基于移動技術的教材資源整合系統設計

李開放

摘 要： 針對在線教材資源管理智能化程度低、開放性不強等問題，設計了在線教材資源整合系統。該系統采用B/S架構、三層結構設計開發。客戶端采用了移動互聯技術，實現了用戶對資源的訪問、操作、檢索和分享。服務端借助阿里云服務技術，構建了非結構化數據資源平臺，實現了海量教材數據的管理。該系統對數字化教材資源的建設具有一定實用價值。

關鍵詞： 資源共享; 資源整合; 阿里云平臺; 移動互聯技術

中圖分類號： TP 311.52 ? ? ?文獻標志碼： A

Abstract： Aiming at the problems of low intelligence and low openness of online textbook resource management， this paper designs an online textbook resource integration system. The system is designed and developed with B/S structure and three-tier structure. The client uses mobile Internet technology to realize the access， operation， retrieval and sharing of resources. With the help of Alibaba cloud service technology， the server has built an unstructured data resource platform to manage massive textbook data. The system has a certain practical value for the construction of digital teaching material resources.

Key words： resource sharing; resource integration; Alibaba cloud platform; mobile Internet technology

0 引言

隨著高校信息化建設的深入，網絡教學資源的積累和增速呈現出前所未有的龐大趨勢[1]。將移動互聯技術與云計算技術相結合，彌補了當前在線教材資源零散、碎片化的缺陷，為高效的在線教學提供了幫助[2]。因此，本文借助阿里云服務平臺設計了在線教材資源整合系統，結合移動互聯技術，實現教材資源的分享、搜索和學習。在云端完成資源的密集型任務，通過移動端完成結果接收和輸入。因此構建一套具有開放性、智能化的資源整合系統，能夠為高校在線教學提供數據保障。

1 系統總體設計

本系統采用B/S架構、三層設計方法，分為數據層、業務層和表示層。每個層次都能夠作為單獨的模塊進行設計和開發，為日后的維護和獨立更新提供便利。為在線教材資源整合系統整體框架，如圖1所示。

（1） 表示層

該層提供人機交互界面，對用戶請求、數據反饋等操作為移動客戶端提供相應的應用訪問。該層位于本系統的最頂層，直接與用戶進行交互，支持系統與用戶間的數據信息交流，利用MVC框架實現。表示層主要的交互界面包括資源檢索界面、資源空間管理界面、資源傳輸界面、注冊登錄界面等。

（2） 業務層

業務層是連接表示層和數據層的中間樞紐，處于系統體系框架的關鍵位置，能夠建立起數據庫與用戶應用程序的連接，通過用戶請求發送給數據層，并將相應數據反饋給用戶。

業務層能夠將用戶的請求生產相應的查詢、更新語句，通過數據庫的更新，將結果以數據形式向用戶傳輸。本文設計的在線教材資源整合系統，通過業務層各個功能模塊建立起邏輯關鍵，并通過業務邏輯接口，實現相應的功能。

（3） 數據層

根據當前教材數據的需求，本系統會存儲大量的非結構化數據資源，因此，系統大部分功能需要數據的存儲和訪問來實現。阿里云提供的開放性存儲服務能夠為非結構化教材數據操作提供REST API接口封裝，能夠在系統設計中提供不同的類調用[3]。此外，阿里云服務提供的對稱加密算法能夠甄別每個發送請求用戶的身份，通過用戶簽名實現訪問控制。

因此，本系統利用阿里云服務實現海量非結構化數據的存儲。云服務中，系統上傳的數據被認為是一個Object對象，提供用戶所需的文檔、視頻以及圖片等資源的存儲，并使用Object方式存放。Object包含三個字段，分別為meta、data和key，其中meta描述數據，data為對象數據，key是Object對象名稱。在阿里云服務中的每個Object對象都要包含在虛擬存儲空間的bucket中。

2 系統主要功能設計

文件操作檢索和資源分享是本系統的主要功能，系統流程圖，如圖2所示。

（1） 文件操作檢索

該系統權限分為普通用戶和管理員用戶。普通用戶可發送教材資源上傳請求，可向系統發起資源空間的使用操作。當系統接收到用戶請求后，會提供用戶對教材資源進行描述，并匹配相應的標簽。

管理員用戶通過系統對普通用戶上傳的教材資源進行審核。如果審核通過，教材資源狀態會被更新，并按照不同的用戶權限將教材資源分配至不同的數據資源空間內，并反饋分配結果。如果審核不通過，則提供用戶資源不能存儲和發布。

上述分配的教材資源空間與每個用戶相對應，構成個人資源空間。用戶可對個人資源空間進行相應的管理和操作，對其他用戶資源空間，可按照文件匹配標簽、數據描述信息、資源文件名稱等信息進行搜索和查詢。

（2） 資源分享

在線教材資源整合系統中，用戶上傳至個人資源空間的數據文件會按照統一的權限分配至資源池。將教材資源文件分為公共可分享組和局部共有組，系統根據教材資源標簽根據用戶興趣和學科領域進行相關分類，以提供用戶下載和檢索。

