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        基于分布式數(shù)據庫的選課管理系統(tǒng)設計研究

        2020-10-26 06:58:45邵瑞焦緒江尤彩寶常玉紅
        卷宗 2020年19期

        邵瑞 焦緒江 尤彩寶 常玉紅

        摘 要:大數(shù)據帶來了先進的相關技術,將其合理的利用可以為高校的發(fā)展帶來利處。利用分布式數(shù)據庫技術,結合相關特性,在此基礎上進行優(yōu)化設計高校選課管理系統(tǒng),可以為高校選課管理系統(tǒng)的數(shù)據安全、數(shù)據災備恢復、訪問峰值優(yōu)化、系統(tǒng)穩(wěn)定、效率提高等方面推波助瀾。另一方面,目前手機等移動設備早已普遍,對于選課系統(tǒng)進行PC端與移動端的雙端界面設計,也是大勢所趨。

        關鍵詞:分布式數(shù)據庫;訪問峰值優(yōu)化;選課系統(tǒng)設計;雙端界面轉換

        基金項目:山東英才學院大學生專項課題(項目編號:19YCXSZZ40)。

        1 引言

        選課管理系統(tǒng)對于高校來講是必不可少的一部分,對于選課管理系統(tǒng)的設計以及優(yōu)化從未停止,且對于選課管理系統(tǒng)的優(yōu)化以及升級是高校跟隨時代進步的一處展現(xiàn)。目前,高校所用選課管理系統(tǒng),使用單一的PC端界面,對于移動端的界面切換具有渴求度。同時,我們發(fā)現(xiàn),高校選課系統(tǒng)選課運作時間較為集中,高峰期運作時易出現(xiàn)高峰期峰值堵塞現(xiàn)象,影響學生選課以及選課效率,選課管理系統(tǒng)的穩(wěn)定性優(yōu)化具有需求以及價值。其次,目前的高校選課系統(tǒng)多采用傳統(tǒng)的SQL數(shù)據庫,系統(tǒng)的后期擴展性和延伸性較差,單臺服務器出現(xiàn)問題時會導致整個系統(tǒng)崩潰,在系統(tǒng)需求變化時需要繁瑣的數(shù)據遷移,由此,對于可變數(shù)據模型、系統(tǒng)安全的需求日益展現(xiàn)?;诖?,設計基于分布式數(shù)據庫的高校選課管理系統(tǒng),解決丞待解決的待優(yōu)化問題,不失為一種良策。

        2 系統(tǒng)設計

        1)功能設計。選課管理系統(tǒng)主要解決三個角色之間因選課而產生的關系,即:教務管理、教師、學生。由此,選課管理系統(tǒng)具備解決這三者針對選課所產生的需求的功能以及功能權限分配。具體包括以下。教務管理具有登錄與退出選課系統(tǒng)、審理教師開課請求、管理課程信息、管理教師信息、管理學生信息、管理教室分配、導入導出課程信息功能。教師具有登錄與退出系統(tǒng)、教師個人信息查看、開課請求、課程查詢、導出課程信息功能。學生具有登錄與退出系統(tǒng)、查看學生個人信息、查看所有開設課程信息、選擇課程與退選功能。

        2)系統(tǒng)登錄及使用流程設計。選課管理系統(tǒng)的使用從賬號登錄開始,到退出系統(tǒng)為結束。中間根據使用者身份不同,具有不同的操作界面以及操作權限。

        3)界面設計。對于高校管理系統(tǒng)而言,移動端的設計與實現(xiàn)是大勢所趨的,這是目前移動互聯(lián)網高速發(fā)展所帶來的。通過權衡表明,我們不需要增加額外的APP來提供使用,只需要在原有的PC端基礎之上增加一個手機端的頁面切換功能即可。

