大數(shù)據(jù)與云計算融合智慧校園建設(shè)探討

時間:2022-08-17 09:02:13

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大數(shù)據(jù)與云計算融合智慧校園建設(shè)探討

摘要:云時代的到來,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展帶來了海量的數(shù)據(jù)、種類繁多的業(yè)務(wù)以及日益增長的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模,與此同時傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的部署、運(yùn)維和管理也迎來巨大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備無法智能配置策略,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時,網(wǎng)絡(luò)管理人員無法快速鎖定并解決網(wǎng)絡(luò)問題。SDN(SoftwareDefinedNetwork,SDN)的出現(xiàn)給傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)無法適應(yīng)現(xiàn)在快速發(fā)展的云計算業(yè)務(wù)的現(xiàn)狀帶來了轉(zhuǎn)機(jī)。本文主要講述SDN基本原理及框架,討論利用SDN解決校園網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有問題的方案。

關(guān)鍵詞:SDN;校園網(wǎng);負(fù)載均衡

智慧校園是數(shù)字化校園的延伸產(chǎn)物,是信息化技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。目前,國內(nèi)外高校都致力于建設(shè)智慧化校園,為此做出了大量的建設(shè)方案并實施了一系列的措施,目的就是更快更好的打造出一條適合自身發(fā)展的信息化建設(shè)道路。智慧校園全面提升了高校教學(xué)質(zhì)量和管理水平,推動了高校信息化建設(shè)進(jìn)程[1]。在信息化快速發(fā)展的時代,高校教師和學(xué)生在日常的教學(xué)與生活中對網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)、智能手機(jī)以及多媒體設(shè)備的應(yīng)用越來越廣泛,教師的教學(xué)活動、學(xué)生的學(xué)習(xí)與生活以及管理人員的管理工作等需求使得高校工作需實現(xiàn)信息化與智慧化。針對高校信息化與智慧化建設(shè)落后的現(xiàn)狀,提出大數(shù)據(jù)與云計算融合的高校智慧校園建設(shè)。

1關(guān)鍵技術(shù)

1.1大數(shù)據(jù)

信息化推動高校智慧校園建設(shè)過程中出現(xiàn)了大量的數(shù)據(jù)信息,這些數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出容量大、結(jié)構(gòu)多樣化、種類多、冗余以及更新速度快等特點(diǎn)[2]。為了保證學(xué)校各項工作的正常運(yùn)轉(zhuǎn),需要對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析、處理與存儲。采用大數(shù)據(jù)技術(shù)對海量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集和深入挖掘,然后對挖掘出的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理。在對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時,采用的是分布式處理方式,最后對需要保存的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲以便隨時進(jìn)行查詢。大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用為提高高校的整體管理服務(wù)水平以及教學(xué)能力奠定了堅實的基礎(chǔ)。大數(shù)據(jù)平臺具備數(shù)據(jù)存儲、信息收集、數(shù)據(jù)分析輔助決策、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)交換共享等功能,是所有數(shù)據(jù)的匯聚中心,是智慧校園建設(shè)的核心部分,為學(xué)校師生提供全面的信息化服務(wù)。利用大數(shù)據(jù)可以對教學(xué)資源進(jìn)行共享,實現(xiàn)開放式教學(xué),對學(xué)生進(jìn)行分級教學(xué)或分層管理,實現(xiàn)精準(zhǔn)化、差異化以及個性化教育[3-4]。大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)W(xué)生的學(xué)業(yè)、心理、就業(yè)以及生活進(jìn)行科學(xué)、合理、便捷且有效的管理。學(xué)校公共資源使用情況通過大數(shù)據(jù)技術(shù)可以實時方便地掌握,然后反饋給師生和用戶,很大程度上促進(jìn)了公共資源的有效利用。后勤管理是一項繁雜的工作,大數(shù)據(jù)能夠?qū)δ芎倪M(jìn)行監(jiān)管,構(gòu)建綠色校園,還可以對維修進(jìn)行監(jiān)管以便提高服務(wù)水平。此外,在輔助決策中大數(shù)據(jù)的應(yīng)用也是非常廣泛的。

1.2云計算

云計算是智慧校園建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)之一,將校園中所用的計算資源通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)統(tǒng)一的管理和調(diào)度,為師生和相關(guān)人員提供快捷、方便的服務(wù)。云計算提供的服務(wù)包括3個層次,分別是基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)、平臺即服務(wù)以及軟件即服務(wù)?;A(chǔ)設(shè)施即服務(wù)層可將基礎(chǔ)設(shè)施資源和數(shù)據(jù)等分配給用戶,具有大規(guī)模、低成本以及高效率等特點(diǎn)。平臺即服務(wù)層可以向用戶提供軟件操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫等軟件開發(fā)和運(yùn)行環(huán)境,特點(diǎn)主要有統(tǒng)一的平臺架構(gòu)和高效的數(shù)據(jù)處理能力等。軟件即服務(wù)層可以將軟件作為服務(wù)向用戶提供,用戶通過Internet租賃所需的軟件服務(wù),這種方式可以很大程度上降低軟件使用成本,提高可靠性[5]。云計算按需提供服務(wù),能夠合理對資源進(jìn)行動態(tài)配置,開放性、擴(kuò)展性以及協(xié)同性更強(qiáng)。在云計算技術(shù)的應(yīng)用下,高校師生只需要通過計算機(jī)和智能手機(jī)等多媒體設(shè)備就可以隨時隨地快速高效地使用和查詢公共業(yè)務(wù)與服務(wù)。

