譚秦紅

摘要：為了實(shí)現(xiàn)高校資源的有效利用，提高教學(xué)的質(zhì)量與效率，滿足不同學(xué)生群體的服務(wù)需求，提出了一種基于大數(shù)據(jù)背景下的智慧校園服務(wù)平臺(tái)構(gòu)建方法設(shè)計(jì)。通過(guò)選擇智慧校園服務(wù)平臺(tái)通訊網(wǎng)絡(luò)連接方式，建立完善的服務(wù)平臺(tái)通訊網(wǎng)絡(luò)，保障服務(wù)平臺(tái)的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)建立平臺(tái)服務(wù)器資源池，在掌握群體對(duì)服務(wù)實(shí)際需求的基礎(chǔ)上，對(duì)客戶端使用狀態(tài)進(jìn)行有效的檢索，以此為用戶提供有針對(duì)性的服務(wù)。此外選擇MVC平臺(tái)運(yùn)行模式，規(guī)范平臺(tái)運(yùn)行的具體要求，完成智慧校園服務(wù)平臺(tái)的構(gòu)建。并采用設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方式，驗(yàn)證提出的構(gòu)建方法在實(shí)際應(yīng)用中可有效地縮短平臺(tái)響應(yīng)時(shí)間，提高平臺(tái)服務(wù)效率。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);智慧校園;服務(wù)平臺(tái)

中圖分類號(hào)：TP393.09 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）34-0044-02

基于高校教學(xué)體制及辦學(xué)定位的不斷延伸，智慧校園服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)受到了社會(huì)經(jīng)濟(jì)體制的抑制，并呈現(xiàn)出下述兩種趨勢(shì)[1]。其一，二級(jí)單位模式的不斷創(chuàng)新，校內(nèi)計(jì)算機(jī)專業(yè)的發(fā)展受到了前所未有的關(guān)注，校內(nèi)創(chuàng)辦了獨(dú)立的教學(xué)實(shí)驗(yàn)室與實(shí)踐基地。其二，為了滿足學(xué)生群體的需求，教學(xué)實(shí)踐項(xiàng)目增多，但與之匹配的教學(xué)設(shè)備尚未實(shí)現(xiàn)完全更新，導(dǎo)致部分設(shè)備出現(xiàn)閑置，利用率較低。針對(duì)上述提出的問(wèn)題，基于大數(shù)據(jù)背景下，開(kāi)展智慧校園服務(wù)平臺(tái)構(gòu)建方法的詳細(xì)研究，建設(shè)一體化智能教學(xué)環(huán)境，滿足對(duì)不同學(xué)生的服務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)高校在教育市場(chǎng)的健康持續(xù)發(fā)展。

1 基于大數(shù)據(jù)的智慧校園服務(wù)平臺(tái)構(gòu)建方法

1.1 連接智慧校園服務(wù)平臺(tái)通訊網(wǎng)絡(luò)

通訊網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)智慧校園服務(wù)平臺(tái)穩(wěn)定運(yùn)行的載體，也是保障高校與學(xué)生良好通信的關(guān)鍵。為此選擇小型計(jì)算機(jī)服務(wù)器作為支撐客戶端與移動(dòng)終端設(shè)備的集群配置，協(xié)調(diào)管理資源塊，并配備虛擬資源區(qū)塊域，細(xì)化智慧校園中多種服務(wù)內(nèi)容。為了提高集群配置與服務(wù)平臺(tái)運(yùn)行的適配程度，選擇在云端服務(wù)器上連接學(xué)生移動(dòng)端設(shè)備。根據(jù)校園網(wǎng)的運(yùn)行速度，選擇2/3/4G在線運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)[2]。在上述提出網(wǎng)絡(luò)通訊運(yùn)行支撐條件的基礎(chǔ)上，選擇Hyper-V虛擬資源區(qū)塊技術(shù)，連接校園內(nèi)不同集群計(jì)算機(jī)設(shè)備，搭建完善的智慧校園服務(wù)平臺(tái)通訊網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境。如下圖1所示。

