基于云计算技术的高校教育在线管理系统

刘婵

摘  要： 为了有效提高传统高校教育在线管理系统运行管理的有效性，提出基于云计算技术对高校教育在线管理系统进行优化。基于B/S网络管理结构和AT45DB80芯片改善系统硬件配置，为保障硬件配置运行，结合云计算对高校教育在线管理系统的信息分类管理算法进行优化，并根据该算法改善信息分类算法和信息管理流程，实现高校教育在线管理系统的设计。最后通过实验证实，基于云计算技术的高校教育在线管理系统相对于传统管理系统，具有更高的有效性，检测结果可达到90%以上，充分满足研究要求。

关键词： 云计算; 高校教育; 在线管理; 教育平台; 教学资源; 运行效率

中图分类号： TN911?34; TP359                      文献标识码： A                   文章编号： 1004?373X（2020）11?0097?04

College education online management system based on cloud computing technology

LIU Chan

（Wuchang Institute of Technology， Wuhan 430065， China）

Abstract： In order to effectively improve the effectiveness of the operation and management of the traditional online management system for college education， the online management system for college education is proposed and optimized based on the cloud computing technology. The hardware configuration of the system is improved on the basis of the B/S network management structure and the AT45DB80 chip. In order to guarantee the operation of the hardware configuration， the information classification management algorithm of the online management system for college education is optimized with the reference of cloud computing. In addition， according to the optimized algorithm， the information classification algorithm and information management process are improved to achieve the design of the online management system for college education. The experiment proves that the college education online management system based on the cloud computing technology is more effective than the traditional management system and the its detection result can reach more than 90%， which fully meets the research requirements.

Keywords： cloud computing; college education; online management; education platform; teaching resource; operating efficiency

0  引  言

隨着我国教育改革的进一步深入，信息化教学模式已成为当前时代发展的大趋势，在该时代背景下，对当前广受关注的高校教育在线管理系统进行研究和优化具有重要意义[1]。在高校扩招的情况下，对学生的信息管理数量急剧增长，导致高校教育在线管理系统在海量信息环境下运行效果不佳。基于以上问题，结合B/S结构及云计算原理对系统的硬件配置和软件运行算法进行优化，以便更好地解决教育现代化过程中潜在的信息管理不佳问题。

1  高校教育在线管理系统设计

1.1  教育在线管理系统硬件配置优化

针对当前的教育在线管理系统运行效率较低的问题，进行硬件结构的优化配置。结合B/S网络管理结构及AT45DB80芯片、ASP.NET处理器、MOSI单片机等设备提高系统运行效率和效果[2]。为保障系统硬件配置的合理性，首先对系统运行目标和功能进行规范，对不同模块的性能要求进行结构优化，具体构架如图1所示。

在教育在线管理系统构架中，管理内容是通过前台进行展示的，用户在客户端进行登录，并进行课程信息的查询、电脑端考试等，而后台主要负责整个管理系统的多方面资源分配。系统主要在Java Scrip模块中开发了信息发布、信息改正、信息查询等基础信息管理功能，以便后续操作。在实现信息的处理后会输入并存于数据库汇总[3]。为保障对海量信息的管理和操作效果，对系统的硬件结构进行优化，具体结构如图2所示。

基于上述高校教育在线管理系统硬件功能进行介绍，其中添加了MOSI单片机，结合C451F数据管理模拟机进行数据的存储，并在数据管理器中添加集合携带SOCI的处理芯片，实现储备空间最大化的目标，为了实现对海量数据的合理处理，对C451F系统的单片模拟机运行原理进行展示，具体如图3所示。

图3中，spimosi（SPI Bus Master Output/Slave Input）是总线主输出/从输入，spimiso（SPI Bus Master Input/Slave Output）是总线主机输入/从机输出。

结合以上单片模拟机运行原理进一步分析，MOSI单片机的数据信息采集信号主要通过对模拟机引脚数据的采集，对系统各部分主体时刻采集到的实时信息进行更新，实现对系统硬件配置的合理优化，保证系统高效运行。

1.2  高校教育在线管理系统软件设计

为了更好地实现数据输出和管理效果，对单片模拟机采集数据和系统硬件中的芯片进行关联后复位，并对高校教育在线管理系统软件运行流程进行优化。关联复位效果，需要对海量数据进行分类计算处理，并简化海量信息数据的处理流程。因此，把高校教育在线管理数据进行汇总，以便根据用户的信息需求随时对里面的各类信息进行查询。具体的高校教育在线管理信息处理流程如图4所示。

结合高校教育在线管理信息处理流程对信息处理算法进行优化。若高校教育在线管理系统的信息集合为[Q]，信息集可分为[K]层，其共性特征为[A]，异常特征为[B]，则对数据集任意信息特征进行采集：

[Qk=EkA2;a，bWkB2;a，b] （1）

式中：[2]表示系统运行过程中的信息特征分辨率层级;[EkA2;a，b]表示数据融合值。

进一步结合云计算和欧拉算法对信息管理程序因变量[x]和教学程序自变量[y]的关系数值进行计算，具体算法如下：

[L≈n=0A+Bk=0A+By（xn）-x（yn）Qk]   （2）

进一步对高校教育信息的特征类别等级进行划分和计算，具体可记为：

[L1=yn+Qk（xn+yn）Ln=（EkA+WkB）（xn+yn），    n=0，1，2，…] （3）

基于上述算法，套用B/S模型进行客户端信息管理，并对高校在线管理系统软件运行步骤进行规范，具体如下：

1） 输入高校教学计划，课程的任课教师普遍都在学期末以班级为单位输入下学期的教学计划。

2） 修改高校教学计划，如果管理员或用户发现对于已经录入的教学信息出现错误，或者想要修改计划，则可以通过向上级进行申请，得到审核批准，再由相关工作人员重新授予权限给任课教师完成第二次正确的信息录入。

