大數據及云計算在智慧校園中的應用研究

楊俏煒

摘 要：現階段，我國已經處于信息化時代，人們日常的工作學習生活都離不開大數據。目前每天所產生的數據非常多，導致有關數據處理與保存的相關技術不能滿足當前的需要。在校園的信息化建設中，通過對學校的一些信息進行處理，滿足教職員工及學生的需求。文章主要對目前校園信息化的建設狀況、大數據及云計算技術的概況、大數據及云計算在智慧校園中的設計與實現進行了探究。

關鍵詞：大數據;云計算;智慧校園;設計與實現

0 引言

在現代的生活背景下，大數據與云計算在我們的日常生活中扮演著非常重要的角色。智慧校園的出現彌補了之前對信息處理的缺陷，不但可以對現在所產生的諸多數據進行收集、挖掘、處理和分析，而且也形成了一套體系，可以對大數據進行自動監控和管理，滿足用戶的相關需求。在校園內采用大數據以及云計算可以有效地對相關數據進行處理，從而充分利用校園中的資源推動學校建設的進一步發展。

1 目前校園信息化的建設狀況

在我國，學校開始重視校內信息并進行信息化的建設始于20世紀80年代，但是在當時并沒有得到有效的管理。這是由于當時我國的科學技術水平不高，信息化還不完善，所以學校的信息化主要是通過網絡、服務器等一些基礎的硬件設施完成的。最近幾年，我國的發展現狀有了很大的改善，數字化校園的出現改變了學校的信息管理。目前，數字化校園產生了許多新型的業務系統，但以校園業務管理系統為主。雖然具有較多的業務系統，但是它們之間并沒有進行數據關聯，所以造成了各類業務管理系統不能滿足教職員工與學生的需求。

為了改變數字化校園的性能缺陷，經過不斷的完善，產生了智慧校園。智慧校園的出現對我國學校的發展具有非常重要的作用。智慧校園是以服務為宗旨，將學校的教學、科研、管理等相關的數據進行收集，運用大數據以及云計算的技術，從而極大地滿足了教職員工與學生的需求。

2 大數據及云計算技術的概況

2.1 大數據技術的概況

大數據技術與之前傳統的數據處理軟件相比所包含的數據更多，一般都是大于PB級，所以如果要想使用之前的軟件對大數據進行處理和保存，那么可能無法完成目前的數據量，或者沒有大數據技術的效率高，需要較長時間才能完成這一復雜的任務。所以要想充分利用目前出現的大數據，就要運用先進的技術，從而更系統地對大數據進行處理。智慧校園應用的大數據技術主要是對學校的諸多數據進行處理以及保存，主要由3個部分構成。

2.1.1? Hadoop數據處理架構

Hadoop數據處理架構對現階段的大數據分布式處理具有很好的作用。Hadoop數據處理架構根據其主要作用的不同也分為一些模塊，從而更有利于發揮其效果[1]。在Hadoop數據處理架構中的Flume模塊，作為數據采集系統，可以將諸多的數據進行收集并且聚合和傳輸;Hadoop數據處理架構中的Pig主要是將收集的數據進行分析和處理。除此之外，Hive可以將所分析的數據制做成數據庫表。除了這些功能之外，Hadoop數據處理架構還具有SQL語言查詢、數據匯總等功能。

2.1.2? HDFS分布式文件系統

HDFS分布式文件系統的主要作用是將大數據進行存儲，根據主要功能的不同又分為主節點和數據點。主節點是對元數據和DataNode數據節點進行有效管理;數據點主要對客戶中的數據進行分發、復制和管理。

2.1.3? Spark并行計算框架

當Hadoop數據處理架構出現問題時，則由Spark完成其任務。Spark具有SQL語言查詢、文本處理、智能指令學習等功能。

2.2 云計算技術

以前一般采用CS模式的大型計算機進行工作，使用過程較為復雜，并且效率低下，雖然對當時的數據處理具有一定的作用，但是隨著我國社會的不斷發展，其弊端也逐漸暴露。目前的云計算彌補了傳統大型計算機工作的缺陷。當客戶提出要求后，相關有用的信息便會快速出現，并且不需要進行太多煩瑣的管理，使用方便。云計算按照其功能不同主要分為兩個部分。

