基于C/S架构的高校信息化教学管理平台设计

［摘 要］目前，大多数高校的教学管理工作实现了信息化、数字化、网络化，教学管理质量较以往有了明显提升。多数高校建立了信息化教学管理平台来支持教学管理工作，但很多信息化教学管理平台存在问题，功能不全面，急需予以改进。基于此，文章提出一种基于C/S架构的高校信息化教学管理平台设计方案，该平台功能更多，能够满足多元化教学管理工作的需要，且具备较强的兼容性、稳定性、安全性，能有效降低平台运维成本，从而可以为高校信息化教学管理平台设计提供参考。

［关键词］C/S架构；高校；信息化平台；教学管理平台；兼容性

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2024.18.063

［中图分类号］G647；TP315 ［文献标识码］A ［文章编号］1673-0194（2024）18-0-03

0 引 言

近年来，随着高校持续扩招，在校学生人数逐年增加，这给学校教学管理工作造成了巨大压力，为提高教学管理质量和效率，信息化教学管理平台成为各大高校的标准配置。然而，传统信息化教学管理平台架构设计的稳定性、兼容性等相对较弱，且集中式的数据存储架构难以满足大规模并发访问请求［1］。基于这一问题，高校需要对传统信息化教学管理平台架构进行优化，利用C/S架构的优势提升平台信息处理能力，并完善信息化教学管理平台分布式数据存储、安全防护等功能，以及提供高扩展性的冗余方案，从而保证高校信息化教学管理工作有序开展。

1 基于C/S架构的高校信息化教学管理平台概述

高校信息化教学管理平台主要提供学生信息管理、课程安排、资源共享、线上教学、教室预约、图书检索、成绩查询、财务管理等服务，且服务对象不仅包括教师、学生，还包括行政、后勤等人员，因此，基于C/S架构的高校信息化教学管理平台设计较为复杂［2］。如图1所示，基于C/S架构的高校信息化教学管理平台主要包括以下6个层级，即基础设施层、系统层、服务层、网络层、通信协议层和数据层。

基于C/S架构的高校信息化教学管理平台可靠性较强，这与其特殊的构成不无关系。在用户大规模集中访问的情况下，信息化教学管理平台可以通过扩展服务器的方式增加平台容载量，但需要消耗大量的带宽。因此，为降低该平台的设计成本，C/S架构下的平台网络层增加负载均衡服务器，从而有效控制集中并发访问下的流量急剧变化，并根据实际需求对带宽进行合理分配。因此，C/S架构在高校信息化教学管理平台设计中具有极大的应用价值。

图1 基于C/S架构的高校信息化教学管理平台示意图

2 基于C/S架构的高校信息化教学管理平台子模块设计

基于C/S架构的信息化教学管理平台可以在保证信息安全的前提下，为不同终端用户提供多元化的教学管理服务。为完善平台功能，该设计方案采取模块化的架构设计，即用户管理模块、网络管理模块、资源管理模块和协议管理模块，各子模块之间通过网络进行数据交互，从而保证平台正常运行。

2.1 用户管理模块

高校信息化教学管理平台的用户不仅数量庞大，用户的身份类型也较为复杂。因此，基于C/S架构的信息化教学管理平台的系统层身份认证功能主要是区分用户，并根据不同用户权限约束其行为，从而避免非法访问等行为造成的潜在威胁。用户管理模块的业务流程为闭环设计，具体如图2所示。用户发起访问请求后，由系统层对用户身份进行确认，而服务层则需要根据系统层的确认结果为用户分配网络接口，以及记录用户在访问平台过程中的所有行为，当其访问请求超出权限时，系统在记录其超限访问请求的同时，对用户进行提示，若用户持续超权限访问，系统层将中止该用户访问，并向管理员上报相关信息。

图2 用户访问行为管理流程

用户管理模块除对其访问行为进行管理，还涉及用户注册、维护、注销等相关功能，因此，用户管理模块同样涉及大量数据，为降低数据集中存储风险，该模块采用分布式数据库将前端用户管理与后端数据进行隔离［3］。同时，为增强用户管理模块的兼容性，该平台不仅支持客户端访问，还支持包括Web、脚本/程序代码等在内的访问，但对应访问协议存在一定的

差异。

2.2 网络管理模块

C/S架构下的信息化教学管理平台网络管理模块需要同步完成广域网和局域网的管理，并且高校信息化教学管理平台的分布式网络在C/S架构实现上难度更大。网络管理模块的主要功能是对网络资源进行合理调度，依托分布式节点实现访问路径优化与控制，避免网络拥堵，保证网络安全。

该信息化教学管理平台网络管理模块功能构成包括业务应用功能和资源日常维护管理功能（见图3），而业务应用功能多针对网络本身。基于C/S架构的高校信息化教学管理平台网络管理模块增加了访问流程流转控制管理、网络节点规划两大功能，结合C/S架构的“客户端+服务器”设计，则可以在保证网络资源管理效率的同时，为网络资源安全管理提供支撑。

