基于移动技术的教材资源整合系统设计

李开放

摘 要： 针对在线教材资源管理智能化程度低、开放性不强等问题，设计了在线教材资源整合系统。该系统采用B/S架构、三层结构设计开发。客户端采用了移动互联技术，实现了用户对资源的访问、操作、检索和分享。服务端借助阿里云服务技术，构建了非结构化数据资源平台，实现了海量教材数据的管理。该系统对数字化教材资源的建设具有一定实用价值。

关键词： 资源共享; 资源整合; 阿里云平台; 移动互联技术

中图分类号： TP 311.52      文献标志码： A

Abstract： Aiming at the problems of low intelligence and low openness of online textbook resource management， this paper designs an online textbook resource integration system. The system is designed and developed with B/S structure and three-tier structure. The client uses mobile Internet technology to realize the access， operation， retrieval and sharing of resources. With the help of Alibaba cloud service technology， the server has built an unstructured data resource platform to manage massive textbook data. The system has a certain practical value for the construction of digital teaching material resources.

Key words： resource sharing; resource integration; Alibaba cloud platform; mobile Internet technology

0 引言

随着高校信息化建设的深入，网络教学资源的积累和增速呈现出前所未有的庞大趋势[1]。将移动互联技术与云计算技术相结合，弥补了当前在线教材资源零散、碎片化的缺陷，为高效的在线教学提供了帮助[2]。因此，本文借助阿里云服务平台设计了在线教材资源整合系统，结合移动互联技术，实现教材资源的分享、搜索和学习。在云端完成资源的密集型任务，通过移动端完成结果接收和输入。因此构建一套具有开放性、智能化的资源整合系统，能够为高校在线教学提供数据保障。

1 系统总体设计

本系统采用B/S架构、三层设计方法，分为数据层、业务层和表示层。每个层次都能够作为单独的模块进行设计和开发，为日后的维护和独立更新提供便利。为在线教材资源整合系统整体框架，如图1所示。

（1） 表示层

该层提供人机交互界面，对用户请求、数据反馈等操作为移动客户端提供相应的应用访问。该层位于本系统的最顶层，直接与用户进行交互，支持系统与用户间的数据信息交流，利用MVC框架实现。表示层主要的交互界面包括资源检索界面、资源空间管理界面、资源传输界面、注册登录界面等。

（2） 业务层

业务层是连接表示层和数据层的中间枢纽，处于系统体系框架的关键位置，能够建立起数据库与用户应用程序的连接，通过用户请求发送给数据层，并将相应数据反馈给用户。

业务层能够将用户的请求生产相应的查询、更新语句，通过数据库的更新，将结果以数据形式向用户传输。本文设计的在线教材资源整合系统，通过业务层各个功能模块建立起逻辑关键，并通过业务逻辑接口，实现相应的功能。

（3） 数据层

根据当前教材数据的需求，本系统会存储大量的非结构化数据资源，因此，系统大部分功能需要数据的存储和访问来实现。阿里云提供的开放性存储服务能够为非结构化教材数据操作提供REST API接口封装，能够在系统设计中提供不同的类调用[3]。此外，阿里云服务提供的对称加密算法能够甄别每个发送请求用户的身份，通过用户签名實现访问控制。

因此，本系统利用阿里云服务实现海量非结构化数据的存储。云服务中，系统上传的数据被认为是一个Object对象，提供用户所需的文档、视频以及图片等资源的存储，并使用Object方式存放。Object包含三个字段，分别为meta、data和key，其中meta描述数据，data为对象数据，key是Object对象名称。在阿里云服务中的每个Object对象都要包含在虚拟存储空间的bucket中。

2 系统主要功能设计

文件操作检索和资源分享是本系统的主要功能，系统流程图，如图2所示。

（1） 文件操作检索

该系统权限分为普通用户和管理员用户。普通用户可发送教材资源上传请求，可向系统发起资源空间的使用操作。当系统接收到用户请求后，会提供用户对教材资源进行描述，并匹配相应的标签。

管理员用户通过系统对普通用户上传的教材资源进行审核。如果审核通过，教材资源状态会被更新，并按照不同的用户权限将教材资源分配至不同的数据资源空间内，并反馈分配结果。如果审核不通过，则提供用户资源不能存储和发布。

上述分配的教材资源空间与每个用户相对应，构成个人资源空间。用户可对个人资源空间进行相应的管理和操作，对其他用户资源空间，可按照文件匹配标签、数据描述信息、资源文件名称等信息进行搜索和查询。

（2） 资源分享

在线教材资源整合系统中，用户上传至个人资源空间的数据文件会按照统一的权限分配至资源池。将教材资源文件分为公共可分享组和局部共有组，系统根据教材资源标签根据用户兴趣和学科领域进行相关分类，以提供用户下载和检索。

