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云计算-移动云计算环境下教学资源中心平台构建研究.pdf
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移动云计算环境下教学资源中心平台构建研究
1
移动云计算环境下教学资源中心平台构建研究
摘 要
随着信息技术产业和宽带网络的快速发展,云计算技术已经达到一个崭新的
高度,加上用户对智能手机等移动终端设备的使用率不断上升,移动云计算渐渐
地在各个行业展现出其强大的魅力。同样,移动云计算技术也为教育事业的发展
创造了无限的可能和新的动力。现阶段,以校园网为基础建立的教学资源平台系
统仍然存在诸多问题,比如登录用户过多时,对服务器的处理能力要求较高,运
行和维护的成本不断增长,系统存储空间有限,教学资源分类单一,并受到时空
限制等。因此,本课题的研究不但可以紧跟 IT 技术发展的趋势,而且在平台系
统的搭建过程中探究如何实现移动终端用户对高校教学资源平台的共享共知共
访,对教学资源进行有效的整合,提高用户使用云平台系统中各项服务的效率等,
都具有重要的科学理论价值和实践意义。
本文的创新点在于利用移动云计算技术的特点,与教学资源平台系统相结
合,不仅满足用户使用移动终端访问平台系统的需要,而且提高了平台系统的使
用率,同时使用 Mahout 聚类算法工具对教学资源数据进行聚类分析研究,为高
校教学资源使用创造更完善的可行性。
本文搭建平台系统涉及移动云计算和 J2EE 等相关技术,应用 Hadoop 开源
软件框架中的 HDFS 文件系统,解决海量教学资源数据存储的难题,MapReduce
并行计算框架来提高系统对资源数据的批量处理,采用 B/S 架构模式,设计搭建
一个基于移动云计算环境下教学资源中心平台系统;设计中使用 Mahout 工具实
现资源数据的聚类分析,建立数据模型,并利用 Canopy 算法的优势对 K-means
算法的参数 K 进行预处理操作;最后通过运行平台系统并进行相关实际操作,
达到实现各功能模块的目的。
虽然通过移动云计算技术对 Hadoop 平台在教学资源存储与处理上有了更加
全面深入的了解研究,但仍存在许多问题,例如移动端用户使用 B/S 架构模式时
操作不方便,服务器端负担大,云平台系统如何实现对教学资源更有效的挖掘优
化,更好的满足用户的体验效果,这些都将成为今后研究的依据和方向。
关键字:移动云计算技术,教学资源平台,Hadoop 架构,Mahout 聚类研究
万方数据
移动云计算环境下教学资源中心平台构建研究
2
Abstract
With the rapid development of information technology and broadband network,
cloud computing technology has reached a new level. With the increase of the
utilization of smart phones and other mobile terminal equipment, mobile cloud
computing technology has gradually played an important part in various fields. Also,
mobile cloud computing technology has provided unlimited possibilities and new
power for the development of education. At present, the teaching resources platform
system which is on the basis of the campus network still has many problems, such as
the high requirements to the server processing capabilities while too many users log
on, the increasing cost of operation and maintenance, the limited storage space of the
system, the simple classification of teaching resources which is also limited by time
and space, etc. Therefore, this research can not only keep up with the trend of the
development of the IT technology, but also have important theoretical value and
practical significance on the exploration of how to realize mobile terminal users to
share and visit the universities teaching resources platform in the process of the set-up
of the platform system, on the effective integration of teaching resources, and on the
improvement of efficiency of users’ using the service of cloud platform system etc.
The innovation of this paper is that it applies mobile cloud computing technology
to the teaching resources platform system, not only satisfies the demand of the mobile
terminal users’ access, but also improves the efficiency of the platform system, uses
the Mahout clustering to analyze the data of teaching resources and offers the
integration of university teaching resources a higher feasibility.
The platform system in this paper combines the mobile cloud computing
technology with the J2EE technology, uses the HDFS in the Hadoop Architecture to
solve the storage problem of massive data, uses MapReduce parallel computing
framework to improve the batch processing of the data, adopts B/S mode to design the
teaching resources platform system on he basis of mobile cloud computing
environment; During the design, it uses Mahout clustering to analyze the data of
teaching resources and establish the data model, and use Canopy algorithm to process
the K in the K-means algorithm; at last it realizes the function of every module in the
platform system.
