數學專業教學資源管理研究

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摘要：為解決由資源規模和訪問需求引起的系統穩定性較低的問題，提出基于云計算的數學專業教學資源管理系統設計研究。將塊存儲設備RBD3250A和資源編排設備ROS7A200作為系統的硬件環境，構建包括用戶信息管理、專業信息管理、教師信息管理、課程信息管理、教學資源信息管理以及統計信息管理功能的系統結構。在B/S基礎上，利用云計算的結果在系統內對資源進行管理。測試結果表明，系統的白盒測試結果與黑盒測試結果均滿足使用要求。

關鍵詞：云計算；教學資源；存儲設備；資源編排；B/S

為了促進線上教學質量的提升，需及時優化學校內部網絡上的教學資源儲備。在信息技術的加持下，教學資源的形式也逐漸衍化出了更加多樣化的屬性，其中包括教學課件、文本資料、音頻資料、視頻資料以及多媒體教學平臺，甚至部分院校的圖書館也實現了信息化管理，部分資源以數字化的形式呈現，使其存儲的電子圖書資源可以在線上學習活動中被更加廣泛地應用[1-3]。這些豐富的教學資源在給學生和老師帶來了便利和幫助的同時，也造成了一定的困擾。其中，最嚴重的就是由于資源管理不善導致的有效資源利用率低，部分資源重復利用率高。教師和學生在對目標資源進行檢索時，輸出結果針對性較弱，導致對其的篩選需要較多的時間成本[4-6]。因此，本文為解決教學資源在管理過程中存在的問題，提出一種基于云計算技術的數學專業教學資源管理系統，并通過專業的測試方法驗證其運行的可靠性，以期為現代教育教學工作的信息化發展提供幫助。

1硬件設計

1.1塊存儲設備

為了滿足云計算的運行需求，本文設計的系統搭載了塊存儲設備，選擇RBD3250A塊存儲作為云服務器的專屬塊設備產品。與其他類型的存儲裝置相比，RBD3250A在性能方面表現出更高的水準，且在時延方面實現了新的突破，遠低于同類型的其他產品，而且RBD3250A還支持對其隨機進行讀寫操作，對于教學資源管理系統中的大部分通用業務場景都具有適配性，因此在對云計算數據進行存儲時，不會產生由于適配性問題帶來的異常[7-8]。在使用方式上，RBD3250A與物理硬盤的使用方式相同，并且同樣支持格式化處理，以此為基礎建立的教學資源存儲文件在塊存儲中的傳輸更加高效[9]。讀寫穩定性方面，RBD3250A在同一可用區中的存在形式為分布式，當系統中業務數據副本的數量達到一定規模時，分布存儲的信息會自主在塊存儲集群中進行內部優化，過濾掉重復信息，保證RBD3250A在執行讀寫操作的過程中不會由于負載異常出現數據傳輸不穩定的問題。RBD3250A產生的備份信息可以通過自定義進行修改。根據系統中教學資源的更新速度，可以根據需求創建快照，定期對塊存儲中的資源進行分析，不僅提高了RBD3250A中業務數據的有效性，也緩解了由于資源異常帶來的系統安全性問題。RBD3250A特有的數據擦除機制也為系統中信息的安全提供了可靠保障，已刪除的數據會自動拒絕來自其他途徑的訪問請求，確保過濾掉的數據不會被其他用戶讀取。RBD3250A的分布式塊存儲對數據的刪除主要是以完全擦除的形式進行的。當系統底層在順序的基礎上追加寫操作時，RBD3250A可以利用自帶物理盤對順序寫信息的帶寬和時延特性進行適應性修改。在追加寫特性的支持下，RBD3250A的反饋機制會將接收到的信息轉換為0并輸出。在這樣的運行邏輯下，刪除或者覆蓋寫操作的信息會在物理磁盤遺留元數據痕跡，而系統物理磁盤又可以實現對其永久刪除處理。當釋放塊設備的存儲信息到系統的操作模塊時，RBD3250A付立即銷毀其原有的元數據，使客戶端的訪問無法繼續進行[10]。

