龐 敏

（大同師范高等?？茖W(xué)校，山西 大同，037000）

在現(xiàn)代社會，高校信息管理工作日漸向智能化的方向發(fā)展，各類以計(jì)算機(jī)為載體的信息管理系統(tǒng)開始成為高校工作的熱點(diǎn)，并被廣泛應(yīng)用到教學(xué)與管理工作中。但受信息種類多、處理流程復(fù)雜、數(shù)據(jù)來源差異大等因素的影響，導(dǎo)致部分高校信息管理系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間大、傳輸精度欠佳，應(yīng)用水平仍處于較低水平，無法滿足用戶現(xiàn)實(shí)所需。大數(shù)據(jù)算法是處理海量數(shù)據(jù)的優(yōu)勢算法，其能夠分析數(shù)據(jù)、傳輸模式以及用戶行為，將大數(shù)據(jù)算法應(yīng)用于高校信息管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對不同數(shù)據(jù)信息的有效分類，從而提升數(shù)據(jù)處理效率[1]。鑒于此，本文中設(shè)計(jì)了一種基于大數(shù)據(jù)算法的高校信息管理系統(tǒng)，通過硬件設(shè)計(jì)，完成對處理器、服務(wù)器、客戶端及電路等相關(guān)設(shè)計(jì)；通過軟件設(shè)計(jì)，提升了高校信息管理系統(tǒng)的運(yùn)行性能；最后通過系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了本系統(tǒng)具有良好的運(yùn)行性能與傳輸精度，可滿足廣大師生及時(shí)獲取校園信息的要求。

1 整體設(shè)計(jì)

結(jié)合校務(wù)管理與工作需要，高校信息管理系統(tǒng)主要面向在校師生。針對用戶的教學(xué)信息獲取需求，創(chuàng)建教務(wù)模塊，提供成績管理、師資隊(duì)伍、就業(yè)創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)等功能；針對用戶的定位需求，創(chuàng)建導(dǎo)航、瀏覽等功能。系統(tǒng)包括硬件與軟件兩部分，遵循MVC設(shè)計(jì)思想，將表示層、邏輯層、數(shù)據(jù)庫分離[2]。用戶通過表示層界面輸入及查詢信息，通過ThingJS-X編程工具向邏輯層發(fā)送交互請求，隨后調(diào)用方法對數(shù)據(jù)層進(jìn)行增刪修改操作，并將結(jié)果反饋給表示層。圖1為系統(tǒng)整體架構(gòu)。

圖1 系統(tǒng)整體架構(gòu)

2 硬件設(shè)計(jì)

2.1 處理器

處理器功能包括數(shù)據(jù)收集與數(shù)據(jù)處理兩部分。數(shù)據(jù)收集負(fù)責(zé)收集與高校有關(guān)的信息，由于導(dǎo)入形式存在差異，數(shù)據(jù)格式也有所不同，有時(shí)會出現(xiàn)無法讀取的情況。對此應(yīng)增加模擬收集功能，盡可能保證數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換精度。但模擬收集易受外部影響，所以應(yīng)在收集芯片上安裝濾波電路，從而保證收集精度[3]。隨后將不同數(shù)據(jù)輸入至處理器中，通過轉(zhuǎn)換與矯正進(jìn)行歸一化處理，在傳輸協(xié)議約束下傳輸?shù)椒?wù)器，并做好深層處理。

2.2 服務(wù)器

采用Dell PowerEdge XR作為部署與運(yùn)行服務(wù)器，將操作界面，控制器與數(shù)據(jù)庫結(jié)合，形成一套以大數(shù)據(jù)技術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。服務(wù)器同樣采用分層設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)便于子任務(wù)分工及維護(hù)。應(yīng)用訪問層封裝對象數(shù)據(jù)庫，這是較為常見的數(shù)據(jù)訪問對象模式。系統(tǒng)包括UserDao、PhoneDao等DAO接口，各接口均有對應(yīng)的實(shí)現(xiàn)類，分別實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫表中的UserTbl、Phonetbl等相關(guān)增刪修改操作。

2.3 客戶端

客戶端由門戶平臺與行程通組成，門戶平臺被加入鑒權(quán)功能，是客戶端的中心模塊?？蛻舳耸褂肑sp控制用戶界面，能夠?qū)⒁晥D層與代碼分離，減少了組件耦合，提升了案件復(fù)用效果。但若完全使用布局文件來操控UI界面，那么便會顯著降低界面更新效果與靈活性，所以將Jsp與代碼聯(lián)合進(jìn)行UI操控是較為理想的方法。門戶平臺是客戶端的核心，主要由專業(yè)概況、院系動(dòng)態(tài)、成績查詢、就業(yè)查詢等子模塊組成，用戶通過這些模塊可查詢教務(wù)、新聞以及就業(yè)等相關(guān)信息[4]。該模塊采用嵌入式布局形式，各組件均要設(shè)置獨(dú)立屬性。行程通由個(gè)人位置與位置查詢模塊組成，在開發(fā)中應(yīng)用了API。個(gè)人位置借助北斗定位與基站輔助定位功能定位用戶的當(dāng)前位置，綜合位置查詢功能可精準(zhǔn)獲取當(dāng)前位置的信息詳情，以便用戶根據(jù)個(gè)人情況合理選擇，其部分代碼可表示為

2.4 電路設(shè)計(jì)

