智慧校園建設(shè)中數(shù)據(jù)處理技術(shù)

李翔

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智慧校園建設(shè)中數(shù)據(jù)處理技術(shù)

李翔

廣州市番禺區(qū)教育信息中心，廣東 廣州 511400

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展刺激著科學(xué)技術(shù)的大發(fā)展。數(shù)字化校園己進(jìn)入信息化全新時(shí)代。我國(guó)學(xué)校建設(shè)現(xiàn)在的熱點(diǎn)是智慧校園的設(shè)計(jì)與打造，把智慧校園設(shè)計(jì)與打造中的數(shù)字處理技術(shù)的能力提升到新的高度，是學(xué)校向著信息化、智能化、現(xiàn)代化邁步必須滿足的條件。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)處理技術(shù)在智慧校園建設(shè)中的重要意義進(jìn)行探析與討論，為智慧校園的深度發(fā)展提供借鑒。

智慧校園；數(shù)據(jù)處理技術(shù)；應(yīng)用

引言

“Smart Planet”（智慧地球）理念于2008年被世界經(jīng)濟(jì)展比較好的一些歐美國(guó)家提出來(lái)，和這個(gè)理念密切關(guān)聯(lián)的“Internet of Things and Cloud Computing”（物聯(lián)云計(jì)算）等等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)新理念引起了全球各國(guó)的密切關(guān)注。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，學(xué)校數(shù)字化中的“Wisdom”理念得到不斷升華，漸漸成為學(xué)校數(shù)字化建設(shè)與研討不可或缺的一部分。

1 智慧校園的概念

數(shù)字化科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，成就了學(xué)校數(shù)字化從當(dāng)初的初級(jí)數(shù)字化學(xué)校往高級(jí)數(shù)字化學(xué)校方向逐步靠近，高智能智慧型的數(shù)字化學(xué)校正在漸漸形成。智慧校園經(jīng)過(guò)“Internet of Things”以及“Cloud computing”等等一系列高等新型數(shù)字化科學(xué)技術(shù)的使用，打破以往學(xué)校的陳舊條件限制，將原本雜亂無(wú)序的學(xué)校各部門(mén)信息整合成一個(gè)有機(jī)整體，讓它的使用效率得到提升，調(diào)取速度更加快捷，服務(wù)內(nèi)容更加全面。把學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)變得四通八達(dá)，相互之間聯(lián)通沒(méi)有障礙[1]。對(duì)所有教職員工、機(jī)關(guān)領(lǐng)導(dǎo)以及廣大學(xué)生實(shí)施個(gè)性化服務(wù)，把有效的服務(wù)與保障提供給學(xué)校的每個(gè)用戶，統(tǒng)一重新調(diào)配和安排學(xué)校的管理、運(yùn)營(yíng)以及學(xué)生學(xué)習(xí)生活等方方面面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，分享學(xué)校中的資源信息，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，推翻校園與外界交流溝通的壁壘，促進(jìn)校園數(shù)字化的積極健康發(fā)展。

2 打造智慧校園的意義

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展推動(dòng)社會(huì)科技的發(fā)展。21世紀(jì)是數(shù)字時(shí)代，“Internet of Things”“Cloud computing”“Big Data”等技術(shù)，予以老舊的數(shù)字化管理莫大的打擊，校園的管理及教學(xué)育人事務(wù)也有了新的使命。從基礎(chǔ)上推動(dòng)校園建設(shè)往數(shù)字型與智慧型教學(xué)方式邁步，突破傳統(tǒng)教學(xué)模式的限制，把全新的教學(xué)方式鞏固完善，是智慧校園進(jìn)步的必然趨勢(shì)。

2010年我國(guó)第十二個(gè)五年計(jì)劃提出“智慧校園”理念，相關(guān)打造計(jì)劃條例指示：高級(jí)數(shù)字化全新科學(xué)技術(shù)在教育監(jiān)管學(xué)校生態(tài)中和諧應(yīng)用，推動(dòng)學(xué)校智慧化進(jìn)步，是我國(guó)智慧校園逐步形成的必然因素。

學(xué)校，是一個(gè)教育的場(chǎng)所，更是一個(gè)學(xué)習(xí)的場(chǎng)所，是社會(huì)文明發(fā)展和學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)步的平臺(tái)。這是教學(xué)的核心觀念決定的。把一個(gè)舊的教學(xué)方式，推向全新的智能化數(shù)字教學(xué)方式轉(zhuǎn)變已刻不容緩。經(jīng)過(guò)對(duì)全新高效的技術(shù)運(yùn)用及實(shí)驗(yàn)踐行，打造智慧校園教書(shū)育人的生態(tài)，給予更好的量身訂制服務(wù)。通過(guò)智慧校園方式，老師和學(xué)生可以更高效地進(jìn)行個(gè)性化的教與學(xué)，以社會(huì)主義核心價(jià)值觀為導(dǎo)向，培養(yǎng)善于思索的人才。

