淺析云計算環(huán)境下高校多媒體教學(xué)平臺的總體架構(gòu)設(shè)計

黃力雨

（長沙商貿(mào)旅游職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410116）

云計算環(huán)境下高校多媒體教學(xué)平臺是一個相對獨立的系統(tǒng)，其系統(tǒng)功能均通過網(wǎng)絡(luò)平臺向用戶提供，因此該系統(tǒng)的邊界較為清晰，所有與系統(tǒng)相關(guān)的功能模塊均包括在系統(tǒng)內(nèi)。在系統(tǒng)需求分析的基礎(chǔ)上，對于多媒體教學(xué)平臺的總體架構(gòu)設(shè)計，將從系統(tǒng)功能架構(gòu)、邏輯架構(gòu)兩個方面進行分析和討論。

一、系統(tǒng)功能架構(gòu)設(shè)計

根據(jù)對系統(tǒng)功能需求和性能需求的分析，可知多媒體教學(xué)平臺可以分為四個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)中包括功能模塊。

系統(tǒng)的四個子系統(tǒng)為客戶端子系統(tǒng)、教學(xué)平臺管理子系統(tǒng)、系統(tǒng)配置子系統(tǒng)、信息數(shù)據(jù)服務(wù)子系統(tǒng)。詳細(xì)分析如下：

客戶端子系統(tǒng)的主要功能模塊包括用戶注冊與登錄、互動交流、個人資料管理、多媒體教學(xué)相關(guān)操作、評論發(fā)表及其管理、文件上傳下載管理等。注冊與登錄功能模塊幫助用戶實現(xiàn)對自身基本資料的填寫和上傳，由系統(tǒng)管理員進行審核，通過認(rèn)證的注冊用戶可以享受多媒體教學(xué)平臺提供的個性化服務(wù)內(nèi)容；互動交流功能模塊主要是教師和學(xué)生之間就學(xué)習(xí)問題進行交流互動，通過文字、語音、視頻等方式，達(dá)到虛擬教學(xué)的目的；個人資料管理功能模塊是已注冊用戶對自身的資料進行設(shè)置，包括年齡、專業(yè)、愛好等，這些數(shù)據(jù)將被上傳到服務(wù)器，方便后期進行數(shù)據(jù)處理，并可作為協(xié)同推薦系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)；多媒體教學(xué)相關(guān)操作功能模塊具備資源觀看、控制、模式選擇、關(guān)鍵詞檢索等功能。

教學(xué)平臺管理子系統(tǒng)的主要功能模塊包括校園教學(xué)平臺資源管理模塊、收費教學(xué)點播資費管理模塊、系統(tǒng)基本配置管理模塊、注冊用戶管理模塊、系統(tǒng)日志管理模塊。教學(xué)平臺資源管理模塊為用戶提供了添加、刪除、更新、查詢資源等各類管理操作功能，管理員可對大量的多媒體教學(xué)資源進行分類管理，設(shè)置屬性、設(shè)置關(guān)鍵詞等處理，并將資源的相關(guān)信息存儲到數(shù)據(jù)庫中，以方便管理操作；收費教學(xué)點播資費管理模塊，對于具有版權(quán)的收費教學(xué)點播資源，管理員通過該模塊對收費的通用標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)置，包括單次收費標(biāo)準(zhǔn)、包月收費標(biāo)準(zhǔn)等，對于選擇不同收費策略的用戶進行實際費用的自動計算和扣除；系統(tǒng)基本配置管理模塊主要是幫助管理員設(shè)置系統(tǒng)名稱、狀態(tài)等信息，設(shè)置校園教學(xué)平臺可提供服務(wù)的網(wǎng)段范圍，設(shè)置對于不同服務(wù)對象的流量控制參數(shù)，自動根據(jù)用戶的教學(xué)點播情況對在線教學(xué)點播資源進行動態(tài)的調(diào)度和分配等。

系統(tǒng)配置子系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)用戶管理模塊、權(quán)限配置管理模塊、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)庫維護管理模塊。

信息數(shù)據(jù)服務(wù)子系統(tǒng)主要是以Web 服務(wù)的形式發(fā)布本系統(tǒng)中的各類數(shù)據(jù)，包括用戶選擇的計費策略、用戶教學(xué)點播付費資源的相關(guān)數(shù)據(jù)等，同時利用全雙工的Web 服務(wù)模式，實現(xiàn)對外界其他管理信息系統(tǒng)的操作。

