導(dǎo)語(yǔ)：數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源管理研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要：為解決由資源規(guī)模和訪(fǎng)問(wèn)需求引起的系統(tǒng)穩(wěn)定性較低的問(wèn)題，提出基于云計(jì)算的數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究。將塊存儲(chǔ)設(shè)備RBD3250A和資源編排設(shè)備ROS7A200作為系統(tǒng)的硬件環(huán)境，構(gòu)建包括用戶(hù)信息管理、專(zhuān)業(yè)信息管理、教師信息管理、課程信息管理、教學(xué)資源信息管理以及統(tǒng)計(jì)信息管理功能的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在B/S基礎(chǔ)上，利用云計(jì)算的結(jié)果在系統(tǒng)內(nèi)對(duì)資源進(jìn)行管理。測(cè)試結(jié)果表明，系統(tǒng)的白盒測(cè)試結(jié)果與黑盒測(cè)試結(jié)果均滿(mǎn)足使用要求。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；教學(xué)資源；存儲(chǔ)設(shè)備；資源編排；B/S

為了促進(jìn)線(xiàn)上教學(xué)質(zhì)量的提升，需及時(shí)優(yōu)化學(xué)校內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上的教學(xué)資源儲(chǔ)備。在信息技術(shù)的加持下，教學(xué)資源的形式也逐漸衍化出了更加多樣化的屬性，其中包括教學(xué)課件、文本資料、音頻資料、視頻資料以及多媒體教學(xué)平臺(tái)，甚至部分院校的圖書(shū)館也實(shí)現(xiàn)了信息化管理，部分資源以數(shù)字化的形式呈現(xiàn)，使其存儲(chǔ)的電子圖書(shū)資源可以在線(xiàn)上學(xué)習(xí)活動(dòng)中被更加廣泛地應(yīng)用[1-3]。這些豐富的教學(xué)資源在給學(xué)生和老師帶來(lái)了便利和幫助的同時(shí)，也造成了一定的困擾。其中，最嚴(yán)重的就是由于資源管理不善導(dǎo)致的有效資源利用率低，部分資源重復(fù)利用率高。教師和學(xué)生在對(duì)目標(biāo)資源進(jìn)行檢索時(shí)，輸出結(jié)果針對(duì)性較弱，導(dǎo)致對(duì)其的篩選需要較多的時(shí)間成本[4-6]。因此，本文為解決教學(xué)資源在管理過(guò)程中存在的問(wèn)題，提出一種基于云計(jì)算技術(shù)的數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源管理系統(tǒng)，并通過(guò)專(zhuān)業(yè)的測(cè)試方法驗(yàn)證其運(yùn)行的可靠性，以期為現(xiàn)代教育教學(xué)工作的信息化發(fā)展提供幫助。

1硬件設(shè)計(jì)

1.1塊存儲(chǔ)設(shè)備

為了滿(mǎn)足云計(jì)算的運(yùn)行需求，本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)搭載了塊存儲(chǔ)設(shè)備，選擇RBD3250A塊存儲(chǔ)作為云服務(wù)器的專(zhuān)屬塊設(shè)備產(chǎn)品。與其他類(lèi)型的存儲(chǔ)裝置相比，RBD3250A在性能方面表現(xiàn)出更高的水準(zhǔn)，且在時(shí)延方面實(shí)現(xiàn)了新的突破，遠(yuǎn)低于同類(lèi)型的其他產(chǎn)品，而且RBD3250A還支持對(duì)其隨機(jī)進(jìn)行讀寫(xiě)操作，對(duì)于教學(xué)資源管理系統(tǒng)中的大部分通用業(yè)務(wù)場(chǎng)景都具有適配性，因此在對(duì)云計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生由于適配性問(wèn)題帶來(lái)的異常[7-8]。在使用方式上，RBD3250A與物理硬盤(pán)的使用方式相同，并且同樣支持格式化處理，以此為基礎(chǔ)建立的教學(xué)資源存儲(chǔ)文件在塊存儲(chǔ)中的傳輸更加高效[9]。讀寫(xiě)穩(wěn)定性方面，RBD3250A在同一可用區(qū)中的存在形式為分布式，當(dāng)系統(tǒng)中業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)副本的數(shù)量達(dá)到一定規(guī)模時(shí)，分布存儲(chǔ)的信息會(huì)自主在塊存儲(chǔ)集群中進(jìn)行內(nèi)部?jī)?yōu)化，過(guò)濾掉重復(fù)信息，保證RBD3250A在執(zhí)行讀寫(xiě)操作的過(guò)程中不會(huì)由于負(fù)載異常出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定的問(wèn)題。RBD3250A產(chǎn)生的備份信息可以通過(guò)自定義進(jìn)行修改。根據(jù)系統(tǒng)中教學(xué)資源的更新速度，可以根據(jù)需求創(chuàng)建快照，定期對(duì)塊存儲(chǔ)中的資源進(jìn)行分析，不僅提高了RBD3250A中業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的有效性，也緩解了由于資源異常帶來(lái)的系統(tǒng)安全性問(wèn)題。RBD3250A特有的數(shù)據(jù)擦除機(jī)制也為系統(tǒng)中信息的安全提供了可靠保障，已刪除的數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)拒絕來(lái)自其他途徑的訪(fǎng)問(wèn)請(qǐng)求，確保過(guò)濾掉的數(shù)據(jù)不會(huì)被其他用戶(hù)讀取。RBD3250A的分布式塊存儲(chǔ)對(duì)數(shù)據(jù)的刪除主要是以完全擦除的形式進(jìn)行的。當(dāng)系統(tǒng)底層在順序的基礎(chǔ)上追加寫(xiě)操作時(shí)，RBD3250A可以利用自帶物理盤(pán)對(duì)順序?qū)懶畔⒌膸捄蜁r(shí)延特性進(jìn)行適應(yīng)性修改。在追加寫(xiě)特性的支持下，RBD3250A的反饋機(jī)制會(huì)將接收到的信息轉(zhuǎn)換為0并輸出。在這樣的運(yùn)行邏輯下，刪除或者覆蓋寫(xiě)操作的信息會(huì)在物理磁盤(pán)遺留元數(shù)據(jù)痕跡，而系統(tǒng)物理磁盤(pán)又可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其永久刪除處理。當(dāng)釋放塊設(shè)備的存儲(chǔ)信息到系統(tǒng)的操作模塊時(shí)，RBD3250A付立即銷(xiāo)毀其原有的元數(shù)據(jù)，使客戶(hù)端的訪(fǎng)問(wèn)無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行[10]。

