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面向智慧校园的计算机实训云平台构建

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曹莉姜姗赵营颖

摘要：由于传统方法搭建的面向智慧校园的计算机实训云平台，在运行过程中资源利用率较低，为此提出面向智慧校园的计算机实训云平台构建研究。分析了计算机实训云平台构建核心，并且了解了计算机实训云平台规划中存在的问题，结合问题提出面向智慧校园的计算机实训云平台构建方法设计。通过模拟平台协议、布置虚拟机模板，构建计算机实训网络环境，设计计算机实训云平台中间层，连接平台数据层与传输层，重构实训资源传输路径，建立实训云平台模块安全运行模式，保证平台稳定运行，以此完成面向智慧校园的计算机实训云平台构建。实验证明，设计方法构建平台资源利用率高于传统方法。

关键词：智慧校园;计算机;实训云平台;构建方法

中图分类号：TP311? ? ? 文獻标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）15-0050-02

引入了智慧校园建设理念，在校内建设完备性的物联网，在确保网络在校内全覆盖的前提下，构建一个学习与生活一体化的校园环境，从而实现教学过程、科研过程、管理工作等动态化行为有机融合在一起[1]。在此种教学蓝图的描绘下，线上教学模式与学生泛在学习模式成了可能，为此高校提出了以计算机实训为核心的云平台建设方法。将传统教学工作由线下转移到线上，改善传统计算机课程实践教学课时短的问题。本文也将整合被调查校园云平台的建设现状，基于智慧校园建设的条件下，提出一种科学合理的计算机实训云平台构建方法。

1 计算机实训云平台构建核心

计算机实训云平台的核心是为学生提供一个线上虚拟操作空间，为教师提供一个实现对传统课堂拓展的教学渠道。总体来说，云平台又是一个全面智能化感知与信息集成的综合平台，因此要求平台在构建中面向的对象是全体师生。同时，建设计算机实训云平台不仅为了可以提供学生定制化个性化服务，同时也可以实现将计算机技术应用到校内的各个领域，从而实现教育教学相关工作的协作开展[2]。并且，由于智慧校园是一个可以感知外界数据及市场变化趋势的综合空间，因此，构建一个计算机云平台可为学生提供一个在校内与外界进行信息交互的窗口。

2 计算机实训云平台规划中存在的问题

在相关调查与研究中发现，我国教育市场计算机实训云平台在构建中仍存在一些显著的问题。例如，在建设前，尚未制定完善平台构建框架，对于校内建设现状的感知仍不够全面，无法合理应用校内现有资源与成就，因此导致云平台的建设存在导向性不明确的问题。

整体战略思想存在误区，无法基于社会经济建设协同角度考虑问题，目标的制定较不合理，建设方案仅适用于现下教学工作，无法满足教学长期可持续发展的需求。同时，也存在云平台保障措施落实不到位、智慧化程度较低的问题，这些问题均是由于在建设计算机实训云平台时，对智慧校园内涵把握不准确所导致的。因此，本文将以此为出发点，面向智慧校园社会背景下，开展计算机实训云平台构建方法的设计，充分应用多媒体技术，实现对平台内资源与教学管理工作进行有序规划。

3 面向智慧校园的计算机实训云平台构建方法

3.1 构建计算机实训网络环境

考虑到在构建网络环境时，仅依靠独立节点进行网络资源导入，会出现效率低、信息获取渠道单一等问题，因此可将选择的节点作为构建网络环境的中心[3]。根据校内物联网的覆盖范围，圈定以插入点为中心的环境范围。按照“3×3”网络结构，将范围划分多个区域，每个区域选择出一个最佳节点，这样可以在网络环境中部署多台虚拟机，利用多个虚拟机同时获取线上学习资源，并利用串行通信接口将虚拟机与校内资源共享网站进行连接，自动获取到数学网站上资源，从而避免实现环境的多参数拥堵的问题。

3.2 面向智慧校园重构实训资源传输路径

在智慧校园建设的背景下，设计计算机实训云平台中间层，该层在平台中主要用于连接平台数据层与传输层。当云平台在完成计算机教学资源获取路径的定位后，需持续对资源的导入进行合理化分配，为了能实现这一功能，需将定位的资源进行有序集成与传输。由于利用虚拟机获取到的资源量较大，而平台数据存储空间有限，极大地增加了平台数据存储压力，因此本章将对平台中间层与传输层进行制定教学任务、教学资源管理及章节实训内容等资源的规划。如图1所示。

如上述图1所示，在规划计算机实训云平台整体资源管理的基础上，通过平台中间层将表示层中多种类型数据执行请求传输指令。并将指令经过相应处理，传输到数据层。数据层中返回的信息也需要通过中间层传递到表示层，反馈给学生或教师等多用户端使用者，综合上述流程，设计多类型实训资源传输路径。此过程需要根据平台实际应用过程中高校的教学目标、支撑平台数据传输环境等要求，并针对数据层中资源的结构特性以及行为特性两个方面的特点，对数据层的教学资源数据传输流程进行设计。如图2所示。

