姚 雙 良

(江蘇科技大學(xué) 教務(wù)處,江蘇 鎮(zhèn)江 212003)

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》明確提出:構(gòu)建國(guó)家教育管理信息系統(tǒng)，制定學(xué)?；A(chǔ)信息管理要求,加快學(xué)校管理信息化進(jìn)程,促進(jìn)學(xué)校管理標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。整合各級(jí)各類教育管理資源,搭建國(guó)家教育管理公共服務(wù)平臺(tái),為宏觀決策提供科學(xué)依據(jù),為公眾提供公共教育信息,不斷提高教育管理現(xiàn)代化水平[1]。高校教務(wù)管理作為教學(xué)管理工作的一個(gè)重要環(huán)節(jié),高校教務(wù)管理系統(tǒng)為高校教務(wù)管理服務(wù)提供了良好的支撐。隨著教學(xué)改革和信息技術(shù)的發(fā)展,高校教務(wù)管理信息系統(tǒng)也不斷的進(jìn)行升級(jí)和換代,在給教學(xué)管理帶來(lái)便利服務(wù)的同時(shí),也帶來(lái)了相關(guān)軟件和硬件重復(fù)投入的資源浪費(fèi)[2]。云計(jì)算在高校群教務(wù)信息系統(tǒng)中的應(yīng)用,不少研究者對(duì)此都進(jìn)行了研究。曾起域針對(duì)云計(jì)算給開(kāi)放大學(xué)教務(wù)管理帶來(lái)的變化,提出了云計(jì)算在教務(wù)管理中的應(yīng)用策略[3]。于孟喜、段富分析和探討了云計(jì)算在高校的教務(wù)管理、數(shù)字圖書(shū)館管理、資源共享以及教育信息化建設(shè)等方面的應(yīng)用[4]。宋建功、馮文全引入了云計(jì)算概念和層次結(jié)構(gòu)思想,根據(jù)已有云計(jì)算分類方法,進(jìn)而提出了更細(xì)致的分類方法,為單位自建基于云模式的信息系統(tǒng)所采用架構(gòu)提供了依據(jù),論述了高校教務(wù)管理及信息系統(tǒng)云模式架構(gòu)的設(shè)計(jì)思想[5]。筆者擬在前人研究基礎(chǔ)上,結(jié)合我校教務(wù)信息系統(tǒng)運(yùn)用云計(jì)算的實(shí)際展開(kāi)進(jìn)一步分析,為提高教務(wù)信息管理系統(tǒng)作出力所能及的貢獻(xiàn)。

一、高校教務(wù)管理信息系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在的主要問(wèn)題

目前高校教務(wù)管理信息系統(tǒng)發(fā)展模式主要有3種：1.高校依靠自身力量,組織相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行開(kāi)發(fā),此種方式開(kāi)發(fā)的教務(wù)管理信息系統(tǒng)個(gè)性化強(qiáng),適用性和可移植性都非常弱,同時(shí)造成了很大的人力和系統(tǒng)硬件資源浪費(fèi)。系統(tǒng)在運(yùn)行后期,由于數(shù)據(jù)量的不斷變化和教學(xué)改革的需要,給系統(tǒng)的穩(wěn)定和后期的維護(hù)造成了很大的隱患;2.通過(guò)引進(jìn)商業(yè)教務(wù)管理信息系統(tǒng),目前市場(chǎng)上較成熟的教務(wù)管理系統(tǒng)有湖南青果軟件公司、浙江正方現(xiàn)代教務(wù)管理系統(tǒng)、北京潤(rùn)乾軟件技術(shù)有限公司等，采用的是教務(wù)系統(tǒng)框架加個(gè)性化修改并行模式,也是目前高校教務(wù)管理信息系統(tǒng)使用覆蓋面最廣的；3.以成立教務(wù)管理信息系統(tǒng)軟件高校聯(lián)盟,江蘇省高等學(xué)校教學(xué)管理研究會(huì)通過(guò)了江蘇省教務(wù)管理《江蘇省高校教務(wù)管理系統(tǒng)軟件聯(lián)盟章程》,聯(lián)盟的目標(biāo)是整合省內(nèi)高校教務(wù)管理計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)可利用的硬件和軟件資源,降低聯(lián)盟內(nèi)高校教務(wù)管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和維護(hù)成本,目前只是進(jìn)行了理論性的研究和探討[6]。

教務(wù)管理信息系統(tǒng)真正運(yùn)行的模式是前兩種,也給教務(wù)管理工作和教學(xué)改革工作進(jìn)展帶來(lái)了一些制約。這兩種模式的采用的更多是“各自為政”的模式,存在著以下問(wèn)題：