3） 信息的统计查询，系统的各部分用户都有各自的统计功能和查询权限，查询的方式分别有个体查询、组合结构查询。

4） 进行录入和导出教学计划以及存储备份，目的是为了保障信息不被泄露，所以系统会自动定期查看已有的数据，如果发现数据有丢失的风险就会自动开启备份。普通用户是没有备份的权限的，只有系统的管理员具有。

基于上述步骤实现对海量教育信息进行规范和分类管理，从而有效实现高校教育在线管理的研究要求。

1.3  高校教育在线管理的实现

基于上述流程对教学数据进行分类处理，由于系统用户端中存在较多用户身份，包括：教师、学生、管理员三个主要身份。由于高校教学内容繁重，其管理信息也相对较多，其中，教师用户管理信息管理包括：教学内容、教学重点、教学难点、教学目标、教学方案、课时等信息;学生用户信息管理内容包括：学籍信息、作业情况、小组讨论、实验情况、论文完成情况、考核信息、考试成绩等相关信息。管理员信息管理内容包括：课件管理、题库管理、素材管理、信息管理、案例管理等。

为保障信息管理效果，進一步建立了教师信息管理和学生信息管理数据库，并结合E?R概念模型建立独立的数据库，进行分类存储，结合PIMS服务器、MySQL数据库、SQLite客户端，进行系统数据库的分类设计，具体数据管理信息如表1～表3所示。

基于表1～表3信息进一步对系统进行优化。在不同用户进入系统之后，其登录身份需要进行三次验证，分别为：用户账号及密码、用户身份验证、用户信息查询。为保障身份验证和信息查询的准确性，再结合XML语句和云计算原理对系统SQL Server用户信息数据库中的数据进行排查。在数据库的UserInfo信息表格中对登录请求进行对比，判断用户和密码是否正确，并根据用户身份确定用户所有权限，再由角色模块的视野界面跳转回用户客户端，如果发生密码错误，就直接启动全局直接跳转，对教学信息进行提示，并按照要求进行数据信息管理排序。

表3  管理员用户信息

[字段名 数据类型 字段说明 信息内容 ID CHAR（15） 远程教育 课件库 RoleID TEXT（2） 教学资源 题库 Name TEXT（1） 资源管理 素材库 CourselID CHAR（16） 信息维护 信息库 ChapterID Boolean 网络运维 案例库 Type CHAR（17） 资源类型 网络课程库 lessonPertod TINYINT 数据 远程教学平台 ]

具体的管理步骤如下：

Step1：对教育系统中不同用户的身份进行验证，对教学信息和学习进度进行输入存储备份处理，以便随时提取。

Step2：根据存储信息进行在线评估，判断信息影响数值，并随时挖掘数据特征，追踪数据变化数值，以便进行信息数据源的实时管理。

Step3：针对已知的数据信息进行类别分析和判断，并根据判断结果进行数据种类的划分，以便管理。

基于上述步骤对高校在线系统信息管理流程进行优化，具体的系统设计流程如图5所示。

基于图5对系统的核心功能模块进行优化，从而更好地满足用户需求，有效实现对海量高校数据进行有效分类管理的研究目标。

2  实验结果分析

为验证基于云计算技术的高校教育在线管理系统的运行效果，与传统在线管理系统运行效果进行对比检测。

2.1  实验环境

为保障实验检测效果的合理性和有效性，对实验环境和参数进行统一规范。实验环境选择了IntelPentiumI V166MXGHz配置，SVGA显卡，内存至少达到168 MB，且存储空间达到了80 GB以上。Web服务器端操作系统选择Windows NT Information Server 4.2和Windows 2000/XP，TCP/IP版网络协议。数据库为Microsoft SQL Server 2000。浏览器为Internet Explore 5.2。在实验过程中，分别使用管理员、教师、学生账号测试，测试各个功能模块中功能是否能实现，以及不同角色的使用权限是否正确区分。

2.2  结果与分析

在上述实验环境下，对比传统系统和基于云计算技术的高校教育在线管理系统的运行效果并进行记录。为方便记录，将基于云计算技术的高校教育在线管理系统运行检测结果记为A，传统对比系统检测结果记为B，具体实验结果如图6所示。

观察图6可知，在实验过程中，分别对系统中三个核心信息种类进行划分并检测，并分别记录对三种核心信息的管理效果。观察检测结果可知，相对于传统管理系统而言，本文提出的基于云计算技术的高校教育在线管理系统对教师、学生、管理员信息的检测曲线可达到90%以上，但传统系统检测结果最高数值仅可达到40%，证明基于云计算技术的高校教育在线管理系统明显优于传统方法的三种检测曲线，充分满足研究要求。但检测过程中发现，基于云计算技术的高校教育在线管理系统的检测曲线波动性相对较大，说明该系统的运行稳定性相对较低，仍有待进一步优化。

3  结  语

为适应教育改革和时代发展要求，本文设计系统框架结构及网络结构，并根据功能需求划分系统功能模块，确定模块中的子功能，直到最后实现对应功能，对系统功能及性能进行测试。在后的研究中还需对某些方面进一步深入，比如：功能模块中的功能还要更加明确;操作界面的合理性及系统中权限的控制还要进一步优化等。

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