袁競(jìng)

（常州開放大學(xué)，江蘇 常州 213001）

1 引言

數(shù)據(jù)庫(kù)課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)課程中一門兼具理論與實(shí)踐的課程，受到各大高校的重視，為其建設(shè)了相關(guān)的精品課程網(wǎng)站、課程資源庫(kù)等。但這些課程資源或多或少都存在著某些問題，如課程資源種類比較單一、缺乏師生交互手段、課程資源品質(zhì)參差不齊、存在重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象等。為此，這些課程資源在實(shí)際的使用過程中難以充分發(fā)揮作用，使得數(shù)據(jù)庫(kù)課程成為計(jì)算機(jī)專業(yè)中擁有較多課程教學(xué)資源，但依然是學(xué)生難以掌握理論、精通操作的專業(yè)課程。

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，云計(jì)算技術(shù)逐漸走入人們的工作、生活與學(xué)習(xí)，云計(jì)算的衍生技術(shù)——云存儲(chǔ)亦成為關(guān)注熱點(diǎn)。云存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用為教育教學(xué)資源的共享與整合提供了可能性，利用云存儲(chǔ)技術(shù)搭建課程資源的存儲(chǔ)、共享與服務(wù)平臺(tái)，一方面能夠豐富課程資源的類型，解決課程資源重復(fù)建設(shè)的問題，在存儲(chǔ)課程資源的基礎(chǔ)上為師生提供交流的平臺(tái)；另一方面通過云存儲(chǔ)平臺(tái)以及相應(yīng)課堂教學(xué)方法的應(yīng)用，能夠充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性，加深其對(duì)理論的理解與技能的掌握，從而提高數(shù)據(jù)庫(kù)課程的教學(xué)質(zhì)量。

2 構(gòu)建基于云存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)課程資源共享平臺(tái)必要性

2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)課程資源的現(xiàn)狀

數(shù)據(jù)庫(kù)課程資源主要包括課程視頻、操作演示、教學(xué)課件、項(xiàng)目實(shí)例、試題等。這些課程資源屬于存儲(chǔ)類型的文件資源，在資源建設(shè)過程中只需要提供穩(wěn)定的海量存儲(chǔ)空間、高效的傳輸速度，教師或者學(xué)生用戶即可體驗(yàn)到課程資源共享的便捷性與使用的高效性[1]。目前，在數(shù)據(jù)庫(kù)課程資源平臺(tái)的實(shí)際建設(shè)過程中，各個(gè)高校通過數(shù)據(jù)庫(kù)精品課程網(wǎng)站、數(shù)據(jù)庫(kù)課程資源庫(kù)等方式，構(gòu)建了大量的數(shù)據(jù)庫(kù)課程存儲(chǔ)型資源平臺(tái)。但這些資源幾乎都是相對(duì)孤立的，存在著資源的重復(fù)建設(shè)、信息交互困難等問題[2]。

此外，數(shù)據(jù)庫(kù)課程資源的利用率不高。數(shù)據(jù)庫(kù)課程是一門理論與操作并重的課程，課程要求學(xué)生既要理解數(shù)據(jù)庫(kù)的理論知識(shí)，又要掌握操作的具體技能。但在實(shí)際的教學(xué)過程中，初學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)的學(xué)生往往難以理解其理論，經(jīng)過一段時(shí)間學(xué)習(xí)后對(duì)其進(jìn)一步的理論知識(shí)點(diǎn)又難以理解透徹，在此基礎(chǔ)上的實(shí)驗(yàn)操作任務(wù)也就難以徹底完成。這樣的情況下，數(shù)據(jù)庫(kù)課程的教學(xué)資源在教學(xué)過程中可以起到重要的作用，然而實(shí)際情況卻相反，學(xué)生大多滿足于課本的教輔材料，少數(shù)能夠利用網(wǎng)絡(luò)尋找資源的學(xué)生，往往會(huì)因?yàn)榫W(wǎng)上多數(shù)重復(fù)的資源、過度碎片化的資源感到無從下手。學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性、數(shù)據(jù)庫(kù)課程資源缺乏條理性是造成課程資源利用率低的兩方面原因，這就要求教師在構(gòu)建課程資源的過程中要想方設(shè)法將其融入到教學(xué)過程中，以課程任務(wù)、作業(yè)、項(xiàng)目的方式調(diào)動(dòng)學(xué)生查閱資料的積極性。

