大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)綜合服務(wù)平臺設(shè)計與應(yīng)用

摘 要：為提升大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、促進(jìn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的健康發(fā)展，本文利用SaaS架構(gòu)開展了大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)信息云服務(wù)平臺設(shè)計研究。首先，該方法根據(jù)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)綜合服務(wù)平臺需求完成SaaS平臺架構(gòu)設(shè)計。其次，以此為基礎(chǔ)設(shè)計平臺軟件部分，包括設(shè)計用戶注冊與權(quán)限分配模塊，以確保系統(tǒng)能夠滿足不同用戶的權(quán)限需求，并實現(xiàn)精準(zhǔn)的資源分配；搭建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)信息云服務(wù)數(shù)據(jù)庫，對多租戶數(shù)據(jù)隔離與數(shù)據(jù)沖突解決策略進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計；基于Ajax長輪詢完成消息推送設(shè)計，基于任務(wù)完成異構(gòu)服務(wù)器負(fù)載均衡設(shè)計，為大學(xué)生提供高效、便捷的信息服務(wù)。測試結(jié)果表明，該平臺在應(yīng)對高并發(fā)請求和大規(guī)模數(shù)據(jù)處理方面具有良好的性能表現(xiàn)，可以確保平臺能夠穩(wěn)定、高效地處理大量請求，提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

關(guān)鍵詞：SaaS；大學(xué)生；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)；信息；云服務(wù)；平臺

中圖分類號：G 647" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

在信息化、網(wǎng)絡(luò)化的時代背景下，大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動已成為推動社會進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要力量。構(gòu)建一個高效、便捷的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)信息云服務(wù)平臺非常重要。然而，當(dāng)前傳統(tǒng)的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)信息云服務(wù)平臺在應(yīng)用過程中存在一些不足。例如，文獻(xiàn)[1]提出的云服務(wù)平臺主要通過大數(shù)據(jù)技術(shù)實現(xiàn)其服務(wù)功能，其過于關(guān)注信息發(fā)布和項目展示，而忽視了為大學(xué)生提供深度分析和個性化指導(dǎo)等更全面的服務(wù)。文獻(xiàn)[2]提出的云服務(wù)平臺通過自動化工具和技術(shù)，實現(xiàn)對資源的自動部署、監(jiān)控和維護(hù)。該平臺雖然可以整合一定數(shù)量的資源，但當(dāng)面對大量、多樣化的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)需求時，其資源整合能力可能不足。SaaS作為一種新興的軟件應(yīng)用模式，通過將軟件應(yīng)用與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，實現(xiàn)了軟件的即用即付、按需定制，極大地降低了用戶的運維成本和門檻[3]。將SaaS模式應(yīng)用于大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)信息服務(wù)領(lǐng)域，能夠為大學(xué)生提供更便捷、高效、個性化的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務(wù)?；诖?，本文利用SaaS架構(gòu)，開展了大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)信息云服務(wù)平臺設(shè)計研究。

1 基于SaaS的云服務(wù)平臺架構(gòu)設(shè)計

在構(gòu)建平臺架構(gòu)前，需要明確云服務(wù)平臺的核心業(yè)務(wù)目標(biāo)，其主要負(fù)責(zé)為大學(xué)生提供創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)相關(guān)的資源、信息、工具[4]。本文在設(shè)計云服務(wù)平臺的整體架構(gòu)時，先采用微服務(wù)架構(gòu)，將平臺拆分為多個獨立的服務(wù)模塊，每個模塊負(fù)責(zé)不同的業(yè)務(wù)功能。以此為基礎(chǔ)進(jìn)行平臺架構(gòu)設(shè)計，基于SaaS的云服務(wù)平臺架構(gòu)如圖1所示。

由圖1可知，該平臺主要由用戶層、表現(xiàn)層、配置層、控制層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)選擇層以及數(shù)據(jù)庫層構(gòu)成。與傳統(tǒng)的服務(wù)平臺相比，本次設(shè)計特別引入了配置層和數(shù)據(jù)選擇層，以滿足大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的多樣化需求，其具體功能如下[5]。

配置層：在配置層，本次設(shè)計為平臺管理員和各個創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊提供了靈活的配置選項。平臺管理員可以根據(jù)不同學(xué)院、不同專業(yè)的需求，定制和配置平臺上的資源和服務(wù)。而創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊則可以根據(jù)項目的具體需求，配置所需的功能模塊和工具，例如市場調(diào)研、項目管理、團(tuán)隊協(xié)作等。這種靈活的配置方式使平臺能夠更好地適應(yīng)不同團(tuán)隊和項目的需求，提高創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的效率和成功率。