“三通兩平臺(tái)”（三通：寬帶網(wǎng)絡(luò)校校通、優(yōu)質(zhì)資源班班通、網(wǎng)絡(luò)空間人人通；兩平臺(tái)：建設(shè)教育資源公共服務(wù)平臺(tái)、建設(shè)教育公共管理平臺(tái)）以及校園內(nèi)局域網(wǎng)的打造成功，說(shuō)明我國(guó)的學(xué)校信息化建設(shè)向著智能化邁進(jìn)了一大步。給學(xué)校內(nèi)部數(shù)字化和物聯(lián)化的打造以及老師和學(xué)生之間的信息交互提供了一個(gè)很好的環(huán)境，推動(dòng)學(xué)校數(shù)字化技術(shù)發(fā)展[2]。

3 數(shù)據(jù)處理技術(shù)在智慧校園中的運(yùn)用

以“RSCS”技術(shù)為例，談?wù)剶?shù)據(jù)處理在智慧校園中的運(yùn)用。

3.1 數(shù)據(jù)處理技術(shù)的運(yùn)行環(huán)境

“RSCS”技術(shù)運(yùn)行系統(tǒng)以“Cent OS6.4”“Java”為開(kāi)發(fā)的語(yǔ)言工具，“Hadoop”為文字儲(chǔ)存分布式系統(tǒng)，“Nginx”作為“Web”前端應(yīng)用，“JBoss”用作后端，“MySQL Cluster”則為數(shù)據(jù)庫(kù)。把這些不同的系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起，就成了“RSCS”系統(tǒng)。

3.2 數(shù)據(jù)處理技術(shù)特色

智慧校園當(dāng)中，“RSCS”系統(tǒng)關(guān)乎大數(shù)據(jù)分析、物聯(lián)網(wǎng)及因特網(wǎng)相關(guān)技術(shù)，把不同計(jì)算機(jī)對(duì)象和因特網(wǎng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)無(wú)縫地連接起來(lái)，對(duì)校園數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。在智慧校園中運(yùn)用創(chuàng)新型的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，要達(dá)到原來(lái)預(yù)計(jì)的效果，必須對(duì)數(shù)據(jù)分析技術(shù)、儲(chǔ)存技術(shù)、采集技術(shù)實(shí)行必要的改革，以便在學(xué)校信息數(shù)據(jù)處理中做到最優(yōu)化[3]。

3.3 技術(shù)措施和技術(shù)環(huán)境應(yīng)用

在智慧校園數(shù)據(jù)處理平臺(tái)上，老師和家長(zhǎng)可以就學(xué)生的生活情況、學(xué)習(xí)情況進(jìn)行互動(dòng)交流，積極溝通，甚至互相配合，為學(xué)生受到良好的教育而打造一個(gè)良好的全方位環(huán)境。使用“RSCS”等處理數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、整理、儲(chǔ)存和采集，可以達(dá)到上面所需要的效果。

3.4 智慧校園數(shù)據(jù)采集

通過(guò)專業(yè)系統(tǒng)工具整理學(xué)生、家長(zhǎng)和教師的相關(guān)數(shù)據(jù)，綜合整理教學(xué)文件、教案和學(xué)生的作業(yè)、論文、檔案等教學(xué)信息。通過(guò)數(shù)據(jù)分析，我們可以看出，這些教學(xué)數(shù)據(jù)信息采集的數(shù)據(jù)量很大，且結(jié)構(gòu)不明顯，常用的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行科學(xué)地采集和管理。這些都是大數(shù)據(jù)的幾大特點(diǎn)：大數(shù)據(jù)信息規(guī)模增長(zhǎng)很快；大數(shù)據(jù)信息需要實(shí)時(shí)采集和分析。大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)源的復(fù)雜性和海量數(shù)據(jù)的非結(jié)構(gòu)化，需要相應(yīng)的系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

3.4 智慧校園數(shù)據(jù)分析

在智慧校園數(shù)據(jù)分析中，往往采用Hadoop技術(shù)，通過(guò)雅虎公司架構(gòu)圖還原技術(shù)，并將數(shù)據(jù)分析結(jié)果轉(zhuǎn)化為各種教育問(wèn)題。Hadoop技術(shù)處理的數(shù)據(jù)流概括為：數(shù)據(jù)通過(guò)RSCS計(jì)算機(jī)集群處理，分析結(jié)果，數(shù)據(jù)通過(guò)Hadoop技術(shù)在HDFS和Map中進(jìn)行約簡(jiǎn)處理，依次記錄結(jié)果，并保存在HDFS中[4]。

4 數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用的主要步驟

4.1 收集

用網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)教育業(yè)務(wù)系統(tǒng)等手段，收集教育行為數(shù)據(jù)，比如監(jiān)控和訪問(wèn)控制信息；教學(xué)過(guò)程、教育管理過(guò)程產(chǎn)生視頻、文件、教學(xué)案例、學(xué)生指導(dǎo)案例、作業(yè)、試卷等信息、網(wǎng)絡(luò)行為信息；物聯(lián)網(wǎng)所產(chǎn)生的信息，包括大量的文件、照片、視頻和其他數(shù)據(jù)。