2.2 云存儲(chǔ)的優(yōu)勢(shì)

云存儲(chǔ)技術(shù)作為云計(jì)算的一種衍生技術(shù)，已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的新形式，其強(qiáng)化整合了互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)傳輸以及應(yīng)用交互功能[3]。云存儲(chǔ)最大的優(yōu)勢(shì)是其虛擬性，它可以幫助用戶不受時(shí)間與空間的限制，隨時(shí)隨地享受到存儲(chǔ)服務(wù)以及相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)，而服務(wù)所需要的資源都來自云端，且服務(wù)的實(shí)現(xiàn)形式并不局限于一個(gè)特定的有形實(shí)體。用戶只需要通過接入云端的終端進(jìn)行操作，而服務(wù)與應(yīng)用的具體運(yùn)行過程對(duì)用戶來說是透明的。

盡管云存儲(chǔ)的服務(wù)提供過程對(duì)用戶來說是透明的，但云端的數(shù)據(jù)多副本容錯(cuò)以及節(jié)點(diǎn)同構(gòu)互換策略保證了服務(wù)的穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)多副本容錯(cuò)以及節(jié)點(diǎn)同構(gòu)互換策略可以通過多個(gè)廉價(jià)的節(jié)點(diǎn)來構(gòu)成，云端的集中化管理可以降低資源規(guī)模上漲帶來的管理成本，從而整體上降低云存儲(chǔ)系統(tǒng)的建構(gòu)成本[4]。在用戶使用方面，云存儲(chǔ)的通用性能夠提升網(wǎng)絡(luò)資源的利用率，同時(shí)亦能夠使用戶享受云存儲(chǔ)帶來的低成本優(yōu)勢(shì)與高效率資源，從而降低用戶的使用成本。

3 基于云存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)課程資源平臺(tái)框架模型

3.1 架構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)課程資源平臺(tái)的功能進(jìn)行需求分析，其主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)課程教學(xué)資源的管理，實(shí)現(xiàn)課程資源的存儲(chǔ)、查詢、瀏覽、編輯等功能，同時(shí)為師生提供一個(gè)信息的交互平臺(tái)，根據(jù)這些實(shí)際需求以及平臺(tái)體系功能，可以將基于云存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)課程資源平臺(tái)框架體系自上而下分為三個(gè)結(jié)構(gòu)層次，即應(yīng)用層、服務(wù)管理層、設(shè)施層[5]。該三層結(jié)構(gòu)體系不是簡(jiǎn)單的物理結(jié)構(gòu)體系，它們之間存在一定的邏輯關(guān)系，其具體結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1 基于云存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)課程資源平臺(tái)框架

設(shè)施層中最主要的包含了硬件資源、數(shù)字化資源以及虛擬資源。硬件資源主要由多個(gè)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)化設(shè)備以及存儲(chǔ)器構(gòu)成，為整個(gè)課程資源的云存儲(chǔ)平臺(tái)提供運(yùn)行所需的底層硬件設(shè)施。數(shù)字化資源中包含的是數(shù)據(jù)庫(kù)課程的各類課程資源，每類資源封裝保存成為獨(dú)立的單元模塊，如PPT課件資源、動(dòng)畫資源、視頻資源、試題資源、實(shí)踐素材資源等，獨(dú)立的單元模塊便于課程資源的共享與管理。虛擬資源主要由多個(gè)虛擬服務(wù)器和虛擬化的云計(jì)算資源池組成，負(fù)責(zé)對(duì)資源進(jìn)行統(tǒng)一管理和部署，并按照不同的需求提供相應(yīng)的服務(wù)。例如屏蔽資源不同的地理分布與物理異構(gòu)、提供統(tǒng)一的接口使其具備更好的兼容性等。

