queue) , Cache و اطلاعات Information ممکن است به نوع سرویس محتوا و نوع عملیات وابسته باشند.برای مثال یک درخواست اطلاعات از ابر ممکن است در حالت پیشرفته Cache شود یا برعکس یک در خواست به روزآوری در صف Queue قرار بگیردکه البته موارد فوق به نوع سرویس ارائه محتوا بستگی دارد. برای پیاده سازی این درخواستها از روالهای اتصال از راه دور مانند SOAP,XML-RPC,COBRA, .NET Remoting که بر عملیات درونی نظارت دارند می توان استفاده نمود.

== نتیجه گیری ==
در این تحقیق ابتدا تعریفی از محیط رایانش ابری به همراه نقاط قوت آن عنوان و سپس ساختار آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری در مقایسه با روش های سنتی آموزش الکترونیک بیان گردیده است و تفاوتهای و مزایای آنها مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه پیاده سازی شده این امر در کشور هند جهت آموزش درس برنامه نویسی سی بکار گرفته شده است که در آن از وب سرویسها استفاده شده است. در ادامه ابزار هایی که که برای ارزیابی وضعیت و تعاملات کاربر لازم است تشریح شده اند و در نهایت زیر ساختها , معماری, روشهای پیاده سازی و تکنولوژی های ارتباطی آموزش مجازی سیار که یکی از روش های جدید آموزش مجازی می باشد، بررسی گردیده است.

== درخت دانش ==
[http://176.56.146.166/tree.jpg شکل - درخت دانش]
 

== مراجع ==
[1] Garcia, E.; Garcia, A.; Garcia-Cabot, A.; de-Marcos, L.; Hilera, J.
 
Development of an Application for Mobile Devices to Record Learner Interactions with Web-Based Learning Objects
 
12th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT), 2012
 
[2] Thamarai Selvi, S.; Panneerselvam, K.
 
A Self-regulated Learning approach for programming language using cloud-based Learning Management System
 
International Conference on Recent Trends In Information Technology (ICRTIT), 2012
 
[3] Md. Anwar Hossain Masud, Xiaodi Huang
 
An E-learning System Architecture based on Cloud Computing
 
5th IEEE International Conference on Cloud Computing (CLOUD), 2012
 
[4] Damm, S.; Ritz, T.; Strauch, J.
 
Adaption of Archetype Patterns for mobile cloud-based business apps
 
IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications Workshops (PERCOM Workshops),2011

آموزشهاي مجازي با استفاده از تكنولوژي رايانش ابري(cloud computing)

2015-01-29T23:34:53Z

92231535: /* آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری */

== چکیده ==
در طی چند سال اخیر رایانش ابری به شدت مورد توجه کارشناسان و محققان فناوری قرار گرفته است. بر پایه آن شرکت های عظیم کامپیوتری نسبت به استفاده از این تکنولوژی در راستای ارایه خدمات و سرویسهای الکترونیکی خود به کاربران اقدام نموده اند. با این روند رو به رشد استفاده از این تکنولوژ ی، بعید به نظر نمی رسد که در آینده ای نزدیک اکثر شرکت ها سرویسها و خدمات الکترونیکی خود را بر این اساس عرضه نمایند از جلمه خدمات الکترونیکی که در این تکنولوژی می تواند مورد استفاده قرار گیرد، بحث آموزشهای مجازی می باشد. رایانش ابری در آموزش مجازی علی الخصوص آموزش مجازی سیار که عمدتاً از طریق موبایل صورت می پذیرد، می تواند نقش عمده ای را ایفا نماید. راهکارها و معیارهای کارآیی و بهینه سازی در این خصوص وجود دارند که می توانند مورد استفاده قرار گیرند.

== مقدمه ==
رایانش ابری یا Cloud Computing راهکارهایی را برای ارایه خدمات فناوری به کاربران مشابه آنچه که در بعضی از صنایع با کاربرد سراسری (مانند صنعت آب ، صنعت برق و ...) وجود دارد ، ارایه می دهد. این تکنولوژی اصولاً بر پایه اینترنت تعریف می شود که در آن الگویی تازه جهت ارایه سرویسهای فناوری (شامل نرم افزار، سخت افزار و سایر منابع اشتراکی) بکار گرفته می شود. در حقیقت در این تکنولوژی دسترسی به منابع فناوری اطلاعات به هنگام ارایه درخواست از طرف کاربر و بر اساس میزان تقاضای کاربر ، به وی ارایه می گردد. دلیل استفاده و تشبیه اصطلاح "ابر" به اینترنت که در شماتیک های شبکه ای نیز از شکل ابر برای نشان دادن اینترنت استفاده می شود ، در این است که اینترنت همچون ابری جزییات فنی را از دید کاربران نهایی پنهان می سازد. به معنای دیگر یک لایه انتزاعی را بین کاربران و جزییات فنی بوجود می آورد. به عنوان مثال برنامه های کاربردی تجاری و یا آموزشهای مجازی را می توان در نظر گرفت که توسط سرویس دهنده نرم افزاری رایانش ابری ارایه می گردد. این برنامه ها بر روی سرورها ذخیره می گردند و حسب درخواست کاربر در اختیار وی قرار می گیرند، در حالی که جزییات فنی از دید کاربر کاملاً مخفی است و کاربر نیازی به داشتن اطلاعات در خصوص فناوری زیرساخت ابری که از آن استفاده می کند، ندارد.

== مزایای استفاده از رایانش ابری ==
در زیر به چند نمونه از موارد اشاره می شود:
*قابلیت اطمینان بیشتر به داده ها:با توجه به اینکه در رایانش ابری داده ها بر روی ابر قرار دارند از اینرو خرابی کامپیوتر کاربر تاثیری بر روی داده ها نخواهد داشت.مضاف بر اینکه افزونگی لازم نیز در زیر ساخت ابری به نحوی توسط فراهم کنندگان آن دیده می شود که به شدت در برابر خرابی مقاوم است و راهکارهای متعددی برای تهیه نسخ پشتیبان که معمولا کاربران از آنها غافل هستند، بکار برده می شوند.
*امکان دسترسی از همه جا و در هر مکان:بدلیل آنکه داده ها در ابر قرار دارند، از اینرو کاربر قادر به دسترسی به داده های خود در هر زمان و هر مکانی خواهد بود. برای اینکار تنها لازم است که کاربر از تجهیز کامپیوتری خود که می تواند یک گوشی موبایل نیز باشد به اینترنت دسترسی داشته باشد.
*عدم وابستگی به سخت افزار:چون اسناد و برنامه های کاربردی روی ابر در همه حال به یک شکل هستند از اینرو تفاوتی نمی کند که با چه دستگاه سخت افزاری کاربر متصل شده است. در حقیقت اجرای برنامه ها تفاوتی نخواهد کردو دیگر نیازی به خرید سخت افزارهای مخصوص و یا ذخیره اسناد به فرمت های ویژه نمی باشد. سازگاری لازم از طرف ابر برای سخت افزار فراهم خواهد شد.
*ظرفیت نامحدود ذخیره سازی:به لحاظ نظری محدودیتی در استفاده از فضای ذخیره سازی ابری وجود ندارد. این موضوع در قیاس با حجم محدود فضای ذخیره سازی کامپیوترهای شخصی بسیار قابل توجه می باشد. عجیب به نظر نمی رسد اگر بگوییم هر چیزی را که نیاز به ذخیره کردن آن داریم ، می توانیم در فضای ابری ذخیره کنیم.
*هزینه پایین:بدلیل آنکه محاسبات مورد نیاز در فضای ابری انجام می شود از اینرو دیگر نیازی به استفاده از کامپیوترهای گرانقیمت در سمت کاربر نمی باشد و هزینه های مربوط به سخت افزار به شدت کاهش پیدا می کند. حتی با ساده ترین کامپیوترها که بلحاظ پردازشی و فضای دیسکی بسیار محدود می باشند، نیز می توانند از رایانش ابری حداکثر استفاده را ببرند. با توجه به اینکه اسناد در ابر ذخیره می شوند حتی نیازی به ذخیره اسناد و مستندات در کامپیوتر شخصی نمی باشد.
*ارتقای سریع نرم افزاری:از دیگر مزایای مربوط به رایانش ابری این است که دیگر نیازی به بروز رسانی نرم افزارها و یا اجبار به استفاده از نرم افزارهای قدیمی به دلیل هزینه بالای ارتقای آنها نمی باشد، چون در ابر اینکار بدون اینکه کاربر متوجه شود صورت می پذیرد. بدلیل مبتنی بر وب بودن برنامه ها ارتقا و بروزرسانی ها بصورت اتومات در ابر انجام شده و کاربر بدون پرداخت هزینه اضافی قادر به بهره برداری از آخرین نسخه نرم افزارها خواهد بود. 

== آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری ==
به صورت ساده آموزش مجازی به فرایند یادگیری از طریق اینترنت اشاره داد. ، گرچه آموزش مجازی جایگزین روش سنتی نخواهد شد، اما تا حد زیادی می تواند به بهبود بهره وری در امر آموزش کمک کند. آموزش مجازی دارای مزایای زیادی من جمله انعطاف پذیری، تنوع، دسترسی آسان و غیره می باشد که به عنوان یک متد اصلی برای یادگیری در دهه های اخیر تبدیل شده است. شکل زیر یک معماری از سیستم ساده آموزش مجازی را نشان می دهد: 
[http://176.56.146.166/pic1.jpg شکل - معماری یک سیستم ساده آموزشی] 

در روشهای سنتی مبتنی بر وب بدینگونه عمل می گردد که سیستم های مربوط به ایجاد و نگهداری آموزشهای مجازی در داخل موسسات آموزشی و یا شرکت پیاده سازی ، که این امر منجر به بروز بسیاری از مشکلات، از جمله نیاز به سرمایه گذاری زیاد اما بدون سود، مشکلات مربوط به پشتیبانی فنی و غیره می گردد. نتیجه این امر منجر به عدم توسعه آسان این سیستمها می شود. در مقابل، آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر مدلی را معرفی مینماید که مقیاسی برای بهره وری دارد. برای مثال ساخت سیستم آموزش مجازی به تامین کنندگان رایانش ابری سپرده میشود،که می تواند ارائه دهندگان و کاربران را برای رسیدن به وضعیت برد- برد یاری نماید. محیط مبتنی بر ابر از نسل جدیدی از سیستم های آموزش مجازی که قادر به اجرا در گستره طیف وسیعی از دستگاه های سخت افزاری که در حال ذخیره سازی داده در داخل ابر هستند، پشتیبانی می نماید. 
آموزش الکترونیکی هیچگاه نمی تواند به طور کامل جایگزین معلمان گردد و تنها در حوزه به روزرسانی تکنولوژی ، مفاهیم و ابزارهای جدید، ارائه محتوا، مفاهیم و روش ها برای آموزش مورد استفاده قرار می گیرد. در روش آموزش الکترونیکی میتنی بر ابر معلمان نقش رهبری و مشارکت در پیشرفت تحصیلی را خواهند داشت. 
از سوی دیگر، ابر آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر حرکت به سمت استفاده از تکنولوژی رایانش ابری در زمینه آموزش الکترونیکی می باشد و در آینده ای نزدیک زیرساختهای آموزش الکترونیکی شامل سخت افزار و منابع محاسباتی نرم افزاری درگیر در آموزش الکترونیک مبتنی بر این تکنولوژی خواهند بود. معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر در شکل زیر نشان داده شده است: 
[http://176.56.146.166/pic2.jpg شکل - معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر]
 
معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر پیشنهادی را می توان به لایه های زیر تقسیم تقسیم کرد: 
*لایه زیرساخت: این لایه از زیرساخت های سخت افزاری مانند حافظه فیزیکی، CPU و سرور های فیزیکی تشکیل شده اند. همچنین اطلاعات زیرساخت ها شامل اینترنت / اینترانت، نرم افزار سیستم، سیستم مدیریت اطلاعات و برخی از نرم افزارهای مشترک و سخت افزارمی باشد. بسترهای ارتباطی این لایه در پایین ترین سطح سرویس میان ابر قرار گرفته است. استفاده از تکنولوژی مجازی سازی سرور فیزیکی، منابع ذخیره سازی و شبکه های مجازی به عنوان بسترمورد استفاده در لایه های بالاتر نرم افزاری قرار می گیرند. 
*لایه منابع نرم افزار: به طور عمده از سیستم عامل و میان افزار تشکیل شده است. میان افزار منابع نرم افزاری متنوع را بصورت یکپارچه از طریق یک رابط واحد در اختیار توسعه دهندگان نرم افزار قرار می دهد. طوری که آنها می توانند به راحتی برنامه های کاربردی را توسعه داده و در ابر جهت استفاده قرار دهند. 
*لایه مدیریت منابع: این لایه اتصال راحتتر به منابع نرم افزاری و سخت افزاری را فراهم می نماید. با استفاده از استراتژی برنامه ریزی ,یکپارچه سازی, مجازی سازی و محاسبات ابری ، توزیع نرم افزار بر منابع مختلف سخت افزاری را می توان به دست آورد. 
*لایه سرویس: دارای سه سطح از سرویس یعنی،SaaS (نرم افزار به عنوان یک سرویس)، PaaS (بستر های نرم افزاری به عنوان یک سرویس)،IaaS (زیرساخت به عنوان یک سرویس) میباشد. در SaaS، محاسبات ابری سرویس به مشتریان ارائه می دهد. برخلاف نرم افزارهای سنتی کاربران از طریق اینترنت از نرم افزار استفاده می کنند. خرید نرم افزار و سخت افزار یک بار انجام می شود و با پرداخت هزینه ماهانه ناچیز دیگر نیاز به حفظ و ارتقاءآن نمی باشد. 
*لایه کاربردی: این لایه از برنامه های کاربردی خاص شامل تجمیع منابع آموزشی در مدل رایانش ابری ، دوره های تعاملی و به اشتراک گذاری منابع آموزشی تشکیل شده است . برنامه های تعاملی عمدتا برای معلمان، با توجه به یادگیرندگان و نیازهای آموزشی، با استفاده کامل از منابع اطلاعات پایه ساخته می شود و امکان تنظیم محتوای دوره و همچنین پیشرفت در هر زمان با توجه به بازخورد وجود دارد و می تواند دارای اثربخشی بیشتر نسبت به آموزش سنتی باشد. به اشتراک گذاری منابع آموزشی شامل منابع اطلاعاتی (مانند کتابخانه های دیجیتال) و منابع آموزشی انسانی از وظایف این لایه است. این لایه عمدتا شامل ماژولهای تولید محتوا، اهداف آموزشی، تحویل محتوا، ارزیابی و ماژول مدیریت می باشد. 
در مدل کلاسیک آموزش الکترونیکی، معلمان وظایف آموزشی مانند تدریس حضوری به طور منظم، و یا بررسی مهارت و تکالیف دانش آموزان را انجام می دهند. اما در معماری پیشنهادی معلمان به سوالات دانش آموزان پاسخ می دهند و آموزش های ضروری برای رفع مشکلات دانش آموزان ارائه می گردد. علاوه بر این، معلمان نیز می توانند به منظور ارتقاء آموزش از محتواهای آموزشی چند رسانه ای استفاده کنند. همچنین دانش آموزان میتوانند خارج از الگوهای یادگیریشان که بصور ت خودکار تعیین می گردد درس بخوانند. انجام آزمونهای برخط اینترنتی و ارائه تحلیلهای آماری خودکار به معلمان از هر بخشی که مورد مطالعه قرار گرفته است، از مزایای این روش می باشد. معلمان نیز دانش آموزان را تشویق به همکاری با یکدیگر در یادگیری مطالب ساده و یا انجام پروژه های پیچیده مبتنی برکار گروهی می نمایند. از طریق یادگیری گروهی، دانش آموزان به تنهایی نمی توانند دانش کسب نمایند، بلکه روح هماهنگی در تیم است که در امر آموزش و پرورش کمک می نماید . نتیجه این روش برای دانش آموزان بهبود مهارت در برخورد با مردم و افزایش ابراز توانایی خودشان می باشد. شکل زیر مقایسه بین آموزش الکترونیکی سنتی و رایانش ابری را ارائه می دهد.
[http://176.56.146.166/pic3.jpg شکل - مقایسه آموزش الکترونیکی سنتی و رایانش ابری]

== نمونه آموزش مجازی زبان برنامه نویسی مبتنی بر ابر ==
طبق تعریف زیمرمن یادگیری خود تنظیمی (SRL Self-Regulated Learning) شامل تعیین لیست استراتژی هایی دستیابی به اهدافی مانند برنامه ریزی، سازماندهی و ارسال، جستجوی اطلاعات ، نگهداری سوابق، تمرین و حفظ، بررسی، نظارت بر خود، خود ارزیابی، ساختار محیطی و جستجو برای کمک های اجتماعی است که می تواند به طور جداگانه و یا در ترکیب برای توسعه یادگیری خود تنظیم به کار گرفته شود. 
مطابق تعریف فوق در کشور هند یک سیستم مدیریت آموزشی LMS شامل بخش های مدیریت، مستندات، بررسی و ارزیابی، گزارشات و محتواهای آموزشی و آموزش برخط با استفاده از رایانش ابری جهت آموزش زبان برنامه نویسی C پیاده سازی گردیده است. این دوره در شش سطح به خاطر سپاری، درک مطلب، اجرا، تجزیه و تحلیل، ارزیابی و ایجاد برنامه طراحی گردیده است. در ادامه در خصوص هر یک از این سطوح توضیحات لازم ارایه می گردد: 
1-به خاطر سپاری: در این سطح به دانش آموزان محتواهایی مانند الگوی دستورات و ساختار برنامه که باید در حافظه بلند مدت قرار گیرد ارائه می گردد.تمرینات این سطح برای آزمایش شناخت و قابلیت به خاطر سپاری دانش آموزان طراحی گردیده است. 
2-درک مطلب: برای درک مطلب توسط دانش آموزان ، محتواهای ارائه شده در این سطح به گونه ای طراحی شده اند که به دانش آموزان در درک مفاهیم زبان C کمک می کنند. تمرینات این سطح جهت ارزیابی توانایی تفسیر، طبقه بندی، مقایسه و مهارت بیان دانش آموزان طراحی گردیده است. 
3-اجرا : محتواهای ارائه شده به دانش آموزان جهت اجرای مباحث یاد گرفته شده زبان C کمک خواهندکرد.هدف اصلی در این سطح توانایی دانش آموزان جهت تمرکز در بکارگیری مفاهیم می باشد.تمرینات این سطح برای آزمایش توانایی اجرا و پیاده سازی توسط دانش آموزان طراحی گردیده است. یک سری ابزار مانند یک ویرایشگر C به همراه کامپایلر آن برای اجرای تمرینها در اختیار دانش آموزان قرار داده می شود. 
4-تجزیه و تحلیل: در این سطح از این دوره، دانش آموزان از محتواهایی که به تجزیه و تحلیل موضوعات یاد گرفته شده کمک می کنند، بهرمند می گردند. تمرینات در این سطح جهت تعیین سطح تفاوتهای مهارت های دانش آموزان طراحی گردیده است. 
5- ارزیابی: تمرکز عمده در این سطح بر ارزیابی مهارت های دانش آموزان با استفاده از تمرینهایی که توانایی نقد و داوری آنها را سنجش می نماید، می باشد. 
6-ایجاد : در سطح نهایی این دوره ، دانش آموزان دانش به دست آورده و خلاقیتهای خود را اجرا می نمایند. 
در این راستا برای اجرا و پیاده سازی مطالب فوق ، سیستمی بصورت کاملا وب سرویسی طراحی گردیده است. از ویژگیهای خاص این سیستم استفاده از پروتکل SOAP می باشدکه در آن قالب XML به عنوان ستون فقرات ارسال و دریافت پیام های وب سرویس استفاده شده است. در ضمن برای گرفتن بازخورد از پیشرفت تحصیلی دانش اموزان یک زیر سیستم به صورت وب سرویس نیز طراحی گردیده است که به معلم جهت تعیین سطح و وضعیت پیشرفت دانش آموز کمک می کند. 

== ابزارهای پایش ==
ثبت رویدادهایی که توسط گوشی موبایل در هنگام اتصال به یک وب سایت انجام می شود را می توان به سه گروه به شرح ذیل طبقه بندی نمود:
*ثبت تعاملات کاربران: شامل برنامه های ثبت کننده مجموعه تعاملاتی که کاربر با رابط کاربری برقرار می کند. نرم افزار "Event Recorder for Android Web Applications" نمونه ای از این دست نرم افزارها می باشد.
*اجرا کننده خودکار وقایع: این نرم افزارها به ترتیب وقایعی که توسط مجموعه ای از دستورات معین رخ می دهد را ثبت می کنند. برای مثال ثبت مجموعه ای از فعل و انفعالاتی که در یک یا چند دستگاه رخ می دهند.این گروه از برنامه ها اجازه برنامه نویسی برای یکسری از رویدادهای سطح بالا , به منظور آزمایش آنها در یک پلت فرم پیوسته و همچنین برخی از فریم ورک های نوشته شده به زبانهای سطح بالا از هر سیستم , برای تولید وقایع در همان سیستم را می دهند. نرم افزارهای "Robotium" و "ZAP-fix" نمونه ای از این دست نرم افزارها می باشند.
*ثبت کننده کلیدهای زده شده: یک نوع نرم افزار یا دستگاه سخت افزاری می باشد که تاریخچه کلیدهای زده شده را در یک فایل ذخیره می کند و یا از طریق اینترنت و بوسیله پست الکترونیکی آنها را ارسال می کند. ثبت کننده کلیدها اغلب به عنوان نرم افزارهای مخرب و یا برای کنترل کودکان مورد استفاده قرار می گیرند. نمونه ای از این نوع نرم افزارها برای دستگاههای تلفن همراه "KidLogger" می باشد.

== آموزش مجازی از طریق موبایل (زیر ساخت, معماری و ابزار) ==
یادگیری سیار یکنوع یادگیری است كه در آن دانش آموز در یک مكان مشخص ثابت مانند محل سکونت و یا محل آموزشي قرار ندارد و دانش آموز مي تواند از فرصت های ارائه شده توسط فن آوری تلفن همراه در امر یادگیری استفاده نمايد. 
امروزه تعداد زیادی از کاربران دارای دستگاه های تلفن همراهی می باشند كه ویژگی های چند رسانه ای را بهبود بخشیده اند و تقریبا در هر زمان به شبکه های ارتباطی با دسترسي بالا متصل هستند. انقلاب در زمينه دستگاه های تلفن همراه محدودیت های زمانی و مکانی را حذف نموده است و اجراي فرامين را در هر مکان و در هر زمانی اجازه می دهد .از سوی دیگر نیز برخی مشکلات به دلیل تنوع زیاد دستگاه های تلفن همراه در دسترس کاربران و همچنین تنوع در اهداف آموزشی کاربران وجود دارد. 
از این منظر، انطباق محتوا یکی از مؤلفه های مهم آموزشی در بحث تلفن همراه مي باشد زيرا كه پاسخگویی به طیف وسیعی از نیازهای مربوط به منابع نرم افزاري تکراری را ميسر مي سازد. الزامات مورد نیاز با توجه به اجزای نرم افزار ها،منابع چند رسانه ای و سرویس ها تعیین می گردند . انطباق محتوا با توجه به عملکرد ویژگی های دستگاه های تلفن همراه و تنظیمات کاربران , توانایی یک سیستم برای تغییر به محتوای ارائه شده بصورت پویا به هر کاربر می باشد. هدف از سیستم انطباق محتوا تعیین ارزش ها , از ویژگی های در حال تغییر در طول فرایند آموزش می باشد. از مزایای اصلی انطباق محتوا می توان به کاهش زمان مورد نیاز برای آموزشها، کاهش هزینه های آموزش ورشد بهره وری اشاره نمود. 
=== تکنولوژیهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
توسعه برنامه های کاربردی چند رسانه ای در طی چند سال گذشته را می توان نتیجه استفاده زیاد از داده های چند رسانه ای در امر آموزش با توجه به رشد صعودی اینترنت، دانست .در نتیجه ،اهمیت پژوهش در زمینه تکنولوژیهای چند رسانه ای افزایش یافته است. چرا که بر خلاف داده های سنتی , تکنیک های مدیریتی و پرس و جو که از امکانات و ویژگی های داده های چند رسانه ای می باشند ، از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند. 
===ویژگیهای داده های چند رسانه ای===
داده های چند رسانه ای دارای انواع متفاوتی به شرح ذیل می باشند : 
•برخی از داده ها وابسته به زمان است و برخی دیگر مستقل از زمان 
•برای نمایش داده های چند رسانه ای از فرمت های مختلف استفاده می شود. 
•برخی از داده ها ساخت یافته است و برخی بدون ساختار یا نیمه ساختار یافته می باشند. 
•برخی ممکن است برای انتقال انواع داده از راه دور به یک زمان کوتاه و برخی به زمان زیاد احتیاج داشته باشند. 
در مقایسه با سیستم های مبتنی بر متن، برنامه های کاربردی چندرسانه ای دارای درک قوی تری با توجه به دارا بودن ویدئو، صدا، انیمیشن و تصاویر میباشد. اما بین تفکر کاربران در مورد واقعیت و نمایش فیزیکی داده های چند رسانه ای اختلاف بزرگی است.کاربران می خواهند به داده های چند رسانه ای در سطح درک خود از شی دسترسی داشته باشند. اما در سیستم های چند رسانه ای تمایل برای نشان دادن داده های چند رسانه ای بر اساس سطوح درک پایین مانند رنگ ها، الگوها، بافت و شکل ( بدون ترکیب این ویژگی ها ) وجود دارد و هیچ راهی برای نشان دادن خودکار این موضوع، بر اساس تفکر انسانی وجود ندارد. تحقق بخشیدن به نمایش داده های چندرسانه ای بر اساس دیدگاه انسان بسیار مشکل است. هیچ سیستم داده های چندرسانه ای توانایی درک خودکار و شناسایی و طبقه بندی موضوعات را ندارد. استفاده از داده های چندرسانه ای برای ارائه موضوعات یک چالش بزرگ در سیستم آموزش سیار می باشد. 
===راه کارهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
آموزش سیار به دستگاه های گیرنده سیار و دستگاههای جانبی و تکنولوژیهای ارتباطی مانند گوشی موبایل, PDA ، کامپیوتر قابل برنامه ریزی ، آی پاد، دستگاه پخش ویدئو های شخصی و دوربین های دیجیتال ویدئویی وابسته می باشد. راه کارهای چندرسانه ای برای آموزش سیار شامل موارد ذیل می باشد: 
*واقعیت مجازی و شبیه سازی محیط : راهکاری پیچیده برای آموزش و تمرینات تعاملی را فراهم می آورد.واقعیت مجازی می تواند یک فضای محدود و یا فضای باز، در داخل طبیعت را شبیه سازی نماید و اجازه اجرای انواع تعاملات را به کاربر می دهد. 
*برنامه های نرم افزاری تعاملی: شرایط عملی متفاوت را شبیه سازی و روند آموزشی را تسهیل می نماید. 
*استفاده از دستگاه های جانبی و تجهیزات چندرسانه ای : امکان جمع آوری و تفسیر مقادیر از طریق رسانه های مختلف را به صورت برخط بوجود می آورد. این روش اجازه استفاده از راه حل های غیر رسمی برای آموزش و بازدید مکانهایی مانند: باغ گیاهان، باغ وحش، رودخانه ها و غیره را می دهد. 
نرم افزارهای کاربردی تلفن همراه کنترل محیطی بهتری را ارائه می دهند و می توانند معایبی مانند: وجود اختلال در ارتباطات ، محدودیت پهنای باند شبکه های ارتباطی ، محدودیت فضای ذخیره سازی و عدم وجود تنوع ابزار تعاملی را بر طرف نمایند.همچنین امکان بهبود تجارب اجتماعی در مقایسه با روشهای یادگیری کلاسیک را فراهم می کنند.
 

== کاربرد رایانش ابری در آموزش سیار ==
(MCC (MOBILE CLOUD COMPUTING از سه مفهوم رایانش ابری ,رایانش سیار و شبکه تشکیل شده است. ویژگی های جالب و جذاب MCC پارادایم تحرک با امکان قابلیت های زیاد می باشد. ما رایانش ابری سیار را به این صورت تعریف می کنیم: "یک تکنولوژی قدرتمند رایانش سیارکه ابزار یکپارچه از منابع ابرهای متنوع و تکنولوژیهای شبکه را نسبت به قابلیت های نامحدود ذخیره سازی و تحرک در اختیار قرار می دهد. رایانش ابری به بسیاری از دستگاه های تلفن همراه در همه جا ، در هر زمان و از طریق کانال اینترنت ، بدون در نظر گرفتن محیط های ناهمگن و سیستم عامل، بر اساس اصل پرداخت به ازای استفاده سرویس می دهد." 
استفاده از MCCمزایای توزیع، فاصله ، منابع غنی، زیرساخت های ابر وتقویت بسیاری از دستگاه های تلفن همراه، به ویژه گوشی های هوشمند و کاهش کاستی های آنها را در بر دارد. پیش بینی دستاوردهای آینده استفاده ازMCC در حوزه های مختلف مانند بهداشت و درمان (مانندtelemonitoring و telesurgery)، آموزش و پرورش، کسب و کار فناوری اطلاعات ، توسعه شهری و روستایی و شبکه های اجتماعی می باشد.در این راستا، تلاش های زیادی مانند استقرار فن آوری رایانش ابری برای افزایش قابلیت گوشی های هوشمند صورت پذیرفته است. 
علاوه بر این، اعمال نفوذ در منابع مجازی به منظور افزایش امنیت اطلاعات در گوشی های هوشمند سودمند است چرا که آنها دائما مستعد سرقت، از بین رفتن و آسیب های فیزیکی می باشند. Dropbox و SugarSync از جمله خدمات ذخیره سازی ابر هستند که می توانند داده های واقع در دستگاه های مختلف محاسباتی (به عنوان مثال تلفن های هوشمند، تبلت، و لپ تاپ) را همگام سازی نمایند.همانگونه که در شکل 1 مشاهده می گردد لایه واسط(Arbitrator Layer) به معماری چند لایه سیستم عامل موبایل (MNO) اضافه گردیده است که به شرح هریک از این بخش ها که در شکل 4 مشاهده می شود , می پردازیم.
 

===لایه واسط Arbitrator Layer ===
این لایه از سیستم عامل موبایل در واقع به عنوان واسط بین بخش جلویی(front- end -شامل ابر کاربران تلفن همراه) و بخش عقبی(back- end - شامل ارائه دهندگان سرویس ابر) می باشد. این لایه درخواست تخصیص منابع از لایه SOA را دریافت می نماید و لایه زیرساخت را بررسی می کند تا سرویسی که اجرای کارآمدتری دارد را تعیین کند. سپس یک کپی مستقل از این سرویس به لایه زیرساخت به عنوان مرجع برای مراجعات بعدی منتقل خواهد شد. در این روش، سربار شبکه به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد. 
*زمانبندی کننده منابع: هنگامی که یک سرویس جدید در بخش رجیستری سرویس ثبت و ذخیره شد ، درخواست تخصیص به بخش زمانبندی کننده منابع فرستاده می شود. بخش زمانبندی کننده خواص درونی و توصیفی سرویس را تجزیه و تحلیل می نماید و سرویسی که کارایی بالاتری دارد را برای اجرا تعیین می کند.
*سرویس پروفایل: یکی از مسئولیت های واسط می باشد برای نظارت بر اعتبار و عملکرد سرویس و در صورت نیاز جایگزین آنها با سرویس مناسب تر می باشد. ماژول سرویس پروفایل یک سناریو تعریف شده برای ارزیابی عملکرد واقعی سرویس دارد. اگر عملکرد سرویسی مطابق با شرح سرویس نباشد برای نگه داشتن موثر سیستم آن سرویس توسط یک سرویس کارآمد تر جایگزین می شود. 
*پروفایل کاربر: از آنجا که سرویسهای مختلفی از طرف مصرف کنندگان سرویس درخواست می گردند ، سازمان دهی یا تنظیمات شخصی مهم هستند. بنابراین ماژول پروفایل کاربر مسئول نظارت و ذخیره ترجیحات کاربران جهت تحویل خدمات سفارشی و اجرای سرویسها بر اساس این معیارهای حاصله می باشد.
*جمع آوری کننده اعمال کاربر در زمان اجرا: به منظور افزایش کارایی و عملکرد سیستم ،جمع آوری اعمال کاربر در زمان اجرا یک فرایند حیاتی است. اطلاعات مربوط به این اعمال می تواند در زمانبندی قوی و مجدد منابع در این معماری به ما کمک کند. 
*اجرا کننده استاندارد: استاندارد سازی یکی از تکنیک های مفید جهت رفع عدم تجانس درمحیط های ناهمگن MCC می باشد. از این رو، توجه به استانداردها در طراحی معماری بسیار مهم است. این ماژول مسئول نظارت و اجرای استانداردسازی برای سرویسها می باشد. 
*تجزیه و تحلیل محاسباتی: در طی مقدار دهی اولیه در بخش رجیستری سرویس ، یک لایه خاص زیرساخت به هر سرویس اختصاص داده می شود. با این حال، نمی توان از انتخاب بهینه مطمئن بود. از این رو، برای دستیابی به عملکرد بهینه، ماژول تجزیه تحلیل محاسباتی بر قابلیت های محاسباتی منابع اختصاص داده شده نظارت می کند. 
*تجزیه و تحلیل عملکرد: از آنجایی که هدف معماری ما کاهش زمان تاخیر شبکه می باشد، ماژول تجزیه و تحلیل عملکرد وظیفهس اش تجزیه و تحلیل تاخیر ارتباطی و الگوی مصرف منابع سرویس های مختلف است. اگر مقدار منابع مورد نیاز برای اجرای یک سرویس خاص با عوامل دیگر مانند ارتباطات مطابقت نداشته باشد و از اینرو موجب تعویق اجرای سرویس گردد ، آنگاه تقاضای زمانبندی منابع جهت تعیین زیرساخت های مناسب تر تکرار می گردد. علاوه بر این، نظارت بر رابطه بین تعداد دفعات درخواست و اجرای سرویس و مقدار منابع مصرف شده وظیفه این ماژول می باشد. نتایج حاصل از این تجزیه و تحلیل به منظور ارتقاء کیفیت طور کلی مفید است. به عنوان مثال، اگر یک سرویس حساس به تاخیر ابر بیش از حد فراخوانی گردد، این سرویس را می توان به نزدیکترین سیستم عامل موبایل مجاور منتقل نمود یا به ارائه دهنده مجاز برای مقابله با تاخیر ارتباطاتی مراجعه نمود. 

== کاربرد تکنولوژی Edge ==
شبکه EDGE آخرین مرحله میان GPRS و UMTS است که نویدبخش سه برابرسازی ظرفیت شبکه‌های GSM با صرف هزینه اندک است. فناوری EDGE به بهره‌بردار امکان می‌دهد با ارائه مجموعه‌ای از خدمات اینترنتی و چندرسانه‌ای به درآمدهای تازه‌ای دست یابد. EDGE ساده و ارزان می‌نماید اما به هر حال دست آورد ارتقاء دادن شبکه GPRS به شبکه EDGE باید از چنان کیفیت خدماتی برخوردار باشد که برآورنده نیازهای کاربرد‌های داده‌ محور باشد.برای بهره‌برداران دارای مجوز UMTS ، شبکه EDGE راهی جذاب برای ارائه خدمات نسل سوم در خارج از نواحی شهری متراکم را فراهم می نماید. هنگامی که مشترک از ناحیه پوشش UMTS بیرون می‌رود، افزایش سرعت ارسال داده افت کیفیت خدمات را تا حدی جبران می‌کند. 
===معیارهای کارآیی===
برای سنجش کارآیی شبکه‌های IP مثل شبکه EGPRS از چهار معیار گذردهی، اتلاف، تأخیر و لغزش می‌توان بهر‌ه گرفت. تأثیر هر کدام از این معیارها به کیفیت خدمات رسانی به کاربر و یا خدمات موردنظر بستگی دارد. 
گذردهی به معنای تعداد بایت‌هایی است که می‌توان در هر ثانیه از خط ارتباط EDGE عبور داد و بنابراین بیان‌گر قابلیت هر لینک در ارائه خدماتی مانند گشت و گذار در اینترنت یا ارسال ویدیو به صورت بلادرنگ است. اتلاف به درصد بسته‌های داده‌ای از دست رفته در شبکه اطلاق می‌شود. بسته‌های از دست رفته را دوباره باید ارسال کرد که این امر سرعت انتقال داده‌ها برای مشترک را کاهش می‌دهد. تأخیر به میزان زمانی گفته می‌شود که صرف انتشار بسته‌های IP از طریق شبکه می‌شود. تأخیر هم بر سرعت ارسال داده از دید مشترک اثر منفی می‌گذارد و از جمله معیارهای کلیدی در ارتباطات صوتی بلا‌درنگ است. معیار آخر نیز لغزش است که به تغییرات آماری تأخیر اطلاق می‌شود. 
در EDGE از مدولاسیون ۸ PSK- استفاده می‌شود که می‌تواند با استفاده از شکاف‌های زمانی استاندارد GSM ،گذردهی داده‌ای GPRS را سه برابرکند. اما EDGE شمار شکاف‌های زمانی را افزایش نمی‌دهد، بنابراین بهره‌بردار همچنان با محدودیت ظرفیت در بسیاری از موارد مواجه است. در واقع ممکن است در برخی شرایطEDGE اوضاع را بدتر هم بکند زیرا با ارائه خدمات جدید و پرسرعت سبب می‌شود حجم انتقال داده‌ها به گونه‌ای سرسام‌آور افزایش یابد. شکی نیست که افزایش ترافیک داده‌ها باعث افزایش درآمدها می‌شود اما بسیاری از بهره‌برداران هم دچار معضلی به نام کمبود ظرفیت خواهند شد. 
===بهینه‌سازی===
بهره‌برداران برای رفع معضل کمبود ظرفیت باید تخصیص درست کانال‌ها را در دستور کار خود قرار دهند. یعنی باید کانال را به گونه‌ای به کاربردها اختصاص داد که مشترکین در موقع و مکان مناسب خود به پهنای باند کافی دسترسی داشته باشند. برای مثال، مشترکی که می‌خواهد حجم بزرگی از داده‌ها را بارگذاری کند از کاهش ناگهانی پهنای باند دلخور می‌شود اما کاربری که دارد از پست الکترونیکی استفاده می‌کند حتی متوجه چنین کاهشی نمی‌شود. 
ترازبندی ظرفیت براساس شمار کاربران و میزان پهنای باند لازم برای کاربردهای موردنظرش در تمامی زمان‌ها، محور اصلی عملیات بهینه‌سازی را تشکیل می‌دهد. تخصیص فرکانس، کار دشواری نیست زیرا می‌توان از کانال‌های EDGE در چارچوب طرح موجود تخصیص فرکانس استفاده کرد و آنها را همانند کانال‌های GSM تخصیص داد. 
در کاربردهای مبتنی بر پروتکل کنترل انتقال باید تمامی داده‌های از دست رفته بر اثر تداخل را دوباره ارسال کرد و این اثر منفی زیادی درلایه کاربرد به جای می‌گذارد و در نهایت باعث ناخرسندی کاربر می‌شود. برای حل این معضل دو راه وجود دارد، یکی کوچک‌ کردن اندازه سلول‌ها و دیگری استفاده از شیوه‌های کدگذاری بهتر می باشد. شیوه دوم باعث می‌شود شمار دفعات ارسال داده‌ها کاهش یابد. افزایش سرعت ارسال داده‌ها به معنای افزایش حجم جابه‌جایی داده‌ها در شبکه هسته است که این الگوی ترافیک داده ها را بطور چشم‌گیری تغییر می‌دهد. اغلب ادعا می‌شود که در EDGE نیازی به تغییر شبکه هسته نیست و این از دیدگاه پروتکلی درست است. اما ممکن است شبکه هسته موجود دارای ظرفیت لازم برای پوشش دادن EDGE نباشد. بهره‌بردارانی که می‌خواهند به سراغ EDGE بروند باید شرایط EDGE را شبیه‌سازی کنند و شبکه هسته را تحت آزمایش‌های دقیق قرار دهند.تأخیر می‌تواند در شبکه هسته یا سایر شبکه‌های درگیر با انتقال داده‌ها ایجاد شود. بنابراین حتی اگر همه شبکه هسته سلولی از لحاظ پوشش دادن حجم داده‌ها کم و کسری نداشته باشد باز ممکن است شبکه‌های همکارش توانایی لازم را نداشته باشند و این عامل تعیین کننده‌ای در موضع‌گیری مشترکین در قبال شبکه تلفن همراه به حساب می‌آید.

== الگوی سرویس غیر برخط موبایل با روش REST ==
در موبایل شرایط محیطی برای یک سرویس بطور پیوسته در حال تغییر است. ارتباط صحیح دائمی را نمی توان تضمین کرد.بنابراین الگوی معماری رایانش ابری باید به خوبی الگوهای پردازش غیر برخط را پشتیبانی کند.استراتژیهای صف(Queue) , Cache و اطلاعات Information ممکن است به نوع سرویس محتوا و نوع عملیات وابسته باشند.برای مثال یک درخواست اطلاعات از ابر ممکن است در حالت پیشرفته Cache شود یا برعکس یک در خواست به روزآوری در صف Queue قرار بگیردکه البته موارد فوق به نوع سرویس ارائه محتوا بستگی دارد. برای پیاده سازی این درخواستها از روالهای اتصال از راه دور مانند SOAP,XML-RPC,COBRA, .NET Remoting که بر عملیات درونی نظارت دارند می توان استفاده نمود.

== نتیجه گیری ==
در این تحقیق ابتدا تعریفی از محیط رایانش ابری به همراه نقاط قوت آن عنوان و سپس ساختار آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری در مقایسه با روش های سنتی آموزش الکترونیک بیان گردیده است و تفاوتهای و مزایای آنها مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه پیاده سازی شده این امر در کشور هند جهت آموزش درس برنامه نویسی سی بکار گرفته شده است که در آن از وب سرویسها استفاده شده است. در ادامه ابزار هایی که که برای ارزیابی وضعیت و تعاملات کاربر لازم است تشریح شده اند و در نهایت زیر ساختها , معماری, روشهای پیاده سازی و تکنولوژی های ارتباطی آموزش مجازی سیار که یکی از روش های جدید آموزش مجازی می باشد، بررسی گردیده است.

== درخت دانش ==
[http://176.56.146.166/tree.jpg شکل - درخت دانش]
 

== مراجع ==
[1] Garcia, E.; Garcia, A.; Garcia-Cabot, A.; de-Marcos, L.; Hilera, J.
 
Development of an Application for Mobile Devices to Record Learner Interactions with Web-Based Learning Objects
 
12th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT), 2012
 
[2] Thamarai Selvi, S.; Panneerselvam, K.
 
A Self-regulated Learning approach for programming language using cloud-based Learning Management System
 
International Conference on Recent Trends In Information Technology (ICRTIT), 2012
 
[3] Md. Anwar Hossain Masud, Xiaodi Huang
 
An E-learning System Architecture based on Cloud Computing
 
5th IEEE International Conference on Cloud Computing (CLOUD), 2012
 
[4] Damm, S.; Ritz, T.; Strauch, J.
 
Adaption of Archetype Patterns for mobile cloud-based business apps
 
IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications Workshops (PERCOM Workshops),2011

آموزشهاي مجازي با استفاده از تكنولوژي رايانش ابري(cloud computing)

2015-01-29T23:32:41Z

92231535: /* آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری */

== چکیده ==
در طی چند سال اخیر رایانش ابری به شدت مورد توجه کارشناسان و محققان فناوری قرار گرفته است. بر پایه آن شرکت های عظیم کامپیوتری نسبت به استفاده از این تکنولوژی در راستای ارایه خدمات و سرویسهای الکترونیکی خود به کاربران اقدام نموده اند. با این روند رو به رشد استفاده از این تکنولوژ ی، بعید به نظر نمی رسد که در آینده ای نزدیک اکثر شرکت ها سرویسها و خدمات الکترونیکی خود را بر این اساس عرضه نمایند از جلمه خدمات الکترونیکی که در این تکنولوژی می تواند مورد استفاده قرار گیرد، بحث آموزشهای مجازی می باشد. رایانش ابری در آموزش مجازی علی الخصوص آموزش مجازی سیار که عمدتاً از طریق موبایل صورت می پذیرد، می تواند نقش عمده ای را ایفا نماید. راهکارها و معیارهای کارآیی و بهینه سازی در این خصوص وجود دارند که می توانند مورد استفاده قرار گیرند.

== مقدمه ==
رایانش ابری یا Cloud Computing راهکارهایی را برای ارایه خدمات فناوری به کاربران مشابه آنچه که در بعضی از صنایع با کاربرد سراسری (مانند صنعت آب ، صنعت برق و ...) وجود دارد ، ارایه می دهد. این تکنولوژی اصولاً بر پایه اینترنت تعریف می شود که در آن الگویی تازه جهت ارایه سرویسهای فناوری (شامل نرم افزار، سخت افزار و سایر منابع اشتراکی) بکار گرفته می شود. در حقیقت در این تکنولوژی دسترسی به منابع فناوری اطلاعات به هنگام ارایه درخواست از طرف کاربر و بر اساس میزان تقاضای کاربر ، به وی ارایه می گردد. دلیل استفاده و تشبیه اصطلاح "ابر" به اینترنت که در شماتیک های شبکه ای نیز از شکل ابر برای نشان دادن اینترنت استفاده می شود ، در این است که اینترنت همچون ابری جزییات فنی را از دید کاربران نهایی پنهان می سازد. به معنای دیگر یک لایه انتزاعی را بین کاربران و جزییات فنی بوجود می آورد. به عنوان مثال برنامه های کاربردی تجاری و یا آموزشهای مجازی را می توان در نظر گرفت که توسط سرویس دهنده نرم افزاری رایانش ابری ارایه می گردد. این برنامه ها بر روی سرورها ذخیره می گردند و حسب درخواست کاربر در اختیار وی قرار می گیرند، در حالی که جزییات فنی از دید کاربر کاملاً مخفی است و کاربر نیازی به داشتن اطلاعات در خصوص فناوری زیرساخت ابری که از آن استفاده می کند، ندارد.