1.2資源編排設(shè)備

系統(tǒng)硬件上設(shè)置了專(zhuān)門(mén)的資源編排設(shè)備ROS7A200，其可以對(duì)云空間所提供資源的快速簡(jiǎn)化處理，降低資源管理過(guò)程匯總云計(jì)算的計(jì)算量。在使用過(guò)程中，系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)者人員可以利用編寫(xiě)模板對(duì)ROS7A200的編排規(guī)則進(jìn)行修改，模板中的定義也可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行增加或刪除，因此其對(duì)資源的依賴(lài)性更低。在對(duì)ROS7A200編排模板完成修改后，引擎會(huì)根據(jù)系統(tǒng)中原有資源屬性自主創(chuàng)建新的分類(lèi)，并配置性新的數(shù)據(jù)庫(kù)部署方案以及相應(yīng)的運(yùn)維方案。同時(shí)，ROS7A200的免費(fèi)服務(wù)托管可以為管理系統(tǒng)提供全托管機(jī)制，在自動(dòng)環(huán)境下執(zhí)行無(wú)服務(wù)器輸出的指令操作。在模板中定義的云資源和配置參數(shù)也可以輔助托管機(jī)制的穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)系統(tǒng)接受跨地域的多賬號(hào)訪(fǎng)問(wèn)請(qǐng)求時(shí)，ROS7A200會(huì)部署它們使用同一個(gè)模板，根據(jù)請(qǐng)求指定的信息定位不同，調(diào)節(jié)參數(shù)直至滿(mǎn)足這種差異性請(qǐng)求的并發(fā)。對(duì)于系統(tǒng)資源標(biāo)準(zhǔn)化的部署，ROS7A200通過(guò)對(duì)模板進(jìn)行參數(shù)歸零重置實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)重復(fù)部署，得出最優(yōu)環(huán)境的參數(shù)值并作為標(biāo)準(zhǔn)。將該參數(shù)對(duì)應(yīng)的配置沉淀到新建的模板中，在最大程度上降低資源部署帶來(lái)的系統(tǒng)運(yùn)行成本。最終資源編排部署結(jié)果的呈現(xiàn)、ROS7A200的可視化控制臺(tái)以及API信息都可以滿(mǎn)足部署結(jié)果查看請(qǐng)求，降低了人工逐個(gè)檢查部署進(jìn)程帶來(lái)的誤差。

2軟件設(shè)計(jì)

2.1教學(xué)資源管理系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源管理系統(tǒng)在對(duì)用戶(hù)進(jìn)行管理時(shí)，主要將其分為教師和學(xué)生兩類(lèi)，并根據(jù)其對(duì)資源的需求方向個(gè)性化系統(tǒng)的服務(wù)模式，以此確保系統(tǒng)能夠快捷方便地為教師和學(xué)生提供相應(yīng)的教學(xué)資源。為了避免時(shí)間以及空間對(duì)用戶(hù)使用的限制，本文設(shè)計(jì)的教學(xué)資源管理系統(tǒng)以可承載的最大用戶(hù)量為基礎(chǔ)，對(duì)運(yùn)行環(huán)境的帶寬以及時(shí)延進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保師生可以隨時(shí)隨地利用系統(tǒng)獲取目標(biāo)資源，實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)。本文設(shè)計(jì)的基于云計(jì)算的數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源管理系統(tǒng)的功能模塊如圖1所示。從圖1中可以看出，設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源管理系統(tǒng)的功能包括用戶(hù)信息管理、專(zhuān)業(yè)信息管理、教師信息管理、課程信息管理、教學(xué)資源信息管理以及統(tǒng)計(jì)信息管理6個(gè)部分。通過(guò)這些功能，將教學(xué)資源的管理轉(zhuǎn)化為多個(gè)獨(dú)立的管理任務(wù)。