涉及的數(shù)據(jù)量很大而且大部分非結(jié)構(gòu)化，該數(shù)據(jù)有四個(gè)主要特征，即所謂的“4V特征”：體積大（Volume）、速度高（Velocity）、多樣性（Variety）、價(jià)值高（Value）。

4.2 存儲(chǔ)

計(jì)算機(jī)集群技術(shù)中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、集中式結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)在使用分布式存儲(chǔ)之前，分布式存儲(chǔ)更多的是“Hadoop”平臺(tái)，它們嘗試使用數(shù)據(jù)分析和處理地圖符號(hào)來(lái)顯示技術(shù)。針對(duì)硬件環(huán)境，選擇“哈多普”技術(shù)的分布式文件系統(tǒng)來(lái)提供海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。分布式文件系統(tǒng)，一個(gè)大的文件被默認(rèn)劃分為64 m/塊的數(shù)據(jù)塊，以冗余圖像的形式分布在不同的機(jī)器集群中。

4.3 分析

相較于傳統(tǒng)智能，大數(shù)據(jù)相對(duì)復(fù)雜，需要用新的技術(shù)進(jìn)行分析處理。比如Hadoop分析平臺(tái)，主要分為分布文件系統(tǒng)和分布計(jì)算系統(tǒng)兩大部分。其中文件系統(tǒng)的功能是對(duì)元數(shù)據(jù)的管理，它能夠支持非常強(qiáng)大的數(shù)據(jù)量，所以能夠在大數(shù)據(jù)分析中得到運(yùn)用。在分布文件系統(tǒng)上面建立Hbase系統(tǒng)，起到一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的作用。為了管理分析大數(shù)據(jù)，另外還建立了機(jī)器學(xué)習(xí)軟件包。這些全新的智能數(shù)據(jù)分析技術(shù)融合在一起對(duì)大數(shù)據(jù)的分析會(huì)更全面、更高效。

4.4展示

把大數(shù)據(jù)分析出來(lái)的結(jié)果生動(dòng)形象地展示出來(lái)。比如電子書(shū)包的應(yīng)用展示，家長(zhǎng)可以在該系統(tǒng)的家長(zhǎng)端看到學(xué)生在學(xué)校的學(xué)習(xí)情況及作業(yè)的完成情況。老師端既可以看到學(xué)生在校的學(xué)習(xí)情況，又可以看到學(xué)生在家的學(xué)習(xí)完成情況。學(xué)生端可以看到導(dǎo)學(xué)方案、知識(shí)結(jié)構(gòu)以及老師推薦的優(yōu)質(zhì)課程等等。

5 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)對(duì)學(xué)校信息全方位的剖析，為老師和家長(zhǎng)提供更加合乎道理、更加訂制化的服務(wù)，于當(dāng)前時(shí)段把學(xué)校信息化達(dá)到超智能，就是對(duì)智慧校園的全力打造。隨著超融合大數(shù)據(jù)及云端計(jì)算的應(yīng)用，智慧校園數(shù)字化打造與推進(jìn)，是人類社會(huì)和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到了某個(gè)階段而產(chǎn)生的必然趨勢(shì)。打造智慧校園是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，它是以后一段時(shí)間內(nèi)工作的重點(diǎn)，它能為我國(guó)目前的教育工作提供實(shí)實(shí)在在的幫助。

[1]萬(wàn)江波. 論智慧校園建設(shè)中大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的應(yīng)用[J]. 電腦編程技巧與維護(hù)，2017（14）：45-47.

[2]崔行臣，韓磊. 大數(shù)據(jù)服務(wù)在高校智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用探討[J]. 山東廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2018（1）：63-66.

[3]雷蕓，涂慶華，宋駿飛，等. 大數(shù)據(jù)時(shí)代高校智慧校園服務(wù)平臺(tái)建設(shè)與研究[J]. 通訊世界，2017（1）：275-276.

[4]崔亞林. 大數(shù)據(jù)時(shí)代高校智慧校園建設(shè)研究[J]. 商品與質(zhì)量，2016（5）：166.

Data Processing Technology in the Construction of Smart Campus

Li Xiang

Guangzhou Panyu District Education Information Center, Guangdong Guangzhou 511400

The development of social economy stimulates the development of science and technology. Digital campus has entered a new era of information technology. The current hotpot of school construction in our country is the design and construction of smart campuses. Uplifting the digital processing technology capabilities in the design and development of smart campuses to new heights is a prerequisite for schools to move towards informatization, intelligence, and modernization. Through the analysis and discussion of the significance of data processing technology in the construction of smart campus, the paper provides reference resources for the in-depth development of smart campus.

smart campus; data processing technology; application

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