基于云計(jì)算的軟件工程專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)構(gòu)建與研究

包鋒BAO Feng

（東北石油大學(xué)秦皇島分校，秦皇島066004）

1 研究意義

經(jīng)過(guò)調(diào)查，目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)的軟件學(xué)院工程實(shí)踐環(huán)節(jié)均使用人工管理方法。隨著高校人數(shù)的不斷增加，要想提高學(xué)生的素質(zhì)和能力，必須實(shí)施更多的實(shí)踐項(xiàng)目。因此，迫切需要一個(gè)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)來(lái)完成整個(gè)實(shí)踐過(guò)程的管理。目前已經(jīng)在使用或正在開(kāi)發(fā)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目管理工具，多數(shù)只是實(shí)現(xiàn)單一的功能，并不能實(shí)現(xiàn)完整的工程實(shí)踐管理。針對(duì)這一情況，急需開(kāi)發(fā)一個(gè)基于云計(jì)算的軟件工程專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，以管理整個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目的全部過(guò)程，解決軟件工程專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目管理中存在的問(wèn)題。

針對(duì)目前國(guó)內(nèi)使用的基于云計(jì)算管理工具Redmine及trac進(jìn)行比較后，發(fā)現(xiàn)使用Redmine系統(tǒng)管理工程實(shí)踐過(guò)程更方便操作，因此選擇Redmine作為項(xiàng)目管理工具。云計(jì)算平臺(tái)構(gòu)建的成功后，所有參與工程實(shí)踐的學(xué)生，可以使用統(tǒng)一的云計(jì)算服務(wù)提供的工程實(shí)踐項(xiàng)目進(jìn)行開(kāi)發(fā)和管理。

2 系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)的管理功能分為三個(gè)部分，第一是管理網(wǎng)站，用于管理用戶(hù)的操作和工程實(shí)踐項(xiàng)目。第二是Redmine和SVN管理工具，用于團(tuán)隊(duì)工程實(shí)踐的項(xiàng)目管理。第三是云計(jì)算服務(wù)器，它主要是提供工程實(shí)踐項(xiàng)目開(kāi)發(fā)環(huán)境，存儲(chǔ)和顯示服務(wù)。此外使用前臺(tái)管理網(wǎng)站管理和控制整個(gè)系統(tǒng)。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

2.1 實(shí)訓(xùn)網(wǎng)站管理平臺(tái) 實(shí)訓(xùn)管理平臺(tái)的用戶(hù)有三類(lèi)，分別為管理員，教師和學(xué)生。用戶(hù)第一次進(jìn)入網(wǎng)站后，首先認(rèn)證信息，然后根據(jù)不同的水平到相應(yīng)的頁(yè)面。工程實(shí)踐分為四個(gè)階段，分別為選題開(kāi)題階段，中期檢驗(yàn)階段，項(xiàng)目驗(yàn)收階段和結(jié)束總結(jié)階段。由系統(tǒng)管理員首先發(fā)布工程實(shí)踐題目，學(xué)生選題并發(fā)布團(tuán)隊(duì)信息后，由相應(yīng)的管理員來(lái)發(fā)布不同階段信息的。教師可以查看自己的項(xiàng)目和選擇相應(yīng)項(xiàng)目的學(xué)生團(tuán)隊(duì)，也可以根據(jù)管理員的信息發(fā)布相應(yīng)的操作。學(xué)生可以查看信息，選擇主題，檢查他們的團(tuán)隊(duì)，提交相關(guān)文件，利用該平臺(tái)提供的開(kāi)發(fā)環(huán)境顯示相關(guān)信息。數(shù)據(jù)庫(kù)采用MySQL，操作方便，減少了數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。

