云計算和大數(shù)據(jù)教學(xué)實訓(xùn)平臺的設(shè)計探析

周偉

摘 要：本次研究探析云計算和大數(shù)據(jù)教學(xué)實訓(xùn)平臺的設(shè)計問題。具體探討中結(jié)合日常教育教學(xué)工作經(jīng)驗，先對云計算和大數(shù)據(jù)進行簡要說明;然后，分別從平臺架構(gòu)模型、平臺大數(shù)據(jù)處理流程兩大層面其設(shè)計實踐展開具體論述。

關(guān)鍵詞：云計算;大數(shù)據(jù);教學(xué)實訓(xùn)平臺;設(shè)計

云計算屬于新型計算模式，能夠以中心化管理模式進行數(shù)據(jù)資源的統(tǒng)一調(diào)度和管理，為用戶提供資源庫服務(wù)，并完成各類大數(shù)據(jù)的分析處理，通過云服務(wù)為用戶提供服務(wù)范圍內(nèi)的需求資源。大數(shù)據(jù)屬于多元化信息資源的新型處理模式，重點在于對異構(gòu)數(shù)據(jù)進行應(yīng)用價值分析，能夠以專業(yè)技術(shù)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的優(yōu)化與海量加工，擴增數(shù)據(jù)服務(wù)價值。二者的關(guān)系十分密切，大數(shù)據(jù)可以為云計算提供分布式框架與分布式存儲，并通過云服務(wù)將有用資源運用到實際的應(yīng)用領(lǐng)域。下面以此為出發(fā)點對主題進行說明。

1、教學(xué)實訓(xùn)平臺架構(gòu)模型設(shè)計

大數(shù)據(jù)教學(xué)實訓(xùn)平臺在架構(gòu)平臺模型設(shè)計的基礎(chǔ)方面，以云計算的Paa、Iaas、SaaS服務(wù)模式為準;底層用網(wǎng)絡(luò)資源、數(shù)據(jù)資源、服務(wù)器、存儲等搭建虛擬資源池。服務(wù)對象設(shè)置為教師與學(xué)生，目標旨在實現(xiàn)智能化、高效化大數(shù)據(jù)教學(xué)實訓(xùn)平臺設(shè)計，并使其發(fā)揮效用。具體如下：

1.1數(shù)據(jù)源

數(shù)據(jù)源的典型功能體現(xiàn)為資源監(jiān)控、部署、負載均衡。首先，負責虛建設(shè)擬資源池，具體包括數(shù)據(jù)資源池與存儲、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)虛擬資源池等;其次，提從物理資源池，具體包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲設(shè)備、服務(wù)器等。第三，對硬件資源與軟件資源的分散性進行數(shù)據(jù)源整合，借助虛擬技術(shù)完成可供調(diào)度的虛擬化資源池，一方面為上層服務(wù);另一方面，支持獨立數(shù)據(jù)源服務(wù)。從而將系統(tǒng)數(shù)據(jù)整合與各層單獨利用做好準備。

1.2數(shù)據(jù)存儲與處理

在數(shù)據(jù)存儲方面，主要以HBase、YARN、Hadoop等為主。在數(shù)據(jù)處理方面則包括了數(shù)據(jù)清理、數(shù)據(jù)牽引、聚合關(guān)聯(lián)等。數(shù)據(jù)存儲與處理旨在通過對數(shù)據(jù)的預(yù)處理，實現(xiàn)對不同類型的數(shù)據(jù)進行存儲，存儲方式則以分布數(shù)據(jù)庫存存儲為準。

1.3數(shù)據(jù)分析與管理

在數(shù)據(jù)分析方面，以數(shù)據(jù)統(tǒng)計、聚合關(guān)聯(lián)、設(shè)備學(xué)習等為主。在數(shù)據(jù)管理方面則以資源分配與調(diào)度，以及生命期管理等為主。具體而言，憑借數(shù)據(jù)管理有效性的提升，可以進一步促進對數(shù)據(jù)資源的科學(xué)分配與調(diào)度，并為數(shù)據(jù)分析方面的上層數(shù)據(jù)挖掘提供支持，具體可以根據(jù)不同需求，運用不同的數(shù)據(jù)分析法。

1.4應(yīng)用服務(wù)

應(yīng)用服務(wù)旨在對數(shù)據(jù)進行挖掘與應(yīng)用。以挖掘數(shù)據(jù)為例，其中涉及到專題偵測、教育評估、趨勢發(fā)現(xiàn)等;而在數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)方面，則主要針對教務(wù)管理系統(tǒng)、學(xué)習管理系統(tǒng)、教育評估系統(tǒng)。在應(yīng)用服務(wù)層通過數(shù)據(jù)挖掘方法能夠滿足學(xué)生在學(xué)習、生活方面的個性化信息與資源需求，同時，保障教師在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)提高其教學(xué)針對性與管理工作的合理化。