第一,造成了資源的極大浪費(fèi)。高校間教務(wù)管理工作具有一定共性,各個(gè)高校分別引進(jìn)商業(yè)教務(wù)管理系統(tǒng),使各高校重復(fù)投入使用教務(wù)管理軟件和硬件,給資源帶來(lái)了極大的浪費(fèi)[7]。同時(shí)為確保教務(wù)管理系統(tǒng)順利運(yùn)行,學(xué)校也投入了較多的人力資源對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)使用,也造成了人力資源重復(fù)。

第二,給教務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)帶來(lái)了沉重壓力。由于各個(gè)高校獨(dú)自運(yùn)行教務(wù)系統(tǒng),無(wú)論從資金投入上,還是技術(shù)投入上,都非常有限。隨著教務(wù)系統(tǒng)不斷運(yùn)行,產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量不斷增大,尤其是選課節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)無(wú)法承受高并發(fā)的壓力,經(jīng)常導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓,給教務(wù)管理工作帶來(lái)了很壞影響[8]。

第三,給高校間資源共享和學(xué)分互認(rèn)在操作層面帶來(lái)了一定的影響[9]。因各高校教務(wù)管理系統(tǒng)使用和數(shù)據(jù)接口的不一致,不利于高校教學(xué)改革進(jìn)展以及高校間資源共享和學(xué)分互認(rèn),各高校的一些課程和學(xué)科的優(yōu)勢(shì)資源無(wú)法給各高校學(xué)生提供共享和服務(wù)。

二、云計(jì)算在高校教務(wù)管理系統(tǒng)中的價(jià)值體現(xiàn)

(一) 云計(jì)算的概念

IBM在其白皮書(shū)中對(duì)云計(jì)算進(jìn)行了定義,即云計(jì)算用來(lái)描述一個(gè)動(dòng)態(tài)的應(yīng)用程序或系統(tǒng)平臺(tái)。一個(gè)云計(jì)算的系統(tǒng)平臺(tái)根據(jù)需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)地配置(configuration)、部署(provision)、取消服務(wù)(deprivation)以及重新配置(reconfigure)等。云指的是提供ICT資源或信息服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施中心、平臺(tái)和應(yīng)用服務(wù)器等,提供的服務(wù)類型包括基礎(chǔ)設(shè)施、平臺(tái)和應(yīng)用等[10]。圖1中所示的“云”包含了這3個(gè)層面:基礎(chǔ)設(shè)施層面由各種服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)、存儲(chǔ)設(shè)備、并行分布式計(jì)算系統(tǒng)等組成;平臺(tái)層面由運(yùn)營(yíng)、支撐和開(kāi)發(fā)3個(gè)平臺(tái)組成;應(yīng)用層面提供軟件、數(shù)據(jù)和信息等各種應(yīng)用。這也分別對(duì)應(yīng)3種云計(jì)算的服務(wù)模式,基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)IaaS、平臺(tái)即服務(wù)PaaS和軟件即服務(wù)SaaS。

圖1 云計(jì)算的結(jié)構(gòu)

(二)云計(jì)算在高校教務(wù)管理系統(tǒng)中的價(jià)值體現(xiàn)

高校教務(wù)管理信息系統(tǒng)是一個(gè)面向教務(wù)管理人員、老師和學(xué)生的復(fù)雜系統(tǒng)。其具有數(shù)據(jù)量大、業(yè)務(wù)流程復(fù)雜等特點(diǎn),在設(shè)計(jì)教務(wù)管理系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮如何做到界面友好、如何做到系統(tǒng)設(shè)計(jì)最高效、如何提高資源利用率等問(wèn)題。云計(jì)算的按需配置、快速?gòu)椥阅芰?、虛擬化、及SaaS 的設(shè)計(jì)架構(gòu)可以解決復(fù)雜的系統(tǒng)問(wèn)題,具有以下優(yōu)點(diǎn)。

(1)硬件資源按需配置。通過(guò)虛擬化硬件資源,對(duì)不同高校的教務(wù)管理子系統(tǒng)按需劃分不同的計(jì)算能力、存儲(chǔ)空間和信道帶寬。如在某一高校教務(wù)系統(tǒng)選課時(shí)期,可以為其分配更多的硬件資源,解決了單獨(dú)高?；鶎佑布O(shè)備的不足的問(wèn)題,極大的提高硬件資源的利用率。