如上述圖1所示，為了確保服務(wù)平臺(tái)在線接收大量數(shù)據(jù)，選擇多級(jí)硬盤(pán)分層存儲(chǔ)方式。需要一個(gè)大容量的本地一級(jí)存儲(chǔ)硬盤(pán)，有針對(duì)地選擇多級(jí)在線存儲(chǔ)方式[3]。通過(guò)選擇網(wǎng)絡(luò)的不同連接方式，在性能與價(jià)錢(qián)之間做出最優(yōu)選擇，以此為智慧校園服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)提供持續(xù)運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)支撐。

1.2 基于大數(shù)據(jù)建立平臺(tái)服務(wù)器資源池

服務(wù)器是智慧校園服務(wù)平臺(tái)建設(shè)的關(guān)鍵，在確保平臺(tái)通訊網(wǎng)絡(luò)持續(xù)運(yùn)行的基礎(chǔ)上，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)連接平臺(tái)上多種服務(wù)器，將具有相同或類似功能的服務(wù)器之間建立動(dòng)態(tài)化連接，作為資源平均分配的母體，建立完善的資源池[4]。平臺(tái)服務(wù)器連接框架如下圖1所示。

如上述圖2所示，資源池第一層為服務(wù)平臺(tái)應(yīng)用層，可提供在校學(xué)生多種服務(wù)功能，使用在線監(jiān)測(cè)學(xué)生在日常生活中的消費(fèi)水平、購(gòu)買記錄、日均消費(fèi)能力等，并將每個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)認(rèn)定為一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)目[5]。假定該名學(xué)生的生活質(zhì)量相對(duì)較差或日常消費(fèi)屬于中下等，此時(shí)平臺(tái)可自動(dòng)推送學(xué)生生活類服務(wù)，包括勤工儉學(xué)補(bǔ)助、線上兼職等服務(wù)，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的并行聚類。對(duì)學(xué)生生活與服務(wù)的監(jiān)測(cè)可用如下公式（1）表示：

[n=i=1N（ai-bi）212] ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

公式（1）中：[n]表示為學(xué)生有限個(gè)體集合;[a]表示為服務(wù)平臺(tái)中的大數(shù)據(jù)分布式結(jié)構(gòu)中包含的學(xué)生樣本個(gè)數(shù);[b]表示為提供學(xué)生的多種服務(wù)功能;[i]表示為對(duì)學(xué)生的監(jiān)測(cè)次數(shù);[N]表示為學(xué)生行為類別。根據(jù)上述計(jì)算公式，掌握智慧校園內(nèi)群體對(duì)服務(wù)的實(shí)際需求。當(dāng)有限數(shù)據(jù)集合的聚類信息擬合因子為0時(shí)，此時(shí)平臺(tái)建設(shè)需滿足公式（2）：

[ρ（y）=21+exp-h?sgn（y）] ? ? ? ? ? ? ? ? ?（2）

公式（2）中，[ρ]表示為聚類數(shù)據(jù)擬合因子;[h]表示為大數(shù)據(jù)聚類的迭代次數(shù);[sgn]表示為符號(hào)函數(shù)。在服務(wù)平臺(tái)中的大數(shù)據(jù)分布式結(jié)構(gòu)當(dāng)中，存在一個(gè)模糊控制迭代函數(shù)，函數(shù)可使數(shù)據(jù)的聚類中心得到收斂。當(dāng)服務(wù)平臺(tái)處于聚類中心初始值未知的狀態(tài)時(shí)，分布式結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)服務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性時(shí)變的線性調(diào)頻控制信號(hào)模擬，為基礎(chǔ)特征提取提供幫助，實(shí)現(xiàn)服務(wù)數(shù)據(jù)的優(yōu)化聚類。

資源池第二層為數(shù)據(jù)導(dǎo)入層，可提供被服務(wù)群體與后臺(tái)管理員直接交流渠道，并結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)群體在線狀態(tài)、身份識(shí)別、功能權(quán)限等狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)大批量數(shù)據(jù)的聚類分析。聚類分析的過(guò)程可用如下公式（3）表示：