2.2.1? OpenStack云管理平臺

在OpenStack云管理平臺中可以根據所需要的功能安裝一些其他應用程序，將大數據進行處理存儲以及設定網絡程序后，便可以使用OpenStack云管理平臺對多種功能進行部署，其中包括對一些基礎設施的服務、平臺以及軟件服務[2]。例如，當對一個軟件進行定義存儲時，需要通過服務器和軟件定義網的操作，并且嚴格按照相關的程序進行，從而將不同的網絡端諸多數據進行處理后達到共享、遷移以及分配的目的。

2.2.2? 分布式計算與網絡計算技術

分布式計算主要通過許多計算技術對我國的諸多數據進行大批次的處理，與傳統的技術不同，分布式計算可以不受時間、地點的限制對大數據進行處理。分布式計算處理數據主要是將諸多數據進行分割，從而對較小部分的數據并行處理。在分布式計算的技術中，中間件技術具有非常重要的作用，中間件技術可以在分布式系統和應用程序之間相互配合，將不同的應用軟件在不同的計算機硬件上進行應用，有效地解決現在所面臨的大數據處理問題。

2.3 智慧校園信息平臺的網絡體系構架

校園是產生諸多數據的場所之一，怎樣才能夠合理地收集校內的信息資源，并進行合理的配置和利用，從而充分發揮出大數據的價值，引起了科技工作人員的思考。我國對校園內信息的整理也經歷了不斷提升的過程，現階段智慧校園在大數據處理與存儲等方面發揮出巨大的作用。智慧校園是一種依靠物聯網而創設的綜合性校園環境。除此之外，智慧校園信息平臺可促進校園管理、科研項目以及教學工作的相互配合。通過運用大數據、云計算等技術，從而充分發揮出智慧校園的優勢，為校園內提供綜合業務管理服務，對學校綜合事務管理水平的提升具有重要作用[3]。

在現階段采用智慧校園主要是對校園內的大數據進行充分的利用，采用互聯網達到數據共享的目的。除此之外，將處理的大數據融入校園內的管理、教學等各方面，通過線上和線下的配合，從而為教師和學生創造一個良好的校園環境，充分滿足教師和學生的不同需求，提供更好的服務，不但有利于提升學校內的服務，也有利于促進校園與外部環境的溝通，從而促進共同發展。

2.4 大數據及云計算在智慧校園中的應用

2.4.1 校園云

現階段學生的入學數量不斷增加，在這種背景下校園云發揮著重要的作用。校園云面對校園人數的增長以及需求的差異性，運用虛擬化技術收集整理校園內的大數據，對用戶需求的變化進行適當調整，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據進行有效存儲從而保證數據的可靠性。校園云的實現不需要使用大型的計算機就可以達到目的，其運用云計算技術建設校園的云數據中心，從而滿足用戶的需求并且提供有效的服務[4]。

2.4.2 智慧教室

通過智慧教室可以對教學進行更加有效的管理。此作用的發揮是對人和物的相關數據進行收集以及分析，并且借用云計算和大數據對學校中的教室進行監控，還可以根據教學的要求進行自動化調節，從而提高教學的效果。除此之外，根據對校園大數據的處理和分析，智慧教室對維護師生間良好的關系也有非常重要的作用。

2.4.3 校園社交網絡平臺

校園社交網絡平臺對學生之間、師生之間的關系都有很好的促進作用。這種平臺利用虛擬網絡和大數據技術相互融合，學生可以不受時間以及地點的限制，在網絡平臺向老師咨詢問題，提高教師的教學效果，學生也可以通過網絡平臺進行選課或者跨專業學習[5]。

3 結語

在校園大數據的背景下，必須要采用云計算以及大數據技術達到充分利用信息資源的目的。現階段，我國已經進入信息化時代，而且所產生的數據也不斷增多，需要采用高效率并且有效的技術為用戶提供滿意的服務。智慧校園的建設也需要對數據進行處理與存儲，從而提高學校的管理水平。

[參考文獻]

[1]王紅梅.智慧校園中大數據及云計算技術的應用[J].無線互聯科技，2017（22）：8-9.

[2]付寧，張東霞.大數據及云計算技術在智慧校園中的應用研究[J].通訊世界，2018（4）：5.

[3]宗平，朱洪波，黃剛，等.智慧校園設計方法的研究[J].南京郵電大學學報（自然科學版），2010（4）：15-19.

[4]楊曉靜，陳明晰，孫濤.云計算技術在高校計算中心的應用[J].網絡安全技術與應用，2016（10）：34.

[5]黎偉.芻議智慧校園建設中大數據云計算技術的應用[J].計算機產品與流通，2018（6）：24-25.

（編輯 王雪芬）