云計算和大數據教學實訓平臺的設計分析與研究

陳海平

（浙江外國語學院藝術學院,浙江杭州 310012）

在新時期背景下，加強云計算和大數據教學實訓平臺的設計工作十分重要，其不僅關乎藝術設計教學水平，還和學生專業技能學習和掌握有莫大聯系。因此，相關部門要給予云計算和大數據教學實訓平臺的設計工作高度重視，通過采用行之有效的手段，提升云計算和大數據教學實訓平臺的設計水平，充分發揮云計算和大數據教學實訓平臺的積極作用，為藝術設計教學有效性提升到新高度提供有利條件。以下主要內容為云計算和大數據的有關概述、云計算和大數據教學實訓平臺的設計實踐。

一、云計算和大數據的有關概述

1.云計算內涵

所謂云計算，其實是一種新型的計算模式，為并行計算、網格計算以及分布式計算等傳統計算機計算與現代完善管理計算結合發展的結果。其中心為統一調度與管理網絡資源，構成一個資源庫向用戶提供所需服務，可以實現大數據集分析和處理，向用戶提供良好的云服務，而處在云計算環境中，不管是在什么時間、什么地點用戶都能運用終端設備，利用網絡直接在云服務內得到所需資源。云計算具有諸多優勢，比如高擴展性、超大處理能力以及高可靠性等[1]。

2.大數據內涵

所謂大數據，指的是通過利用新型的處理模式得到多元化的信息資產。其中數據包含文本圖像、關系數據庫等。通俗地講，大數據計算就是在異構數據中，及時的將有應用價值的信息分析出來的技術。大數據技術的核心并非擁有海量的數據資源，而是利用專業技術找出龐大的數據資源內有利用價值的信息，通過加工海量數據，來加強數據的增值服務。

3.云計算和大數據的關系

實際上，云計算和大數據有著十分密切的關系。大數據一般應用分布式架構和分布式存儲等，其借助元計算的分布式數據庫和云存儲等。現如今，云計算與大數據有機結合，已被廣泛運用到了諸多領域，比如地質學、生物學以及氣象學等重要領域。教育領域也有涉及，但是才剛起步，但在國家的大力支持下，平臺與數據的共享寫作已成為教育信息化的重要內容[2]。

二、云計算和大數據教學實訓平臺的設計實踐

1.平臺架構模型設計

大數據教學實訓平臺把云計算IaaS、Paa S、SaaS這三大服務模式當作平臺架構模型設計的基礎，立足于網絡資源、服務器、數據資源以及存儲等建立的虛擬資源池作為底層，將給師生提供便捷的云服務作為主要目標，最終構建智能化且高效便捷的大數據教學實訓平臺。立足于云計算的大數據教學實訓平臺架構模型由五部分組成，其中包含數據源、數據處理和存儲、數據分析和管理、應用服務、云終端，詳細闡述如下：

其一，數據源。主要負責提供虛擬資源池和物理資源池。前者包含存儲虛擬資源池、數據資源池、服務器虛擬資源池以及網絡虛擬資源池等。后者包含網絡設備、服務器以及存儲設備等。數據源通過整合分散的軟件資源和硬件資源，把軟件資源與硬件資源利用虛擬化技術構成可供調度的虛擬化資源池，為上層提供良好服務，另外能夠提供獨立的數據源服務，滿足其他層單獨利用。典型功能為負載均衡、資源監控以及部署等。

其二，數據存儲和處理。主要負責處理和存儲數據，其中數據處理包含數據清理、聚合關聯、數據牽引等；而數據存儲包含HBase、Hadoop、YARN等。通過預處理數據，把類型不一樣的數據存儲至分布數據庫之中[3]。

其三，數據分析和管理。主要負責管理數據與分析數據。前者包含資源分配、資源調度、生命期管理等；后者包含聚合關聯、數據統計以及設備學習等。通過提升數據管理的有效性，來實現科學分配與調度數據資源，數據分析是挖掘上層數據的有效方法，結合不同需求，應用不一樣的數據分析方法。

其四，應用服務。主要負責挖掘數據與應用數據。前者包含專題偵測、教育評估以及趨勢發現等。后者包含教務管理系統、教育評估系統以及學管理系統等。該層利用數據挖掘的手段給學生的生活情況、學習效果以及學習熱情等提供個性化信息與資源，切實提升教師的教學與管理工作的有效性[4]。

