高校教学管理中的云计算应用探索

王彬彬

（浙江财经学院网络信息中心，浙江杭州310018）

摘要：目前高校教学管理IT 需求主要采取自身集中式建设方式来满足。但随着学校规模扩大以及业务量的增多，日益增长的教学管理IT 需求无法得到充分满足，成本不断提升。云计算的应用日趋成熟，通过探索“云计算”在高校教学管理中的应用前景，希望满足高校教学管理的IT 需求并提高工作效率；同时也能切实降低高校教学管理的成本。

关键词：云计算；教学管理

中图分类号：TP393文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2011)02-0391-02

随着互联网技术的突发猛进，尤其是WEB2.0技术的普及化。“云计算”这个以前还停留在科研论文里的新奇概念正在悄然无息的改变着人们的生活，为人们的互联网应用提供便捷。全国大部分高等院校正不断加大对学校信息化的投入，通过购买性能优异的硬件设备和上线功能逐渐增强的软件系统来实现既定目标。但是对比成爆炸式增长的信息化需求，巨大投入却显得杯水车薪，这一矛盾在高校教学管理中尤其凸显。高校教学管理中的“云计算”应用探索逐渐成为重要研究课题。

1云计算的内容

1.1云计算的定义

云计算是并行计算(Parallel Computing)、分布式计算(Distributed Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，或者说是这些计算机科学领域概念的商业实现。云计算是虚拟化(Virtualization)、效用计算(Utility Computing)、IaaS(基础设施即服务)、PaaS(平台即服务)、SaaS(软件即服务)等概念混合演进并跃升的结果。

“云”不仅仅只是计算机资源的简单汇集，同时“云”提供了一种管理计算机资源的机制，管理包括资源提供、变更请求、重新映像、工作负载重新平衡、资源解除提供和资源监测。云计算最大魅力在于，在这种计算模式下，计算业务不再局限于个人桌面和企业计算中心，而可以成为一种依托于互联网处理的服务。

1.2云计算的特点

云计算有着以下七个特点：

1)超大规模：具有相当的规模，Google 云计算已经拥有100多万台服务器，Amazon 、IBM 、微软、Yahoo 等的“云”均拥有几十万台服务器。企业私有云一般拥有数百上千台服务器。“云”能赋予用户前所未有的计算能力。

2)虚拟化：支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自“云”，而不是固定的有形的实体。应用在“云”中某处运行，但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。只需要一台笔记本或者一个手机，就可以通过网络服务来实现我们需要的一切，甚至包括超级计算这样的任务。

3)高可靠性：“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，使用云计算比使用本地计算机可靠。

4)

通用性：云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用，同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。5)

高可扩展性：“云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要。6)

按需服务：“云”是一个庞大的资源池，你按需购买；云可以象自来水，电，煤气那样计费。7)极其廉价：由于“云”的特殊容错措施可以采用极其廉价的节点来构成云，“云”的自动化集中式管理使大量企业无需负担日益高昂的数据中心管理成本，“云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升，因此用户可以充分享受“云”的低成本优势。2高校教务管理云计算应用探索

2.1高校教务管理的主要特点

在高校的日常工作中，教务管理是最繁重同时也是最重要的学校业务工作。教务处要承担教务行政管理、实践教学管理、考试与学籍管理、教材建设与管理以及一些建立文案归档档案等等一系列繁重的工作。高校教务管理的特点是：教务管理业务多；教务管理数据实时性要求高；教务管理的历史数据量庞大；文档建立、调阅、归档任务重等。为了完成好这些工作，高校教务部门一直坚持教务管理信息化。即便是每年增加性能更加优异的硬件设备，上线功能更为强大完整的软件系统，依旧无法满足实际教学管理工作中的用户需求，而运行和维护的成本却在逐年迅猛增加。

2.2高校教务管理特点的云计算解决

根据高校教务管理的相关特点，我们选取学分选课系统、教学资源管理以及教师排课监考这三个教学管理中比较常见的业务收稿日期：2010-12-17

作者简介：王彬彬（1982-），男，大学本科，工程硕士，助理工程师，研究方向为计算机网络、IT 服务运维。

E-mail:wltx@cccc.net.cn http://www.dnzs.net.cn Tel:+86-551-569096356909ISSN 1009-3044Computer Knowledge and Technology

电脑知识与技术Vol.7,No.2,January 2011,pp.391-392391

Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术

本栏目责任编辑：王力计算机教学与教育信息化第7卷第2期(2011年1月)做出云计算应用探索。

2.2.1学分选课的云计算应用探索

目前全国主要高等院校都实行了完全学分制，完全学分制为大学生真正的自主学习提供了可能，但同时也给高校教务管理带来不小的困难。学分选课对于易用性、实时性都有较高要求，传统的C/S 模式的选课系统以及传统数据库部署方式已经无法完全满足学分选课的实际需求，经常出现无法响应服务的状况。许多高校只能采取分批分时选课，这样的权宜之计就没有实现学分选课的真正目的。

