基于云存儲(chǔ)的教學(xué)資源EMS的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

趙小廈 南京技師學(xué)院

1 項(xiàng)目背景

近些年國內(nèi)外都在對云計(jì)算和云存儲(chǔ)展開積極研究和探討，目前已經(jīng)有很多技術(shù)或理論研究成果。國內(nèi)政府也積極鼓勵(lì)和倡導(dǎo)云計(jì)算的研究，尤其各行各業(yè)是云計(jì)算實(shí)際應(yīng)用的展開，即“云落地”。但是在云計(jì)算和云存儲(chǔ)在學(xué)校教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用幾乎沒有開始。而恰恰學(xué)校具備豐富的符合云計(jì)算展開應(yīng)用的物理設(shè)備資源。一方面，學(xué)校有大量的機(jī)房，除了上課時(shí)間有用，其他時(shí)間都處于閑置狀態(tài)。另一方面，計(jì)算機(jī)行業(yè)硬件更新?lián)Q代比較快，學(xué)校里每年都會(huì)因?yàn)楦陆虒W(xué)和辦公設(shè)備，換下來很多舊電腦，這些舊電腦具有內(nèi)存不足，硬盤空間有限等特點(diǎn)，而當(dāng)成耗費(fèi)品處理或閑置。這些劣勢，正好可以采用云存儲(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)可以得到規(guī)避。

目前云存儲(chǔ)在教學(xué)資源管理這方面還沒有成型的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。目前我校及大部分院校的現(xiàn)狀是教學(xué)電子資源沒有統(tǒng)一的管理和存儲(chǔ)。一般表現(xiàn)在：任課教師自行管理教學(xué)資源；教學(xué)資源手動(dòng)拷貝和傳遞文件，不利于教師間、師生間共享資源；教學(xué)資源存儲(chǔ)重復(fù)，且版本不一致；學(xué)校教學(xué)檢查需要手動(dòng)收集電子教學(xué)資源，甚至要求打印出來。

另外目前移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展廣泛，互聯(lián)網(wǎng)+教育層出不窮,手機(jī)終端應(yīng)用普遍，該系統(tǒng)配套研發(fā)移動(dòng)終端APP應(yīng)用,這樣可以實(shí)現(xiàn)教師隨時(shí)隨地備課，學(xué)生隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)。

2 系統(tǒng)功能

本項(xiàng)目基于學(xué)校現(xiàn)有的云存儲(chǔ)物理資源的良好基礎(chǔ)，研發(fā)出一個(gè)管理教學(xué)資源系統(tǒng)，配合任課教師教學(xué)工作的展開，做到教學(xué)資源的統(tǒng)一管理和共享，有利于提高教師的教學(xué)質(zhì)量以及學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

存儲(chǔ)管理模塊部分，包括資源的分配、存儲(chǔ)和訪問調(diào)度等的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。管理系統(tǒng)平臺(tái)部分，實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的信息管理系統(tǒng)，包括教師登陸，可以看到其對應(yīng)的課程的資源信息列表，教師可以對電子資源進(jìn)行增加、刪除、修改和查看，同時(shí)可以對資源進(jìn)行上傳和下載；教務(wù)員登陸，可以看到各個(gè)教師的授課計(jì)劃、電子教案等資源列表，可以進(jìn)行分類查詢和打分。學(xué)生登陸，可以看到本學(xué)期所修的課程的相應(yīng)電子資源，可以進(jìn)行查看或下載；系統(tǒng)管理員登陸，可以對用戶信息和權(quán)限以及各種教學(xué)資源進(jìn)行管理。移動(dòng)終端APP部分，教師和學(xué)生安裝APP應(yīng)用后，可以在手機(jī)終端查看和下載電子教學(xué)資源，教師可以隨時(shí)隨地備課，學(xué)生可以隨時(shí)隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)。

3 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

該課題研究采用云存儲(chǔ)技術(shù)設(shè)計(jì)出符合管理教學(xué)電子資源的存儲(chǔ)框架方案，同時(shí)開發(fā)管理系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)信息化管理和應(yīng)用。同時(shí)采用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程移動(dòng)化應(yīng)用。