[ni=j=1mKjRij] ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（3）

公式（3）中：[m]表示為導(dǎo)入數(shù)據(jù);[j]表示為導(dǎo)入資源類型;[K]表示為服務(wù)平臺(tái)頂層設(shè)計(jì);[R]表示為數(shù)據(jù)導(dǎo)入文檔格式。通過(guò)上述計(jì)算公式，持續(xù)完成資源池三層管理功能，主要包括對(duì)資源信息的分類、多種內(nèi)容的類別管理。在獲取到平臺(tái)服務(wù)頻域內(nèi)部的局部服務(wù)特征點(diǎn)信息后，利用數(shù)據(jù)傳輸工具將數(shù)據(jù)輸送到后臺(tái)的分析中樞當(dāng)中，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。云數(shù)據(jù)計(jì)算的核心在于，三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)聚類特征以及標(biāo)準(zhǔn)聚類特征樹(shù)可以通過(guò)輸入子簇的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行修改，以此完成對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)的聚類提取。

云數(shù)據(jù)本身具有的聚類特征主要有三個(gè)元素，假設(shè)其中存在[n]個(gè)[d]維點(diǎn)云數(shù)據(jù)在規(guī)則空間中，可整合平臺(tái)服務(wù)對(duì)象自身的實(shí)際需求，輸入檢索信息。管理員將輸入數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)實(shí)施比對(duì)，并聯(lián)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)客戶端使用狀態(tài)進(jìn)行有效的檢索，為用戶提供有針對(duì)性的服務(wù)，完成對(duì)服務(wù)數(shù)據(jù)的模糊處理。數(shù)據(jù)模糊處理的過(guò)程可用如下公式（4）表示。

[n=mt=11-Rt0tiβ] ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （4）

公式（4）中：[t]表示為智慧校園服務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù);[β]表示為檢索資源量。將資源池發(fā)生的數(shù)據(jù)或預(yù)計(jì)出現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)一格式后，存儲(chǔ)至資源池底層，也稱數(shù)據(jù)層。該層中包含不同類型的數(shù)據(jù)庫(kù)，具有計(jì)算、大批量信息統(tǒng)計(jì)、復(fù)核等功能。由于智慧校園在不斷實(shí)踐與發(fā)展中產(chǎn)生的對(duì)外數(shù)據(jù)量愈發(fā)龐大，平均每日發(fā)生的裸數(shù)據(jù)已經(jīng)超過(guò)資源池的實(shí)際存儲(chǔ)量。因此需要建設(shè)一個(gè)優(yōu)化的虛擬存儲(chǔ)空間用于管理數(shù)據(jù)，在運(yùn)行過(guò)程中，融合資源數(shù)據(jù)與客戶端的格式，滿足對(duì)智慧校園服務(wù)資源的高效處理及查詢。

1.3 選擇智慧校園服務(wù)平臺(tái)運(yùn)行模式

為了進(jìn)一步提高平臺(tái)的運(yùn)行效率，在保證各個(gè)主要功能正常運(yùn)作的前提條件下，盡可能地簡(jiǎn)化平臺(tái)中的功能目標(biāo)。并選擇MVC平臺(tái)運(yùn)行模式，對(duì)于智慧校園服務(wù)平臺(tái)運(yùn)行模式具體要求如下：

其一，智慧校園服務(wù)平臺(tái)內(nèi)部的所有服務(wù)功能及客戶端身份均由高校管理部門(mén)統(tǒng)一進(jìn)行整理;

其二，根據(jù)智慧校園建設(shè)平臺(tái)的預(yù)算成本，在實(shí)現(xiàn)分功能過(guò)程中，應(yīng)由平臺(tái)后臺(tái)管理員根據(jù)校內(nèi)教學(xué)進(jìn)度，將不同學(xué)生群體的生活狀態(tài)與實(shí)際服務(wù)需求向校內(nèi)高管匯報(bào)?？蛇m當(dāng)采用召開(kāi)會(huì)議的方式協(xié)商平臺(tái)對(duì)外運(yùn)行渠道;