== مزایای استفاده از رایانش ابری ==
در زیر به چند نمونه از موارد اشاره می شود:
*قابلیت اطمینان بیشتر به داده ها:با توجه به اینکه در رایانش ابری داده ها بر روی ابر قرار دارند از اینرو خرابی کامپیوتر کاربر تاثیری بر روی داده ها نخواهد داشت.مضاف بر اینکه افزونگی لازم نیز در زیر ساخت ابری به نحوی توسط فراهم کنندگان آن دیده می شود که به شدت در برابر خرابی مقاوم است و راهکارهای متعددی برای تهیه نسخ پشتیبان که معمولا کاربران از آنها غافل هستند، بکار برده می شوند.
*امکان دسترسی از همه جا و در هر مکان:بدلیل آنکه داده ها در ابر قرار دارند، از اینرو کاربر قادر به دسترسی به داده های خود در هر زمان و هر مکانی خواهد بود. برای اینکار تنها لازم است که کاربر از تجهیز کامپیوتری خود که می تواند یک گوشی موبایل نیز باشد به اینترنت دسترسی داشته باشد.
*عدم وابستگی به سخت افزار:چون اسناد و برنامه های کاربردی روی ابر در همه حال به یک شکل هستند از اینرو تفاوتی نمی کند که با چه دستگاه سخت افزاری کاربر متصل شده است. در حقیقت اجرای برنامه ها تفاوتی نخواهد کردو دیگر نیازی به خرید سخت افزارهای مخصوص و یا ذخیره اسناد به فرمت های ویژه نمی باشد. سازگاری لازم از طرف ابر برای سخت افزار فراهم خواهد شد.
*ظرفیت نامحدود ذخیره سازی:به لحاظ نظری محدودیتی در استفاده از فضای ذخیره سازی ابری وجود ندارد. این موضوع در قیاس با حجم محدود فضای ذخیره سازی کامپیوترهای شخصی بسیار قابل توجه می باشد. عجیب به نظر نمی رسد اگر بگوییم هر چیزی را که نیاز به ذخیره کردن آن داریم ، می توانیم در فضای ابری ذخیره کنیم.
*هزینه پایین:بدلیل آنکه محاسبات مورد نیاز در فضای ابری انجام می شود از اینرو دیگر نیازی به استفاده از کامپیوترهای گرانقیمت در سمت کاربر نمی باشد و هزینه های مربوط به سخت افزار به شدت کاهش پیدا می کند. حتی با ساده ترین کامپیوترها که بلحاظ پردازشی و فضای دیسکی بسیار محدود می باشند، نیز می توانند از رایانش ابری حداکثر استفاده را ببرند. با توجه به اینکه اسناد در ابر ذخیره می شوند حتی نیازی به ذخیره اسناد و مستندات در کامپیوتر شخصی نمی باشد.
*ارتقای سریع نرم افزاری:از دیگر مزایای مربوط به رایانش ابری این است که دیگر نیازی به بروز رسانی نرم افزارها و یا اجبار به استفاده از نرم افزارهای قدیمی به دلیل هزینه بالای ارتقای آنها نمی باشد، چون در ابر اینکار بدون اینکه کاربر متوجه شود صورت می پذیرد. بدلیل مبتنی بر وب بودن برنامه ها ارتقا و بروزرسانی ها بصورت اتومات در ابر انجام شده و کاربر بدون پرداخت هزینه اضافی قادر به بهره برداری از آخرین نسخه نرم افزارها خواهد بود. 

== آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری ==
به صورت ساده آموزش مجازی به فرایند یادگیری از طریق اینترنت اشاره داد. ، گرچه آموزش مجازی جایگزین روش سنتی نخواهد شد، اما تا حد زیادی می تواند به بهبود بهره وری در امر آموزش کمک کند. آموزش مجازی دارای مزایای زیادی من جمله انعطاف پذیری، تنوع، دسترسی آسان و غیره می باشد که به عنوان یک متد اصلی برای یادگیری در دهه های اخیر تبدیل شده است. شکل زیر یک معماری از سیستم ساده آموزش مجازی را نشان می دهد: 
[http://176.56.146.166/pic1.jpg شکل - معماری یک سیستم ساده آموزشی] 

در روشهای سنتی مبتنی بر وب بدینگونه عمل می گردد که سیستم های مربوط به ایجاد و نگهداری آموزشهای مجازی در داخل موسسات آموزشی و یا شرکت پیاده سازی ، که این امر منجر به بروز بسیاری از مشکلات، از جمله نیاز به سرمایه گذاری زیاد اما بدون سود، مشکلات مربوط به پشتیبانی فنی و غیره می گردد. نتیجه این امر منجر به عدم توسعه آسان این سیستمها می شود. در مقابل، آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر مدلی را معرفی مینماید که مقیاسی برای بهره وری دارد. برای مثال ساخت سیستم آموزش مجازی به تامین کنندگان رایانش ابری سپرده میشود،که می تواند ارائه دهندگان و کاربران را برای رسیدن به وضعیت برد- برد یاری نماید. محیط مبتنی بر ابر از نسل جدیدی از سیستم های آموزش مجازی که قادر به اجرا در گستره طیف وسیعی از دستگاه های سخت افزاری که در حال ذخیره سازی داده در داخل ابر هستند، پشتیبانی می نماید. 
آموزش الکترونیکی هیچگاه نمی تواند به طور کامل جایگزین معلمان گردد و تنها در حوزه به روزرسانی تکنولوژی ، مفاهیم و ابزارهای جدید، ارائه محتوا، مفاهیم و روش ها برای آموزش مورد استفاده قرار می گیرد. در روش آموزش الکترونیکی میتنی بر ابر معلمان نقش رهبری و مشارکت در پیشرفت تحصیلی را خواهند داشت. 
از سوی دیگر، ابر آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر حرکت به سمت استفاده از تکنولوژی رایانش ابری در زمینه آموزش الکترونیکی می باشد و در آینده ای نزدیک زیرساختهای آموزش الکترونیکی شامل سخت افزار و منابع محاسباتی نرم افزاری درگیر در آموزش الکترونیک مبتنی بر این تکنولوژی خواهند بود. معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر در شکل زیر نشان داده شده است: 
[http://176.56.146.166/pic2.jpg شکل - معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر]
 
معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر پیشنهادی را می توان به لایه های زیر تقسیم تقسیم کرد: 
*لایه زیرساخت: این لایه از زیرساخت های سخت افزاری مانند حافظه فیزیکی، CPU و سرور های فیزیکی تشکیل شده اند. همچنین اطلاعات زیرساخت ها شامل اینترنت / اینترانت، نرم افزار سیستم، سیستم مدیریت اطلاعات و برخی از نرم افزارهای مشترک و سخت افزارمی باشد. بسترهای ارتباطی این لایه در پایین ترین سطح سرویس میان ابر قرار گرفته است. استفاده از تکنولوژی مجازی سازی سرور فیزیکی، منابع ذخیره سازی و شبکه های مجازی به عنوان بسترمورد استفاده در لایه های بالاتر نرم افزاری قرار می گیرند. 
*لایه منابع نرم افزار: به طور عمده از سیستم عامل و میان افزار تشکیل شده است. میان افزار منابع نرم افزاری متنوع را بصورت یکپارچه از طریق یک رابط واحد در اختیار توسعه دهندگان نرم افزار قرار می دهد. طوری که آنها می توانند به راحتی برنامه های کاربردی را توسعه داده و در ابر جهت استفاده قرار دهند. 
*لایه مدیریت منابع: این لایه اتصال راحتتر به منابع نرم افزاری و سخت افزاری را فراهم می نماید. با استفاده از استراتژی برنامه ریزی ,یکپارچه سازی, مجازی سازی و محاسبات ابری ، توزیع نرم افزار بر منابع مختلف سخت افزاری را می توان به دست آورد. 
*لایه سرویس: دارای سه سطح از سرویس یعنی،SaaS (نرم افزار به عنوان یک سرویس)، PaaS (بستر های نرم افزاری به عنوان یک سرویس)،IaaS (زیرساخت به عنوان یک سرویس) میباشد. در SaaS، محاسبات ابری سرویس به مشتریان ارائه می دهد. برخلاف نرم افزارهای سنتی کاربران از طریق اینترنت از نرم افزار استفاده می کنند. خرید نرم افزار و سخت افزار یک بار انجام می شود و با پرداخت هزینه ماهانه ناچیز دیگر نیاز به حفظ و ارتقاءآن نمی باشد. 
*لایه کاربردی: این لایه از برنامه های کاربردی خاص شامل تجمیع منابع آموزشی در مدل رایانش ابری ، دوره های تعاملی و به اشتراک گذاری منابع آموزشی تشکیل شده است . برنامه های تعاملی عمدتا برای معلمان، با توجه به یادگیرندگان و نیازهای آموزشی، با استفاده کامل از منابع اطلاعات پایه ساخته می شود و امکان تنظیم محتوای دوره و همچنین پیشرفت در هر زمان با توجه به بازخورد وجود دارد و می تواند دارای اثربخشی بیشتر نسبت به آموزش سنتی باشد. به اشتراک گذاری منابع آموزشی شامل منابع اطلاعاتی (مانند کتابخانه های دیجیتال) و منابع آموزشی انسانی از وظایف این لایه است. این لایه عمدتا شامل ماژولهای تولید محتوا، اهداف آموزشی، تحویل محتوا، ارزیابی و ماژول مدیریت می باشد. 
در مدل کلاسیک آموزش الکترونیکی، معلمان وظایف آموزشی مانند تدریس حضوری به طور منظم، و یا بررسی مهارت و تکالیف دانش آموزان را انجام می دهند. اما در معماری پیشنهادی معلمان به سوالات دانش آموزان پاسخ می دهند و آموزش های ضروری برای رفع مشکلات دانش آموزان ارائه می گردد. علاوه بر این، معلمان نیز می توانند به منظور ارتقاء آموزش از محتواهای آموزشی چند رسانه ای استفاده کنند. همچنین دانش آموزان میتوانند خارج از الگوهای یادگیریشان که بصور ت خودکار تعیین می گردد درس بخوانند. انجام آزمونهای برخط اینترنتی و ارائه تحلیلهای آماری خودکار به معلمان از هر بخشی که مورد مطالعه قرار گرفته است، از مزایای این روش می باشد. معلمان نیز دانش آموزان را تشویق به همکاری با یکدیگر در یادگیری مطالب ساده و یا انجام پروژه های پیچیده مبتنی برکار گروهی می نمایند. از طریق یادگیری گروهی، دانش آموزان به تنهایی نمی توانند دانش کسب نمایند، بلکه روح هماهنگی در تیم است که در امر آموزش و پرورش کمک می نماید . نتیجه این روش برای دانش آموزان بهبود مهارت در برخورد با مردم و افزایش ابراز توانایی خودشان می باشد. شکل 3 مقایسه آموزش الکترونیکی سنتی و رایانش ابری را ارائه می دهد.

== نمونه آموزش مجازی زبان برنامه نویسی مبتنی بر ابر ==
طبق تعریف زیمرمن یادگیری خود تنظیمی (SRL Self-Regulated Learning) شامل تعیین لیست استراتژی هایی دستیابی به اهدافی مانند برنامه ریزی، سازماندهی و ارسال، جستجوی اطلاعات ، نگهداری سوابق، تمرین و حفظ، بررسی، نظارت بر خود، خود ارزیابی، ساختار محیطی و جستجو برای کمک های اجتماعی است که می تواند به طور جداگانه و یا در ترکیب برای توسعه یادگیری خود تنظیم به کار گرفته شود. 
مطابق تعریف فوق در کشور هند یک سیستم مدیریت آموزشی LMS شامل بخش های مدیریت، مستندات، بررسی و ارزیابی، گزارشات و محتواهای آموزشی و آموزش برخط با استفاده از رایانش ابری جهت آموزش زبان برنامه نویسی C پیاده سازی گردیده است. این دوره در شش سطح به خاطر سپاری، درک مطلب، اجرا، تجزیه و تحلیل، ارزیابی و ایجاد برنامه طراحی گردیده است. در ادامه در خصوص هر یک از این سطوح توضیحات لازم ارایه می گردد: 
1-به خاطر سپاری: در این سطح به دانش آموزان محتواهایی مانند الگوی دستورات و ساختار برنامه که باید در حافظه بلند مدت قرار گیرد ارائه می گردد.تمرینات این سطح برای آزمایش شناخت و قابلیت به خاطر سپاری دانش آموزان طراحی گردیده است. 
2-درک مطلب: برای درک مطلب توسط دانش آموزان ، محتواهای ارائه شده در این سطح به گونه ای طراحی شده اند که به دانش آموزان در درک مفاهیم زبان C کمک می کنند. تمرینات این سطح جهت ارزیابی توانایی تفسیر، طبقه بندی، مقایسه و مهارت بیان دانش آموزان طراحی گردیده است. 
3-اجرا : محتواهای ارائه شده به دانش آموزان جهت اجرای مباحث یاد گرفته شده زبان C کمک خواهندکرد.هدف اصلی در این سطح توانایی دانش آموزان جهت تمرکز در بکارگیری مفاهیم می باشد.تمرینات این سطح برای آزمایش توانایی اجرا و پیاده سازی توسط دانش آموزان طراحی گردیده است. یک سری ابزار مانند یک ویرایشگر C به همراه کامپایلر آن برای اجرای تمرینها در اختیار دانش آموزان قرار داده می شود. 
4-تجزیه و تحلیل: در این سطح از این دوره، دانش آموزان از محتواهایی که به تجزیه و تحلیل موضوعات یاد گرفته شده کمک می کنند، بهرمند می گردند. تمرینات در این سطح جهت تعیین سطح تفاوتهای مهارت های دانش آموزان طراحی گردیده است. 
5- ارزیابی: تمرکز عمده در این سطح بر ارزیابی مهارت های دانش آموزان با استفاده از تمرینهایی که توانایی نقد و داوری آنها را سنجش می نماید، می باشد. 
6-ایجاد : در سطح نهایی این دوره ، دانش آموزان دانش به دست آورده و خلاقیتهای خود را اجرا می نمایند. 
در این راستا برای اجرا و پیاده سازی مطالب فوق ، سیستمی بصورت کاملا وب سرویسی طراحی گردیده است. از ویژگیهای خاص این سیستم استفاده از پروتکل SOAP می باشدکه در آن قالب XML به عنوان ستون فقرات ارسال و دریافت پیام های وب سرویس استفاده شده است. در ضمن برای گرفتن بازخورد از پیشرفت تحصیلی دانش اموزان یک زیر سیستم به صورت وب سرویس نیز طراحی گردیده است که به معلم جهت تعیین سطح و وضعیت پیشرفت دانش آموز کمک می کند. 

== ابزارهای پایش ==
ثبت رویدادهایی که توسط گوشی موبایل در هنگام اتصال به یک وب سایت انجام می شود را می توان به سه گروه به شرح ذیل طبقه بندی نمود:
*ثبت تعاملات کاربران: شامل برنامه های ثبت کننده مجموعه تعاملاتی که کاربر با رابط کاربری برقرار می کند. نرم افزار "Event Recorder for Android Web Applications" نمونه ای از این دست نرم افزارها می باشد.
*اجرا کننده خودکار وقایع: این نرم افزارها به ترتیب وقایعی که توسط مجموعه ای از دستورات معین رخ می دهد را ثبت می کنند. برای مثال ثبت مجموعه ای از فعل و انفعالاتی که در یک یا چند دستگاه رخ می دهند.این گروه از برنامه ها اجازه برنامه نویسی برای یکسری از رویدادهای سطح بالا , به منظور آزمایش آنها در یک پلت فرم پیوسته و همچنین برخی از فریم ورک های نوشته شده به زبانهای سطح بالا از هر سیستم , برای تولید وقایع در همان سیستم را می دهند. نرم افزارهای "Robotium" و "ZAP-fix" نمونه ای از این دست نرم افزارها می باشند.
*ثبت کننده کلیدهای زده شده: یک نوع نرم افزار یا دستگاه سخت افزاری می باشد که تاریخچه کلیدهای زده شده را در یک فایل ذخیره می کند و یا از طریق اینترنت و بوسیله پست الکترونیکی آنها را ارسال می کند. ثبت کننده کلیدها اغلب به عنوان نرم افزارهای مخرب و یا برای کنترل کودکان مورد استفاده قرار می گیرند. نمونه ای از این نوع نرم افزارها برای دستگاههای تلفن همراه "KidLogger" می باشد.

== آموزش مجازی از طریق موبایل (زیر ساخت, معماری و ابزار) ==
یادگیری سیار یکنوع یادگیری است كه در آن دانش آموز در یک مكان مشخص ثابت مانند محل سکونت و یا محل آموزشي قرار ندارد و دانش آموز مي تواند از فرصت های ارائه شده توسط فن آوری تلفن همراه در امر یادگیری استفاده نمايد. 
امروزه تعداد زیادی از کاربران دارای دستگاه های تلفن همراهی می باشند كه ویژگی های چند رسانه ای را بهبود بخشیده اند و تقریبا در هر زمان به شبکه های ارتباطی با دسترسي بالا متصل هستند. انقلاب در زمينه دستگاه های تلفن همراه محدودیت های زمانی و مکانی را حذف نموده است و اجراي فرامين را در هر مکان و در هر زمانی اجازه می دهد .از سوی دیگر نیز برخی مشکلات به دلیل تنوع زیاد دستگاه های تلفن همراه در دسترس کاربران و همچنین تنوع در اهداف آموزشی کاربران وجود دارد. 
از این منظر، انطباق محتوا یکی از مؤلفه های مهم آموزشی در بحث تلفن همراه مي باشد زيرا كه پاسخگویی به طیف وسیعی از نیازهای مربوط به منابع نرم افزاري تکراری را ميسر مي سازد. الزامات مورد نیاز با توجه به اجزای نرم افزار ها،منابع چند رسانه ای و سرویس ها تعیین می گردند . انطباق محتوا با توجه به عملکرد ویژگی های دستگاه های تلفن همراه و تنظیمات کاربران , توانایی یک سیستم برای تغییر به محتوای ارائه شده بصورت پویا به هر کاربر می باشد. هدف از سیستم انطباق محتوا تعیین ارزش ها , از ویژگی های در حال تغییر در طول فرایند آموزش می باشد. از مزایای اصلی انطباق محتوا می توان به کاهش زمان مورد نیاز برای آموزشها، کاهش هزینه های آموزش ورشد بهره وری اشاره نمود. 
=== تکنولوژیهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
توسعه برنامه های کاربردی چند رسانه ای در طی چند سال گذشته را می توان نتیجه استفاده زیاد از داده های چند رسانه ای در امر آموزش با توجه به رشد صعودی اینترنت، دانست .در نتیجه ،اهمیت پژوهش در زمینه تکنولوژیهای چند رسانه ای افزایش یافته است. چرا که بر خلاف داده های سنتی , تکنیک های مدیریتی و پرس و جو که از امکانات و ویژگی های داده های چند رسانه ای می باشند ، از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند. 
===ویژگیهای داده های چند رسانه ای===
داده های چند رسانه ای دارای انواع متفاوتی به شرح ذیل می باشند : 
•برخی از داده ها وابسته به زمان است و برخی دیگر مستقل از زمان 
•برای نمایش داده های چند رسانه ای از فرمت های مختلف استفاده می شود. 
•برخی از داده ها ساخت یافته است و برخی بدون ساختار یا نیمه ساختار یافته می باشند. 
•برخی ممکن است برای انتقال انواع داده از راه دور به یک زمان کوتاه و برخی به زمان زیاد احتیاج داشته باشند. 
در مقایسه با سیستم های مبتنی بر متن، برنامه های کاربردی چندرسانه ای دارای درک قوی تری با توجه به دارا بودن ویدئو، صدا، انیمیشن و تصاویر میباشد. اما بین تفکر کاربران در مورد واقعیت و نمایش فیزیکی داده های چند رسانه ای اختلاف بزرگی است.کاربران می خواهند به داده های چند رسانه ای در سطح درک خود از شی دسترسی داشته باشند. اما در سیستم های چند رسانه ای تمایل برای نشان دادن داده های چند رسانه ای بر اساس سطوح درک پایین مانند رنگ ها، الگوها، بافت و شکل ( بدون ترکیب این ویژگی ها ) وجود دارد و هیچ راهی برای نشان دادن خودکار این موضوع، بر اساس تفکر انسانی وجود ندارد. تحقق بخشیدن به نمایش داده های چندرسانه ای بر اساس دیدگاه انسان بسیار مشکل است. هیچ سیستم داده های چندرسانه ای توانایی درک خودکار و شناسایی و طبقه بندی موضوعات را ندارد. استفاده از داده های چندرسانه ای برای ارائه موضوعات یک چالش بزرگ در سیستم آموزش سیار می باشد. 
===راه کارهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
آموزش سیار به دستگاه های گیرنده سیار و دستگاههای جانبی و تکنولوژیهای ارتباطی مانند گوشی موبایل, PDA ، کامپیوتر قابل برنامه ریزی ، آی پاد، دستگاه پخش ویدئو های شخصی و دوربین های دیجیتال ویدئویی وابسته می باشد. راه کارهای چندرسانه ای برای آموزش سیار شامل موارد ذیل می باشد: 
*واقعیت مجازی و شبیه سازی محیط : راهکاری پیچیده برای آموزش و تمرینات تعاملی را فراهم می آورد.واقعیت مجازی می تواند یک فضای محدود و یا فضای باز، در داخل طبیعت را شبیه سازی نماید و اجازه اجرای انواع تعاملات را به کاربر می دهد. 
*برنامه های نرم افزاری تعاملی: شرایط عملی متفاوت را شبیه سازی و روند آموزشی را تسهیل می نماید. 
*استفاده از دستگاه های جانبی و تجهیزات چندرسانه ای : امکان جمع آوری و تفسیر مقادیر از طریق رسانه های مختلف را به صورت برخط بوجود می آورد. این روش اجازه استفاده از راه حل های غیر رسمی برای آموزش و بازدید مکانهایی مانند: باغ گیاهان، باغ وحش، رودخانه ها و غیره را می دهد. 
نرم افزارهای کاربردی تلفن همراه کنترل محیطی بهتری را ارائه می دهند و می توانند معایبی مانند: وجود اختلال در ارتباطات ، محدودیت پهنای باند شبکه های ارتباطی ، محدودیت فضای ذخیره سازی و عدم وجود تنوع ابزار تعاملی را بر طرف نمایند.همچنین امکان بهبود تجارب اجتماعی در مقایسه با روشهای یادگیری کلاسیک را فراهم می کنند.
 

== کاربرد رایانش ابری در آموزش سیار ==
(MCC (MOBILE CLOUD COMPUTING از سه مفهوم رایانش ابری ,رایانش سیار و شبکه تشکیل شده است. ویژگی های جالب و جذاب MCC پارادایم تحرک با امکان قابلیت های زیاد می باشد. ما رایانش ابری سیار را به این صورت تعریف می کنیم: "یک تکنولوژی قدرتمند رایانش سیارکه ابزار یکپارچه از منابع ابرهای متنوع و تکنولوژیهای شبکه را نسبت به قابلیت های نامحدود ذخیره سازی و تحرک در اختیار قرار می دهد. رایانش ابری به بسیاری از دستگاه های تلفن همراه در همه جا ، در هر زمان و از طریق کانال اینترنت ، بدون در نظر گرفتن محیط های ناهمگن و سیستم عامل، بر اساس اصل پرداخت به ازای استفاده سرویس می دهد." 
استفاده از MCCمزایای توزیع، فاصله ، منابع غنی، زیرساخت های ابر وتقویت بسیاری از دستگاه های تلفن همراه، به ویژه گوشی های هوشمند و کاهش کاستی های آنها را در بر دارد. پیش بینی دستاوردهای آینده استفاده ازMCC در حوزه های مختلف مانند بهداشت و درمان (مانندtelemonitoring و telesurgery)، آموزش و پرورش، کسب و کار فناوری اطلاعات ، توسعه شهری و روستایی و شبکه های اجتماعی می باشد.در این راستا، تلاش های زیادی مانند استقرار فن آوری رایانش ابری برای افزایش قابلیت گوشی های هوشمند صورت پذیرفته است. 
علاوه بر این، اعمال نفوذ در منابع مجازی به منظور افزایش امنیت اطلاعات در گوشی های هوشمند سودمند است چرا که آنها دائما مستعد سرقت، از بین رفتن و آسیب های فیزیکی می باشند. Dropbox و SugarSync از جمله خدمات ذخیره سازی ابر هستند که می توانند داده های واقع در دستگاه های مختلف محاسباتی (به عنوان مثال تلفن های هوشمند، تبلت، و لپ تاپ) را همگام سازی نمایند.همانگونه که در شکل 1 مشاهده می گردد لایه واسط(Arbitrator Layer) به معماری چند لایه سیستم عامل موبایل (MNO) اضافه گردیده است که به شرح هریک از این بخش ها که در شکل 4 مشاهده می شود , می پردازیم.
 

===لایه واسط Arbitrator Layer ===
این لایه از سیستم عامل موبایل در واقع به عنوان واسط بین بخش جلویی(front- end -شامل ابر کاربران تلفن همراه) و بخش عقبی(back- end - شامل ارائه دهندگان سرویس ابر) می باشد. این لایه درخواست تخصیص منابع از لایه SOA را دریافت می نماید و لایه زیرساخت را بررسی می کند تا سرویسی که اجرای کارآمدتری دارد را تعیین کند. سپس یک کپی مستقل از این سرویس به لایه زیرساخت به عنوان مرجع برای مراجعات بعدی منتقل خواهد شد. در این روش، سربار شبکه به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد. 
*زمانبندی کننده منابع: هنگامی که یک سرویس جدید در بخش رجیستری سرویس ثبت و ذخیره شد ، درخواست تخصیص به بخش زمانبندی کننده منابع فرستاده می شود. بخش زمانبندی کننده خواص درونی و توصیفی سرویس را تجزیه و تحلیل می نماید و سرویسی که کارایی بالاتری دارد را برای اجرا تعیین می کند.
*سرویس پروفایل: یکی از مسئولیت های واسط می باشد برای نظارت بر اعتبار و عملکرد سرویس و در صورت نیاز جایگزین آنها با سرویس مناسب تر می باشد. ماژول سرویس پروفایل یک سناریو تعریف شده برای ارزیابی عملکرد واقعی سرویس دارد. اگر عملکرد سرویسی مطابق با شرح سرویس نباشد برای نگه داشتن موثر سیستم آن سرویس توسط یک سرویس کارآمد تر جایگزین می شود. 
*پروفایل کاربر: از آنجا که سرویسهای مختلفی از طرف مصرف کنندگان سرویس درخواست می گردند ، سازمان دهی یا تنظیمات شخصی مهم هستند. بنابراین ماژول پروفایل کاربر مسئول نظارت و ذخیره ترجیحات کاربران جهت تحویل خدمات سفارشی و اجرای سرویسها بر اساس این معیارهای حاصله می باشد.
*جمع آوری کننده اعمال کاربر در زمان اجرا: به منظور افزایش کارایی و عملکرد سیستم ،جمع آوری اعمال کاربر در زمان اجرا یک فرایند حیاتی است. اطلاعات مربوط به این اعمال می تواند در زمانبندی قوی و مجدد منابع در این معماری به ما کمک کند. 
*اجرا کننده استاندارد: استاندارد سازی یکی از تکنیک های مفید جهت رفع عدم تجانس درمحیط های ناهمگن MCC می باشد. از این رو، توجه به استانداردها در طراحی معماری بسیار مهم است. این ماژول مسئول نظارت و اجرای استانداردسازی برای سرویسها می باشد. 
*تجزیه و تحلیل محاسباتی: در طی مقدار دهی اولیه در بخش رجیستری سرویس ، یک لایه خاص زیرساخت به هر سرویس اختصاص داده می شود. با این حال، نمی توان از انتخاب بهینه مطمئن بود. از این رو، برای دستیابی به عملکرد بهینه، ماژول تجزیه تحلیل محاسباتی بر قابلیت های محاسباتی منابع اختصاص داده شده نظارت می کند. 
*تجزیه و تحلیل عملکرد: از آنجایی که هدف معماری ما کاهش زمان تاخیر شبکه می باشد، ماژول تجزیه و تحلیل عملکرد وظیفهس اش تجزیه و تحلیل تاخیر ارتباطی و الگوی مصرف منابع سرویس های مختلف است. اگر مقدار منابع مورد نیاز برای اجرای یک سرویس خاص با عوامل دیگر مانند ارتباطات مطابقت نداشته باشد و از اینرو موجب تعویق اجرای سرویس گردد ، آنگاه تقاضای زمانبندی منابع جهت تعیین زیرساخت های مناسب تر تکرار می گردد. علاوه بر این، نظارت بر رابطه بین تعداد دفعات درخواست و اجرای سرویس و مقدار منابع مصرف شده وظیفه این ماژول می باشد. نتایج حاصل از این تجزیه و تحلیل به منظور ارتقاء کیفیت طور کلی مفید است. به عنوان مثال، اگر یک سرویس حساس به تاخیر ابر بیش از حد فراخوانی گردد، این سرویس را می توان به نزدیکترین سیستم عامل موبایل مجاور منتقل نمود یا به ارائه دهنده مجاز برای مقابله با تاخیر ارتباطاتی مراجعه نمود. 

== کاربرد تکنولوژی Edge ==
شبکه EDGE آخرین مرحله میان GPRS و UMTS است که نویدبخش سه برابرسازی ظرفیت شبکه‌های GSM با صرف هزینه اندک است. فناوری EDGE به بهره‌بردار امکان می‌دهد با ارائه مجموعه‌ای از خدمات اینترنتی و چندرسانه‌ای به درآمدهای تازه‌ای دست یابد. EDGE ساده و ارزان می‌نماید اما به هر حال دست آورد ارتقاء دادن شبکه GPRS به شبکه EDGE باید از چنان کیفیت خدماتی برخوردار باشد که برآورنده نیازهای کاربرد‌های داده‌ محور باشد.برای بهره‌برداران دارای مجوز UMTS ، شبکه EDGE راهی جذاب برای ارائه خدمات نسل سوم در خارج از نواحی شهری متراکم را فراهم می نماید. هنگامی که مشترک از ناحیه پوشش UMTS بیرون می‌رود، افزایش سرعت ارسال داده افت کیفیت خدمات را تا حدی جبران می‌کند. 
===معیارهای کارآیی===
برای سنجش کارآیی شبکه‌های IP مثل شبکه EGPRS از چهار معیار گذردهی، اتلاف، تأخیر و لغزش می‌توان بهر‌ه گرفت. تأثیر هر کدام از این معیارها به کیفیت خدمات رسانی به کاربر و یا خدمات موردنظر بستگی دارد. 
گذردهی به معنای تعداد بایت‌هایی است که می‌توان در هر ثانیه از خط ارتباط EDGE عبور داد و بنابراین بیان‌گر قابلیت هر لینک در ارائه خدماتی مانند گشت و گذار در اینترنت یا ارسال ویدیو به صورت بلادرنگ است. اتلاف به درصد بسته‌های داده‌ای از دست رفته در شبکه اطلاق می‌شود. بسته‌های از دست رفته را دوباره باید ارسال کرد که این امر سرعت انتقال داده‌ها برای مشترک را کاهش می‌دهد. تأخیر به میزان زمانی گفته می‌شود که صرف انتشار بسته‌های IP از طریق شبکه می‌شود. تأخیر هم بر سرعت ارسال داده از دید مشترک اثر منفی می‌گذارد و از جمله معیارهای کلیدی در ارتباطات صوتی بلا‌درنگ است. معیار آخر نیز لغزش است که به تغییرات آماری تأخیر اطلاق می‌شود. 
در EDGE از مدولاسیون ۸ PSK- استفاده می‌شود که می‌تواند با استفاده از شکاف‌های زمانی استاندارد GSM ،گذردهی داده‌ای GPRS را سه برابرکند. اما EDGE شمار شکاف‌های زمانی را افزایش نمی‌دهد، بنابراین بهره‌بردار همچنان با محدودیت ظرفیت در بسیاری از موارد مواجه است. در واقع ممکن است در برخی شرایطEDGE اوضاع را بدتر هم بکند زیرا با ارائه خدمات جدید و پرسرعت سبب می‌شود حجم انتقال داده‌ها به گونه‌ای سرسام‌آور افزایش یابد. شکی نیست که افزایش ترافیک داده‌ها باعث افزایش درآمدها می‌شود اما بسیاری از بهره‌برداران هم دچار معضلی به نام کمبود ظرفیت خواهند شد. 
===بهینه‌سازی===
بهره‌برداران برای رفع معضل کمبود ظرفیت باید تخصیص درست کانال‌ها را در دستور کار خود قرار دهند. یعنی باید کانال را به گونه‌ای به کاربردها اختصاص داد که مشترکین در موقع و مکان مناسب خود به پهنای باند کافی دسترسی داشته باشند. برای مثال، مشترکی که می‌خواهد حجم بزرگی از داده‌ها را بارگذاری کند از کاهش ناگهانی پهنای باند دلخور می‌شود اما کاربری که دارد از پست الکترونیکی استفاده می‌کند حتی متوجه چنین کاهشی نمی‌شود. 
ترازبندی ظرفیت براساس شمار کاربران و میزان پهنای باند لازم برای کاربردهای موردنظرش در تمامی زمان‌ها، محور اصلی عملیات بهینه‌سازی را تشکیل می‌دهد. تخصیص فرکانس، کار دشواری نیست زیرا می‌توان از کانال‌های EDGE در چارچوب طرح موجود تخصیص فرکانس استفاده کرد و آنها را همانند کانال‌های GSM تخصیص داد. 
در کاربردهای مبتنی بر پروتکل کنترل انتقال باید تمامی داده‌های از دست رفته بر اثر تداخل را دوباره ارسال کرد و این اثر منفی زیادی درلایه کاربرد به جای می‌گذارد و در نهایت باعث ناخرسندی کاربر می‌شود. برای حل این معضل دو راه وجود دارد، یکی کوچک‌ کردن اندازه سلول‌ها و دیگری استفاده از شیوه‌های کدگذاری بهتر می باشد. شیوه دوم باعث می‌شود شمار دفعات ارسال داده‌ها کاهش یابد. افزایش سرعت ارسال داده‌ها به معنای افزایش حجم جابه‌جایی داده‌ها در شبکه هسته است که این الگوی ترافیک داده ها را بطور چشم‌گیری تغییر می‌دهد. اغلب ادعا می‌شود که در EDGE نیازی به تغییر شبکه هسته نیست و این از دیدگاه پروتکلی درست است. اما ممکن است شبکه هسته موجود دارای ظرفیت لازم برای پوشش دادن EDGE نباشد. بهره‌بردارانی که می‌خواهند به سراغ EDGE بروند باید شرایط EDGE را شبیه‌سازی کنند و شبکه هسته را تحت آزمایش‌های دقیق قرار دهند.تأخیر می‌تواند در شبکه هسته یا سایر شبکه‌های درگیر با انتقال داده‌ها ایجاد شود. بنابراین حتی اگر همه شبکه هسته سلولی از لحاظ پوشش دادن حجم داده‌ها کم و کسری نداشته باشد باز ممکن است شبکه‌های همکارش توانایی لازم را نداشته باشند و این عامل تعیین کننده‌ای در موضع‌گیری مشترکین در قبال شبکه تلفن همراه به حساب می‌آید.

== الگوی سرویس غیر برخط موبایل با روش REST ==
در موبایل شرایط محیطی برای یک سرویس بطور پیوسته در حال تغییر است. ارتباط صحیح دائمی را نمی توان تضمین کرد.بنابراین الگوی معماری رایانش ابری باید به خوبی الگوهای پردازش غیر برخط را پشتیبانی کند.استراتژیهای صف(Queue) , Cache و اطلاعات Information ممکن است به نوع سرویس محتوا و نوع عملیات وابسته باشند.برای مثال یک درخواست اطلاعات از ابر ممکن است در حالت پیشرفته Cache شود یا برعکس یک در خواست به روزآوری در صف Queue قرار بگیردکه البته موارد فوق به نوع سرویس ارائه محتوا بستگی دارد. برای پیاده سازی این درخواستها از روالهای اتصال از راه دور مانند SOAP,XML-RPC,COBRA, .NET Remoting که بر عملیات درونی نظارت دارند می توان استفاده نمود.

== نتیجه گیری ==
در این تحقیق ابتدا تعریفی از محیط رایانش ابری به همراه نقاط قوت آن عنوان و سپس ساختار آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری در مقایسه با روش های سنتی آموزش الکترونیک بیان گردیده است و تفاوتهای و مزایای آنها مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه پیاده سازی شده این امر در کشور هند جهت آموزش درس برنامه نویسی سی بکار گرفته شده است که در آن از وب سرویسها استفاده شده است. در ادامه ابزار هایی که که برای ارزیابی وضعیت و تعاملات کاربر لازم است تشریح شده اند و در نهایت زیر ساختها , معماری, روشهای پیاده سازی و تکنولوژی های ارتباطی آموزش مجازی سیار که یکی از روش های جدید آموزش مجازی می باشد، بررسی گردیده است.

== درخت دانش ==
[http://176.56.146.166/tree.jpg شکل - درخت دانش]
 

== مراجع ==
[1] Garcia, E.; Garcia, A.; Garcia-Cabot, A.; de-Marcos, L.; Hilera, J.
 
Development of an Application for Mobile Devices to Record Learner Interactions with Web-Based Learning Objects
 
12th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT), 2012
 
[2] Thamarai Selvi, S.; Panneerselvam, K.
 
A Self-regulated Learning approach for programming language using cloud-based Learning Management System
 
International Conference on Recent Trends In Information Technology (ICRTIT), 2012
 
[3] Md. Anwar Hossain Masud, Xiaodi Huang
 
An E-learning System Architecture based on Cloud Computing
 
5th IEEE International Conference on Cloud Computing (CLOUD), 2012
 
[4] Damm, S.; Ritz, T.; Strauch, J.
 
Adaption of Archetype Patterns for mobile cloud-based business apps
 
IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications Workshops (PERCOM Workshops),2011

آموزشهاي مجازي با استفاده از تكنولوژي رايانش ابري(cloud computing)

2015-01-29T23:29:59Z

92231535: /* درخت دانش */

== چکیده ==
در طی چند سال اخیر رایانش ابری به شدت مورد توجه کارشناسان و محققان فناوری قرار گرفته است. بر پایه آن شرکت های عظیم کامپیوتری نسبت به استفاده از این تکنولوژی در راستای ارایه خدمات و سرویسهای الکترونیکی خود به کاربران اقدام نموده اند. با این روند رو به رشد استفاده از این تکنولوژ ی، بعید به نظر نمی رسد که در آینده ای نزدیک اکثر شرکت ها سرویسها و خدمات الکترونیکی خود را بر این اساس عرضه نمایند از جلمه خدمات الکترونیکی که در این تکنولوژی می تواند مورد استفاده قرار گیرد، بحث آموزشهای مجازی می باشد. رایانش ابری در آموزش مجازی علی الخصوص آموزش مجازی سیار که عمدتاً از طریق موبایل صورت می پذیرد، می تواند نقش عمده ای را ایفا نماید. راهکارها و معیارهای کارآیی و بهینه سازی در این خصوص وجود دارند که می توانند مورد استفاده قرار گیرند.

== مقدمه ==
رایانش ابری یا Cloud Computing راهکارهایی را برای ارایه خدمات فناوری به کاربران مشابه آنچه که در بعضی از صنایع با کاربرد سراسری (مانند صنعت آب ، صنعت برق و ...) وجود دارد ، ارایه می دهد. این تکنولوژی اصولاً بر پایه اینترنت تعریف می شود که در آن الگویی تازه جهت ارایه سرویسهای فناوری (شامل نرم افزار، سخت افزار و سایر منابع اشتراکی) بکار گرفته می شود. در حقیقت در این تکنولوژی دسترسی به منابع فناوری اطلاعات به هنگام ارایه درخواست از طرف کاربر و بر اساس میزان تقاضای کاربر ، به وی ارایه می گردد. دلیل استفاده و تشبیه اصطلاح "ابر" به اینترنت که در شماتیک های شبکه ای نیز از شکل ابر برای نشان دادن اینترنت استفاده می شود ، در این است که اینترنت همچون ابری جزییات فنی را از دید کاربران نهایی پنهان می سازد. به معنای دیگر یک لایه انتزاعی را بین کاربران و جزییات فنی بوجود می آورد. به عنوان مثال برنامه های کاربردی تجاری و یا آموزشهای مجازی را می توان در نظر گرفت که توسط سرویس دهنده نرم افزاری رایانش ابری ارایه می گردد. این برنامه ها بر روی سرورها ذخیره می گردند و حسب درخواست کاربر در اختیار وی قرار می گیرند، در حالی که جزییات فنی از دید کاربر کاملاً مخفی است و کاربر نیازی به داشتن اطلاعات در خصوص فناوری زیرساخت ابری که از آن استفاده می کند، ندارد.

== مزایای استفاده از رایانش ابری ==
در زیر به چند نمونه از موارد اشاره می شود:
*قابلیت اطمینان بیشتر به داده ها:با توجه به اینکه در رایانش ابری داده ها بر روی ابر قرار دارند از اینرو خرابی کامپیوتر کاربر تاثیری بر روی داده ها نخواهد داشت.مضاف بر اینکه افزونگی لازم نیز در زیر ساخت ابری به نحوی توسط فراهم کنندگان آن دیده می شود که به شدت در برابر خرابی مقاوم است و راهکارهای متعددی برای تهیه نسخ پشتیبان که معمولا کاربران از آنها غافل هستند، بکار برده می شوند.
*امکان دسترسی از همه جا و در هر مکان:بدلیل آنکه داده ها در ابر قرار دارند، از اینرو کاربر قادر به دسترسی به داده های خود در هر زمان و هر مکانی خواهد بود. برای اینکار تنها لازم است که کاربر از تجهیز کامپیوتری خود که می تواند یک گوشی موبایل نیز باشد به اینترنت دسترسی داشته باشد.
*عدم وابستگی به سخت افزار:چون اسناد و برنامه های کاربردی روی ابر در همه حال به یک شکل هستند از اینرو تفاوتی نمی کند که با چه دستگاه سخت افزاری کاربر متصل شده است. در حقیقت اجرای برنامه ها تفاوتی نخواهد کردو دیگر نیازی به خرید سخت افزارهای مخصوص و یا ذخیره اسناد به فرمت های ویژه نمی باشد. سازگاری لازم از طرف ابر برای سخت افزار فراهم خواهد شد.
*ظرفیت نامحدود ذخیره سازی:به لحاظ نظری محدودیتی در استفاده از فضای ذخیره سازی ابری وجود ندارد. این موضوع در قیاس با حجم محدود فضای ذخیره سازی کامپیوترهای شخصی بسیار قابل توجه می باشد. عجیب به نظر نمی رسد اگر بگوییم هر چیزی را که نیاز به ذخیره کردن آن داریم ، می توانیم در فضای ابری ذخیره کنیم.
*هزینه پایین:بدلیل آنکه محاسبات مورد نیاز در فضای ابری انجام می شود از اینرو دیگر نیازی به استفاده از کامپیوترهای گرانقیمت در سمت کاربر نمی باشد و هزینه های مربوط به سخت افزار به شدت کاهش پیدا می کند. حتی با ساده ترین کامپیوترها که بلحاظ پردازشی و فضای دیسکی بسیار محدود می باشند، نیز می توانند از رایانش ابری حداکثر استفاده را ببرند. با توجه به اینکه اسناد در ابر ذخیره می شوند حتی نیازی به ذخیره اسناد و مستندات در کامپیوتر شخصی نمی باشد.
*ارتقای سریع نرم افزاری:از دیگر مزایای مربوط به رایانش ابری این است که دیگر نیازی به بروز رسانی نرم افزارها و یا اجبار به استفاده از نرم افزارهای قدیمی به دلیل هزینه بالای ارتقای آنها نمی باشد، چون در ابر اینکار بدون اینکه کاربر متوجه شود صورت می پذیرد. بدلیل مبتنی بر وب بودن برنامه ها ارتقا و بروزرسانی ها بصورت اتومات در ابر انجام شده و کاربر بدون پرداخت هزینه اضافی قادر به بهره برداری از آخرین نسخه نرم افزارها خواهد بود. 

== آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری ==
به صورت ساده آموزش مجازی به فرایند یادگیری از طریق اینترنت اشاره داد. ، گرچه آموزش مجازی جایگزین روش سنتی نخواهد شد، اما تا حد زیادی می تواند به بهبود بهره وری در امر آموزش کمک کند. آموزش مجازی دارای مزایای زیادی من جمله انعطاف پذیری، تنوع، دسترسی آسان و غیره می باشد که به عنوان یک متد اصلی برای یادگیری در دهه های اخیر تبدیل شده است. شکل زیر یک معماری از سیستم ساده آموزش مجازی را نشان می دهد: 
[http://176.56.146.166/pic1.jpg شکل - معماری یک سیستم ساده آموزشی] 

در روشهای سنتی مبتنی بر وب بدینگونه عمل می گردد که سیستم های مربوط به ایجاد و نگهداری آموزشهای مجازی در داخل موسسات آموزشی و یا شرکت پیاده سازی ، که این امر منجر به بروز بسیاری از مشکلات، از جمله نیاز به سرمایه گذاری زیاد اما بدون سود، مشکلات مربوط به پشتیبانی فنی و غیره می گردد. نتیجه این امر منجر به عدم توسعه آسان این سیستمها می شود. در مقابل، آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر مدلی را معرفی مینماید که مقیاسی برای بهره وری دارد. برای مثال ساخت سیستم آموزش مجازی به تامین کنندگان رایانش ابری سپرده میشود،که می تواند ارائه دهندگان و کاربران را برای رسیدن به وضعیت برد- برد یاری نماید. محیط مبتنی بر ابر از نسل جدیدی از سیستم های آموزش مجازی که قادر به اجرا در گستره طیف وسیعی از دستگاه های سخت افزاری که در حال ذخیره سازی داده در داخل ابر هستند، پشتیبانی می نماید. 
آموزش الکترونیکی هیچگاه نمی تواند به طور کامل جایگزین معلمان گردد و تنها در حوزه به روزرسانی تکنولوژی ، مفاهیم و ابزارهای جدید، ارائه محتوا، مفاهیم و روش ها برای آموزش مورد استفاده قرار می گیرد. در روش آموزش الکترونیکی میتنی بر ابر معلمان نقش رهبری و مشارکت در پیشرفت تحصیلی را خواهند داشت. 
از سوی دیگر، ابر آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر حرکت به سمت استفاده از تکنولوژی رایانش ابری در زمینه آموزش الکترونیکی می باشد و در آینده ای نزدیک زیرساختهای آموزش الکترونیکی شامل سخت افزار و منابع محاسباتی نرم افزاری درگیر در آموزش الکترونیک مبتنی بر این تکنولوژی خواهند بود. معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر در (شکل2)نشان داده شده است: 

معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر پیشنهادی را می توان به لایه های زیر تقسیم تقسیم کرد: 
*لایه زیرساخت: این لایه از زیرساخت های سخت افزاری مانند حافظه فیزیکی، CPU و سرور های فیزیکی تشکیل شده اند. همچنین اطلاعات زیرساخت ها شامل اینترنت / اینترانت، نرم افزار سیستم، سیستم مدیریت اطلاعات و برخی از نرم افزارهای مشترک و سخت افزارمی باشد. بسترهای ارتباطی این لایه در پایین ترین سطح سرویس میان ابر قرار گرفته است. استفاده از تکنولوژی مجازی سازی سرور فیزیکی، منابع ذخیره سازی و شبکه های مجازی به عنوان بسترمورد استفاده در لایه های بالاتر نرم افزاری قرار می گیرند. 
*لایه منابع نرم افزار: به طور عمده از سیستم عامل و میان افزار تشکیل شده است. میان افزار منابع نرم افزاری متنوع را بصورت یکپارچه از طریق یک رابط واحد در اختیار توسعه دهندگان نرم افزار قرار می دهد. طوری که آنها می توانند به راحتی برنامه های کاربردی را توسعه داده و در ابر جهت استفاده قرار دهند. 
*لایه مدیریت منابع: این لایه اتصال راحتتر به منابع نرم افزاری و سخت افزاری را فراهم می نماید. با استفاده از استراتژی برنامه ریزی ,یکپارچه سازی, مجازی سازی و محاسبات ابری ، توزیع نرم افزار بر منابع مختلف سخت افزاری را می توان به دست آورد. 
*لایه سرویس: دارای سه سطح از سرویس یعنی،SaaS (نرم افزار به عنوان یک سرویس)، PaaS (بستر های نرم افزاری به عنوان یک سرویس)،IaaS (زیرساخت به عنوان یک سرویس) میباشد. در SaaS، محاسبات ابری سرویس به مشتریان ارائه می دهد. برخلاف نرم افزارهای سنتی کاربران از طریق اینترنت از نرم افزار استفاده می کنند. خرید نرم افزار و سخت افزار یک بار انجام می شود و با پرداخت هزینه ماهانه ناچیز دیگر نیاز به حفظ و ارتقاءآن نمی باشد. 
*لایه کاربردی: این لایه از برنامه های کاربردی خاص شامل تجمیع منابع آموزشی در مدل رایانش ابری ، دوره های تعاملی و به اشتراک گذاری منابع آموزشی تشکیل شده است . برنامه های تعاملی عمدتا برای معلمان، با توجه به یادگیرندگان و نیازهای آموزشی، با استفاده کامل از منابع اطلاعات پایه ساخته می شود و امکان تنظیم محتوای دوره و همچنین پیشرفت در هر زمان با توجه به بازخورد وجود دارد و می تواند دارای اثربخشی بیشتر نسبت به آموزش سنتی باشد. به اشتراک گذاری منابع آموزشی شامل منابع اطلاعاتی (مانند کتابخانه های دیجیتال) و منابع آموزشی انسانی از وظایف این لایه است. این لایه عمدتا شامل ماژولهای تولید محتوا، اهداف آموزشی، تحویل محتوا، ارزیابی و ماژول مدیریت می باشد. 
در مدل کلاسیک آموزش الکترونیکی، معلمان وظایف آموزشی مانند تدریس حضوری به طور منظم، و یا بررسی مهارت و تکالیف دانش آموزان را انجام می دهند. اما در معماری پیشنهادی معلمان به سوالات دانش آموزان پاسخ می دهند و آموزش های ضروری برای رفع مشکلات دانش آموزان ارائه می گردد. علاوه بر این، معلمان نیز می توانند به منظور ارتقاء آموزش از محتواهای آموزشی چند رسانه ای استفاده کنند. همچنین دانش آموزان میتوانند خارج از الگوهای یادگیریشان که بصور ت خودکار تعیین می گردد درس بخوانند. انجام آزمونهای برخط اینترنتی و ارائه تحلیلهای آماری خودکار به معلمان از هر بخشی که مورد مطالعه قرار گرفته است، از مزایای این روش می باشد. معلمان نیز دانش آموزان را تشویق به همکاری با یکدیگر در یادگیری مطالب ساده و یا انجام پروژه های پیچیده مبتنی برکار گروهی می نمایند. از طریق یادگیری گروهی، دانش آموزان به تنهایی نمی توانند دانش کسب نمایند، بلکه روح هماهنگی در تیم است که در امر آموزش و پرورش کمک می نماید . نتیجه این روش برای دانش آموزان بهبود مهارت در برخورد با مردم و افزایش ابراز توانایی خودشان می باشد. شکل 3 مقایسه آموزش الکترونیکی سنتی و رایانش ابری را ارائه می دهد.

== نمونه آموزش مجازی زبان برنامه نویسی مبتنی بر ابر ==
طبق تعریف زیمرمن یادگیری خود تنظیمی (SRL Self-Regulated Learning) شامل تعیین لیست استراتژی هایی دستیابی به اهدافی مانند برنامه ریزی، سازماندهی و ارسال، جستجوی اطلاعات ، نگهداری سوابق، تمرین و حفظ، بررسی، نظارت بر خود، خود ارزیابی، ساختار محیطی و جستجو برای کمک های اجتماعی است که می تواند به طور جداگانه و یا در ترکیب برای توسعه یادگیری خود تنظیم به کار گرفته شود. 
مطابق تعریف فوق در کشور هند یک سیستم مدیریت آموزشی LMS شامل بخش های مدیریت، مستندات، بررسی و ارزیابی، گزارشات و محتواهای آموزشی و آموزش برخط با استفاده از رایانش ابری جهت آموزش زبان برنامه نویسی C پیاده سازی گردیده است. این دوره در شش سطح به خاطر سپاری، درک مطلب، اجرا، تجزیه و تحلیل، ارزیابی و ایجاد برنامه طراحی گردیده است. در ادامه در خصوص هر یک از این سطوح توضیحات لازم ارایه می گردد: 
1-به خاطر سپاری: در این سطح به دانش آموزان محتواهایی مانند الگوی دستورات و ساختار برنامه که باید در حافظه بلند مدت قرار گیرد ارائه می گردد.تمرینات این سطح برای آزمایش شناخت و قابلیت به خاطر سپاری دانش آموزان طراحی گردیده است. 
2-درک مطلب: برای درک مطلب توسط دانش آموزان ، محتواهای ارائه شده در این سطح به گونه ای طراحی شده اند که به دانش آموزان در درک مفاهیم زبان C کمک می کنند. تمرینات این سطح جهت ارزیابی توانایی تفسیر، طبقه بندی، مقایسه و مهارت بیان دانش آموزان طراحی گردیده است. 
3-اجرا : محتواهای ارائه شده به دانش آموزان جهت اجرای مباحث یاد گرفته شده زبان C کمک خواهندکرد.هدف اصلی در این سطح توانایی دانش آموزان جهت تمرکز در بکارگیری مفاهیم می باشد.تمرینات این سطح برای آزمایش توانایی اجرا و پیاده سازی توسط دانش آموزان طراحی گردیده است. یک سری ابزار مانند یک ویرایشگر C به همراه کامپایلر آن برای اجرای تمرینها در اختیار دانش آموزان قرار داده می شود. 
4-تجزیه و تحلیل: در این سطح از این دوره، دانش آموزان از محتواهایی که به تجزیه و تحلیل موضوعات یاد گرفته شده کمک می کنند، بهرمند می گردند. تمرینات در این سطح جهت تعیین سطح تفاوتهای مهارت های دانش آموزان طراحی گردیده است. 
5- ارزیابی: تمرکز عمده در این سطح بر ارزیابی مهارت های دانش آموزان با استفاده از تمرینهایی که توانایی نقد و داوری آنها را سنجش می نماید، می باشد. 
6-ایجاد : در سطح نهایی این دوره ، دانش آموزان دانش به دست آورده و خلاقیتهای خود را اجرا می نمایند. 
در این راستا برای اجرا و پیاده سازی مطالب فوق ، سیستمی بصورت کاملا وب سرویسی طراحی گردیده است. از ویژگیهای خاص این سیستم استفاده از پروتکل SOAP می باشدکه در آن قالب XML به عنوان ستون فقرات ارسال و دریافت پیام های وب سرویس استفاده شده است. در ضمن برای گرفتن بازخورد از پیشرفت تحصیلی دانش اموزان یک زیر سیستم به صورت وب سرویس نیز طراحی گردیده است که به معلم جهت تعیین سطح و وضعیت پیشرفت دانش آموز کمک می کند. 

== ابزارهای پایش ==
ثبت رویدادهایی که توسط گوشی موبایل در هنگام اتصال به یک وب سایت انجام می شود را می توان به سه گروه به شرح ذیل طبقه بندی نمود:
*ثبت تعاملات کاربران: شامل برنامه های ثبت کننده مجموعه تعاملاتی که کاربر با رابط کاربری برقرار می کند. نرم افزار "Event Recorder for Android Web Applications" نمونه ای از این دست نرم افزارها می باشد.
*اجرا کننده خودکار وقایع: این نرم افزارها به ترتیب وقایعی که توسط مجموعه ای از دستورات معین رخ می دهد را ثبت می کنند. برای مثال ثبت مجموعه ای از فعل و انفعالاتی که در یک یا چند دستگاه رخ می دهند.این گروه از برنامه ها اجازه برنامه نویسی برای یکسری از رویدادهای سطح بالا , به منظور آزمایش آنها در یک پلت فرم پیوسته و همچنین برخی از فریم ورک های نوشته شده به زبانهای سطح بالا از هر سیستم , برای تولید وقایع در همان سیستم را می دهند. نرم افزارهای "Robotium" و "ZAP-fix" نمونه ای از این دست نرم افزارها می باشند.
*ثبت کننده کلیدهای زده شده: یک نوع نرم افزار یا دستگاه سخت افزاری می باشد که تاریخچه کلیدهای زده شده را در یک فایل ذخیره می کند و یا از طریق اینترنت و بوسیله پست الکترونیکی آنها را ارسال می کند. ثبت کننده کلیدها اغلب به عنوان نرم افزارهای مخرب و یا برای کنترل کودکان مورد استفاده قرار می گیرند. نمونه ای از این نوع نرم افزارها برای دستگاههای تلفن همراه "KidLogger" می باشد.

== آموزش مجازی از طریق موبایل (زیر ساخت, معماری و ابزار) ==
یادگیری سیار یکنوع یادگیری است كه در آن دانش آموز در یک مكان مشخص ثابت مانند محل سکونت و یا محل آموزشي قرار ندارد و دانش آموز مي تواند از فرصت های ارائه شده توسط فن آوری تلفن همراه در امر یادگیری استفاده نمايد. 
امروزه تعداد زیادی از کاربران دارای دستگاه های تلفن همراهی می باشند كه ویژگی های چند رسانه ای را بهبود بخشیده اند و تقریبا در هر زمان به شبکه های ارتباطی با دسترسي بالا متصل هستند. انقلاب در زمينه دستگاه های تلفن همراه محدودیت های زمانی و مکانی را حذف نموده است و اجراي فرامين را در هر مکان و در هر زمانی اجازه می دهد .از سوی دیگر نیز برخی مشکلات به دلیل تنوع زیاد دستگاه های تلفن همراه در دسترس کاربران و همچنین تنوع در اهداف آموزشی کاربران وجود دارد. 
از این منظر، انطباق محتوا یکی از مؤلفه های مهم آموزشی در بحث تلفن همراه مي باشد زيرا كه پاسخگویی به طیف وسیعی از نیازهای مربوط به منابع نرم افزاري تکراری را ميسر مي سازد. الزامات مورد نیاز با توجه به اجزای نرم افزار ها،منابع چند رسانه ای و سرویس ها تعیین می گردند . انطباق محتوا با توجه به عملکرد ویژگی های دستگاه های تلفن همراه و تنظیمات کاربران , توانایی یک سیستم برای تغییر به محتوای ارائه شده بصورت پویا به هر کاربر می باشد. هدف از سیستم انطباق محتوا تعیین ارزش ها , از ویژگی های در حال تغییر در طول فرایند آموزش می باشد. از مزایای اصلی انطباق محتوا می توان به کاهش زمان مورد نیاز برای آموزشها، کاهش هزینه های آموزش ورشد بهره وری اشاره نمود. 
=== تکنولوژیهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
توسعه برنامه های کاربردی چند رسانه ای در طی چند سال گذشته را می توان نتیجه استفاده زیاد از داده های چند رسانه ای در امر آموزش با توجه به رشد صعودی اینترنت، دانست .در نتیجه ،اهمیت پژوهش در زمینه تکنولوژیهای چند رسانه ای افزایش یافته است. چرا که بر خلاف داده های سنتی , تکنیک های مدیریتی و پرس و جو که از امکانات و ویژگی های داده های چند رسانه ای می باشند ، از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند. 
===ویژگیهای داده های چند رسانه ای===
داده های چند رسانه ای دارای انواع متفاوتی به شرح ذیل می باشند : 
•برخی از داده ها وابسته به زمان است و برخی دیگر مستقل از زمان 
•برای نمایش داده های چند رسانه ای از فرمت های مختلف استفاده می شود. 
•برخی از داده ها ساخت یافته است و برخی بدون ساختار یا نیمه ساختار یافته می باشند. 
•برخی ممکن است برای انتقال انواع داده از راه دور به یک زمان کوتاه و برخی به زمان زیاد احتیاج داشته باشند. 
در مقایسه با سیستم های مبتنی بر متن، برنامه های کاربردی چندرسانه ای دارای درک قوی تری با توجه به دارا بودن ویدئو، صدا، انیمیشن و تصاویر میباشد. اما بین تفکر کاربران در مورد واقعیت و نمایش فیزیکی داده های چند رسانه ای اختلاف بزرگی است.کاربران می خواهند به داده های چند رسانه ای در سطح درک خود از شی دسترسی داشته باشند. اما در سیستم های چند رسانه ای تمایل برای نشان دادن داده های چند رسانه ای بر اساس سطوح درک پایین مانند رنگ ها، الگوها، بافت و شکل ( بدون ترکیب این ویژگی ها ) وجود دارد و هیچ راهی برای نشان دادن خودکار این موضوع، بر اساس تفکر انسانی وجود ندارد. تحقق بخشیدن به نمایش داده های چندرسانه ای بر اساس دیدگاه انسان بسیار مشکل است. هیچ سیستم داده های چندرسانه ای توانایی درک خودکار و شناسایی و طبقه بندی موضوعات را ندارد. استفاده از داده های چندرسانه ای برای ارائه موضوعات یک چالش بزرگ در سیستم آموزش سیار می باشد. 
===راه کارهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
آموزش سیار به دستگاه های گیرنده سیار و دستگاههای جانبی و تکنولوژیهای ارتباطی مانند گوشی موبایل, PDA ، کامپیوتر قابل برنامه ریزی ، آی پاد، دستگاه پخش ویدئو های شخصی و دوربین های دیجیتال ویدئویی وابسته می باشد. راه کارهای چندرسانه ای برای آموزش سیار شامل موارد ذیل می باشد: 
*واقعیت مجازی و شبیه سازی محیط : راهکاری پیچیده برای آموزش و تمرینات تعاملی را فراهم می آورد.واقعیت مجازی می تواند یک فضای محدود و یا فضای باز، در داخل طبیعت را شبیه سازی نماید و اجازه اجرای انواع تعاملات را به کاربر می دهد. 
*برنامه های نرم افزاری تعاملی: شرایط عملی متفاوت را شبیه سازی و روند آموزشی را تسهیل می نماید. 
*استفاده از دستگاه های جانبی و تجهیزات چندرسانه ای : امکان جمع آوری و تفسیر مقادیر از طریق رسانه های مختلف را به صورت برخط بوجود می آورد. این روش اجازه استفاده از راه حل های غیر رسمی برای آموزش و بازدید مکانهایی مانند: باغ گیاهان، باغ وحش، رودخانه ها و غیره را می دهد. 
نرم افزارهای کاربردی تلفن همراه کنترل محیطی بهتری را ارائه می دهند و می توانند معایبی مانند: وجود اختلال در ارتباطات ، محدودیت پهنای باند شبکه های ارتباطی ، محدودیت فضای ذخیره سازی و عدم وجود تنوع ابزار تعاملی را بر طرف نمایند.همچنین امکان بهبود تجارب اجتماعی در مقایسه با روشهای یادگیری کلاسیک را فراهم می کنند.
 

== کاربرد رایانش ابری در آموزش سیار ==
(MCC (MOBILE CLOUD COMPUTING از سه مفهوم رایانش ابری ,رایانش سیار و شبکه تشکیل شده است. ویژگی های جالب و جذاب MCC پارادایم تحرک با امکان قابلیت های زیاد می باشد. ما رایانش ابری سیار را به این صورت تعریف می کنیم: "یک تکنولوژی قدرتمند رایانش سیارکه ابزار یکپارچه از منابع ابرهای متنوع و تکنولوژیهای شبکه را نسبت به قابلیت های نامحدود ذخیره سازی و تحرک در اختیار قرار می دهد. رایانش ابری به بسیاری از دستگاه های تلفن همراه در همه جا ، در هر زمان و از طریق کانال اینترنت ، بدون در نظر گرفتن محیط های ناهمگن و سیستم عامل، بر اساس اصل پرداخت به ازای استفاده سرویس می دهد." 
استفاده از MCCمزایای توزیع، فاصله ، منابع غنی، زیرساخت های ابر وتقویت بسیاری از دستگاه های تلفن همراه، به ویژه گوشی های هوشمند و کاهش کاستی های آنها را در بر دارد. پیش بینی دستاوردهای آینده استفاده ازMCC در حوزه های مختلف مانند بهداشت و درمان (مانندtelemonitoring و telesurgery)، آموزش و پرورش، کسب و کار فناوری اطلاعات ، توسعه شهری و روستایی و شبکه های اجتماعی می باشد.در این راستا، تلاش های زیادی مانند استقرار فن آوری رایانش ابری برای افزایش قابلیت گوشی های هوشمند صورت پذیرفته است. 
علاوه بر این، اعمال نفوذ در منابع مجازی به منظور افزایش امنیت اطلاعات در گوشی های هوشمند سودمند است چرا که آنها دائما مستعد سرقت، از بین رفتن و آسیب های فیزیکی می باشند. Dropbox و SugarSync از جمله خدمات ذخیره سازی ابر هستند که می توانند داده های واقع در دستگاه های مختلف محاسباتی (به عنوان مثال تلفن های هوشمند، تبلت، و لپ تاپ) را همگام سازی نمایند.همانگونه که در شکل 1 مشاهده می گردد لایه واسط(Arbitrator Layer) به معماری چند لایه سیستم عامل موبایل (MNO) اضافه گردیده است که به شرح هریک از این بخش ها که در شکل 4 مشاهده می شود , می پردازیم.
 

===لایه واسط Arbitrator Layer ===
این لایه از سیستم عامل موبایل در واقع به عنوان واسط بین بخش جلویی(front- end -شامل ابر کاربران تلفن همراه) و بخش عقبی(back- end - شامل ارائه دهندگان سرویس ابر) می باشد. این لایه درخواست تخصیص منابع از لایه SOA را دریافت می نماید و لایه زیرساخت را بررسی می کند تا سرویسی که اجرای کارآمدتری دارد را تعیین کند. سپس یک کپی مستقل از این سرویس به لایه زیرساخت به عنوان مرجع برای مراجعات بعدی منتقل خواهد شد. در این روش، سربار شبکه به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد. 
*زمانبندی کننده منابع: هنگامی که یک سرویس جدید در بخش رجیستری سرویس ثبت و ذخیره شد ، درخواست تخصیص به بخش زمانبندی کننده منابع فرستاده می شود. بخش زمانبندی کننده خواص درونی و توصیفی سرویس را تجزیه و تحلیل می نماید و سرویسی که کارایی بالاتری دارد را برای اجرا تعیین می کند.
*سرویس پروفایل: یکی از مسئولیت های واسط می باشد برای نظارت بر اعتبار و عملکرد سرویس و در صورت نیاز جایگزین آنها با سرویس مناسب تر می باشد. ماژول سرویس پروفایل یک سناریو تعریف شده برای ارزیابی عملکرد واقعی سرویس دارد. اگر عملکرد سرویسی مطابق با شرح سرویس نباشد برای نگه داشتن موثر سیستم آن سرویس توسط یک سرویس کارآمد تر جایگزین می شود. 
*پروفایل کاربر: از آنجا که سرویسهای مختلفی از طرف مصرف کنندگان سرویس درخواست می گردند ، سازمان دهی یا تنظیمات شخصی مهم هستند. بنابراین ماژول پروفایل کاربر مسئول نظارت و ذخیره ترجیحات کاربران جهت تحویل خدمات سفارشی و اجرای سرویسها بر اساس این معیارهای حاصله می باشد.
*جمع آوری کننده اعمال کاربر در زمان اجرا: به منظور افزایش کارایی و عملکرد سیستم ،جمع آوری اعمال کاربر در زمان اجرا یک فرایند حیاتی است. اطلاعات مربوط به این اعمال می تواند در زمانبندی قوی و مجدد منابع در این معماری به ما کمک کند. 
*اجرا کننده استاندارد: استاندارد سازی یکی از تکنیک های مفید جهت رفع عدم تجانس درمحیط های ناهمگن MCC می باشد. از این رو، توجه به استانداردها در طراحی معماری بسیار مهم است. این ماژول مسئول نظارت و اجرای استانداردسازی برای سرویسها می باشد. 
*تجزیه و تحلیل محاسباتی: در طی مقدار دهی اولیه در بخش رجیستری سرویس ، یک لایه خاص زیرساخت به هر سرویس اختصاص داده می شود. با این حال، نمی توان از انتخاب بهینه مطمئن بود. از این رو، برای دستیابی به عملکرد بهینه، ماژول تجزیه تحلیل محاسباتی بر قابلیت های محاسباتی منابع اختصاص داده شده نظارت می کند. 
*تجزیه و تحلیل عملکرد: از آنجایی که هدف معماری ما کاهش زمان تاخیر شبکه می باشد، ماژول تجزیه و تحلیل عملکرد وظیفهس اش تجزیه و تحلیل تاخیر ارتباطی و الگوی مصرف منابع سرویس های مختلف است. اگر مقدار منابع مورد نیاز برای اجرای یک سرویس خاص با عوامل دیگر مانند ارتباطات مطابقت نداشته باشد و از اینرو موجب تعویق اجرای سرویس گردد ، آنگاه تقاضای زمانبندی منابع جهت تعیین زیرساخت های مناسب تر تکرار می گردد. علاوه بر این، نظارت بر رابطه بین تعداد دفعات درخواست و اجرای سرویس و مقدار منابع مصرف شده وظیفه این ماژول می باشد. نتایج حاصل از این تجزیه و تحلیل به منظور ارتقاء کیفیت طور کلی مفید است. به عنوان مثال، اگر یک سرویس حساس به تاخیر ابر بیش از حد فراخوانی گردد، این سرویس را می توان به نزدیکترین سیستم عامل موبایل مجاور منتقل نمود یا به ارائه دهنده مجاز برای مقابله با تاخیر ارتباطاتی مراجعه نمود. 

== کاربرد تکنولوژی Edge ==
شبکه EDGE آخرین مرحله میان GPRS و UMTS است که نویدبخش سه برابرسازی ظرفیت شبکه‌های GSM با صرف هزینه اندک است. فناوری EDGE به بهره‌بردار امکان می‌دهد با ارائه مجموعه‌ای از خدمات اینترنتی و چندرسانه‌ای به درآمدهای تازه‌ای دست یابد. EDGE ساده و ارزان می‌نماید اما به هر حال دست آورد ارتقاء دادن شبکه GPRS به شبکه EDGE باید از چنان کیفیت خدماتی برخوردار باشد که برآورنده نیازهای کاربرد‌های داده‌ محور باشد.برای بهره‌برداران دارای مجوز UMTS ، شبکه EDGE راهی جذاب برای ارائه خدمات نسل سوم در خارج از نواحی شهری متراکم را فراهم می نماید. هنگامی که مشترک از ناحیه پوشش UMTS بیرون می‌رود، افزایش سرعت ارسال داده افت کیفیت خدمات را تا حدی جبران می‌کند. 
===معیارهای کارآیی===
برای سنجش کارآیی شبکه‌های IP مثل شبکه EGPRS از چهار معیار گذردهی، اتلاف، تأخیر و لغزش می‌توان بهر‌ه گرفت. تأثیر هر کدام از این معیارها به کیفیت خدمات رسانی به کاربر و یا خدمات موردنظر بستگی دارد. 
گذردهی به معنای تعداد بایت‌هایی است که می‌توان در هر ثانیه از خط ارتباط EDGE عبور داد و بنابراین بیان‌گر قابلیت هر لینک در ارائه خدماتی مانند گشت و گذار در اینترنت یا ارسال ویدیو به صورت بلادرنگ است. اتلاف به درصد بسته‌های داده‌ای از دست رفته در شبکه اطلاق می‌شود. بسته‌های از دست رفته را دوباره باید ارسال کرد که این امر سرعت انتقال داده‌ها برای مشترک را کاهش می‌دهد. تأخیر به میزان زمانی گفته می‌شود که صرف انتشار بسته‌های IP از طریق شبکه می‌شود. تأخیر هم بر سرعت ارسال داده از دید مشترک اثر منفی می‌گذارد و از جمله معیارهای کلیدی در ارتباطات صوتی بلا‌درنگ است. معیار آخر نیز لغزش است که به تغییرات آماری تأخیر اطلاق می‌شود. 
در EDGE از مدولاسیون ۸ PSK- استفاده می‌شود که می‌تواند با استفاده از شکاف‌های زمانی استاندارد GSM ،گذردهی داده‌ای GPRS را سه برابرکند. اما EDGE شمار شکاف‌های زمانی را افزایش نمی‌دهد، بنابراین بهره‌بردار همچنان با محدودیت ظرفیت در بسیاری از موارد مواجه است. در واقع ممکن است در برخی شرایطEDGE اوضاع را بدتر هم بکند زیرا با ارائه خدمات جدید و پرسرعت سبب می‌شود حجم انتقال داده‌ها به گونه‌ای سرسام‌آور افزایش یابد. شکی نیست که افزایش ترافیک داده‌ها باعث افزایش درآمدها می‌شود اما بسیاری از بهره‌برداران هم دچار معضلی به نام کمبود ظرفیت خواهند شد. 
===بهینه‌سازی===
بهره‌برداران برای رفع معضل کمبود ظرفیت باید تخصیص درست کانال‌ها را در دستور کار خود قرار دهند. یعنی باید کانال را به گونه‌ای به کاربردها اختصاص داد که مشترکین در موقع و مکان مناسب خود به پهنای باند کافی دسترسی داشته باشند. برای مثال، مشترکی که می‌خواهد حجم بزرگی از داده‌ها را بارگذاری کند از کاهش ناگهانی پهنای باند دلخور می‌شود اما کاربری که دارد از پست الکترونیکی استفاده می‌کند حتی متوجه چنین کاهشی نمی‌شود. 
ترازبندی ظرفیت براساس شمار کاربران و میزان پهنای باند لازم برای کاربردهای موردنظرش در تمامی زمان‌ها، محور اصلی عملیات بهینه‌سازی را تشکیل می‌دهد. تخصیص فرکانس، کار دشواری نیست زیرا می‌توان از کانال‌های EDGE در چارچوب طرح موجود تخصیص فرکانس استفاده کرد و آنها را همانند کانال‌های GSM تخصیص داد. 
در کاربردهای مبتنی بر پروتکل کنترل انتقال باید تمامی داده‌های از دست رفته بر اثر تداخل را دوباره ارسال کرد و این اثر منفی زیادی درلایه کاربرد به جای می‌گذارد و در نهایت باعث ناخرسندی کاربر می‌شود. برای حل این معضل دو راه وجود دارد، یکی کوچک‌ کردن اندازه سلول‌ها و دیگری استفاده از شیوه‌های کدگذاری بهتر می باشد. شیوه دوم باعث می‌شود شمار دفعات ارسال داده‌ها کاهش یابد. افزایش سرعت ارسال داده‌ها به معنای افزایش حجم جابه‌جایی داده‌ها در شبکه هسته است که این الگوی ترافیک داده ها را بطور چشم‌گیری تغییر می‌دهد. اغلب ادعا می‌شود که در EDGE نیازی به تغییر شبکه هسته نیست و این از دیدگاه پروتکلی درست است. اما ممکن است شبکه هسته موجود دارای ظرفیت لازم برای پوشش دادن EDGE نباشد. بهره‌بردارانی که می‌خواهند به سراغ EDGE بروند باید شرایط EDGE را شبیه‌سازی کنند و شبکه هسته را تحت آزمایش‌های دقیق قرار دهند.تأخیر می‌تواند در شبکه هسته یا سایر شبکه‌های درگیر با انتقال داده‌ها ایجاد شود. بنابراین حتی اگر همه شبکه هسته سلولی از لحاظ پوشش دادن حجم داده‌ها کم و کسری نداشته باشد باز ممکن است شبکه‌های همکارش توانایی لازم را نداشته باشند و این عامل تعیین کننده‌ای در موضع‌گیری مشترکین در قبال شبکه تلفن همراه به حساب می‌آید.

== الگوی سرویس غیر برخط موبایل با روش REST ==
در موبایل شرایط محیطی برای یک سرویس بطور پیوسته در حال تغییر است. ارتباط صحیح دائمی را نمی توان تضمین کرد.بنابراین الگوی معماری رایانش ابری باید به خوبی الگوهای پردازش غیر برخط را پشتیبانی کند.استراتژیهای صف(Queue) , Cache و اطلاعات Information ممکن است به نوع سرویس محتوا و نوع عملیات وابسته باشند.برای مثال یک درخواست اطلاعات از ابر ممکن است در حالت پیشرفته Cache شود یا برعکس یک در خواست به روزآوری در صف Queue قرار بگیردکه البته موارد فوق به نوع سرویس ارائه محتوا بستگی دارد. برای پیاده سازی این درخواستها از روالهای اتصال از راه دور مانند SOAP,XML-RPC,COBRA, .NET Remoting که بر عملیات درونی نظارت دارند می توان استفاده نمود.

== نتیجه گیری ==
در این تحقیق ابتدا تعریفی از محیط رایانش ابری به همراه نقاط قوت آن عنوان و سپس ساختار آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری در مقایسه با روش های سنتی آموزش الکترونیک بیان گردیده است و تفاوتهای و مزایای آنها مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه پیاده سازی شده این امر در کشور هند جهت آموزش درس برنامه نویسی سی بکار گرفته شده است که در آن از وب سرویسها استفاده شده است. در ادامه ابزار هایی که که برای ارزیابی وضعیت و تعاملات کاربر لازم است تشریح شده اند و در نهایت زیر ساختها , معماری, روشهای پیاده سازی و تکنولوژی های ارتباطی آموزش مجازی سیار که یکی از روش های جدید آموزش مجازی می باشد، بررسی گردیده است.

== درخت دانش ==
[http://176.56.146.166/tree.jpg شکل - درخت دانش]
 

== مراجع ==
[1] Garcia, E.; Garcia, A.; Garcia-Cabot, A.; de-Marcos, L.; Hilera, J.
 
Development of an Application for Mobile Devices to Record Learner Interactions with Web-Based Learning Objects
 
12th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT), 2012
 
[2] Thamarai Selvi, S.; Panneerselvam, K.
 
A Self-regulated Learning approach for programming language using cloud-based Learning Management System
 
International Conference on Recent Trends In Information Technology (ICRTIT), 2012
 
[3] Md. Anwar Hossain Masud, Xiaodi Huang
 
An E-learning System Architecture based on Cloud Computing
 
5th IEEE International Conference on Cloud Computing (CLOUD), 2012
 
[4] Damm, S.; Ritz, T.; Strauch, J.
 
Adaption of Archetype Patterns for mobile cloud-based business apps
 
IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications Workshops (PERCOM Workshops),2011

آموزشهاي مجازي با استفاده از تكنولوژي رايانش ابري(cloud computing)

2015-01-29T23:29:32Z

92231535: /* آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری */

== چکیده ==
در طی چند سال اخیر رایانش ابری به شدت مورد توجه کارشناسان و محققان فناوری قرار گرفته است. بر پایه آن شرکت های عظیم کامپیوتری نسبت به استفاده از این تکنولوژی در راستای ارایه خدمات و سرویسهای الکترونیکی خود به کاربران اقدام نموده اند. با این روند رو به رشد استفاده از این تکنولوژ ی، بعید به نظر نمی رسد که در آینده ای نزدیک اکثر شرکت ها سرویسها و خدمات الکترونیکی خود را بر این اساس عرضه نمایند از جلمه خدمات الکترونیکی که در این تکنولوژی می تواند مورد استفاده قرار گیرد، بحث آموزشهای مجازی می باشد. رایانش ابری در آموزش مجازی علی الخصوص آموزش مجازی سیار که عمدتاً از طریق موبایل صورت می پذیرد، می تواند نقش عمده ای را ایفا نماید. راهکارها و معیارهای کارآیی و بهینه سازی در این خصوص وجود دارند که می توانند مورد استفاده قرار گیرند.

== مقدمه ==
رایانش ابری یا Cloud Computing راهکارهایی را برای ارایه خدمات فناوری به کاربران مشابه آنچه که در بعضی از صنایع با کاربرد سراسری (مانند صنعت آب ، صنعت برق و ...) وجود دارد ، ارایه می دهد. این تکنولوژی اصولاً بر پایه اینترنت تعریف می شود که در آن الگویی تازه جهت ارایه سرویسهای فناوری (شامل نرم افزار، سخت افزار و سایر منابع اشتراکی) بکار گرفته می شود. در حقیقت در این تکنولوژی دسترسی به منابع فناوری اطلاعات به هنگام ارایه درخواست از طرف کاربر و بر اساس میزان تقاضای کاربر ، به وی ارایه می گردد. دلیل استفاده و تشبیه اصطلاح "ابر" به اینترنت که در شماتیک های شبکه ای نیز از شکل ابر برای نشان دادن اینترنت استفاده می شود ، در این است که اینترنت همچون ابری جزییات فنی را از دید کاربران نهایی پنهان می سازد. به معنای دیگر یک لایه انتزاعی را بین کاربران و جزییات فنی بوجود می آورد. به عنوان مثال برنامه های کاربردی تجاری و یا آموزشهای مجازی را می توان در نظر گرفت که توسط سرویس دهنده نرم افزاری رایانش ابری ارایه می گردد. این برنامه ها بر روی سرورها ذخیره می گردند و حسب درخواست کاربر در اختیار وی قرار می گیرند، در حالی که جزییات فنی از دید کاربر کاملاً مخفی است و کاربر نیازی به داشتن اطلاعات در خصوص فناوری زیرساخت ابری که از آن استفاده می کند، ندارد.

== مزایای استفاده از رایانش ابری ==
در زیر به چند نمونه از موارد اشاره می شود:
*قابلیت اطمینان بیشتر به داده ها:با توجه به اینکه در رایانش ابری داده ها بر روی ابر قرار دارند از اینرو خرابی کامپیوتر کاربر تاثیری بر روی داده ها نخواهد داشت.مضاف بر اینکه افزونگی لازم نیز در زیر ساخت ابری به نحوی توسط فراهم کنندگان آن دیده می شود که به شدت در برابر خرابی مقاوم است و راهکارهای متعددی برای تهیه نسخ پشتیبان که معمولا کاربران از آنها غافل هستند، بکار برده می شوند.
*امکان دسترسی از همه جا و در هر مکان:بدلیل آنکه داده ها در ابر قرار دارند، از اینرو کاربر قادر به دسترسی به داده های خود در هر زمان و هر مکانی خواهد بود. برای اینکار تنها لازم است که کاربر از تجهیز کامپیوتری خود که می تواند یک گوشی موبایل نیز باشد به اینترنت دسترسی داشته باشد.
*عدم وابستگی به سخت افزار:چون اسناد و برنامه های کاربردی روی ابر در همه حال به یک شکل هستند از اینرو تفاوتی نمی کند که با چه دستگاه سخت افزاری کاربر متصل شده است. در حقیقت اجرای برنامه ها تفاوتی نخواهد کردو دیگر نیازی به خرید سخت افزارهای مخصوص و یا ذخیره اسناد به فرمت های ویژه نمی باشد. سازگاری لازم از طرف ابر برای سخت افزار فراهم خواهد شد.
*ظرفیت نامحدود ذخیره سازی:به لحاظ نظری محدودیتی در استفاده از فضای ذخیره سازی ابری وجود ندارد. این موضوع در قیاس با حجم محدود فضای ذخیره سازی کامپیوترهای شخصی بسیار قابل توجه می باشد. عجیب به نظر نمی رسد اگر بگوییم هر چیزی را که نیاز به ذخیره کردن آن داریم ، می توانیم در فضای ابری ذخیره کنیم.
*هزینه پایین:بدلیل آنکه محاسبات مورد نیاز در فضای ابری انجام می شود از اینرو دیگر نیازی به استفاده از کامپیوترهای گرانقیمت در سمت کاربر نمی باشد و هزینه های مربوط به سخت افزار به شدت کاهش پیدا می کند. حتی با ساده ترین کامپیوترها که بلحاظ پردازشی و فضای دیسکی بسیار محدود می باشند، نیز می توانند از رایانش ابری حداکثر استفاده را ببرند. با توجه به اینکه اسناد در ابر ذخیره می شوند حتی نیازی به ذخیره اسناد و مستندات در کامپیوتر شخصی نمی باشد.
*ارتقای سریع نرم افزاری:از دیگر مزایای مربوط به رایانش ابری این است که دیگر نیازی به بروز رسانی نرم افزارها و یا اجبار به استفاده از نرم افزارهای قدیمی به دلیل هزینه بالای ارتقای آنها نمی باشد، چون در ابر اینکار بدون اینکه کاربر متوجه شود صورت می پذیرد. بدلیل مبتنی بر وب بودن برنامه ها ارتقا و بروزرسانی ها بصورت اتومات در ابر انجام شده و کاربر بدون پرداخت هزینه اضافی قادر به بهره برداری از آخرین نسخه نرم افزارها خواهد بود. 

== آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری ==
به صورت ساده آموزش مجازی به فرایند یادگیری از طریق اینترنت اشاره داد. ، گرچه آموزش مجازی جایگزین روش سنتی نخواهد شد، اما تا حد زیادی می تواند به بهبود بهره وری در امر آموزش کمک کند. آموزش مجازی دارای مزایای زیادی من جمله انعطاف پذیری، تنوع، دسترسی آسان و غیره می باشد که به عنوان یک متد اصلی برای یادگیری در دهه های اخیر تبدیل شده است. شکل زیر یک معماری از سیستم ساده آموزش مجازی را نشان می دهد: 
[http://176.56.146.166/pic1.jpg شکل - معماری یک سیستم ساده آموزشی] 

در روشهای سنتی مبتنی بر وب بدینگونه عمل می گردد که سیستم های مربوط به ایجاد و نگهداری آموزشهای مجازی در داخل موسسات آموزشی و یا شرکت پیاده سازی ، که این امر منجر به بروز بسیاری از مشکلات، از جمله نیاز به سرمایه گذاری زیاد اما بدون سود، مشکلات مربوط به پشتیبانی فنی و غیره می گردد. نتیجه این امر منجر به عدم توسعه آسان این سیستمها می شود. در مقابل، آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر مدلی را معرفی مینماید که مقیاسی برای بهره وری دارد. برای مثال ساخت سیستم آموزش مجازی به تامین کنندگان رایانش ابری سپرده میشود،که می تواند ارائه دهندگان و کاربران را برای رسیدن به وضعیت برد- برد یاری نماید. محیط مبتنی بر ابر از نسل جدیدی از سیستم های آموزش مجازی که قادر به اجرا در گستره طیف وسیعی از دستگاه های سخت افزاری که در حال ذخیره سازی داده در داخل ابر هستند، پشتیبانی می نماید. 
آموزش الکترونیکی هیچگاه نمی تواند به طور کامل جایگزین معلمان گردد و تنها در حوزه به روزرسانی تکنولوژی ، مفاهیم و ابزارهای جدید، ارائه محتوا، مفاهیم و روش ها برای آموزش مورد استفاده قرار می گیرد. در روش آموزش الکترونیکی میتنی بر ابر معلمان نقش رهبری و مشارکت در پیشرفت تحصیلی را خواهند داشت. 
از سوی دیگر، ابر آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر حرکت به سمت استفاده از تکنولوژی رایانش ابری در زمینه آموزش الکترونیکی می باشد و در آینده ای نزدیک زیرساختهای آموزش الکترونیکی شامل سخت افزار و منابع محاسباتی نرم افزاری درگیر در آموزش الکترونیک مبتنی بر این تکنولوژی خواهند بود. معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر در (شکل2)نشان داده شده است: 

معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر پیشنهادی را می توان به لایه های زیر تقسیم تقسیم کرد: 
*لایه زیرساخت: این لایه از زیرساخت های سخت افزاری مانند حافظه فیزیکی، CPU و سرور های فیزیکی تشکیل شده اند. همچنین اطلاعات زیرساخت ها شامل اینترنت / اینترانت، نرم افزار سیستم، سیستم مدیریت اطلاعات و برخی از نرم افزارهای مشترک و سخت افزارمی باشد. بسترهای ارتباطی این لایه در پایین ترین سطح سرویس میان ابر قرار گرفته است. استفاده از تکنولوژی مجازی سازی سرور فیزیکی، منابع ذخیره سازی و شبکه های مجازی به عنوان بسترمورد استفاده در لایه های بالاتر نرم افزاری قرار می گیرند. 
*لایه منابع نرم افزار: به طور عمده از سیستم عامل و میان افزار تشکیل شده است. میان افزار منابع نرم افزاری متنوع را بصورت یکپارچه از طریق یک رابط واحد در اختیار توسعه دهندگان نرم افزار قرار می دهد. طوری که آنها می توانند به راحتی برنامه های کاربردی را توسعه داده و در ابر جهت استفاده قرار دهند. 
*لایه مدیریت منابع: این لایه اتصال راحتتر به منابع نرم افزاری و سخت افزاری را فراهم می نماید. با استفاده از استراتژی برنامه ریزی ,یکپارچه سازی, مجازی سازی و محاسبات ابری ، توزیع نرم افزار بر منابع مختلف سخت افزاری را می توان به دست آورد. 
*لایه سرویس: دارای سه سطح از سرویس یعنی،SaaS (نرم افزار به عنوان یک سرویس)، PaaS (بستر های نرم افزاری به عنوان یک سرویس)،IaaS (زیرساخت به عنوان یک سرویس) میباشد. در SaaS، محاسبات ابری سرویس به مشتریان ارائه می دهد. برخلاف نرم افزارهای سنتی کاربران از طریق اینترنت از نرم افزار استفاده می کنند. خرید نرم افزار و سخت افزار یک بار انجام می شود و با پرداخت هزینه ماهانه ناچیز دیگر نیاز به حفظ و ارتقاءآن نمی باشد. 
*لایه کاربردی: این لایه از برنامه های کاربردی خاص شامل تجمیع منابع آموزشی در مدل رایانش ابری ، دوره های تعاملی و به اشتراک گذاری منابع آموزشی تشکیل شده است . برنامه های تعاملی عمدتا برای معلمان، با توجه به یادگیرندگان و نیازهای آموزشی، با استفاده کامل از منابع اطلاعات پایه ساخته می شود و امکان تنظیم محتوای دوره و همچنین پیشرفت در هر زمان با توجه به بازخورد وجود دارد و می تواند دارای اثربخشی بیشتر نسبت به آموزش سنتی باشد. به اشتراک گذاری منابع آموزشی شامل منابع اطلاعاتی (مانند کتابخانه های دیجیتال) و منابع آموزشی انسانی از وظایف این لایه است. این لایه عمدتا شامل ماژولهای تولید محتوا، اهداف آموزشی، تحویل محتوا، ارزیابی و ماژول مدیریت می باشد. 
در مدل کلاسیک آموزش الکترونیکی، معلمان وظایف آموزشی مانند تدریس حضوری به طور منظم، و یا بررسی مهارت و تکالیف دانش آموزان را انجام می دهند. اما در معماری پیشنهادی معلمان به سوالات دانش آموزان پاسخ می دهند و آموزش های ضروری برای رفع مشکلات دانش آموزان ارائه می گردد. علاوه بر این، معلمان نیز می توانند به منظور ارتقاء آموزش از محتواهای آموزشی چند رسانه ای استفاده کنند. همچنین دانش آموزان میتوانند خارج از الگوهای یادگیریشان که بصور ت خودکار تعیین می گردد درس بخوانند. انجام آزمونهای برخط اینترنتی و ارائه تحلیلهای آماری خودکار به معلمان از هر بخشی که مورد مطالعه قرار گرفته است، از مزایای این روش می باشد. معلمان نیز دانش آموزان را تشویق به همکاری با یکدیگر در یادگیری مطالب ساده و یا انجام پروژه های پیچیده مبتنی برکار گروهی می نمایند. از طریق یادگیری گروهی، دانش آموزان به تنهایی نمی توانند دانش کسب نمایند، بلکه روح هماهنگی در تیم است که در امر آموزش و پرورش کمک می نماید . نتیجه این روش برای دانش آموزان بهبود مهارت در برخورد با مردم و افزایش ابراز توانایی خودشان می باشد. شکل 3 مقایسه آموزش الکترونیکی سنتی و رایانش ابری را ارائه می دهد.

