楊 萌,張達(dá)正

(1.淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)系，安徽 淮北 235000；2.鞍山市教育事業(yè)發(fā)展中心，遼寧 鞍山 114001)

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展為教學(xué)模式和學(xué)習(xí)方法的創(chuàng)新帶來動(dòng)力，共享型學(xué)習(xí)已經(jīng)成為發(fā)展趨勢，如何做好學(xué)習(xí)資源的共建共享成為各界廣泛關(guān)注的話題.學(xué)習(xí)人員為維持學(xué)習(xí)的延展性能，在任一時(shí)段與位置從任一資源存儲(chǔ)介質(zhì)選取自己所需的學(xué)習(xí)資源，這讓資源組建在一定條件下非靜態(tài)開展，可滿足動(dòng)態(tài)形成與優(yōu)化進(jìn)程.學(xué)習(xí)作為在某一特定環(huán)境產(chǎn)生的個(gè)人行為，巨大數(shù)量的學(xué)習(xí)資源作為不同人群學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)保障.傳統(tǒng)的單點(diǎn)集中式資源儲(chǔ)存不管是在資源量還是在進(jìn)出便利性上均不能達(dá)到規(guī)定，這需要把單點(diǎn)集中存儲(chǔ)方式改為分布式網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ).在分布式網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)中，物理空間中存有的資源存儲(chǔ)關(guān)聯(lián)點(diǎn)利用通信網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建關(guān)聯(lián)，從而成為一個(gè)空間不限的智能資源網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存介質(zhì)[1,2].充分利用云計(jì)算技術(shù)的優(yōu)勢，通過學(xué)習(xí)資源的共享實(shí)現(xiàn)知識(shí)共建，有助于提升教學(xué)效率和教學(xué)資源的利用率.

1 云計(jì)算

云計(jì)算(Cloud Computing)，可理解為并行處置、分布式處置與網(wǎng)格計(jì)算的開展，是一種新興起的共享基礎(chǔ)組織的方式.云計(jì)算可通過虛擬化以及面向服務(wù)結(jié)構(gòu)，將分散于網(wǎng)格中的巨大數(shù)量的服務(wù)器集群融合，給予使用者安全、可靠、便利的多種數(shù)據(jù)服務(wù)，并能于任一時(shí)段、任一位置，運(yùn)用能關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的最終裝置來使用各種服務(wù)[4].云計(jì)算的可靠性高、迅速部署、空間延伸、按需服務(wù)等優(yōu)勢，可以全面達(dá)到資源共建共享載體及網(wǎng)上學(xué)習(xí)空間的創(chuàng)建要求.現(xiàn)階段，許多高等在建設(shè)數(shù)字化學(xué)校中創(chuàng)建云載體，支持院校信息化體系的使用[5,6].

2 系統(tǒng)的需求及功能分析

2.1 需求分析

針對院校學(xué)習(xí)載體存在的一些問題，共享學(xué)習(xí)資源平臺(tái)所需優(yōu)化的不只是為師生間、生生間相互溝通便利、提升學(xué)習(xí)成效提供保障，還需在以往溝通模式的基礎(chǔ)上保障新的學(xué)習(xí)方法在時(shí)空中進(jìn)一步優(yōu)化完善.需在資料共享途徑中采用更有效的共享形式，把每所院校的基礎(chǔ)資源進(jìn)行整合，并給予系統(tǒng)相關(guān)載體應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)資料及信息共享.通過調(diào)研師生學(xué)習(xí)資源的共享需求，云平臺(tái)需要滿足下述幾點(diǎn)要求：

(1)管理者設(shè)置相關(guān)權(quán)限，匹配與之對應(yīng)人員進(jìn)入此平臺(tái)完成各自操作；

(2)使用者能開展學(xué)習(xí)資源的向上傳輸與下載工作;

(3)各自組建的小組管理人員或負(fù)責(zé)人對本組成員具有選取權(quán)和發(fā)帖等操作；

(4)輸關(guān)鍵字檢索能找到相應(yīng)的資源.

