基于云計算的智慧校園移動式服務系統設計*

孫逸敏

(兵團開放大學 國家開放大學戍邊教育研究中心,新疆烏魯木齊 830001)

0 引言

智慧校園的建設為我國教育產業發展提供了新的指導方向,盡管與此相關的研究成果實施已相對完善,但卻在后期的投入使用中發現,試點教育院校并未在此過程中輸出有效的教育成果[1-2]。盡管教育改革工作的實施并未停止,但改革成果卻收獲甚微。因此,有關教育部門深入到了對智慧校園建設的研究中,綜合研究成果發現,大部分學校并將教學與服務管理工作聯系在一起,一味的使用現代化技術對學生開展教學工作,卻沒有提供學生與之匹配的服務項目,導致學生參與學習的積極性差、教學改革效率低。在深入調查中發現的諸多問題,已經嚴重影響了社會群體對智慧校園的認知,甚至有部分對智慧校園建設存在錯誤認知的群體認為,此種教育改革方式屬于多此一舉[3]。為了轉換社會群體對智慧校園的傳統認知,解決智慧校園建設中現存的服務與管理方面問題,本文引進云計算技術,提出一種移動式服務系統的設計方法,并希望通過本文此次的研究,使智慧校園的發展符合時代建設趨勢,從而促進教育教學工作的保質保量實施。

1 硬件設計

1.1 三層交換機配置設計

為了滿足服務系統的多功能運行需求,本文選擇3650型號的三層交換機配置作為此次系統設計的支撐性硬件結構。交換機主要用于劃分VLAN,使用三層結構交換機,可以創新20.0/30.0/100.0VLAN。而此時,前端客戶端登錄端僅需要通過檢索CP位置,便可以實時掌握某條指令的IP地址[4]。提出的硬件設備,在網絡中對系統傳輸數據包的處理流程為：單次路由與多次信息交換,即所有傳輸經過交換機的信息均需要由路由模塊對其進行處理,而經過此種處理模式的數據包,可以改善信息轉發被延遲的問題出現。表1將對三層交換機配置信息進行匯總[5]。

按照表1中內容,對不同網絡條件下,三層交換機配置的運行進行設計。

表1 三層交換機配置信息匯總Tab.1 Summary of layer 3 switch configuration information

1.2 無線控制器設計

無線控制器主要用于對系統前端用戶登錄信息的掃描,并根據不同用戶在系統內登錄權限,對用戶進行前端與后端操作的控制。無線控制器的運行原理主要是前端ID與VLAN之間的映射。而通過控制器對其進行連接,便是為其提供信息一個輸入/輸出端口[6]。根據本文系統對于功能的需求,選型的無線控制器至少需要5個端口。對不同端口的描述如表2所示。

表2 無線控制器端口描述Tab.2 Wireless controller port description

在完成對無線控制器端口的描述后,對其進行不同位置的有效配置。

2 軟件設計

2.1 基于云計算深度挖掘用戶服務需求

在完成對系統硬件結構設計的基礎上,本章引進云計算技術,對用戶服務需求進行深度挖掘。在此過程中,可將基于云計算的應用表示為如下。

定義需求決策支持服務表示為R,則面向對象的服務可以表示為P,此時R與P兩者是呈現一種可執行支撐關系的,假定系統在響應用戶需求的過程中,存在某種定制的執行服務項目,此時可通過對獲取用戶數據進行分布式云計算,響應網關信息[7]。而此種條件下,用戶的所有需求指令與終端服務信息均可定義在云空間內存儲,當前端用戶向終端請求信息節點交互時,適配器將自動配對Ri與Pi,服務網關將連接系統服務總線,此時在云空間內的表示層數據,將以“組件—接口”的方式呈現邏輯排列。用戶需求的服務信息也在空間內以此種邏輯順序排列。在上述提出的過程中,Ri與Pi在云空間內的自動配對過程可用如下計算公式表示。

公式中：f表示為Ri與Pi的配對結果；λ表示為系統云環境內存在影響配對行為的干擾項；s表示為計算機設置的冗余副本數量；c表示為服務信息共享內容；i表示為服務項目數量；n表示為前端在線用戶。輸出Ri與Pi的配對結果,并以此作為本文系統的設計需求。

2.2 集成智慧校園移動式服務項目

在掌握系統建設需求的基礎上,采用將智慧校園移動式服務項目進行集成化處理的方式,致力于提供用戶一個相對良好的服務體驗。

在此過程中,使用Hadoop作為系統整體運行的部署環境,使用reduce分布式計算框架,對前端用戶發出的響應文件進行編程。當前端用戶在系統中選擇服務項目類型時,分布式計算處理器,將自動調用用戶信息,對其發出的指令進行后端響應。此時,服務項目將以一種存儲指令文件或項目執行參數的方式,對響應數據進行校驗。當驗證通過后,后端將調用執行的程序與指令,并將指令信息傳輸到系統操作層前端。

此時,所有的服務指令均以web文本的方式呈現。同時,文件發布后,Hadoop將與Node上的名稱節點進行信息資源對接,根據用戶的不同服務需求,為其提供不同的檢索功能入口,而job()對話框,也將根據代碼文件,執行Jar操作指令,直到完成對用戶發布信息指令的全部檢索,flag將記錄服務項目是否完成。當檢索到移動終端通信與用戶呈現一種連接狀態時,系統此時判定服務行為已實施[8]。反之,當檢索到移動終端通信與用戶呈現斷開狀態時,可認為執行的指令信息未發送成功,需要重新進行服務項目環境的部署。直到完成前端用戶發布的所有信息指令。綜上所述,完成對移動式服務系統的設計與功能規劃。

3 實驗論證分析

為了確保設計的系統具有真實的應用能力,提出下述對比實驗。實驗前,布設系統的運行環境。如表3所示。

表3 系統運行硬件資源Tab.3 System operating hardware resources

按照上述表3內容,布置此次對比實驗環境。同時,分別登錄本文設計的系統與傳統系統,在前端向系統發布多個運行指令(預期所有指令均可順利達成)。記錄系統后臺運行數據與前端響應數據,評估兩個系統是否均能按照需求完成服務操作指令。實驗結果如表4所示。

表4 對比實驗結果Tab.4 Comparison of experimental results

根據上述實驗結果,可以顯著的看出,本文設計的系統可達成多種服務指令,并根據用戶需求及時調整服務項目。但傳統的系統僅能達成固定指令,對于隨機指令無法順利達成,因此得出本次對比實驗的結果：本文設計的系統具有更強大的操作能力,可滿足在移動操作端,對多項服務指令的有效達成。

4 結語

智慧校園是指在物聯網技術的支撐下構建的校園環境,在智慧校園內,校內教務工作、學生管理工作等均呈現一種集成化趨勢,無論是學生學習,或是教師調查,均可以通過操作互聯網的方式實現。為了推動智慧校園的建設,本文對智慧校園移動式服務系統展開設計,在完成對系統的設計后,通過對比實驗證明,設計的系統具有更強的功能性,可滿足智慧校園發展需求。