== نمونه آموزش مجازی زبان برنامه نویسی مبتنی بر ابر ==
طبق تعریف زیمرمن یادگیری خود تنظیمی (SRL Self-Regulated Learning) شامل تعیین لیست استراتژی هایی دستیابی به اهدافی مانند برنامه ریزی، سازماندهی و ارسال، جستجوی اطلاعات ، نگهداری سوابق، تمرین و حفظ، بررسی، نظارت بر خود، خود ارزیابی، ساختار محیطی و جستجو برای کمک های اجتماعی است که می تواند به طور جداگانه و یا در ترکیب برای توسعه یادگیری خود تنظیم به کار گرفته شود. 
مطابق تعریف فوق در کشور هند یک سیستم مدیریت آموزشی LMS شامل بخش های مدیریت، مستندات، بررسی و ارزیابی، گزارشات و محتواهای آموزشی و آموزش برخط با استفاده از رایانش ابری جهت آموزش زبان برنامه نویسی C پیاده سازی گردیده است. این دوره در شش سطح به خاطر سپاری، درک مطلب، اجرا، تجزیه و تحلیل، ارزیابی و ایجاد برنامه طراحی گردیده است. در ادامه در خصوص هر یک از این سطوح توضیحات لازم ارایه می گردد: 
1-به خاطر سپاری: در این سطح به دانش آموزان محتواهایی مانند الگوی دستورات و ساختار برنامه که باید در حافظه بلند مدت قرار گیرد ارائه می گردد.تمرینات این سطح برای آزمایش شناخت و قابلیت به خاطر سپاری دانش آموزان طراحی گردیده است. 
2-درک مطلب: برای درک مطلب توسط دانش آموزان ، محتواهای ارائه شده در این سطح به گونه ای طراحی شده اند که به دانش آموزان در درک مفاهیم زبان C کمک می کنند. تمرینات این سطح جهت ارزیابی توانایی تفسیر، طبقه بندی، مقایسه و مهارت بیان دانش آموزان طراحی گردیده است. 
3-اجرا : محتواهای ارائه شده به دانش آموزان جهت اجرای مباحث یاد گرفته شده زبان C کمک خواهندکرد.هدف اصلی در این سطح توانایی دانش آموزان جهت تمرکز در بکارگیری مفاهیم می باشد.تمرینات این سطح برای آزمایش توانایی اجرا و پیاده سازی توسط دانش آموزان طراحی گردیده است. یک سری ابزار مانند یک ویرایشگر C به همراه کامپایلر آن برای اجرای تمرینها در اختیار دانش آموزان قرار داده می شود. 
4-تجزیه و تحلیل: در این سطح از این دوره، دانش آموزان از محتواهایی که به تجزیه و تحلیل موضوعات یاد گرفته شده کمک می کنند، بهرمند می گردند. تمرینات در این سطح جهت تعیین سطح تفاوتهای مهارت های دانش آموزان طراحی گردیده است. 
5- ارزیابی: تمرکز عمده در این سطح بر ارزیابی مهارت های دانش آموزان با استفاده از تمرینهایی که توانایی نقد و داوری آنها را سنجش می نماید، می باشد. 
6-ایجاد : در سطح نهایی این دوره ، دانش آموزان دانش به دست آورده و خلاقیتهای خود را اجرا می نمایند. 
در این راستا برای اجرا و پیاده سازی مطالب فوق ، سیستمی بصورت کاملا وب سرویسی طراحی گردیده است. از ویژگیهای خاص این سیستم استفاده از پروتکل SOAP می باشدکه در آن قالب XML به عنوان ستون فقرات ارسال و دریافت پیام های وب سرویس استفاده شده است. در ضمن برای گرفتن بازخورد از پیشرفت تحصیلی دانش اموزان یک زیر سیستم به صورت وب سرویس نیز طراحی گردیده است که به معلم جهت تعیین سطح و وضعیت پیشرفت دانش آموز کمک می کند. 

== ابزارهای پایش ==
ثبت رویدادهایی که توسط گوشی موبایل در هنگام اتصال به یک وب سایت انجام می شود را می توان به سه گروه به شرح ذیل طبقه بندی نمود:
*ثبت تعاملات کاربران: شامل برنامه های ثبت کننده مجموعه تعاملاتی که کاربر با رابط کاربری برقرار می کند. نرم افزار "Event Recorder for Android Web Applications" نمونه ای از این دست نرم افزارها می باشد.
*اجرا کننده خودکار وقایع: این نرم افزارها به ترتیب وقایعی که توسط مجموعه ای از دستورات معین رخ می دهد را ثبت می کنند. برای مثال ثبت مجموعه ای از فعل و انفعالاتی که در یک یا چند دستگاه رخ می دهند.این گروه از برنامه ها اجازه برنامه نویسی برای یکسری از رویدادهای سطح بالا , به منظور آزمایش آنها در یک پلت فرم پیوسته و همچنین برخی از فریم ورک های نوشته شده به زبانهای سطح بالا از هر سیستم , برای تولید وقایع در همان سیستم را می دهند. نرم افزارهای "Robotium" و "ZAP-fix" نمونه ای از این دست نرم افزارها می باشند.
*ثبت کننده کلیدهای زده شده: یک نوع نرم افزار یا دستگاه سخت افزاری می باشد که تاریخچه کلیدهای زده شده را در یک فایل ذخیره می کند و یا از طریق اینترنت و بوسیله پست الکترونیکی آنها را ارسال می کند. ثبت کننده کلیدها اغلب به عنوان نرم افزارهای مخرب و یا برای کنترل کودکان مورد استفاده قرار می گیرند. نمونه ای از این نوع نرم افزارها برای دستگاههای تلفن همراه "KidLogger" می باشد.

== آموزش مجازی از طریق موبایل (زیر ساخت, معماری و ابزار) ==
یادگیری سیار یکنوع یادگیری است كه در آن دانش آموز در یک مكان مشخص ثابت مانند محل سکونت و یا محل آموزشي قرار ندارد و دانش آموز مي تواند از فرصت های ارائه شده توسط فن آوری تلفن همراه در امر یادگیری استفاده نمايد. 
امروزه تعداد زیادی از کاربران دارای دستگاه های تلفن همراهی می باشند كه ویژگی های چند رسانه ای را بهبود بخشیده اند و تقریبا در هر زمان به شبکه های ارتباطی با دسترسي بالا متصل هستند. انقلاب در زمينه دستگاه های تلفن همراه محدودیت های زمانی و مکانی را حذف نموده است و اجراي فرامين را در هر مکان و در هر زمانی اجازه می دهد .از سوی دیگر نیز برخی مشکلات به دلیل تنوع زیاد دستگاه های تلفن همراه در دسترس کاربران و همچنین تنوع در اهداف آموزشی کاربران وجود دارد. 
از این منظر، انطباق محتوا یکی از مؤلفه های مهم آموزشی در بحث تلفن همراه مي باشد زيرا كه پاسخگویی به طیف وسیعی از نیازهای مربوط به منابع نرم افزاري تکراری را ميسر مي سازد. الزامات مورد نیاز با توجه به اجزای نرم افزار ها،منابع چند رسانه ای و سرویس ها تعیین می گردند . انطباق محتوا با توجه به عملکرد ویژگی های دستگاه های تلفن همراه و تنظیمات کاربران , توانایی یک سیستم برای تغییر به محتوای ارائه شده بصورت پویا به هر کاربر می باشد. هدف از سیستم انطباق محتوا تعیین ارزش ها , از ویژگی های در حال تغییر در طول فرایند آموزش می باشد. از مزایای اصلی انطباق محتوا می توان به کاهش زمان مورد نیاز برای آموزشها، کاهش هزینه های آموزش ورشد بهره وری اشاره نمود. 
=== تکنولوژیهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
توسعه برنامه های کاربردی چند رسانه ای در طی چند سال گذشته را می توان نتیجه استفاده زیاد از داده های چند رسانه ای در امر آموزش با توجه به رشد صعودی اینترنت، دانست .در نتیجه ،اهمیت پژوهش در زمینه تکنولوژیهای چند رسانه ای افزایش یافته است. چرا که بر خلاف داده های سنتی , تکنیک های مدیریتی و پرس و جو که از امکانات و ویژگی های داده های چند رسانه ای می باشند ، از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند. 
===ویژگیهای داده های چند رسانه ای===
داده های چند رسانه ای دارای انواع متفاوتی به شرح ذیل می باشند : 
•برخی از داده ها وابسته به زمان است و برخی دیگر مستقل از زمان 
•برای نمایش داده های چند رسانه ای از فرمت های مختلف استفاده می شود. 
•برخی از داده ها ساخت یافته است و برخی بدون ساختار یا نیمه ساختار یافته می باشند. 
•برخی ممکن است برای انتقال انواع داده از راه دور به یک زمان کوتاه و برخی به زمان زیاد احتیاج داشته باشند. 
در مقایسه با سیستم های مبتنی بر متن، برنامه های کاربردی چندرسانه ای دارای درک قوی تری با توجه به دارا بودن ویدئو، صدا، انیمیشن و تصاویر میباشد. اما بین تفکر کاربران در مورد واقعیت و نمایش فیزیکی داده های چند رسانه ای اختلاف بزرگی است.کاربران می خواهند به داده های چند رسانه ای در سطح درک خود از شی دسترسی داشته باشند. اما در سیستم های چند رسانه ای تمایل برای نشان دادن داده های چند رسانه ای بر اساس سطوح درک پایین مانند رنگ ها، الگوها، بافت و شکل ( بدون ترکیب این ویژگی ها ) وجود دارد و هیچ راهی برای نشان دادن خودکار این موضوع، بر اساس تفکر انسانی وجود ندارد. تحقق بخشیدن به نمایش داده های چندرسانه ای بر اساس دیدگاه انسان بسیار مشکل است. هیچ سیستم داده های چندرسانه ای توانایی درک خودکار و شناسایی و طبقه بندی موضوعات را ندارد. استفاده از داده های چندرسانه ای برای ارائه موضوعات یک چالش بزرگ در سیستم آموزش سیار می باشد. 
===راه کارهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
آموزش سیار به دستگاه های گیرنده سیار و دستگاههای جانبی و تکنولوژیهای ارتباطی مانند گوشی موبایل, PDA ، کامپیوتر قابل برنامه ریزی ، آی پاد، دستگاه پخش ویدئو های شخصی و دوربین های دیجیتال ویدئویی وابسته می باشد. راه کارهای چندرسانه ای برای آموزش سیار شامل موارد ذیل می باشد: 
*واقعیت مجازی و شبیه سازی محیط : راهکاری پیچیده برای آموزش و تمرینات تعاملی را فراهم می آورد.واقعیت مجازی می تواند یک فضای محدود و یا فضای باز، در داخل طبیعت را شبیه سازی نماید و اجازه اجرای انواع تعاملات را به کاربر می دهد. 
*برنامه های نرم افزاری تعاملی: شرایط عملی متفاوت را شبیه سازی و روند آموزشی را تسهیل می نماید. 
*استفاده از دستگاه های جانبی و تجهیزات چندرسانه ای : امکان جمع آوری و تفسیر مقادیر از طریق رسانه های مختلف را به صورت برخط بوجود می آورد. این روش اجازه استفاده از راه حل های غیر رسمی برای آموزش و بازدید مکانهایی مانند: باغ گیاهان، باغ وحش، رودخانه ها و غیره را می دهد. 
نرم افزارهای کاربردی تلفن همراه کنترل محیطی بهتری را ارائه می دهند و می توانند معایبی مانند: وجود اختلال در ارتباطات ، محدودیت پهنای باند شبکه های ارتباطی ، محدودیت فضای ذخیره سازی و عدم وجود تنوع ابزار تعاملی را بر طرف نمایند.همچنین امکان بهبود تجارب اجتماعی در مقایسه با روشهای یادگیری کلاسیک را فراهم می کنند.
 

== کاربرد رایانش ابری در آموزش سیار ==
(MCC (MOBILE CLOUD COMPUTING از سه مفهوم رایانش ابری ,رایانش سیار و شبکه تشکیل شده است. ویژگی های جالب و جذاب MCC پارادایم تحرک با امکان قابلیت های زیاد می باشد. ما رایانش ابری سیار را به این صورت تعریف می کنیم: "یک تکنولوژی قدرتمند رایانش سیارکه ابزار یکپارچه از منابع ابرهای متنوع و تکنولوژیهای شبکه را نسبت به قابلیت های نامحدود ذخیره سازی و تحرک در اختیار قرار می دهد. رایانش ابری به بسیاری از دستگاه های تلفن همراه در همه جا ، در هر زمان و از طریق کانال اینترنت ، بدون در نظر گرفتن محیط های ناهمگن و سیستم عامل، بر اساس اصل پرداخت به ازای استفاده سرویس می دهد." 
استفاده از MCCمزایای توزیع، فاصله ، منابع غنی، زیرساخت های ابر وتقویت بسیاری از دستگاه های تلفن همراه، به ویژه گوشی های هوشمند و کاهش کاستی های آنها را در بر دارد. پیش بینی دستاوردهای آینده استفاده ازMCC در حوزه های مختلف مانند بهداشت و درمان (مانندtelemonitoring و telesurgery)، آموزش و پرورش، کسب و کار فناوری اطلاعات ، توسعه شهری و روستایی و شبکه های اجتماعی می باشد.در این راستا، تلاش های زیادی مانند استقرار فن آوری رایانش ابری برای افزایش قابلیت گوشی های هوشمند صورت پذیرفته است. 
علاوه بر این، اعمال نفوذ در منابع مجازی به منظور افزایش امنیت اطلاعات در گوشی های هوشمند سودمند است چرا که آنها دائما مستعد سرقت، از بین رفتن و آسیب های فیزیکی می باشند. Dropbox و SugarSync از جمله خدمات ذخیره سازی ابر هستند که می توانند داده های واقع در دستگاه های مختلف محاسباتی (به عنوان مثال تلفن های هوشمند، تبلت، و لپ تاپ) را همگام سازی نمایند.همانگونه که در شکل 1 مشاهده می گردد لایه واسط(Arbitrator Layer) به معماری چند لایه سیستم عامل موبایل (MNO) اضافه گردیده است که به شرح هریک از این بخش ها که در شکل 4 مشاهده می شود , می پردازیم.
 

===لایه واسط Arbitrator Layer ===
این لایه از سیستم عامل موبایل در واقع به عنوان واسط بین بخش جلویی(front- end -شامل ابر کاربران تلفن همراه) و بخش عقبی(back- end - شامل ارائه دهندگان سرویس ابر) می باشد. این لایه درخواست تخصیص منابع از لایه SOA را دریافت می نماید و لایه زیرساخت را بررسی می کند تا سرویسی که اجرای کارآمدتری دارد را تعیین کند. سپس یک کپی مستقل از این سرویس به لایه زیرساخت به عنوان مرجع برای مراجعات بعدی منتقل خواهد شد. در این روش، سربار شبکه به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد. 
*زمانبندی کننده منابع: هنگامی که یک سرویس جدید در بخش رجیستری سرویس ثبت و ذخیره شد ، درخواست تخصیص به بخش زمانبندی کننده منابع فرستاده می شود. بخش زمانبندی کننده خواص درونی و توصیفی سرویس را تجزیه و تحلیل می نماید و سرویسی که کارایی بالاتری دارد را برای اجرا تعیین می کند.
*سرویس پروفایل: یکی از مسئولیت های واسط می باشد برای نظارت بر اعتبار و عملکرد سرویس و در صورت نیاز جایگزین آنها با سرویس مناسب تر می باشد. ماژول سرویس پروفایل یک سناریو تعریف شده برای ارزیابی عملکرد واقعی سرویس دارد. اگر عملکرد سرویسی مطابق با شرح سرویس نباشد برای نگه داشتن موثر سیستم آن سرویس توسط یک سرویس کارآمد تر جایگزین می شود. 
*پروفایل کاربر: از آنجا که سرویسهای مختلفی از طرف مصرف کنندگان سرویس درخواست می گردند ، سازمان دهی یا تنظیمات شخصی مهم هستند. بنابراین ماژول پروفایل کاربر مسئول نظارت و ذخیره ترجیحات کاربران جهت تحویل خدمات سفارشی و اجرای سرویسها بر اساس این معیارهای حاصله می باشد.
*جمع آوری کننده اعمال کاربر در زمان اجرا: به منظور افزایش کارایی و عملکرد سیستم ،جمع آوری اعمال کاربر در زمان اجرا یک فرایند حیاتی است. اطلاعات مربوط به این اعمال می تواند در زمانبندی قوی و مجدد منابع در این معماری به ما کمک کند. 
*اجرا کننده استاندارد: استاندارد سازی یکی از تکنیک های مفید جهت رفع عدم تجانس درمحیط های ناهمگن MCC می باشد. از این رو، توجه به استانداردها در طراحی معماری بسیار مهم است. این ماژول مسئول نظارت و اجرای استانداردسازی برای سرویسها می باشد. 
*تجزیه و تحلیل محاسباتی: در طی مقدار دهی اولیه در بخش رجیستری سرویس ، یک لایه خاص زیرساخت به هر سرویس اختصاص داده می شود. با این حال، نمی توان از انتخاب بهینه مطمئن بود. از این رو، برای دستیابی به عملکرد بهینه، ماژول تجزیه تحلیل محاسباتی بر قابلیت های محاسباتی منابع اختصاص داده شده نظارت می کند. 
*تجزیه و تحلیل عملکرد: از آنجایی که هدف معماری ما کاهش زمان تاخیر شبکه می باشد، ماژول تجزیه و تحلیل عملکرد وظیفهس اش تجزیه و تحلیل تاخیر ارتباطی و الگوی مصرف منابع سرویس های مختلف است. اگر مقدار منابع مورد نیاز برای اجرای یک سرویس خاص با عوامل دیگر مانند ارتباطات مطابقت نداشته باشد و از اینرو موجب تعویق اجرای سرویس گردد ، آنگاه تقاضای زمانبندی منابع جهت تعیین زیرساخت های مناسب تر تکرار می گردد. علاوه بر این، نظارت بر رابطه بین تعداد دفعات درخواست و اجرای سرویس و مقدار منابع مصرف شده وظیفه این ماژول می باشد. نتایج حاصل از این تجزیه و تحلیل به منظور ارتقاء کیفیت طور کلی مفید است. به عنوان مثال، اگر یک سرویس حساس به تاخیر ابر بیش از حد فراخوانی گردد، این سرویس را می توان به نزدیکترین سیستم عامل موبایل مجاور منتقل نمود یا به ارائه دهنده مجاز برای مقابله با تاخیر ارتباطاتی مراجعه نمود. 

== کاربرد تکنولوژی Edge ==
شبکه EDGE آخرین مرحله میان GPRS و UMTS است که نویدبخش سه برابرسازی ظرفیت شبکه‌های GSM با صرف هزینه اندک است. فناوری EDGE به بهره‌بردار امکان می‌دهد با ارائه مجموعه‌ای از خدمات اینترنتی و چندرسانه‌ای به درآمدهای تازه‌ای دست یابد. EDGE ساده و ارزان می‌نماید اما به هر حال دست آورد ارتقاء دادن شبکه GPRS به شبکه EDGE باید از چنان کیفیت خدماتی برخوردار باشد که برآورنده نیازهای کاربرد‌های داده‌ محور باشد.برای بهره‌برداران دارای مجوز UMTS ، شبکه EDGE راهی جذاب برای ارائه خدمات نسل سوم در خارج از نواحی شهری متراکم را فراهم می نماید. هنگامی که مشترک از ناحیه پوشش UMTS بیرون می‌رود، افزایش سرعت ارسال داده افت کیفیت خدمات را تا حدی جبران می‌کند. 
===معیارهای کارآیی===
برای سنجش کارآیی شبکه‌های IP مثل شبکه EGPRS از چهار معیار گذردهی، اتلاف، تأخیر و لغزش می‌توان بهر‌ه گرفت. تأثیر هر کدام از این معیارها به کیفیت خدمات رسانی به کاربر و یا خدمات موردنظر بستگی دارد. 
گذردهی به معنای تعداد بایت‌هایی است که می‌توان در هر ثانیه از خط ارتباط EDGE عبور داد و بنابراین بیان‌گر قابلیت هر لینک در ارائه خدماتی مانند گشت و گذار در اینترنت یا ارسال ویدیو به صورت بلادرنگ است. اتلاف به درصد بسته‌های داده‌ای از دست رفته در شبکه اطلاق می‌شود. بسته‌های از دست رفته را دوباره باید ارسال کرد که این امر سرعت انتقال داده‌ها برای مشترک را کاهش می‌دهد. تأخیر به میزان زمانی گفته می‌شود که صرف انتشار بسته‌های IP از طریق شبکه می‌شود. تأخیر هم بر سرعت ارسال داده از دید مشترک اثر منفی می‌گذارد و از جمله معیارهای کلیدی در ارتباطات صوتی بلا‌درنگ است. معیار آخر نیز لغزش است که به تغییرات آماری تأخیر اطلاق می‌شود. 
در EDGE از مدولاسیون ۸ PSK- استفاده می‌شود که می‌تواند با استفاده از شکاف‌های زمانی استاندارد GSM ،گذردهی داده‌ای GPRS را سه برابرکند. اما EDGE شمار شکاف‌های زمانی را افزایش نمی‌دهد، بنابراین بهره‌بردار همچنان با محدودیت ظرفیت در بسیاری از موارد مواجه است. در واقع ممکن است در برخی شرایطEDGE اوضاع را بدتر هم بکند زیرا با ارائه خدمات جدید و پرسرعت سبب می‌شود حجم انتقال داده‌ها به گونه‌ای سرسام‌آور افزایش یابد. شکی نیست که افزایش ترافیک داده‌ها باعث افزایش درآمدها می‌شود اما بسیاری از بهره‌برداران هم دچار معضلی به نام کمبود ظرفیت خواهند شد. 
===بهینه‌سازی===
بهره‌برداران برای رفع معضل کمبود ظرفیت باید تخصیص درست کانال‌ها را در دستور کار خود قرار دهند. یعنی باید کانال را به گونه‌ای به کاربردها اختصاص داد که مشترکین در موقع و مکان مناسب خود به پهنای باند کافی دسترسی داشته باشند. برای مثال، مشترکی که می‌خواهد حجم بزرگی از داده‌ها را بارگذاری کند از کاهش ناگهانی پهنای باند دلخور می‌شود اما کاربری که دارد از پست الکترونیکی استفاده می‌کند حتی متوجه چنین کاهشی نمی‌شود. 
ترازبندی ظرفیت براساس شمار کاربران و میزان پهنای باند لازم برای کاربردهای موردنظرش در تمامی زمان‌ها، محور اصلی عملیات بهینه‌سازی را تشکیل می‌دهد. تخصیص فرکانس، کار دشواری نیست زیرا می‌توان از کانال‌های EDGE در چارچوب طرح موجود تخصیص فرکانس استفاده کرد و آنها را همانند کانال‌های GSM تخصیص داد. 
در کاربردهای مبتنی بر پروتکل کنترل انتقال باید تمامی داده‌های از دست رفته بر اثر تداخل را دوباره ارسال کرد و این اثر منفی زیادی درلایه کاربرد به جای می‌گذارد و در نهایت باعث ناخرسندی کاربر می‌شود. برای حل این معضل دو راه وجود دارد، یکی کوچک‌ کردن اندازه سلول‌ها و دیگری استفاده از شیوه‌های کدگذاری بهتر می باشد. شیوه دوم باعث می‌شود شمار دفعات ارسال داده‌ها کاهش یابد. افزایش سرعت ارسال داده‌ها به معنای افزایش حجم جابه‌جایی داده‌ها در شبکه هسته است که این الگوی ترافیک داده ها را بطور چشم‌گیری تغییر می‌دهد. اغلب ادعا می‌شود که در EDGE نیازی به تغییر شبکه هسته نیست و این از دیدگاه پروتکلی درست است. اما ممکن است شبکه هسته موجود دارای ظرفیت لازم برای پوشش دادن EDGE نباشد. بهره‌بردارانی که می‌خواهند به سراغ EDGE بروند باید شرایط EDGE را شبیه‌سازی کنند و شبکه هسته را تحت آزمایش‌های دقیق قرار دهند.تأخیر می‌تواند در شبکه هسته یا سایر شبکه‌های درگیر با انتقال داده‌ها ایجاد شود. بنابراین حتی اگر همه شبکه هسته سلولی از لحاظ پوشش دادن حجم داده‌ها کم و کسری نداشته باشد باز ممکن است شبکه‌های همکارش توانایی لازم را نداشته باشند و این عامل تعیین کننده‌ای در موضع‌گیری مشترکین در قبال شبکه تلفن همراه به حساب می‌آید.

== الگوی سرویس غیر برخط موبایل با روش REST ==
در موبایل شرایط محیطی برای یک سرویس بطور پیوسته در حال تغییر است. ارتباط صحیح دائمی را نمی توان تضمین کرد.بنابراین الگوی معماری رایانش ابری باید به خوبی الگوهای پردازش غیر برخط را پشتیبانی کند.استراتژیهای صف(Queue) , Cache و اطلاعات Information ممکن است به نوع سرویس محتوا و نوع عملیات وابسته باشند.برای مثال یک درخواست اطلاعات از ابر ممکن است در حالت پیشرفته Cache شود یا برعکس یک در خواست به روزآوری در صف Queue قرار بگیردکه البته موارد فوق به نوع سرویس ارائه محتوا بستگی دارد. برای پیاده سازی این درخواستها از روالهای اتصال از راه دور مانند SOAP,XML-RPC,COBRA, .NET Remoting که بر عملیات درونی نظارت دارند می توان استفاده نمود.

== نتیجه گیری ==
در این تحقیق ابتدا تعریفی از محیط رایانش ابری به همراه نقاط قوت آن عنوان و سپس ساختار آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری در مقایسه با روش های سنتی آموزش الکترونیک بیان گردیده است و تفاوتهای و مزایای آنها مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه پیاده سازی شده این امر در کشور هند جهت آموزش درس برنامه نویسی سی بکار گرفته شده است که در آن از وب سرویسها استفاده شده است. در ادامه ابزار هایی که که برای ارزیابی وضعیت و تعاملات کاربر لازم است تشریح شده اند و در نهایت زیر ساختها , معماری, روشهای پیاده سازی و تکنولوژی های ارتباطی آموزش مجازی سیار که یکی از روش های جدید آموزش مجازی می باشد، بررسی گردیده است.

== درخت دانش ==
[http://176.56.146.166/tree.jpg درخت دانش]
 

== مراجع ==
[1] Garcia, E.; Garcia, A.; Garcia-Cabot, A.; de-Marcos, L.; Hilera, J.
 
Development of an Application for Mobile Devices to Record Learner Interactions with Web-Based Learning Objects
 
12th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT), 2012
 
[2] Thamarai Selvi, S.; Panneerselvam, K.
 
A Self-regulated Learning approach for programming language using cloud-based Learning Management System
 
International Conference on Recent Trends In Information Technology (ICRTIT), 2012
 
[3] Md. Anwar Hossain Masud, Xiaodi Huang
 
An E-learning System Architecture based on Cloud Computing
 
5th IEEE International Conference on Cloud Computing (CLOUD), 2012
 
[4] Damm, S.; Ritz, T.; Strauch, J.
 
Adaption of Archetype Patterns for mobile cloud-based business apps
 
IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications Workshops (PERCOM Workshops),2011

آموزشهاي مجازي با استفاده از تكنولوژي رايانش ابري(cloud computing)

2015-01-29T23:28:57Z

92231535: /* آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری */

== چکیده ==
در طی چند سال اخیر رایانش ابری به شدت مورد توجه کارشناسان و محققان فناوری قرار گرفته است. بر پایه آن شرکت های عظیم کامپیوتری نسبت به استفاده از این تکنولوژی در راستای ارایه خدمات و سرویسهای الکترونیکی خود به کاربران اقدام نموده اند. با این روند رو به رشد استفاده از این تکنولوژ ی، بعید به نظر نمی رسد که در آینده ای نزدیک اکثر شرکت ها سرویسها و خدمات الکترونیکی خود را بر این اساس عرضه نمایند از جلمه خدمات الکترونیکی که در این تکنولوژی می تواند مورد استفاده قرار گیرد، بحث آموزشهای مجازی می باشد. رایانش ابری در آموزش مجازی علی الخصوص آموزش مجازی سیار که عمدتاً از طریق موبایل صورت می پذیرد، می تواند نقش عمده ای را ایفا نماید. راهکارها و معیارهای کارآیی و بهینه سازی در این خصوص وجود دارند که می توانند مورد استفاده قرار گیرند.

== مقدمه ==
رایانش ابری یا Cloud Computing راهکارهایی را برای ارایه خدمات فناوری به کاربران مشابه آنچه که در بعضی از صنایع با کاربرد سراسری (مانند صنعت آب ، صنعت برق و ...) وجود دارد ، ارایه می دهد. این تکنولوژی اصولاً بر پایه اینترنت تعریف می شود که در آن الگویی تازه جهت ارایه سرویسهای فناوری (شامل نرم افزار، سخت افزار و سایر منابع اشتراکی) بکار گرفته می شود. در حقیقت در این تکنولوژی دسترسی به منابع فناوری اطلاعات به هنگام ارایه درخواست از طرف کاربر و بر اساس میزان تقاضای کاربر ، به وی ارایه می گردد. دلیل استفاده و تشبیه اصطلاح "ابر" به اینترنت که در شماتیک های شبکه ای نیز از شکل ابر برای نشان دادن اینترنت استفاده می شود ، در این است که اینترنت همچون ابری جزییات فنی را از دید کاربران نهایی پنهان می سازد. به معنای دیگر یک لایه انتزاعی را بین کاربران و جزییات فنی بوجود می آورد. به عنوان مثال برنامه های کاربردی تجاری و یا آموزشهای مجازی را می توان در نظر گرفت که توسط سرویس دهنده نرم افزاری رایانش ابری ارایه می گردد. این برنامه ها بر روی سرورها ذخیره می گردند و حسب درخواست کاربر در اختیار وی قرار می گیرند، در حالی که جزییات فنی از دید کاربر کاملاً مخفی است و کاربر نیازی به داشتن اطلاعات در خصوص فناوری زیرساخت ابری که از آن استفاده می کند، ندارد.

== مزایای استفاده از رایانش ابری ==
در زیر به چند نمونه از موارد اشاره می شود:
*قابلیت اطمینان بیشتر به داده ها:با توجه به اینکه در رایانش ابری داده ها بر روی ابر قرار دارند از اینرو خرابی کامپیوتر کاربر تاثیری بر روی داده ها نخواهد داشت.مضاف بر اینکه افزونگی لازم نیز در زیر ساخت ابری به نحوی توسط فراهم کنندگان آن دیده می شود که به شدت در برابر خرابی مقاوم است و راهکارهای متعددی برای تهیه نسخ پشتیبان که معمولا کاربران از آنها غافل هستند، بکار برده می شوند.
*امکان دسترسی از همه جا و در هر مکان:بدلیل آنکه داده ها در ابر قرار دارند، از اینرو کاربر قادر به دسترسی به داده های خود در هر زمان و هر مکانی خواهد بود. برای اینکار تنها لازم است که کاربر از تجهیز کامپیوتری خود که می تواند یک گوشی موبایل نیز باشد به اینترنت دسترسی داشته باشد.
*عدم وابستگی به سخت افزار:چون اسناد و برنامه های کاربردی روی ابر در همه حال به یک شکل هستند از اینرو تفاوتی نمی کند که با چه دستگاه سخت افزاری کاربر متصل شده است. در حقیقت اجرای برنامه ها تفاوتی نخواهد کردو دیگر نیازی به خرید سخت افزارهای مخصوص و یا ذخیره اسناد به فرمت های ویژه نمی باشد. سازگاری لازم از طرف ابر برای سخت افزار فراهم خواهد شد.
*ظرفیت نامحدود ذخیره سازی:به لحاظ نظری محدودیتی در استفاده از فضای ذخیره سازی ابری وجود ندارد. این موضوع در قیاس با حجم محدود فضای ذخیره سازی کامپیوترهای شخصی بسیار قابل توجه می باشد. عجیب به نظر نمی رسد اگر بگوییم هر چیزی را که نیاز به ذخیره کردن آن داریم ، می توانیم در فضای ابری ذخیره کنیم.
*هزینه پایین:بدلیل آنکه محاسبات مورد نیاز در فضای ابری انجام می شود از اینرو دیگر نیازی به استفاده از کامپیوترهای گرانقیمت در سمت کاربر نمی باشد و هزینه های مربوط به سخت افزار به شدت کاهش پیدا می کند. حتی با ساده ترین کامپیوترها که بلحاظ پردازشی و فضای دیسکی بسیار محدود می باشند، نیز می توانند از رایانش ابری حداکثر استفاده را ببرند. با توجه به اینکه اسناد در ابر ذخیره می شوند حتی نیازی به ذخیره اسناد و مستندات در کامپیوتر شخصی نمی باشد.
*ارتقای سریع نرم افزاری:از دیگر مزایای مربوط به رایانش ابری این است که دیگر نیازی به بروز رسانی نرم افزارها و یا اجبار به استفاده از نرم افزارهای قدیمی به دلیل هزینه بالای ارتقای آنها نمی باشد، چون در ابر اینکار بدون اینکه کاربر متوجه شود صورت می پذیرد. بدلیل مبتنی بر وب بودن برنامه ها ارتقا و بروزرسانی ها بصورت اتومات در ابر انجام شده و کاربر بدون پرداخت هزینه اضافی قادر به بهره برداری از آخرین نسخه نرم افزارها خواهد بود. 

== آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری ==
به صورت ساده آموزش مجازی به فرایند یادگیری از طریق اینترنت اشاره داد. ، گرچه آموزش مجازی جایگزین روش سنتی نخواهد شد، اما تا حد زیادی می تواند به بهبود بهره وری در امر آموزش کمک کند. آموزش مجازی دارای مزایای زیادی من جمله انعطاف پذیری، تنوع، دسترسی آسان و غیره می باشد که به عنوان یک متد اصلی برای یادگیری در دهه های اخیر تبدیل شده است. شکل زیر یک معماری از سیستم ساده آموزش مجازی را نشان می دهد (شکل 1) 
[http://176.56.146.166/pic1.jpg شکل - معماری یک سیستم ساده آموزشی] 

در روشهای سنتی مبتنی بر وب بدینگونه عمل می گردد که سیستم های مربوط به ایجاد و نگهداری آموزشهای مجازی در داخل موسسات آموزشی و یا شرکت پیاده سازی ، که این امر منجر به بروز بسیاری از مشکلات، از جمله نیاز به سرمایه گذاری زیاد اما بدون سود، مشکلات مربوط به پشتیبانی فنی و غیره می گردد. نتیجه این امر منجر به عدم توسعه آسان این سیستمها می شود. در مقابل، آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر مدلی را معرفی مینماید که مقیاسی برای بهره وری دارد. برای مثال ساخت سیستم آموزش مجازی به تامین کنندگان رایانش ابری سپرده میشود،که می تواند ارائه دهندگان و کاربران را برای رسیدن به وضعیت برد- برد یاری نماید. محیط مبتنی بر ابر از نسل جدیدی از سیستم های آموزش مجازی که قادر به اجرا در گستره طیف وسیعی از دستگاه های سخت افزاری که در حال ذخیره سازی داده در داخل ابر هستند، پشتیبانی می نماید. 
آموزش الکترونیکی هیچگاه نمی تواند به طور کامل جایگزین معلمان گردد و تنها در حوزه به روزرسانی تکنولوژی ، مفاهیم و ابزارهای جدید، ارائه محتوا، مفاهیم و روش ها برای آموزش مورد استفاده قرار می گیرد. در روش آموزش الکترونیکی میتنی بر ابر معلمان نقش رهبری و مشارکت در پیشرفت تحصیلی را خواهند داشت. 
از سوی دیگر، ابر آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر حرکت به سمت استفاده از تکنولوژی رایانش ابری در زمینه آموزش الکترونیکی می باشد و در آینده ای نزدیک زیرساختهای آموزش الکترونیکی شامل سخت افزار و منابع محاسباتی نرم افزاری درگیر در آموزش الکترونیک مبتنی بر این تکنولوژی خواهند بود. معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر در (شکل2)نشان داده شده است: 

معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر پیشنهادی را می توان به لایه های زیر تقسیم تقسیم کرد: 
*لایه زیرساخت: این لایه از زیرساخت های سخت افزاری مانند حافظه فیزیکی، CPU و سرور های فیزیکی تشکیل شده اند. همچنین اطلاعات زیرساخت ها شامل اینترنت / اینترانت، نرم افزار سیستم، سیستم مدیریت اطلاعات و برخی از نرم افزارهای مشترک و سخت افزارمی باشد. بسترهای ارتباطی این لایه در پایین ترین سطح سرویس میان ابر قرار گرفته است. استفاده از تکنولوژی مجازی سازی سرور فیزیکی، منابع ذخیره سازی و شبکه های مجازی به عنوان بسترمورد استفاده در لایه های بالاتر نرم افزاری قرار می گیرند. 
*لایه منابع نرم افزار: به طور عمده از سیستم عامل و میان افزار تشکیل شده است. میان افزار منابع نرم افزاری متنوع را بصورت یکپارچه از طریق یک رابط واحد در اختیار توسعه دهندگان نرم افزار قرار می دهد. طوری که آنها می توانند به راحتی برنامه های کاربردی را توسعه داده و در ابر جهت استفاده قرار دهند. 
*لایه مدیریت منابع: این لایه اتصال راحتتر به منابع نرم افزاری و سخت افزاری را فراهم می نماید. با استفاده از استراتژی برنامه ریزی ,یکپارچه سازی, مجازی سازی و محاسبات ابری ، توزیع نرم افزار بر منابع مختلف سخت افزاری را می توان به دست آورد. 
*لایه سرویس: دارای سه سطح از سرویس یعنی،SaaS (نرم افزار به عنوان یک سرویس)، PaaS (بستر های نرم افزاری به عنوان یک سرویس)،IaaS (زیرساخت به عنوان یک سرویس) میباشد. در SaaS، محاسبات ابری سرویس به مشتریان ارائه می دهد. برخلاف نرم افزارهای سنتی کاربران از طریق اینترنت از نرم افزار استفاده می کنند. خرید نرم افزار و سخت افزار یک بار انجام می شود و با پرداخت هزینه ماهانه ناچیز دیگر نیاز به حفظ و ارتقاءآن نمی باشد. 
*لایه کاربردی: این لایه از برنامه های کاربردی خاص شامل تجمیع منابع آموزشی در مدل رایانش ابری ، دوره های تعاملی و به اشتراک گذاری منابع آموزشی تشکیل شده است . برنامه های تعاملی عمدتا برای معلمان، با توجه به یادگیرندگان و نیازهای آموزشی، با استفاده کامل از منابع اطلاعات پایه ساخته می شود و امکان تنظیم محتوای دوره و همچنین پیشرفت در هر زمان با توجه به بازخورد وجود دارد و می تواند دارای اثربخشی بیشتر نسبت به آموزش سنتی باشد. به اشتراک گذاری منابع آموزشی شامل منابع اطلاعاتی (مانند کتابخانه های دیجیتال) و منابع آموزشی انسانی از وظایف این لایه است. این لایه عمدتا شامل ماژولهای تولید محتوا، اهداف آموزشی، تحویل محتوا، ارزیابی و ماژول مدیریت می باشد. 
در مدل کلاسیک آموزش الکترونیکی، معلمان وظایف آموزشی مانند تدریس حضوری به طور منظم، و یا بررسی مهارت و تکالیف دانش آموزان را انجام می دهند. اما در معماری پیشنهادی معلمان به سوالات دانش آموزان پاسخ می دهند و آموزش های ضروری برای رفع مشکلات دانش آموزان ارائه می گردد. علاوه بر این، معلمان نیز می توانند به منظور ارتقاء آموزش از محتواهای آموزشی چند رسانه ای استفاده کنند. همچنین دانش آموزان میتوانند خارج از الگوهای یادگیریشان که بصور ت خودکار تعیین می گردد درس بخوانند. انجام آزمونهای برخط اینترنتی و ارائه تحلیلهای آماری خودکار به معلمان از هر بخشی که مورد مطالعه قرار گرفته است، از مزایای این روش می باشد. معلمان نیز دانش آموزان را تشویق به همکاری با یکدیگر در یادگیری مطالب ساده و یا انجام پروژه های پیچیده مبتنی برکار گروهی می نمایند. از طریق یادگیری گروهی، دانش آموزان به تنهایی نمی توانند دانش کسب نمایند، بلکه روح هماهنگی در تیم است که در امر آموزش و پرورش کمک می نماید . نتیجه این روش برای دانش آموزان بهبود مهارت در برخورد با مردم و افزایش ابراز توانایی خودشان می باشد. شکل 3 مقایسه آموزش الکترونیکی سنتی و رایانش ابری را ارائه می دهد.

== نمونه آموزش مجازی زبان برنامه نویسی مبتنی بر ابر ==
طبق تعریف زیمرمن یادگیری خود تنظیمی (SRL Self-Regulated Learning) شامل تعیین لیست استراتژی هایی دستیابی به اهدافی مانند برنامه ریزی، سازماندهی و ارسال، جستجوی اطلاعات ، نگهداری سوابق، تمرین و حفظ، بررسی، نظارت بر خود، خود ارزیابی، ساختار محیطی و جستجو برای کمک های اجتماعی است که می تواند به طور جداگانه و یا در ترکیب برای توسعه یادگیری خود تنظیم به کار گرفته شود. 
مطابق تعریف فوق در کشور هند یک سیستم مدیریت آموزشی LMS شامل بخش های مدیریت، مستندات، بررسی و ارزیابی، گزارشات و محتواهای آموزشی و آموزش برخط با استفاده از رایانش ابری جهت آموزش زبان برنامه نویسی C پیاده سازی گردیده است. این دوره در شش سطح به خاطر سپاری، درک مطلب، اجرا، تجزیه و تحلیل، ارزیابی و ایجاد برنامه طراحی گردیده است. در ادامه در خصوص هر یک از این سطوح توضیحات لازم ارایه می گردد: 
1-به خاطر سپاری: در این سطح به دانش آموزان محتواهایی مانند الگوی دستورات و ساختار برنامه که باید در حافظه بلند مدت قرار گیرد ارائه می گردد.تمرینات این سطح برای آزمایش شناخت و قابلیت به خاطر سپاری دانش آموزان طراحی گردیده است. 
2-درک مطلب: برای درک مطلب توسط دانش آموزان ، محتواهای ارائه شده در این سطح به گونه ای طراحی شده اند که به دانش آموزان در درک مفاهیم زبان C کمک می کنند. تمرینات این سطح جهت ارزیابی توانایی تفسیر، طبقه بندی، مقایسه و مهارت بیان دانش آموزان طراحی گردیده است. 
3-اجرا : محتواهای ارائه شده به دانش آموزان جهت اجرای مباحث یاد گرفته شده زبان C کمک خواهندکرد.هدف اصلی در این سطح توانایی دانش آموزان جهت تمرکز در بکارگیری مفاهیم می باشد.تمرینات این سطح برای آزمایش توانایی اجرا و پیاده سازی توسط دانش آموزان طراحی گردیده است. یک سری ابزار مانند یک ویرایشگر C به همراه کامپایلر آن برای اجرای تمرینها در اختیار دانش آموزان قرار داده می شود. 
4-تجزیه و تحلیل: در این سطح از این دوره، دانش آموزان از محتواهایی که به تجزیه و تحلیل موضوعات یاد گرفته شده کمک می کنند، بهرمند می گردند. تمرینات در این سطح جهت تعیین سطح تفاوتهای مهارت های دانش آموزان طراحی گردیده است. 
5- ارزیابی: تمرکز عمده در این سطح بر ارزیابی مهارت های دانش آموزان با استفاده از تمرینهایی که توانایی نقد و داوری آنها را سنجش می نماید، می باشد. 
6-ایجاد : در سطح نهایی این دوره ، دانش آموزان دانش به دست آورده و خلاقیتهای خود را اجرا می نمایند. 
در این راستا برای اجرا و پیاده سازی مطالب فوق ، سیستمی بصورت کاملا وب سرویسی طراحی گردیده است. از ویژگیهای خاص این سیستم استفاده از پروتکل SOAP می باشدکه در آن قالب XML به عنوان ستون فقرات ارسال و دریافت پیام های وب سرویس استفاده شده است. در ضمن برای گرفتن بازخورد از پیشرفت تحصیلی دانش اموزان یک زیر سیستم به صورت وب سرویس نیز طراحی گردیده است که به معلم جهت تعیین سطح و وضعیت پیشرفت دانش آموز کمک می کند. 

