李娜　鄧輝

摘要：目前，加快“云計(jì)算”、“大數(shù)據(jù)”、“物聯(lián)網(wǎng)”等新技術(shù)在高校信息化建設(shè)中的融合，已經(jīng)成為各個高校提高核心競爭力，深入挖掘教育資源潛力的必然趨勢。對教師工作量的統(tǒng)計(jì)和分析是教務(wù)管理中的重要環(huán)節(jié)，是各高校教學(xué)評價(jià)與考核重要依據(jù)。由于各高校考核標(biāo)準(zhǔn)無法統(tǒng)一，因此，盡管高校信息化建設(shè)正在如火如荼的進(jìn)行，但多數(shù)高校仍采用教務(wù)人員手工核算每位教師工作量的方式，工作效率極其低下。該文通過介紹“云計(jì)算”的基礎(chǔ)概念和主要技術(shù)，論述了云計(jì)算在高校教師工作量統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)中應(yīng)用的可行性，最后為當(dāng)前架構(gòu)下的統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)向云平臺移植提出了方向。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；高校教師工作量

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）22-0041-02

1高校信息化建設(shè)中的問題

在高校信息化建設(shè)伊始，有學(xué)者指出高校信息化建設(shè)容易進(jìn)入三個誤區(qū)：第一，重技術(shù)，輕內(nèi)容、第二，重初次建設(shè)，輕二次開發(fā)與深入整合、第三，重建設(shè)，輕應(yīng)用。十幾年過去了，如今高校信息化建設(shè)的問題已經(jīng)發(fā)生了改變，總結(jié)下來主要有如下兩點(diǎn)：

（1）過多強(qiáng)調(diào)設(shè)備儀器等硬件的購置，沒有認(rèn)識到軟資產(chǎn)的重要性，造成軟件應(yīng)用跟不上硬件發(fā)展的速度，反過來也限制了先進(jìn)硬件更好地加以利用。

（2）過多強(qiáng)調(diào)軟件系統(tǒng)框架的購置，但對后續(xù)二次開發(fā)和培訓(xùn)基本持放棄的態(tài)度，對軟件框架的深度應(yīng)用不再投入資金和精力去探索和嘗試。

2云計(jì)算基礎(chǔ)和應(yīng)用優(yōu)勢

“云計(jì)算”目前已經(jīng)成為一個令各行各業(yè)都密切關(guān)注的詞語，但對于云計(jì)算的定義還沒有達(dá)成一致共識。現(xiàn)階段廣為接受的是美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）定義：云計(jì)算是一種按使用量付費(fèi)的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問，進(jìn)人可配置的計(jì)算資源共享池（資源包括網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器，存儲，應(yīng)用軟件，服務(wù)），這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務(wù)供應(yīng)商進(jìn)行很少的交互。

云計(jì)算以服務(wù)的方式提供計(jì)算資源（包括計(jì)算能力、存儲能力和交互能力等），形成了一種動態(tài)可伸縮虛擬化的新型計(jì)算資源組織、分配和使用模式，這種模式使得計(jì)算資源成為向大眾提供服務(wù)的社會基礎(chǔ)設(shè)施，與傳統(tǒng)利用桌面計(jì)算資源的模式有很大不同，將可能會對信息技術(shù)本身及其應(yīng)用產(chǎn)生深刻影響-引。隨著云計(jì)算越來越廣泛的普及，越來越多的系統(tǒng)和應(yīng)用已經(jīng)開始向云平臺大遷徙。下面從兩個方面論述云計(jì)算在高校教師工作量統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)中應(yīng)用的可行性：

1）云計(jì)算的核心技術(shù)

通常認(rèn)為，云計(jì)算主要由“服務(wù)”和“管理”兩大體系組成。

“服務(wù)”主要包括SaaS、PaaS、IaaS三個平臺。SaaS負(fù)責(zé)把各種應(yīng)用軟件服務(wù)通過互聯(lián)網(wǎng)隨時(shí)隨地提供給用戶；PaaS負(fù)責(zé)把應(yīng)用開發(fā)及部署作為一種服務(wù)提供給用戶；IaaS負(fù)責(zé)把最基礎(chǔ)的計(jì)算、存儲、硬件等資源作為一種服務(wù)提供給用戶。云計(jì)算供應(yīng)商將把所有的軟、硬件設(shè)施都放置于我們說的“云”上，“云”用戶可以購買“云”服務(wù)，專注事務(wù)和使用，而不必關(guān)心軟件升級、數(shù)據(jù)更新以及硬件維護(hù)等繁瑣的問題。