數(shù)據(jù)選擇層：數(shù)據(jù)選擇層的設(shè)計是為了滿足平臺多租戶和可擴(kuò)展性的需求。在平臺上，不同的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊可能會使用不同的數(shù)據(jù)庫或需要訪問不同的數(shù)據(jù)資源。數(shù)據(jù)選擇層能夠智能地根據(jù)團(tuán)隊的需求，選擇并提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)資源。同時，本次還采用了負(fù)載均衡策略，確保在高并發(fā)情況下，平臺能夠穩(wěn)定運行，為各團(tuán)隊提供穩(wěn)定、高效的數(shù)據(jù)服務(wù)。

通過這兩個新增的層級，不僅為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)綜合服務(wù)平臺提供了豐富的資源和工具支持，還使其具備了高度的靈活性和可擴(kuò)展性。這將促進(jìn)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的開展，幫助學(xué)生更好地實現(xiàn)創(chuàng)業(yè)夢想。

2 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)信息云服務(wù)平臺軟件設(shè)計

2.1 用戶注冊與權(quán)限分配模塊設(shè)計

針對有意向利用該云服務(wù)平臺的項目成員，首先需要進(jìn)行在線注冊與申請。注冊過程包括填寫項目基本信息，例如項目名稱、成員構(gòu)成等，上傳項目組織架構(gòu)圖，選擇所需接入的服務(wù)模塊，并注明所需創(chuàng)建的成員賬號數(shù)量。一旦平臺的管理員收到申請，會進(jìn)行嚴(yán)格的審核[6-7]。如果審核通過，那么將賦予該項目團(tuán)隊一個專屬的賬號，并指定一名團(tuán)隊成員作為平臺管理員。作為平臺管理員的團(tuán)隊成員，可通過該賬號為其他成員分配賬號，并根據(jù)每個成員的角色和職責(zé)，賦予其訪問不同服務(wù)模塊及其具體功能的權(quán)限。

在團(tuán)隊管理員完成在線注冊并通過審核后，系統(tǒng)將分配特定的用戶名和可分配的用戶數(shù)量。管理員可以錄入團(tuán)隊成員信息，并為每個成員設(shè)置初始用戶名和密碼。由于所有團(tuán)隊成員均通過統(tǒng)一入口進(jìn)入平臺，用戶名必須唯一，不可重復(fù)。當(dāng)嘗試使用已存在的用戶名時，系統(tǒng)會給出明確提示。在人員數(shù)據(jù)庫中編號是主鍵，編號即為唯一，對成員來說，編號為大學(xué)學(xué)號，對團(tuán)隊管理者來說，編號為項目編號，即為其在系統(tǒng)中的管理號。在此基礎(chǔ)上，管理員可根據(jù)各成員的角色與需求，為其分配在不同服務(wù)模塊中不同功能的使用權(quán)限，即針對成員信息表進(jìn)行操作，增、刪、改、查四項最基本的功能都可完成。管理員根據(jù)需求，調(diào)用InsertStudent（String sid，String sname，String smajor，String sclass，String scode）函數(shù)，完成添加學(xué)生信息操作；調(diào)用DeletebyID（String sid）函數(shù)，完成刪除學(xué)生信息操作；調(diào)用UpdatebyID（String sid，String sname，String smajor，String sclass，String scode）函數(shù)，完成修改學(xué)生信息操作；調(diào)用Select（String sid，String sclass，String smajor）函數(shù)，完成查詢學(xué)生信息操作。

在該模塊中，團(tuán)隊及其成員對服務(wù)模塊和功能的訪問權(quán)限是通過與數(shù)據(jù)庫中精心設(shè)計的權(quán)限表進(jìn)行關(guān)聯(lián)實現(xiàn)的。這些權(quán)限表將不同的團(tuán)隊或用戶與不同的權(quán)限進(jìn)行匹配，確保權(quán)限分配的精確性。團(tuán)隊成員既是團(tuán)隊的一部分，也是平臺上的一個獨立實體。同樣，服務(wù)模塊和功能既是平臺的屬性，也是平臺中的具體實體。通過這種結(jié)構(gòu)設(shè)計，用戶與系統(tǒng)功能的對應(yīng)關(guān)系被清晰定義和分析。前臺頁面在加載服務(wù)模塊和功能菜單時，會先讀取團(tuán)隊權(quán)限表和個人權(quán)限表，根據(jù)每個成員的權(quán)限加載相應(yīng)的菜單項。此外，本次采用分級菜單設(shè)計的形式完成其平臺展示的設(shè)計，即將服務(wù)模塊作為一級菜單，功能模塊作為二級菜單，具體功能作為三級菜單。在加載每一級菜單前，系統(tǒng)會檢查用戶與權(quán)限的關(guān)聯(lián)表，確保只顯示用戶有權(quán)訪問的菜單項。這種設(shè)計方式增強了系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。

