基于云计算的学习资源共享平台的设计与实现

杨 萌,张达正

(1.淮北职业技术学院 计算机系，安徽 淮北 235000；2.鞍山市教育事业发展中心，辽宁 鞍山 114001)

互联网技术的快速发展为教学模式和学习方法的创新带来动力，共享型学习已经成为发展趋势，如何做好学习资源的共建共享成为各界广泛关注的话题.学习人员为维持学习的延展性能，在任一时段与位置从任一资源存储介质选取自己所需的学习资源，这让资源组建在一定条件下非静态开展，可满足动态形成与优化进程.学习作为在某一特定环境产生的个人行为，巨大数量的学习资源作为不同人群学习的基础保障.传统的单点集中式资源储存不管是在资源量还是在进出便利性上均不能达到规定，这需要把单点集中存储方式改为分布式网络存储.在分布式网络存储中，物理空间中存有的资源存储关联点利用通信网络创建关联，从而成为一个空间不限的智能资源网络储存介质[1,2].充分利用云计算技术的优势，通过学习资源的共享实现知识共建，有助于提升教学效率和教学资源的利用率.

1 云计算

云计算(Cloud Computing)，可理解为并行处置、分布式处置与网格计算的开展，是一种新兴起的共享基础组织的方式.云计算可通过虚拟化以及面向服务结构，将分散于网格中的巨大数量的服务器集群融合，给予使用者安全、可靠、便利的多种数据服务，并能于任一时段、任一位置，运用能关联网络的最终装置来使用各种服务[4].云计算的可靠性高、迅速部署、空间延伸、按需服务等优势，可以全面达到资源共建共享载体及网上学习空间的创建要求.现阶段，许多高等在建设数字化学校中创建云载体，支持院校信息化体系的使用[5,6].

2 系统的需求及功能分析

2.1 需求分析

针对院校学习载体存在的一些问题，共享学习资源平台所需优化的不只是为师生间、生生间相互沟通便利、提升学习成效提供保障，还需在以往沟通模式的基础上保障新的学习方法在时空中进一步优化完善.需在资料共享途径中采用更有效的共享形式，把每所院校的基础资源进行整合，并给予系统相关载体应用，实现资料及信息共享.通过调研师生学习资源的共享需求，云平台需要满足下述几点要求：

(1)管理者设置相关权限，匹配与之对应人员进入此平台完成各自操作；

(2)使用者能开展学习资源的向上传输与下载工作;

(3)各自组建的小组管理人员或负责人对本组成员具有选取权和发帖等操作；

(4)输关键字检索能找到相应的资源.

2.2 功能分析

此平台主要包括公共信息模块、学习资源模块、小组班级模块及用户信息模块等.每个模块主要实施操作的功能如下：公共信息模块能将网站近段时间发生的事项或通知予以发出，并能上传本组或集体的学习或者活动照片，让使用者第一时间知道；学习资源模块能实现资源共享操作，同时对共享的资源添加文字说明，缩短师生查询资料的用时，提升学习成效；小组班级模块实现建立小组的灵活性和添加学习组别，可以参与小组的集体学习讨论；用户信息模块实现组员基础数据的建立、管控以及维护、支持信息完善和照片添加等功能.

各个模块功能的实现是系统建设的基础，针对系统功能展开研究是下一步开展程序开发与实现的依据，只有这样才可以实现系统整体需求，为师生学习资源的高效共享和学习效率的提升提供帮助.

3 系统设计

3.1 技术架构

云计算平台技术架构主要包括应用层、web服务端和云平台.设计如图1所示.