“管理”主要從三個層面描述：用戶層、機(jī)制層和檢測層。這三個層面的管理機(jī)制相互制約，目的是確保“云”安全、穩(wěn)定地運(yùn)行，用戶層是面向“云”用戶的功能管理層，提供優(yōu)質(zhì)的“云”服務(wù)；機(jī)制層是面向“云”平臺的運(yùn)維管理層，提供優(yōu)質(zhì)的“云”管理；檢測層是面向“云”資源的數(shù)據(jù)管理層，提供優(yōu)質(zhì)的“云”數(shù)據(jù)。

在云計(jì)算的眾多技術(shù)中，以虛擬化技術(shù)、數(shù)據(jù)分存技術(shù)兩大技術(shù)最為關(guān)鍵。

（1）虛擬化技術(shù)，是一種將各種資源整合利用的技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)云計(jì)算和云存儲服務(wù)的基石。以最典型的計(jì)算虛擬化技術(shù)為例，在虛擬系統(tǒng)和底層硬件之間抽象出CPU和內(nèi)存供虛擬機(jī)使用，將計(jì)算資源虛擬化后，就可以在數(shù)據(jù)中心層面形成一個統(tǒng)一的計(jì)算資源池，這就是云計(jì)算設(shè)計(jì)的初衷，資源池化，按需計(jì)費(fèi)。當(dāng)完用戶申請使用計(jì)算資源的時(shí)候就可以從池中取出一部分資源供用戶使用，當(dāng)用戶退訂資源后，這部分資源又回到池中，供其他用戶使用。

（2）數(shù)據(jù)分存技術(shù)，是一種冗余存儲技術(shù)，不僅能夠保證存儲數(shù)據(jù)的可靠性，還可以增大數(shù)據(jù)訪問的并發(fā)性。近幾年，各個領(lǐng)域的數(shù)據(jù)量正在成指數(shù)倍增長，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)已逐漸被邊緣化，本文采用較流行的Hadoop框架構(gòu)建高校教師工作量統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)的存儲模型。

2）云計(jì)算在高校教務(wù)管理中應(yīng)用的優(yōu)勢

我國高校已經(jīng)投入了一定規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，并且多數(shù)也擁有千兆甚至萬兆主干帶寬校園網(wǎng)絡(luò)，在此基礎(chǔ)上與云計(jì)算接軌更加容易，云計(jì)算在高校教務(wù)管理中應(yīng)用的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在兩個方面：

（1）能夠大大減少高校在教務(wù)管理方面的持續(xù)投人負(fù)擔(dān)，包括硬件（計(jì)算機(jī)和服務(wù)器）投入和更新、硬件設(shè)備用房的建造和裝修以及硬件維護(hù)等費(fèi)用，只需購買相應(yīng)的云服務(wù)，就可以達(dá)到用相對較少的人力、物力和空間，滿足教務(wù)管理各個環(huán)節(jié)的絕大多數(shù)功能。

（2）能夠大大提高教務(wù)工作人員的工作效率，促進(jìn)教務(wù)工作信息化和遠(yuǎn)程化，高?？梢詾榻虅?wù)管理人員提供多種形式的、全天候的管理手段，避免教務(wù)管理各個環(huán)節(jié)各自為政，種類和數(shù)量繁多的數(shù)據(jù)報(bào)表重復(fù)收集，改變針對每一次分析工作，人工統(tǒng)計(jì)和核對總是占用大量的時(shí)間和精力的現(xiàn)狀，只需購買相應(yīng)的云存儲，就可以在云平臺上二次開發(fā)或移植軟件應(yīng)用，根據(jù)字段和條件訪問“云”中的海量數(shù)據(jù)，定制生成期望的報(bào)表。

高校教務(wù)管理工作的核心是對每一位教師每一階段教學(xué)工作的評價(jià)與考核，針對工作量的統(tǒng)計(jì)和分析能夠幫助教務(wù)管理人員和學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)制定更適合學(xué)校發(fā)展的戰(zhàn)略和計(jì)劃，只有調(diào)動所有教師的教學(xué)積極性和熱情，才能更好地完成各項(xiàng)目標(biāo)，培養(yǎng)出適合社會發(fā)展的人才，為高校的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。3高校教師工作量統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)中的云計(jì)算

高校教師工作量統(tǒng)計(jì)歷經(jīng)兩個階段，人工階段和半智能化階段。在人工階段中，完全依靠人工，填寫、匯總和核對多個Excel表格，流程如圖1所示。endprint

在半智能化階段中，減少了絕大多數(shù)人工匯總和核對的工作量，大幅提高了統(tǒng)計(jì)效率，但仍然有很多環(huán)節(jié)有待改進(jìn)和完善，流程如圖2所示。

1）基于云計(jì)算的高校教師工作量統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)軟件架構(gòu)三層分層結(jié)構(gòu)是經(jīng)典的軟件設(shè)計(jì)架構(gòu)，任何一個系統(tǒng)都可以被抽象細(xì)分為三層，即表示層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)服務(wù)層。其中，表示層用于系統(tǒng)跟用戶之間的交互，也可以理解為軟件界面以及界面中的數(shù)據(jù)接收和展示；業(yè)務(wù)邏輯層負(fù)責(zé)從表示層獲取數(shù)據(jù)，并進(jìn)行判斷；數(shù)據(jù)服務(wù)層用來操作數(shù)據(jù)庫，對數(shù)據(jù)進(jìn)行增、刪、改、查等操作。

