基于MOOE的学生自主学习系统设计与实现
发布时间：2021-11-03 05:50
随着互联网高速发展,对相关人才的需求急剧增长。MOOC（Massive Open Online Courses）的兴起,对开放式教育产生了巨大影响,但因在实验教学上的不足,MOOE（Massive Open Online Experiments）便应运而生。MOOE的出现打破了传统实验教学中时间与场地的限制,真正实现了各能力层次、各行业背景的“学生”用户随时随地、按需选择的自主实验学习,因此,开发基于MOOE的学生自主学习系统有充分的必要性。本文提出了基于多级增量镜像的实验镜像管理方案,解决实验镜像存储占用严重,部署效率低下的问题;通过在块设备模拟器与磁盘镜像之间添加缓存层,提升实验并发创建速度;基于虚拟机动态迁移技术,构建了实验主机动态放置模型,解决同一时间段内实验并发运行导致物理集群负载失衡的问题;对Web Socket协议的原理进行了研究,解决自主学习系统中实验环境的远程在线访问问题;为了监控和管理系统,对集群监控技术及虚拟化管理技术进行了研究;最后,开发了在线学习交互平台,为学生访问学习资源提供入口。首先,构建物理集群环境,利用虚拟磁盘增量机制,通过Libvirt及NFS进行实...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
本文组织结构图
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-10-（3）系统根据父镜像关键字搜索基础镜像；（4）系统自动生成存储目录；（5）系统自动生成实验相关配置文件及控制脚本的模板文件；（6）系统访问libvirtd守护进程并从XML配置文件创建虚拟机；（7）管理员选择需要进行质量评价的实验，提交请求；（8）系统通过学习人数、上线时长等指标进行质量值排序。实验制作业务流程如图2-所示。图2-1实验制作业务流程图2.3.3网络管理需求系统利用虚拟机进行数据隔离，但仅在应用程序级别上进行隔离并不能满足实验间的隔离需求。通过为不同用户创建的实验环境构建虚拟子网，实现同一实验内的实验主机可进行相互间通信，而实验间无法通信的网络隔离状态。当同一实验中的虚拟实验主机运行于不同的物理节点上时，为保证其相互间仍可进行通信，需要实现跨主机通信。网络管理支持的具体操作如下所示：（1）管理员用户添加、修改、查询、删除IP地址池内容；（2）系统记录、描述虚拟子网IP地址段；
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-11-（3）系统创建、启动、删除虚拟网桥；（4）系统创建、启动、删除VXLAN组网。2.3.4实验在线访问需求学生用户与设计师用户在登录系统后，可根据个人需求进行相关操作，具体如下：（1）在实验列表点击进入某项实验；（2）浏览实验描述信息，进行实验内容的预习，包括查看文字描述和观看视频描述；（3）点击创建实验环境在线创建实验机；（4）进入实验环境，浏览实验步骤，并操作实验机远程桌面；（5）点击提交实验结果，系统自动对结果进行验证；（6）对实验进行评价及星级评定；（7）进行答题式的实战练习，并分享解题过程，支持自主选题练习和系统选题测试两种方式；（8）设计师用户对学生的提问进行反溃实验操作业务流程如图2-2所示。图2-2实验操作业务流程图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于层次模型分析网络空间安全威胁与对策[J]. 莫雯希. 电子技术与软件工程. 2018(01)
[2]开放教育网络学习测评的实践探索与研究[J]. 胡星. 中国远程教育. 2017(07)
[3]一种基于Linux标准分区的快照方法[J]. 张权,胡晓勤. 现代计算机(专业版). 2017(07)
[4]多学科虚拟实验平台的研究与构建[J]. 林胜青. 数字技术与应用. 2016 (12)
[5]基于负载预测的虚拟机动态调度算法研究与实现[J]. 王浩,罗宇. 计算机工程与科学. 2016(10)
[6]基于开放云存储协议的云存储系统性能评测方法研究[J]. 齐婵颖,李育超,聂睿,覃杨森. 电子设计工程. 2016(19)
[7]网络空间安全对抗演练模型研究[J]. 罗森林,朱帅,王春晓. 信息安全研究. 2016(08)
[8]基于实验项目的开放创新型实验管理系统探究[J]. 孙天昊,杨梦宁,王茜,朱征宇,黄仁. 实验室研究与探索. 2015(08)