2.2 建立創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)信息云服務(wù)數(shù)據(jù)庫

為實現(xiàn)對大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)信息的良好管理，需要構(gòu)建一個創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)信息云服務(wù)數(shù)據(jù)庫，進(jìn)而為大學(xué)生提供良好的服務(wù)[8-9]。本次采用的AaaS模式允許多個租戶共享一個軟件。因此，在數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程中，需要對數(shù)據(jù)的安全性以及多租戶之間可能產(chǎn)生的數(shù)據(jù)沖突問題進(jìn)行設(shè)計。

2.2.1 多租戶數(shù)據(jù)隔離

為了確保多個租戶能夠共享同一軟件實例，同時確保他們之間的數(shù)據(jù)互不干擾、互不可見，需要設(shè)計SaaS模式下的數(shù)據(jù)隔離策略，見表1。

表1 數(shù)據(jù)隔離策略

隔離方式 隔離級別 共享級別 安全性 成本

獨立數(shù)據(jù)庫 高 低 高 高

共享數(shù)據(jù)庫，隔離數(shù)據(jù)表 中 中 中 中

共享數(shù)據(jù)庫，共享數(shù)據(jù)表 低 高 低 低

由表1可知，第一種策略為獨立數(shù)據(jù)庫，即每個租戶擁有其獨立的數(shù)據(jù)庫，隔離級別最高，但成本也最高。第二種策略為共享數(shù)據(jù)庫，隔離數(shù)據(jù)表，即多個租戶共享同一數(shù)據(jù)庫，但每個租戶擁有其獨立的數(shù)據(jù)表，共享級別適中，成本也相對較低。第三種策略為共享數(shù)據(jù)庫，共享數(shù)據(jù)表，即多個租戶共享同一數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)表，通過特定字段來區(qū)分不同租戶的數(shù)據(jù)。這種策略成本最低，適用于租戶眾多且每個租戶數(shù)據(jù)量不大的場景。鑒于本平臺主要面向中小企業(yè)，且企業(yè)規(guī)模和數(shù)據(jù)量均不大，本次選擇了“共享數(shù)據(jù)庫，隔離數(shù)據(jù)表”的策略。通過為數(shù)據(jù)表加入識別的字段，確保不同項目之間的數(shù)據(jù)隔離。對數(shù)據(jù)進(jìn)行隔離后數(shù)據(jù)庫的表結(jié)構(gòu)見表2。

表2 數(shù)據(jù)隔離后的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)信息云服務(wù)信息表

字段名 描述 數(shù)據(jù)類型 是否為空

UserID 用戶ID Int 否

Username 用戶名 VARCHAR（50） 否

ProjectName 項目名稱 VARCHAR（100） 否

ProjectDescription 項目描述 TEXT 否

StartDate 開始日期 DATE 否

EndDate 結(jié)束日期 DATE 否

Status 狀態(tài) ENUM 否

TeamLeader 團(tuán)隊負(fù)責(zé)人 VARCHAR（50） 否

TeamMembers 團(tuán)隊成員 TEXT 否

PolicyName 政策名稱 VARCHAR（100） 否

PolicyContent 政策內(nèi)容 TEXT 否

這種方法既保障數(shù)據(jù)安全，又降低成本。

2.2.2 防止數(shù)據(jù)沖突

由于AaaS模式下，同一數(shù)據(jù)庫被多個租戶共享，因此存在多個用戶同時對數(shù)據(jù)進(jìn)行增刪改查操作的風(fēng)險。為防止數(shù)據(jù)沖突，因此在數(shù)據(jù)庫設(shè)計時采取了以下措施。1）UUID主鍵策略。UUID（通用唯一識別碼）是一個128位的全局唯一標(biāo)識符，由納秒級當(dāng)前時間、全球唯一的機器識別號等組成，確保在同一時空內(nèi)任意兩臺機器產(chǎn)生的UUID都不同。本次利用UUID作為主鍵，確保即使多個用戶同時插入數(shù)據(jù)，也不會產(chǎn)生主鍵沖突。2）Hibernate主鍵生成器。在平臺中，本次使用Hibernate框架提供的主鍵生成器來自動生成UUID。這種方式不僅簡化了開發(fā)過程，還確保了UUID的唯一性和隨機性。

