終身在線學(xué)習(xí)平臺的架構(gòu)及數(shù)據(jù)庫設(shè)計研究

尹飛

摘 要：終身在線學(xué)習(xí)平臺設(shè)計是利用計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，搭建一套開放擴(kuò)展性強(qiáng)、功能完備、設(shè)置更加靈活、性能更加優(yōu)越、平臺間可實現(xiàn)無縫對接的一體化教育教務(wù)管理平臺，實現(xiàn)教學(xué)、管理、服務(wù)一體化。本文重點分析了內(nèi)蒙古終身在線學(xué)習(xí)平臺的系統(tǒng)架構(gòu)和數(shù)據(jù)庫設(shè)計，試圖為終身在線學(xué)習(xí)平臺提出現(xiàn)實的設(shè)計開發(fā)技術(shù)路徑，為其他項目實踐提供幫助。

關(guān)鍵詞：終身在線學(xué)習(xí)平臺；系統(tǒng)架構(gòu)；數(shù)據(jù)庫設(shè)計

1.引言

教育部《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》提出推進(jìn)信息技術(shù)與教學(xué)融合，利用信息技術(shù)開展啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學(xué)，鼓勵發(fā)展性評價。在線學(xué)習(xí)平臺可同時開展學(xué)歷教育、非學(xué)歷繼續(xù)教育，形成多層次、多類型、多學(xué)科的辦學(xué)系列，實現(xiàn)學(xué)歷教育與非學(xué)歷教育的并舉，滿足多樣化的學(xué)習(xí)需求，是實現(xiàn)“人人皆學(xué)、時時可學(xué)、處處能學(xué)”的終身學(xué)習(xí)理念的大型學(xué)習(xí)資源超市，是一所能夠為一切學(xué)習(xí)者提升學(xué)歷、提高素養(yǎng)、訓(xùn)練技術(shù)、提高能力的在線虛擬大學(xué)。平臺始終以終身學(xué)習(xí)為內(nèi)涵，可實現(xiàn)隨時隨地學(xué)習(xí)，滿足教育終身學(xué)習(xí)宗旨，實現(xiàn)不同類型學(xué)習(xí)成果的互認(rèn)和銜接，搭建終身學(xué)習(xí)“立交橋”。

2.總體設(shè)計

2.1系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計的策略與原則

本系統(tǒng)采用前后端分離的方法，利用.net MVC開發(fā)模式，搭載kiss 框架實現(xiàn)開發(fā)。前后端分離使前端不再需要向后臺提供模板或是后臺在前端html中嵌入后臺代碼，通過前端路由的配置，我們可以實現(xiàn)頁面的按需加載，無需一開始加載首頁便加載網(wǎng)站的所有的資源，服務(wù)器也不再需要解析前端頁面，在頁面交互及用戶體驗上有所提升。

通過目前主流的前端MVC框架，我們可以非?？焖俚亩ㄎ患鞍l(fā)現(xiàn)問題的所在，客戶端的問題不再需要后臺人員參與及調(diào)試，代碼重構(gòu)及可維護(hù)性增強(qiáng)。原則上系統(tǒng)需要設(shè)計成業(yè)務(wù)流程清晰，運行效率高，速度快，安全性高。

2.2設(shè)計思想

根據(jù)對內(nèi)蒙古終身學(xué)習(xí)平臺的分析，它是一個比較綜合的在線學(xué)習(xí)網(wǎng)平臺，可以分為管理員、老師、學(xué)生三個大的角色模塊，這樣分層可以使用戶體驗三種完全不能身份的操作，使流程更加結(jié)構(gòu)化，分工明確，最大限度體驗系統(tǒng)的功能。

在開發(fā)的設(shè)計上使用“前后端分離”的模式實現(xiàn)開發(fā)，前后端分離具有以下幾個優(yōu)點：徹底解放前端；提高工作效率，分工更加明確；局部性能提升；降低維護(hù)成本。

2.3 架構(gòu)體系

根據(jù)架構(gòu)分析和設(shè)計思想設(shè)計出如下系統(tǒng)的架構(gòu)圖：

2.4后臺管理模塊劃分

2.4.1 管理員模塊

后臺管理，其中站點管理主要有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，資源管理，培訓(xùn)管理，財務(wù)管理，統(tǒng)計管理，考核管理，論文管理，成績管理等功能。