2.2 Redmine和SVN 利用Redmine和SVN系統(tǒng)，教師首先要建立實(shí)訓(xùn)過(guò)程所需的每一個(gè)子項(xiàng)目，再由管理員添加屬于每個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的學(xué)生。選擇相應(yīng)課題的學(xué)生進(jìn)入Redmine管理自己的項(xiàng)目，學(xué)生在管理項(xiàng)目的過(guò)程中難免會(huì)遇到一些問(wèn)題，此時(shí)教師應(yīng)該予以指導(dǎo)，并且把相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云服務(wù)器上，以便于擴(kuò)展和改進(jìn)項(xiàng)目的實(shí)施。

2.3 云計(jì)算服務(wù)器 云計(jì)云計(jì)算軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)模型架構(gòu)主要分布于云計(jì)算環(huán)境的平臺(tái)層與應(yīng)用層，云端平臺(tái)層提供構(gòu)件支持、環(huán)境支持、開(kāi)發(fā)工具支持，將平臺(tái)無(wú)關(guān)模型（Platform Independent Model，PIM）自動(dòng)轉(zhuǎn)換為一個(gè)或多個(gè)特定平臺(tái)模型（Platform Specific Model，PSM），然后再生成代碼，最終進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試與發(fā)布。模型交換和變換交換總線是聯(lián)系整個(gè)開(kāi)發(fā)平臺(tái)的技術(shù)紐帶，以面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)（Service-Oriented Architecture，SOA）方式對(duì)外提供統(tǒng)一開(kāi)放的應(yīng)用程序編程接口（Application Programming Interface，API），其他模塊通過(guò)API進(jìn)行交互。應(yīng)用層向用戶(hù)提供軟件業(yè)務(wù)化定制接口，滿(mǎn)足用戶(hù)個(gè)性化軟件開(kāi)發(fā)需求。對(duì)于傳統(tǒng)的個(gè)體開(kāi)發(fā)模式更為簡(jiǎn)單，直接通過(guò)云計(jì)算系統(tǒng)平臺(tái)層將軟件研發(fā)的平臺(tái)、開(kāi)發(fā)環(huán)境作為一種服務(wù)向用戶(hù)提供，應(yīng)用層為用戶(hù)提供各種應(yīng)用軟件服務(wù)，即用基于云計(jì)算的實(shí)訓(xùn)資源平臺(tái)為師生提供各種可靠的、經(jīng)濟(jì)的在線應(yīng)用軟件服務(wù)。

3 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)

3.1 實(shí)訓(xùn)資源模塊 實(shí)訓(xùn)模塊包括實(shí)踐教學(xué)資源和環(huán)境資源實(shí)訓(xùn)模塊。軟件工程實(shí)踐教學(xué)資源主要包括：軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境、企業(yè)實(shí)際的軟件項(xiàng)目、實(shí)訓(xùn)資料、特殊的軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)的難點(diǎn)和關(guān)鍵數(shù)據(jù)及對(duì)數(shù)據(jù)的解釋和相關(guān)文件，這是應(yīng)用軟件人才實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)。云計(jì)算平臺(tái)的環(huán)境模擬系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)虛擬企業(yè)工作場(chǎng)景，讓學(xué)生體驗(yàn)“真實(shí)”的企業(yè)環(huán)境，工作壓力，管理制度和企業(yè)文化，對(duì)提高學(xué)生的積極性和主動(dòng)性的培養(yǎng)起著重要的作用。

通過(guò)交互式可視化工具，可以模擬在“云”中的企業(yè)實(shí)際工作現(xiàn)場(chǎng)，學(xué)生實(shí)踐訓(xùn)練場(chǎng)地，工作流程，結(jié)合聲音效果，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際環(huán)境的場(chǎng)景的視覺(jué)設(shè)計(jì)，建立虛擬元件。虛擬成分主要包括外部和內(nèi)部特征的視覺(jué)設(shè)計(jì)。在“云”平臺(tái)上，建立一個(gè)虛擬的工作環(huán)境和建立每個(gè)小組討論和審查的特殊的虛擬會(huì)議室，并配有一些其他的輔助設(shè)施，比如虛擬表，投影儀，白板等，在這樣高仿真的企業(yè)工作環(huán)境中，學(xué)生的訓(xùn)練效果一定會(huì)事半功倍的。