通過上述措施，成功實現(xiàn)了多租戶數(shù)據(jù)隔離和防止數(shù)據(jù)沖突的目標(biāo)，從而為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)綜合服務(wù)平臺提供了一個穩(wěn)定、安全、高效的數(shù)據(jù)庫支持。

2.3 平臺消息推送設(shè)計

為實時將重要信息推送到團(tuán)隊成員的客戶端，本次平臺還設(shè)計了一個高效的消息推送模塊。這一模塊不僅極大地提升了團(tuán)隊成員的工作效率，還有效地加快了工作流審批的進(jìn)度，從而有效避免了因人為因素可能導(dǎo)致的工作延誤。為實現(xiàn)這一功能，本平臺采用基于Ajax長輪詢，即Http長連接的方式實現(xiàn)消息推送，其消息推送原理圖如圖2所示。

由圖2可知，本次設(shè)計的消息推送策略如下：當(dāng)客戶端向服務(wù)器發(fā)送請求時，服務(wù)器并不會立即響應(yīng)。而是在發(fā)生以下3種情況之一時才會做出響應(yīng)：當(dāng)服務(wù)器端有新消息產(chǎn)生時，服務(wù)器會立即將消息發(fā)送給客戶端，并關(guān)閉當(dāng)前的連接?？蛻舳嗽诮邮盏较⒑髸鲃又匦陆⑴c服務(wù)器的連接。為防止連接超時，服務(wù)器與客戶端會預(yù)先設(shè)定一個超時時間，也稱為“心跳”時間。當(dāng)?shù)竭_(dá)這一時間時，服務(wù)器會向客戶端發(fā)送超時信息，并斷開連接?？蛻舳嗽谑盏皆撔畔⒑髸俅螄L試建立連接。在網(wǎng)絡(luò)異常的情況下，客戶端會接收到相應(yīng)的異常信息，并自動嘗試重新與服務(wù)器建立連接。通過這一精心設(shè)計的消息推送模塊，大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)信息云服務(wù)平臺確保了團(tuán)隊成員能夠?qū)崟r獲取關(guān)鍵信息，從而更高效地完成各項創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)任務(wù)。

2.4 考慮任務(wù)的異構(gòu)服務(wù)器負(fù)載均衡設(shè)計

由于大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)綜合服務(wù)平臺面臨日益增長的服務(wù)請求和多樣化的數(shù)據(jù)處理需求，為確保平臺能夠高效、穩(wěn)定地運行，為廣大學(xué)生創(chuàng)業(yè)者提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)體驗，需要結(jié)合平臺的具體任務(wù)情況和業(yè)務(wù)負(fù)載特性，開展異構(gòu)服務(wù)器負(fù)載均衡設(shè)計。本次設(shè)計平臺負(fù)載均衡策略的核心在于綜合考慮系統(tǒng)當(dāng)前可用資源與任務(wù)實際占用資源之間的關(guān)系。系統(tǒng)利用公式（1）動態(tài)評估各服務(wù)器的資源可用性。

Ri=a?Ci+b?Mi+c?Ni （1）

式中：i為某個服務(wù)器；Ri為服務(wù)器i可以使用的資源；Ci為可以使用的CPU資源；Mi為可以使用的內(nèi)存資源；Ni為可以使用的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源；a、b、c為參數(shù)。

針對每個新到達(dá)的任務(wù)，系統(tǒng)先通過查閱預(yù)設(shè)的字典表確定其基本資源消耗量。隨后，利用公式（2）進(jìn)一步根據(jù)用戶等級（體現(xiàn)優(yōu)先級）和任務(wù)等待時間（避免饑餓現(xiàn)象）調(diào)整任務(wù)的實際資源需求。

（2）

式中：j為任務(wù)；Lsj為任務(wù)實際負(fù)載；Lj為字典包中預(yù)設(shè)任務(wù)負(fù)載；Lej為用戶等級；Tj為該任務(wù)在等待隊列中的等待時間；Rr為系統(tǒng)保留資源；d為修正參數(shù)。