[9]J-TEXT远程参与实验系统的设计与实现[J]. 李光,张明,郑玮,张璟,刘睿,庄革. 核聚变与等离子体物理. 2015(02)
[10]基于云计算和虚拟化的计算机网络攻防实验教学平台建设探索[J]. 底晓强,张宇昕,赵建平. 实验技术与管理. 2015(04)
硕士论文
[1]基于KVM虚拟化集群的信息安全实训平台的研究与实现[D]. 胡逸云.北京邮电大学 2017
[2]多目标优化的虚拟机调度模型与关键算法研究[D]. 冯伟.复旦大学 2012
本文编号：3473179
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
本文组织结构图
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-10-（3）系统根据父镜像关键字搜索基础镜像；（4）系统自动生成存储目录；（5）系统自动生成实验相关配置文件及控制脚本的模板文件；（6）系统访问libvirtd守护进程并从XML配置文件创建虚拟机；（7）管理员选择需要进行质量评价的实验，提交请求；（8）系统通过学习人数、上线时长等指标进行质量值排序。实验制作业务流程如图2-所示。图2-1实验制作业务流程图2.3.3网络管理需求系统利用虚拟机进行数据隔离，但仅在应用程序级别上进行隔离并不能满足实验间的隔离需求。通过为不同用户创建的实验环境构建虚拟子网，实现同一实验内的实验主机可进行相互间通信，而实验间无法通信的网络隔离状态。当同一实验中的虚拟实验主机运行于不同的物理节点上时，为保证其相互间仍可进行通信，需要实现跨主机通信。网络管理支持的具体操作如下所示：（1）管理员用户添加、修改、查询、删除IP地址池内容；（2）系统记录、描述虚拟子网IP地址段；
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-11-（3）系统创建、启动、删除虚拟网桥；（4）系统创建、启动、删除VXLAN组网。2.3.4实验在线访问需求学生用户与设计师用户在登录系统后，可根据个人需求进行相关操作，具体如下：（1）在实验列表点击进入某项实验；（2）浏览实验描述信息，进行实验内容的预习，包括查看文字描述和观看视频描述；（3）点击创建实验环境在线创建实验机；（4）进入实验环境，浏览实验步骤，并操作实验机远程桌面；（5）点击提交实验结果，系统自动对结果进行验证；（6）对实验进行评价及星级评定；（7）进行答题式的实战练习，并分享解题过程，支持自主选题练习和系统选题测试两种方式；（8）设计师用户对学生的提问进行反溃实验操作业务流程如图2-2所示。图2-2实验操作业务流程图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于层次模型分析网络空间安全威胁与对策[J]. 莫雯希. 电子技术与软件工程. 2018(01)
[2]开放教育网络学习测评的实践探索与研究[J]. 胡星. 中国远程教育. 2017(07)
[3]一种基于Linux标准分区的快照方法[J]. 张权,胡晓勤. 现代计算机(专业版). 2017(07)
[4]多学科虚拟实验平台的研究与构建[J]. 林胜青. 数字技术与应用. 2016 (12)
[5]基于负载预测的虚拟机动态调度算法研究与实现[J]. 王浩,罗宇. 计算机工程与科学. 2016(10)
[6]基于开放云存储协议的云存储系统性能评测方法研究[J]. 齐婵颖,李育超,聂睿,覃杨森. 电子设计工程. 2016(19)
[7]网络空间安全对抗演练模型研究[J]. 罗森林,朱帅,王春晓. 信息安全研究. 2016(08)
[8]基于实验项目的开放创新型实验管理系统探究[J]. 孙天昊,杨梦宁,王茜,朱征宇,黄仁. 实验室研究与探索. 2015(08)
[9]J-TEXT远程参与实验系统的设计与实现[J]. 李光,张明,郑玮,张璟,刘睿,庄革. 核聚变与等离子体物理. 2015(02)
[10]基于云计算和虚拟化的计算机网络攻防实验教学平台建设探索[J]. 底晓强,张宇昕,赵建平. 实验技术与管理. 2015(04)
硕士论文
[1]基于KVM虚拟化集群的信息安全实训平台的研究与实现[D]. 胡逸云.北京邮电大学 2017
[2]多目标优化的虚拟机调度模型与关键算法研究[D]. 冯伟.复旦大学 2012
本文编号：3473179
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