二、系統(tǒng)邏輯架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)邏輯架構(gòu)設(shè)計的目的是從開發(fā)人員的角度對系統(tǒng)的架構(gòu)進行分析。云計算環(huán)境下高校多媒體教學(xué)平臺是一個典型的分布式系統(tǒng)，采用基于瀏覽器、服務(wù)器的系統(tǒng)架構(gòu)模式。從邏輯上看，各功能模塊實現(xiàn)的業(yè)務(wù)邏輯都位于服務(wù)器端，用戶通過網(wǎng)頁瀏覽器實現(xiàn)對系統(tǒng)功能的調(diào)用和數(shù)據(jù)交互操作，將用戶的操作請求發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器完成處理后，向用戶返回處理的結(jié)果數(shù)據(jù)。

用戶接口層建立系統(tǒng)與用戶之間的連接關(guān)系，通過客戶端接受用戶的指令和數(shù)據(jù)信息，并展現(xiàn)系統(tǒng)處理結(jié)果。接口層通過調(diào)用系統(tǒng)應(yīng)用層的業(yè)務(wù)邏輯構(gòu)件完成對用戶指令的響應(yīng)。

系統(tǒng)應(yīng)用層通過構(gòu)建數(shù)據(jù)模型和業(yè)務(wù)邏輯模型，建立接口層與系統(tǒng)服務(wù)層之間的關(guān)系。傳統(tǒng)開發(fā)模式下，業(yè)務(wù)邏輯的實現(xiàn)功能直接放在后臺文件代碼中，造成了界面與功能實現(xiàn)的強耦合，而應(yīng)用層通過綁定、映射等技術(shù)，實現(xiàn)與接口層的關(guān)聯(lián)，再通過對業(yè)務(wù)邏輯層功能的調(diào)用，響應(yīng)用戶的請求，實現(xiàn)系統(tǒng)的功能。

系統(tǒng)服務(wù)層提供了主要功能模塊的實現(xiàn)服務(wù)，以服務(wù)的模式在系統(tǒng)中發(fā)布，客戶端通過服務(wù)鏈接的方式調(diào)用服務(wù)的函數(shù)。系統(tǒng)服務(wù)層中各服務(wù)構(gòu)件的實現(xiàn)依賴于調(diào)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯層中的相關(guān)構(gòu)件。系統(tǒng)服務(wù)層的粒度較大，在具體設(shè)計中，該層包括的主要功能模塊有登錄服務(wù)、用戶管理服務(wù)、資源內(nèi)容管理服務(wù)、系統(tǒng)參數(shù)配置服務(wù)、計費管理服務(wù)、上傳下載管理服務(wù)等。

業(yè)務(wù)邏輯層中包括具體實現(xiàn)系統(tǒng)主要功能的軟件構(gòu)件，該層的構(gòu)件粒度小于服務(wù)層，由于部分軟件構(gòu)件在多個服務(wù)構(gòu)件中被調(diào)用，如數(shù)據(jù)庫訪問構(gòu)件、文件管理構(gòu)件等，因此，該層中的軟件構(gòu)件具有一定的通用性，通過多個構(gòu)件的組合及協(xié)調(diào)工作，完成系統(tǒng)服務(wù)相關(guān)功能。主要包括流媒體播放業(yè)務(wù)邏輯、個人資料更新業(yè)務(wù)邏輯、上傳功能業(yè)務(wù)邏輯、資源動態(tài)調(diào)度業(yè)務(wù)邏輯、費用計算業(yè)務(wù)邏輯、權(quán)限分配業(yè)務(wù)邏輯等。

技術(shù)支撐層為業(yè)務(wù)邏輯層的功能實現(xiàn)提供服務(wù)，該層包括系統(tǒng)開發(fā)的通用技術(shù)，如數(shù)據(jù)持久化技術(shù)、各類應(yīng)用程序庫、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議等。特別要指出的是，由于云計算環(huán)境下高校多媒體教學(xué)平臺需要流媒體播放服務(wù)器的支持，因此，在技術(shù)支撐層中包括了標(biāo)準(zhǔn)流媒體服務(wù)技術(shù)、動態(tài)負(fù)載平衡技術(shù)等。

架構(gòu)的最底層是基礎(chǔ)層，包括了粒度最小的軟件構(gòu)件，如數(shù)學(xué)運算處理庫、系統(tǒng)安全支撐技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)接口等。