== ابزارهای پایش ==
ثبت رویدادهایی که توسط گوشی موبایل در هنگام اتصال به یک وب سایت انجام می شود را می توان به سه گروه به شرح ذیل طبقه بندی نمود:
*ثبت تعاملات کاربران: شامل برنامه های ثبت کننده مجموعه تعاملاتی که کاربر با رابط کاربری برقرار می کند. نرم افزار "Event Recorder for Android Web Applications" نمونه ای از این دست نرم افزارها می باشد.
*اجرا کننده خودکار وقایع: این نرم افزارها به ترتیب وقایعی که توسط مجموعه ای از دستورات معین رخ می دهد را ثبت می کنند. برای مثال ثبت مجموعه ای از فعل و انفعالاتی که در یک یا چند دستگاه رخ می دهند.این گروه از برنامه ها اجازه برنامه نویسی برای یکسری از رویدادهای سطح بالا , به منظور آزمایش آنها در یک پلت فرم پیوسته و همچنین برخی از فریم ورک های نوشته شده به زبانهای سطح بالا از هر سیستم , برای تولید وقایع در همان سیستم را می دهند. نرم افزارهای "Robotium" و "ZAP-fix" نمونه ای از این دست نرم افزارها می باشند.
*ثبت کننده کلیدهای زده شده: یک نوع نرم افزار یا دستگاه سخت افزاری می باشد که تاریخچه کلیدهای زده شده را در یک فایل ذخیره می کند و یا از طریق اینترنت و بوسیله پست الکترونیکی آنها را ارسال می کند. ثبت کننده کلیدها اغلب به عنوان نرم افزارهای مخرب و یا برای کنترل کودکان مورد استفاده قرار می گیرند. نمونه ای از این نوع نرم افزارها برای دستگاههای تلفن همراه "KidLogger" می باشد.

== آموزش مجازی از طریق موبایل (زیر ساخت, معماری و ابزار) ==
یادگیری سیار یکنوع یادگیری است كه در آن دانش آموز در یک مكان مشخص ثابت مانند محل سکونت و یا محل آموزشي قرار ندارد و دانش آموز مي تواند از فرصت های ارائه شده توسط فن آوری تلفن همراه در امر یادگیری استفاده نمايد. 
امروزه تعداد زیادی از کاربران دارای دستگاه های تلفن همراهی می باشند كه ویژگی های چند رسانه ای را بهبود بخشیده اند و تقریبا در هر زمان به شبکه های ارتباطی با دسترسي بالا متصل هستند. انقلاب در زمينه دستگاه های تلفن همراه محدودیت های زمانی و مکانی را حذف نموده است و اجراي فرامين را در هر مکان و در هر زمانی اجازه می دهد .از سوی دیگر نیز برخی مشکلات به دلیل تنوع زیاد دستگاه های تلفن همراه در دسترس کاربران و همچنین تنوع در اهداف آموزشی کاربران وجود دارد. 
از این منظر، انطباق محتوا یکی از مؤلفه های مهم آموزشی در بحث تلفن همراه مي باشد زيرا كه پاسخگویی به طیف وسیعی از نیازهای مربوط به منابع نرم افزاري تکراری را ميسر مي سازد. الزامات مورد نیاز با توجه به اجزای نرم افزار ها،منابع چند رسانه ای و سرویس ها تعیین می گردند . انطباق محتوا با توجه به عملکرد ویژگی های دستگاه های تلفن همراه و تنظیمات کاربران , توانایی یک سیستم برای تغییر به محتوای ارائه شده بصورت پویا به هر کاربر می باشد. هدف از سیستم انطباق محتوا تعیین ارزش ها , از ویژگی های در حال تغییر در طول فرایند آموزش می باشد. از مزایای اصلی انطباق محتوا می توان به کاهش زمان مورد نیاز برای آموزشها، کاهش هزینه های آموزش ورشد بهره وری اشاره نمود. 
=== تکنولوژیهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
توسعه برنامه های کاربردی چند رسانه ای در طی چند سال گذشته را می توان نتیجه استفاده زیاد از داده های چند رسانه ای در امر آموزش با توجه به رشد صعودی اینترنت، دانست .در نتیجه ،اهمیت پژوهش در زمینه تکنولوژیهای چند رسانه ای افزایش یافته است. چرا که بر خلاف داده های سنتی , تکنیک های مدیریتی و پرس و جو که از امکانات و ویژگی های داده های چند رسانه ای می باشند ، از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند. 
===ویژگیهای داده های چند رسانه ای===
داده های چند رسانه ای دارای انواع متفاوتی به شرح ذیل می باشند : 
•برخی از داده ها وابسته به زمان است و برخی دیگر مستقل از زمان 
•برای نمایش داده های چند رسانه ای از فرمت های مختلف استفاده می شود. 
•برخی از داده ها ساخت یافته است و برخی بدون ساختار یا نیمه ساختار یافته می باشند. 
•برخی ممکن است برای انتقال انواع داده از راه دور به یک زمان کوتاه و برخی به زمان زیاد احتیاج داشته باشند. 
در مقایسه با سیستم های مبتنی بر متن، برنامه های کاربردی چندرسانه ای دارای درک قوی تری با توجه به دارا بودن ویدئو، صدا، انیمیشن و تصاویر میباشد. اما بین تفکر کاربران در مورد واقعیت و نمایش فیزیکی داده های چند رسانه ای اختلاف بزرگی است.کاربران می خواهند به داده های چند رسانه ای در سطح درک خود از شی دسترسی داشته باشند. اما در سیستم های چند رسانه ای تمایل برای نشان دادن داده های چند رسانه ای بر اساس سطوح درک پایین مانند رنگ ها، الگوها، بافت و شکل ( بدون ترکیب این ویژگی ها ) وجود دارد و هیچ راهی برای نشان دادن خودکار این موضوع، بر اساس تفکر انسانی وجود ندارد. تحقق بخشیدن به نمایش داده های چندرسانه ای بر اساس دیدگاه انسان بسیار مشکل است. هیچ سیستم داده های چندرسانه ای توانایی درک خودکار و شناسایی و طبقه بندی موضوعات را ندارد. استفاده از داده های چندرسانه ای برای ارائه موضوعات یک چالش بزرگ در سیستم آموزش سیار می باشد. 
===راه کارهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
آموزش سیار به دستگاه های گیرنده سیار و دستگاههای جانبی و تکنولوژیهای ارتباطی مانند گوشی موبایل, PDA ، کامپیوتر قابل برنامه ریزی ، آی پاد، دستگاه پخش ویدئو های شخصی و دوربین های دیجیتال ویدئویی وابسته می باشد. راه کارهای چندرسانه ای برای آموزش سیار شامل موارد ذیل می باشد: 
*واقعیت مجازی و شبیه سازی محیط : راهکاری پیچیده برای آموزش و تمرینات تعاملی را فراهم می آورد.واقعیت مجازی می تواند یک فضای محدود و یا فضای باز، در داخل طبیعت را شبیه سازی نماید و اجازه اجرای انواع تعاملات را به کاربر می دهد. 
*برنامه های نرم افزاری تعاملی: شرایط عملی متفاوت را شبیه سازی و روند آموزشی را تسهیل می نماید. 
*استفاده از دستگاه های جانبی و تجهیزات چندرسانه ای : امکان جمع آوری و تفسیر مقادیر از طریق رسانه های مختلف را به صورت برخط بوجود می آورد. این روش اجازه استفاده از راه حل های غیر رسمی برای آموزش و بازدید مکانهایی مانند: باغ گیاهان، باغ وحش، رودخانه ها و غیره را می دهد. 
نرم افزارهای کاربردی تلفن همراه کنترل محیطی بهتری را ارائه می دهند و می توانند معایبی مانند: وجود اختلال در ارتباطات ، محدودیت پهنای باند شبکه های ارتباطی ، محدودیت فضای ذخیره سازی و عدم وجود تنوع ابزار تعاملی را بر طرف نمایند.همچنین امکان بهبود تجارب اجتماعی در مقایسه با روشهای یادگیری کلاسیک را فراهم می کنند.
 

== کاربرد رایانش ابری در آموزش سیار ==
(MCC (MOBILE CLOUD COMPUTING از سه مفهوم رایانش ابری ,رایانش سیار و شبکه تشکیل شده است. ویژگی های جالب و جذاب MCC پارادایم تحرک با امکان قابلیت های زیاد می باشد. ما رایانش ابری سیار را به این صورت تعریف می کنیم: "یک تکنولوژی قدرتمند رایانش سیارکه ابزار یکپارچه از منابع ابرهای متنوع و تکنولوژیهای شبکه را نسبت به قابلیت های نامحدود ذخیره سازی و تحرک در اختیار قرار می دهد. رایانش ابری به بسیاری از دستگاه های تلفن همراه در همه جا ، در هر زمان و از طریق کانال اینترنت ، بدون در نظر گرفتن محیط های ناهمگن و سیستم عامل، بر اساس اصل پرداخت به ازای استفاده سرویس می دهد." 
استفاده از MCCمزایای توزیع، فاصله ، منابع غنی، زیرساخت های ابر وتقویت بسیاری از دستگاه های تلفن همراه، به ویژه گوشی های هوشمند و کاهش کاستی های آنها را در بر دارد. پیش بینی دستاوردهای آینده استفاده ازMCC در حوزه های مختلف مانند بهداشت و درمان (مانندtelemonitoring و telesurgery)، آموزش و پرورش، کسب و کار فناوری اطلاعات ، توسعه شهری و روستایی و شبکه های اجتماعی می باشد.در این راستا، تلاش های زیادی مانند استقرار فن آوری رایانش ابری برای افزایش قابلیت گوشی های هوشمند صورت پذیرفته است. 
علاوه بر این، اعمال نفوذ در منابع مجازی به منظور افزایش امنیت اطلاعات در گوشی های هوشمند سودمند است چرا که آنها دائما مستعد سرقت، از بین رفتن و آسیب های فیزیکی می باشند. Dropbox و SugarSync از جمله خدمات ذخیره سازی ابر هستند که می توانند داده های واقع در دستگاه های مختلف محاسباتی (به عنوان مثال تلفن های هوشمند، تبلت، و لپ تاپ) را همگام سازی نمایند.همانگونه که در شکل 1 مشاهده می گردد لایه واسط(Arbitrator Layer) به معماری چند لایه سیستم عامل موبایل (MNO) اضافه گردیده است که به شرح هریک از این بخش ها که در شکل 4 مشاهده می شود , می پردازیم.
 

===لایه واسط Arbitrator Layer ===
این لایه از سیستم عامل موبایل در واقع به عنوان واسط بین بخش جلویی(front- end -شامل ابر کاربران تلفن همراه) و بخش عقبی(back- end - شامل ارائه دهندگان سرویس ابر) می باشد. این لایه درخواست تخصیص منابع از لایه SOA را دریافت می نماید و لایه زیرساخت را بررسی می کند تا سرویسی که اجرای کارآمدتری دارد را تعیین کند. سپس یک کپی مستقل از این سرویس به لایه زیرساخت به عنوان مرجع برای مراجعات بعدی منتقل خواهد شد. در این روش، سربار شبکه به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد. 
*زمانبندی کننده منابع: هنگامی که یک سرویس جدید در بخش رجیستری سرویس ثبت و ذخیره شد ، درخواست تخصیص به بخش زمانبندی کننده منابع فرستاده می شود. بخش زمانبندی کننده خواص درونی و توصیفی سرویس را تجزیه و تحلیل می نماید و سرویسی که کارایی بالاتری دارد را برای اجرا تعیین می کند.
*سرویس پروفایل: یکی از مسئولیت های واسط می باشد برای نظارت بر اعتبار و عملکرد سرویس و در صورت نیاز جایگزین آنها با سرویس مناسب تر می باشد. ماژول سرویس پروفایل یک سناریو تعریف شده برای ارزیابی عملکرد واقعی سرویس دارد. اگر عملکرد سرویسی مطابق با شرح سرویس نباشد برای نگه داشتن موثر سیستم آن سرویس توسط یک سرویس کارآمد تر جایگزین می شود. 
*پروفایل کاربر: از آنجا که سرویسهای مختلفی از طرف مصرف کنندگان سرویس درخواست می گردند ، سازمان دهی یا تنظیمات شخصی مهم هستند. بنابراین ماژول پروفایل کاربر مسئول نظارت و ذخیره ترجیحات کاربران جهت تحویل خدمات سفارشی و اجرای سرویسها بر اساس این معیارهای حاصله می باشد.
*جمع آوری کننده اعمال کاربر در زمان اجرا: به منظور افزایش کارایی و عملکرد سیستم ،جمع آوری اعمال کاربر در زمان اجرا یک فرایند حیاتی است. اطلاعات مربوط به این اعمال می تواند در زمانبندی قوی و مجدد منابع در این معماری به ما کمک کند. 
*اجرا کننده استاندارد: استاندارد سازی یکی از تکنیک های مفید جهت رفع عدم تجانس درمحیط های ناهمگن MCC می باشد. از این رو، توجه به استانداردها در طراحی معماری بسیار مهم است. این ماژول مسئول نظارت و اجرای استانداردسازی برای سرویسها می باشد. 
*تجزیه و تحلیل محاسباتی: در طی مقدار دهی اولیه در بخش رجیستری سرویس ، یک لایه خاص زیرساخت به هر سرویس اختصاص داده می شود. با این حال، نمی توان از انتخاب بهینه مطمئن بود. از این رو، برای دستیابی به عملکرد بهینه، ماژول تجزیه تحلیل محاسباتی بر قابلیت های محاسباتی منابع اختصاص داده شده نظارت می کند. 
*تجزیه و تحلیل عملکرد: از آنجایی که هدف معماری ما کاهش زمان تاخیر شبکه می باشد، ماژول تجزیه و تحلیل عملکرد وظیفهس اش تجزیه و تحلیل تاخیر ارتباطی و الگوی مصرف منابع سرویس های مختلف است. اگر مقدار منابع مورد نیاز برای اجرای یک سرویس خاص با عوامل دیگر مانند ارتباطات مطابقت نداشته باشد و از اینرو موجب تعویق اجرای سرویس گردد ، آنگاه تقاضای زمانبندی منابع جهت تعیین زیرساخت های مناسب تر تکرار می گردد. علاوه بر این، نظارت بر رابطه بین تعداد دفعات درخواست و اجرای سرویس و مقدار منابع مصرف شده وظیفه این ماژول می باشد. نتایج حاصل از این تجزیه و تحلیل به منظور ارتقاء کیفیت طور کلی مفید است. به عنوان مثال، اگر یک سرویس حساس به تاخیر ابر بیش از حد فراخوانی گردد، این سرویس را می توان به نزدیکترین سیستم عامل موبایل مجاور منتقل نمود یا به ارائه دهنده مجاز برای مقابله با تاخیر ارتباطاتی مراجعه نمود. 

== کاربرد تکنولوژی Edge ==
شبکه EDGE آخرین مرحله میان GPRS و UMTS است که نویدبخش سه برابرسازی ظرفیت شبکه‌های GSM با صرف هزینه اندک است. فناوری EDGE به بهره‌بردار امکان می‌دهد با ارائه مجموعه‌ای از خدمات اینترنتی و چندرسانه‌ای به درآمدهای تازه‌ای دست یابد. EDGE ساده و ارزان می‌نماید اما به هر حال دست آورد ارتقاء دادن شبکه GPRS به شبکه EDGE باید از چنان کیفیت خدماتی برخوردار باشد که برآورنده نیازهای کاربرد‌های داده‌ محور باشد.برای بهره‌برداران دارای مجوز UMTS ، شبکه EDGE راهی جذاب برای ارائه خدمات نسل سوم در خارج از نواحی شهری متراکم را فراهم می نماید. هنگامی که مشترک از ناحیه پوشش UMTS بیرون می‌رود، افزایش سرعت ارسال داده افت کیفیت خدمات را تا حدی جبران می‌کند. 
===معیارهای کارآیی===
برای سنجش کارآیی شبکه‌های IP مثل شبکه EGPRS از چهار معیار گذردهی، اتلاف، تأخیر و لغزش می‌توان بهر‌ه گرفت. تأثیر هر کدام از این معیارها به کیفیت خدمات رسانی به کاربر و یا خدمات موردنظر بستگی دارد. 
گذردهی به معنای تعداد بایت‌هایی است که می‌توان در هر ثانیه از خط ارتباط EDGE عبور داد و بنابراین بیان‌گر قابلیت هر لینک در ارائه خدماتی مانند گشت و گذار در اینترنت یا ارسال ویدیو به صورت بلادرنگ است. اتلاف به درصد بسته‌های داده‌ای از دست رفته در شبکه اطلاق می‌شود. بسته‌های از دست رفته را دوباره باید ارسال کرد که این امر سرعت انتقال داده‌ها برای مشترک را کاهش می‌دهد. تأخیر به میزان زمانی گفته می‌شود که صرف انتشار بسته‌های IP از طریق شبکه می‌شود. تأخیر هم بر سرعت ارسال داده از دید مشترک اثر منفی می‌گذارد و از جمله معیارهای کلیدی در ارتباطات صوتی بلا‌درنگ است. معیار آخر نیز لغزش است که به تغییرات آماری تأخیر اطلاق می‌شود. 
در EDGE از مدولاسیون ۸ PSK- استفاده می‌شود که می‌تواند با استفاده از شکاف‌های زمانی استاندارد GSM ،گذردهی داده‌ای GPRS را سه برابرکند. اما EDGE شمار شکاف‌های زمانی را افزایش نمی‌دهد، بنابراین بهره‌بردار همچنان با محدودیت ظرفیت در بسیاری از موارد مواجه است. در واقع ممکن است در برخی شرایطEDGE اوضاع را بدتر هم بکند زیرا با ارائه خدمات جدید و پرسرعت سبب می‌شود حجم انتقال داده‌ها به گونه‌ای سرسام‌آور افزایش یابد. شکی نیست که افزایش ترافیک داده‌ها باعث افزایش درآمدها می‌شود اما بسیاری از بهره‌برداران هم دچار معضلی به نام کمبود ظرفیت خواهند شد. 
===بهینه‌سازی===
بهره‌برداران برای رفع معضل کمبود ظرفیت باید تخصیص درست کانال‌ها را در دستور کار خود قرار دهند. یعنی باید کانال را به گونه‌ای به کاربردها اختصاص داد که مشترکین در موقع و مکان مناسب خود به پهنای باند کافی دسترسی داشته باشند. برای مثال، مشترکی که می‌خواهد حجم بزرگی از داده‌ها را بارگذاری کند از کاهش ناگهانی پهنای باند دلخور می‌شود اما کاربری که دارد از پست الکترونیکی استفاده می‌کند حتی متوجه چنین کاهشی نمی‌شود. 
ترازبندی ظرفیت براساس شمار کاربران و میزان پهنای باند لازم برای کاربردهای موردنظرش در تمامی زمان‌ها، محور اصلی عملیات بهینه‌سازی را تشکیل می‌دهد. تخصیص فرکانس، کار دشواری نیست زیرا می‌توان از کانال‌های EDGE در چارچوب طرح موجود تخصیص فرکانس استفاده کرد و آنها را همانند کانال‌های GSM تخصیص داد. 
در کاربردهای مبتنی بر پروتکل کنترل انتقال باید تمامی داده‌های از دست رفته بر اثر تداخل را دوباره ارسال کرد و این اثر منفی زیادی درلایه کاربرد به جای می‌گذارد و در نهایت باعث ناخرسندی کاربر می‌شود. برای حل این معضل دو راه وجود دارد، یکی کوچک‌ کردن اندازه سلول‌ها و دیگری استفاده از شیوه‌های کدگذاری بهتر می باشد. شیوه دوم باعث می‌شود شمار دفعات ارسال داده‌ها کاهش یابد. افزایش سرعت ارسال داده‌ها به معنای افزایش حجم جابه‌جایی داده‌ها در شبکه هسته است که این الگوی ترافیک داده ها را بطور چشم‌گیری تغییر می‌دهد. اغلب ادعا می‌شود که در EDGE نیازی به تغییر شبکه هسته نیست و این از دیدگاه پروتکلی درست است. اما ممکن است شبکه هسته موجود دارای ظرفیت لازم برای پوشش دادن EDGE نباشد. بهره‌بردارانی که می‌خواهند به سراغ EDGE بروند باید شرایط EDGE را شبیه‌سازی کنند و شبکه هسته را تحت آزمایش‌های دقیق قرار دهند.تأخیر می‌تواند در شبکه هسته یا سایر شبکه‌های درگیر با انتقال داده‌ها ایجاد شود. بنابراین حتی اگر همه شبکه هسته سلولی از لحاظ پوشش دادن حجم داده‌ها کم و کسری نداشته باشد باز ممکن است شبکه‌های همکارش توانایی لازم را نداشته باشند و این عامل تعیین کننده‌ای در موضع‌گیری مشترکین در قبال شبکه تلفن همراه به حساب می‌آید.

== الگوی سرویس غیر برخط موبایل با روش REST ==
در موبایل شرایط محیطی برای یک سرویس بطور پیوسته در حال تغییر است. ارتباط صحیح دائمی را نمی توان تضمین کرد.بنابراین الگوی معماری رایانش ابری باید به خوبی الگوهای پردازش غیر برخط را پشتیبانی کند.استراتژیهای صف(Queue) , Cache و اطلاعات Information ممکن است به نوع سرویس محتوا و نوع عملیات وابسته باشند.برای مثال یک درخواست اطلاعات از ابر ممکن است در حالت پیشرفته Cache شود یا برعکس یک در خواست به روزآوری در صف Queue قرار بگیردکه البته موارد فوق به نوع سرویس ارائه محتوا بستگی دارد. برای پیاده سازی این درخواستها از روالهای اتصال از راه دور مانند SOAP,XML-RPC,COBRA, .NET Remoting که بر عملیات درونی نظارت دارند می توان استفاده نمود.

== نتیجه گیری ==
در این تحقیق ابتدا تعریفی از محیط رایانش ابری به همراه نقاط قوت آن عنوان و سپس ساختار آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری در مقایسه با روش های سنتی آموزش الکترونیک بیان گردیده است و تفاوتهای و مزایای آنها مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه پیاده سازی شده این امر در کشور هند جهت آموزش درس برنامه نویسی سی بکار گرفته شده است که در آن از وب سرویسها استفاده شده است. در ادامه ابزار هایی که که برای ارزیابی وضعیت و تعاملات کاربر لازم است تشریح شده اند و در نهایت زیر ساختها , معماری, روشهای پیاده سازی و تکنولوژی های ارتباطی آموزش مجازی سیار که یکی از روش های جدید آموزش مجازی می باشد، بررسی گردیده است.

== درخت دانش ==
[http://176.56.146.166/tree.jpg درخت دانش]
 

== مراجع ==
[1] Garcia, E.; Garcia, A.; Garcia-Cabot, A.; de-Marcos, L.; Hilera, J.
 
Development of an Application for Mobile Devices to Record Learner Interactions with Web-Based Learning Objects
 
12th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT), 2012
 
[2] Thamarai Selvi, S.; Panneerselvam, K.
 
A Self-regulated Learning approach for programming language using cloud-based Learning Management System
 
International Conference on Recent Trends In Information Technology (ICRTIT), 2012
 
[3] Md. Anwar Hossain Masud, Xiaodi Huang
 
An E-learning System Architecture based on Cloud Computing
 
5th IEEE International Conference on Cloud Computing (CLOUD), 2012
 
[4] Damm, S.; Ritz, T.; Strauch, J.
 
Adaption of Archetype Patterns for mobile cloud-based business apps
 
IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications Workshops (PERCOM Workshops),2011

آموزشهاي مجازي با استفاده از تكنولوژي رايانش ابري(cloud computing)

2015-01-29T23:28:36Z

92231535: /* آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری */

== چکیده ==
در طی چند سال اخیر رایانش ابری به شدت مورد توجه کارشناسان و محققان فناوری قرار گرفته است. بر پایه آن شرکت های عظیم کامپیوتری نسبت به استفاده از این تکنولوژی در راستای ارایه خدمات و سرویسهای الکترونیکی خود به کاربران اقدام نموده اند. با این روند رو به رشد استفاده از این تکنولوژ ی، بعید به نظر نمی رسد که در آینده ای نزدیک اکثر شرکت ها سرویسها و خدمات الکترونیکی خود را بر این اساس عرضه نمایند از جلمه خدمات الکترونیکی که در این تکنولوژی می تواند مورد استفاده قرار گیرد، بحث آموزشهای مجازی می باشد. رایانش ابری در آموزش مجازی علی الخصوص آموزش مجازی سیار که عمدتاً از طریق موبایل صورت می پذیرد، می تواند نقش عمده ای را ایفا نماید. راهکارها و معیارهای کارآیی و بهینه سازی در این خصوص وجود دارند که می توانند مورد استفاده قرار گیرند.

== مقدمه ==
رایانش ابری یا Cloud Computing راهکارهایی را برای ارایه خدمات فناوری به کاربران مشابه آنچه که در بعضی از صنایع با کاربرد سراسری (مانند صنعت آب ، صنعت برق و ...) وجود دارد ، ارایه می دهد. این تکنولوژی اصولاً بر پایه اینترنت تعریف می شود که در آن الگویی تازه جهت ارایه سرویسهای فناوری (شامل نرم افزار، سخت افزار و سایر منابع اشتراکی) بکار گرفته می شود. در حقیقت در این تکنولوژی دسترسی به منابع فناوری اطلاعات به هنگام ارایه درخواست از طرف کاربر و بر اساس میزان تقاضای کاربر ، به وی ارایه می گردد. دلیل استفاده و تشبیه اصطلاح "ابر" به اینترنت که در شماتیک های شبکه ای نیز از شکل ابر برای نشان دادن اینترنت استفاده می شود ، در این است که اینترنت همچون ابری جزییات فنی را از دید کاربران نهایی پنهان می سازد. به معنای دیگر یک لایه انتزاعی را بین کاربران و جزییات فنی بوجود می آورد. به عنوان مثال برنامه های کاربردی تجاری و یا آموزشهای مجازی را می توان در نظر گرفت که توسط سرویس دهنده نرم افزاری رایانش ابری ارایه می گردد. این برنامه ها بر روی سرورها ذخیره می گردند و حسب درخواست کاربر در اختیار وی قرار می گیرند، در حالی که جزییات فنی از دید کاربر کاملاً مخفی است و کاربر نیازی به داشتن اطلاعات در خصوص فناوری زیرساخت ابری که از آن استفاده می کند، ندارد.

== مزایای استفاده از رایانش ابری ==
در زیر به چند نمونه از موارد اشاره می شود:
*قابلیت اطمینان بیشتر به داده ها:با توجه به اینکه در رایانش ابری داده ها بر روی ابر قرار دارند از اینرو خرابی کامپیوتر کاربر تاثیری بر روی داده ها نخواهد داشت.مضاف بر اینکه افزونگی لازم نیز در زیر ساخت ابری به نحوی توسط فراهم کنندگان آن دیده می شود که به شدت در برابر خرابی مقاوم است و راهکارهای متعددی برای تهیه نسخ پشتیبان که معمولا کاربران از آنها غافل هستند، بکار برده می شوند.
*امکان دسترسی از همه جا و در هر مکان:بدلیل آنکه داده ها در ابر قرار دارند، از اینرو کاربر قادر به دسترسی به داده های خود در هر زمان و هر مکانی خواهد بود. برای اینکار تنها لازم است که کاربر از تجهیز کامپیوتری خود که می تواند یک گوشی موبایل نیز باشد به اینترنت دسترسی داشته باشد.
*عدم وابستگی به سخت افزار:چون اسناد و برنامه های کاربردی روی ابر در همه حال به یک شکل هستند از اینرو تفاوتی نمی کند که با چه دستگاه سخت افزاری کاربر متصل شده است. در حقیقت اجرای برنامه ها تفاوتی نخواهد کردو دیگر نیازی به خرید سخت افزارهای مخصوص و یا ذخیره اسناد به فرمت های ویژه نمی باشد. سازگاری لازم از طرف ابر برای سخت افزار فراهم خواهد شد.
*ظرفیت نامحدود ذخیره سازی:به لحاظ نظری محدودیتی در استفاده از فضای ذخیره سازی ابری وجود ندارد. این موضوع در قیاس با حجم محدود فضای ذخیره سازی کامپیوترهای شخصی بسیار قابل توجه می باشد. عجیب به نظر نمی رسد اگر بگوییم هر چیزی را که نیاز به ذخیره کردن آن داریم ، می توانیم در فضای ابری ذخیره کنیم.
*هزینه پایین:بدلیل آنکه محاسبات مورد نیاز در فضای ابری انجام می شود از اینرو دیگر نیازی به استفاده از کامپیوترهای گرانقیمت در سمت کاربر نمی باشد و هزینه های مربوط به سخت افزار به شدت کاهش پیدا می کند. حتی با ساده ترین کامپیوترها که بلحاظ پردازشی و فضای دیسکی بسیار محدود می باشند، نیز می توانند از رایانش ابری حداکثر استفاده را ببرند. با توجه به اینکه اسناد در ابر ذخیره می شوند حتی نیازی به ذخیره اسناد و مستندات در کامپیوتر شخصی نمی باشد.
*ارتقای سریع نرم افزاری:از دیگر مزایای مربوط به رایانش ابری این است که دیگر نیازی به بروز رسانی نرم افزارها و یا اجبار به استفاده از نرم افزارهای قدیمی به دلیل هزینه بالای ارتقای آنها نمی باشد، چون در ابر اینکار بدون اینکه کاربر متوجه شود صورت می پذیرد. بدلیل مبتنی بر وب بودن برنامه ها ارتقا و بروزرسانی ها بصورت اتومات در ابر انجام شده و کاربر بدون پرداخت هزینه اضافی قادر به بهره برداری از آخرین نسخه نرم افزارها خواهد بود. 

== آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری ==
به صورت ساده آموزش مجازی به فرایند یادگیری از طریق اینترنت اشاره داد. ، گرچه آموزش مجازی جایگزین روش سنتی نخواهد شد، اما تا حد زیادی می تواند به بهبود بهره وری در امر آموزش کمک کند. آموزش مجازی دارای مزایای زیادی من جمله انعطاف پذیری، تنوع، دسترسی آسان و غیره می باشد که به عنوان یک متد اصلی برای یادگیری در دهه های اخیر تبدیل شده است. شکل زیر یک معماری از سیستم ساده آموزش مجازی را نشان می دهد (شکل 1) 
[http://176.56.146.166/pic1.jpg شکل - معماری یک سیستم ساده آموزشی]
در روشهای سنتی مبتنی بر وب بدینگونه عمل می گردد که سیستم های مربوط به ایجاد و نگهداری آموزشهای مجازی در داخل موسسات آموزشی و یا شرکت پیاده سازی ، که این امر منجر به بروز بسیاری از مشکلات، از جمله نیاز به سرمایه گذاری زیاد اما بدون سود، مشکلات مربوط به پشتیبانی فنی و غیره می گردد. نتیجه این امر منجر به عدم توسعه آسان این سیستمها می شود. در مقابل، آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر مدلی را معرفی مینماید که مقیاسی برای بهره وری دارد. برای مثال ساخت سیستم آموزش مجازی به تامین کنندگان رایانش ابری سپرده میشود،که می تواند ارائه دهندگان و کاربران را برای رسیدن به وضعیت برد- برد یاری نماید. محیط مبتنی بر ابر از نسل جدیدی از سیستم های آموزش مجازی که قادر به اجرا در گستره طیف وسیعی از دستگاه های سخت افزاری که در حال ذخیره سازی داده در داخل ابر هستند، پشتیبانی می نماید. 
آموزش الکترونیکی هیچگاه نمی تواند به طور کامل جایگزین معلمان گردد و تنها در حوزه به روزرسانی تکنولوژی ، مفاهیم و ابزارهای جدید، ارائه محتوا، مفاهیم و روش ها برای آموزش مورد استفاده قرار می گیرد. در روش آموزش الکترونیکی میتنی بر ابر معلمان نقش رهبری و مشارکت در پیشرفت تحصیلی را خواهند داشت. 
از سوی دیگر، ابر آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر حرکت به سمت استفاده از تکنولوژی رایانش ابری در زمینه آموزش الکترونیکی می باشد و در آینده ای نزدیک زیرساختهای آموزش الکترونیکی شامل سخت افزار و منابع محاسباتی نرم افزاری درگیر در آموزش الکترونیک مبتنی بر این تکنولوژی خواهند بود. معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر در (شکل2)نشان داده شده است: 

معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر پیشنهادی را می توان به لایه های زیر تقسیم تقسیم کرد: 
*لایه زیرساخت: این لایه از زیرساخت های سخت افزاری مانند حافظه فیزیکی، CPU و سرور های فیزیکی تشکیل شده اند. همچنین اطلاعات زیرساخت ها شامل اینترنت / اینترانت، نرم افزار سیستم، سیستم مدیریت اطلاعات و برخی از نرم افزارهای مشترک و سخت افزارمی باشد. بسترهای ارتباطی این لایه در پایین ترین سطح سرویس میان ابر قرار گرفته است. استفاده از تکنولوژی مجازی سازی سرور فیزیکی، منابع ذخیره سازی و شبکه های مجازی به عنوان بسترمورد استفاده در لایه های بالاتر نرم افزاری قرار می گیرند. 
*لایه منابع نرم افزار: به طور عمده از سیستم عامل و میان افزار تشکیل شده است. میان افزار منابع نرم افزاری متنوع را بصورت یکپارچه از طریق یک رابط واحد در اختیار توسعه دهندگان نرم افزار قرار می دهد. طوری که آنها می توانند به راحتی برنامه های کاربردی را توسعه داده و در ابر جهت استفاده قرار دهند. 
*لایه مدیریت منابع: این لایه اتصال راحتتر به منابع نرم افزاری و سخت افزاری را فراهم می نماید. با استفاده از استراتژی برنامه ریزی ,یکپارچه سازی, مجازی سازی و محاسبات ابری ، توزیع نرم افزار بر منابع مختلف سخت افزاری را می توان به دست آورد. 
*لایه سرویس: دارای سه سطح از سرویس یعنی،SaaS (نرم افزار به عنوان یک سرویس)، PaaS (بستر های نرم افزاری به عنوان یک سرویس)،IaaS (زیرساخت به عنوان یک سرویس) میباشد. در SaaS، محاسبات ابری سرویس به مشتریان ارائه می دهد. برخلاف نرم افزارهای سنتی کاربران از طریق اینترنت از نرم افزار استفاده می کنند. خرید نرم افزار و سخت افزار یک بار انجام می شود و با پرداخت هزینه ماهانه ناچیز دیگر نیاز به حفظ و ارتقاءآن نمی باشد. 
*لایه کاربردی: این لایه از برنامه های کاربردی خاص شامل تجمیع منابع آموزشی در مدل رایانش ابری ، دوره های تعاملی و به اشتراک گذاری منابع آموزشی تشکیل شده است . برنامه های تعاملی عمدتا برای معلمان، با توجه به یادگیرندگان و نیازهای آموزشی، با استفاده کامل از منابع اطلاعات پایه ساخته می شود و امکان تنظیم محتوای دوره و همچنین پیشرفت در هر زمان با توجه به بازخورد وجود دارد و می تواند دارای اثربخشی بیشتر نسبت به آموزش سنتی باشد. به اشتراک گذاری منابع آموزشی شامل منابع اطلاعاتی (مانند کتابخانه های دیجیتال) و منابع آموزشی انسانی از وظایف این لایه است. این لایه عمدتا شامل ماژولهای تولید محتوا، اهداف آموزشی، تحویل محتوا، ارزیابی و ماژول مدیریت می باشد. 
در مدل کلاسیک آموزش الکترونیکی، معلمان وظایف آموزشی مانند تدریس حضوری به طور منظم، و یا بررسی مهارت و تکالیف دانش آموزان را انجام می دهند. اما در معماری پیشنهادی معلمان به سوالات دانش آموزان پاسخ می دهند و آموزش های ضروری برای رفع مشکلات دانش آموزان ارائه می گردد. علاوه بر این، معلمان نیز می توانند به منظور ارتقاء آموزش از محتواهای آموزشی چند رسانه ای استفاده کنند. همچنین دانش آموزان میتوانند خارج از الگوهای یادگیریشان که بصور ت خودکار تعیین می گردد درس بخوانند. انجام آزمونهای برخط اینترنتی و ارائه تحلیلهای آماری خودکار به معلمان از هر بخشی که مورد مطالعه قرار گرفته است، از مزایای این روش می باشد. معلمان نیز دانش آموزان را تشویق به همکاری با یکدیگر در یادگیری مطالب ساده و یا انجام پروژه های پیچیده مبتنی برکار گروهی می نمایند. از طریق یادگیری گروهی، دانش آموزان به تنهایی نمی توانند دانش کسب نمایند، بلکه روح هماهنگی در تیم است که در امر آموزش و پرورش کمک می نماید . نتیجه این روش برای دانش آموزان بهبود مهارت در برخورد با مردم و افزایش ابراز توانایی خودشان می باشد. شکل 3 مقایسه آموزش الکترونیکی سنتی و رایانش ابری را ارائه می دهد.

== نمونه آموزش مجازی زبان برنامه نویسی مبتنی بر ابر ==
طبق تعریف زیمرمن یادگیری خود تنظیمی (SRL Self-Regulated Learning) شامل تعیین لیست استراتژی هایی دستیابی به اهدافی مانند برنامه ریزی، سازماندهی و ارسال، جستجوی اطلاعات ، نگهداری سوابق، تمرین و حفظ، بررسی، نظارت بر خود، خود ارزیابی، ساختار محیطی و جستجو برای کمک های اجتماعی است که می تواند به طور جداگانه و یا در ترکیب برای توسعه یادگیری خود تنظیم به کار گرفته شود. 
مطابق تعریف فوق در کشور هند یک سیستم مدیریت آموزشی LMS شامل بخش های مدیریت، مستندات، بررسی و ارزیابی، گزارشات و محتواهای آموزشی و آموزش برخط با استفاده از رایانش ابری جهت آموزش زبان برنامه نویسی C پیاده سازی گردیده است. این دوره در شش سطح به خاطر سپاری، درک مطلب، اجرا، تجزیه و تحلیل، ارزیابی و ایجاد برنامه طراحی گردیده است. در ادامه در خصوص هر یک از این سطوح توضیحات لازم ارایه می گردد: 
1-به خاطر سپاری: در این سطح به دانش آموزان محتواهایی مانند الگوی دستورات و ساختار برنامه که باید در حافظه بلند مدت قرار گیرد ارائه می گردد.تمرینات این سطح برای آزمایش شناخت و قابلیت به خاطر سپاری دانش آموزان طراحی گردیده است. 
2-درک مطلب: برای درک مطلب توسط دانش آموزان ، محتواهای ارائه شده در این سطح به گونه ای طراحی شده اند که به دانش آموزان در درک مفاهیم زبان C کمک می کنند. تمرینات این سطح جهت ارزیابی توانایی تفسیر، طبقه بندی، مقایسه و مهارت بیان دانش آموزان طراحی گردیده است. 
3-اجرا : محتواهای ارائه شده به دانش آموزان جهت اجرای مباحث یاد گرفته شده زبان C کمک خواهندکرد.هدف اصلی در این سطح توانایی دانش آموزان جهت تمرکز در بکارگیری مفاهیم می باشد.تمرینات این سطح برای آزمایش توانایی اجرا و پیاده سازی توسط دانش آموزان طراحی گردیده است. یک سری ابزار مانند یک ویرایشگر C به همراه کامپایلر آن برای اجرای تمرینها در اختیار دانش آموزان قرار داده می شود. 
4-تجزیه و تحلیل: در این سطح از این دوره، دانش آموزان از محتواهایی که به تجزیه و تحلیل موضوعات یاد گرفته شده کمک می کنند، بهرمند می گردند. تمرینات در این سطح جهت تعیین سطح تفاوتهای مهارت های دانش آموزان طراحی گردیده است. 
5- ارزیابی: تمرکز عمده در این سطح بر ارزیابی مهارت های دانش آموزان با استفاده از تمرینهایی که توانایی نقد و داوری آنها را سنجش می نماید، می باشد. 
6-ایجاد : در سطح نهایی این دوره ، دانش آموزان دانش به دست آورده و خلاقیتهای خود را اجرا می نمایند. 
در این راستا برای اجرا و پیاده سازی مطالب فوق ، سیستمی بصورت کاملا وب سرویسی طراحی گردیده است. از ویژگیهای خاص این سیستم استفاده از پروتکل SOAP می باشدکه در آن قالب XML به عنوان ستون فقرات ارسال و دریافت پیام های وب سرویس استفاده شده است. در ضمن برای گرفتن بازخورد از پیشرفت تحصیلی دانش اموزان یک زیر سیستم به صورت وب سرویس نیز طراحی گردیده است که به معلم جهت تعیین سطح و وضعیت پیشرفت دانش آموز کمک می کند. 

== ابزارهای پایش ==
ثبت رویدادهایی که توسط گوشی موبایل در هنگام اتصال به یک وب سایت انجام می شود را می توان به سه گروه به شرح ذیل طبقه بندی نمود:
*ثبت تعاملات کاربران: شامل برنامه های ثبت کننده مجموعه تعاملاتی که کاربر با رابط کاربری برقرار می کند. نرم افزار "Event Recorder for Android Web Applications" نمونه ای از این دست نرم افزارها می باشد.
*اجرا کننده خودکار وقایع: این نرم افزارها به ترتیب وقایعی که توسط مجموعه ای از دستورات معین رخ می دهد را ثبت می کنند. برای مثال ثبت مجموعه ای از فعل و انفعالاتی که در یک یا چند دستگاه رخ می دهند.این گروه از برنامه ها اجازه برنامه نویسی برای یکسری از رویدادهای سطح بالا , به منظور آزمایش آنها در یک پلت فرم پیوسته و همچنین برخی از فریم ورک های نوشته شده به زبانهای سطح بالا از هر سیستم , برای تولید وقایع در همان سیستم را می دهند. نرم افزارهای "Robotium" و "ZAP-fix" نمونه ای از این دست نرم افزارها می باشند.
*ثبت کننده کلیدهای زده شده: یک نوع نرم افزار یا دستگاه سخت افزاری می باشد که تاریخچه کلیدهای زده شده را در یک فایل ذخیره می کند و یا از طریق اینترنت و بوسیله پست الکترونیکی آنها را ارسال می کند. ثبت کننده کلیدها اغلب به عنوان نرم افزارهای مخرب و یا برای کنترل کودکان مورد استفاده قرار می گیرند. نمونه ای از این نوع نرم افزارها برای دستگاههای تلفن همراه "KidLogger" می باشد.

== آموزش مجازی از طریق موبایل (زیر ساخت, معماری و ابزار) ==
یادگیری سیار یکنوع یادگیری است كه در آن دانش آموز در یک مكان مشخص ثابت مانند محل سکونت و یا محل آموزشي قرار ندارد و دانش آموز مي تواند از فرصت های ارائه شده توسط فن آوری تلفن همراه در امر یادگیری استفاده نمايد. 
امروزه تعداد زیادی از کاربران دارای دستگاه های تلفن همراهی می باشند كه ویژگی های چند رسانه ای را بهبود بخشیده اند و تقریبا در هر زمان به شبکه های ارتباطی با دسترسي بالا متصل هستند. انقلاب در زمينه دستگاه های تلفن همراه محدودیت های زمانی و مکانی را حذف نموده است و اجراي فرامين را در هر مکان و در هر زمانی اجازه می دهد .از سوی دیگر نیز برخی مشکلات به دلیل تنوع زیاد دستگاه های تلفن همراه در دسترس کاربران و همچنین تنوع در اهداف آموزشی کاربران وجود دارد. 
از این منظر، انطباق محتوا یکی از مؤلفه های مهم آموزشی در بحث تلفن همراه مي باشد زيرا كه پاسخگویی به طیف وسیعی از نیازهای مربوط به منابع نرم افزاري تکراری را ميسر مي سازد. الزامات مورد نیاز با توجه به اجزای نرم افزار ها،منابع چند رسانه ای و سرویس ها تعیین می گردند . انطباق محتوا با توجه به عملکرد ویژگی های دستگاه های تلفن همراه و تنظیمات کاربران , توانایی یک سیستم برای تغییر به محتوای ارائه شده بصورت پویا به هر کاربر می باشد. هدف از سیستم انطباق محتوا تعیین ارزش ها , از ویژگی های در حال تغییر در طول فرایند آموزش می باشد. از مزایای اصلی انطباق محتوا می توان به کاهش زمان مورد نیاز برای آموزشها، کاهش هزینه های آموزش ورشد بهره وری اشاره نمود. 
=== تکنولوژیهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
توسعه برنامه های کاربردی چند رسانه ای در طی چند سال گذشته را می توان نتیجه استفاده زیاد از داده های چند رسانه ای در امر آموزش با توجه به رشد صعودی اینترنت، دانست .در نتیجه ،اهمیت پژوهش در زمینه تکنولوژیهای چند رسانه ای افزایش یافته است. چرا که بر خلاف داده های سنتی , تکنیک های مدیریتی و پرس و جو که از امکانات و ویژگی های داده های چند رسانه ای می باشند ، از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند. 
===ویژگیهای داده های چند رسانه ای===
داده های چند رسانه ای دارای انواع متفاوتی به شرح ذیل می باشند : 
•برخی از داده ها وابسته به زمان است و برخی دیگر مستقل از زمان 
•برای نمایش داده های چند رسانه ای از فرمت های مختلف استفاده می شود. 
•برخی از داده ها ساخت یافته است و برخی بدون ساختار یا نیمه ساختار یافته می باشند. 
•برخی ممکن است برای انتقال انواع داده از راه دور به یک زمان کوتاه و برخی به زمان زیاد احتیاج داشته باشند. 
در مقایسه با سیستم های مبتنی بر متن، برنامه های کاربردی چندرسانه ای دارای درک قوی تری با توجه به دارا بودن ویدئو، صدا، انیمیشن و تصاویر میباشد. اما بین تفکر کاربران در مورد واقعیت و نمایش فیزیکی داده های چند رسانه ای اختلاف بزرگی است.کاربران می خواهند به داده های چند رسانه ای در سطح درک خود از شی دسترسی داشته باشند. اما در سیستم های چند رسانه ای تمایل برای نشان دادن داده های چند رسانه ای بر اساس سطوح درک پایین مانند رنگ ها، الگوها، بافت و شکل ( بدون ترکیب این ویژگی ها ) وجود دارد و هیچ راهی برای نشان دادن خودکار این موضوع، بر اساس تفکر انسانی وجود ندارد. تحقق بخشیدن به نمایش داده های چندرسانه ای بر اساس دیدگاه انسان بسیار مشکل است. هیچ سیستم داده های چندرسانه ای توانایی درک خودکار و شناسایی و طبقه بندی موضوعات را ندارد. استفاده از داده های چندرسانه ای برای ارائه موضوعات یک چالش بزرگ در سیستم آموزش سیار می باشد. 
===راه کارهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
آموزش سیار به دستگاه های گیرنده سیار و دستگاههای جانبی و تکنولوژیهای ارتباطی مانند گوشی موبایل, PDA ، کامپیوتر قابل برنامه ریزی ، آی پاد، دستگاه پخش ویدئو های شخصی و دوربین های دیجیتال ویدئویی وابسته می باشد. راه کارهای چندرسانه ای برای آموزش سیار شامل موارد ذیل می باشد: 
*واقعیت مجازی و شبیه سازی محیط : راهکاری پیچیده برای آموزش و تمرینات تعاملی را فراهم می آورد.واقعیت مجازی می تواند یک فضای محدود و یا فضای باز، در داخل طبیعت را شبیه سازی نماید و اجازه اجرای انواع تعاملات را به کاربر می دهد. 
*برنامه های نرم افزاری تعاملی: شرایط عملی متفاوت را شبیه سازی و روند آموزشی را تسهیل می نماید. 
*استفاده از دستگاه های جانبی و تجهیزات چندرسانه ای : امکان جمع آوری و تفسیر مقادیر از طریق رسانه های مختلف را به صورت برخط بوجود می آورد. این روش اجازه استفاده از راه حل های غیر رسمی برای آموزش و بازدید مکانهایی مانند: باغ گیاهان، باغ وحش، رودخانه ها و غیره را می دهد. 
نرم افزارهای کاربردی تلفن همراه کنترل محیطی بهتری را ارائه می دهند و می توانند معایبی مانند: وجود اختلال در ارتباطات ، محدودیت پهنای باند شبکه های ارتباطی ، محدودیت فضای ذخیره سازی و عدم وجود تنوع ابزار تعاملی را بر طرف نمایند.همچنین امکان بهبود تجارب اجتماعی در مقایسه با روشهای یادگیری کلاسیک را فراهم می کنند.
 