位于中間的是服務(wù)管理層，這是整個(gè)框架結(jié)構(gòu)的核心環(huán)節(jié)，主要為下層的設(shè)施層和上層的應(yīng)用層提供協(xié)調(diào)和交互服務(wù)，實(shí)現(xiàn)課程資源訪問、調(diào)度、存儲(chǔ)、編輯的動(dòng)態(tài)管理，同時(shí)為整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行提供管理服務(wù)。服務(wù)管理層主要由用戶管理、服務(wù)管理、系統(tǒng)監(jiān)控、系統(tǒng)安全管理、負(fù)載管理、容錯(cuò)管理等幾個(gè)模塊組成。用戶管理模塊為教師和學(xué)生提供不同的權(quán)限，服務(wù)管理模塊則根據(jù)權(quán)限的不同，為不同用戶提供相應(yīng)的服務(wù)。教師可以上傳課程資源、對(duì)課程資源進(jìn)行編輯管理操作、給學(xué)生布置課程任務(wù)、作業(yè)、對(duì)學(xué)生上傳的任務(wù)做出相應(yīng)的批閱以及完成師生互動(dòng)等；學(xué)生則主要是查閱課程資源、完成教師發(fā)布的課程任務(wù)、完成作業(yè)等。

應(yīng)用層位于系統(tǒng)的最上層，是為用戶提供服務(wù)的接口層。應(yīng)用層為用戶提供資源的查詢、閱讀、下載等個(gè)人用戶服務(wù)，為教師用戶提供課程資源的存儲(chǔ)服務(wù)，為系統(tǒng)管理員提供增刪用戶、備份數(shù)據(jù)等系統(tǒng)管理服務(wù)。用戶可以通過電腦終端或者移動(dòng)終端接入系統(tǒng)，向系統(tǒng)提出服務(wù)申請(qǐng)，云服務(wù)器根據(jù)服務(wù)的具體類型做出響應(yīng)。

基于云存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)課程資源平臺(tái)三層體系架構(gòu)由靈活的計(jì)算機(jī)硬件構(gòu)成，三層結(jié)構(gòu)的處理能力與負(fù)載要求各不相同，規(guī)劃構(gòu)建時(shí)可以根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際需求靈活變換。應(yīng)用層、服務(wù)管理層與設(shè)施層的開發(fā)與維護(hù)可以單獨(dú)分開進(jìn)行，因而各層具備相對(duì)獨(dú)立性，使得整個(gè)系統(tǒng)有較高的穩(wěn)定性、安全性和可操作性。

3.2 業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)

基于云存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)課程資源共享平臺(tái)中的業(yè)務(wù)流程管理主要由主管理器、業(yè)務(wù)組件、服務(wù)定位器、數(shù)據(jù)庫(kù)訪問組件組成。學(xué)生或者教師通過終端的瀏覽器訪問平臺(tái)，平臺(tái)接收到用戶請(qǐng)求后會(huì)將其以工作任務(wù)的形式發(fā)送給主管理器，主管理器對(duì)當(dāng)前工作任務(wù)分析后，做出相應(yīng)響應(yīng)。在不需要訪問數(shù)據(jù)庫(kù)的情況下，如系統(tǒng)的管理、平臺(tái)的監(jiān)控等，通過服務(wù)定位器查找相應(yīng)服務(wù)，并將服務(wù)提供給當(dāng)前用戶；在需要訪問數(shù)據(jù)庫(kù)的情況下，如課程資源的查詢、課程任務(wù)的上傳下載等，主管理器會(huì)調(diào)用相應(yīng)的業(yè)務(wù)組件訪問數(shù)據(jù)庫(kù)，再將數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問結(jié)果返回給用戶。

通過這樣的業(yè)務(wù)管理流程，教師或者學(xué)生只需要通過瀏覽器對(duì)所需要的數(shù)據(jù)庫(kù)課程資源做相應(yīng)的操作，云存儲(chǔ)平臺(tái)屏蔽了資源管理、系統(tǒng)設(shè)置等后臺(tái)操作，用戶所需要的資源信息可能由一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器提供，但具體的資源定位、服務(wù)提供則不需要用戶去具體完成。云存儲(chǔ)平臺(tái)中的設(shè)備對(duì)于用戶來說是透明的，無論是平臺(tái)管理員上傳的課程資源或者是普通用戶上傳的課程資源都會(huì)存儲(chǔ)在云端，使用過程就如同操作本地電腦一樣。云存儲(chǔ)技術(shù)的規(guī)范化管理和定期維護(hù)可以為課程資源平臺(tái)提供較高的安全性，從而保證信息的安全與完整，用戶不必?fù)?dān)心自己資源丟失或者被損壞。

3.3 功能模塊設(shè)計(jì)