2.2數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源管理系統(tǒng)編程模式設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的基于云計(jì)算的數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源管理系統(tǒng)是以為B/S基礎(chǔ)構(gòu)架建立的，其中包含3層結(jié)構(gòu)。第一層是以MVC為基礎(chǔ)的用戶(hù)信息管理層級(jí)，其主要是通過(guò)對(duì)用戶(hù)屬性中的信息對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)，為了降低定位的難度，本文采集的用戶(hù)信息包括專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域、職稱(chēng)、院校。第二層是以云計(jì)算技術(shù)為基礎(chǔ)的信息資源交互層，其利用J2EE框架構(gòu)建學(xué)習(xí)模型，對(duì)具有相同屬性的資源進(jìn)行聚類(lèi)，并對(duì)聚類(lèi)中的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾，確保資源的存儲(chǔ)位置準(zhǔn)確無(wú)誤。第三層是資源存儲(chǔ)層，其主要負(fù)責(zé)將保管第二層輸出的聚類(lèi)結(jié)果，同時(shí)也通過(guò)RBD3250A的周期設(shè)置值，按時(shí)向第二層發(fā)送自有資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的更新。以此為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的有效管理。

3應(yīng)用測(cè)試

3.1測(cè)試方法

隨著計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，多樣多樣的應(yīng)用軟件層出不窮，在規(guī)模和復(fù)雜程度上，都呈現(xiàn)出高質(zhì)量發(fā)展的趨勢(shì)，以此為基礎(chǔ)的系統(tǒng)測(cè)試工作也受到了越來(lái)越多的重視，相關(guān)測(cè)試技術(shù)也逐漸專(zhuān)業(yè)化、細(xì)致化。本文采用現(xiàn)階段普遍使用的白盒測(cè)試和黑盒測(cè)試對(duì)本文設(shè)計(jì)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行有效性驗(yàn)證。白盒測(cè)試本質(zhì)上是對(duì)系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)性測(cè)試，測(cè)試目的主要是針對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程是否與設(shè)計(jì)階段的預(yù)想保持一致，也就是系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)是否可以正常運(yùn)行；而黑盒測(cè)試則更加傾向于對(duì)系統(tǒng)功能測(cè)試，其測(cè)試目的主要是針對(duì)系統(tǒng)是否能夠正確完成輸入的任務(wù)。

3.2測(cè)試環(huán)境

在開(kāi)始試驗(yàn)前，首先需要搭建一個(gè)完整的測(cè)試環(huán)境，測(cè)試環(huán)境對(duì)最終的測(cè)試結(jié)果具有直接的影響，是關(guān)系到結(jié)果真實(shí)性和正確性的關(guān)鍵因素。為此，本文設(shè)計(jì)的測(cè)試環(huán)境中，服務(wù)器操作系統(tǒng)為L(zhǎng)inux，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器為MicrosoftSQLSever。客戶(hù)端的操作系統(tǒng)以現(xiàn)階段應(yīng)用最為廣泛的Windows10為首選。在此基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備如表1所示。

3.3測(cè)試結(jié)果

在上述基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)的白盒測(cè)試結(jié)果如表2所示。從表2中可以看出，系統(tǒng)的對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理結(jié)果以設(shè)置結(jié)果的誤差不超過(guò)3%，具有較高的分類(lèi)效果，表明本文設(shè)計(jì)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)運(yùn)行上與預(yù)期一致。系統(tǒng)的黑盒測(cè)試結(jié)果如表3所示。從表3可以看出，系統(tǒng)對(duì)不同資源的分類(lèi)處理的平均響應(yīng)時(shí)間都在1.02s以?xún)?nèi)，延時(shí)也較短，表明系統(tǒng)在運(yùn)行期間未出現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤問(wèn)題。

4結(jié)語(yǔ)

教學(xué)資源的有效管理直接關(guān)系到線(xiàn)上教學(xué)工作的開(kāi)展效果，面對(duì)海量的信息資源，要實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)信息的快速定位，首先要建立科學(xué)的資源分類(lèi)管理方法。本文利用云計(jì)算技術(shù)的強(qiáng)大處理能力，設(shè)計(jì)了一種針對(duì)數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源的管理系統(tǒng)，取得了高質(zhì)量的資源管理效果。在未來(lái)的研究中，可以通過(guò)細(xì)化資源的分類(lèi)以及強(qiáng)化深度學(xué)習(xí)在資源分類(lèi)中的應(yīng)用提高管理的效果。

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作者：牛曉曉 陳亞楠 單位：商丘學(xué)院 計(jì)算機(jī)工程學(xué)院