基于云平台的高校教育在线管理系统

分类：论文范文 发表时间：2021-08-25 10:41

　　摘要：为了获得理想的高校教育在线管理，提高教学质量，针对当前高校教育在线管理系统存在的不足，提出基于云平台的高校教育在线管理系统。采用两个负载均衡器实现服务器负载均衡，满足用户访问需求。用户通过云平台应用服务层发出服务请求，采用最小连接数优先策略对高校教育在线管理系统进行访问。利用模糊聚类方法进行云平台内教育资源调度，并将用户所需资源发送至用户显示界面。系统测试结果表明，该高校教育在线管理系统可以实现学生、教师、系统管理员等不同类型用户的管理需求，高校教育在线管理系统的吞吐率高，能够满足现代高校教育在线管理要求。

　　关键词：云平台；高校教育；在线管理；系统设计

　　０引言

　　随着高校招生人数的不断增加，高校的教育质量引起了人们的高度关注。同时随着信息技术的不断推广，许多高校都建立了自己的在线教育管理系统［１－３］。如有学者提出基于二维码的高校教学在线管理系统，利用二维码建立高校教学设备管理系统，提升了教学设备管理可靠性；同时有学者将ＯｐｅｎＫＭ技术应用于高校教学档案管理中，有效提升海量档案管理效率。这些在线教育管理系统采用单机平台，由于技术的原因，单机平台的性能提升已经达到了极限［４－６］。而在线教育管理系统中的数据和资源却不断地增加，使得当前在线教育管理系统的负载十分不均衡，在线教育管理系统十分容易崩溃，在线教育管理系统管理效率较低［７］。

　　云计算技术是一种海量数据的分布式处理技术，具有较高动态性以及扩展性，通过网络实现虚拟化资源的计算方式，利用浏览器实现应用、存储等功能，将大量数据、应用等服务方式提供至用户。云平台是一种采用云计算技术的平台，将海量计算任务利用资源池平均分配，用户可以根据不同应用需求获取存储空间、计算结果等不同服务，具有规模大、通用性高、可靠性高的优势［８－１０］。为了提升高校教学管理水平以及教学质量，本文提出了云平台的高校教育在线管理系统，并对其性能进行了测试。

　　１云平台的高校教育在线管理系统

　　１．１高校教育在线管理系统结构

　　高校教育在线管理系统可以提升高校管理效率以及教育质量，对高校教育管理实现信息化以及规范化，学生和教师通过所设计系统可实现考试成绩查询、在线教学、考勤管理等众多功能。云平台的高校教育在线管理系统结构，如图１所示。

　　云平台的高校教育在线管理系统实现高校教育在线管理，系统包括应用服务层、教育资源层以及基础设施层三部分，基础设施层利用云平台部署方法部署系统的云平台后，学生、教师等用户通过应用服务层发出服务请求，系统将用户请求发送至教育资源层，教育资源层利用云计算的数据聚类算法挖掘教育资源，数据挖掘结束后将用户所需资源发送至用户显示界面。各层具体如下。

　　（１）基础设施层：基础设施层将系统存储设备、网络设施、计算机、服务器等资源整合，利用软件与硬件的虚拟技术将基础设施层全部设施整合为稳定的统一云平台基础设施环境，通过基础设施层为系统提供设备资源。

　　（２）教育资源层：教学资源层包括实验环境云资源、教育管理云资源以及网络课程云资源，通过教育资源层利用云计算的数据聚类算法实现海量高校教育数据分类、筛选、集合等标准化管理操作，利用教育资源层将分散的海量教育数据统一，为高校教育在线管理提供云服务。

　　（３）应用服务层：应用服务层包括模拟实验、在线教学、考勤管理、成绩管理等众多应用。

　　１．２高校教育在线管理系统功能模块

　　依据高校教育在线管理系统管理需求，云平台的高校教育在线管理系统功能模块，如图２所示。

　　从图２可知，系统功能结构包括信息管理模块、成绩管理模块、考勤管理模块、教学与资源管理模块以及其他管理模块五部分，具体如下。

　　图２系统功能模块从图２可知，系统功能结构包括信息管理模块、成绩管理模块、考勤管理模块、教学与资源管理模块以及其他管理模块五部分，具体如下。

　　（１）信息管理模块具有学生、教师、系统管理员、教育管理者４类用户全部信息管理功能。学生、教师、教育管理者３类用户仅可添加、修改、删除、查询自身相关信息；系统管理员具有全部用户信息管理权限。