        在考慮手機頁面兼容性的基礎上,根據各校需要,在選課主界面僅顯示課程的主要信息,在校生可通過點擊課程來進入該課程的選課界面。在選課界面,提供退選、選課、返回等功能。原先通過課程代碼來區(qū)分網課和非網課,建議直接提供網課和非網課的不同界面,為學生提供更優(yōu)良的選課體驗,提高高校選課管理系統(tǒng)的實用性。

        4)數(shù)據庫設計。(1)數(shù)據庫擇選。分布式數(shù)據庫多種多樣,甚至將傳統(tǒng)的關系型數(shù)據庫進行分布式也是可行之策。本研究采用分布式數(shù)據庫中的hbase數(shù)據庫。(2)分布式數(shù)據庫邏輯表設計。Hbase分布式數(shù)據庫是列族數(shù)據庫,在定義數(shù)據庫表時,需要率先定義列族,而列族內的列是可以無限擴展的。并且,hbase數(shù)據庫區(qū)別于以往的關系型數(shù)據庫,hbase中的空值是不占用數(shù)據庫空間的,即支持稀疏數(shù)據。同時,hbase表按照rowkey進行字典排序。

        高校選課管理系統(tǒng)的數(shù)據庫表將針對hbase表的特性進行設計。以課程編號作為rowkey,便于合理化排序和region拆分;列族分別為CourseInformation、StudentInformation;CourseInformation列族中的列分別為相關課程信息的課程名稱、任課教師、開課學院等課程信息,StudentInformation中的列名為學生學號,當學生選擇此課程時,列值為學生姓名,否則為空。

        3 集群架設

        1)分布式數(shù)據庫架設。Hbase是Hadoop生態(tài)系統(tǒng)的分布式數(shù)據庫,架構Hbase前需要具備Hadoop。Hbase的架設是有多種的,單機版、偽分布式、分布式。對于高校來講,較輕量級的分布式架構是足夠使用的。對于Hbase集群來講,通常的節(jié)點數(shù)是不可以小于10個的,否則集群的運轉很難得到保證。在高校的集群架設中,一個Hmaster、一個Zookeeper是可以支持運轉需求的,對于高校本身來講,在考慮效率的基礎上也要考慮資金、維護的節(jié)省。在此基礎上,根據各校在人員等的差別上,當集群需要擴展時,只需要往集群中增加節(jié)點即可滿足需求。

        2)Region服務器策略。根據高校實際,是由不同的二級學院所構成一個整體。Hbase的集群特性并不是單臺服務器,而是由多個節(jié)點組成,多臺的Region服務器,他們在網絡上構成一個邏輯上的整體。據此提出分院系進行服務器存儲的方法。這不僅可以提升院系自身的系統(tǒng)數(shù)據管理,還可以為自身學院的數(shù)據讀寫減少網絡上的距離,可以就近讀取,在一定程度上優(yōu)化自身效率。

        4 結論

        通過研究發(fā)現(xiàn),合理利用分布式數(shù)據庫改進選課管理系統(tǒng)對于高校的系統(tǒng)使用具有很大的合理性和實用性??梢栽诟叻逯刀氯麊栴}的優(yōu)化和解決、系統(tǒng)安全性和擴展性的提高、高校系統(tǒng)災備恢復、方便各方使用上發(fā)揮作用。并且,對于雙端設計,也迎合了移動通信時代的發(fā)展,且更符合高校目前的在校生及教師使用狀況。但也介于技術原因,未涉及對MYSQL等傳統(tǒng)關系型數(shù)據庫進行分布式架構的實際研究,但其也是可行的一方面,若能對NEWSQL的發(fā)展做出在高校管理系統(tǒng)上的應用,也將會在此論文論點的基礎上做出改進和有效使用。對于高校選課管理系統(tǒng)的優(yōu)化和使用是一直在迎接時代潮流和不停歇的。

        參考文獻

        [1]王愛國,許桂秋.NoSQL數(shù)據庫原理與應用[M].北京:人民郵電出版社,2019.

        [2]常晉義,鄒永林,周蓓.管理信息系統(tǒng)(第五版)[M].北京:中國電力出版社,2017.

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