大數(shù)據(jù)及云計(jì)算在智慧校園中的應(yīng)用研究

楊俏煒

摘 要：現(xiàn)階段，我國已經(jīng)處于信息化時(shí)代，人們?nèi)粘５墓ぷ鲗W(xué)習(xí)生活都離不開大數(shù)據(jù)。目前每天所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)非常多，導(dǎo)致有關(guān)數(shù)據(jù)處理與保存的相關(guān)技術(shù)不能滿足當(dāng)前的需要。在校園的信息化建設(shè)中，通過對學(xué)校的一些信息進(jìn)行處理，滿足教職員工及學(xué)生的需求。文章主要對目前校園信息化的建設(shè)狀況、大數(shù)據(jù)及云計(jì)算技術(shù)的概況、大數(shù)據(jù)及云計(jì)算在智慧校園中的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);云計(jì)算;智慧校園;設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

0 引言

在現(xiàn)代的生活背景下，大數(shù)據(jù)與云計(jì)算在我們的日常生活中扮演著非常重要的角色。智慧校園的出現(xiàn)彌補(bǔ)了之前對信息處理的缺陷，不但可以對現(xiàn)在所產(chǎn)生的諸多數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、挖掘、處理和分析，而且也形成了一套體系，可以對大數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控和管理，滿足用戶的相關(guān)需求。在校園內(nèi)采用大數(shù)據(jù)以及云計(jì)算可以有效地對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而充分利用校園中的資源推動(dòng)學(xué)校建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展。

1 目前校園信息化的建設(shè)狀況

在我國，學(xué)校開始重視校內(nèi)信息并進(jìn)行信息化的建設(shè)始于20世紀(jì)80年代，但是在當(dāng)時(shí)并沒有得到有效的管理。這是由于當(dāng)時(shí)我國的科學(xué)技術(shù)水平不高，信息化還不完善，所以學(xué)校的信息化主要是通過網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器等一些基礎(chǔ)的硬件設(shè)施完成的。最近幾年，我國的發(fā)展現(xiàn)狀有了很大的改善，數(shù)字化校園的出現(xiàn)改變了學(xué)校的信息管理。目前，數(shù)字化校園產(chǎn)生了許多新型的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，但以校園業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)為主。雖然具有較多的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，但是它們之間并沒有進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，所以造成了各類業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)不能滿足教職員工與學(xué)生的需求。

為了改變數(shù)字化校園的性能缺陷，經(jīng)過不斷的完善，產(chǎn)生了智慧校園。智慧校園的出現(xiàn)對我國學(xué)校的發(fā)展具有非常重要的作用。智慧校園是以服務(wù)為宗旨，將學(xué)校的教學(xué)、科研、管理等相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，運(yùn)用大數(shù)據(jù)以及云計(jì)算的技術(shù)，從而極大地滿足了教職員工與學(xué)生的需求。

2 大數(shù)據(jù)及云計(jì)算技術(shù)的概況

2.1 大數(shù)據(jù)技術(shù)的概況

大數(shù)據(jù)技術(shù)與之前傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理軟件相比所包含的數(shù)據(jù)更多，一般都是大于PB級，所以如果要想使用之前的軟件對大數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和保存，那么可能無法完成目前的數(shù)據(jù)量，或者沒有大數(shù)據(jù)技術(shù)的效率高，需要較長時(shí)間才能完成這一復(fù)雜的任務(wù)。所以要想充分利用目前出現(xiàn)的大數(shù)據(jù)，就要運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)，從而更系統(tǒng)地對大數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。智慧校園應(yīng)用的大數(shù)據(jù)技術(shù)主要是對學(xué)校的諸多數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以及保存，主要由3個(gè)部分構(gòu)成。

2.1.1? Hadoop數(shù)據(jù)處理架構(gòu)