因?yàn)樵谟布到y(tǒng)中調(diào)整了部分元件，所以設(shè)計(jì)應(yīng)從接口、復(fù)位以及電源等電路對連接電路進(jìn)行優(yōu)化?；趥鹘y(tǒng)電路，連接一組中斷保護(hù)電路，確保運(yùn)行安全。同時(shí)，還需將調(diào)整好的處理器連接到核心電路上。中斷保護(hù)電路由單片機(jī)控制，通過輸入控制與輸出中斷實(shí)現(xiàn)中斷保護(hù)。確定現(xiàn)實(shí)設(shè)備為唯一輸出端口，并將其接入電路之中。圖2為具體電路設(shè)計(jì)。

圖2 電路設(shè)計(jì)

3 軟件設(shè)計(jì)

3.1 數(shù)據(jù)劃分

由于收集到的數(shù)據(jù)類型繁雜多樣，所以在管理任務(wù)前對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分類處理。確定分類主題，例如成績信息或就業(yè)信息，確定主題后構(gòu)建分類器。分類器采用大數(shù)據(jù)算法，以成績文本信息為例，經(jīng)收集、過濾以及處理后，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入分類器中，設(shè)定輸入數(shù)據(jù)集 ， ， 均為函數(shù)序列，并設(shè)置期望輸出值 ，求解最優(yōu)權(quán)重 ，將待分類的數(shù)據(jù)代入式（1）：

將計(jì)算結(jié)果與分類閾值進(jìn)行比較，從而確定就業(yè)信息收集數(shù)據(jù)的屬類。

3.2 權(quán)限設(shè)置

系統(tǒng)角色包括管理員、教師以及學(xué)生，用戶身份不同其權(quán)限也存在差異。管理員可查閱、增刪、統(tǒng)計(jì)信息，且能創(chuàng)建用戶并進(jìn)行權(quán)限分配，但修改信息時(shí)僅有部分權(quán)限；教師修改課程、成績等部分信息；學(xué)生僅能登錄、查詢、上傳個(gè)人信息，對于其他信息僅可查閱。

3.3 分類管理

以信息分類為基礎(chǔ)，對校園信息進(jìn)行綜合管理。以課程信息為例，學(xué)生結(jié)合個(gè)人情況選課，此時(shí)管理員會進(jìn)行合法檢查，未通過會彈出錯(cuò)誤界面，判定選課無效；通過則需要確定人數(shù)是否已滿員，若已滿員則需要重新選擇，教師授課信息也會隨之改變，由此起到更新數(shù)據(jù)庫表的作用。

4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫為R DBMS，根據(jù)系統(tǒng)需求與功能實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)的核心數(shù)據(jù)庫表包括用戶、電話、教室、專業(yè)、機(jī)房等，其余各表為數(shù)據(jù)庫中的屬性表[5]。User（用戶）表示用戶屬性，應(yīng)用于注冊、登錄以及教務(wù)流程；Phone（電話）用于存儲姓名、聯(lián)系方式、類型及關(guān)鍵詞等信息；Classroom（教室）用于存儲教室編號、教室面積、教室功能等信息；Major（專業(yè)）用于存儲專業(yè)名稱、專業(yè)介紹、學(xué)院特色等信息；Pcclassroom（機(jī)房）主要包括機(jī)房配置、交換機(jī)信息、服務(wù)器群等屬性。RDBMS數(shù)據(jù)庫中各數(shù)據(jù)表情況如表1所示。

表1 RDBMS數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)表

5 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

5.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

利用VTest仿真平臺，測試基于大數(shù)據(jù)算法的高校信息管理系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間與傳輸精度。為形成合理化比較，設(shè)置傳統(tǒng)高校信息管理系統(tǒng)作為參照系統(tǒng)，二系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境相同，確保實(shí)驗(yàn)變量的唯一性。

5.2 響應(yīng)實(shí)驗(yàn)

設(shè)置5、10、15、20個(gè)用戶數(shù)，基于不同網(wǎng)絡(luò)條件統(tǒng)計(jì)二系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間（如表2所示）。通過縱向比較可以發(fā)現(xiàn)，用戶數(shù)越多，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間越長；通過橫向比較可以發(fā)現(xiàn)，在信息添加或修改方面，基于大數(shù)據(jù)算法的高校信息管理系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間均少于傳統(tǒng)高校信息管理系統(tǒng)，其運(yùn)行性能更為良好。

表2 響應(yīng)實(shí)驗(yàn)

5.3 精度實(shí)驗(yàn)

對基于大數(shù)據(jù)算法的高校信息管理系統(tǒng)與傳統(tǒng)高校信息管理系統(tǒng)的傳輸精度進(jìn)行比較實(shí)驗(yàn)，具體測試結(jié)果如表3所示。通過大數(shù)據(jù)算法，可將傳輸精度計(jì)算公式表示為

表3 精度實(shí)驗(yàn)

式中， 表示傳輸精度； 表示傳輸截面； 表示傳輸矢量； 表示數(shù)據(jù)原始特征。

根據(jù)傳輸精度實(shí)驗(yàn)結(jié)果，與傳統(tǒng)高校信息管理系統(tǒng)相比，本文中設(shè)計(jì)的基于大數(shù)據(jù)算法的高校信息管理系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)精度更高的數(shù)據(jù)傳輸效果。

6 結(jié)束語

綜上，隨著高校信息量的逐漸增加，間接提升了高校信息管理工作的難度。利用大數(shù)據(jù)算法進(jìn)行高校信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可有效地?cái)U(kuò)大信息管理工作的規(guī)模，提升信息管理的效率。本研究根據(jù)需求完成了硬件設(shè)計(jì)與軟件環(huán)境構(gòu)建，并進(jìn)行了數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，與傳統(tǒng)高校信息管理系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)狀態(tài)良好，響應(yīng)時(shí)間與傳輸精度均有顯著提升，基本完成預(yù)期需求，后期研究應(yīng)致力于拓展功能應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)更為個(gè)性化的服務(wù)?！?/p>