其五，云終端。主要負責把用戶所需的云服務應用到不一樣的云終端。其中云終端包含智能終端、PC 機以及移動終端。通過構建教學一站式培訓中心給師生提供良好的云服務。云服務是面向全體師生的，包含網絡教學資源、統一身份認證服務以及網絡教學資源等。云終端是云端給終端用戶提供多元化的云服務，學生通過運用不一樣的云終端可以直接訪問所需的云服務。學校間可以結合不一樣的權限需求，構建公有云、私有云等，實現安全訪問云資源[5]。

2.平臺大數據處理流程

一般情況下，大數據處理流程分為報告分析、多數據整合、可視化分析以及數據處理等。云服務教學平臺的大數據處理流程由四部分組成，其中包含數據來源收集、選擇和存儲、分析和展示，主要功能為應用恰當的工具對諸多易構數據源選擇，把結果依據相關標準進行統一存儲，結合不一樣類型的數據應用不一樣的數據分析手段，系統分析存儲數據，從其中找到具有較強應用價值的內容，并應用可視化的方法把結果推送到終端[6]。

其一，數據來源。主要負責利用云服務教學平臺把和學生學習相關的行為進行收集與整理，其中包含獲獎信息、學習成績信息、生活信息、競賽信息、社團信息以及電子閱讀信息等。

其二，數據抽取與存儲。主要負責結合不一樣的數據來源，應用不一樣的數據選擇手段，對應結構較好的信息系統的數據應用常規工具把數據納入數據資源庫中，對于視頻和網頁等非結構化的數據，一般索引數據以后再將其存入到資源數據庫之中，構成分布式的數據庫。

其三，數據分析。主要負責統計分析與學生學習行為有關的數據。在分析學生學習行為能力時，首先應做到協作篩選，通過對數據庫內已分類學生的參與的社團活動、成績、重視的行業等，明確學生間的相似程度，給較為相似的敘述提供行之有效的學習計劃。其次進行聚類，從不同維度分析不一樣類別的學生，在其中找到相似之處，再對比有關屬性，第一時間對不一樣類型的學生提供針對性建議，便于在后期的學習與生活中加以完善[7]。

其四，數據展示。主要負責應用可視化技術顯示數據結果，促進立足于云計算的大數據教學實訓平臺的部署：第一，構建虛擬化資源池，建立集網絡、服務器以及存儲等為一體的虛擬化系統，在該系統中構建集群展開部署工作，構建以云計算為中心的大數據教學環境，分別運行在獨立的JVM上，利用心跳信號展開信息交互。立足于云計算的大數據教學實訓平臺主要利用高密度刀片服務器，快速調度與部署虛擬機。第二，在傳統數據庫的前提下，采用HIVE、HDFS等大數據分布式存儲組件，給Gluster分布式存儲系統提供有力支持。第三，立足于云計算的大數據教學實訓平臺包含統一認證服務、云計算教學、互動交流平臺、云計算實驗平臺、云計算資源平臺等。利用基礎平臺可以建立多元化的培訓系統。云計算科研平臺由科研管理系統、大數據并行計算系統等多個方面組成；在線預約實驗系統由在線交流社區、實驗預約系統等多個方面組成。第四，支持云終端桌面，能夠將以往的PC 電腦替代掉。不但可以滿足藝術設計教學要求，還能實現專業傳送，可視化展示分析結果，通過有機結合數據和圖表，來使師生對數據分析結果有一個充分且直觀的認識[8]。

3.大數據教學實訓平臺的指導思想有數據共享、數據分析、終端服務，給高校各學區之間提供統一且高效的終端云服務

利用平臺向學校各個部門提供培訓活動所需要的分析數據，實現共享所需要的基礎數據，運用系統所需要的開發數據。設計等個性化操作課程，云終端給學生提供了多元化的培訓體系，學生通過運用移動終端和PC機瀏覽器能直接訪問所需的應用服務。

三、結語

云計算和大數據等新興技術的誕生為教育發展帶來了新的挑戰與機遇，隨著高校信息化教學的不斷推進，應用云計算和大數據技術建立教學實訓平臺，可以促進資源共享、教學方式創新等，給師生提供更加高效的云服務，運用前景十分廣闊。但依舊有諸多工作有待完善，比如在人才培養、科研以及教育等全面收集過程數據，構建系統的收集、存儲以及分析等體系。另外，大數據在具體運用中還有些許不足，其中包含數據集成難、分析方法陳舊、安全問題等，這均是未來云計算和大數據教學實訓平臺設計的主攻方向。