Hadoop數(shù)據(jù)處理架構(gòu)對現(xiàn)階段的大數(shù)據(jù)分布式處理具有很好的作用。Hadoop數(shù)據(jù)處理架構(gòu)根據(jù)其主要作用的不同也分為一些模塊，從而更有利于發(fā)揮其效果[1]。在Hadoop數(shù)據(jù)處理架構(gòu)中的Flume模塊，作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可以將諸多的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集并且聚合和傳輸;Hadoop數(shù)據(jù)處理架構(gòu)中的Pig主要是將收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。除此之外，Hive可以將所分析的數(shù)據(jù)制做成數(shù)據(jù)庫表。除了這些功能之外，Hadoop數(shù)據(jù)處理架構(gòu)還具有SQL語言查詢、數(shù)據(jù)匯總等功能。

2.1.2? HDFS分布式文件系統(tǒng)

HDFS分布式文件系統(tǒng)的主要作用是將大數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，根據(jù)主要功能的不同又分為主節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)點(diǎn)。主節(jié)點(diǎn)是對元數(shù)據(jù)和DataNode數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有效管理;數(shù)據(jù)點(diǎn)主要對客戶中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分發(fā)、復(fù)制和管理。

2.1.3? Spark并行計(jì)算框架

當(dāng)Hadoop數(shù)據(jù)處理架構(gòu)出現(xiàn)問題時(shí)，則由Spark完成其任務(wù)。Spark具有SQL語言查詢、文本處理、智能指令學(xué)習(xí)等功能。

2.2 云計(jì)算技術(shù)

以前一般采用CS模式的大型計(jì)算機(jī)進(jìn)行工作，使用過程較為復(fù)雜，并且效率低下，雖然對當(dāng)時(shí)的數(shù)據(jù)處理具有一定的作用，但是隨著我國社會(huì)的不斷發(fā)展，其弊端也逐漸暴露。目前的云計(jì)算彌補(bǔ)了傳統(tǒng)大型計(jì)算機(jī)工作的缺陷。當(dāng)客戶提出要求后，相關(guān)有用的信息便會(huì)快速出現(xiàn)，并且不需要進(jìn)行太多煩瑣的管理，使用方便。云計(jì)算按照其功能不同主要分為兩個(gè)部分。

2.2.1? OpenStack云管理平臺(tái)

在OpenStack云管理平臺(tái)中可以根據(jù)所需要的功能安裝一些其他應(yīng)用程序，將大數(shù)據(jù)進(jìn)行處理存儲(chǔ)以及設(shè)定網(wǎng)絡(luò)程序后，便可以使用OpenStack云管理平臺(tái)對多種功能進(jìn)行部署，其中包括對一些基礎(chǔ)設(shè)施的服務(wù)、平臺(tái)以及軟件服務(wù)[2]。例如，當(dāng)對一個(gè)軟件進(jìn)行定義存儲(chǔ)時(shí)，需要通過服務(wù)器和軟件定義網(wǎng)的操作，并且嚴(yán)格按照相關(guān)的程序進(jìn)行，從而將不同的網(wǎng)絡(luò)端諸多數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后達(dá)到共享、遷移以及分配的目的。

2.2.2? 分布式計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)計(jì)算技術(shù)

分布式計(jì)算主要通過許多計(jì)算技術(shù)對我國的諸多數(shù)據(jù)進(jìn)行大批次的處理，與傳統(tǒng)的技術(shù)不同，分布式計(jì)算可以不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制對大數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。分布式計(jì)算處理數(shù)據(jù)主要是將諸多數(shù)據(jù)進(jìn)行分割，從而對較小部分的數(shù)據(jù)并行處理。在分布式計(jì)算的技術(shù)中，中間件技術(shù)具有非常重要的作用，中間件技術(shù)可以在分布式系統(tǒng)和應(yīng)用程序之間相互配合，將不同的應(yīng)用軟件在不同的計(jì)算機(jī)硬件上進(jìn)行應(yīng)用，有效地解決現(xiàn)在所面臨的大數(shù)據(jù)處理問題。