(2)教務(wù)管理適應(yīng)各種教育需求成為現(xiàn)實(shí)。云計(jì)算可以通過(guò)云端為高校教務(wù)管理提供各種類型的計(jì)算服務(wù),且無(wú)需經(jīng)常進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施更新和建設(shè),只需購(gòu)買云計(jì)算機(jī)平臺(tái)提供的服務(wù),學(xué)校師生就可以利用原有的計(jì)算機(jī)設(shè)備作為終端接入云服務(wù)。云計(jì)算平臺(tái)提供的服務(wù)實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)和應(yīng)用共享,提供了強(qiáng)大的計(jì)算能力,降低了系統(tǒng)的成本,高校無(wú)需在硬件上投入大量資本即可擴(kuò)展。

(3)多平臺(tái)優(yōu)化組合。針對(duì)各高校的不同應(yīng)用,云計(jì)算平臺(tái)服務(wù)層(PaaS)可以提供不同的開(kāi)發(fā)平臺(tái)和服務(wù)平臺(tái)。如可以將Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)安裝到UNIX系統(tǒng)上,而同時(shí)又可以將SQL SERVER安裝到Windows系統(tǒng)上,即將不同的數(shù)據(jù)庫(kù)部署在不同的操作系統(tǒng)上,較之原來(lái)系統(tǒng)架構(gòu)不合理的情況有了極大改善。

(4)信息更安全、服務(wù)更全面。云計(jì)算為存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)提供無(wú)限多的空間,采用分布式存儲(chǔ)的方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù),用冗余存儲(chǔ)的方式保證數(shù)據(jù)的可靠性。在云端有專業(yè)化的團(tuán)隊(duì)來(lái)存儲(chǔ)和管理信息,并有著嚴(yán)格的權(quán)限管理策略和防范各種病毒和各類網(wǎng)絡(luò)非法攻擊。

三、云計(jì)算在高校群教務(wù)管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

(一)教務(wù)管理信息系統(tǒng)云模式設(shè)計(jì)

從云計(jì)算技術(shù)的角度構(gòu)建出教務(wù)管理信息系統(tǒng)框架(圖2),第1層為基礎(chǔ)設(shè)施層(IaaS)是教務(wù)管理信息系統(tǒng)的最低層,包括基礎(chǔ)設(shè)施和基礎(chǔ)服務(wù),將虛擬化后的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和其它服務(wù)器提供給使用者。第2層為平臺(tái)服務(wù)層(PaaS)位于基礎(chǔ)設(shè)施層之上,將應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)和部署平臺(tái)作為服務(wù)提供給開(kāi)發(fā)人員以便其使用該平臺(tái)構(gòu)建、部署和管理應(yīng)用程序。第3層為軟件服務(wù)層(SaaS),是運(yùn)行在平臺(tái)服務(wù)層上的應(yīng)用集合,每一個(gè)應(yīng)用都對(duì)應(yīng)教務(wù)管理中的具體需求,實(shí)現(xiàn)一組特定的業(yè)務(wù)邏輯。

圖2教務(wù)管理信息系統(tǒng)云模式框架

(二)云計(jì)算在高校群教務(wù)管理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

2007 年10 月,Google 和IBM 聯(lián)合宣布推廣“云計(jì)算”的計(jì)劃,包括卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院、加州大學(xué)伯克利分校在內(nèi)的多所高校都參加了該項(xiàng)計(jì)劃, 我國(guó)的清華大學(xué)也于2008 年3 月加入了此項(xiàng)計(jì)劃[2]。美國(guó)的北卡羅來(lái)納州大學(xué)已經(jīng)為他們的學(xué)生提供基于云的虛擬計(jì)算實(shí)驗(yàn)室(Virtual Computing Lab)。作為IBM 2009年11 月啟動(dòng)的“云”學(xué)院首批成員之一,北京工業(yè)大學(xué)為了在信息科學(xué)領(lǐng)域站得更高、看得更遠(yuǎn),于2009 年啟動(dòng)北京工業(yè)大學(xué)云計(jì)算實(shí)驗(yàn)平臺(tái)項(xiàng)目,搭建了新一代的基于云計(jì)算的高性能計(jì)算中心和數(shù)據(jù)中心?；谠朴?jì)算高校群教務(wù)管理信息系統(tǒng)研究已具有良好借鑒的應(yīng)用模式[11]。