网络管理模块资源日常维护管理功能覆盖网络数据生成、传输、调取、处理的整个过程，为避免非法访问行为，以及完善后端日志记录、管理等流程，网络管理模块需要与数据管理模块同步各节点数据传输情况［4］。当访问行为存在异常时，网络管理模块可对访问主体互联网协议（Internet Protocol，IP）等进行分析，并通过更改网关数据等方式临时中止其访问请求，并根据网络风险评估结果更改网关数据。

除此之外，网络管理模块还包括对网络节点、带宽等资源的管理。另外，该设计方案中对网络管理模块采取缓存序列优化的方法提高通信性能。以JSON序列化为例，相较于MsgPack、String、JDK 3种序列化方式来看，JSON序列化可以保证更强的网络通信报文的可读性，但相比较String序列化来说，其序列化耗时较长，且主要表现在压缩、解压阶段带宽资源消耗严重上。针对这一问题，网络管理模块利用Gzip、lz4、Snappy等在线压缩算法有效缩短压缩、解压时间，同时保证较高的压缩率，使内网带宽资源的利用率得到提高。

2.3 资源管理模块

高校信息化教学管理模块的核心就是各种类型的资源管理，根据高校教学管理工作的具体内容，相关资源主要包括教学资源、图书资源、财务资源、人力资源等，针对不同的资源类型，以及利用大数据技术对相关资源的访问频次等进行分析。基于C/S架构的信息化教学管理平台对集中存储机制进行优化，在分布式网络节点的基础上设置多个专用服务器、数据库，这样一来，则可以显著提高教学管理效率，以及利用分布式网络的冗余设计使资源管理模块的稳定性更强。

以教学资源管理为例，教学过程中所形成的数据包括基础数据、原始数据等，其中，在对原始数据进行清洗后，由教学管理人员对相关数据进行集中处理，并形成基础教学管理数据。为保证数据处理效率，资源管理模块将数据库区分为业务库、基础库、前置库，如图4所示。业务库主要存储高校相关部门的核心数据，如教职工信息、学生学籍信息等；基础库的原始数据则从业务库中抽取，而基础数据则共享至前置库。通过区分数据库的网络分布节点，不仅能解决大规模集中并发访问下资源调度导致的网络拥堵问题，还能利用归档数据库作为备份，在降低成本的同时增强该教学管理平台的容错能力。

2.4 协议管理模块

从平台兼容性、可靠性、安全性等方面考虑，基于C/S架构的高校信息化教学管理平台不仅要在系统架构、功能等方面进行优化，还需要完善平台协议组成。如图1所示，基于C/S架构的信息化教学管理平台通信协议层的核心协议包括SNMP、SSH、Telnet、

JDBC、JMX、Onvif、NetConflPMI、HTTP/HTTPS等，除此之外，该信息化教学管理平台架构设计还采用TCP、UDP、SPX、NWLink、ATP、EIA/TIA等协议。

丰富的协议组成为信息化教学管理平台设计提供了支撑，但复杂的协议组成也会对平台业务流程造成干扰。例如，C/S架构是以客户端访问为主，在移动端、Web端访问时需要调取TCP/IP协议，并与“云”服务器建立通信链路，在此基础上，由“云”服务器复制用户信息等向信息化教学管理平台发起访问请求，从而完成移动端、Web端向客户端的访问主体转变［5］。在此过程中，协议管理模块将对协议调取情况进行分析，并确定不同协议之间是否存在冲突，同时，在跨平台访问过程中，该协议管理模块能够实现临时协议适配，为信息化教学管理平台接口扩展提供协议支撑。

3 结束语

信息化教学管理平台有助于解决高校扩招所带来的教学管理压力增加的问题。本文针对原有架构设计的局限性，基于C/S架构设计了高校信息化教学管理平台，通过优化模块设计，丰富平台教学管理功能。本文设计的信息化教学管理平台架构更加完善，使平台具有更强的兼容性、可扩展性，能为高校教学管理工作的顺利开展提供可靠的服务。

主要参考文献

［1］方志中.信息化背景下微信公众平台的培训管理系统设计分析［J］.中国新通信，2022（4）：65-67.

［2］赵德才，陈善继.青海民族大学实践创新基地工作室管理系统设计与实现［J］.烟台职业学院学报，2020（1）：84-88.

［3］张华伟.基于流程平台高校外事信息管理系统的应用［J］.电子技术与软件工程，2020（17）：257-258.

［4］孙成，闫晓莉.高校大学生竞赛信息管理系统的建设与分析［J］.电脑知识与技术，2023（35）：169-171，174.

［5］王晓霞，王承明，徐明，等.基于云平台的计算机实验中心信息化体系建设［J］.电子设计工程，2022（15）：39-44.

［收稿日期］2024-04-02

［作者简介］刘红川（1980— ），男，山东德州人，硕士，

讲师，主要研究方向：教学管理。