每個用戶資源空間中的數據，其他用戶可提交操作申請來完成資源的保持和下載，系統會自行判斷資源的請求狀態和反饋結果。對于公共共享資源，系統為用戶提供了下載至個人資源空間的權限。

3 系統部署及關鍵功能實現

本系統結合了高效的移動云計算技術，將科研、教學等教材資源進行處理和整合。借助阿里云服務器存儲服務和ECS（原文）服務技術[4]，為系統提供龐大數據資源的訪問、存儲、安全管理等功能。

3.1 開發環境配置

系統借助了阿里云服務，因此開發環境的配置是本系統設計過程中的重要環節，包括開發工具和數據庫管理系統的選擇，以及地域和服務器操作系統的配置。根據阿里云官方Web開發環境說明，筆者結合系統自身特點，采用64位Linux操作系統，并引入Tomcat 7.0來搭建系統的Web服務。因為阿里云服務與云服務器異地不能互通，為了提高該系統的訪問速度和數據響應效率，這里選擇深圳數據中心作為云服務和云服務器所在地。

選用MySOL作為數據庫操作系統。開發工具考慮到阿里云對J2SE的支持，可采用Java軟件作為開發工具，通過配置Eclipse導入ECS Java SDK來搭建本地開發環境[5]。將云服務的API接口進行調用，實現本地開發環境的配置。

3.2 系統部署

在線教材資源整合系統的部署是將系統部署至云服務中，分為三步：

第一步，在本地存儲空中將系統應用程序以Tomcat方式進行Web服務運行，對系統各個功能進行測試，并完成系統功能進行調試、運行、服務創建等內容。

第二步，通過阿里云服務器賬號，將系統應用程序部署至阿里云服務器中，然后開啟Web服務，并實現阿里云服務與應用程序的數據交互。

第三步，將應用程序部署完成后，對系統功能進行反復測試和性能優化，根據阿里云服務提供的診斷日志進行代碼的調整。

3.3 關鍵功能實現

（1） 文件操作檢索功能的實現

通過文件操作檢索可實現用戶對個人資源空間的管理。按照用戶上傳資源的類型可在該功能中展示出用戶所有的云端資源和收藏的資源。該模塊下，用戶可對這些資源進行操作，系統根據用戶操作結果反饋至云服務器進行相應的更新。

（2） 分享模塊的實現

該系統可通過分享模塊對資源進行區部分享和公共分享，并對不同共享組進行資源整合，按照類型可分為名師講座、精品課程、實驗室和圖書館等共享組。進入共享組可查看相關資源的最新消息。該模塊按照學科類別提供不同的教材資源檢索，還可以按照自己的興趣和需要進行教材檢索。

3.4 應用效果

目前，該系統已在國內部分高校正式運行。經過用戶調查反饋，系統應用效果如下：

功能方面，普通用戶能夠順利發送上傳請求，系統能夠為用戶分配一定的上傳空間，完成教材資料的上傳。管理員能夠對每個上傳的資料及用戶進行審核，并能為不同權限用戶提供相應的資源。系統能根據用戶興趣和學科對教材進行分類，用戶能順利檢索和下載需要的資源。

性能方面，該系統在正式運行過程中，最高在線人數達到3 000人。隨著在線人數的增加，CPU使用率和內存占用率逐漸增加，當3 000人同時在線時，CPU使用率為51.2%，內存占用率為63.7%，系統運行穩定，未出現卡頓現象。

安全方面，該系統采用移動互聯技術連接云端服務，云服務器的安全級別很高，因此，在正式運行過程中為未發生數據資源盜取、非法用戶登錄、非法連接等問題，該系統具有很高的安全性。

4 總結

本文針對當前在線教材資源零散、碎片化的缺陷，結合阿里云服務技術和移動互聯技術設計了在線教材資源整合系統。該系統針對用戶分配了個人資源空間，可方便教材資源的操作。同時，按照不同權限，用戶可查詢和檢索局域組和公共組的資源數據。借助強大的阿里云服務，可實現非結構化數據的存儲、查詢和刪除等數據管理功能，借助移動互聯技術使用用戶能夠隨時隨地的通過移動客戶端完成相應教材資源的訪問和管理。該系統為在線教學資源整合方案的設計提供了參考。

參考文獻

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[2] 劉海峰，榮曉燕，李晨旸，等.一種基于安全域的云計算網絡安全保障方法研究[J].信息安全研究，2020，6（4）：362-366.

[3] 歐運娟.基于Android的在線學習系統的設計與實現[J].計算機產品與流通，2020（3）：127-128.

[4] 張冰.中外合作辦學中基于在線平臺的教學資源整合——以上海理工大學中德學院E-Learning項目為例[J].戲劇之家，2020（6）：131.

[5] 范穎，劉夢.基于云平臺的在線教育課程資源共享設計與研究[J].現代電子技術，2020，43（1）：175-178.

（收稿日期： 2020.05.18）