目前高校教學(xué)管理IT 需求主要采取自身集中式建設(shè)方式來(lái)滿足。但隨著學(xué)校規(guī)模擴(kuò)大以及業(yè)務(wù)量的增多,日益增長(zhǎng)的教學(xué)管理IT 需求無(wú)法得到充分滿足,成本不斷提升。云計(jì)算的應(yīng)用日趨成熟,通過(guò)探索“云計(jì)算”在高校群教學(xué)管理中的應(yīng)用前景[12],希望滿足高校群教學(xué)管理的IT 需求并提高工作效率;同時(shí)也能切實(shí)降低各高校教學(xué)管理的成本。

(1)構(gòu)建基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。云計(jì)算具有的強(qiáng)大計(jì)算能力,通過(guò)云計(jì)算與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的結(jié)合,可以從海量的教務(wù)數(shù)據(jù)中挖掘出有價(jià)值的教務(wù)管理信息,并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化信息存儲(chǔ)和管理,為各高校學(xué)分互認(rèn)和資源共享提供了可能。為確保各高校信息交換的完整性、準(zhǔn)確性與一致性提供依據(jù),標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)放的接口支持系統(tǒng)的涉及突出了數(shù)據(jù)的核心位置,可以國(guó)標(biāo)校標(biāo)為基礎(chǔ),確保數(shù)據(jù)的完整性、一致性、連貫性,并能為數(shù)字化校園提供完備的數(shù)據(jù)接口,完美的實(shí)現(xiàn)與各高校數(shù)字化校園的無(wú)縫集成,最大化保護(hù)原有投資,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、資源等信息與其他系統(tǒng)業(yè)務(wù)信息的高度同步和一致性,避免了數(shù)據(jù)多頭采集、重復(fù)采集的現(xiàn)象。

(2)構(gòu)建基于云計(jì)算的存儲(chǔ)平臺(tái)。通過(guò)網(wǎng)格技術(shù)、集群應(yīng)用、分布式文件系統(tǒng)等功能,將高校區(qū)中大量不同類型的存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)應(yīng)用軟件集合起來(lái),并能夠配合協(xié)同工作,共同對(duì)各高校提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)訪問(wèn)的完備系統(tǒng)。利用云計(jì)算的云存儲(chǔ)概念不僅可以使各高校在教務(wù)管理過(guò)程中不斷拓展大數(shù)據(jù),同時(shí)也可合理的使用硬件存儲(chǔ)設(shè)備,大大節(jié)約各高校的硬件投入。

(3)構(gòu)建基于云計(jì)算的公共數(shù)據(jù)交換平臺(tái)。采用主流的數(shù)據(jù)集成中間件,構(gòu)建與維護(hù)各高校數(shù)字校園綜合管理平臺(tái)信息標(biāo)準(zhǔn),在共享公共數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上整合與集成各種應(yīng)用系統(tǒng),通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、事件驅(qū)動(dòng)和服務(wù)驅(qū)動(dòng)將公共數(shù)據(jù)從應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)抽取到中心數(shù)據(jù)庫(kù),通過(guò)向應(yīng)用系統(tǒng)提供豐富接口實(shí)現(xiàn)公共數(shù)據(jù)向應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)的同步,確保數(shù)字各高校校園綜合管理平臺(tái)數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性與一致性。

(4)構(gòu)建基于云計(jì)算的安全策略。各高校在建立教務(wù)管理信息系統(tǒng)過(guò)程中,數(shù)據(jù)安全成為各高校信息化建設(shè)必須面對(duì)的一個(gè)重要問(wèn)題,各高校經(jīng)常遇到信息系統(tǒng)癱瘓、數(shù)據(jù)被惡意修改、硬盤(pán)損壞等問(wèn)題,基于云計(jì)算的技術(shù),圍繞程序安全、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全、數(shù)據(jù)傳輸安全、權(quán)限安全、頁(yè)面安全、日志安全、認(rèn)證安全、定期數(shù)據(jù)校核等方面共同保障系統(tǒng)的安全性,以滿足當(dāng)前階段復(fù)雜的安全環(huán)境。

高校教學(xué)質(zhì)量是高校發(fā)展的生命線,高校教務(wù)管理作為教學(xué)管理工作的一個(gè)重要環(huán)節(jié),高校教務(wù)管理系統(tǒng)為高校教務(wù)管理提供了良好的服務(wù)支撐?；谠朴?jì)算技術(shù)的應(yīng)用,結(jié)合高校大學(xué)城的建立,不斷提升和整合高校間教務(wù)管理信息系統(tǒng),全面提升高校教學(xué)管理效率,構(gòu)建有效、共享、交流、互動(dòng)的管理理念和系統(tǒng)平臺(tái)，為提高我國(guó)高校的教學(xué)管理核心競(jìng)爭(zhēng)力提供直接支撐。

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