1.2資源編排設備

系統硬件上設置了專門的資源編排設備ROS7A200，其可以對云空間所提供資源的快速簡化處理，降低資源管理過程匯總云計算的計算量。在使用過程中，系統的開發者人員可以利用編寫模板對ROS7A200的編排規則進行修改，模板中的定義也可以根據實際需求進行增加或刪除，因此其對資源的依賴性更低。在對ROS7A200編排模板完成修改后，引擎會根據系統中原有資源屬性自主創建新的分類，并配置性新的數據庫部署方案以及相應的運維方案。同時，ROS7A200的免費服務托管可以為管理系統提供全托管機制，在自動環境下執行無服務器輸出的指令操作。在模板中定義的云資源和配置參數也可以輔助托管機制的穩定運行。當系統接受跨地域的多賬號訪問請求時，ROS7A200會部署它們使用同一個模板，根據請求指定的信息定位不同，調節參數直至滿足這種差異性請求的并發。對于系統資源標準化的部署，ROS7A200通過對模板進行參數歸零重置實現，經過重復部署，得出最優環境的參數值并作為標準。將該參數對應的配置沉淀到新建的模板中，在最大程度上降低資源部署帶來的系統運行成本。最終資源編排部署結果的呈現、ROS7A200的可視化控制臺以及API信息都可以滿足部署結果查看請求，降低了人工逐個檢查部署進程帶來的誤差。

2軟件設計

2.1教學資源管理系統功能模塊設計

本文設計的數學專業教學資源管理系統在對用戶進行管理時，主要將其分為教師和學生兩類，并根據其對資源的需求方向個性化系統的服務模式，以此確保系統能夠快捷方便地為教師和學生提供相應的教學資源。為了避免時間以及空間對用戶使用的限制，本文設計的教學資源管理系統以可承載的最大用戶量為基礎，對運行環境的帶寬以及時延進行設計，確保師生可以隨時隨地利用系統獲取目標資源，實現自主學習。本文設計的基于云計算的數學專業教學資源管理系統的功能模塊如圖1所示。從圖1中可以看出，設計的數學專業教學資源管理系統的功能包括用戶信息管理、專業信息管理、教師信息管理、課程信息管理、教學資源信息管理以及統計信息管理6個部分。通過這些功能，將教學資源的管理轉化為多個獨立的管理任務。

2.2數學專業教學資源管理系統編程模式設計

本文設計的基于云計算的數學專業教學資源管理系統是以為B/S基礎構架建立的，其中包含3層結構。第一層是以MVC為基礎的用戶信息管理層級，其主要是通過對用戶屬性中的信息對其進行分類，為了降低定位的難度，本文采集的用戶信息包括專業領域、職稱、院校。第二層是以云計算技術為基礎的信息資源交互層，其利用J2EE框架構建學習模型，對具有相同屬性的資源進行聚類，并對聚類中的異常數據進行過濾，確保資源的存儲位置準確無誤。第三層是資源存儲層，其主要負責將保管第二層輸出的聚類結果，同時也通過RBD3250A的周期設置值，按時向第二層發送自有資源，實現對資源的更新。以此為基礎，實現對資源的有效管理。

3應用測試

3.1測試方法

隨著計算機軟件開發技術的不斷發展，多樣多樣的應用軟件層出不窮，在規模和復雜程度上，都呈現出高質量發展的趨勢，以此為基礎的系統測試工作也受到了越來越多的重視，相關測試技術也逐漸專業化、細致化。本文采用現階段普遍使用的白盒測試和黑盒測試對本文設計系統的可靠性進行有效性驗證。白盒測試本質上是對系統的一種結構性測試，測試目的主要是針對系統的運行過程是否與設計階段的預想保持一致，也就是系統的邏輯結構是否可以正常運行；而黑盒測試則更加傾向于對系統功能測試，其測試目的主要是針對系統是否能夠正確完成輸入的任務。

3.2測試環境

在開始試驗前，首先需要搭建一個完整的測試環境，測試環境對最終的測試結果具有直接的影響，是關系到結果真實性和正確性的關鍵因素。為此，本文設計的測試環境中，服務器操作系統為Linux，數據庫服務器為MicrosoftSQLSever。客戶端的操作系統以現階段應用最為廣泛的Windows10為首選。在此基礎上，實驗數據準備如表1所示。

3.3測試結果

在上述基礎上，對系統的白盒測試結果如表2所示。從表2中可以看出，系統的對實驗數據的處理結果以設置結果的誤差不超過3%，具有較高的分類效果，表明本文設計系統在結構運行上與預期一致。系統的黑盒測試結果如表3所示。從表3可以看出，系統對不同資源的分類處理的平均響應時間都在1.02s以內，延時也較短，表明系統在運行期間未出現邏輯錯誤問題。

4結語

教學資源的有效管理直接關系到線上教學工作的開展效果，面對海量的信息資源，要實現對目標信息的快速定位，首先要建立科學的資源分類管理方法。本文利用云計算技術的強大處理能力，設計了一種針對數學專業教學資源的管理系統，取得了高質量的資源管理效果。在未來的研究中，可以通過細化資源的分類以及強化深度學習在資源分類中的應用提高管理的效果。

參考文獻

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作者：牛曉曉 陳亞楠 單位：商丘學院 計算機工程學院