第三，無(wú)論是客戶個(gè)體或客戶群體均應(yīng)具備在服務(wù)平臺(tái)上查閱、檢索自身服務(wù)以及相關(guān)功能的權(quán)限，以此選擇服務(wù)平臺(tái)的合作端，需要注意的是管理員不可跨級(jí)管理;

其四，當(dāng)學(xué)生選擇服務(wù)通過(guò)后臺(tái)審核后，服務(wù)平臺(tái)自動(dòng)進(jìn)入到下一個(gè)應(yīng)用流程中，平臺(tái)應(yīng)當(dāng)具備對(duì)客戶端群體各項(xiàng)信息的自動(dòng)登記的功能。為了提供使用者更加良好的服務(wù)體驗(yàn)，增設(shè)平臺(tái)功能交互頁(yè)面，解決信息時(shí)效性的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)基于大數(shù)據(jù)背景下，智慧校園服務(wù)平臺(tái)的構(gòu)建。

2 實(shí)驗(yàn)論證分析

提出對(duì)比實(shí)驗(yàn)，選擇教育市場(chǎng)內(nèi)某高校為此次實(shí)驗(yàn)的試點(diǎn)場(chǎng)所，搭建此次實(shí)驗(yàn)的仿真環(huán)境，在校園網(wǎng)全覆蓋的前提下，建設(shè)智慧型校園。使用USB端口提供客戶端與平臺(tái)直接通訊的渠道，在提出服務(wù)指令后，在用戶端設(shè)備上安裝數(shù)據(jù)信息接收裝置，獲取客戶端在服務(wù)中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息。依照上述提出的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，按照智慧校園設(shè)計(jì)要求。分別讓150人、300人、450人、600人同時(shí)登錄平臺(tái)，先使用傳統(tǒng)的構(gòu)建方法建立智慧校園服務(wù)平臺(tái)，獲取傳統(tǒng)方法搭建平臺(tái)后，服務(wù)部署響應(yīng)時(shí)間設(shè)定改組為對(duì)照組，再使用本文設(shè)計(jì)的基于大數(shù)據(jù)的智慧校園服務(wù)平臺(tái)構(gòu)建方法，進(jìn)行相同步驟的操作，獲取平臺(tái)服務(wù)響應(yīng)時(shí)間，設(shè)定該組為實(shí)驗(yàn)組。為提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，控制校園內(nèi)其他對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響的因素，計(jì)算服務(wù)指令完成時(shí)間的平均值與完成率。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格如下表1所示。

由表1中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，本文設(shè)計(jì)服務(wù)平臺(tái)在實(shí)際運(yùn)行中所需的響應(yīng)時(shí)間較少，相比傳統(tǒng)的服務(wù)平臺(tái)，運(yùn)行效率明顯提升，且完成指令的人數(shù)相對(duì)較多。

3 結(jié)束語(yǔ)

智慧校園是指在物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算及大數(shù)據(jù)的支撐下，提供學(xué)生與教師一種將生活與學(xué)習(xí)聯(lián)系的一體化環(huán)境，在這種大環(huán)境中，以不同類型與種類服務(wù)體系為基礎(chǔ)，將學(xué)生的實(shí)際需求作為智慧校園建設(shè)的主要方向，實(shí)現(xiàn)將高校教學(xué)工作、調(diào)研工作、管理工作等融為一體。為了順應(yīng)行業(yè)發(fā)展，本文提出了一種基于大數(shù)據(jù)背景下的智慧校園服務(wù)平臺(tái)構(gòu)建方法，并采用設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方式，驗(yàn)證了提出方法在實(shí)際應(yīng)用中所需的響應(yīng)時(shí)間更少，因此更具備實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

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【通聯(lián)編輯：張薇】