2智慧校園建設(shè)

智慧校園旨在改善學(xué)校綜合管理和服務(wù)環(huán)境,構(gòu)建智能化、一體化的綠色安全校園生態(tài),全面提高學(xué)校的信息化應(yīng)用水平和教學(xué)服務(wù)水平。在深入調(diào)研并廣泛收集用戶需求和高校實際情況的基礎(chǔ)上提出大數(shù)據(jù)與云計算融合的高校智慧校園,以延安大學(xué)為例,智慧校園主要包括網(wǎng)上辦事大廳和智慧延安APP。

2.1網(wǎng)上辦事大廳

對于高校一些常見業(yè)務(wù)和服務(wù)進(jìn)行整合,通過整合實現(xiàn)學(xué)生一體化、教職工一體化、教學(xué)一體化以及公共信息服務(wù)一體化構(gòu)建,為學(xué)校各類人員提供更具智慧的教學(xué)、管理及服務(wù)一體化的服務(wù)模式。其中,網(wǎng)上辦事大廳就是在高校智慧校園建設(shè)中為用戶提供常見業(yè)務(wù)和一體化服務(wù)。為方便高校師生和后勤保障人員等各類高校人員高效快速便捷地使用學(xué)校各類業(yè)務(wù),可以將使用頻率較高的業(yè)務(wù)通過“業(yè)務(wù)直通車”進(jìn)行鏈接。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)對業(yè)務(wù)使用頻率與需求等進(jìn)行采集、挖掘與分析,將人事系統(tǒng)、教務(wù)系統(tǒng)、科研系統(tǒng)、研究生系統(tǒng)、宿舍管理、一卡通平臺、檔案系統(tǒng)、正版化軟件平臺以及校園網(wǎng)自助服務(wù)等作為業(yè)務(wù)直通車的應(yīng)用業(yè)務(wù)。同時對于使用頻率較高的服務(wù)進(jìn)行推薦,方便用戶體驗與應(yīng)用。為提高高校一體化服務(wù)水平,可以根據(jù)用戶角色不同將服務(wù)分為教師服務(wù)、學(xué)生服務(wù)以及游客服務(wù)。教師服務(wù)主要是針對教師提供的服務(wù),包含教師教學(xué)、辦公及生活中運(yùn)用到的公共資源和服務(wù),例如云計算資源使用申請、場地預(yù)約申請、報告會、研討會及講座、論壇網(wǎng)上審批、教工辦公賬號入網(wǎng)申請、家屬區(qū)校園網(wǎng)賬號申請、校園網(wǎng)電子郵箱開戶申請以及校園新媒體備案登記等。學(xué)生服務(wù)的受眾用戶主要是學(xué)生,其中校園宣傳品布展審批、學(xué)生證補(bǔ)辦申請、陜西省家庭經(jīng)濟(jì)困難學(xué)生暨國家教育資助申請、大學(xué)生國家獎學(xué)金申請、延安大學(xué)國家助學(xué)金申請、學(xué)生學(xué)費(fèi)減免申請、網(wǎng)絡(luò)故障報修申請、學(xué)生臨時困難補(bǔ)助申請以及延安大學(xué)“小紅帽”勤工助學(xué)崗位設(shè)置申請等都屬于學(xué)生服務(wù)類型。而游客服務(wù)可以根據(jù)游客需要后續(xù)逐漸增加服務(wù)內(nèi)容,從而更好地滿足用戶需求。高校事務(wù)除了根據(jù)角色不同分為教師事務(wù)、學(xué)生事務(wù)以及游客事務(wù)這3類外,還可以根據(jù)部門不同進(jìn)行分類。為了方便對自身的事務(wù)進(jìn)行發(fā)起、審批以及查詢,可以設(shè)置我的事務(wù)頁面。對于一些常見問題可以設(shè)置常見問題頁面,通過輸入標(biāo)題或內(nèi)容進(jìn)行查詢。綜上所述,網(wǎng)上辦事大廳框架如圖1所示,由首頁、事務(wù)分類、我的事務(wù)以及常見問題構(gòu)成。首頁分為3部分,第一部分是一站式服務(wù);第二部分包括業(yè)務(wù)直通車和推薦服務(wù);第三部分根據(jù)用戶角色將服務(wù)分為教師服務(wù)、學(xué)生服務(wù)以及游客服務(wù)。