系統(tǒng)包括三部分：一是基于學(xué)校機(jī)房環(huán)境的云存儲(chǔ)技術(shù)的教學(xué)電子資源存儲(chǔ)管理模塊；二是管理系統(tǒng)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)；三是系統(tǒng)移動(dòng)終端的實(shí)現(xiàn)。

4 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

該系統(tǒng)的服務(wù)器和PC端的實(shí)現(xiàn)主要是基于SSM框架開發(fā)，云存儲(chǔ)管理和實(shí)現(xiàn)是采用OpenStack環(huán)境部署及Java應(yīng)用開發(fā)，移動(dòng)終端是使用Android語言開發(fā)，使用的數(shù)據(jù)庫是SQL Server 2012。

4.1 SSM框架整合

SSM是由三大框架合成的，其中Spring是一個(gè)輕量級的控制反轉(zhuǎn)（IoC）和面向切面（AOP）的容器框架；Spring MVC分離了控制器、模型對象、分派器以及處理程序?qū)ο蟮慕巧籑yBatis是一個(gè)基于Java的持久層框架，MyBatis使用簡單的XML或注解用于配置和原始映射，將接口和Java的POJOs映射成數(shù)據(jù)庫中的記錄。

4.2 云存儲(chǔ)配置和實(shí)現(xiàn)

采用的在Linux服務(wù)器上部署和實(shí)施OpenStack。OpenStack提供開放源碼軟件，建立公共和私有云，提供了部署云的操作平臺(tái)或工具集。

4.3 Android終端開發(fā)

使用Android平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)，Android開發(fā)四大組件分別是：Activity、Service、BroadcastReceiver和Content Provider。

4.4 數(shù)據(jù)庫開發(fā)

本系統(tǒng)管理部分使用的數(shù)據(jù)庫是SQLServer 2012，云存儲(chǔ)部分使用的數(shù)據(jù)庫是MySQL。

5 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

5.1 云存儲(chǔ)部分的實(shí)現(xiàn)

這里主要的工作是實(shí)現(xiàn)云計(jì)算部署，具體是在Linux服務(wù)器上部署OpenStack框架，建立空間可擴(kuò)充的虛擬機(jī)群。其次還需開發(fā)在集群上管理文件的軟件，具備類似于云盤的功能，這部分采用java程序開發(fā)，且使用的數(shù)據(jù)庫是MySQL。

5.2 管理系統(tǒng)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)

（1）系統(tǒng)平臺(tái)的開發(fā)。在管理系統(tǒng)做好詳細(xì)設(shè)計(jì)后，采用Eclipse工具進(jìn)行開發(fā)，在項(xiàng)目中部署好SSM框架的各個(gè)部分，并遵循各框架的開發(fā)規(guī)范進(jìn)行開發(fā)。

（2）生成項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫。部署好數(shù)據(jù)庫環(huán)境后，新建數(shù)據(jù)庫，按照詳細(xì)設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)建立項(xiàng)目所需要的數(shù)據(jù)表、視圖、觸發(fā)器等。同時(shí)生成一些假數(shù)據(jù)供項(xiàng)目開發(fā)過程進(jìn)行調(diào)試和測試。

（3）項(xiàng)目發(fā)布和實(shí)施。采用Apache Tomcat服務(wù)器進(jìn)行項(xiàng)目的發(fā)布和實(shí)施。

5.3 移動(dòng)終端APP的實(shí)現(xiàn)

對本系統(tǒng)的終端做好詳細(xì)設(shè)計(jì)后，開始部署Android開發(fā)環(huán)境。下載Android SDK，在eclipse上ADT進(jìn)行開發(fā)。開發(fā)過程遵循Android開發(fā)四大組件的開發(fā)規(guī)范。終端APP應(yīng)用與整個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)間采用POJO實(shí)體進(jìn)行通訊交互。

6 總結(jié)

本文所介紹的基于云存儲(chǔ)的教學(xué)資源管理系統(tǒng)，可以推廣應(yīng)用到任何學(xué)校，具有廣泛的市場應(yīng)用價(jià)值。通過本文的閱讀能對該項(xiàng)目從系統(tǒng)功能、系統(tǒng)架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)現(xiàn)方式上有比較專業(yè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。可為其他類似系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)提供思路和方法上的借鑒。