終身在線學習平臺的架構及數據庫設計研究

尹飛

摘 要：終身在線學習平臺設計是利用計算機技術、通訊技術和網絡技術，搭建一套開放擴展性強、功能完備、設置更加靈活、性能更加優越、平臺間可實現無縫對接的一體化教育教務管理平臺，實現教學、管理、服務一體化。本文重點分析了內蒙古終身在線學習平臺的系統架構和數據庫設計，試圖為終身在線學習平臺提出現實的設計開發技術路徑，為其他項目實踐提供幫助。

關鍵詞：終身在線學習平臺；系統架構；數據庫設計

1.引言

教育部《教育信息化十年發展規劃（2011-2020年）》提出推進信息技術與教學融合，利用信息技術開展啟發式、探究式、討論式、參與式教學，鼓勵發展性評價。在線學習平臺可同時開展學歷教育、非學歷繼續教育，形成多層次、多類型、多學科的辦學系列，實現學歷教育與非學歷教育的并舉，滿足多樣化的學習需求，是實現“人人皆學、時時可學、處處能學”的終身學習理念的大型學習資源超市，是一所能夠為一切學習者提升學歷、提高素養、訓練技術、提高能力的在線虛擬大學。平臺始終以終身學習為內涵，可實現隨時隨地學習，滿足教育終身學習宗旨，實現不同類型學習成果的互認和銜接，搭建終身學習“立交橋”。

2.總體設計

2.1系統架構設計的策略與原則

本系統采用前后端分離的方法，利用.net MVC開發模式，搭載kiss 框架實現開發。前后端分離使前端不再需要向后臺提供模板或是后臺在前端html中嵌入后臺代碼，通過前端路由的配置，我們可以實現頁面的按需加載，無需一開始加載首頁便加載網站的所有的資源，服務器也不再需要解析前端頁面，在頁面交互及用戶體驗上有所提升。

通過目前主流的前端MVC框架，我們可以非常快速的定位及發現問題的所在，客戶端的問題不再需要后臺人員參與及調試，代碼重構及可維護性增強。原則上系統需要設計成業務流程清晰，運行效率高，速度快，安全性高。

2.2設計思想

根據對內蒙古終身學習平臺的分析，它是一個比較綜合的在線學習網平臺，可以分為管理員、老師、學生三個大的角色模塊，這樣分層可以使用戶體驗三種完全不能身份的操作，使流程更加結構化，分工明確，最大限度體驗系統的功能。

在開發的設計上使用“前后端分離”的模式實現開發，前后端分離具有以下幾個優點：徹底解放前端；提高工作效率，分工更加明確；局部性能提升；降低維護成本。

2.3 架構體系

根據架構分析和設計思想設計出如下系統的架構圖：

2.4后臺管理模塊劃分

2.4.1 管理員模塊

后臺管理，其中站點管理主要有基礎數據，資源管理，培訓管理，財務管理，統計管理，考核管理，論文管理，成績管理等功能。

站點管理，其中站點管理主要有站點管理，菜單管理，新聞欄目，新聞管理，用戶管理，審核管理，圖片管理，子站管理，友情鏈接，幫助中心，問卷調查等功能。

2.4.2 老師模塊

老師模塊可以分為我的首頁，主持課程，論文計劃等三個模塊：

我的首頁：主要介紹老師教學的相關信息，如：主持課程數，輔導課程數，學校首頁，論文計劃，主持課程等。

主持課程：主要介紹老師的主持課程信息，點擊課程名稱，可以進行課程的詳細設計。

2.4.3 學生模塊

學生模塊可以分為三種角色：學歷學生，非學歷學生，隨學隨考學生。

非學歷學生：我的首頁，我的課程，我的班級，個人信息，我的收藏，我的購物車，我的訂單。

學歷學生：我的首頁，個人信息，考核管理，論文管理

隨學隨考學生：我的首頁，個人信息，考核管理，

3.運行設計

3.1前臺客戶端

1、同步請求/應答方式：客戶端向服務器端發送服務請求，客戶端阻塞等待服務器端返回處理結果；

2、異步請求/應答方式：客戶端向服務器端發送服務請求，與同步方式不同的是，在此方式下，服務器端處理請求時，客戶端繼續運行；當服務器端處理結束時返回處理結果。

3.2后臺系統

后臺通過在App_Data里kiss.config文件配置數據庫的連接而來連接數據庫，然后在相關文件里配置需要查詢的數據庫操作來查詢所需的數據，將它們處理成json數據返回至前臺頁面顯示。

4.數據庫設計

數據庫技術是信息資源管理最有效的手段。數據庫設計是指對于一個給定的應用環境，

構造最優的數據庫模式，建立數據庫及其應用系統，有效存儲數據，滿足用戶信息要求和處理要求。通過數據建庫的命名、結構、建庫過程及安全性措施等幾個技術方面進行約定，目的就是提供一套規范、合理、科學的建庫技術體系，應用系統提供建庫技術參考。

在數據庫應用的設計過程中，開發者需要解決的主要問題是設計出的數據庫和系統可以在多大程度上滿足用戶的需求。在整個開發過程中，數據庫的設計主要分四個階段：需求階段、概念階段、邏輯階段及物理設計階段。

目前在常見系統開發中，普遍使用的數據庫有Oracle數據庫、MySql數據庫以及Sql Server數據庫。此次開發中所使用的數據庫在前文中提到過，就是Sql Server數據庫，下面平臺中使用的部分數據庫設計。

4.1 數據庫模型

5.系統特性設計

5.1 性能分析與實現

本系統通過利用nginx反向代理服務器，實現前后端分離，使得系統前后端互不干擾，大大降低了系統資源的消耗，并且其所占內存小，并發性高，可以同時供大量用戶使用。

5.2 可靠性與安全性

5.2.1 數據傳輸部分

數據從前臺通過異步訪問方式，以json數據形式發送到后端，一些重要數據是從后臺處理的，另外財務管理模塊都是采用支付寶和微信提供的接口，通過后臺傳輸數據，大大增強了數據安全性。

5.2.2 身份驗證部分

用戶登錄的密碼都是采用MD5加密。

5.3 可維護性

系統利用ngnix的反向代理服務器的優點，在7×24小時不間斷服務的前提下，可以升級Nginx的可執行文件。

6.結束語

終身在線教育平臺是綜合使用計算機技術、互聯網應用技術及多媒體實用技術為學習者提供的一套完整的在線學習平臺，我們只有對他的架構及數據庫進行合理的設計，才能打造出性能、安全性、易用性各方面都很優秀的終身教育平臺。隨著這類平臺的不斷開發，其功能性和使用范圍也變得越來越廣。在這樣的發展趨勢下，要求技術人員在系統開發過程中對平臺架構設計以及數據庫設計的重視程度提升到一個新的層次。

基金項目：內蒙古自治區教育廳自然科學項目《基于Moolde系統的在線學習平臺搭建研究——以XXXXXXX大學為例》的階段性成果，課題編號：NJZY288；內蒙古廣播電視大學應用研究項目《基于統一信息化網絡學習平臺的整合與應用研究》的階段性成果，課題編號：IMRTVU-ISR1613。

參考文獻

[1]程志.關于軟件開發中數據庫測試技術的若干研究[J].科技展望，2016.2.

[2]江雍，李偉松.基于虛擬化的OpenedX慕課平臺架構研究[J].軟件導刊.2016.10.

[3] 侯慧玲.基于Moodle的網絡協作學習平臺設計[J].電腦開發與應用.2013.1.