2.2智慧延大

高校提供的應(yīng)用和服務(wù)多種多樣,為了快速查找用戶所需的業(yè)務(wù)或服務(wù)可以對其進(jìn)行分類,按照服務(wù)類型可分為辦公服務(wù)、教學(xué)服務(wù)、資源中心、生活服務(wù)以及小工具等。其中,通知、站內(nèi)信函、待辦事項、辦事大廳、智能客服、電話黃頁、通訊錄以及郵箱都屬于辦公服務(wù)。教學(xué)服務(wù)由學(xué)校簡介、圖書借閱、課表查詢、四六級課程以及課程廣場組成。資源中心包含圖書、期刊、讀書排行、學(xué)術(shù)檢索、報紙、名師講座、黨建學(xué)習(xí)、網(wǎng)上報告廳以及館藏查詢。悅校、自助服務(wù)、校園網(wǎng)繳費(fèi)、宿舍管理、網(wǎng)絡(luò)報修、意見反饋、全景校園、我的云盤、資訊聚合以及失物招領(lǐng)屬于生活服務(wù)。投屏、發(fā)簽到、直播、表單采集以及速課制作歸類為小工具。除了應(yīng)用外,還可以給師生推薦一些熱門的書籍方便閱讀,對于學(xué)校的主要新聞、通知公告及學(xué)術(shù)動態(tài)同樣應(yīng)該方便查詢與閱覽,從而促進(jìn)智慧校園建設(shè)。為了方便高校師生通過移動端完成學(xué)習(xí)、教學(xué)、生活以及管理等各項活動,推動高校智慧校園建設(shè),設(shè)計針對延安大學(xué)的智慧延大APP,框架如圖2所示。

3智慧校園展示

3.1網(wǎng)上辦事大廳首頁展示

本文主要對網(wǎng)上辦事大廳首頁進(jìn)行展示,如圖3所示。用戶可以在“一站式服務(wù)”搜索框輸入服務(wù)名稱直接進(jìn)行模糊搜索。通過“業(yè)務(wù)直通車”提供的人事系統(tǒng)、教務(wù)系統(tǒng)、科研系統(tǒng)、研究生系統(tǒng)、宿舍管理、一卡通平臺、檔案系統(tǒng)、正版化軟件平臺以及校園網(wǎng)自助服務(wù)等業(yè)務(wù)鏈接可以快速打開這些系統(tǒng)和頁面,完成業(yè)務(wù)辦理與查詢等。推薦服務(wù)是在眾多服務(wù)中選擇使用率較高的服務(wù)進(jìn)行推薦。教師服務(wù)、學(xué)生服務(wù)和游客服務(wù)是按照角色進(jìn)行分類,為教師、學(xué)生及游客提供個性化與一體化服務(wù)。

3.2智慧延大APP展示

智慧延大APP包含首頁、消息、筆記以及我4個頁面,如圖4所示。該APP與網(wǎng)上辦事大廳提供的業(yè)務(wù)與服務(wù)有所不同,在辦事大廳無法找的個性化服務(wù)在這里都可以找到。從圖4可以直觀看出智慧延大首頁布局,第一部分是搜索框,用戶可以輸入所需內(nèi)容的關(guān)鍵字等進(jìn)行查找。第二部分顯示了業(yè)務(wù)應(yīng)用,通過點(diǎn)擊“全部應(yīng)用”可以進(jìn)入應(yīng)用頁,該應(yīng)用頁根據(jù)服務(wù)類型不同分為辦公服務(wù)、教學(xué)服務(wù)、資源中心、生活服務(wù)以及小工具,用戶根據(jù)自己的需求點(diǎn)擊相應(yīng)服務(wù)與應(yīng)用。第三部分推薦了一些熱門的書籍,用戶可以選擇喜歡或感興趣的書籍進(jìn)行閱讀,在閱讀之后可以對書籍進(jìn)行1星到5星的專題評分,對書籍進(jìn)行評論、點(diǎn)贊以及轉(zhuǎn)發(fā)。第四部分包括延大要聞、通知公告以及學(xué)術(shù)動態(tài),以列表的形式顯示要聞、通知以及學(xué)術(shù)動態(tài)信息,點(diǎn)擊標(biāo)題即可進(jìn)入對應(yīng)內(nèi)容頁,對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行閱覽,方便師生了解學(xué)校時事動態(tài)。圖4智慧延大首頁

4結(jié)語

本文提出的智慧校園實現(xiàn)了無處不在的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、融合創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)科研、透明高效的校務(wù)治理、準(zhǔn)確無誤的決策支持、豐富多彩的校園文化以及方便周到的校園生活,打造了方便快捷、安全有序且綠色環(huán)保的科研、教學(xué)及生活智慧化環(huán)境,促進(jìn)學(xué)校的快速可持續(xù)發(fā)展。大數(shù)據(jù)與云計算融合的高校智慧校園對信息化的績效導(dǎo)向、教育信息化轉(zhuǎn)型發(fā)展以及校園智能管理等具有較好的推動作用,值得推廣應(yīng)用。

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作者:何婧媛 謝生龍 田原 田琴琴 單位:延安大學(xué) 數(shù)學(xué)與計算機(jī)科學(xué)學(xué)院