利用云计算的基本定义，对学分选课系统的硬件设备进行虚拟化设置和分布化部署。通过在学分选课系统的服务器上直接安装VMware 、Hypervisor 等虚拟机软件完成对所有服务器的虚拟化平台的设置，如想更好的提高虚拟化平台的性能则可以选择支持硬件虚拟化的服务器设备。在虚拟化平台上对硬件资源即物理机进行合理的规划和分配，

构建出多个虚拟服务器（如图1所示）；通过相应的中间件软件构建出虚拟的服务器集群，

通过轮询算法、最小连接数等解决负载均衡算法协助下为学分选课系统扩大了前台应用和

后台数据库的并发数，提供虚拟化的多个I/O 写入以及增加了选课系统的冗余，保证了系

统应用的质量。

2.2.2教学资源共享的云计算应用探索

教学资源对于一名教学参与人员甚至一所高等院校这样的教学机构都是最为重要的

宝贵财富。但是教学资源极其分散、种类繁多且数量庞大，传统的管理方式中通过大批量增

加存储设备来存放教学资源以及档案的方法在信息资源爆炸式增长的今天就显得杯水车

薪了，而且为此带来的巨大成本也是高校难以承受的。

利用云计算中网格化的概念，将学校现有的公共存储的教学资源视同为一个“公共

云”，将师生自行存储的教学资源视作“私有云”。在网格计算中，OGSA(Open Grid Services Architecture)是一种基于网格的应用，它定义了一个公共的和标准的体系结构，这个结构的核心是网格服务的概念。我们可以把网格服务看作是一种特殊的云计算服务，采用一种基于网格服务的分布式交互和计算体系结构，确保异构系统间的互操作性，使不同类型的系统可以进行通信和共享信息；在高校教学资源管理中就是为了让学校的公共云和师生的私有云进行沟通和会话。而OGSA 框架帮助我们解决了两个重要的问题，即公共云和私有云的接口定义和协议识别。因此，我们将采用OGSA 网格体系结构，在校园网原有资源服务的基础上建立网格平台，以实现公共云和私有云之间的资源管理、信息服务和数据管理功能。

通过数据挖掘和倒排索引技术，我们利用符合OGSA 框架规范的客户端软件和服务器端软件，将全校公共云和私有云的资源映射成为一个网络化的虚拟机，虚拟机上存放着以数据库路径形式的索引。这个网络化的虚拟机可以被称为一个“混合云”，它既有公共云的资源同时也能找到私有云的资源。用户只需获得访问混合云的权限，利用相应的搜索引擎去请求资源然后获得需要的教学资源甚至是教学档案。这一过程对于用户是透明，云计算应用为全校和全体师生教学资源的整合提供了方便；同时又充分利用个人计算机的存储，无形中扩大了整个校园存储空间。2.2.3教师排课监考的云计算应用探索

一所普通的万人高等院校每周需要安排的教学课就达到上千门，而临近期中期末的各种考试也是相当繁多。排课监考对于高校教务管理部门无疑是日常工作中的最重要业务。而面对上千名教师和上万名学生，众口难调，总有这样那样的课程和考试需要予以调换、延后以及提前，这使得排课监考变得牵一发而动全身。

排课监考依赖于几个主要参数，该课程的课时数，该课程的教师人数，该课程的学生人数，普通教室、多媒体教学教室、实验教室的数量以及该课程所需的教辅支持。这些参数对于一个任何一个人甚至一台高性能计算机系统来说都是过于庞大和繁杂的计算量。云计算，最基本的业务就是提供用户一个方便的计算环境。利用学校规模庞大的计算机数量以及为数不少的高端计算机，我们利用分布式计算软件例如BOINC ，以此来构建学校的云计算平台。

通过云计算平台，我们就获得了难以想象的巨大计算能力。在前期统计所有参数的初始化数据化后，利用寒暑假这样的学校空闲时间进行大范围的分布式计算，利用这些主要参数的初始数据以及设定好的分配规则，学校这个简单的云计算平台能很快的得出一张排课监考的原始表，进而选课监考管理人员根据这一原始表进一步做修正和调整，这样节约了大量的工作时间并且提高了监考排课的效率。

3结束语

云计算是一个全新的领域，对它的探索和应用还远未完成。我们可以展望一下云计算，在未来如果解决了数据健壮安全性和网络可靠性等问题，人们自然而然会因为云计算而改变使用计算机的习惯。到那时，云计算就将成为一种理想的应用模式在大量的企业应用中得到普及。高校信息化的脚步不断地再加快，面对成本和应用之间的巨大矛盾，云计算应该是高校希望节约教学成本并且提高教学质量的良好突破口。

参考文献：

[1]刘鹏.云计算的特点和定义[EB/OL].中国云计算.http://www.chinacloud.cn.

[2]王鹏.走近云计算[M].北京:人民邮电出版社,2009.

[3]陈全,邓倩妮.云计算及其关键技术[J].计算机应用,2009(9).

图1

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