　　（２）成绩管理模块主要用户是高校教师，教师具有所授课班级学生成绩更新、删除、添加、查询功能，学生通过该功能模块仅可查询自身成绩。

　　（３）考勤管理模块具有记录学生课堂、作业、考试考勤信息功能，教师通过考勤管理模块所提供信息考评学生的课程成绩。

　　（４）教学与资源管理模块包括在线考试、在线教学、教学资源下载以及教学动态，学生通过该模块实现在线考试以及在线学习，教师将课程教学计划与教学动态发布至教学动态部分，学生以及教师可通过教学资源下载部分下载教学相关资源。

　　（５）其他管理模块内包含模拟实验、人事管理、考场管理等功能，满足系统多样化管理需求。

　　２系统的性能测试

　　选取某高校信息工程学院２０１９级学生作为系统对象，该校信息工程学院包括通信工程、计算机应用技术、电子信息工程、计算机信息管理、软件工程５个专业共４９个班级，２０１９级学生总数为２１５４人。在该校工程实训中心搭建云平台，利用１５台计算机作为云平台节点，其中包括１台主控节点以及１４台计算节点，利用Ｊａｖａ语言搭建本文系统。随机选取不同用户类型作为系统测试对象，本文系统对不同用户的管理功能运行结果，如表１所示。

　　表１系统测试结果可以看出，本文系统对学生、教师、教育管理者以及系统管理员各项管理功能测试结果均为成功，且系统针对不同用户不同测试指标的响应时间均低于１５０ｍｓ，系统测试结果说明本文系统可满足不同用户不同需求，且系统响应速度快，具有较高的管理性能。

　　采用本文系统对信息工程学院２０１９级各专业班级分配考场与监考教师，不同专业班级对应的系统考场分配结果，如图４所示。

　　图４系统测试结果可以看出，采用本文系统可依据不同专业所在班级的考试需求，合理安排考场以及监考教师，符合高校考试管理需求，再次验证本文系统具有较高的管理性能。

　　吞吐率是指单位时间内系统处理任务数量，统计采用本文系统在并发访问数量为１０００时的吞吐率，并将本文系统、二维码系统［３］以及ＯｐｅｎＫＭ系统［４］对比，对比结果如图５所示。

　　图５系统对比结果可以看出，本文系统在不同并发用户数量时均具有较高的吞吐率，本文系统的吞吐率明显优于二维码系统以及ＯｐｅｎＫＭ系统。本文系统采用云平台建立高校教育在线管理系统，利用并行算法模式可将一个任务分解至多个任务同时运行，提升数据挖掘性能以及计算效率，云平台可令服务器端实现负载均衡，系统集群性能佳，有效提升了系统吞吐率。

　　３总结

　　当前高校管理已经进入信息化以及智能化，计算机计算能力已无法满足海量高校教育资源管理需求，利用云平台具有的并行分布式处理优势建立云平台的高校教育在线管理系统，测试结果表明，本文系统可实现海量高校教育管理数据快速挖掘，可以降低高校教育管理成本，具有十分广泛的应用前景。

　　参考文献

　　［１］武志学．云计算虚拟化技术的发展与趋势［Ｊ］．计算机应用，２０１７，３７（４）：９１５－９２３．

　　［２］熊余，杨娅娅，张振振，等．软件定义时分波分复用无源光网络中基于带宽预测的资源分配策略［Ｊ］．电子与信息学报，２０１９，４１（８）：１８８５－１８９２．

　　［３］古晓艳，夏志强．基于二维码的高校教学设备管理系统的设计与实现［Ｊ］．计算机科学，２０１７，４４（Ｓ１）：５２３－５２５．

　　［４］余舒萍，熊越强．基于ＯｐｅｎＫＭ的高校校院二级教学档案管理系统的设计与应用［Ｊ］．山西档案，２０１７（６）：７８－８０．

　　［５］黄弢，成重．基于云平台的高校图书馆学习支持服务现状与对策研究［Ｊ］．图书馆理论与实践，２０１８（１２）：１００－１０３．

　　［６］尹学渊，陈兴蜀，陈林．虚拟化ＩａａＳ环境安全域与访问控制模型研究［Ｊ］．小型微型计算机系统，２０１９，４０（１）：１１１－１１６

　　范雯雯

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