基于云計算高校教學資源共享平臺設計

程 倩

(桐城師范高等專科學校,安徽 桐城 231400)

信息技術的快速發展使得其被應用于國民經濟的各行各業，教育資源的共享是具體的應用實例。我國是高等教育大國，全國高校數量眾多，同時各高校有各自的辦學特色，各類教學資源十分豐富。在教育資源數據量比較大的情況下，有效地借助云計算技術可以使得教學資源得到共享，優化高校教學資源的配置[1]。采用云計算技術搭建IT基礎架構，有效地將海量的高校教學資源進行整合，這不僅使各類教育資源能夠最大程度共享，同時也極大地減少用戶的硬件投入。

1 共享平臺設計需求與設計效果

1.1 共享平臺的設計需求

優質的教學資源對于教師備課具有很大的促進作用，不僅提高了教師備課的效率，同時也使教師授課的水平大大提升。國家倡導教育的公平和教育資源的均衡，其行之有效的措施是資源的共享。在當前高校教育資源分配不均的大環境下，不同地區高校以及不同辦學層次高校的學生、教師在尋找適合于自身的教學資源過程中存在重重困難[2]。對于我國的985高校而言，其教育投入較大，學校也有更多知名的教授、博導，有更為先進的科學研究成果。對于我國普通的本科高校，尤其是處于偏遠地區、經濟欠發達地區的高校，其教育投入較小，教授中主要是普通的教授，教授所占比例也偏低，很大程度上制約了高校學生的發展[3]。高校教學資源共享平臺就是要實現優質教學資源的共享，將海量的優質教學資源實施分類，供廣大的高校工作者瀏覽、下載使用。

1.2 共享平臺的設計效果

基于云計算技術的高校教學資源共享平臺是為了實現優質教育資源的共享，緩解高校教育資源分配不均衡，提升普通高校教學質量的有效舉措。高校教學資源共享平臺的設計要達到三個方面的效果。首先是學生和教師可以更為方便獲得優質的教學資源，利用該平臺檢索所需要的資料，更好地開展學習和研究。其次是為高校教師提供個性化的教育資源交互平臺，幫助教師獲取全部的教學資源，不斷地提高高校教師的工作效率。最后是為高校的管理人員提供決策依據，管理人員可以了解教師工作所需的全部信息，從而為提升教師教學質量提供硬件和軟件支持[4]。

2 共享云平臺的設計與原理

2.1 共享云平臺的設計原理

對于高校教學資源共享云平臺需要進行人性化的設計，這樣才能方便用戶操作和使用，確保對服務器訪問的安全有效性[5]。圖1給出了高校教學資源共享平臺順序圖。

圖1 共享平臺的順序圖

高校教學資源共享平臺有效地利用了云計算的優勢，通過云計算以及Web技術形成了一個優質高校教學資源分享的公共平臺。平臺的終端用戶發出對資源訪問的需求，就可以在服務器上搜尋到所需要的資源。同時云計算技術使得優質高校教學資源的安全性提升，不會因為服務器的損壞而使得教學資源無法訪問。

2.2 共享云平臺的工作原理

基于云計算技術的高校教學資源共享平臺消除了信息之間的壁壘，對各種教學資源進行有機整合[6]，其工作原理如圖2所示。

圖2 高校教學資源云共享平臺工作原理

由圖2可見，用戶通過終端設備，將需求信息通過用戶交互接口傳遞給內部的系統，內部的系統主要包括服務目錄、系統管理以及配置工具。服務目錄是供用戶選擇所需的服務的指南，用戶可以快速借助服務目錄實現各種服務功能。系統管理主要是為了對云端的各種可用資源實施調配和管理，配置工具是對運行環境的調整及調配。借助于監視統計功能來對平臺的運行狀態實施監控，統計每一個終端用戶的使用次數。云端底層是龐大的服務器集群，為整個高校教學資源共享平臺的運行提供強大的物理支持。客戶端是任何可以上網的終端設備，只要連上網絡，借助于瀏覽器登錄平臺就可以實現對高校教學資源的瀏覽、下載、上傳等功能。云端是Google公司的GAE云平臺，將各種開發好的程序上傳到云平臺，就可以輕松實現云端的部署。

3 共享云平臺架構的設計

3.1 云計算學習模式的提出

教學資源的共享不僅減少了教師的工作量，也提高了教師教學的效率和學生學習的質量，因此國內許多高校開發設計了自己的教學資源共享平臺。目前高校開發設計的教學資源共享平臺多采用的是傳統的B/S模式，具體如圖3所示。

圖3 傳統的B/S架構模式

由圖3可見，Web服務器通過互聯網為用戶提供服務。伴隨著用戶數量的增多以及教學資源數據量的不斷增大，采用B/S架構模式的平臺就會出現明顯的局限性。由于各個高校優質的教學資源單獨存儲，難于對優質教學資源實現共享，同時優質的教學資源也無法重復使用。傳統的B/S架構模式下，由于各個高校之間數據庫接口不統一，相互之間的數據交流困難。另外，優質教學資源的備份在主機上，這導致安全性比較低，很容易出現丟失的現象。在云計算的架構下，高校優質教學資源的共享不再受限于平臺。借助于高校優質教學資源共享平臺可以實現各種資源有效的整合，這樣更加方便教師、學生等用戶的訪問和下載[7]。利用云計算的學習模式見圖4。