图1 技术架构图

Bootstrap作为前端组织架构之一，Html,CSS以及JavaScript较传统前端组织架构灵活性更强，让Web终端研发速度更快.JQuery作为具有良好兼容性的非重量级JavaScrip库之一，Volley作为Android环境下网络操作开源组织架构之一，将网络操作极大地简单化[7].XUtils框架与Java环境下的Hibernate框架较为相似，是Android开发环境下的ORM CObject Relation Mapping时态关系映射框架，其对数据库操作可进一步简化;ThinkAndroid作为Android开发环境下能完成MVC的开源框架中一种.Spring作为非重量级的开源框架，可完成Restful Web Service与MVC框架设计，利用Hibernate对数据库进行简化设计.MySQL是Oracl典型的关系型数据库管理系统(Database Management System，DBMS)，分为社区版与商业版.云计算平台选用的版本为社区版，减低研发与运营费用;Rcstful接口为应用与服务器、终端与服务器之间的交互提供服务；OpenStack作为开源云计算应用程序，经多个组件融合形成整体并达到实施标准,平台与服务一体.IaaS CInfrastructure 基础设施与服务相等同.Swift开源基础能够提供高可靠性的分布式对象存储服务[8].

3.2 功能设计

云存储平台为普通使用者的操作提供基础功能，具体如图2所示.

图2 普通用户功能模块图

学习资源云存储平台的功能模块可以分为两个方面：一是存储，二是用户管理.存储部分主要实现文件夹创建和资料的上传、下载、删除、重命名、复制、移动等，同时支持文件搜索和共享.用户管理部分主要功能包括用户注册、登录、注销、资料修改及密码管理等.

4 技术难点

4.1 数据访问组件的实现

数据访问组件包含DAO接口类及DAO实体类以响应源于业务逻辑组件的申请.在DAO实现类中包含了对Hibernate所给予的API ( HibernateDaoSupport类有关方式)的调取使用.在此，选用Annotation功能，在实体类中利用注解方法把属性和数据库表的相关字段予以一一对应.

4.2 OpenStack API调用

利用HTTP的Restful服务接口，调取选用Open-Stack Swift服务，可达到账号、容器与对象的增加、删除、修改、查询等实施功能.未进行访问，先是在认证服务器中拿到访问权限，在数据包中添加X-Auth-Token有关内容.因为利用Restful服务接口达到Swift服务器的调用操作繁杂，并极易产生错误，云存储系统研发过程应用了JOSS (Java OpenStack Storage Component)开源功能小程序达到Restful服务接口的调用，将研发工作极大简单化.

5 系统性能分析与评价

5.1 压力测试

利用压力测试的方式，分析采用云计算方式的教学素材点播网页的响应实效，具体如图3所描述.选用传统形式，并发关联数量大于200后响应实效快速加大；而选用云计算安排，并发关联数量的加大对响应实效作用不高，维持于特定的实效范畴内.从实验数据分析可知，选用云计算安排策略可达到非静态关联巨大数量的教学资源共享的所需.

5.2 整体网分析

图3 不同并发关联数量下资源点播页面响应时间对比图

根据整体网络成员的互动状况，在测试界面中将在线网络成员的二值矩阵沿着测试路径得到该网络成员活动群图，如图4所示.该社群图能显示群体成员之间的交互比较密切，社群图中没有独立的结点，说明网络活动比较活跃，网络在线成员均可积极主动地参与在线学习活动.

5.3 密度分析

群体网络密度的一个主要标准就是群体内成员的交互是否频繁，相互之间交互越频繁，群体的网络密度就越大.使用软件沿着测试路径，选取数据为群体成员交互二值矩阵，计算得到该活动密度，得出此群体网络密度为0.330 4.但是根据实际调研情况来看，群体网络的最大密度值是0.5.由此可知，云计算网络密度比较大，群体成员相互之间的联络比较密切，参加活动的积极性相对较高.

图4 网络成员的活动社群图

6 结束语

云计算作为资源运用的新形式，在多个领域广泛应用，取得良好效果.本文创建了一个私有云存储空间，利用开源架构达到用OpenStack API调取使用目标.研究结果可为院校范围教学资源管控以及分享提供一定的参考.