== کاربرد رایانش ابری در آموزش سیار ==
(MCC (MOBILE CLOUD COMPUTING از سه مفهوم رایانش ابری ,رایانش سیار و شبکه تشکیل شده است. ویژگی های جالب و جذاب MCC پارادایم تحرک با امکان قابلیت های زیاد می باشد. ما رایانش ابری سیار را به این صورت تعریف می کنیم: "یک تکنولوژی قدرتمند رایانش سیارکه ابزار یکپارچه از منابع ابرهای متنوع و تکنولوژیهای شبکه را نسبت به قابلیت های نامحدود ذخیره سازی و تحرک در اختیار قرار می دهد. رایانش ابری به بسیاری از دستگاه های تلفن همراه در همه جا ، در هر زمان و از طریق کانال اینترنت ، بدون در نظر گرفتن محیط های ناهمگن و سیستم عامل، بر اساس اصل پرداخت به ازای استفاده سرویس می دهد." 
استفاده از MCCمزایای توزیع، فاصله ، منابع غنی، زیرساخت های ابر وتقویت بسیاری از دستگاه های تلفن همراه، به ویژه گوشی های هوشمند و کاهش کاستی های آنها را در بر دارد. پیش بینی دستاوردهای آینده استفاده ازMCC در حوزه های مختلف مانند بهداشت و درمان (مانندtelemonitoring و telesurgery)، آموزش و پرورش، کسب و کار فناوری اطلاعات ، توسعه شهری و روستایی و شبکه های اجتماعی می باشد.در این راستا، تلاش های زیادی مانند استقرار فن آوری رایانش ابری برای افزایش قابلیت گوشی های هوشمند صورت پذیرفته است. 
علاوه بر این، اعمال نفوذ در منابع مجازی به منظور افزایش امنیت اطلاعات در گوشی های هوشمند سودمند است چرا که آنها دائما مستعد سرقت، از بین رفتن و آسیب های فیزیکی می باشند. Dropbox و SugarSync از جمله خدمات ذخیره سازی ابر هستند که می توانند داده های واقع در دستگاه های مختلف محاسباتی (به عنوان مثال تلفن های هوشمند، تبلت، و لپ تاپ) را همگام سازی نمایند.همانگونه که در شکل 1 مشاهده می گردد لایه واسط(Arbitrator Layer) به معماری چند لایه سیستم عامل موبایل (MNO) اضافه گردیده است که به شرح هریک از این بخش ها که در شکل 4 مشاهده می شود , می پردازیم.
 

===لایه واسط Arbitrator Layer ===
این لایه از سیستم عامل موبایل در واقع به عنوان واسط بین بخش جلویی(front- end -شامل ابر کاربران تلفن همراه) و بخش عقبی(back- end - شامل ارائه دهندگان سرویس ابر) می باشد. این لایه درخواست تخصیص منابع از لایه SOA را دریافت می نماید و لایه زیرساخت را بررسی می کند تا سرویسی که اجرای کارآمدتری دارد را تعیین کند. سپس یک کپی مستقل از این سرویس به لایه زیرساخت به عنوان مرجع برای مراجعات بعدی منتقل خواهد شد. در این روش، سربار شبکه به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد. 
*زمانبندی کننده منابع: هنگامی که یک سرویس جدید در بخش رجیستری سرویس ثبت و ذخیره شد ، درخواست تخصیص به بخش زمانبندی کننده منابع فرستاده می شود. بخش زمانبندی کننده خواص درونی و توصیفی سرویس را تجزیه و تحلیل می نماید و سرویسی که کارایی بالاتری دارد را برای اجرا تعیین می کند.
*سرویس پروفایل: یکی از مسئولیت های واسط می باشد برای نظارت بر اعتبار و عملکرد سرویس و در صورت نیاز جایگزین آنها با سرویس مناسب تر می باشد. ماژول سرویس پروفایل یک سناریو تعریف شده برای ارزیابی عملکرد واقعی سرویس دارد. اگر عملکرد سرویسی مطابق با شرح سرویس نباشد برای نگه داشتن موثر سیستم آن سرویس توسط یک سرویس کارآمد تر جایگزین می شود. 
*پروفایل کاربر: از آنجا که سرویسهای مختلفی از طرف مصرف کنندگان سرویس درخواست می گردند ، سازمان دهی یا تنظیمات شخصی مهم هستند. بنابراین ماژول پروفایل کاربر مسئول نظارت و ذخیره ترجیحات کاربران جهت تحویل خدمات سفارشی و اجرای سرویسها بر اساس این معیارهای حاصله می باشد.
*جمع آوری کننده اعمال کاربر در زمان اجرا: به منظور افزایش کارایی و عملکرد سیستم ،جمع آوری اعمال کاربر در زمان اجرا یک فرایند حیاتی است. اطلاعات مربوط به این اعمال می تواند در زمانبندی قوی و مجدد منابع در این معماری به ما کمک کند. 
*اجرا کننده استاندارد: استاندارد سازی یکی از تکنیک های مفید جهت رفع عدم تجانس درمحیط های ناهمگن MCC می باشد. از این رو، توجه به استانداردها در طراحی معماری بسیار مهم است. این ماژول مسئول نظارت و اجرای استانداردسازی برای سرویسها می باشد. 
*تجزیه و تحلیل محاسباتی: در طی مقدار دهی اولیه در بخش رجیستری سرویس ، یک لایه خاص زیرساخت به هر سرویس اختصاص داده می شود. با این حال، نمی توان از انتخاب بهینه مطمئن بود. از این رو، برای دستیابی به عملکرد بهینه، ماژول تجزیه تحلیل محاسباتی بر قابلیت های محاسباتی منابع اختصاص داده شده نظارت می کند. 
*تجزیه و تحلیل عملکرد: از آنجایی که هدف معماری ما کاهش زمان تاخیر شبکه می باشد، ماژول تجزیه و تحلیل عملکرد وظیفهس اش تجزیه و تحلیل تاخیر ارتباطی و الگوی مصرف منابع سرویس های مختلف است. اگر مقدار منابع مورد نیاز برای اجرای یک سرویس خاص با عوامل دیگر مانند ارتباطات مطابقت نداشته باشد و از اینرو موجب تعویق اجرای سرویس گردد ، آنگاه تقاضای زمانبندی منابع جهت تعیین زیرساخت های مناسب تر تکرار می گردد. علاوه بر این، نظارت بر رابطه بین تعداد دفعات درخواست و اجرای سرویس و مقدار منابع مصرف شده وظیفه این ماژول می باشد. نتایج حاصل از این تجزیه و تحلیل به منظور ارتقاء کیفیت طور کلی مفید است. به عنوان مثال، اگر یک سرویس حساس به تاخیر ابر بیش از حد فراخوانی گردد، این سرویس را می توان به نزدیکترین سیستم عامل موبایل مجاور منتقل نمود یا به ارائه دهنده مجاز برای مقابله با تاخیر ارتباطاتی مراجعه نمود. 

== کاربرد تکنولوژی Edge ==
شبکه EDGE آخرین مرحله میان GPRS و UMTS است که نویدبخش سه برابرسازی ظرفیت شبکه‌های GSM با صرف هزینه اندک است. فناوری EDGE به بهره‌بردار امکان می‌دهد با ارائه مجموعه‌ای از خدمات اینترنتی و چندرسانه‌ای به درآمدهای تازه‌ای دست یابد. EDGE ساده و ارزان می‌نماید اما به هر حال دست آورد ارتقاء دادن شبکه GPRS به شبکه EDGE باید از چنان کیفیت خدماتی برخوردار باشد که برآورنده نیازهای کاربرد‌های داده‌ محور باشد.برای بهره‌برداران دارای مجوز UMTS ، شبکه EDGE راهی جذاب برای ارائه خدمات نسل سوم در خارج از نواحی شهری متراکم را فراهم می نماید. هنگامی که مشترک از ناحیه پوشش UMTS بیرون می‌رود، افزایش سرعت ارسال داده افت کیفیت خدمات را تا حدی جبران می‌کند. 
===معیارهای کارآیی===
برای سنجش کارآیی شبکه‌های IP مثل شبکه EGPRS از چهار معیار گذردهی، اتلاف، تأخیر و لغزش می‌توان بهر‌ه گرفت. تأثیر هر کدام از این معیارها به کیفیت خدمات رسانی به کاربر و یا خدمات موردنظر بستگی دارد. 
گذردهی به معنای تعداد بایت‌هایی است که می‌توان در هر ثانیه از خط ارتباط EDGE عبور داد و بنابراین بیان‌گر قابلیت هر لینک در ارائه خدماتی مانند گشت و گذار در اینترنت یا ارسال ویدیو به صورت بلادرنگ است. اتلاف به درصد بسته‌های داده‌ای از دست رفته در شبکه اطلاق می‌شود. بسته‌های از دست رفته را دوباره باید ارسال کرد که این امر سرعت انتقال داده‌ها برای مشترک را کاهش می‌دهد. تأخیر به میزان زمانی گفته می‌شود که صرف انتشار بسته‌های IP از طریق شبکه می‌شود. تأخیر هم بر سرعت ارسال داده از دید مشترک اثر منفی می‌گذارد و از جمله معیارهای کلیدی در ارتباطات صوتی بلا‌درنگ است. معیار آخر نیز لغزش است که به تغییرات آماری تأخیر اطلاق می‌شود. 
در EDGE از مدولاسیون ۸ PSK- استفاده می‌شود که می‌تواند با استفاده از شکاف‌های زمانی استاندارد GSM ،گذردهی داده‌ای GPRS را سه برابرکند. اما EDGE شمار شکاف‌های زمانی را افزایش نمی‌دهد، بنابراین بهره‌بردار همچنان با محدودیت ظرفیت در بسیاری از موارد مواجه است. در واقع ممکن است در برخی شرایطEDGE اوضاع را بدتر هم بکند زیرا با ارائه خدمات جدید و پرسرعت سبب می‌شود حجم انتقال داده‌ها به گونه‌ای سرسام‌آور افزایش یابد. شکی نیست که افزایش ترافیک داده‌ها باعث افزایش درآمدها می‌شود اما بسیاری از بهره‌برداران هم دچار معضلی به نام کمبود ظرفیت خواهند شد. 
===بهینه‌سازی===
بهره‌برداران برای رفع معضل کمبود ظرفیت باید تخصیص درست کانال‌ها را در دستور کار خود قرار دهند. یعنی باید کانال را به گونه‌ای به کاربردها اختصاص داد که مشترکین در موقع و مکان مناسب خود به پهنای باند کافی دسترسی داشته باشند. برای مثال، مشترکی که می‌خواهد حجم بزرگی از داده‌ها را بارگذاری کند از کاهش ناگهانی پهنای باند دلخور می‌شود اما کاربری که دارد از پست الکترونیکی استفاده می‌کند حتی متوجه چنین کاهشی نمی‌شود. 
ترازبندی ظرفیت براساس شمار کاربران و میزان پهنای باند لازم برای کاربردهای موردنظرش در تمامی زمان‌ها، محور اصلی عملیات بهینه‌سازی را تشکیل می‌دهد. تخصیص فرکانس، کار دشواری نیست زیرا می‌توان از کانال‌های EDGE در چارچوب طرح موجود تخصیص فرکانس استفاده کرد و آنها را همانند کانال‌های GSM تخصیص داد. 
در کاربردهای مبتنی بر پروتکل کنترل انتقال باید تمامی داده‌های از دست رفته بر اثر تداخل را دوباره ارسال کرد و این اثر منفی زیادی درلایه کاربرد به جای می‌گذارد و در نهایت باعث ناخرسندی کاربر می‌شود. برای حل این معضل دو راه وجود دارد، یکی کوچک‌ کردن اندازه سلول‌ها و دیگری استفاده از شیوه‌های کدگذاری بهتر می باشد. شیوه دوم باعث می‌شود شمار دفعات ارسال داده‌ها کاهش یابد. افزایش سرعت ارسال داده‌ها به معنای افزایش حجم جابه‌جایی داده‌ها در شبکه هسته است که این الگوی ترافیک داده ها را بطور چشم‌گیری تغییر می‌دهد. اغلب ادعا می‌شود که در EDGE نیازی به تغییر شبکه هسته نیست و این از دیدگاه پروتکلی درست است. اما ممکن است شبکه هسته موجود دارای ظرفیت لازم برای پوشش دادن EDGE نباشد. بهره‌بردارانی که می‌خواهند به سراغ EDGE بروند باید شرایط EDGE را شبیه‌سازی کنند و شبکه هسته را تحت آزمایش‌های دقیق قرار دهند.تأخیر می‌تواند در شبکه هسته یا سایر شبکه‌های درگیر با انتقال داده‌ها ایجاد شود. بنابراین حتی اگر همه شبکه هسته سلولی از لحاظ پوشش دادن حجم داده‌ها کم و کسری نداشته باشد باز ممکن است شبکه‌های همکارش توانایی لازم را نداشته باشند و این عامل تعیین کننده‌ای در موضع‌گیری مشترکین در قبال شبکه تلفن همراه به حساب می‌آید.

== الگوی سرویس غیر برخط موبایل با روش REST ==
در موبایل شرایط محیطی برای یک سرویس بطور پیوسته در حال تغییر است. ارتباط صحیح دائمی را نمی توان تضمین کرد.بنابراین الگوی معماری رایانش ابری باید به خوبی الگوهای پردازش غیر برخط را پشتیبانی کند.استراتژیهای صف(Queue) , Cache و اطلاعات Information ممکن است به نوع سرویس محتوا و نوع عملیات وابسته باشند.برای مثال یک درخواست اطلاعات از ابر ممکن است در حالت پیشرفته Cache شود یا برعکس یک در خواست به روزآوری در صف Queue قرار بگیردکه البته موارد فوق به نوع سرویس ارائه محتوا بستگی دارد. برای پیاده سازی این درخواستها از روالهای اتصال از راه دور مانند SOAP,XML-RPC,COBRA, .NET Remoting که بر عملیات درونی نظارت دارند می توان استفاده نمود.

== نتیجه گیری ==
در این تحقیق ابتدا تعریفی از محیط رایانش ابری به همراه نقاط قوت آن عنوان و سپس ساختار آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری در مقایسه با روش های سنتی آموزش الکترونیک بیان گردیده است و تفاوتهای و مزایای آنها مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه پیاده سازی شده این امر در کشور هند جهت آموزش درس برنامه نویسی سی بکار گرفته شده است که در آن از وب سرویسها استفاده شده است. در ادامه ابزار هایی که که برای ارزیابی وضعیت و تعاملات کاربر لازم است تشریح شده اند و در نهایت زیر ساختها , معماری, روشهای پیاده سازی و تکنولوژی های ارتباطی آموزش مجازی سیار که یکی از روش های جدید آموزش مجازی می باشد، بررسی گردیده است.

== درخت دانش ==
[http://176.56.146.166/tree.jpg درخت دانش]
 

== مراجع ==
[1] Garcia, E.; Garcia, A.; Garcia-Cabot, A.; de-Marcos, L.; Hilera, J.
 
Development of an Application for Mobile Devices to Record Learner Interactions with Web-Based Learning Objects
 
12th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT), 2012
 
[2] Thamarai Selvi, S.; Panneerselvam, K.
 
A Self-regulated Learning approach for programming language using cloud-based Learning Management System
 
International Conference on Recent Trends In Information Technology (ICRTIT), 2012
 
[3] Md. Anwar Hossain Masud, Xiaodi Huang
 
An E-learning System Architecture based on Cloud Computing
 
5th IEEE International Conference on Cloud Computing (CLOUD), 2012
 
[4] Damm, S.; Ritz, T.; Strauch, J.
 
Adaption of Archetype Patterns for mobile cloud-based business apps
 
IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications Workshops (PERCOM Workshops),2011

آموزشهاي مجازي با استفاده از تكنولوژي رايانش ابري(cloud computing)

2015-01-29T23:22:52Z

92231535: /* ابزارهای پایش */

== چکیده ==
در طی چند سال اخیر رایانش ابری به شدت مورد توجه کارشناسان و محققان فناوری قرار گرفته است. بر پایه آن شرکت های عظیم کامپیوتری نسبت به استفاده از این تکنولوژی در راستای ارایه خدمات و سرویسهای الکترونیکی خود به کاربران اقدام نموده اند. با این روند رو به رشد استفاده از این تکنولوژ ی، بعید به نظر نمی رسد که در آینده ای نزدیک اکثر شرکت ها سرویسها و خدمات الکترونیکی خود را بر این اساس عرضه نمایند از جلمه خدمات الکترونیکی که در این تکنولوژی می تواند مورد استفاده قرار گیرد، بحث آموزشهای مجازی می باشد. رایانش ابری در آموزش مجازی علی الخصوص آموزش مجازی سیار که عمدتاً از طریق موبایل صورت می پذیرد، می تواند نقش عمده ای را ایفا نماید. راهکارها و معیارهای کارآیی و بهینه سازی در این خصوص وجود دارند که می توانند مورد استفاده قرار گیرند.

== مقدمه ==
رایانش ابری یا Cloud Computing راهکارهایی را برای ارایه خدمات فناوری به کاربران مشابه آنچه که در بعضی از صنایع با کاربرد سراسری (مانند صنعت آب ، صنعت برق و ...) وجود دارد ، ارایه می دهد. این تکنولوژی اصولاً بر پایه اینترنت تعریف می شود که در آن الگویی تازه جهت ارایه سرویسهای فناوری (شامل نرم افزار، سخت افزار و سایر منابع اشتراکی) بکار گرفته می شود. در حقیقت در این تکنولوژی دسترسی به منابع فناوری اطلاعات به هنگام ارایه درخواست از طرف کاربر و بر اساس میزان تقاضای کاربر ، به وی ارایه می گردد. دلیل استفاده و تشبیه اصطلاح "ابر" به اینترنت که در شماتیک های شبکه ای نیز از شکل ابر برای نشان دادن اینترنت استفاده می شود ، در این است که اینترنت همچون ابری جزییات فنی را از دید کاربران نهایی پنهان می سازد. به معنای دیگر یک لایه انتزاعی را بین کاربران و جزییات فنی بوجود می آورد. به عنوان مثال برنامه های کاربردی تجاری و یا آموزشهای مجازی را می توان در نظر گرفت که توسط سرویس دهنده نرم افزاری رایانش ابری ارایه می گردد. این برنامه ها بر روی سرورها ذخیره می گردند و حسب درخواست کاربر در اختیار وی قرار می گیرند، در حالی که جزییات فنی از دید کاربر کاملاً مخفی است و کاربر نیازی به داشتن اطلاعات در خصوص فناوری زیرساخت ابری که از آن استفاده می کند، ندارد.

== مزایای استفاده از رایانش ابری ==
در زیر به چند نمونه از موارد اشاره می شود:
*قابلیت اطمینان بیشتر به داده ها:با توجه به اینکه در رایانش ابری داده ها بر روی ابر قرار دارند از اینرو خرابی کامپیوتر کاربر تاثیری بر روی داده ها نخواهد داشت.مضاف بر اینکه افزونگی لازم نیز در زیر ساخت ابری به نحوی توسط فراهم کنندگان آن دیده می شود که به شدت در برابر خرابی مقاوم است و راهکارهای متعددی برای تهیه نسخ پشتیبان که معمولا کاربران از آنها غافل هستند، بکار برده می شوند.
*امکان دسترسی از همه جا و در هر مکان:بدلیل آنکه داده ها در ابر قرار دارند، از اینرو کاربر قادر به دسترسی به داده های خود در هر زمان و هر مکانی خواهد بود. برای اینکار تنها لازم است که کاربر از تجهیز کامپیوتری خود که می تواند یک گوشی موبایل نیز باشد به اینترنت دسترسی داشته باشد.
*عدم وابستگی به سخت افزار:چون اسناد و برنامه های کاربردی روی ابر در همه حال به یک شکل هستند از اینرو تفاوتی نمی کند که با چه دستگاه سخت افزاری کاربر متصل شده است. در حقیقت اجرای برنامه ها تفاوتی نخواهد کردو دیگر نیازی به خرید سخت افزارهای مخصوص و یا ذخیره اسناد به فرمت های ویژه نمی باشد. سازگاری لازم از طرف ابر برای سخت افزار فراهم خواهد شد.
*ظرفیت نامحدود ذخیره سازی:به لحاظ نظری محدودیتی در استفاده از فضای ذخیره سازی ابری وجود ندارد. این موضوع در قیاس با حجم محدود فضای ذخیره سازی کامپیوترهای شخصی بسیار قابل توجه می باشد. عجیب به نظر نمی رسد اگر بگوییم هر چیزی را که نیاز به ذخیره کردن آن داریم ، می توانیم در فضای ابری ذخیره کنیم.
*هزینه پایین:بدلیل آنکه محاسبات مورد نیاز در فضای ابری انجام می شود از اینرو دیگر نیازی به استفاده از کامپیوترهای گرانقیمت در سمت کاربر نمی باشد و هزینه های مربوط به سخت افزار به شدت کاهش پیدا می کند. حتی با ساده ترین کامپیوترها که بلحاظ پردازشی و فضای دیسکی بسیار محدود می باشند، نیز می توانند از رایانش ابری حداکثر استفاده را ببرند. با توجه به اینکه اسناد در ابر ذخیره می شوند حتی نیازی به ذخیره اسناد و مستندات در کامپیوتر شخصی نمی باشد.
*ارتقای سریع نرم افزاری:از دیگر مزایای مربوط به رایانش ابری این است که دیگر نیازی به بروز رسانی نرم افزارها و یا اجبار به استفاده از نرم افزارهای قدیمی به دلیل هزینه بالای ارتقای آنها نمی باشد، چون در ابر اینکار بدون اینکه کاربر متوجه شود صورت می پذیرد. بدلیل مبتنی بر وب بودن برنامه ها ارتقا و بروزرسانی ها بصورت اتومات در ابر انجام شده و کاربر بدون پرداخت هزینه اضافی قادر به بهره برداری از آخرین نسخه نرم افزارها خواهد بود. 

== آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری ==
به صورت ساده آموزش مجازی به فرایند یادگیری از طریق اینترنت اشاره داد. ، گرچه آموزش مجازی جایگزین روش سنتی نخواهد شد، اما تا حد زیادی می تواند به بهبود بهره وری در امر آموزش کمک کند. آموزش مجازی دارای مزایای زیادی من جمله انعطاف پذیری، تنوع، دسترسی آسان و غیره می باشد که به عنوان یک متد اصلی برای یادگیری در دهه های اخیر تبدیل شده است. شکل زیر یک معماری از سیستم ساده آموزش مجازی را نشان می دهد (شکل 1) 

در روشهای سنتی مبتنی بر وب بدینگونه عمل می گردد که سیستم های مربوط به ایجاد و نگهداری آموزشهای مجازی در داخل موسسات آموزشی و یا شرکت پیاده سازی ، که این امر منجر به بروز بسیاری از مشکلات، از جمله نیاز به سرمایه گذاری زیاد اما بدون سود، مشکلات مربوط به پشتیبانی فنی و غیره می گردد. نتیجه این امر منجر به عدم توسعه آسان این سیستمها می شود. در مقابل، آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر مدلی را معرفی مینماید که مقیاسی برای بهره وری دارد. برای مثال ساخت سیستم آموزش مجازی به تامین کنندگان رایانش ابری سپرده میشود،که می تواند ارائه دهندگان و کاربران را برای رسیدن به وضعیت برد- برد یاری نماید. محیط مبتنی بر ابر از نسل جدیدی از سیستم های آموزش مجازی که قادر به اجرا در گستره طیف وسیعی از دستگاه های سخت افزاری که در حال ذخیره سازی داده در داخل ابر هستند، پشتیبانی می نماید. 
آموزش الکترونیکی هیچگاه نمی تواند به طور کامل جایگزین معلمان گردد و تنها در حوزه به روزرسانی تکنولوژی ، مفاهیم و ابزارهای جدید، ارائه محتوا، مفاهیم و روش ها برای آموزش مورد استفاده قرار می گیرد. در روش آموزش الکترونیکی میتنی بر ابر معلمان نقش رهبری و مشارکت در پیشرفت تحصیلی را خواهند داشت. 
از سوی دیگر، ابر آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر حرکت به سمت استفاده از تکنولوژی رایانش ابری در زمینه آموزش الکترونیکی می باشد و در آینده ای نزدیک زیرساختهای آموزش الکترونیکی شامل سخت افزار و منابع محاسباتی نرم افزاری درگیر در آموزش الکترونیک مبتنی بر این تکنولوژی خواهند بود. معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر در (شکل2)نشان داده شده است: 

معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر پیشنهادی را می توان به لایه های زیر تقسیم تقسیم کرد: 
*لایه زیرساخت: این لایه از زیرساخت های سخت افزاری مانند حافظه فیزیکی، CPU و سرور های فیزیکی تشکیل شده اند. همچنین اطلاعات زیرساخت ها شامل اینترنت / اینترانت، نرم افزار سیستم، سیستم مدیریت اطلاعات و برخی از نرم افزارهای مشترک و سخت افزارمی باشد. بسترهای ارتباطی این لایه در پایین ترین سطح سرویس میان ابر قرار گرفته است. استفاده از تکنولوژی مجازی سازی سرور فیزیکی، منابع ذخیره سازی و شبکه های مجازی به عنوان بسترمورد استفاده در لایه های بالاتر نرم افزاری قرار می گیرند. 
*لایه منابع نرم افزار: به طور عمده از سیستم عامل و میان افزار تشکیل شده است. میان افزار منابع نرم افزاری متنوع را بصورت یکپارچه از طریق یک رابط واحد در اختیار توسعه دهندگان نرم افزار قرار می دهد. طوری که آنها می توانند به راحتی برنامه های کاربردی را توسعه داده و در ابر جهت استفاده قرار دهند. 
*لایه مدیریت منابع: این لایه اتصال راحتتر به منابع نرم افزاری و سخت افزاری را فراهم می نماید. با استفاده از استراتژی برنامه ریزی ,یکپارچه سازی, مجازی سازی و محاسبات ابری ، توزیع نرم افزار بر منابع مختلف سخت افزاری را می توان به دست آورد. 
*لایه سرویس: دارای سه سطح از سرویس یعنی،SaaS (نرم افزار به عنوان یک سرویس)، PaaS (بستر های نرم افزاری به عنوان یک سرویس)،IaaS (زیرساخت به عنوان یک سرویس) میباشد. در SaaS، محاسبات ابری سرویس به مشتریان ارائه می دهد. برخلاف نرم افزارهای سنتی کاربران از طریق اینترنت از نرم افزار استفاده می کنند. خرید نرم افزار و سخت افزار یک بار انجام می شود و با پرداخت هزینه ماهانه ناچیز دیگر نیاز به حفظ و ارتقاءآن نمی باشد. 
*لایه کاربردی: این لایه از برنامه های کاربردی خاص شامل تجمیع منابع آموزشی در مدل رایانش ابری ، دوره های تعاملی و به اشتراک گذاری منابع آموزشی تشکیل شده است . برنامه های تعاملی عمدتا برای معلمان، با توجه به یادگیرندگان و نیازهای آموزشی، با استفاده کامل از منابع اطلاعات پایه ساخته می شود و امکان تنظیم محتوای دوره و همچنین پیشرفت در هر زمان با توجه به بازخورد وجود دارد و می تواند دارای اثربخشی بیشتر نسبت به آموزش سنتی باشد. به اشتراک گذاری منابع آموزشی شامل منابع اطلاعاتی (مانند کتابخانه های دیجیتال) و منابع آموزشی انسانی از وظایف این لایه است. این لایه عمدتا شامل ماژولهای تولید محتوا، اهداف آموزشی، تحویل محتوا، ارزیابی و ماژول مدیریت می باشد. 
در مدل کلاسیک آموزش الکترونیکی، معلمان وظایف آموزشی مانند تدریس حضوری به طور منظم، و یا بررسی مهارت و تکالیف دانش آموزان را انجام می دهند. اما در معماری پیشنهادی معلمان به سوالات دانش آموزان پاسخ می دهند و آموزش های ضروری برای رفع مشکلات دانش آموزان ارائه می گردد. علاوه بر این، معلمان نیز می توانند به منظور ارتقاء آموزش از محتواهای آموزشی چند رسانه ای استفاده کنند. همچنین دانش آموزان میتوانند خارج از الگوهای یادگیریشان که بصور ت خودکار تعیین می گردد درس بخوانند. انجام آزمونهای برخط اینترنتی و ارائه تحلیلهای آماری خودکار به معلمان از هر بخشی که مورد مطالعه قرار گرفته است، از مزایای این روش می باشد. معلمان نیز دانش آموزان را تشویق به همکاری با یکدیگر در یادگیری مطالب ساده و یا انجام پروژه های پیچیده مبتنی برکار گروهی می نمایند. از طریق یادگیری گروهی، دانش آموزان به تنهایی نمی توانند دانش کسب نمایند، بلکه روح هماهنگی در تیم است که در امر آموزش و پرورش کمک می نماید . نتیجه این روش برای دانش آموزان بهبود مهارت در برخورد با مردم و افزایش ابراز توانایی خودشان می باشد. شکل 3 مقایسه آموزش الکترونیکی سنتی و رایانش ابری را ارائه می دهد.

== نمونه آموزش مجازی زبان برنامه نویسی مبتنی بر ابر ==
طبق تعریف زیمرمن یادگیری خود تنظیمی (SRL Self-Regulated Learning) شامل تعیین لیست استراتژی هایی دستیابی به اهدافی مانند برنامه ریزی، سازماندهی و ارسال، جستجوی اطلاعات ، نگهداری سوابق، تمرین و حفظ، بررسی، نظارت بر خود، خود ارزیابی، ساختار محیطی و جستجو برای کمک های اجتماعی است که می تواند به طور جداگانه و یا در ترکیب برای توسعه یادگیری خود تنظیم به کار گرفته شود. 
مطابق تعریف فوق در کشور هند یک سیستم مدیریت آموزشی LMS شامل بخش های مدیریت، مستندات، بررسی و ارزیابی، گزارشات و محتواهای آموزشی و آموزش برخط با استفاده از رایانش ابری جهت آموزش زبان برنامه نویسی C پیاده سازی گردیده است. این دوره در شش سطح به خاطر سپاری، درک مطلب، اجرا، تجزیه و تحلیل، ارزیابی و ایجاد برنامه طراحی گردیده است. در ادامه در خصوص هر یک از این سطوح توضیحات لازم ارایه می گردد: 
1-به خاطر سپاری: در این سطح به دانش آموزان محتواهایی مانند الگوی دستورات و ساختار برنامه که باید در حافظه بلند مدت قرار گیرد ارائه می گردد.تمرینات این سطح برای آزمایش شناخت و قابلیت به خاطر سپاری دانش آموزان طراحی گردیده است. 
2-درک مطلب: برای درک مطلب توسط دانش آموزان ، محتواهای ارائه شده در این سطح به گونه ای طراحی شده اند که به دانش آموزان در درک مفاهیم زبان C کمک می کنند. تمرینات این سطح جهت ارزیابی توانایی تفسیر، طبقه بندی، مقایسه و مهارت بیان دانش آموزان طراحی گردیده است. 
3-اجرا : محتواهای ارائه شده به دانش آموزان جهت اجرای مباحث یاد گرفته شده زبان C کمک خواهندکرد.هدف اصلی در این سطح توانایی دانش آموزان جهت تمرکز در بکارگیری مفاهیم می باشد.تمرینات این سطح برای آزمایش توانایی اجرا و پیاده سازی توسط دانش آموزان طراحی گردیده است. یک سری ابزار مانند یک ویرایشگر C به همراه کامپایلر آن برای اجرای تمرینها در اختیار دانش آموزان قرار داده می شود. 
4-تجزیه و تحلیل: در این سطح از این دوره، دانش آموزان از محتواهایی که به تجزیه و تحلیل موضوعات یاد گرفته شده کمک می کنند، بهرمند می گردند. تمرینات در این سطح جهت تعیین سطح تفاوتهای مهارت های دانش آموزان طراحی گردیده است. 
5- ارزیابی: تمرکز عمده در این سطح بر ارزیابی مهارت های دانش آموزان با استفاده از تمرینهایی که توانایی نقد و داوری آنها را سنجش می نماید، می باشد. 
6-ایجاد : در سطح نهایی این دوره ، دانش آموزان دانش به دست آورده و خلاقیتهای خود را اجرا می نمایند. 
در این راستا برای اجرا و پیاده سازی مطالب فوق ، سیستمی بصورت کاملا وب سرویسی طراحی گردیده است. از ویژگیهای خاص این سیستم استفاده از پروتکل SOAP می باشدکه در آن قالب XML به عنوان ستون فقرات ارسال و دریافت پیام های وب سرویس استفاده شده است. در ضمن برای گرفتن بازخورد از پیشرفت تحصیلی دانش اموزان یک زیر سیستم به صورت وب سرویس نیز طراحی گردیده است که به معلم جهت تعیین سطح و وضعیت پیشرفت دانش آموز کمک می کند. 

== ابزارهای پایش ==
ثبت رویدادهایی که توسط گوشی موبایل در هنگام اتصال به یک وب سایت انجام می شود را می توان به سه گروه به شرح ذیل طبقه بندی نمود:
*ثبت تعاملات کاربران: شامل برنامه های ثبت کننده مجموعه تعاملاتی که کاربر با رابط کاربری برقرار می کند. نرم افزار "Event Recorder for Android Web Applications" نمونه ای از این دست نرم افزارها می باشد.
*اجرا کننده خودکار وقایع: این نرم افزارها به ترتیب وقایعی که توسط مجموعه ای از دستورات معین رخ می دهد را ثبت می کنند. برای مثال ثبت مجموعه ای از فعل و انفعالاتی که در یک یا چند دستگاه رخ می دهند.این گروه از برنامه ها اجازه برنامه نویسی برای یکسری از رویدادهای سطح بالا , به منظور آزمایش آنها در یک پلت فرم پیوسته و همچنین برخی از فریم ورک های نوشته شده به زبانهای سطح بالا از هر سیستم , برای تولید وقایع در همان سیستم را می دهند. نرم افزارهای "Robotium" و "ZAP-fix" نمونه ای از این دست نرم افزارها می باشند.
*ثبت کننده کلیدهای زده شده: یک نوع نرم افزار یا دستگاه سخت افزاری می باشد که تاریخچه کلیدهای زده شده را در یک فایل ذخیره می کند و یا از طریق اینترنت و بوسیله پست الکترونیکی آنها را ارسال می کند. ثبت کننده کلیدها اغلب به عنوان نرم افزارهای مخرب و یا برای کنترل کودکان مورد استفاده قرار می گیرند. نمونه ای از این نوع نرم افزارها برای دستگاههای تلفن همراه "KidLogger" می باشد.

== آموزش مجازی از طریق موبایل (زیر ساخت, معماری و ابزار) ==
یادگیری سیار یکنوع یادگیری است كه در آن دانش آموز در یک مكان مشخص ثابت مانند محل سکونت و یا محل آموزشي قرار ندارد و دانش آموز مي تواند از فرصت های ارائه شده توسط فن آوری تلفن همراه در امر یادگیری استفاده نمايد. 
امروزه تعداد زیادی از کاربران دارای دستگاه های تلفن همراهی می باشند كه ویژگی های چند رسانه ای را بهبود بخشیده اند و تقریبا در هر زمان به شبکه های ارتباطی با دسترسي بالا متصل هستند. انقلاب در زمينه دستگاه های تلفن همراه محدودیت های زمانی و مکانی را حذف نموده است و اجراي فرامين را در هر مکان و در هر زمانی اجازه می دهد .از سوی دیگر نیز برخی مشکلات به دلیل تنوع زیاد دستگاه های تلفن همراه در دسترس کاربران و همچنین تنوع در اهداف آموزشی کاربران وجود دارد. 
از این منظر، انطباق محتوا یکی از مؤلفه های مهم آموزشی در بحث تلفن همراه مي باشد زيرا كه پاسخگویی به طیف وسیعی از نیازهای مربوط به منابع نرم افزاري تکراری را ميسر مي سازد. الزامات مورد نیاز با توجه به اجزای نرم افزار ها،منابع چند رسانه ای و سرویس ها تعیین می گردند . انطباق محتوا با توجه به عملکرد ویژگی های دستگاه های تلفن همراه و تنظیمات کاربران , توانایی یک سیستم برای تغییر به محتوای ارائه شده بصورت پویا به هر کاربر می باشد. هدف از سیستم انطباق محتوا تعیین ارزش ها , از ویژگی های در حال تغییر در طول فرایند آموزش می باشد. از مزایای اصلی انطباق محتوا می توان به کاهش زمان مورد نیاز برای آموزشها، کاهش هزینه های آموزش ورشد بهره وری اشاره نمود. 
=== تکنولوژیهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
توسعه برنامه های کاربردی چند رسانه ای در طی چند سال گذشته را می توان نتیجه استفاده زیاد از داده های چند رسانه ای در امر آموزش با توجه به رشد صعودی اینترنت، دانست .در نتیجه ،اهمیت پژوهش در زمینه تکنولوژیهای چند رسانه ای افزایش یافته است. چرا که بر خلاف داده های سنتی , تکنیک های مدیریتی و پرس و جو که از امکانات و ویژگی های داده های چند رسانه ای می باشند ، از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند. 
===ویژگیهای داده های چند رسانه ای===
داده های چند رسانه ای دارای انواع متفاوتی به شرح ذیل می باشند : 
•برخی از داده ها وابسته به زمان است و برخی دیگر مستقل از زمان 
•برای نمایش داده های چند رسانه ای از فرمت های مختلف استفاده می شود. 
•برخی از داده ها ساخت یافته است و برخی بدون ساختار یا نیمه ساختار یافته می باشند. 
•برخی ممکن است برای انتقال انواع داده از راه دور به یک زمان کوتاه و برخی به زمان زیاد احتیاج داشته باشند. 
در مقایسه با سیستم های مبتنی بر متن، برنامه های کاربردی چندرسانه ای دارای درک قوی تری با توجه به دارا بودن ویدئو، صدا، انیمیشن و تصاویر میباشد. اما بین تفکر کاربران در مورد واقعیت و نمایش فیزیکی داده های چند رسانه ای اختلاف بزرگی است.کاربران می خواهند به داده های چند رسانه ای در سطح درک خود از شی دسترسی داشته باشند. اما در سیستم های چند رسانه ای تمایل برای نشان دادن داده های چند رسانه ای بر اساس سطوح درک پایین مانند رنگ ها، الگوها، بافت و شکل ( بدون ترکیب این ویژگی ها ) وجود دارد و هیچ راهی برای نشان دادن خودکار این موضوع، بر اساس تفکر انسانی وجود ندارد. تحقق بخشیدن به نمایش داده های چندرسانه ای بر اساس دیدگاه انسان بسیار مشکل است. هیچ سیستم داده های چندرسانه ای توانایی درک خودکار و شناسایی و طبقه بندی موضوعات را ندارد. استفاده از داده های چندرسانه ای برای ارائه موضوعات یک چالش بزرگ در سیستم آموزش سیار می باشد. 
===راه کارهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
آموزش سیار به دستگاه های گیرنده سیار و دستگاههای جانبی و تکنولوژیهای ارتباطی مانند گوشی موبایل, PDA ، کامپیوتر قابل برنامه ریزی ، آی پاد، دستگاه پخش ویدئو های شخصی و دوربین های دیجیتال ویدئویی وابسته می باشد. راه کارهای چندرسانه ای برای آموزش سیار شامل موارد ذیل می باشد: 
*واقعیت مجازی و شبیه سازی محیط : راهکاری پیچیده برای آموزش و تمرینات تعاملی را فراهم می آورد.واقعیت مجازی می تواند یک فضای محدود و یا فضای باز، در داخل طبیعت را شبیه سازی نماید و اجازه اجرای انواع تعاملات را به کاربر می دهد. 
*برنامه های نرم افزاری تعاملی: شرایط عملی متفاوت را شبیه سازی و روند آموزشی را تسهیل می نماید. 
*استفاده از دستگاه های جانبی و تجهیزات چندرسانه ای : امکان جمع آوری و تفسیر مقادیر از طریق رسانه های مختلف را به صورت برخط بوجود می آورد. این روش اجازه استفاده از راه حل های غیر رسمی برای آموزش و بازدید مکانهایی مانند: باغ گیاهان، باغ وحش، رودخانه ها و غیره را می دهد. 
نرم افزارهای کاربردی تلفن همراه کنترل محیطی بهتری را ارائه می دهند و می توانند معایبی مانند: وجود اختلال در ارتباطات ، محدودیت پهنای باند شبکه های ارتباطی ، محدودیت فضای ذخیره سازی و عدم وجود تنوع ابزار تعاملی را بر طرف نمایند.همچنین امکان بهبود تجارب اجتماعی در مقایسه با روشهای یادگیری کلاسیک را فراهم می کنند.
 

== کاربرد رایانش ابری در آموزش سیار ==
(MCC (MOBILE CLOUD COMPUTING از سه مفهوم رایانش ابری ,رایانش سیار و شبکه تشکیل شده است. ویژگی های جالب و جذاب MCC پارادایم تحرک با امکان قابلیت های زیاد می باشد. ما رایانش ابری سیار را به این صورت تعریف می کنیم: "یک تکنولوژی قدرتمند رایانش سیارکه ابزار یکپارچه از منابع ابرهای متنوع و تکنولوژیهای شبکه را نسبت به قابلیت های نامحدود ذخیره سازی و تحرک در اختیار قرار می دهد. رایانش ابری به بسیاری از دستگاه های تلفن همراه در همه جا ، در هر زمان و از طریق کانال اینترنت ، بدون در نظر گرفتن محیط های ناهمگن و سیستم عامل، بر اساس اصل پرداخت به ازای استفاده سرویس می دهد." 
استفاده از MCCمزایای توزیع، فاصله ، منابع غنی، زیرساخت های ابر وتقویت بسیاری از دستگاه های تلفن همراه، به ویژه گوشی های هوشمند و کاهش کاستی های آنها را در بر دارد. پیش بینی دستاوردهای آینده استفاده ازMCC در حوزه های مختلف مانند بهداشت و درمان (مانندtelemonitoring و telesurgery)، آموزش و پرورش، کسب و کار فناوری اطلاعات ، توسعه شهری و روستایی و شبکه های اجتماعی می باشد.در این راستا، تلاش های زیادی مانند استقرار فن آوری رایانش ابری برای افزایش قابلیت گوشی های هوشمند صورت پذیرفته است. 
علاوه بر این، اعمال نفوذ در منابع مجازی به منظور افزایش امنیت اطلاعات در گوشی های هوشمند سودمند است چرا که آنها دائما مستعد سرقت، از بین رفتن و آسیب های فیزیکی می باشند. Dropbox و SugarSync از جمله خدمات ذخیره سازی ابر هستند که می توانند داده های واقع در دستگاه های مختلف محاسباتی (به عنوان مثال تلفن های هوشمند، تبلت، و لپ تاپ) را همگام سازی نمایند.همانگونه که در شکل 1 مشاهده می گردد لایه واسط(Arbitrator Layer) به معماری چند لایه سیستم عامل موبایل (MNO) اضافه گردیده است که به شرح هریک از این بخش ها که در شکل 4 مشاهده می شود , می پردازیم.
 