云存儲(chǔ)環(huán)境下數(shù)據(jù)庫(kù)課程的資源平臺(tái)根據(jù)用戶身份的不同，其權(quán)限和能夠進(jìn)行的操作也會(huì)存在差異性，依此將平臺(tái)的功能模塊分成三個(gè)組成部分：教師、學(xué)生與系統(tǒng)管理員，每個(gè)部分根據(jù)用戶所需要進(jìn)行的操作再次被劃分為如圖2所示的數(shù)個(gè)功能子模塊。

圖2 功能模塊

教師功能模塊中共有三個(gè)子模塊：課程資源管理模塊、課程任務(wù)管理模塊以及在線互動(dòng)模塊。課程資源管理模塊主要是給教師進(jìn)行教學(xué)資源的上傳、編輯、刪除等操作。數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)資源較多，如教學(xué)視頻、實(shí)驗(yàn)演示、課件、真題試卷等，教師可以按照資源類別或者章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行課程資源的管理。課程任務(wù)管理模塊主要是為配合教師的教學(xué)進(jìn)度，進(jìn)行課程任務(wù)的發(fā)布與批閱，如針對(duì)每次課發(fā)布課前預(yù)習(xí)任務(wù)或者課后作業(yè)、章節(jié)的測(cè)驗(yàn)、實(shí)操任務(wù)、小組任務(wù)等。在線互動(dòng)模塊是為教師提供與學(xué)生進(jìn)行在線互動(dòng)的功能，在線互動(dòng)分為兩類，一類是配合教師進(jìn)行課堂教學(xué)，進(jìn)行課堂訓(xùn)練項(xiàng)目或者小組討論任務(wù)發(fā)布，然后由學(xué)生完成并展示；另一類則是非實(shí)時(shí)的互動(dòng)，用于教師發(fā)布討論話題或者是回復(fù)學(xué)生問題。

學(xué)生功能模塊由課程資源查閱、在線課程任務(wù)、在線互動(dòng)討論三個(gè)子模塊組成。課程資源查閱模塊是提供給學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)課程資源學(xué)習(xí)的端口，通過該模塊學(xué)生可以觀看課程教學(xué)視頻、操作流程演示、下載課程課件，根據(jù)自身的學(xué)習(xí)需要獲取相關(guān)的學(xué)習(xí)資源。在線課程任務(wù)模塊主要是用以完成教師發(fā)布的課程任務(wù)，如隨堂作業(yè)、章節(jié)測(cè)試等。學(xué)生在在線互動(dòng)討論模塊中主要完成教師發(fā)布的討論話題，另外也可以向教師提出在學(xué)習(xí)中的疑問。可以看到教師模塊下的三個(gè)功能子模塊與學(xué)生模塊下的三個(gè)功能子模塊所能實(shí)現(xiàn)的功能基本一致，只是由于用戶的角色不一樣導(dǎo)致其權(quán)限、可完成的操作不一樣，在開發(fā)的時(shí)候可以避免重復(fù)開發(fā)，通過用戶身份判斷其權(quán)限，從而分配相應(yīng)的操作接口。

系統(tǒng)管理員模塊中主要用以管理人員與系統(tǒng)。人員管理子模塊中進(jìn)行人員的添加、刪除以及權(quán)限的分配；系統(tǒng)管理子模塊中進(jìn)行系統(tǒng)的管理操作，如系統(tǒng)監(jiān)控、負(fù)載均衡、虛擬服務(wù)器的設(shè)置、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)、系統(tǒng)安全設(shè)置等。

4 結(jié)語(yǔ)

云存儲(chǔ)技術(shù)是在云計(jì)算概念上發(fā)展出的新概念，在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用引起了廣大教育者的關(guān)注，其研究也從技術(shù)階段逐步過渡到應(yīng)用階段。本課題以計(jì)算機(jī)專業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)課程為例，探討了以云存儲(chǔ)技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)建課程資源共享平臺(tái)，并為該平臺(tái)搭建了框架模型。當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)入云技術(shù)時(shí)代，將課程資源教育資源存儲(chǔ)在云端必然會(huì)成為趨勢(shì)，教育者不僅僅需要完成課程資源的建設(shè)，還需要建立課程資源的訪問規(guī)則。本文僅以數(shù)據(jù)庫(kù)課程云存儲(chǔ)資源平臺(tái)的構(gòu)建為研究點(diǎn)，為其他課程建立資源存儲(chǔ)共享平臺(tái)提供了借鑒。