基于云计算高校教学资源共享平台设计

程 倩

(桐城师范高等专科学校,安徽 桐城 231400)

信息技术的快速发展使得其被应用于国民经济的各行各业，教育资源的共享是具体的应用实例。我国是高等教育大国，全国高校数量众多，同时各高校有各自的办学特色，各类教学资源十分丰富。在教育资源数据量比较大的情况下，有效地借助云计算技术可以使得教学资源得到共享，优化高校教学资源的配置[1]。采用云计算技术搭建IT基础架构，有效地将海量的高校教学资源进行整合，这不仅使各类教育资源能够最大程度共享，同时也极大地减少用户的硬件投入。

1 共享平台设计需求与设计效果

1.1 共享平台的设计需求

优质的教学资源对于教师备课具有很大的促进作用，不仅提高了教师备课的效率，同时也使教师授课的水平大大提升。国家倡导教育的公平和教育资源的均衡，其行之有效的措施是资源的共享。在当前高校教育资源分配不均的大环境下，不同地区高校以及不同办学层次高校的学生、教师在寻找适合于自身的教学资源过程中存在重重困难[2]。对于我国的985高校而言，其教育投入较大，学校也有更多知名的教授、博导，有更为先进的科学研究成果。对于我国普通的本科高校，尤其是处于偏远地区、经济欠发达地区的高校，其教育投入较小，教授中主要是普通的教授，教授所占比例也偏低，很大程度上制约了高校学生的发展[3]。高校教学资源共享平台就是要实现优质教学资源的共享，将海量的优质教学资源实施分类，供广大的高校工作者浏览、下载使用。

1.2 共享平台的设计效果

基于云计算技术的高校教学资源共享平台是为了实现优质教育资源的共享，缓解高校教育资源分配不均衡，提升普通高校教学质量的有效举措。高校教学资源共享平台的设计要达到三个方面的效果。首先是学生和教师可以更为方便获得优质的教学资源，利用该平台检索所需要的资料，更好地开展学习和研究。其次是为高校教师提供个性化的教育资源交互平台，帮助教师获取全部的教学资源，不断地提高高校教师的工作效率。最后是为高校的管理人员提供决策依据，管理人员可以了解教师工作所需的全部信息，从而为提升教师教学质量提供硬件和软件支持[4]。

2 共享云平台的设计与原理

2.1 共享云平台的设计原理

对于高校教学资源共享云平台需要进行人性化的设计，这样才能方便用户操作和使用，确保对服务器访问的安全有效性[5]。图1给出了高校教学资源共享平台顺序图。

图1 共享平台的顺序图

高校教学资源共享平台有效地利用了云计算的优势，通过云计算以及Web技术形成了一个优质高校教学资源分享的公共平台。平台的终端用户发出对资源访问的需求，就可以在服务器上搜寻到所需要的资源。同时云计算技术使得优质高校教学资源的安全性提升，不会因为服务器的损坏而使得教学资源无法访问。

2.2 共享云平台的工作原理

基于云计算技术的高校教学资源共享平台消除了信息之间的壁垒，对各种教学资源进行有机整合[6]，其工作原理如图2所示。

图2 高校教学资源云共享平台工作原理

由图2可见，用户通过终端设备，将需求信息通过用户交互接口传递给内部的系统，内部的系统主要包括服务目录、系统管理以及配置工具。服务目录是供用户选择所需的服务的指南，用户可以快速借助服务目录实现各种服务功能。系统管理主要是为了对云端的各种可用资源实施调配和管理，配置工具是对运行环境的调整及调配。借助于监视统计功能来对平台的运行状态实施监控，统计每一个终端用户的使用次数。云端底层是庞大的服务器集群，为整个高校教学资源共享平台的运行提供强大的物理支持。客户端是任何可以上网的终端设备，只要连上网络，借助于浏览器登录平台就可以实现对高校教学资源的浏览、下载、上传等功能。云端是Google公司的GAE云平台，将各种开发好的程序上传到云平台，就可以轻松实现云端的部署。

3 共享云平台架构的设计

3.1 云计算学习模式的提出

教学资源的共享不仅减少了教师的工作量，也提高了教师教学的效率和学生学习的质量，因此国内许多高校开发设计了自己的教学资源共享平台。目前高校开发设计的教学资源共享平台多采用的是传统的B/S模式，具体如图3所示。

图3 传统的B/S架构模式

由图3可见，Web服务器通过互联网为用户提供服务。伴随着用户数量的增多以及教学资源数据量的不断增大，采用B/S架构模式的平台就会出现明显的局限性。由于各个高校优质的教学资源单独存储，难于对优质教学资源实现共享，同时优质的教学资源也无法重复使用。传统的B/S架构模式下，由于各个高校之间数据库接口不统一，相互之间的数据交流困难。另外，优质教学资源的备份在主机上，这导致安全性比较低，很容易出现丢失的现象。在云计算的架构下，高校优质教学资源的共享不再受限于平台。借助于高校优质教学资源共享平台可以实现各种资源有效的整合，这样更加方便教师、学生等用户的访问和下载[7]。利用云计算的学习模式见图4。