===لایه واسط Arbitrator Layer ===
این لایه از سیستم عامل موبایل در واقع به عنوان واسط بین بخش جلویی(front- end -شامل ابر کاربران تلفن همراه) و بخش عقبی(back- end - شامل ارائه دهندگان سرویس ابر) می باشد. این لایه درخواست تخصیص منابع از لایه SOA را دریافت می نماید و لایه زیرساخت را بررسی می کند تا سرویسی که اجرای کارآمدتری دارد را تعیین کند. سپس یک کپی مستقل از این سرویس به لایه زیرساخت به عنوان مرجع برای مراجعات بعدی منتقل خواهد شد. در این روش، سربار شبکه به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد. 
*زمانبندی کننده منابع: هنگامی که یک سرویس جدید در بخش رجیستری سرویس ثبت و ذخیره شد ، درخواست تخصیص به بخش زمانبندی کننده منابع فرستاده می شود. بخش زمانبندی کننده خواص درونی و توصیفی سرویس را تجزیه و تحلیل می نماید و سرویسی که کارایی بالاتری دارد را برای اجرا تعیین می کند.
*سرویس پروفایل: یکی از مسئولیت های واسط می باشد برای نظارت بر اعتبار و عملکرد سرویس و در صورت نیاز جایگزین آنها با سرویس مناسب تر می باشد. ماژول سرویس پروفایل یک سناریو تعریف شده برای ارزیابی عملکرد واقعی سرویس دارد. اگر عملکرد سرویسی مطابق با شرح سرویس نباشد برای نگه داشتن موثر سیستم آن سرویس توسط یک سرویس کارآمد تر جایگزین می شود. 
*پروفایل کاربر: از آنجا که سرویسهای مختلفی از طرف مصرف کنندگان سرویس درخواست می گردند ، سازمان دهی یا تنظیمات شخصی مهم هستند. بنابراین ماژول پروفایل کاربر مسئول نظارت و ذخیره ترجیحات کاربران جهت تحویل خدمات سفارشی و اجرای سرویسها بر اساس این معیارهای حاصله می باشد.
*جمع آوری کننده اعمال کاربر در زمان اجرا: به منظور افزایش کارایی و عملکرد سیستم ،جمع آوری اعمال کاربر در زمان اجرا یک فرایند حیاتی است. اطلاعات مربوط به این اعمال می تواند در زمانبندی قوی و مجدد منابع در این معماری به ما کمک کند. 
*اجرا کننده استاندارد: استاندارد سازی یکی از تکنیک های مفید جهت رفع عدم تجانس درمحیط های ناهمگن MCC می باشد. از این رو، توجه به استانداردها در طراحی معماری بسیار مهم است. این ماژول مسئول نظارت و اجرای استانداردسازی برای سرویسها می باشد. 
*تجزیه و تحلیل محاسباتی: در طی مقدار دهی اولیه در بخش رجیستری سرویس ، یک لایه خاص زیرساخت به هر سرویس اختصاص داده می شود. با این حال، نمی توان از انتخاب بهینه مطمئن بود. از این رو، برای دستیابی به عملکرد بهینه، ماژول تجزیه تحلیل محاسباتی بر قابلیت های محاسباتی منابع اختصاص داده شده نظارت می کند. 
*تجزیه و تحلیل عملکرد: از آنجایی که هدف معماری ما کاهش زمان تاخیر شبکه می باشد، ماژول تجزیه و تحلیل عملکرد وظیفهس اش تجزیه و تحلیل تاخیر ارتباطی و الگوی مصرف منابع سرویس های مختلف است. اگر مقدار منابع مورد نیاز برای اجرای یک سرویس خاص با عوامل دیگر مانند ارتباطات مطابقت نداشته باشد و از اینرو موجب تعویق اجرای سرویس گردد ، آنگاه تقاضای زمانبندی منابع جهت تعیین زیرساخت های مناسب تر تکرار می گردد. علاوه بر این، نظارت بر رابطه بین تعداد دفعات درخواست و اجرای سرویس و مقدار منابع مصرف شده وظیفه این ماژول می باشد. نتایج حاصل از این تجزیه و تحلیل به منظور ارتقاء کیفیت طور کلی مفید است. به عنوان مثال، اگر یک سرویس حساس به تاخیر ابر بیش از حد فراخوانی گردد، این سرویس را می توان به نزدیکترین سیستم عامل موبایل مجاور منتقل نمود یا به ارائه دهنده مجاز برای مقابله با تاخیر ارتباطاتی مراجعه نمود. 

== کاربرد تکنولوژی Edge ==
شبکه EDGE آخرین مرحله میان GPRS و UMTS است که نویدبخش سه برابرسازی ظرفیت شبکه‌های GSM با صرف هزینه اندک است. فناوری EDGE به بهره‌بردار امکان می‌دهد با ارائه مجموعه‌ای از خدمات اینترنتی و چندرسانه‌ای به درآمدهای تازه‌ای دست یابد. EDGE ساده و ارزان می‌نماید اما به هر حال دست آورد ارتقاء دادن شبکه GPRS به شبکه EDGE باید از چنان کیفیت خدماتی برخوردار باشد که برآورنده نیازهای کاربرد‌های داده‌ محور باشد.برای بهره‌برداران دارای مجوز UMTS ، شبکه EDGE راهی جذاب برای ارائه خدمات نسل سوم در خارج از نواحی شهری متراکم را فراهم می نماید. هنگامی که مشترک از ناحیه پوشش UMTS بیرون می‌رود، افزایش سرعت ارسال داده افت کیفیت خدمات را تا حدی جبران می‌کند. 
===معیارهای کارآیی===
برای سنجش کارآیی شبکه‌های IP مثل شبکه EGPRS از چهار معیار گذردهی، اتلاف، تأخیر و لغزش می‌توان بهر‌ه گرفت. تأثیر هر کدام از این معیارها به کیفیت خدمات رسانی به کاربر و یا خدمات موردنظر بستگی دارد. 
گذردهی به معنای تعداد بایت‌هایی است که می‌توان در هر ثانیه از خط ارتباط EDGE عبور داد و بنابراین بیان‌گر قابلیت هر لینک در ارائه خدماتی مانند گشت و گذار در اینترنت یا ارسال ویدیو به صورت بلادرنگ است. اتلاف به درصد بسته‌های داده‌ای از دست رفته در شبکه اطلاق می‌شود. بسته‌های از دست رفته را دوباره باید ارسال کرد که این امر سرعت انتقال داده‌ها برای مشترک را کاهش می‌دهد. تأخیر به میزان زمانی گفته می‌شود که صرف انتشار بسته‌های IP از طریق شبکه می‌شود. تأخیر هم بر سرعت ارسال داده از دید مشترک اثر منفی می‌گذارد و از جمله معیارهای کلیدی در ارتباطات صوتی بلا‌درنگ است. معیار آخر نیز لغزش است که به تغییرات آماری تأخیر اطلاق می‌شود. 
در EDGE از مدولاسیون ۸ PSK- استفاده می‌شود که می‌تواند با استفاده از شکاف‌های زمانی استاندارد GSM ،گذردهی داده‌ای GPRS را سه برابرکند. اما EDGE شمار شکاف‌های زمانی را افزایش نمی‌دهد، بنابراین بهره‌بردار همچنان با محدودیت ظرفیت در بسیاری از موارد مواجه است. در واقع ممکن است در برخی شرایطEDGE اوضاع را بدتر هم بکند زیرا با ارائه خدمات جدید و پرسرعت سبب می‌شود حجم انتقال داده‌ها به گونه‌ای سرسام‌آور افزایش یابد. شکی نیست که افزایش ترافیک داده‌ها باعث افزایش درآمدها می‌شود اما بسیاری از بهره‌برداران هم دچار معضلی به نام کمبود ظرفیت خواهند شد. 
===بهینه‌سازی===
بهره‌برداران برای رفع معضل کمبود ظرفیت باید تخصیص درست کانال‌ها را در دستور کار خود قرار دهند. یعنی باید کانال را به گونه‌ای به کاربردها اختصاص داد که مشترکین در موقع و مکان مناسب خود به پهنای باند کافی دسترسی داشته باشند. برای مثال، مشترکی که می‌خواهد حجم بزرگی از داده‌ها را بارگذاری کند از کاهش ناگهانی پهنای باند دلخور می‌شود اما کاربری که دارد از پست الکترونیکی استفاده می‌کند حتی متوجه چنین کاهشی نمی‌شود. 
ترازبندی ظرفیت براساس شمار کاربران و میزان پهنای باند لازم برای کاربردهای موردنظرش در تمامی زمان‌ها، محور اصلی عملیات بهینه‌سازی را تشکیل می‌دهد. تخصیص فرکانس، کار دشواری نیست زیرا می‌توان از کانال‌های EDGE در چارچوب طرح موجود تخصیص فرکانس استفاده کرد و آنها را همانند کانال‌های GSM تخصیص داد. 
در کاربردهای مبتنی بر پروتکل کنترل انتقال باید تمامی داده‌های از دست رفته بر اثر تداخل را دوباره ارسال کرد و این اثر منفی زیادی درلایه کاربرد به جای می‌گذارد و در نهایت باعث ناخرسندی کاربر می‌شود. برای حل این معضل دو راه وجود دارد، یکی کوچک‌ کردن اندازه سلول‌ها و دیگری استفاده از شیوه‌های کدگذاری بهتر می باشد. شیوه دوم باعث می‌شود شمار دفعات ارسال داده‌ها کاهش یابد. افزایش سرعت ارسال داده‌ها به معنای افزایش حجم جابه‌جایی داده‌ها در شبکه هسته است که این الگوی ترافیک داده ها را بطور چشم‌گیری تغییر می‌دهد. اغلب ادعا می‌شود که در EDGE نیازی به تغییر شبکه هسته نیست و این از دیدگاه پروتکلی درست است. اما ممکن است شبکه هسته موجود دارای ظرفیت لازم برای پوشش دادن EDGE نباشد. بهره‌بردارانی که می‌خواهند به سراغ EDGE بروند باید شرایط EDGE را شبیه‌سازی کنند و شبکه هسته را تحت آزمایش‌های دقیق قرار دهند.تأخیر می‌تواند در شبکه هسته یا سایر شبکه‌های درگیر با انتقال داده‌ها ایجاد شود. بنابراین حتی اگر همه شبکه هسته سلولی از لحاظ پوشش دادن حجم داده‌ها کم و کسری نداشته باشد باز ممکن است شبکه‌های همکارش توانایی لازم را نداشته باشند و این عامل تعیین کننده‌ای در موضع‌گیری مشترکین در قبال شبکه تلفن همراه به حساب می‌آید.

== الگوی سرویس غیر برخط موبایل با روش REST ==
در موبایل شرایط محیطی برای یک سرویس بطور پیوسته در حال تغییر است. ارتباط صحیح دائمی را نمی توان تضمین کرد.بنابراین الگوی معماری رایانش ابری باید به خوبی الگوهای پردازش غیر برخط را پشتیبانی کند.استراتژیهای صف(Queue) , Cache و اطلاعات Information ممکن است به نوع سرویس محتوا و نوع عملیات وابسته باشند.برای مثال یک درخواست اطلاعات از ابر ممکن است در حالت پیشرفته Cache شود یا برعکس یک در خواست به روزآوری در صف Queue قرار بگیردکه البته موارد فوق به نوع سرویس ارائه محتوا بستگی دارد. برای پیاده سازی این درخواستها از روالهای اتصال از راه دور مانند SOAP,XML-RPC,COBRA, .NET Remoting که بر عملیات درونی نظارت دارند می توان استفاده نمود.

== نتیجه گیری ==
در این تحقیق ابتدا تعریفی از محیط رایانش ابری به همراه نقاط قوت آن عنوان و سپس ساختار آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری در مقایسه با روش های سنتی آموزش الکترونیک بیان گردیده است و تفاوتهای و مزایای آنها مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه پیاده سازی شده این امر در کشور هند جهت آموزش درس برنامه نویسی سی بکار گرفته شده است که در آن از وب سرویسها استفاده شده است. در ادامه ابزار هایی که که برای ارزیابی وضعیت و تعاملات کاربر لازم است تشریح شده اند و در نهایت زیر ساختها , معماری, روشهای پیاده سازی و تکنولوژی های ارتباطی آموزش مجازی سیار که یکی از روش های جدید آموزش مجازی می باشد، بررسی گردیده است.

== درخت دانش ==
[http://176.56.146.166/tree.jpg درخت دانش]
 

== مراجع ==
[1] Garcia, E.; Garcia, A.; Garcia-Cabot, A.; de-Marcos, L.; Hilera, J.
 
Development of an Application for Mobile Devices to Record Learner Interactions with Web-Based Learning Objects
 
12th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT), 2012
 
[2] Thamarai Selvi, S.; Panneerselvam, K.
 
A Self-regulated Learning approach for programming language using cloud-based Learning Management System
 
International Conference on Recent Trends In Information Technology (ICRTIT), 2012
 
[3] Md. Anwar Hossain Masud, Xiaodi Huang
 
An E-learning System Architecture based on Cloud Computing
 
5th IEEE International Conference on Cloud Computing (CLOUD), 2012
 
[4] Damm, S.; Ritz, T.; Strauch, J.
 
Adaption of Archetype Patterns for mobile cloud-based business apps
 
IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications Workshops (PERCOM Workshops),2011

آموزشهاي مجازي با استفاده از تكنولوژي رايانش ابري(cloud computing)

2015-01-29T23:06:55Z

92231535:

== چکیده ==
در طی چند سال اخیر رایانش ابری به شدت مورد توجه کارشناسان و محققان فناوری قرار گرفته است. بر پایه آن شرکت های عظیم کامپیوتری نسبت به استفاده از این تکنولوژی در راستای ارایه خدمات و سرویسهای الکترونیکی خود به کاربران اقدام نموده اند. با این روند رو به رشد استفاده از این تکنولوژ ی، بعید به نظر نمی رسد که در آینده ای نزدیک اکثر شرکت ها سرویسها و خدمات الکترونیکی خود را بر این اساس عرضه نمایند از جلمه خدمات الکترونیکی که در این تکنولوژی می تواند مورد استفاده قرار گیرد، بحث آموزشهای مجازی می باشد. رایانش ابری در آموزش مجازی علی الخصوص آموزش مجازی سیار که عمدتاً از طریق موبایل صورت می پذیرد، می تواند نقش عمده ای را ایفا نماید. راهکارها و معیارهای کارآیی و بهینه سازی در این خصوص وجود دارند که می توانند مورد استفاده قرار گیرند.

== مقدمه ==
رایانش ابری یا Cloud Computing راهکارهایی را برای ارایه خدمات فناوری به کاربران مشابه آنچه که در بعضی از صنایع با کاربرد سراسری (مانند صنعت آب ، صنعت برق و ...) وجود دارد ، ارایه می دهد. این تکنولوژی اصولاً بر پایه اینترنت تعریف می شود که در آن الگویی تازه جهت ارایه سرویسهای فناوری (شامل نرم افزار، سخت افزار و سایر منابع اشتراکی) بکار گرفته می شود. در حقیقت در این تکنولوژی دسترسی به منابع فناوری اطلاعات به هنگام ارایه درخواست از طرف کاربر و بر اساس میزان تقاضای کاربر ، به وی ارایه می گردد. دلیل استفاده و تشبیه اصطلاح "ابر" به اینترنت که در شماتیک های شبکه ای نیز از شکل ابر برای نشان دادن اینترنت استفاده می شود ، در این است که اینترنت همچون ابری جزییات فنی را از دید کاربران نهایی پنهان می سازد. به معنای دیگر یک لایه انتزاعی را بین کاربران و جزییات فنی بوجود می آورد. به عنوان مثال برنامه های کاربردی تجاری و یا آموزشهای مجازی را می توان در نظر گرفت که توسط سرویس دهنده نرم افزاری رایانش ابری ارایه می گردد. این برنامه ها بر روی سرورها ذخیره می گردند و حسب درخواست کاربر در اختیار وی قرار می گیرند، در حالی که جزییات فنی از دید کاربر کاملاً مخفی است و کاربر نیازی به داشتن اطلاعات در خصوص فناوری زیرساخت ابری که از آن استفاده می کند، ندارد.

== مزایای استفاده از رایانش ابری ==
در زیر به چند نمونه از موارد اشاره می شود:
*قابلیت اطمینان بیشتر به داده ها:با توجه به اینکه در رایانش ابری داده ها بر روی ابر قرار دارند از اینرو خرابی کامپیوتر کاربر تاثیری بر روی داده ها نخواهد داشت.مضاف بر اینکه افزونگی لازم نیز در زیر ساخت ابری به نحوی توسط فراهم کنندگان آن دیده می شود که به شدت در برابر خرابی مقاوم است و راهکارهای متعددی برای تهیه نسخ پشتیبان که معمولا کاربران از آنها غافل هستند، بکار برده می شوند.
*امکان دسترسی از همه جا و در هر مکان:بدلیل آنکه داده ها در ابر قرار دارند، از اینرو کاربر قادر به دسترسی به داده های خود در هر زمان و هر مکانی خواهد بود. برای اینکار تنها لازم است که کاربر از تجهیز کامپیوتری خود که می تواند یک گوشی موبایل نیز باشد به اینترنت دسترسی داشته باشد.
*عدم وابستگی به سخت افزار:چون اسناد و برنامه های کاربردی روی ابر در همه حال به یک شکل هستند از اینرو تفاوتی نمی کند که با چه دستگاه سخت افزاری کاربر متصل شده است. در حقیقت اجرای برنامه ها تفاوتی نخواهد کردو دیگر نیازی به خرید سخت افزارهای مخصوص و یا ذخیره اسناد به فرمت های ویژه نمی باشد. سازگاری لازم از طرف ابر برای سخت افزار فراهم خواهد شد.
*ظرفیت نامحدود ذخیره سازی:به لحاظ نظری محدودیتی در استفاده از فضای ذخیره سازی ابری وجود ندارد. این موضوع در قیاس با حجم محدود فضای ذخیره سازی کامپیوترهای شخصی بسیار قابل توجه می باشد. عجیب به نظر نمی رسد اگر بگوییم هر چیزی را که نیاز به ذخیره کردن آن داریم ، می توانیم در فضای ابری ذخیره کنیم.
*هزینه پایین:بدلیل آنکه محاسبات مورد نیاز در فضای ابری انجام می شود از اینرو دیگر نیازی به استفاده از کامپیوترهای گرانقیمت در سمت کاربر نمی باشد و هزینه های مربوط به سخت افزار به شدت کاهش پیدا می کند. حتی با ساده ترین کامپیوترها که بلحاظ پردازشی و فضای دیسکی بسیار محدود می باشند، نیز می توانند از رایانش ابری حداکثر استفاده را ببرند. با توجه به اینکه اسناد در ابر ذخیره می شوند حتی نیازی به ذخیره اسناد و مستندات در کامپیوتر شخصی نمی باشد.
*ارتقای سریع نرم افزاری:از دیگر مزایای مربوط به رایانش ابری این است که دیگر نیازی به بروز رسانی نرم افزارها و یا اجبار به استفاده از نرم افزارهای قدیمی به دلیل هزینه بالای ارتقای آنها نمی باشد، چون در ابر اینکار بدون اینکه کاربر متوجه شود صورت می پذیرد. بدلیل مبتنی بر وب بودن برنامه ها ارتقا و بروزرسانی ها بصورت اتومات در ابر انجام شده و کاربر بدون پرداخت هزینه اضافی قادر به بهره برداری از آخرین نسخه نرم افزارها خواهد بود. 

== آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری ==
به صورت ساده آموزش مجازی به فرایند یادگیری از طریق اینترنت اشاره داد. ، گرچه آموزش مجازی جایگزین روش سنتی نخواهد شد، اما تا حد زیادی می تواند به بهبود بهره وری در امر آموزش کمک کند. آموزش مجازی دارای مزایای زیادی من جمله انعطاف پذیری، تنوع، دسترسی آسان و غیره می باشد که به عنوان یک متد اصلی برای یادگیری در دهه های اخیر تبدیل شده است. شکل زیر یک معماری از سیستم ساده آموزش مجازی را نشان می دهد (شکل 1) 

در روشهای سنتی مبتنی بر وب بدینگونه عمل می گردد که سیستم های مربوط به ایجاد و نگهداری آموزشهای مجازی در داخل موسسات آموزشی و یا شرکت پیاده سازی ، که این امر منجر به بروز بسیاری از مشکلات، از جمله نیاز به سرمایه گذاری زیاد اما بدون سود، مشکلات مربوط به پشتیبانی فنی و غیره می گردد. نتیجه این امر منجر به عدم توسعه آسان این سیستمها می شود. در مقابل، آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر مدلی را معرفی مینماید که مقیاسی برای بهره وری دارد. برای مثال ساخت سیستم آموزش مجازی به تامین کنندگان رایانش ابری سپرده میشود،که می تواند ارائه دهندگان و کاربران را برای رسیدن به وضعیت برد- برد یاری نماید. محیط مبتنی بر ابر از نسل جدیدی از سیستم های آموزش مجازی که قادر به اجرا در گستره طیف وسیعی از دستگاه های سخت افزاری که در حال ذخیره سازی داده در داخل ابر هستند، پشتیبانی می نماید. 
آموزش الکترونیکی هیچگاه نمی تواند به طور کامل جایگزین معلمان گردد و تنها در حوزه به روزرسانی تکنولوژی ، مفاهیم و ابزارهای جدید، ارائه محتوا، مفاهیم و روش ها برای آموزش مورد استفاده قرار می گیرد. در روش آموزش الکترونیکی میتنی بر ابر معلمان نقش رهبری و مشارکت در پیشرفت تحصیلی را خواهند داشت. 
از سوی دیگر، ابر آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر حرکت به سمت استفاده از تکنولوژی رایانش ابری در زمینه آموزش الکترونیکی می باشد و در آینده ای نزدیک زیرساختهای آموزش الکترونیکی شامل سخت افزار و منابع محاسباتی نرم افزاری درگیر در آموزش الکترونیک مبتنی بر این تکنولوژی خواهند بود. معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر در (شکل2)نشان داده شده است: 

معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر پیشنهادی را می توان به لایه های زیر تقسیم تقسیم کرد: 
*لایه زیرساخت: این لایه از زیرساخت های سخت افزاری مانند حافظه فیزیکی، CPU و سرور های فیزیکی تشکیل شده اند. همچنین اطلاعات زیرساخت ها شامل اینترنت / اینترانت، نرم افزار سیستم، سیستم مدیریت اطلاعات و برخی از نرم افزارهای مشترک و سخت افزارمی باشد. بسترهای ارتباطی این لایه در پایین ترین سطح سرویس میان ابر قرار گرفته است. استفاده از تکنولوژی مجازی سازی سرور فیزیکی، منابع ذخیره سازی و شبکه های مجازی به عنوان بسترمورد استفاده در لایه های بالاتر نرم افزاری قرار می گیرند. 
*لایه منابع نرم افزار: به طور عمده از سیستم عامل و میان افزار تشکیل شده است. میان افزار منابع نرم افزاری متنوع را بصورت یکپارچه از طریق یک رابط واحد در اختیار توسعه دهندگان نرم افزار قرار می دهد. طوری که آنها می توانند به راحتی برنامه های کاربردی را توسعه داده و در ابر جهت استفاده قرار دهند. 
*لایه مدیریت منابع: این لایه اتصال راحتتر به منابع نرم افزاری و سخت افزاری را فراهم می نماید. با استفاده از استراتژی برنامه ریزی ,یکپارچه سازی, مجازی سازی و محاسبات ابری ، توزیع نرم افزار بر منابع مختلف سخت افزاری را می توان به دست آورد. 
*لایه سرویس: دارای سه سطح از سرویس یعنی،SaaS (نرم افزار به عنوان یک سرویس)، PaaS (بستر های نرم افزاری به عنوان یک سرویس)،IaaS (زیرساخت به عنوان یک سرویس) میباشد. در SaaS، محاسبات ابری سرویس به مشتریان ارائه می دهد. برخلاف نرم افزارهای سنتی کاربران از طریق اینترنت از نرم افزار استفاده می کنند. خرید نرم افزار و سخت افزار یک بار انجام می شود و با پرداخت هزینه ماهانه ناچیز دیگر نیاز به حفظ و ارتقاءآن نمی باشد. 
*لایه کاربردی: این لایه از برنامه های کاربردی خاص شامل تجمیع منابع آموزشی در مدل رایانش ابری ، دوره های تعاملی و به اشتراک گذاری منابع آموزشی تشکیل شده است . برنامه های تعاملی عمدتا برای معلمان، با توجه به یادگیرندگان و نیازهای آموزشی، با استفاده کامل از منابع اطلاعات پایه ساخته می شود و امکان تنظیم محتوای دوره و همچنین پیشرفت در هر زمان با توجه به بازخورد وجود دارد و می تواند دارای اثربخشی بیشتر نسبت به آموزش سنتی باشد. به اشتراک گذاری منابع آموزشی شامل منابع اطلاعاتی (مانند کتابخانه های دیجیتال) و منابع آموزشی انسانی از وظایف این لایه است. این لایه عمدتا شامل ماژولهای تولید محتوا، اهداف آموزشی، تحویل محتوا، ارزیابی و ماژول مدیریت می باشد. 
در مدل کلاسیک آموزش الکترونیکی، معلمان وظایف آموزشی مانند تدریس حضوری به طور منظم، و یا بررسی مهارت و تکالیف دانش آموزان را انجام می دهند. اما در معماری پیشنهادی معلمان به سوالات دانش آموزان پاسخ می دهند و آموزش های ضروری برای رفع مشکلات دانش آموزان ارائه می گردد. علاوه بر این، معلمان نیز می توانند به منظور ارتقاء آموزش از محتواهای آموزشی چند رسانه ای استفاده کنند. همچنین دانش آموزان میتوانند خارج از الگوهای یادگیریشان که بصور ت خودکار تعیین می گردد درس بخوانند. انجام آزمونهای برخط اینترنتی و ارائه تحلیلهای آماری خودکار به معلمان از هر بخشی که مورد مطالعه قرار گرفته است، از مزایای این روش می باشد. معلمان نیز دانش آموزان را تشویق به همکاری با یکدیگر در یادگیری مطالب ساده و یا انجام پروژه های پیچیده مبتنی برکار گروهی می نمایند. از طریق یادگیری گروهی، دانش آموزان به تنهایی نمی توانند دانش کسب نمایند، بلکه روح هماهنگی در تیم است که در امر آموزش و پرورش کمک می نماید . نتیجه این روش برای دانش آموزان بهبود مهارت در برخورد با مردم و افزایش ابراز توانایی خودشان می باشد. شکل 3 مقایسه آموزش الکترونیکی سنتی و رایانش ابری را ارائه می دهد.

== نمونه آموزش مجازی زبان برنامه نویسی مبتنی بر ابر ==
طبق تعریف زیمرمن یادگیری خود تنظیمی (SRL Self-Regulated Learning) شامل تعیین لیست استراتژی هایی دستیابی به اهدافی مانند برنامه ریزی، سازماندهی و ارسال، جستجوی اطلاعات ، نگهداری سوابق، تمرین و حفظ، بررسی، نظارت بر خود، خود ارزیابی، ساختار محیطی و جستجو برای کمک های اجتماعی است که می تواند به طور جداگانه و یا در ترکیب برای توسعه یادگیری خود تنظیم به کار گرفته شود. 
مطابق تعریف فوق در کشور هند یک سیستم مدیریت آموزشی LMS شامل بخش های مدیریت، مستندات، بررسی و ارزیابی، گزارشات و محتواهای آموزشی و آموزش برخط با استفاده از رایانش ابری جهت آموزش زبان برنامه نویسی C پیاده سازی گردیده است. این دوره در شش سطح به خاطر سپاری، درک مطلب، اجرا، تجزیه و تحلیل، ارزیابی و ایجاد برنامه طراحی گردیده است. در ادامه در خصوص هر یک از این سطوح توضیحات لازم ارایه می گردد: 
1-به خاطر سپاری: در این سطح به دانش آموزان محتواهایی مانند الگوی دستورات و ساختار برنامه که باید در حافظه بلند مدت قرار گیرد ارائه می گردد.تمرینات این سطح برای آزمایش شناخت و قابلیت به خاطر سپاری دانش آموزان طراحی گردیده است. 
2-درک مطلب: برای درک مطلب توسط دانش آموزان ، محتواهای ارائه شده در این سطح به گونه ای طراحی شده اند که به دانش آموزان در درک مفاهیم زبان C کمک می کنند. تمرینات این سطح جهت ارزیابی توانایی تفسیر، طبقه بندی، مقایسه و مهارت بیان دانش آموزان طراحی گردیده است. 
3-اجرا : محتواهای ارائه شده به دانش آموزان جهت اجرای مباحث یاد گرفته شده زبان C کمک خواهندکرد.هدف اصلی در این سطح توانایی دانش آموزان جهت تمرکز در بکارگیری مفاهیم می باشد.تمرینات این سطح برای آزمایش توانایی اجرا و پیاده سازی توسط دانش آموزان طراحی گردیده است. یک سری ابزار مانند یک ویرایشگر C به همراه کامپایلر آن برای اجرای تمرینها در اختیار دانش آموزان قرار داده می شود. 
4-تجزیه و تحلیل: در این سطح از این دوره، دانش آموزان از محتواهایی که به تجزیه و تحلیل موضوعات یاد گرفته شده کمک می کنند، بهرمند می گردند. تمرینات در این سطح جهت تعیین سطح تفاوتهای مهارت های دانش آموزان طراحی گردیده است. 
5- ارزیابی: تمرکز عمده در این سطح بر ارزیابی مهارت های دانش آموزان با استفاده از تمرینهایی که توانایی نقد و داوری آنها را سنجش می نماید، می باشد. 
6-ایجاد : در سطح نهایی این دوره ، دانش آموزان دانش به دست آورده و خلاقیتهای خود را اجرا می نمایند. 
در این راستا برای اجرا و پیاده سازی مطالب فوق ، سیستمی بصورت کاملا وب سرویسی طراحی گردیده است. از ویژگیهای خاص این سیستم استفاده از پروتکل SOAP می باشدکه در آن قالب XML به عنوان ستون فقرات ارسال و دریافت پیام های وب سرویس استفاده شده است. در ضمن برای گرفتن بازخورد از پیشرفت تحصیلی دانش اموزان یک زیر سیستم به صورت وب سرویس نیز طراحی گردیده است که به معلم جهت تعیین سطح و وضعیت پیشرفت دانش آموز کمک می کند. 

== ابزارهای پایش ==

== آموزش مجازی از طریق موبایل (زیر ساخت, معماری و ابزار) ==
یادگیری سیار یکنوع یادگیری است كه در آن دانش آموز در یک مكان مشخص ثابت مانند محل سکونت و یا محل آموزشي قرار ندارد و دانش آموز مي تواند از فرصت های ارائه شده توسط فن آوری تلفن همراه در امر یادگیری استفاده نمايد. 
امروزه تعداد زیادی از کاربران دارای دستگاه های تلفن همراهی می باشند كه ویژگی های چند رسانه ای را بهبود بخشیده اند و تقریبا در هر زمان به شبکه های ارتباطی با دسترسي بالا متصل هستند. انقلاب در زمينه دستگاه های تلفن همراه محدودیت های زمانی و مکانی را حذف نموده است و اجراي فرامين را در هر مکان و در هر زمانی اجازه می دهد .از سوی دیگر نیز برخی مشکلات به دلیل تنوع زیاد دستگاه های تلفن همراه در دسترس کاربران و همچنین تنوع در اهداف آموزشی کاربران وجود دارد. 
از این منظر، انطباق محتوا یکی از مؤلفه های مهم آموزشی در بحث تلفن همراه مي باشد زيرا كه پاسخگویی به طیف وسیعی از نیازهای مربوط به منابع نرم افزاري تکراری را ميسر مي سازد. الزامات مورد نیاز با توجه به اجزای نرم افزار ها،منابع چند رسانه ای و سرویس ها تعیین می گردند . انطباق محتوا با توجه به عملکرد ویژگی های دستگاه های تلفن همراه و تنظیمات کاربران , توانایی یک سیستم برای تغییر به محتوای ارائه شده بصورت پویا به هر کاربر می باشد. هدف از سیستم انطباق محتوا تعیین ارزش ها , از ویژگی های در حال تغییر در طول فرایند آموزش می باشد. از مزایای اصلی انطباق محتوا می توان به کاهش زمان مورد نیاز برای آموزشها، کاهش هزینه های آموزش ورشد بهره وری اشاره نمود. 
=== تکنولوژیهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
توسعه برنامه های کاربردی چند رسانه ای در طی چند سال گذشته را می توان نتیجه استفاده زیاد از داده های چند رسانه ای در امر آموزش با توجه به رشد صعودی اینترنت، دانست .در نتیجه ،اهمیت پژوهش در زمینه تکنولوژیهای چند رسانه ای افزایش یافته است. چرا که بر خلاف داده های سنتی , تکنیک های مدیریتی و پرس و جو که از امکانات و ویژگی های داده های چند رسانه ای می باشند ، از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند. 
===ویژگیهای داده های چند رسانه ای===
داده های چند رسانه ای دارای انواع متفاوتی به شرح ذیل می باشند : 
•برخی از داده ها وابسته به زمان است و برخی دیگر مستقل از زمان 
•برای نمایش داده های چند رسانه ای از فرمت های مختلف استفاده می شود. 
•برخی از داده ها ساخت یافته است و برخی بدون ساختار یا نیمه ساختار یافته می باشند. 
•برخی ممکن است برای انتقال انواع داده از راه دور به یک زمان کوتاه و برخی به زمان زیاد احتیاج داشته باشند. 
در مقایسه با سیستم های مبتنی بر متن، برنامه های کاربردی چندرسانه ای دارای درک قوی تری با توجه به دارا بودن ویدئو، صدا، انیمیشن و تصاویر میباشد. اما بین تفکر کاربران در مورد واقعیت و نمایش فیزیکی داده های چند رسانه ای اختلاف بزرگی است.کاربران می خواهند به داده های چند رسانه ای در سطح درک خود از شی دسترسی داشته باشند. اما در سیستم های چند رسانه ای تمایل برای نشان دادن داده های چند رسانه ای بر اساس سطوح درک پایین مانند رنگ ها، الگوها، بافت و شکل ( بدون ترکیب این ویژگی ها ) وجود دارد و هیچ راهی برای نشان دادن خودکار این موضوع، بر اساس تفکر انسانی وجود ندارد. تحقق بخشیدن به نمایش داده های چندرسانه ای بر اساس دیدگاه انسان بسیار مشکل است. هیچ سیستم داده های چندرسانه ای توانایی درک خودکار و شناسایی و طبقه بندی موضوعات را ندارد. استفاده از داده های چندرسانه ای برای ارائه موضوعات یک چالش بزرگ در سیستم آموزش سیار می باشد. 
===راه کارهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
آموزش سیار به دستگاه های گیرنده سیار و دستگاههای جانبی و تکنولوژیهای ارتباطی مانند گوشی موبایل, PDA ، کامپیوتر قابل برنامه ریزی ، آی پاد، دستگاه پخش ویدئو های شخصی و دوربین های دیجیتال ویدئویی وابسته می باشد. راه کارهای چندرسانه ای برای آموزش سیار شامل موارد ذیل می باشد: 
*واقعیت مجازی و شبیه سازی محیط : راهکاری پیچیده برای آموزش و تمرینات تعاملی را فراهم می آورد.واقعیت مجازی می تواند یک فضای محدود و یا فضای باز، در داخل طبیعت را شبیه سازی نماید و اجازه اجرای انواع تعاملات را به کاربر می دهد. 
*برنامه های نرم افزاری تعاملی: شرایط عملی متفاوت را شبیه سازی و روند آموزشی را تسهیل می نماید. 
*استفاده از دستگاه های جانبی و تجهیزات چندرسانه ای : امکان جمع آوری و تفسیر مقادیر از طریق رسانه های مختلف را به صورت برخط بوجود می آورد. این روش اجازه استفاده از راه حل های غیر رسمی برای آموزش و بازدید مکانهایی مانند: باغ گیاهان، باغ وحش، رودخانه ها و غیره را می دهد. 
نرم افزارهای کاربردی تلفن همراه کنترل محیطی بهتری را ارائه می دهند و می توانند معایبی مانند: وجود اختلال در ارتباطات ، محدودیت پهنای باند شبکه های ارتباطی ، محدودیت فضای ذخیره سازی و عدم وجود تنوع ابزار تعاملی را بر طرف نمایند.همچنین امکان بهبود تجارب اجتماعی در مقایسه با روشهای یادگیری کلاسیک را فراهم می کنند.
 

== کاربرد رایانش ابری در آموزش سیار ==
(MCC (MOBILE CLOUD COMPUTING از سه مفهوم رایانش ابری ,رایانش سیار و شبکه تشکیل شده است. ویژگی های جالب و جذاب MCC پارادایم تحرک با امکان قابلیت های زیاد می باشد. ما رایانش ابری سیار را به این صورت تعریف می کنیم: "یک تکنولوژی قدرتمند رایانش سیارکه ابزار یکپارچه از منابع ابرهای متنوع و تکنولوژیهای شبکه را نسبت به قابلیت های نامحدود ذخیره سازی و تحرک در اختیار قرار می دهد. رایانش ابری به بسیاری از دستگاه های تلفن همراه در همه جا ، در هر زمان و از طریق کانال اینترنت ، بدون در نظر گرفتن محیط های ناهمگن و سیستم عامل، بر اساس اصل پرداخت به ازای استفاده سرویس می دهد." 
استفاده از MCCمزایای توزیع، فاصله ، منابع غنی، زیرساخت های ابر وتقویت بسیاری از دستگاه های تلفن همراه، به ویژه گوشی های هوشمند و کاهش کاستی های آنها را در بر دارد. پیش بینی دستاوردهای آینده استفاده ازMCC در حوزه های مختلف مانند بهداشت و درمان (مانندtelemonitoring و telesurgery)، آموزش و پرورش، کسب و کار فناوری اطلاعات ، توسعه شهری و روستایی و شبکه های اجتماعی می باشد.در این راستا، تلاش های زیادی مانند استقرار فن آوری رایانش ابری برای افزایش قابلیت گوشی های هوشمند صورت پذیرفته است. 
علاوه بر این، اعمال نفوذ در منابع مجازی به منظور افزایش امنیت اطلاعات در گوشی های هوشمند سودمند است چرا که آنها دائما مستعد سرقت، از بین رفتن و آسیب های فیزیکی می باشند. Dropbox و SugarSync از جمله خدمات ذخیره سازی ابر هستند که می توانند داده های واقع در دستگاه های مختلف محاسباتی (به عنوان مثال تلفن های هوشمند، تبلت، و لپ تاپ) را همگام سازی نمایند.همانگونه که در شکل 1 مشاهده می گردد لایه واسط(Arbitrator Layer) به معماری چند لایه سیستم عامل موبایل (MNO) اضافه گردیده است که به شرح هریک از این بخش ها که در شکل 4 مشاهده می شود , می پردازیم.
 

===لایه واسط Arbitrator Layer ===
این لایه از سیستم عامل موبایل در واقع به عنوان واسط بین بخش جلویی(front- end -شامل ابر کاربران تلفن همراه) و بخش عقبی(back- end - شامل ارائه دهندگان سرویس ابر) می باشد. این لایه درخواست تخصیص منابع از لایه SOA را دریافت می نماید و لایه زیرساخت را بررسی می کند تا سرویسی که اجرای کارآمدتری دارد را تعیین کند. سپس یک کپی مستقل از این سرویس به لایه زیرساخت به عنوان مرجع برای مراجعات بعدی منتقل خواهد شد. در این روش، سربار شبکه به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد. 
*زمانبندی کننده منابع: هنگامی که یک سرویس جدید در بخش رجیستری سرویس ثبت و ذخیره شد ، درخواست تخصیص به بخش زمانبندی کننده منابع فرستاده می شود. بخش زمانبندی کننده خواص درونی و توصیفی سرویس را تجزیه و تحلیل می نماید و سرویسی که کارایی بالاتری دارد را برای اجرا تعیین می کند.
*سرویس پروفایل: یکی از مسئولیت های واسط می باشد برای نظارت بر اعتبار و عملکرد سرویس و در صورت نیاز جایگزین آنها با سرویس مناسب تر می باشد. ماژول سرویس پروفایل یک سناریو تعریف شده برای ارزیابی عملکرد واقعی سرویس دارد. اگر عملکرد سرویسی مطابق با شرح سرویس نباشد برای نگه داشتن موثر سیستم آن سرویس توسط یک سرویس کارآمد تر جایگزین می شود. 
*پروفایل کاربر: از آنجا که سرویسهای مختلفی از طرف مصرف کنندگان سرویس درخواست می گردند ، سازمان دهی یا تنظیمات شخصی مهم هستند. بنابراین ماژول پروفایل کاربر مسئول نظارت و ذخیره ترجیحات کاربران جهت تحویل خدمات سفارشی و اجرای سرویسها بر اساس این معیارهای حاصله می باشد.
*جمع آوری کننده اعمال کاربر در زمان اجرا: به منظور افزایش کارایی و عملکرد سیستم ،جمع آوری اعمال کاربر در زمان اجرا یک فرایند حیاتی است. اطلاعات مربوط به این اعمال می تواند در زمانبندی قوی و مجدد منابع در این معماری به ما کمک کند. 
*اجرا کننده استاندارد: استاندارد سازی یکی از تکنیک های مفید جهت رفع عدم تجانس درمحیط های ناهمگن MCC می باشد. از این رو، توجه به استانداردها در طراحی معماری بسیار مهم است. این ماژول مسئول نظارت و اجرای استانداردسازی برای سرویسها می باشد. 
*تجزیه و تحلیل محاسباتی: در طی مقدار دهی اولیه در بخش رجیستری سرویس ، یک لایه خاص زیرساخت به هر سرویس اختصاص داده می شود. با این حال، نمی توان از انتخاب بهینه مطمئن بود. از این رو، برای دستیابی به عملکرد بهینه، ماژول تجزیه تحلیل محاسباتی بر قابلیت های محاسباتی منابع اختصاص داده شده نظارت می کند. 
*تجزیه و تحلیل عملکرد: از آنجایی که هدف معماری ما کاهش زمان تاخیر شبکه می باشد، ماژول تجزیه و تحلیل عملکرد وظیفهس اش تجزیه و تحلیل تاخیر ارتباطی و الگوی مصرف منابع سرویس های مختلف است. اگر مقدار منابع مورد نیاز برای اجرای یک سرویس خاص با عوامل دیگر مانند ارتباطات مطابقت نداشته باشد و از اینرو موجب تعویق اجرای سرویس گردد ، آنگاه تقاضای زمانبندی منابع جهت تعیین زیرساخت های مناسب تر تکرار می گردد. علاوه بر این، نظارت بر رابطه بین تعداد دفعات درخواست و اجرای سرویس و مقدار منابع مصرف شده وظیفه این ماژول می باشد. نتایج حاصل از این تجزیه و تحلیل به منظور ارتقاء کیفیت طور کلی مفید است. به عنوان مثال، اگر یک سرویس حساس به تاخیر ابر بیش از حد فراخوانی گردد، این سرویس را می توان به نزدیکترین سیستم عامل موبایل مجاور منتقل نمود یا به ارائه دهنده مجاز برای مقابله با تاخیر ارتباطاتی مراجعه نمود. 