每个用户资源空间中的数据，其他用户可提交操作申请来完成资源的保持和下载，系统会自行判断资源的请求状态和反馈结果。对于公共共享资源，系统为用户提供了下载至个人资源空间的权限。

3 系统部署及关键功能实现

本系统结合了高效的移动云计算技术，将科研、教學等教材资源进行处理和整合。借助阿里云服务器存储服务和ECS（原文）服务技术[4]，为系统提供庞大数据资源的访问、存储、安全管理等功能。

3.1 开发环境配置

系统借助了阿里云服务，因此开发环境的配置是本系统设计过程中的重要环节，包括开发工具和数据库管理系统的选择，以及地域和服务器操作系统的配置。根据阿里云官方Web开发环境说明，笔者结合系统自身特点，采用64位Linux操作系统，并引入Tomcat 7.0来搭建系统的Web服务。因为阿里云服务与云服务器异地不能互通，为了提高该系统的访问速度和数据响应效率，这里选择深圳数据中心作为云服务和云服务器所在地。

选用MySOL作为数据库操作系统。开发工具考虑到阿里云对J2SE的支持，可采用Java软件作为开发工具，通过配置Eclipse导入ECS Java SDK来搭建本地开发环境[5]。将云服务的API接口进行调用，实现本地开发环境的配置。

3.2 系统部署

在线教材资源整合系统的部署是将系统部署至云服务中，分为三步：

第一步，在本地存储空中将系统应用程序以Tomcat方式进行Web服务运行，对系统各个功能进行测试，并完成系统功能进行调试、运行、服务创建等内容。

第二步，通过阿里云服务器账号，将系统应用程序部署至阿里云服务器中，然后开启Web服务，并实现阿里云服务与应用程序的数据交互。

第三步，将应用程序部署完成后，对系统功能进行反复测试和性能优化，根据阿里云服务提供的诊断日志进行代码的调整。

3.3 关键功能实现

（1） 文件操作检索功能的实现

通过文件操作检索可实现用户对个人资源空间的管理。按照用户上传资源的类型可在该功能中展示出用户所有的云端资源和收藏的资源。该模块下，用户可对这些资源进行操作，系统根据用户操作结果反馈至云服务器进行相应的更新。

（2） 分享模块的实现

该系统可通过分享模块对资源进行区部分享和公共分享，并对不同共享组进行资源整合，按照类型可分为名师讲座、精品课程、实验室和图书馆等共享组。进入共享组可查看相关资源的最新消息。该模块按照学科类别提供不同的教材资源检索，还可以按照自己的兴趣和需要进行教材检索。

3.4 应用效果

目前，该系统已在国内部分高校正式运行。经过用户调查反馈，系统应用效果如下：

功能方面，普通用户能够顺利发送上传请求，系统能够为用户分配一定的上传空间，完成教材资料的上传。管理员能够对每个上传的资料及用户进行审核，并能为不同权限用户提供相应的资源。系统能根据用户兴趣和学科对教材进行分类，用户能顺利检索和下载需要的资源。

性能方面，该系统在正式运行过程中，最高在线人数达到3 000人。随着在线人数的增加，CPU使用率和内存占用率逐渐增加，当3 000人同时在线时，CPU使用率为51.2%，内存占用率为63.7%，系统运行稳定，未出现卡顿现象。

安全方面，该系统采用移动互联技术连接云端服务，云服务器的安全级别很高，因此，在正式运行过程中为未发生数据资源盗取、非法用户登录、非法连接等问题，该系统具有很高的安全性。

4 总结

本文针对当前在线教材资源零散、碎片化的缺陷，结合阿里云服务技术和移动互联技术设计了在线教材资源整合系统。该系统针对用户分配了个人资源空间，可方便教材资源的操作。同时，按照不同权限，用户可查询和检索局域组和公共组的资源数据。借助强大的阿里云服务，可实现非结构化数据的存储、查询和删除等数据管理功能，借助移动互联技术使用用户能够随时随地的通过移动客户端完成相应教材资源的访问和管理。该系统为在线教学资源整合方案的设计提供了参考。

参考文献

[1] 肖婧.基于云计算的大数据挖掘体系构建分析[J].中外企业家，2020（11）：110.

[2] 刘海峰，荣晓燕，李晨旸，等.一种基于安全域的云计算网络安全保障方法研究[J].信息安全研究，2020，6（4）：362-366.

[3] 欧运娟.基于Android的在线学习系统的设计与实现[J].计算机产品与流通，2020（3）：127-128.

[4] 张冰.中外合作办学中基于在线平台的教学资源整合——以上海理工大学中德学院E-Learning项目为例[J].戏剧之家，2020（6）：131.

[5] 范颖，刘梦.基于云平台的在线教育课程资源共享设计与研究[J].现代电子技术，2020，43（1）：175-178.

（收稿日期： 2020.05.18）