站點管理，其中站點管理主要有站點管理，菜單管理，新聞欄目，新聞管理，用戶管理，審核管理，圖片管理，子站管理，友情鏈接，幫助中心，問卷調(diào)查等功能。

2.4.2 老師模塊

老師模塊可以分為我的首頁，主持課程，論文計劃等三個模塊：

我的首頁：主要介紹老師教學(xué)的相關(guān)信息，如：主持課程數(shù)，輔導(dǎo)課程數(shù)，學(xué)校首頁，論文計劃，主持課程等。

主持課程：主要介紹老師的主持課程信息，點擊課程名稱，可以進(jìn)行課程的詳細(xì)設(shè)計。

2.4.3 學(xué)生模塊

學(xué)生模塊可以分為三種角色：學(xué)歷學(xué)生，非學(xué)歷學(xué)生，隨學(xué)隨考學(xué)生。

非學(xué)歷學(xué)生：我的首頁，我的課程，我的班級，個人信息，我的收藏，我的購物車，我的訂單。

學(xué)歷學(xué)生：我的首頁，個人信息，考核管理，論文管理

隨學(xué)隨考學(xué)生：我的首頁，個人信息，考核管理，

3.運行設(shè)計

3.1前臺客戶端

1、同步請求/應(yīng)答方式：客戶端向服務(wù)器端發(fā)送服務(wù)請求，客戶端阻塞等待服務(wù)器端返回處理結(jié)果；

2、異步請求/應(yīng)答方式：客戶端向服務(wù)器端發(fā)送服務(wù)請求，與同步方式不同的是，在此方式下，服務(wù)器端處理請求時，客戶端繼續(xù)運行；當(dāng)服務(wù)器端處理結(jié)束時返回處理結(jié)果。

3.2后臺系統(tǒng)

后臺通過在App_Data里kiss.config文件配置數(shù)據(jù)庫的連接而來連接數(shù)據(jù)庫，然后在相關(guān)文件里配置需要查詢的數(shù)據(jù)庫操作來查詢所需的數(shù)據(jù)，將它們處理成json數(shù)據(jù)返回至前臺頁面顯示。

4.數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫技術(shù)是信息資源管理最有效的手段。數(shù)據(jù)庫設(shè)計是指對于一個給定的應(yīng)用環(huán)境，

構(gòu)造最優(yōu)的數(shù)據(jù)庫模式，建立數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)，有效存儲數(shù)據(jù)，滿足用戶信息要求和處理要求。通過數(shù)據(jù)建庫的命名、結(jié)構(gòu)、建庫過程及安全性措施等幾個技術(shù)方面進(jìn)行約定，目的就是提供一套規(guī)范、合理、科學(xué)的建庫技術(shù)體系，應(yīng)用系統(tǒng)提供建庫技術(shù)參考。

在數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的設(shè)計過程中，開發(fā)者需要解決的主要問題是設(shè)計出的數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)可以在多大程度上滿足用戶的需求。在整個開發(fā)過程中，數(shù)據(jù)庫的設(shè)計主要分四個階段：需求階段、概念階段、邏輯階段及物理設(shè)計階段。

目前在常見系統(tǒng)開發(fā)中，普遍使用的數(shù)據(jù)庫有Oracle數(shù)據(jù)庫、MySql數(shù)據(jù)庫以及Sql Server數(shù)據(jù)庫。此次開發(fā)中所使用的數(shù)據(jù)庫在前文中提到過，就是Sql Server數(shù)據(jù)庫，下面平臺中使用的部分?jǐn)?shù)據(jù)庫設(shè)計。

4.1 數(shù)據(jù)庫模型

5.系統(tǒng)特性設(shè)計

5.1 性能分析與實現(xiàn)

本系統(tǒng)通過利用nginx反向代理服務(wù)器，實現(xiàn)前后端分離，使得系統(tǒng)前后端互不干擾，大大降低了系統(tǒng)資源的消耗，并且其所占內(nèi)存小，并發(fā)性高，可以同時供大量用戶使用。

5.2 可靠性與安全性

5.2.1 數(shù)據(jù)傳輸部分

數(shù)據(jù)從前臺通過異步訪問方式，以json數(shù)據(jù)形式發(fā)送到后端，一些重要數(shù)據(jù)是從后臺處理的，另外財務(wù)管理模塊都是采用支付寶和微信提供的接口，通過后臺傳輸數(shù)據(jù)，大大增強(qiáng)了數(shù)據(jù)安全性。

5.2.2 身份驗證部分

用戶登錄的密碼都是采用MD5加密。

5.3 可維護(hù)性

系統(tǒng)利用ngnix的反向代理服務(wù)器的優(yōu)點，在7×24小時不間斷服務(wù)的前提下，可以升級Nginx的可執(zhí)行文件。

6.結(jié)束語

終身在線教育平臺是綜合使用計算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)及多媒體實用技術(shù)為學(xué)習(xí)者提供的一套完整的在線學(xué)習(xí)平臺，我們只有對他的架構(gòu)及數(shù)據(jù)庫進(jìn)行合理的設(shè)計，才能打造出性能、安全性、易用性各方面都很優(yōu)秀的終身教育平臺。隨著這類平臺的不斷開發(fā)，其功能性和使用范圍也變得越來越廣。在這樣的發(fā)展趨勢下，要求技術(shù)人員在系統(tǒng)開發(fā)過程中對平臺架構(gòu)設(shè)計以及數(shù)據(jù)庫設(shè)計的重視程度提升到一個新的層次。

基金項目：內(nèi)蒙古自治區(qū)教育廳自然科學(xué)項目《基于Moolde系統(tǒng)的在線學(xué)習(xí)平臺搭建研究——以XXXXXXX大學(xué)為例》的階段性成果，課題編號：NJZY288；內(nèi)蒙古廣播電視大學(xué)應(yīng)用研究項目《基于統(tǒng)一信息化網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺的整合與應(yīng)用研究》的階段性成果，課題編號：IMRTVU-ISR1613。

參考文獻(xiàn)

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