== کاربرد تکنولوژی Edge ==
شبکه EDGE آخرین مرحله میان GPRS و UMTS است که نویدبخش سه برابرسازی ظرفیت شبکه‌های GSM با صرف هزینه اندک است. فناوری EDGE به بهره‌بردار امکان می‌دهد با ارائه مجموعه‌ای از خدمات اینترنتی و چندرسانه‌ای به درآمدهای تازه‌ای دست یابد. EDGE ساده و ارزان می‌نماید اما به هر حال دست آورد ارتقاء دادن شبکه GPRS به شبکه EDGE باید از چنان کیفیت خدماتی برخوردار باشد که برآورنده نیازهای کاربرد‌های داده‌ محور باشد.برای بهره‌برداران دارای مجوز UMTS ، شبکه EDGE راهی جذاب برای ارائه خدمات نسل سوم در خارج از نواحی شهری متراکم را فراهم می نماید. هنگامی که مشترک از ناحیه پوشش UMTS بیرون می‌رود، افزایش سرعت ارسال داده افت کیفیت خدمات را تا حدی جبران می‌کند. 
===معیارهای کارآیی===
برای سنجش کارآیی شبکه‌های IP مثل شبکه EGPRS از چهار معیار گذردهی، اتلاف، تأخیر و لغزش می‌توان بهر‌ه گرفت. تأثیر هر کدام از این معیارها به کیفیت خدمات رسانی به کاربر و یا خدمات موردنظر بستگی دارد. 
گذردهی به معنای تعداد بایت‌هایی است که می‌توان در هر ثانیه از خط ارتباط EDGE عبور داد و بنابراین بیان‌گر قابلیت هر لینک در ارائه خدماتی مانند گشت و گذار در اینترنت یا ارسال ویدیو به صورت بلادرنگ است. اتلاف به درصد بسته‌های داده‌ای از دست رفته در شبکه اطلاق می‌شود. بسته‌های از دست رفته را دوباره باید ارسال کرد که این امر سرعت انتقال داده‌ها برای مشترک را کاهش می‌دهد. تأخیر به میزان زمانی گفته می‌شود که صرف انتشار بسته‌های IP از طریق شبکه می‌شود. تأخیر هم بر سرعت ارسال داده از دید مشترک اثر منفی می‌گذارد و از جمله معیارهای کلیدی در ارتباطات صوتی بلا‌درنگ است. معیار آخر نیز لغزش است که به تغییرات آماری تأخیر اطلاق می‌شود. 
در EDGE از مدولاسیون ۸ PSK- استفاده می‌شود که می‌تواند با استفاده از شکاف‌های زمانی استاندارد GSM ،گذردهی داده‌ای GPRS را سه برابرکند. اما EDGE شمار شکاف‌های زمانی را افزایش نمی‌دهد، بنابراین بهره‌بردار همچنان با محدودیت ظرفیت در بسیاری از موارد مواجه است. در واقع ممکن است در برخی شرایطEDGE اوضاع را بدتر هم بکند زیرا با ارائه خدمات جدید و پرسرعت سبب می‌شود حجم انتقال داده‌ها به گونه‌ای سرسام‌آور افزایش یابد. شکی نیست که افزایش ترافیک داده‌ها باعث افزایش درآمدها می‌شود اما بسیاری از بهره‌برداران هم دچار معضلی به نام کمبود ظرفیت خواهند شد. 
===بهینه‌سازی===
بهره‌برداران برای رفع معضل کمبود ظرفیت باید تخصیص درست کانال‌ها را در دستور کار خود قرار دهند. یعنی باید کانال را به گونه‌ای به کاربردها اختصاص داد که مشترکین در موقع و مکان مناسب خود به پهنای باند کافی دسترسی داشته باشند. برای مثال، مشترکی که می‌خواهد حجم بزرگی از داده‌ها را بارگذاری کند از کاهش ناگهانی پهنای باند دلخور می‌شود اما کاربری که دارد از پست الکترونیکی استفاده می‌کند حتی متوجه چنین کاهشی نمی‌شود. 
ترازبندی ظرفیت براساس شمار کاربران و میزان پهنای باند لازم برای کاربردهای موردنظرش در تمامی زمان‌ها، محور اصلی عملیات بهینه‌سازی را تشکیل می‌دهد. تخصیص فرکانس، کار دشواری نیست زیرا می‌توان از کانال‌های EDGE در چارچوب طرح موجود تخصیص فرکانس استفاده کرد و آنها را همانند کانال‌های GSM تخصیص داد. 
در کاربردهای مبتنی بر پروتکل کنترل انتقال باید تمامی داده‌های از دست رفته بر اثر تداخل را دوباره ارسال کرد و این اثر منفی زیادی درلایه کاربرد به جای می‌گذارد و در نهایت باعث ناخرسندی کاربر می‌شود. برای حل این معضل دو راه وجود دارد، یکی کوچک‌ کردن اندازه سلول‌ها و دیگری استفاده از شیوه‌های کدگذاری بهتر می باشد. شیوه دوم باعث می‌شود شمار دفعات ارسال داده‌ها کاهش یابد. افزایش سرعت ارسال داده‌ها به معنای افزایش حجم جابه‌جایی داده‌ها در شبکه هسته است که این الگوی ترافیک داده ها را بطور چشم‌گیری تغییر می‌دهد. اغلب ادعا می‌شود که در EDGE نیازی به تغییر شبکه هسته نیست و این از دیدگاه پروتکلی درست است. اما ممکن است شبکه هسته موجود دارای ظرفیت لازم برای پوشش دادن EDGE نباشد. بهره‌بردارانی که می‌خواهند به سراغ EDGE بروند باید شرایط EDGE را شبیه‌سازی کنند و شبکه هسته را تحت آزمایش‌های دقیق قرار دهند.تأخیر می‌تواند در شبکه هسته یا سایر شبکه‌های درگیر با انتقال داده‌ها ایجاد شود. بنابراین حتی اگر همه شبکه هسته سلولی از لحاظ پوشش دادن حجم داده‌ها کم و کسری نداشته باشد باز ممکن است شبکه‌های همکارش توانایی لازم را نداشته باشند و این عامل تعیین کننده‌ای در موضع‌گیری مشترکین در قبال شبکه تلفن همراه به حساب می‌آید.

== الگوی سرویس غیر برخط موبایل با روش REST ==
در موبایل شرایط محیطی برای یک سرویس بطور پیوسته در حال تغییر است. ارتباط صحیح دائمی را نمی توان تضمین کرد.بنابراین الگوی معماری رایانش ابری باید به خوبی الگوهای پردازش غیر برخط را پشتیبانی کند.استراتژیهای صف(Queue) , Cache و اطلاعات Information ممکن است به نوع سرویس محتوا و نوع عملیات وابسته باشند.برای مثال یک درخواست اطلاعات از ابر ممکن است در حالت پیشرفته Cache شود یا برعکس یک در خواست به روزآوری در صف Queue قرار بگیردکه البته موارد فوق به نوع سرویس ارائه محتوا بستگی دارد. برای پیاده سازی این درخواستها از روالهای اتصال از راه دور مانند SOAP,XML-RPC,COBRA, .NET Remoting که بر عملیات درونی نظارت دارند می توان استفاده نمود.

== نتیجه گیری ==
در این تحقیق ابتدا تعریفی از محیط رایانش ابری به همراه نقاط قوت آن عنوان و سپس ساختار آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری در مقایسه با روش های سنتی آموزش الکترونیک بیان گردیده است و تفاوتهای و مزایای آنها مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه پیاده سازی شده این امر در کشور هند جهت آموزش درس برنامه نویسی سی بکار گرفته شده است که در آن از وب سرویسها استفاده شده است. در ادامه ابزار هایی که که برای ارزیابی وضعیت و تعاملات کاربر لازم است تشریح شده اند و در نهایت زیر ساختها , معماری, روشهای پیاده سازی و تکنولوژی های ارتباطی آموزش مجازی سیار که یکی از روش های جدید آموزش مجازی می باشد، بررسی گردیده است.

== درخت دانش ==
[http://176.56.146.166/tree.jpg درخت دانش]
 

== مراجع ==
[1] Garcia, E.; Garcia, A.; Garcia-Cabot, A.; de-Marcos, L.; Hilera, J.
 
Development of an Application for Mobile Devices to Record Learner Interactions with Web-Based Learning Objects
 
12th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT), 2012
 
[2] Thamarai Selvi, S.; Panneerselvam, K.
 
A Self-regulated Learning approach for programming language using cloud-based Learning Management System
 
International Conference on Recent Trends In Information Technology (ICRTIT), 2012
 
[3] Md. Anwar Hossain Masud, Xiaodi Huang
 
An E-learning System Architecture based on Cloud Computing
 
5th IEEE International Conference on Cloud Computing (CLOUD), 2012
 
[4] Damm, S.; Ritz, T.; Strauch, J.
 
Adaption of Archetype Patterns for mobile cloud-based business apps
 
IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications Workshops (PERCOM Workshops),2011

آموزشهاي مجازي با استفاده از تكنولوژي رايانش ابري(cloud computing)

2015-01-29T23:03:15Z

92231535: /* درخت دانش */

== چکیده ==
در طی چند سال اخیر رایانش ابری به شدت مورد توجه کارشناسان و محققان فناوری قرار گرفته است. بر پایه آن شرکت های عظیم کامپیوتری نسبت به استفاده از این تکنولوژی در راستای ارایه خدمات و سرویسهای الکترونیکی خود به کاربران اقدام نموده اند. با این روند رو به رشد استفاده از این تکنولوژ ی، بعید به نظر نمی رسد که در آینده ای نزدیک اکثر شرکت ها سرویسها و خدمات الکترونیکی خود را بر این اساس عرضه نمایند از جلمه خدمات الکترونیکی که در این تکنولوژی می تواند مورد استفاده قرار گیرد، بحث آموزشهای مجازی می باشد. رایانش ابری در آموزش مجازی علی الخصوص آموزش مجازی سیار که عمدتاً از طریق موبایل صورت می پذیرد، می تواند نقش عمده ای را ایفا نماید. راهکارها و معیارهای کارآیی و بهینه سازی در این خصوص وجود دارند که می توانند مورد استفاده قرار گیرند.

== مقدمه ==
رایانش ابری یا Cloud Computing راهکارهایی را برای ارایه خدمات فناوری به کاربران مشابه آنچه که در بعضی از صنایع با کاربرد سراسری (مانند صنعت آب ، صنعت برق و ...) وجود دارد ، ارایه می دهد. این تکنولوژی اصولاً بر پایه اینترنت تعریف می شود که در آن الگویی تازه جهت ارایه سرویسهای فناوری (شامل نرم افزار، سخت افزار و سایر منابع اشتراکی) بکار گرفته می شود. در حقیقت در این تکنولوژی دسترسی به منابع فناوری اطلاعات به هنگام ارایه درخواست از طرف کاربر و بر اساس میزان تقاضای کاربر ، به وی ارایه می گردد. دلیل استفاده و تشبیه اصطلاح "ابر" به اینترنت که در شماتیک های شبکه ای نیز از شکل ابر برای نشان دادن اینترنت استفاده می شود ، در این است که اینترنت همچون ابری جزییات فنی را از دید کاربران نهایی پنهان می سازد. به معنای دیگر یک لایه انتزاعی را بین کاربران و جزییات فنی بوجود می آورد. به عنوان مثال برنامه های کاربردی تجاری و یا آموزشهای مجازی را می توان در نظر گرفت که توسط سرویس دهنده نرم افزاری رایانش ابری ارایه می گردد. این برنامه ها بر روی سرورها ذخیره می گردند و حسب درخواست کاربر در اختیار وی قرار می گیرند، در حالی که جزییات فنی از دید کاربر کاملاً مخفی است و کاربر نیازی به داشتن اطلاعات در خصوص فناوری زیرساخت ابری که از آن استفاده می کند، ندارد.

== مزایای استفاده از رایانش ابری ==
در زیر به چند نمونه از موارد اشاره می شود:
*قابلیت اطمینان بیشتر به داده ها:با توجه به اینکه در رایانش ابری داده ها بر روی ابر قرار دارند از اینرو خرابی کامپیوتر کاربر تاثیری بر روی داده ها نخواهد داشت.مضاف بر اینکه افزونگی لازم نیز در زیر ساخت ابری به نحوی توسط فراهم کنندگان آن دیده می شود که به شدت در برابر خرابی مقاوم است و راهکارهای متعددی برای تهیه نسخ پشتیبان که معمولا کاربران از آنها غافل هستند، بکار برده می شوند.
*امکان دسترسی از همه جا و در هر مکان:بدلیل آنکه داده ها در ابر قرار دارند، از اینرو کاربر قادر به دسترسی به داده های خود در هر زمان و هر مکانی خواهد بود. برای اینکار تنها لازم است که کاربر از تجهیز کامپیوتری خود که می تواند یک گوشی موبایل نیز باشد به اینترنت دسترسی داشته باشد.
*عدم وابستگی به سخت افزار:چون اسناد و برنامه های کاربردی روی ابر در همه حال به یک شکل هستند از اینرو تفاوتی نمی کند که با چه دستگاه سخت افزاری کاربر متصل شده است. در حقیقت اجرای برنامه ها تفاوتی نخواهد کردو دیگر نیازی به خرید سخت افزارهای مخصوص و یا ذخیره اسناد به فرمت های ویژه نمی باشد. سازگاری لازم از طرف ابر برای سخت افزار فراهم خواهد شد.
*ظرفیت نامحدود ذخیره سازی:به لحاظ نظری محدودیتی در استفاده از فضای ذخیره سازی ابری وجود ندارد. این موضوع در قیاس با حجم محدود فضای ذخیره سازی کامپیوترهای شخصی بسیار قابل توجه می باشد. عجیب به نظر نمی رسد اگر بگوییم هر چیزی را که نیاز به ذخیره کردن آن داریم ، می توانیم در فضای ابری ذخیره کنیم.
*هزینه پایین:بدلیل آنکه محاسبات مورد نیاز در فضای ابری انجام می شود از اینرو دیگر نیازی به استفاده از کامپیوترهای گرانقیمت در سمت کاربر نمی باشد و هزینه های مربوط به سخت افزار به شدت کاهش پیدا می کند. حتی با ساده ترین کامپیوترها که بلحاظ پردازشی و فضای دیسکی بسیار محدود می باشند، نیز می توانند از رایانش ابری حداکثر استفاده را ببرند. با توجه به اینکه اسناد در ابر ذخیره می شوند حتی نیازی به ذخیره اسناد و مستندات در کامپیوتر شخصی نمی باشد.
*ارتقای سریع نرم افزاری:از دیگر مزایای مربوط به رایانش ابری این است که دیگر نیازی به بروز رسانی نرم افزارها و یا اجبار به استفاده از نرم افزارهای قدیمی به دلیل هزینه بالای ارتقای آنها نمی باشد، چون در ابر اینکار بدون اینکه کاربر متوجه شود صورت می پذیرد. بدلیل مبتنی بر وب بودن برنامه ها ارتقا و بروزرسانی ها بصورت اتومات در ابر انجام شده و کاربر بدون پرداخت هزینه اضافی قادر به بهره برداری از آخرین نسخه نرم افزارها خواهد بود. 

== آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری ==
به صورت ساده آموزش مجازی به فرایند یادگیری از طریق اینترنت اشاره داد. ، گرچه آموزش مجازی جایگزین روش سنتی نخواهد شد، اما تا حد زیادی می تواند به بهبود بهره وری در امر آموزش کمک کند. آموزش مجازی دارای مزایای زیادی من جمله انعطاف پذیری، تنوع، دسترسی آسان و غیره می باشد که به عنوان یک متد اصلی برای یادگیری در دهه های اخیر تبدیل شده است. شکل زیر یک معماری از سیستم ساده آموزش مجازی را نشان می دهد (شکل 1) 

در روشهای سنتی مبتنی بر وب بدینگونه عمل می گردد که سیستم های مربوط به ایجاد و نگهداری آموزشهای مجازی در داخل موسسات آموزشی و یا شرکت پیاده سازی ، که این امر منجر به بروز بسیاری از مشکلات، از جمله نیاز به سرمایه گذاری زیاد اما بدون سود، مشکلات مربوط به پشتیبانی فنی و غیره می گردد. نتیجه این امر منجر به عدم توسعه آسان این سیستمها می شود. در مقابل، آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر مدلی را معرفی مینماید که مقیاسی برای بهره وری دارد. برای مثال ساخت سیستم آموزش مجازی به تامین کنندگان رایانش ابری سپرده میشود،که می تواند ارائه دهندگان و کاربران را برای رسیدن به وضعیت برد- برد یاری نماید. محیط مبتنی بر ابر از نسل جدیدی از سیستم های آموزش مجازی که قادر به اجرا در گستره طیف وسیعی از دستگاه های سخت افزاری که در حال ذخیره سازی داده در داخل ابر هستند، پشتیبانی می نماید. 
آموزش الکترونیکی هیچگاه نمی تواند به طور کامل جایگزین معلمان گردد و تنها در حوزه به روزرسانی تکنولوژی ، مفاهیم و ابزارهای جدید، ارائه محتوا، مفاهیم و روش ها برای آموزش مورد استفاده قرار می گیرد. در روش آموزش الکترونیکی میتنی بر ابر معلمان نقش رهبری و مشارکت در پیشرفت تحصیلی را خواهند داشت. 
از سوی دیگر، ابر آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر حرکت به سمت استفاده از تکنولوژی رایانش ابری در زمینه آموزش الکترونیکی می باشد و در آینده ای نزدیک زیرساختهای آموزش الکترونیکی شامل سخت افزار و منابع محاسباتی نرم افزاری درگیر در آموزش الکترونیک مبتنی بر این تکنولوژی خواهند بود. معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر در (شکل2)نشان داده شده است: 

معماری آموزش الکترونیکی مبتنی بر ابر پیشنهادی را می توان به لایه های زیر تقسیم تقسیم کرد: 
*لایه زیرساخت: این لایه از زیرساخت های سخت افزاری مانند حافظه فیزیکی، CPU و سرور های فیزیکی تشکیل شده اند. همچنین اطلاعات زیرساخت ها شامل اینترنت / اینترانت، نرم افزار سیستم، سیستم مدیریت اطلاعات و برخی از نرم افزارهای مشترک و سخت افزارمی باشد. بسترهای ارتباطی این لایه در پایین ترین سطح سرویس میان ابر قرار گرفته است. استفاده از تکنولوژی مجازی سازی سرور فیزیکی، منابع ذخیره سازی و شبکه های مجازی به عنوان بسترمورد استفاده در لایه های بالاتر نرم افزاری قرار می گیرند. 
*لایه منابع نرم افزار: به طور عمده از سیستم عامل و میان افزار تشکیل شده است. میان افزار منابع نرم افزاری متنوع را بصورت یکپارچه از طریق یک رابط واحد در اختیار توسعه دهندگان نرم افزار قرار می دهد. طوری که آنها می توانند به راحتی برنامه های کاربردی را توسعه داده و در ابر جهت استفاده قرار دهند. 
*لایه مدیریت منابع: این لایه اتصال راحتتر به منابع نرم افزاری و سخت افزاری را فراهم می نماید. با استفاده از استراتژی برنامه ریزی ,یکپارچه سازی, مجازی سازی و محاسبات ابری ، توزیع نرم افزار بر منابع مختلف سخت افزاری را می توان به دست آورد. 
*لایه سرویس: دارای سه سطح از سرویس یعنی،SaaS (نرم افزار به عنوان یک سرویس)، PaaS (بستر های نرم افزاری به عنوان یک سرویس)،IaaS (زیرساخت به عنوان یک سرویس) میباشد. در SaaS، محاسبات ابری سرویس به مشتریان ارائه می دهد. برخلاف نرم افزارهای سنتی کاربران از طریق اینترنت از نرم افزار استفاده می کنند. خرید نرم افزار و سخت افزار یک بار انجام می شود و با پرداخت هزینه ماهانه ناچیز دیگر نیاز به حفظ و ارتقاءآن نمی باشد. 
*لایه کاربردی: این لایه از برنامه های کاربردی خاص شامل تجمیع منابع آموزشی در مدل رایانش ابری ، دوره های تعاملی و به اشتراک گذاری منابع آموزشی تشکیل شده است . برنامه های تعاملی عمدتا برای معلمان، با توجه به یادگیرندگان و نیازهای آموزشی، با استفاده کامل از منابع اطلاعات پایه ساخته می شود و امکان تنظیم محتوای دوره و همچنین پیشرفت در هر زمان با توجه به بازخورد وجود دارد و می تواند دارای اثربخشی بیشتر نسبت به آموزش سنتی باشد. به اشتراک گذاری منابع آموزشی شامل منابع اطلاعاتی (مانند کتابخانه های دیجیتال) و منابع آموزشی انسانی از وظایف این لایه است. این لایه عمدتا شامل ماژولهای تولید محتوا، اهداف آموزشی، تحویل محتوا، ارزیابی و ماژول مدیریت می باشد. 
در مدل کلاسیک آموزش الکترونیکی، معلمان وظایف آموزشی مانند تدریس حضوری به طور منظم، و یا بررسی مهارت و تکالیف دانش آموزان را انجام می دهند. اما در معماری پیشنهادی معلمان به سوالات دانش آموزان پاسخ می دهند و آموزش های ضروری برای رفع مشکلات دانش آموزان ارائه می گردد. علاوه بر این، معلمان نیز می توانند به منظور ارتقاء آموزش از محتواهای آموزشی چند رسانه ای استفاده کنند. همچنین دانش آموزان میتوانند خارج از الگوهای یادگیریشان که بصور ت خودکار تعیین می گردد درس بخوانند. انجام آزمونهای برخط اینترنتی و ارائه تحلیلهای آماری خودکار به معلمان از هر بخشی که مورد مطالعه قرار گرفته است، از مزایای این روش می باشد. معلمان نیز دانش آموزان را تشویق به همکاری با یکدیگر در یادگیری مطالب ساده و یا انجام پروژه های پیچیده مبتنی برکار گروهی می نمایند. از طریق یادگیری گروهی، دانش آموزان به تنهایی نمی توانند دانش کسب نمایند، بلکه روح هماهنگی در تیم است که در امر آموزش و پرورش کمک می نماید . نتیجه این روش برای دانش آموزان بهبود مهارت در برخورد با مردم و افزایش ابراز توانایی خودشان می باشد. شکل 3 مقایسه آموزش الکترونیکی سنتی و رایانش ابری را ارائه می دهد.

== نمونه آموزش مجازی زبان برنامه نویسی مبتنی بر ابر ==
طبق تعریف زیمرمن یادگیری خود تنظیمی (SRL Self-Regulated Learning) شامل تعیین لیست استراتژی هایی دستیابی به اهدافی مانند برنامه ریزی، سازماندهی و ارسال، جستجوی اطلاعات ، نگهداری سوابق، تمرین و حفظ، بررسی، نظارت بر خود، خود ارزیابی، ساختار محیطی و جستجو برای کمک های اجتماعی است که می تواند به طور جداگانه و یا در ترکیب برای توسعه یادگیری خود تنظیم به کار گرفته شود. 
مطابق تعریف فوق در کشور هند یک سیستم مدیریت آموزشی LMS شامل بخش های مدیریت، مستندات، بررسی و ارزیابی، گزارشات و محتواهای آموزشی و آموزش برخط با استفاده از رایانش ابری جهت آموزش زبان برنامه نویسی C پیاده سازی گردیده است. این دوره در شش سطح به خاطر سپاری، درک مطلب، اجرا، تجزیه و تحلیل، ارزیابی و ایجاد برنامه طراحی گردیده است. در ادامه در خصوص هر یک از این سطوح توضیحات لازم ارایه می گردد: 
1-به خاطر سپاری: در این سطح به دانش آموزان محتواهایی مانند الگوی دستورات و ساختار برنامه که باید در حافظه بلند مدت قرار گیرد ارائه می گردد.تمرینات این سطح برای آزمایش شناخت و قابلیت به خاطر سپاری دانش آموزان طراحی گردیده است. 
2-درک مطلب: برای درک مطلب توسط دانش آموزان ، محتواهای ارائه شده در این سطح به گونه ای طراحی شده اند که به دانش آموزان در درک مفاهیم زبان C کمک می کنند. تمرینات این سطح جهت ارزیابی توانایی تفسیر، طبقه بندی، مقایسه و مهارت بیان دانش آموزان طراحی گردیده است. 
3-اجرا : محتواهای ارائه شده به دانش آموزان جهت اجرای مباحث یاد گرفته شده زبان C کمک خواهندکرد.هدف اصلی در این سطح توانایی دانش آموزان جهت تمرکز در بکارگیری مفاهیم می باشد.تمرینات این سطح برای آزمایش توانایی اجرا و پیاده سازی توسط دانش آموزان طراحی گردیده است. یک سری ابزار مانند یک ویرایشگر C به همراه کامپایلر آن برای اجرای تمرینها در اختیار دانش آموزان قرار داده می شود. 
4-تجزیه و تحلیل: در این سطح از این دوره، دانش آموزان از محتواهایی که به تجزیه و تحلیل موضوعات یاد گرفته شده کمک می کنند، بهرمند می گردند. تمرینات در این سطح جهت تعیین سطح تفاوتهای مهارت های دانش آموزان طراحی گردیده است. 
5- ارزیابی: تمرکز عمده در این سطح بر ارزیابی مهارت های دانش آموزان با استفاده از تمرینهایی که توانایی نقد و داوری آنها را سنجش می نماید، می باشد. 
6-ایجاد : در سطح نهایی این دوره ، دانش آموزان دانش به دست آورده و خلاقیتهای خود را اجرا می نمایند. 
در این راستا برای اجرا و پیاده سازی مطالب فوق ، سیستمی بصورت کاملا وب سرویسی طراحی گردیده است. از ویژگیهای خاص این سیستم استفاده از پروتکل SOAP می باشدکه در آن قالب XML به عنوان ستون فقرات ارسال و دریافت پیام های وب سرویس استفاده شده است. در ضمن برای گرفتن بازخورد از پیشرفت تحصیلی دانش اموزان یک زیر سیستم به صورت وب سرویس نیز طراحی گردیده است که به معلم جهت تعیین سطح و وضعیت پیشرفت دانش آموز کمک می کند. 

== آموزش مجازی از طریق موبایل (زیر ساخت, معماری و ابزار) ==
یادگیری سیار یکنوع یادگیری است كه در آن دانش آموز در یک مكان مشخص ثابت مانند محل سکونت و یا محل آموزشي قرار ندارد و دانش آموز مي تواند از فرصت های ارائه شده توسط فن آوری تلفن همراه در امر یادگیری استفاده نمايد. 
امروزه تعداد زیادی از کاربران دارای دستگاه های تلفن همراهی می باشند كه ویژگی های چند رسانه ای را بهبود بخشیده اند و تقریبا در هر زمان به شبکه های ارتباطی با دسترسي بالا متصل هستند. انقلاب در زمينه دستگاه های تلفن همراه محدودیت های زمانی و مکانی را حذف نموده است و اجراي فرامين را در هر مکان و در هر زمانی اجازه می دهد .از سوی دیگر نیز برخی مشکلات به دلیل تنوع زیاد دستگاه های تلفن همراه در دسترس کاربران و همچنین تنوع در اهداف آموزشی کاربران وجود دارد. 
از این منظر، انطباق محتوا یکی از مؤلفه های مهم آموزشی در بحث تلفن همراه مي باشد زيرا كه پاسخگویی به طیف وسیعی از نیازهای مربوط به منابع نرم افزاري تکراری را ميسر مي سازد. الزامات مورد نیاز با توجه به اجزای نرم افزار ها،منابع چند رسانه ای و سرویس ها تعیین می گردند . انطباق محتوا با توجه به عملکرد ویژگی های دستگاه های تلفن همراه و تنظیمات کاربران , توانایی یک سیستم برای تغییر به محتوای ارائه شده بصورت پویا به هر کاربر می باشد. هدف از سیستم انطباق محتوا تعیین ارزش ها , از ویژگی های در حال تغییر در طول فرایند آموزش می باشد. از مزایای اصلی انطباق محتوا می توان به کاهش زمان مورد نیاز برای آموزشها، کاهش هزینه های آموزش ورشد بهره وری اشاره نمود. 
=== تکنولوژیهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
توسعه برنامه های کاربردی چند رسانه ای در طی چند سال گذشته را می توان نتیجه استفاده زیاد از داده های چند رسانه ای در امر آموزش با توجه به رشد صعودی اینترنت، دانست .در نتیجه ،اهمیت پژوهش در زمینه تکنولوژیهای چند رسانه ای افزایش یافته است. چرا که بر خلاف داده های سنتی , تکنیک های مدیریتی و پرس و جو که از امکانات و ویژگی های داده های چند رسانه ای می باشند ، از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند. 
===ویژگیهای داده های چند رسانه ای===
داده های چند رسانه ای دارای انواع متفاوتی به شرح ذیل می باشند : 
•برخی از داده ها وابسته به زمان است و برخی دیگر مستقل از زمان 
•برای نمایش داده های چند رسانه ای از فرمت های مختلف استفاده می شود. 
•برخی از داده ها ساخت یافته است و برخی بدون ساختار یا نیمه ساختار یافته می باشند. 
•برخی ممکن است برای انتقال انواع داده از راه دور به یک زمان کوتاه و برخی به زمان زیاد احتیاج داشته باشند. 
در مقایسه با سیستم های مبتنی بر متن، برنامه های کاربردی چندرسانه ای دارای درک قوی تری با توجه به دارا بودن ویدئو، صدا، انیمیشن و تصاویر میباشد. اما بین تفکر کاربران در مورد واقعیت و نمایش فیزیکی داده های چند رسانه ای اختلاف بزرگی است.کاربران می خواهند به داده های چند رسانه ای در سطح درک خود از شی دسترسی داشته باشند. اما در سیستم های چند رسانه ای تمایل برای نشان دادن داده های چند رسانه ای بر اساس سطوح درک پایین مانند رنگ ها، الگوها، بافت و شکل ( بدون ترکیب این ویژگی ها ) وجود دارد و هیچ راهی برای نشان دادن خودکار این موضوع، بر اساس تفکر انسانی وجود ندارد. تحقق بخشیدن به نمایش داده های چندرسانه ای بر اساس دیدگاه انسان بسیار مشکل است. هیچ سیستم داده های چندرسانه ای توانایی درک خودکار و شناسایی و طبقه بندی موضوعات را ندارد. استفاده از داده های چندرسانه ای برای ارائه موضوعات یک چالش بزرگ در سیستم آموزش سیار می باشد. 
===راه کارهای چند رسانه ای برای آموزش سیار===
آموزش سیار به دستگاه های گیرنده سیار و دستگاههای جانبی و تکنولوژیهای ارتباطی مانند گوشی موبایل, PDA ، کامپیوتر قابل برنامه ریزی ، آی پاد، دستگاه پخش ویدئو های شخصی و دوربین های دیجیتال ویدئویی وابسته می باشد. راه کارهای چندرسانه ای برای آموزش سیار شامل موارد ذیل می باشد: 
*واقعیت مجازی و شبیه سازی محیط : راهکاری پیچیده برای آموزش و تمرینات تعاملی را فراهم می آورد.واقعیت مجازی می تواند یک فضای محدود و یا فضای باز، در داخل طبیعت را شبیه سازی نماید و اجازه اجرای انواع تعاملات را به کاربر می دهد. 
*برنامه های نرم افزاری تعاملی: شرایط عملی متفاوت را شبیه سازی و روند آموزشی را تسهیل می نماید. 
*استفاده از دستگاه های جانبی و تجهیزات چندرسانه ای : امکان جمع آوری و تفسیر مقادیر از طریق رسانه های مختلف را به صورت برخط بوجود می آورد. این روش اجازه استفاده از راه حل های غیر رسمی برای آموزش و بازدید مکانهایی مانند: باغ گیاهان، باغ وحش، رودخانه ها و غیره را می دهد. 
نرم افزارهای کاربردی تلفن همراه کنترل محیطی بهتری را ارائه می دهند و می توانند معایبی مانند: وجود اختلال در ارتباطات ، محدودیت پهنای باند شبکه های ارتباطی ، محدودیت فضای ذخیره سازی و عدم وجود تنوع ابزار تعاملی را بر طرف نمایند.همچنین امکان بهبود تجارب اجتماعی در مقایسه با روشهای یادگیری کلاسیک را فراهم می کنند.
 

== کاربرد رایانش ابری در آموزش سیار ==
(MCC (MOBILE CLOUD COMPUTING از سه مفهوم رایانش ابری ,رایانش سیار و شبکه تشکیل شده است. ویژگی های جالب و جذاب MCC پارادایم تحرک با امکان قابلیت های زیاد می باشد. ما رایانش ابری سیار را به این صورت تعریف می کنیم: "یک تکنولوژی قدرتمند رایانش سیارکه ابزار یکپارچه از منابع ابرهای متنوع و تکنولوژیهای شبکه را نسبت به قابلیت های نامحدود ذخیره سازی و تحرک در اختیار قرار می دهد. رایانش ابری به بسیاری از دستگاه های تلفن همراه در همه جا ، در هر زمان و از طریق کانال اینترنت ، بدون در نظر گرفتن محیط های ناهمگن و سیستم عامل، بر اساس اصل پرداخت به ازای استفاده سرویس می دهد." 
استفاده از MCCمزایای توزیع، فاصله ، منابع غنی، زیرساخت های ابر وتقویت بسیاری از دستگاه های تلفن همراه، به ویژه گوشی های هوشمند و کاهش کاستی های آنها را در بر دارد. پیش بینی دستاوردهای آینده استفاده ازMCC در حوزه های مختلف مانند بهداشت و درمان (مانندtelemonitoring و telesurgery)، آموزش و پرورش، کسب و کار فناوری اطلاعات ، توسعه شهری و روستایی و شبکه های اجتماعی می باشد.در این راستا، تلاش های زیادی مانند استقرار فن آوری رایانش ابری برای افزایش قابلیت گوشی های هوشمند صورت پذیرفته است. 
علاوه بر این، اعمال نفوذ در منابع مجازی به منظور افزایش امنیت اطلاعات در گوشی های هوشمند سودمند است چرا که آنها دائما مستعد سرقت، از بین رفتن و آسیب های فیزیکی می باشند. Dropbox و SugarSync از جمله خدمات ذخیره سازی ابر هستند که می توانند داده های واقع در دستگاه های مختلف محاسباتی (به عنوان مثال تلفن های هوشمند، تبلت، و لپ تاپ) را همگام سازی نمایند.همانگونه که در شکل 1 مشاهده می گردد لایه واسط(Arbitrator Layer) به معماری چند لایه سیستم عامل موبایل (MNO) اضافه گردیده است که به شرح هریک از این بخش ها که در شکل 4 مشاهده می شود , می پردازیم.
 

===لایه واسط Arbitrator Layer ===
این لایه از سیستم عامل موبایل در واقع به عنوان واسط بین بخش جلویی(front- end -شامل ابر کاربران تلفن همراه) و بخش عقبی(back- end - شامل ارائه دهندگان سرویس ابر) می باشد. این لایه درخواست تخصیص منابع از لایه SOA را دریافت می نماید و لایه زیرساخت را بررسی می کند تا سرویسی که اجرای کارآمدتری دارد را تعیین کند. سپس یک کپی مستقل از این سرویس به لایه زیرساخت به عنوان مرجع برای مراجعات بعدی منتقل خواهد شد. در این روش، سربار شبکه به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد. 
*زمانبندی کننده منابع: هنگامی که یک سرویس جدید در بخش رجیستری سرویس ثبت و ذخیره شد ، درخواست تخصیص به بخش زمانبندی کننده منابع فرستاده می شود. بخش زمانبندی کننده خواص درونی و توصیفی سرویس را تجزیه و تحلیل می نماید و سرویسی که کارایی بالاتری دارد را برای اجرا تعیین می کند.
*سرویس پروفایل: یکی از مسئولیت های واسط می باشد برای نظارت بر اعتبار و عملکرد سرویس و در صورت نیاز جایگزین آنها با سرویس مناسب تر می باشد. ماژول سرویس پروفایل یک سناریو تعریف شده برای ارزیابی عملکرد واقعی سرویس دارد. اگر عملکرد سرویسی مطابق با شرح سرویس نباشد برای نگه داشتن موثر سیستم آن سرویس توسط یک سرویس کارآمد تر جایگزین می شود. 
*پروفایل کاربر: از آنجا که سرویسهای مختلفی از طرف مصرف کنندگان سرویس درخواست می گردند ، سازمان دهی یا تنظیمات شخصی مهم هستند. بنابراین ماژول پروفایل کاربر مسئول نظارت و ذخیره ترجیحات کاربران جهت تحویل خدمات سفارشی و اجرای سرویسها بر اساس این معیارهای حاصله می باشد.
*جمع آوری کننده اعمال کاربر در زمان اجرا: به منظور افزایش کارایی و عملکرد سیستم ،جمع آوری اعمال کاربر در زمان اجرا یک فرایند حیاتی است. اطلاعات مربوط به این اعمال می تواند در زمانبندی قوی و مجدد منابع در این معماری به ما کمک کند. 
*اجرا کننده استاندارد: استاندارد سازی یکی از تکنیک های مفید جهت رفع عدم تجانس درمحیط های ناهمگن MCC می باشد. از این رو، توجه به استانداردها در طراحی معماری بسیار مهم است. این ماژول مسئول نظارت و اجرای استانداردسازی برای سرویسها می باشد. 
*تجزیه و تحلیل محاسباتی: در طی مقدار دهی اولیه در بخش رجیستری سرویس ، یک لایه خاص زیرساخت به هر سرویس اختصاص داده می شود. با این حال، نمی توان از انتخاب بهینه مطمئن بود. از این رو، برای دستیابی به عملکرد بهینه، ماژول تجزیه تحلیل محاسباتی بر قابلیت های محاسباتی منابع اختصاص داده شده نظارت می کند. 
*تجزیه و تحلیل عملکرد: از آنجایی که هدف معماری ما کاهش زمان تاخیر شبکه می باشد، ماژول تجزیه و تحلیل عملکرد وظیفهس اش تجزیه و تحلیل تاخیر ارتباطی و الگوی مصرف منابع سرویس های مختلف است. اگر مقدار منابع مورد نیاز برای اجرای یک سرویس خاص با عوامل دیگر مانند ارتباطات مطابقت نداشته باشد و از اینرو موجب تعویق اجرای سرویس گردد ، آنگاه تقاضای زمانبندی منابع جهت تعیین زیرساخت های مناسب تر تکرار می گردد. علاوه بر این، نظارت بر رابطه بین تعداد دفعات درخواست و اجرای سرویس و مقدار منابع مصرف شده وظیفه این ماژول می باشد. نتایج حاصل از این تجزیه و تحلیل به منظور ارتقاء کیفیت طور کلی مفید است. به عنوان مثال، اگر یک سرویس حساس به تاخیر ابر بیش از حد فراخوانی گردد، این سرویس را می توان به نزدیکترین سیستم عامل موبایل مجاور منتقل نمود یا به ارائه دهنده مجاز برای مقابله با تاخیر ارتباطاتی مراجعه نمود. 

== کاربرد تکنولوژی Edge ==
شبکه EDGE آخرین مرحله میان GPRS و UMTS است که نویدبخش سه برابرسازی ظرفیت شبکه‌های GSM با صرف هزینه اندک است. فناوری EDGE به بهره‌بردار امکان می‌دهد با ارائه مجموعه‌ای از خدمات اینترنتی و چندرسانه‌ای به درآمدهای تازه‌ای دست یابد. EDGE ساده و ارزان می‌نماید اما به هر حال دست آورد ارتقاء دادن شبکه GPRS به شبکه EDGE باید از چنان کیفیت خدماتی برخوردار باشد که برآورنده نیازهای کاربرد‌های داده‌ محور باشد.برای بهره‌برداران دارای مجوز UMTS ، شبکه EDGE راهی جذاب برای ارائه خدمات نسل سوم در خارج از نواحی شهری متراکم را فراهم می نماید. هنگامی که مشترک از ناحیه پوشش UMTS بیرون می‌رود، افزایش سرعت ارسال داده افت کیفیت خدمات را تا حدی جبران می‌کند. 
===معیارهای کارآیی===
برای سنجش کارآیی شبکه‌های IP مثل شبکه EGPRS از چهار معیار گذردهی، اتلاف، تأخیر و لغزش می‌توان بهر‌ه گرفت. تأثیر هر کدام از این معیارها به کیفیت خدمات رسانی به کاربر و یا خدمات موردنظر بستگی دارد. 
گذردهی به معنای تعداد بایت‌هایی است که می‌توان در هر ثانیه از خط ارتباط EDGE عبور داد و بنابراین بیان‌گر قابلیت هر لینک در ارائه خدماتی مانند گشت و گذار در اینترنت یا ارسال ویدیو به صورت بلادرنگ است. اتلاف به درصد بسته‌های داده‌ای از دست رفته در شبکه اطلاق می‌شود. بسته‌های از دست رفته را دوباره باید ارسال کرد که این امر سرعت انتقال داده‌ها برای مشترک را کاهش می‌دهد. تأخیر به میزان زمانی گفته می‌شود که صرف انتشار بسته‌های IP از طریق شبکه می‌شود. تأخیر هم بر سرعت ارسال داده از دید مشترک اثر منفی می‌گذارد و از جمله معیارهای کلیدی در ارتباطات صوتی بلا‌درنگ است. معیار آخر نیز لغزش است که به تغییرات آماری تأخیر اطلاق می‌شود. 
در EDGE از مدولاسیون ۸ PSK- استفاده می‌شود که می‌تواند با استفاده از شکاف‌های زمانی استاندارد GSM ،گذردهی داده‌ای GPRS را سه برابرکند. اما EDGE شمار شکاف‌های زمانی را افزایش نمی‌دهد، بنابراین بهره‌بردار همچنان با محدودیت ظرفیت در بسیاری از موارد مواجه است. در واقع ممکن است در برخی شرایطEDGE اوضاع را بدتر هم بکند زیرا با ارائه خدمات جدید و پرسرعت سبب می‌شود حجم انتقال داده‌ها به گونه‌ای سرسام‌آور افزایش یابد. شکی نیست که افزایش ترافیک داده‌ها باعث افزایش درآمدها می‌شود اما بسیاری از بهره‌برداران هم دچار معضلی به نام کمبود ظرفیت خواهند شد. 
===بهینه‌سازی===
بهره‌برداران برای رفع معضل کمبود ظرفیت باید تخصیص درست کانال‌ها را در دستور کار خود قرار دهند. یعنی باید کانال را به گونه‌ای به کاربردها اختصاص داد که مشترکین در موقع و مکان مناسب خود به پهنای باند کافی دسترسی داشته باشند. برای مثال، مشترکی که می‌خواهد حجم بزرگی از داده‌ها را بارگذاری کند از کاهش ناگهانی پهنای باند دلخور می‌شود اما کاربری که دارد از پست الکترونیکی استفاده می‌کند حتی متوجه چنین کاهشی نمی‌شود. 
ترازبندی ظرفیت براساس شمار کاربران و میزان پهنای باند لازم برای کاربردهای موردنظرش در تمامی زمان‌ها، محور اصلی عملیات بهینه‌سازی را تشکیل می‌دهد. تخصیص فرکانس، کار دشواری نیست زیرا می‌توان از کانال‌های EDGE در چارچوب طرح موجود تخصیص فرکانس استفاده کرد و آنها را همانند کانال‌های GSM تخصیص داد. 
در کاربردهای مبتنی بر پروتکل کنترل انتقال باید تمامی داده‌های از دست رفته بر اثر تداخل را دوباره ارسال کرد و این اثر منفی زیادی درلایه کاربرد به جای می‌گذارد و در نهایت باعث ناخرسندی کاربر می‌شود. برای حل این معضل دو راه وجود دارد، یکی کوچک‌ کردن اندازه سلول‌ها و دیگری استفاده از شیوه‌های کدگذاری بهتر می باشد. شیوه دوم باعث می‌شود شمار دفعات ارسال داده‌ها کاهش یابد. افزایش سرعت ارسال داده‌ها به معنای افزایش حجم جابه‌جایی داده‌ها در شبکه هسته است که این الگوی ترافیک داده ها را بطور چشم‌گیری تغییر می‌دهد. اغلب ادعا می‌شود که در EDGE نیازی به تغییر شبکه هسته نیست و این از دیدگاه پروتکلی درست است. اما ممکن است شبکه هسته موجود دارای ظرفیت لازم برای پوشش دادن EDGE نباشد. بهره‌بردارانی که می‌خواهند به سراغ EDGE بروند باید شرایط EDGE را شبیه‌سازی کنند و شبکه هسته را تحت آزمایش‌های دقیق قرار دهند.تأخیر می‌تواند در شبکه هسته یا سایر شبکه‌های درگیر با انتقال داده‌ها ایجاد شود. بنابراین حتی اگر همه شبکه هسته سلولی از لحاظ پوشش دادن حجم داده‌ها کم و کسری نداشته باشد باز ممکن است شبکه‌های همکارش توانایی لازم را نداشته باشند و این عامل تعیین کننده‌ای در موضع‌گیری مشترکین در قبال شبکه تلفن همراه به حساب می‌آید.

== الگوی سرویس غیر برخط موبایل با روش REST ==
در موبایل شرایط محیطی برای یک سرویس بطور پیوسته در حال تغییر است. ارتباط صحیح دائمی را نمی توان تضمین کرد.بنابراین الگوی معماری رایانش ابری باید به خوبی الگوهای پردازش غیر برخط را پشتیبانی کند.استراتژیهای صف(Queue) , Cache و اطلاعات Information ممکن است به نوع سرویس محتوا و نوع عملیات وابسته باشند.برای مثال یک درخواست اطلاعات از ابر ممکن است در حالت پیشرفته Cache شود یا برعکس یک در خواست به روزآوری در صف Queue قرار بگیردکه البته موارد فوق به نوع سرویس ارائه محتوا بستگی دارد. برای پیاده سازی این درخواستها از روالهای اتصال از راه دور مانند SOAP,XML-RPC,COBRA, .NET Remoting که بر عملیات درونی نظارت دارند می توان استفاده نمود.

== نتیجه گیری ==
در این تحقیق ابتدا تعریفی از محیط رایانش ابری به همراه نقاط قوت آن عنوان و سپس ساختار آموزش مجازی با استفاده از رایانش ابری در مقایسه با روش های سنتی آموزش الکترونیک بیان گردیده است و تفاوتهای و مزایای آنها مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه پیاده سازی شده این امر در کشور هند جهت آموزش درس برنامه نویسی سی بکار گرفته شده است که در آن از وب سرویسها استفاده شده است. در ادامه ابزار هایی که که برای ارزیابی وضعیت و تعاملات کاربر لازم است تشریح شده اند و در نهایت زیر ساختها , معماری, روشهای پیاده سازی و تکنولوژی های ارتباطی آموزش مجازی سیار که یکی از روش های جدید آموزش مجازی می باشد، بررسی گردیده است.

== درخت دانش ==
[http://176.56.146.166/tree.jpg درخت دانش]
 

== مراجع ==
[1] Garcia, E.; Garcia, A.; Garcia-Cabot, A.; de-Marcos, L.; Hilera, J.
 
Development of an Application for Mobile Devices to Record Learner Interactions with Web-Based Learning Objects
 
12th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT), 2012
 
[2] Thamarai Selvi, S.; Panneerselvam, K.
 
A Self-regulated Learning approach for programming language using cloud-based Learning Management System
 
International Conference on Recent Trends In Information Technology (ICRTIT), 2012
 
[3] Md. Anwar Hossain Masud, Xiaodi Huang
 
An E-learning System Architecture based on Cloud Computing
 
5th IEEE International Conference on Cloud Computing (CLOUD), 2012
 
[4] Damm, S.; Ritz, T.; Strauch, J.
 
Adaption of Archetype Patterns for mobile cloud-based business apps
 
IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications Workshops (PERCOM Workshops),2011