與其他中小型軟件一樣，高校教師工作量統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問層和數(shù)據(jù)持久層都是放在同一服務(wù)器之上，數(shù)據(jù)的存儲通常都是采用數(shù)據(jù)庫或XML文檔兩種方式，而當(dāng)遭遇自然災(zāi)害或者服務(wù)器硬盤發(fā)生不可修復(fù)的錯誤后，必然會導(dǎo)致數(shù)據(jù)不完整性甚至數(shù)據(jù)丟失。隨著云計(jì)算技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，軟件設(shè)計(jì)和開發(fā)模式也將受到影響，傳統(tǒng)的三層架構(gòu)模式可以完全遷移到云計(jì)算服務(wù)中，這就是云計(jì)算中的SaaS服務(wù)模式。

SaaS軟件的開發(fā)有兩種方式：傳統(tǒng)的B/S結(jié)構(gòu)和虛擬化結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的B/S結(jié)構(gòu)開發(fā)技術(shù)比較成熟，主流開發(fā)工具有Java和.net等，數(shù)據(jù)本身和數(shù)據(jù)處理存放在云端的服務(wù)器上，客戶端用瀏覽器或者智能設(shè)備進(jìn)行訪問，SaaS軟件開發(fā)中的數(shù)據(jù)必須加密，確保數(shù)據(jù)不能被非法更改，而且可以由用戶指定兩個或兩個以上的存儲地址，確保數(shù)據(jù)不會丟失。虛擬化結(jié)構(gòu)是將軟件所有部分都放在云端的服務(wù)器上，訪問軟件時(shí)看到的只是服務(wù)器上傳回的屏幕影像，這樣，客戶端即便使用一個普通配置的終端，但仍能體會到服務(wù)器級的運(yùn)算速度。

本文在第一種開發(fā)方式的基礎(chǔ)上，結(jié)合高校自身特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一個安全有效的云計(jì)算軟件架構(gòu)，如圖3所示。

2）基于Hadoop技術(shù)框架與高校信息平臺融合

如何在信息量劇增的數(shù)據(jù)中快速檢索、高效存儲和管理已日益成為高校信息用戶關(guān)注的重要問題。Hadoop是在Internet上用于對搜索的關(guān)鍵詞進(jìn)行內(nèi)容分類的最佳工具，存儲結(jié)構(gòu)屬于分布式，在提高讀寫速度的同時(shí)，將存儲容量也有了明顯的提升，通過將數(shù)據(jù)進(jìn)行冗余存儲的方式確保數(shù)據(jù)安全性，另外，MapReduce編程模型也保證了海量數(shù)據(jù)高效的分析和處理。

由于，Hadoop技術(shù)能在大量低配置計(jì)算機(jī)上構(gòu)建集群，充分發(fā)揮集群的計(jì)算和存儲能力，因此，可以利用高校的服務(wù)器構(gòu)建一個計(jì)算和存儲集群，為高校各種管理系統(tǒng)向統(tǒng)一信息平臺融合創(chuàng)造條件。

Hadoop技術(shù)中的HDFS具有高容錯和超強(qiáng)的數(shù)據(jù)管理能力，對高校中的服務(wù)器統(tǒng)一控制和管理，通過主/從形式的體系結(jié)構(gòu)為高校信息平臺中的用戶管理、數(shù)據(jù)管理以及安全管理等功能提供保障。

而MapReduce則完成了將計(jì)算分布到各個節(jié)點(diǎn)中的任務(wù)，結(jié)合多維度、高性能數(shù)據(jù)庫HBase，成就了在高校信息平臺上享受資源共享、查找、統(tǒng)計(jì)和分析等服務(wù)。

4總結(jié)

對高校信息平臺資源的整合，即是對高校內(nèi)部各職能部門信息資源的整合，包括教務(wù)管理系統(tǒng)、招生管理系統(tǒng)、學(xué)生管理系統(tǒng)、財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)以及科研管理系統(tǒng)等等，由于各職能部門既是一個獨(dú)立運(yùn)作的整體，又在學(xué)校整個運(yùn)作中相互聯(lián)系和影響，因此整合工作有一定的難度。本文首先分析了高校信息化建設(shè)中存在的問題，通過介紹“云計(jì)算”的基礎(chǔ)概念和主要技術(shù)，論述了云計(jì)算在高校教師工作量統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)中應(yīng)用的可行性，最后為當(dāng)前架構(gòu)下的統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)向云平臺移植提出了方向。endprint