這一機制確保了高優(yōu)先級任務(wù)能更快獲得服務(wù)，同時防止低優(yōu)先級任務(wù)無限期等待。以此為基礎(chǔ)，完成負(fù)載均衡設(shè)計，其具體步驟如下。1）應(yīng)用服務(wù)器每20s向負(fù)載均衡服務(wù)器報告其使用情況，確保負(fù)載信息的實時性。2）客戶端請求被加入請求隊列，并附帶時間戳以便追蹤處理進(jìn)度。3）負(fù)載均衡服務(wù)器從隊列中取出任務(wù)，根據(jù)任務(wù)類型及服務(wù)器當(dāng)前負(fù)載情況，選擇最合適的服務(wù)器進(jìn)行任務(wù)分配。如果所有服務(wù)器均滿載，那么任務(wù)被重新放入隊列末尾等待。4）循環(huán)執(zhí)行上述步驟，直至所有請求均得到處理。

3 平臺測試

3.1 測試準(zhǔn)備

為確?；赟aaS的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)信息云服務(wù)平臺能夠穩(wěn)定運行并滿足用戶需求，需要在測試階段進(jìn)行充分的準(zhǔn)備工作，測試環(huán)境配置參數(shù)見表3。

表3 平臺測試環(huán)境配置參數(shù)

序號 配置 參數(shù)

1 數(shù)據(jù)庫類型 MySQL8.0

2 SaaS版本 V3.0

3 性能測試工具 ApacheJMeter

按照表3，搭建與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)信息服務(wù)環(huán)境相似的測試環(huán)境，準(zhǔn)備足夠的測試數(shù)據(jù)，模擬真實用戶場景。

3.2 運行效果分析

在此次平臺測試中，選擇將吞吐量作為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)信息云服務(wù)平臺的性能評估指標(biāo)，以評估平臺在單位時間內(nèi)能夠成功處理的請求數(shù)量。本次先使用Apache JMeter測試工具編寫平臺測試腳本，模擬1200個用戶同時發(fā)起請求，其平臺請求類型包括數(shù)據(jù)查詢、文件上傳和下載等，請求頻率為每個用戶每分鐘發(fā)送10個請求。然后運行測試腳本，記錄平臺在不同場景下的吞吐量表現(xiàn)。為使測試結(jié)果更客觀清晰，將本文提出的云服務(wù)平臺記錄為平臺A（實驗組），將文獻(xiàn)[1]提出的平臺記錄為平臺B（對照組1），文獻(xiàn)[2]提出的平臺記錄為平臺C（對照組2），對3個平臺的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，計算平臺的平均吞吐量，并作出對比，判斷平臺在吞吐量方面的性能表現(xiàn)。對比結(jié)果如圖3所示。

由圖3的性能對比結(jié)果可以得知，本文提出的云服務(wù)平臺（平臺A）在吞吐量方面表現(xiàn)出色，隨著用戶數(shù)量增加，其平均吞吐量呈現(xiàn)出穩(wěn)定的增長趨勢。在測試的最高用戶數(shù)量（1200個用戶）下，平臺A的平均吞吐量達(dá)到了500TPS以上，顯示出強大的處理能力。這表明平臺A在應(yīng)對高并發(fā)請求和大規(guī)模數(shù)據(jù)處理方面具有良好的性能表現(xiàn)，以確保平臺能夠穩(wěn)定、高效地處理大量請求，可為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)信息提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

4 結(jié)語

綜上所述，基于SaaS的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)信息云服務(wù)平臺研究具有重要的理論價值和實踐意義，其不僅能夠提升大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，優(yōu)化資源配置，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研深度融合，還能夠為推動我國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。通過平臺，高校可以及時了解企業(yè)的創(chuàng)新需求和技術(shù)動態(tài)，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和科研方向；企業(yè)則可以借助平臺尋找合適的創(chuàng)新項目和人才資源，推動技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級。同時，平臺還可以為政府提供決策支持，幫助政府更好地了解大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的現(xiàn)狀和趨勢，制定更科學(xué)、合理的政策措施。在未來的研究中，將進(jìn)一步關(guān)注平臺的安全性和穩(wěn)定性問題，加強平臺的用戶體驗和功能優(yōu)化，推動平臺在更多高校和地區(qū)的推廣應(yīng)用。同時，也將積極探索與其他創(chuàng)新服務(wù)平臺的合作與對接，形成更完善的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務(wù)體系，為我國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)事業(yè)的發(fā)展注入新的活力。

參考文獻(xiàn)

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