图4 利用云计算的学习模式

3.2 平台结构层次分析

搭建高校教学资源共享云平台的核心是云计算服务器，利用云计算服务器所具备的高性能、高可靠性以及高拓展性，从而确保高校教学资源共享云平台实现高效、稳定运转。高校教学资源共享云平台结构包括物理层、平台层、资源整合层、应用层以及访问层[8]，具体如图5所示。

图5 高校教学资源共享平台架构图

访问层包含了学生用户、教师用户、管理员、游客等不同身份的用户，其通过不同的终端设备来获取个性化的服务。应用层主要是负责资源的配置，按照管理中间件的指令开展配置工作，最大程度发挥高校教学资源共享平台的作用，用户也可以按照自己的需要来实施个性化的服务定制，通过用户注册登录来实现对高校教学资源的远程访问。资源整合层主要是为了实现对元数据库和索引库的构建，从而最终达到对高校教学资源的转换、导入和导出等操作。高校教学资源包含许多的形式，如多媒体课件、视频文件、考试试题、教学文案等，通过整合达到标准化，为应用服务的实现奠定基础[9]。平台层包含程序运营平台、数据库平台以及开发测试平台，将平台置于物理层所提供的虚拟硬件资源基础之上，通过多服务器的冗余备份来达到数据安全的目的。物理层也被称之为基础设施层，主要为高校教学资源共享平台提供硬件支持，利用虚拟化的软件将各种设备、资源虚拟为一个大型的资源库，避免了不同资源、设备之间存在的差异，这为平台层提供了统一的接口。

3.3 共享平台整体架构设计

云计算是信息产业的革命，其在交付和使用模式的基础之上，借助于网络实现按需易拓展的模式来计算资源。云计算技术不再受到时间、地点的限制，使用者随时随地根据自身的需要方便地使用云资源。在云计算技术快速发展的背景下，高校教学资源共享平台设计的过程中要充分地利用云计算技术。资源共享平台主要包括云计算服务器、负载均衡设备、Web服务器、数据库服务器、云储存五个部分，高校教学资源共享平台的整体架构如图6所示。

图6 基于云计算的资源共享平台整体架构

云计算服务器是云计算高校教学资源共享平台的核心，其具有高性能、高可靠性、高拓展性的特征。云数据库将高校教师的各种教学资源以结构化数据集的形式存储起来，为实现高校教学资源的共享奠定了基础。云存储是大量的教学资源的储备源头，包含了课件、视频文件、图片等各种非结构化的数据资源，存放在云储备OSS上。负载均衡设备结合用户的访问数量和用户的访问需求动态地将网络带宽和各种硬件资源合理的分配，使整个平台对外的服务能力得到拓展。Web服务器是平台用户进行平台访问的入口，借助于Web服务器可以完成用户信息的查看、用户登录平台等操作[10]。

4 共享平台登录上传下载业务流程设计

4.1 平台登录

高校教学资源共享平台的用户在系统的界面可以进行注册和登录，完成登录之后使用该平台来进行相关的操作，登录业务流程如图7所示。

图7 高校教学资源共享平台登录业务流程

由图7可知，所有用户均可进行注册和登录，只有注册成功之后才能成为平台的用户，进行相关的操作，如果仅仅只是浏览相关的资源，那么只能以游客的身份去浏览，不能进行文件的上传、下载等操作。

4.2 资源上传

按照高校教学资源共享平台登录业务流程进行登录之后，用户就可以进行优质教学资源的上传操作，文件上传业务流程如图8所示。

图8 高校教学资源共享平台文件上传业务流程

由图8可知，用户发布文件上传请求，平台检验用户权限，无权限的用户不能进行文件上传的操作。对于具有上传文件权限的用户，平台会针对用户所上传的文件是否安全进行检验，通过安全性检验的文件才能上传到平台上。为避免重复上传文件，平台对用户所上传文件是否已经存在进行检验，如果没有接受文件上传，或文件已经存在，那么提示是否替代已经存在的文件，不替代会停止操作，替代会构建文件信息，接受文件上传。

4.3 资源下载

按照高校教学资源共享平台登录业务流程进行登录之后，用户就可以进行优质教学资源的下载，文件下载业务流程如图9所示。

图9 高校教学资源共享平台文件下载业务流程

由图9可知，用户发出文件的下载请求之后，高校教学资源共享平台检验用户的权限，如果用户没有下载教学资源的权限，就会停止操作。有下载教学资源权限的用户，浏览文件的目录，确定需要下载的文件。无所需要下载的文件会停止操作，有需要下载的文件要确定是否下载该文件。

5 结语

随着网络技术的快速发展，云计算受到了越来越多用户的青睐，基于云计算的高校教学资源共享平台实现了对各种优质教学资源的共享，一定程度上缓解了高校教育资源分配不均的问题。本文针对高校教学资源共享平台的设计需求和设计效果进行了分析，指出高校教学资源共享平台消除了信息之间的壁垒，实现了对优质教学资源的有机整合。高校优质教学质量的整合共享有助于提升我国高等教育的质量，促进我国高等教育的健康发展。