2.3 智慧校園信息平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)架

校園是產(chǎn)生諸多數(shù)據(jù)的場所之一，怎樣才能夠合理地收集校內(nèi)的信息資源，并進(jìn)行合理的配置和利用，從而充分發(fā)揮出大數(shù)據(jù)的價(jià)值，引起了科技工作人員的思考。我國對校園內(nèi)信息的整理也經(jīng)歷了不斷提升的過程，現(xiàn)階段智慧校園在大數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)等方面發(fā)揮出巨大的作用。智慧校園是一種依靠物聯(lián)網(wǎng)而創(chuàng)設(shè)的綜合性校園環(huán)境。除此之外，智慧校園信息平臺(tái)可促進(jìn)校園管理、科研項(xiàng)目以及教學(xué)工作的相互配合。通過運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)，從而充分發(fā)揮出智慧校園的優(yōu)勢，為校園內(nèi)提供綜合業(yè)務(wù)管理服務(wù)，對學(xué)校綜合事務(wù)管理水平的提升具有重要作用[3]。

在現(xiàn)階段采用智慧校園主要是對校園內(nèi)的大數(shù)據(jù)進(jìn)行充分的利用，采用互聯(lián)網(wǎng)達(dá)到數(shù)據(jù)共享的目的。除此之外，將處理的大數(shù)據(jù)融入校園內(nèi)的管理、教學(xué)等各方面，通過線上和線下的配合，從而為教師和學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)良好的校園環(huán)境，充分滿足教師和學(xué)生的不同需求，提供更好的服務(wù)，不但有利于提升學(xué)校內(nèi)的服務(wù)，也有利于促進(jìn)校園與外部環(huán)境的溝通，從而促進(jìn)共同發(fā)展。

2.4 大數(shù)據(jù)及云計(jì)算在智慧校園中的應(yīng)用

2.4.1 校園云

現(xiàn)階段學(xué)生的入學(xué)數(shù)量不斷增加，在這種背景下校園云發(fā)揮著重要的作用。校園云面對校園人數(shù)的增長以及需求的差異性，運(yùn)用虛擬化技術(shù)收集整理校園內(nèi)的大數(shù)據(jù)，對用戶需求的變化進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，從而提高信息資源的利用率。除此之外，也可以將所整理的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效存儲(chǔ)從而保證數(shù)據(jù)的可靠性。校園云的實(shí)現(xiàn)不需要使用大型的計(jì)算機(jī)就可以達(dá)到目的，其運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)建設(shè)校園的云數(shù)據(jù)中心，從而滿足用戶的需求并且提供有效的服務(wù)[4]。

2.4.2 智慧教室

通過智慧教室可以對教學(xué)進(jìn)行更加有效的管理。此作用的發(fā)揮是對人和物的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集以及分析，并且借用云計(jì)算和大數(shù)據(jù)對學(xué)校中的教室進(jìn)行監(jiān)控，還可以根據(jù)教學(xué)的要求進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)節(jié)，從而提高教學(xué)的效果。除此之外，根據(jù)對校園大數(shù)據(jù)的處理和分析，智慧教室對維護(hù)師生間良好的關(guān)系也有非常重要的作用。

2.4.3 校園社交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)

校園社交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)對學(xué)生之間、師生之間的關(guān)系都有很好的促進(jìn)作用。這種平臺(tái)利用虛擬網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)技術(shù)相互融合，學(xué)生可以不受時(shí)間以及地點(diǎn)的限制，在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)向老師咨詢問題，提高教師的教學(xué)效果，學(xué)生也可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行選課或者跨專業(yè)學(xué)習(xí)[5]。

3 結(jié)語

在校園大數(shù)據(jù)的背景下，必須要采用云計(jì)算以及大數(shù)據(jù)技術(shù)達(dá)到充分利用信息資源的目的。現(xiàn)階段，我國已經(jīng)進(jìn)入信息化時(shí)代，而且所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也不斷增多，需要采用高效率并且有效的技術(shù)為用戶提供滿意的服務(wù)。智慧校園的建設(shè)也需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與存儲(chǔ)，從而提高學(xué)校的管理水平。

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（編輯 王雪芬）