圖4 利用云計算的學習模式

3.2 平臺結構層次分析

搭建高校教學資源共享云平臺的核心是云計算服務器，利用云計算服務器所具備的高性能、高可靠性以及高拓展性，從而確保高校教學資源共享云平臺實現高效、穩定運轉。高校教學資源共享云平臺結構包括物理層、平臺層、資源整合層、應用層以及訪問層[8]，具體如圖5所示。

圖5 高校教學資源共享平臺架構圖

訪問層包含了學生用戶、教師用戶、管理員、游客等不同身份的用戶，其通過不同的終端設備來獲取個性化的服務。應用層主要是負責資源的配置，按照管理中間件的指令開展配置工作，最大程度發揮高校教學資源共享平臺的作用，用戶也可以按照自己的需要來實施個性化的服務定制，通過用戶注冊登錄來實現對高校教學資源的遠程訪問。資源整合層主要是為了實現對元數據庫和索引庫的構建，從而最終達到對高校教學資源的轉換、導入和導出等操作。高校教學資源包含許多的形式，如多媒體課件、視頻文件、考試試題、教學文案等，通過整合達到標準化，為應用服務的實現奠定基礎[9]。平臺層包含程序運營平臺、數據庫平臺以及開發測試平臺，將平臺置于物理層所提供的虛擬硬件資源基礎之上，通過多服務器的冗余備份來達到數據安全的目的。物理層也被稱之為基礎設施層，主要為高校教學資源共享平臺提供硬件支持，利用虛擬化的軟件將各種設備、資源虛擬為一個大型的資源庫，避免了不同資源、設備之間存在的差異，這為平臺層提供了統一的接口。

3.3 共享平臺整體架構設計

云計算是信息產業的革命，其在交付和使用模式的基礎之上，借助于網絡實現按需易拓展的模式來計算資源。云計算技術不再受到時間、地點的限制，使用者隨時隨地根據自身的需要方便地使用云資源。在云計算技術快速發展的背景下，高校教學資源共享平臺設計的過程中要充分地利用云計算技術。資源共享平臺主要包括云計算服務器、負載均衡設備、Web服務器、數據庫服務器、云儲存五個部分，高校教學資源共享平臺的整體架構如圖6所示。

圖6 基于云計算的資源共享平臺整體架構

云計算服務器是云計算高校教學資源共享平臺的核心，其具有高性能、高可靠性、高拓展性的特征。云數據庫將高校教師的各種教學資源以結構化數據集的形式存儲起來，為實現高校教學資源的共享奠定了基礎。云存儲是大量的教學資源的儲備源頭，包含了課件、視頻文件、圖片等各種非結構化的數據資源，存放在云儲備OSS上。負載均衡設備結合用戶的訪問數量和用戶的訪問需求動態地將網絡帶寬和各種硬件資源合理的分配，使整個平臺對外的服務能力得到拓展。Web服務器是平臺用戶進行平臺訪問的入口，借助于Web服務器可以完成用戶信息的查看、用戶登錄平臺等操作[10]。

4 共享平臺登錄上傳下載業務流程設計

4.1 平臺登錄

高校教學資源共享平臺的用戶在系統的界面可以進行注冊和登錄，完成登錄之后使用該平臺來進行相關的操作，登錄業務流程如圖7所示。

圖7 高校教學資源共享平臺登錄業務流程

由圖7可知，所有用戶均可進行注冊和登錄，只有注冊成功之后才能成為平臺的用戶，進行相關的操作，如果僅僅只是瀏覽相關的資源，那么只能以游客的身份去瀏覽，不能進行文件的上傳、下載等操作。

4.2 資源上傳

按照高校教學資源共享平臺登錄業務流程進行登錄之后，用戶就可以進行優質教學資源的上傳操作，文件上傳業務流程如圖8所示。

圖8 高校教學資源共享平臺文件上傳業務流程

由圖8可知，用戶發布文件上傳請求，平臺檢驗用戶權限，無權限的用戶不能進行文件上傳的操作。對于具有上傳文件權限的用戶，平臺會針對用戶所上傳的文件是否安全進行檢驗，通過安全性檢驗的文件才能上傳到平臺上。為避免重復上傳文件，平臺對用戶所上傳文件是否已經存在進行檢驗，如果沒有接受文件上傳，或文件已經存在，那么提示是否替代已經存在的文件，不替代會停止操作，替代會構建文件信息，接受文件上傳。

4.3 資源下載

按照高校教學資源共享平臺登錄業務流程進行登錄之后，用戶就可以進行優質教學資源的下載，文件下載業務流程如圖9所示。

圖9 高校教學資源共享平臺文件下載業務流程

由圖9可知，用戶發出文件的下載請求之后，高校教學資源共享平臺檢驗用戶的權限，如果用戶沒有下載教學資源的權限，就會停止操作。有下載教學資源權限的用戶，瀏覽文件的目錄，確定需要下載的文件。無所需要下載的文件會停止操作，有需要下載的文件要確定是否下載該文件。

5 結語

隨著網絡技術的快速發展，云計算受到了越來越多用戶的青睞，基于云計算的高校教學資源共享平臺實現了對各種優質教學資源的共享，一定程度上緩解了高校教育資源分配不均的問題。本文針對高校教學資源共享平臺的設計需求和設計效果進行了分析，指出高校教學資源共享平臺消除了信息之間的壁壘，實現了對優質教學資源的有機整合。高校優質教學質量的整合共享有助于提升我國高等教育的質量，促進我國高等教育的健康發展。