2.2 功能分析

此平臺(tái)主要包括公共信息模塊、學(xué)習(xí)資源模塊、小組班級(jí)模塊及用戶信息模塊等.每個(gè)模塊主要實(shí)施操作的功能如下：公共信息模塊能將網(wǎng)站近段時(shí)間發(fā)生的事項(xiàng)或通知予以發(fā)出，并能上傳本組或集體的學(xué)習(xí)或者活動(dòng)照片，讓使用者第一時(shí)間知道；學(xué)習(xí)資源模塊能實(shí)現(xiàn)資源共享操作，同時(shí)對共享的資源添加文字說明，縮短師生查詢資料的用時(shí)，提升學(xué)習(xí)成效；小組班級(jí)模塊實(shí)現(xiàn)建立小組的靈活性和添加學(xué)習(xí)組別，可以參與小組的集體學(xué)習(xí)討論；用戶信息模塊實(shí)現(xiàn)組員基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的建立、管控以及維護(hù)、支持信息完善和照片添加等功能.

各個(gè)模塊功能的實(shí)現(xiàn)是系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)，針對系統(tǒng)功能展開研究是下一步開展程序開發(fā)與實(shí)現(xiàn)的依據(jù)，只有這樣才可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體需求，為師生學(xué)習(xí)資源的高效共享和學(xué)習(xí)效率的提升提供幫助.

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 技術(shù)架構(gòu)

云計(jì)算平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)主要包括應(yīng)用層、web服務(wù)端和云平臺(tái).設(shè)計(jì)如圖1所示.

圖1 技術(shù)架構(gòu)圖

Bootstrap作為前端組織架構(gòu)之一，Html,CSS以及JavaScript較傳統(tǒng)前端組織架構(gòu)靈活性更強(qiáng)，讓W(xué)eb終端研發(fā)速度更快.JQuery作為具有良好兼容性的非重量級(jí)JavaScrip庫之一，Volley作為Android環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)操作開源組織架構(gòu)之一，將網(wǎng)絡(luò)操作極大地簡單化[7].XUtils框架與Java環(huán)境下的Hibernate框架較為相似，是Android開發(fā)環(huán)境下的ORM CObject Relation Mapping時(shí)態(tài)關(guān)系映射框架，其對數(shù)據(jù)庫操作可進(jìn)一步簡化;ThinkAndroid作為Android開發(fā)環(huán)境下能完成MVC的開源框架中一種.Spring作為非重量級(jí)的開源框架，可完成Restful Web Service與MVC框架設(shè)計(jì)，利用Hibernate對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行簡化設(shè)計(jì).MySQL是Oracl典型的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(Database Management System，DBMS)，分為社區(qū)版與商業(yè)版.云計(jì)算平臺(tái)選用的版本為社區(qū)版，減低研發(fā)與運(yùn)營費(fèi)用;Rcstful接口為應(yīng)用與服務(wù)器、終端與服務(wù)器之間的交互提供服務(wù)；OpenStack作為開源云計(jì)算應(yīng)用程序，經(jīng)多個(gè)組件融合形成整體并達(dá)到實(shí)施標(biāo)準(zhǔn),平臺(tái)與服務(wù)一體.IaaS CInfrastructure 基礎(chǔ)設(shè)施與服務(wù)相等同.Swift開源基礎(chǔ)能夠提供高可靠性的分布式對象存儲(chǔ)服務(wù)[8].

3.2 功能設(shè)計(jì)

云存儲(chǔ)平臺(tái)為普通使用者的操作提供基礎(chǔ)功能，具體如圖2所示.

圖2 普通用戶功能模塊圖

學(xué)習(xí)資源云存儲(chǔ)平臺(tái)的功能模塊可以分為兩個(gè)方面：一是存儲(chǔ)，二是用戶管理.存儲(chǔ)部分主要實(shí)現(xiàn)文件夾創(chuàng)建和資料的上傳、下載、刪除、重命名、復(fù)制、移動(dòng)等，同時(shí)支持文件搜索和共享.用戶管理部分主要功能包括用戶注冊、登錄、注銷、資料修改及密碼管理等.