如上述图2所示，平台中的数据层主要负责管理平台授权用户和智慧环境下企业支撑教学数据，同时数据层中的相关信息也是平台的总数据源。结合智慧校园的建设需求，可在上述基础上，通过控制器接口的传输协议，构建数据检索与传输路径，从而提高数据层与中间层之间的耦合性，实现对教学资源数据的有序传输。

3.3 正确处理实训云平台模块安全运行关系

本文设计的面向智慧校园的计算机实训云平台为了满足，不同学生群体对于计算机课程学习的需要，将云平台划分为资源更新管理及平台安全维护两个部分，上述两个部分主要涉及计算机实训教学课程章节内容介绍、校企合作方式、实训项目管理等各个方面[4]。在实现数据传输的基础上，为了进一步提高平台的运行效率，应在保证平台各个主要功能正常运作的前提条件下，对平台中的目标功能简化处理，从而确保云平台的安全稳定运行。对于计算机实训云平台运行模式的具体要求如下：

其一，云平台在运行中需要为学生、教师等多方用户提供良好的交互与浏览界面、及更全面的实践学习功能。要求平台内部的所有计算机实训资源均由后台管理员统一管理，并制定与平台运行相匹配的资源格式，资源分配任务由各个功能子模块执行。

其二，各个功能模块应根据智慧校园计算机专业的教学进度及每个月的实际教学情况，进行资源的有序调配，后台管理员需要整合校内现有资源的逻辑关系，对资源进行安全检测与评定。同时，校内所有平台授权用户，无论学生与教师，均具备在计算机实训云平台上查阅、审核自身权限以内的相关资源检索等权限。在平台上，教师与学生的身份是相对透明的，也是相对平等的，无论是数据访问内容，或资源所属权限均一致。

其三，通過对云平台中不同功能模块的审核，可掌握其是否存在危险数据或框架漏洞。例如，实训项目资源经过中间层审核后，通过云平台自动进入到数据传输流程中，这一过程云平台具备对项目审核中评审人员及信息上传人员各项信息的自动登记功能，一旦由于某个项目问题导致平台运行漏洞，平台可立即圈定资源所属人，此种平台运行方式在一定程度上为平台运行提供了保障。

本文设计的面向智慧校园的计算机实训云平台，共分为表示层、数据层和中间层，其中表示层中的用户登录、浏览与功能界面由客户端浏览器实现，不做过多说明，因此通过上述对网络环境的构建、数据运输路径的选择、安全运行关系的处理，完成计算机实训云平台构建方法的设计与研究。

4 对比实验

本文从验证设计面向智慧校园的计算机实训云平台构建方法的可行性角度出发，设计一组对比实验，参照对象为传统方法，利用两种方法构建计算机实训云平台。为了保证实验结果的有效性，构建的两个平台运行采用相同的配置。

在设计的实验环境中对两种方法构建的平台资源利用率进行比较，平台资源利用率越高，表示计算机实训云平台各个服务的稳定性越高，将其作为两种平台构建方法的实验指标。实验中令100个平台用户使用计算机实训云平台，并向云平台发生服务请求，用户发送服务请求频率为0.56Hz，每个用户共发送5个服务请求，每个服务请求预计占用平台资源0.2%，预计若要实现所有服务请求，平台各个节点资源占用量为80%。利用GSddf软件计算出平台各个节点资源利用率，对两种计算机实训平台构建方法进行对比，实验结果如表1所示。

从上表1可以看出，应用设计方法构建的计算机实训云平台资源利用率高于传统方法，并且也高于预期设定的目标，可以有效降低平台资源的占用量，提高平台资源利用率，保证平台高速稳定运行，因此实验证明了本文设计的构建方法适用于面向智慧校园的计算机实训平台。

5 结束语

计算机是高校实践课程教学体系的关键构成部分，为了提高学生在学习中的实践能力，本文开展了面向智慧校园的计算机实训云平台构建方法设计，并采用将本文方法与传统方法进行对比的方式，验证本文方法构建的平台更具备适用性。在后期的研究中，将在本文提出功能的基础上，持续增设线上聊天室、虚拟仿真操作等功能，从资源优化开发角度，对平台多层结构进行设计，从而实现对平台延展性能的提高，希望通过本文的研究，为高校后期相关教学工作提供指导。

参考文献：

[1] 翁湦元，单杏花，阎志远，等.基于Kubernetes的容器云平台设计与实践[J].铁路计算机应用，2019，28（12）：49-53.

[2] 耿健.省级公共数字文化综合服务平台建设刍议——以江苏图书馆云平台为例[J].河南图书馆学刊，2019，39（11）：64-66.

[3] 雷小星，刘君，高多多，等.基于SaaS的水利工程云平台服务模式研究[J].广东水利电力职业技术学院学报，2018，16（4）：12-15.

[4] 曹素丽，杨延广，张翠轩.以学生为中心的“Hadoop大数据平台”课程的教学设计[J].微型电脑应用，2019，35（11）：11-14.

【通联编辑：张薇】

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