1.5云終端

該層屬于云服務(wù)向不同云終端的關(guān)聯(lián)，就是把用戶需求的云服務(wù)應(yīng)用于云終端。比如，以PC機為主的云終端，和以用戶為主的移動終端，以及智能終端等。在云終端層能夠搭建起一站式教學(xué)實訓(xùn)中心，并為教師與學(xué)生提供更為精準的需求型云服務(wù)。而云服務(wù)在目標對象確定的條件下，可能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源共享與應(yīng)用，認證統(tǒng)一身份，合理分配網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源等。因此，云終端具備提供多元化云服務(wù)的基本特征，而且在不同的云終端能夠通過個體化應(yīng)用直接訪問需要的云服務(wù)。但是，在權(quán)限設(shè)置方面，則應(yīng)該以實際的教學(xué)實訓(xùn)需求為準，從而構(gòu)建起“公有云+私有云”模式，實現(xiàn)對云資源的安全訪問。

2、教學(xué)實訓(xùn)平臺大數(shù)據(jù)處理流程

2.1數(shù)據(jù)來源

通過云服務(wù)教學(xué)平臺，主要集中在對學(xué)生學(xué)習行為相關(guān)數(shù)據(jù)收集、整理。具體包括了學(xué)習成績信息、獲獎信息、競賽信息、生活信息、電子閱讀信息、社團信息等。

2.2數(shù)據(jù)抽取和存儲

對不同的數(shù)據(jù)來源進行關(guān)聯(lián)處理，運用不同的數(shù)據(jù)選擇方法，使信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)應(yīng)用常規(guī)工具，尋找對應(yīng)結(jié)構(gòu)，吸收價值數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)資源庫。按照分布式數(shù)據(jù)庫存儲方案，將視頻、網(wǎng)頁類的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進行索引，再以標記或網(wǎng)址等形式存到資源數(shù)據(jù)庫。

2.3數(shù)據(jù)分析

針對數(shù)據(jù)來源建立的數(shù)據(jù)庫，對相關(guān)數(shù)據(jù)實施統(tǒng)計和分析，具體以學(xué)生學(xué)習行為相關(guān)數(shù)據(jù)為主。比如，協(xié)作篩選方式下的學(xué)習行為能力分析、不同維度的學(xué)生類型聚類分析等。在學(xué)習行為能力方面的分析沒生于已分類學(xué)生的各項活動信息，以相似度敘述搭建新的學(xué)習方案;而在學(xué)生類型方面則先尋找相似點，再實施屬性比對，根據(jù)比對結(jié)果對不同類型的學(xué)生進行針對性建議方案設(shè)計。期待在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上完善以個體化為主的學(xué)習計劃與生活方式。

2.4數(shù)據(jù)展示

數(shù)據(jù)展示以可視化技術(shù)顯示數(shù)據(jù)結(jié)果為主，有利于實訓(xùn)平臺部署。首先，按虛擬化資源池搭建，在一體化系統(tǒng)中建群開展部署工作;包括教學(xué)環(huán)境、獨立運行、心跳信號基礎(chǔ)上的交互等。其次，運用HDFS、HIVE大數(shù)據(jù)分布式存儲組件，增強Gluster分布存儲系統(tǒng)。第三，立足教學(xué)實訓(xùn)平臺推進云計算教學(xué)與實驗平臺、統(tǒng)一認證服務(wù)，促進互動交流平臺、資源平臺發(fā)揮功效，并于此之上創(chuàng)新多元化培訓(xùn)系統(tǒng)。第四，通過支持云終端桌面替代PC電腦，提高藝術(shù)設(shè)計教學(xué)水準，促進專業(yè)傳送與可視化成果展示，強化直觀數(shù)據(jù)分析對教學(xué)效率的提升作用。

3、結(jié)束語

總之，云計算和大數(shù)據(jù)在社會生產(chǎn)與生活領(lǐng)域已經(jīng)獲了廣泛應(yīng)用，將其引入到教育領(lǐng)域，不僅能夠在信息化教育的基礎(chǔ)上發(fā)展出更為高效的在線教育模式，同時，也可以為傳統(tǒng)教育教學(xué)提供資源共享與價值信息提煉及分享。尤其是在現(xiàn)階段的教學(xué)中通過大數(shù)據(jù)分析、存儲，可以為師生提供更為有效的云服務(wù)，有利于教育教學(xué)效率的提升與學(xué)術(shù)化的成果創(chuàng)新研發(fā)。

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（四川郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院）