基于HDFS云存储的集体备课系统研究与实现

发布时间：2017-06-30 02:18

  本文关键词：基于HDFS云存储的集体备课系统研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着云存储、云计算、大数据等新一代信息技术在教育领域中不断深入,智慧教育被赋予了新的内涵和特征,它是一种全新的云服务模式。伴随着校园信息化建设的不断深入,而渐渐暴露的较为严重的教育信息“孤岛”、教育系统各部门缺乏数据交换标准、数据共享不一致、数据利用率不高等问题,导致教学成本高,教学质量低等后果。同时已有的集体备课系统大多是单一的计算机辅助教学(CAI)课件制作,缺少教师间的协作,老师们不能按时按质地完成集体备课任务。教育系统中,大量用户会对批量化、多样化、分散化、碎片化的教育数据资源进行频繁的读取操作。由于大量的小文件会影响Hadoop (Apache基金会开发的分布式系统基础架构)的扩展性和性能,至今还没有适合任何场景、通用的方案来解决HDFS小文件存储问题。基于以上问题,本论文研究并开发的基于Hadoop分布式文件系统(HDFS)云存储的集体备课系统,可对大量教学活动所产生的海量数据资源进行有效整合和科学利用,无论是从系统的用户信息需求,还是从国家政策指明的未来智慧教育发展方向来看,它都有着重要的理论价值和现实意义。本论文具体包括以下研究内容：1)通过对计算机支持的协同工作(CSCW)以及现有的集体备课系统的学习,利用设计模式和面向对象的技术,使用Java、Jsp、 ActionScript等语言,以Eclipse、FlashBuilder等为开发工具,以主流的Spring+IBatis开发框架为核心,研发了集体备课系统,利用科学的备课流程来规范备课,建立了一套教研评价体系,打破了老师们的时空障碍,使老师们可以很便捷地进行协同备课,同时注重保护老师们集体备课的智慧结晶。2)通过对HDFS的学习和对几种常见的HDFS小文件存储方案的比较,提出了应用于集体备课系统的小文件存储优化方案。该方案从集体备课系统的实际环境和需求出发,主要考虑到集体备课系统这一特殊场景下的文件相关性和局部访问性特点,以存储和访问效率为评价标准,主要从文件合并、文件映射、文件预取进行了详细研究。3)基于Hadoop云平台架构,针对大量的备课文档数据资源、协同手写图片数据资源、协同音视频资源构建了一种以计算资源公共设施化为基础的云存储系统,并对海量教育数据进行高效存储管理和智能信息挖掘。该云存储系统运行在Hadoop集群实现的HDFS分布式文件系统上。论文的系统成果全部通过严格的测试。测试结果证明,系统能可靠、稳定的运行。
【关键词】：智慧教育 云存储系统 集体备课系统 HDFS
【学位授予单位】：浙江工商大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP333
【目录】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 研究背景及意义9-11
• 1.2 国内外研究现状和发展趋势11-13
• 1.2.1 集体备课系统11-12
• 1.2.2 云存储系统12-13
• 1.3 现有解决方案的优缺点13-14
• 1.4 论文的主要研究内容14-15
• 1.5 论文的组织结构15-16
• 第2章 相关概念与技术基础16-30
• 2.1 计算机支持的协同工作(CSCW)16-18
• 2.1.1 CSCW的概念16
• 2.1.2 CSCW的基础理论16-17
• 2.1.3 CSCW的协作模型17-18
• 2.2 丰富互联网程序(RIA)中的Adobe Flex技术18-20
• 2.3 云存储20-23
• 2.3.1 云存储相关概念20-21
• 2.3.2 云存储结构模型21-23
• 2.4 相关信息安全技术23-25
• 2.4.1 访问控制技术23-24
• 2.4.2 RSA加密算法24-25
• 2.5 HDFS分布式文件系统25-29
• 2.5.1 HDFS设计思想25-26
• 2.5.2 HDFS架构26-27
• 2.5.3 HDFS的文件操作流程27-29
• 2.6 本章小结29-30
• 第3章 基于HDFS云存储的集体备课系统的若干关键问题研究30-46
• 3.1 备课流程及教研评价体系30-32
• 3.2 Flex与J2EE框架的集成32-33
• 3.3 小文件存储问题33-43
• 3.3.1 基于Hadoop的解决方案34-35
• 3.3.2 其它HDFS小文件问题优化方案35-36
• 3.3.3 针对集体备课系统的优化方案36-43
• 3.4 安全和知识产权保护问题43-45
• 3.4.1 密码RSA加密传输43-44
• 3.4.2 密码哈希加盐存储44-45
• 3.4.3 文档加水印保护45
• 3.5 本章小结45-46
• 第4章 系统分析46-48
• 4.1 系统需求分析46
• 4.2 系统可行性分析46-47
• 4.3 本章小结47-48
• 第5章 系统设计48-67
• 5.1 系统概要设计48-55
• 5.1.1 系统逻辑架构设计48-49
• 5.1.2 系统物理架构设计49-50
• 5.1.3 系统流程图及功能结构图设计50-55
• 5.2 系统详细设计55-66
• 5.2.1 系统接口设计55-58
• 5.2.2 数据库设计58-66
• 5.3 本章小结66-67
• 第6章 系统实现67-84
• 6.1 系统核心功能具体实现67-72
• 6.1.1 备课流程网络再现67-69
• 6.1.2 文件上传69-70
• 6.1.3 文件下载70-71
• 6.1.4 文件删除71-72
• 6.2 系统效果图展示72-83
• 6.3 本章小结83-84
• 第7章 系统测试84-94
• 7.1 测试平台搭建84-86
• 7.1.1 测试平台的搭建环境84
• 7.1.2 搭建步骤84-86
• 7.2 黑盒测试86-89
• 7.2.1 黑盒测试用例87-88
• 7.2.2 黑盒测试结果与分析88-89
• 7.3 白盒测试89-91
• 7.3.1 白盒测试用例89-90
• 7.3.2 白盒测试结果与分析90-91
• 7.4 性能测试91-93
• 7.5 本章小结93-94
• 第8章 总结与展望94-96
• 8.1 本文总结94-95
• 8.2 研究展望95-96
• 参考文献96-99
• 致谢99-100
• 附录1 攻读硕士学位期间参加的项目与成果100-101

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本文编号：500237