4 技術(shù)難點(diǎn)

4.1 數(shù)據(jù)訪問組件的實(shí)現(xiàn)

數(shù)據(jù)訪問組件包含DAO接口類及DAO實(shí)體類以響應(yīng)源于業(yè)務(wù)邏輯組件的申請.在DAO實(shí)現(xiàn)類中包含了對Hibernate所給予的API ( HibernateDaoSupport類有關(guān)方式)的調(diào)取使用.在此，選用Annotation功能，在實(shí)體類中利用注解方法把屬性和數(shù)據(jù)庫表的相關(guān)字段予以一一對應(yīng).

4.2 OpenStack API調(diào)用

利用HTTP的Restful服務(wù)接口，調(diào)取選用Open-Stack Swift服務(wù)，可達(dá)到賬號(hào)、容器與對象的增加、刪除、修改、查詢等實(shí)施功能.未進(jìn)行訪問，先是在認(rèn)證服務(wù)器中拿到訪問權(quán)限，在數(shù)據(jù)包中添加X-Auth-Token有關(guān)內(nèi)容.因?yàn)槔肦estful服務(wù)接口達(dá)到Swift服務(wù)器的調(diào)用操作繁雜，并極易產(chǎn)生錯(cuò)誤，云存儲(chǔ)系統(tǒng)研發(fā)過程應(yīng)用了JOSS (Java OpenStack Storage Component)開源功能小程序達(dá)到Restful服務(wù)接口的調(diào)用，將研發(fā)工作極大簡單化.

5 系統(tǒng)性能分析與評(píng)價(jià)

5.1 壓力測試

利用壓力測試的方式，分析采用云計(jì)算方式的教學(xué)素材點(diǎn)播網(wǎng)頁的響應(yīng)實(shí)效，具體如圖3所描述.選用傳統(tǒng)形式，并發(fā)關(guān)聯(lián)數(shù)量大于200后響應(yīng)實(shí)效快速加大；而選用云計(jì)算安排，并發(fā)關(guān)聯(lián)數(shù)量的加大對響應(yīng)實(shí)效作用不高，維持于特定的實(shí)效范疇內(nèi).從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，選用云計(jì)算安排策略可達(dá)到非靜態(tài)關(guān)聯(lián)巨大數(shù)量的教學(xué)資源共享的所需.

5.2 整體網(wǎng)分析

圖3 不同并發(fā)關(guān)聯(lián)數(shù)量下資源點(diǎn)播頁面響應(yīng)時(shí)間對比圖

根據(jù)整體網(wǎng)絡(luò)成員的互動(dòng)狀況，在測試界面中將在線網(wǎng)絡(luò)成員的二值矩陣沿著測試路徑得到該網(wǎng)絡(luò)成員活動(dòng)群圖，如圖4所示.該社群圖能顯示群體成員之間的交互比較密切，社群圖中沒有獨(dú)立的結(jié)點(diǎn)，說明網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)比較活躍，網(wǎng)絡(luò)在線成員均可積極主動(dòng)地參與在線學(xué)習(xí)活動(dòng).

5.3 密度分析

群體網(wǎng)絡(luò)密度的一個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)就是群體內(nèi)成員的交互是否頻繁，相互之間交互越頻繁，群體的網(wǎng)絡(luò)密度就越大.使用軟件沿著測試路徑，選取數(shù)據(jù)為群體成員交互二值矩陣，計(jì)算得到該活動(dòng)密度，得出此群體網(wǎng)絡(luò)密度為0.330 4.但是根據(jù)實(shí)際調(diào)研情況來看，群體網(wǎng)絡(luò)的最大密度值是0.5.由此可知，云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)密度比較大，群體成員相互之間的聯(lián)絡(luò)比較密切，參加活動(dòng)的積極性相對較高.

圖4 網(wǎng)絡(luò)成員的活動(dòng)社群圖

6 結(jié)束語

云計(jì)算作為資源運(yùn)用的新形式，在多個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，取得良好效果.本文創(chuàng)建了一個(gè)私有云存儲(chǔ)空間，利用開源架構(gòu)達(dá)到用OpenStack API調(diào)取使用目標(biāo).研究結(jié)果可為院校范圍教學(xué)資源管控以及分享提供一定的參考.