3.2 系統(tǒng)管理模塊 云計(jì)算實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的系統(tǒng)管理模塊具有系統(tǒng)維護(hù)和二次開(kāi)發(fā)，教學(xué)資源的動(dòng)態(tài)更新，系統(tǒng)的登錄權(quán)限設(shè)置管理等功能。其中實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的系統(tǒng)管理員負(fù)責(zé)基本信息維護(hù)、通訊錄管理、系統(tǒng)用戶(hù)管理、模板管理、日志管理、數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)等。實(shí)訓(xùn)平臺(tái)還為用戶(hù)提供了統(tǒng)一的接口，擁有授權(quán)的用戶(hù)就可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口登錄到云計(jì)算服務(wù)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。另外為方便用戶(hù)，在線云還采用B/S結(jié)構(gòu)的Web技術(shù)，教師、學(xué)生及與學(xué)校合作企業(yè)只需要使用瀏覽器就可以訪問(wèn)該平臺(tái)。

3.3 學(xué)生管理模塊 學(xué)生管理模塊的目的是實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)目標(biāo)，由于學(xué)生是實(shí)訓(xùn)的主體，在實(shí)訓(xùn)期間組織和管理好學(xué)生是實(shí)訓(xùn)過(guò)程的必要條件。如圖2所示，云計(jì)算學(xué)生管理平臺(tái)包括：學(xué)生自我管理模塊、學(xué)校管理模塊及企業(yè)指導(dǎo)教師模塊。學(xué)校的各相關(guān)部門(mén)和人員通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)的學(xué)校入口對(duì)學(xué)生進(jìn)行考勤、檢查等管理。企業(yè)的指導(dǎo)老師通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)的企業(yè)管理入口，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)及監(jiān)控，并對(duì)訓(xùn)練過(guò)程中的學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)。而學(xué)生自我管理則通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)學(xué)生入口，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的自我評(píng)價(jià)、個(gè)人考勤及團(tuán)隊(duì)管理。

3.4 實(shí)訓(xùn)評(píng)估模塊 實(shí)訓(xùn)評(píng)估既是對(duì)學(xué)生實(shí)訓(xùn)效果、校企合作效果及云計(jì)算實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的檢測(cè)，也能夠進(jìn)一步完善實(shí)訓(xùn)體系和教學(xué)管理，同時(shí)也可以幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自身不足的地方，是一種牽引和指導(dǎo)。評(píng)價(jià)系統(tǒng)是一個(gè)多維度的評(píng)價(jià)體系，它是從專(zhuān)業(yè)技能、綜合能力和職業(yè)素質(zhì)三方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，該評(píng)價(jià)系統(tǒng)既適用于評(píng)價(jià)團(tuán)隊(duì)，也適用于評(píng)價(jià)個(gè)人，此外該實(shí)訓(xùn)評(píng)估系統(tǒng)還能夠還實(shí)訓(xùn)結(jié)果顯示出來(lái)，并生成模塊。

4 總結(jié)

云計(jì)算是個(gè)非常先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過(guò)云計(jì)算來(lái)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，能夠建設(shè)一個(gè)良好的環(huán)境，和傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)相比，云計(jì)算的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)有很大的優(yōu)勢(shì)，能夠提供給學(xué)生更多的服務(wù)，老師使用過(guò)程中也是非常方便的，所以通過(guò)本平臺(tái)的構(gòu)建能夠促進(jìn)教學(xué)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和積極性，讓學(xué)生的動(dòng)手能力進(jìn)一步提高。

[1]張向陽(yáng).基于“云計(jì)算”的教學(xué)資源平臺(tái)構(gòu)架與應(yīng)用功能研究[J].煤炭技術(shù)，2012(01).

[2]鐘鋒.云計(jì)算輔助教學(xué)的協(xié)作式教學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].中國(guó)教育信息化，2011(11).

[3]徐建,李千目,嚴(yán)悍,張宏.軟件工程專(zhuān)業(yè)本科實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)探討[J].中國(guó)校外教育，2010(S1).