周偉

摘 要：本次研究探析云計(jì)算和大數(shù)據(jù)教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)問(wèn)題。具體探討中結(jié)合日常教育教學(xué)工作經(jīng)驗(yàn)，先對(duì)云計(jì)算和大數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明;然后，分別從平臺(tái)架構(gòu)模型、平臺(tái)大數(shù)據(jù)處理流程兩大層面其設(shè)計(jì)實(shí)踐展開(kāi)具體論述。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算;大數(shù)據(jù);教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái);設(shè)計(jì)

云計(jì)算屬于新型計(jì)算模式，能夠以中心化管理模式進(jìn)行數(shù)據(jù)資源的統(tǒng)一調(diào)度和管理，為用戶提供資源庫(kù)服務(wù)，并完成各類(lèi)大數(shù)據(jù)的分析處理，通過(guò)云服務(wù)為用戶提供服務(wù)范圍內(nèi)的需求資源。大數(shù)據(jù)屬于多元化信息資源的新型處理模式，重點(diǎn)在于對(duì)異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用價(jià)值分析，能夠以專業(yè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的優(yōu)化與海量加工，擴(kuò)增數(shù)據(jù)服務(wù)價(jià)值。二者的關(guān)系十分密切，大數(shù)據(jù)可以為云計(jì)算提供分布式框架與分布式存儲(chǔ)，并通過(guò)云服務(wù)將有用資源運(yùn)用到實(shí)際的應(yīng)用領(lǐng)域。下面以此為出發(fā)點(diǎn)對(duì)主題進(jìn)行說(shuō)明。

1、教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)架構(gòu)模型設(shè)計(jì)

大數(shù)據(jù)教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)在架構(gòu)平臺(tái)模型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)方面，以云計(jì)算的Paa、Iaas、SaaS服務(wù)模式為準(zhǔn);底層用網(wǎng)絡(luò)資源、數(shù)據(jù)資源、服務(wù)器、存儲(chǔ)等搭建虛擬資源池。服務(wù)對(duì)象設(shè)置為教師與學(xué)生，目標(biāo)旨在實(shí)現(xiàn)智能化、高效化大數(shù)據(jù)教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)設(shè)計(jì)，并使其發(fā)揮效用。具體如下：

1.1數(shù)據(jù)源

數(shù)據(jù)源的典型功能體現(xiàn)為資源監(jiān)控、部署、負(fù)載均衡。首先，負(fù)責(zé)虛建設(shè)擬資源池，具體包括數(shù)據(jù)資源池與存儲(chǔ)、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)虛擬資源池等;其次，提從物理資源池，具體包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、服務(wù)器等。第三，對(duì)硬件資源與軟件資源的分散性進(jìn)行數(shù)據(jù)源整合，借助虛擬技術(shù)完成可供調(diào)度的虛擬化資源池，一方面為上層服務(wù);另一方面，支持獨(dú)立數(shù)據(jù)源服務(wù)。從而將系統(tǒng)數(shù)據(jù)整合與各層單獨(dú)利用做好準(zhǔn)備。

1.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理

在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面，主要以HBase、YARN、Hadoop等為主。在數(shù)據(jù)處理方面則包括了數(shù)據(jù)清理、數(shù)據(jù)牽引、聚合關(guān)聯(lián)等。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理旨在通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的預(yù)處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，存儲(chǔ)方式則以分布數(shù)據(jù)庫(kù)存存儲(chǔ)為準(zhǔn)。

1.3數(shù)據(jù)分析與管理

在數(shù)據(jù)分析方面，以數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、聚合關(guān)聯(lián)、設(shè)備學(xué)習(xí)等為主。在數(shù)據(jù)管理方面則以資源分配與調(diào)度，以及生命期管理等為主。具體而言，憑借數(shù)據(jù)管理有效性的提升，可以進(jìn)一步促進(jìn)對(duì)數(shù)據(jù)資源的科學(xué)分配與調(diào)度，并為數(shù)據(jù)分析方面的上層數(shù)據(jù)挖掘提供支持，具體可以根據(jù)不同需求，運(yùn)用不同的數(shù)據(jù)分析法。

1.4應(yīng)用服務(wù)

應(yīng)用服務(wù)旨在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘與應(yīng)用。以挖掘數(shù)據(jù)為例，其中涉及到專題偵測(cè)、教育評(píng)估、趨勢(shì)發(fā)現(xiàn)等;而在數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)方面，則主要針對(duì)教務(wù)管理系統(tǒng)、學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)、教育評(píng)估系統(tǒng)。在應(yīng)用服務(wù)層通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘方法能夠滿足學(xué)生在學(xué)習(xí)、生活方面的個(gè)性化信息與資源需求，同時(shí)，保障教師在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)提高其教學(xué)針對(duì)性與管理工作的合理化。

1.5云終端

該層屬于云服務(wù)向不同云終端的關(guān)聯(lián)，就是把用戶需求的云服務(wù)應(yīng)用于云終端。比如，以PC機(jī)為主的云終端，和以用戶為主的移動(dòng)終端，以及智能終端等。在云終端層能夠搭建起一站式教學(xué)實(shí)訓(xùn)中心，并為教師與學(xué)生提供更為精準(zhǔn)的需求型云服務(wù)。而云服務(wù)在目標(biāo)對(duì)象確定的條件下，可能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源共享與應(yīng)用，認(rèn)證統(tǒng)一身份，合理分配網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源等。因此，云終端具備提供多元化云服務(wù)的基本特征，而且在不同的云終端能夠通過(guò)個(gè)體化應(yīng)用直接訪問(wèn)需要的云服務(wù)。但是，在權(quán)限設(shè)置方面，則應(yīng)該以實(shí)際的教學(xué)實(shí)訓(xùn)需求為準(zhǔn)，從而構(gòu)建起“公有云+私有云”模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)云資源的安全訪問(wèn)。

2、教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)大數(shù)據(jù)處理流程

2.1數(shù)據(jù)來(lái)源

通過(guò)云服務(wù)教學(xué)平臺(tái)，主要集中在對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)行為相關(guān)數(shù)據(jù)收集、整理。具體包括了學(xué)習(xí)成績(jī)信息、獲獎(jiǎng)信息、競(jìng)賽信息、生活信息、電子閱讀信息、社團(tuán)信息等。

2.2數(shù)據(jù)抽取和存儲(chǔ)

對(duì)不同的數(shù)據(jù)來(lái)源進(jìn)行關(guān)聯(lián)處理，運(yùn)用不同的數(shù)據(jù)選擇方法，使信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)應(yīng)用常規(guī)工具，尋找對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)，吸收價(jià)值數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)資源庫(kù)。按照分布式數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)方案，將視頻、網(wǎng)頁(yè)類(lèi)的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行索引，再以標(biāo)記或網(wǎng)址等形式存到資源數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.3數(shù)據(jù)分析

針對(duì)數(shù)據(jù)來(lái)源建立的數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)施統(tǒng)計(jì)和分析，具體以學(xué)生學(xué)習(xí)行為相關(guān)數(shù)據(jù)為主。比如，協(xié)作篩選方式下的學(xué)習(xí)行為能力分析、不同維度的學(xué)生類(lèi)型聚類(lèi)分析等。在學(xué)習(xí)行為能力方面的分析沒(méi)生于已分類(lèi)學(xué)生的各項(xiàng)活動(dòng)信息，以相似度敘述搭建新的學(xué)習(xí)方案;而在學(xué)生類(lèi)型方面則先尋找相似點(diǎn)，再實(shí)施屬性比對(duì)，根據(jù)比對(duì)結(jié)果對(duì)不同類(lèi)型的學(xué)生進(jìn)行針對(duì)性建議方案設(shè)計(jì)。期待在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上完善以個(gè)體化為主的學(xué)習(xí)計(jì)劃與生活方式。

2.4數(shù)據(jù)展示

數(shù)據(jù)展示以可視化技術(shù)顯示數(shù)據(jù)結(jié)果為主，有利于實(shí)訓(xùn)平臺(tái)部署。首先，按虛擬化資源池搭建，在一體化系統(tǒng)中建群開(kāi)展部署工作;包括教學(xué)環(huán)境、獨(dú)立運(yùn)行、心跳信號(hào)基礎(chǔ)上的交互等。其次，運(yùn)用HDFS、HIVE大數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)組件，增強(qiáng)Gluster分布存儲(chǔ)系統(tǒng)。第三，立足教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)推進(jìn)云計(jì)算教學(xué)與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、統(tǒng)一認(rèn)證服務(wù)，促進(jìn)互動(dòng)交流平臺(tái)、資源平臺(tái)發(fā)揮功效，并于此之上創(chuàng)新多元化培訓(xùn)系統(tǒng)。第四，通過(guò)支持云終端桌面替代PC電腦，提高藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)水準(zhǔn)，促進(jìn)專業(yè)傳送與可視化成果展示，強(qiáng)化直觀數(shù)據(jù)分析對(duì)教學(xué)效率的提升作用。

3、結(jié)束語(yǔ)

總之，云計(jì)算和大數(shù)據(jù)在社會(huì)生產(chǎn)與生活領(lǐng)域已經(jīng)獲了廣泛應(yīng)用，將其引入到教育領(lǐng)域，不僅能夠在信息化教育的基礎(chǔ)上發(fā)展出更為高效的在線教育模式，同時(shí)，也可以為傳統(tǒng)教育教學(xué)提供資源共享與價(jià)值信息提煉及分享。尤其是在現(xiàn)階段的教學(xué)中通過(guò)大數(shù)據(jù)分析、存儲(chǔ)，可以為師生提供更為有效的云服務(wù)，有利于教育教學(xué)效率的提升與學(xué)術(shù)化的成果創(chuàng)新研發(fā)。

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（四川郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院）