Although we have some further research on the storage and processing of the
teaching resources in Hadoop Architecture through the mobile cloud computing
technology, there are still many problems, such as the inconvenience of the operation
万方数据
移动云计算环境下教学资源中心平台构建研究
3
of B/S mode users, the burden on the server, how to make the exploration of teaching
resources more effective using cloud platform, how to meet the user's demand better.
These are all the focus of future research.
Key words: mobile cloud computing technology, teaching
resources platform, Hadoop architecture, Mahout
clustering analysis
万方数据
移动云计算环境下教学资源中心平台构建研究
4
目录
第一章 绪 论 ................................................................................................................................... 1
一、研究课题的背景 ............................................................................................................... 1
(一)移动云计算的兴起与应用 ................................................................................... 1
(二)云计算平台应用现状 ........................................................................................... 2
(三)教学平台研究现状 ............................................................................................... 3
二、研究的目的和意义 ........................................................................................................... 4
三、论文的主要研究内容 ....................................................................................................... 5
四、本章小结 ........................................................................................................................... 5
第二章 相关原理与技术 ................................................................................................................. 7
一、云计算和移动云计算技术 ............................................................................................... 7
(一)云计算概述 ........................................................................................................... 7
(二)云计算的服务层次 ............................................................................................... 7
(三)移动云计算理论 ................................................................................................... 8
(四)移动云计算技术层次 ........................................................................................... 9
二、Hadoop 概述 ................................................................................................................... 10
(一)分布式文件系统 HDFS ...................................................................................... 10
(二)分布式计算框架 MapReduce ............................................................................. 11
(三)分布式数据库 HBase ......................................................................................... 11
(四)Hadoop 扩展组件 ............................................................................................... 11
三、J2EE 技术 ....................................................................................................................... 12
(一)J2EE 概述 ........................................................................................................... 12
(二)J2EE 体系结构 ................................................................................................... 12
四、Mahout 数据模型 ........................................................................................................... 13
(一)Mahout 聚类实现方式 ....................................................................................... 13
(二)相似度计算 ......................................................................................................... 14
五、本章小结 ......................................................................................................................... 16
第三章 平台系统需求分析及设计 ............................................................................................... 17
一、平台系统需求分析 ......................................................................................................... 17
(一)用户需求分析 ..................................................................................................... 17
(二)系统功能需求分析 ............................................................................................. 18
(三)平台性能需求分析 ............................................................................................. 18
二、系统功能结构设计 ......................................................................................................... 19
(一)平台系统架构设计 ............................................................................................. 19
(二)平台系统结构设计 ............................................................................................. 21
三、平台系统功能模块设计 ................................................................................................. 21
(一)教学资源存储模块 ............................................................................................. 21
(二)教学资源应用模块 ............................................................................................. 25
(三)数据挖掘模块 ..................................................................................................... 29
(四)平台管理模块 ..................................................................................................... 34
五、本章小结 ......................................................................................................................... 36
第四章 平台系统实现 ................................................................................................................... 37
万方数据
移动云计算环境下教学资源中心平台构建研究
5
一、教学资源平台搭建 ......................................................................................................... 37
(一)运行环境的软硬件要求 ..................................................................................... 37
(二)集群运行环境配置 ............................................................................................. 37
二、系统平台功能模块实现 ................................................................................................. 41
(一)登录注册模块实现 ............................................................................................. 41
(二)教学资源存储模块实现 ..................................................................................... 43
(三)教学资源管理模块实现 ..................................................................................... 44
(四)平台系统管理模块实现 ..................................................................................... 45
三、本章小结 ......................................................................................................................... 46
第五章 实验分析及结果 ............................................................................................................... 47
一、系统功能测试 ................................................................................................................. 47
二、系统性能测试 ................................................................................................................. 47
三、算法实验结果及分析 ..................................................................................................... 48
第六章 总结 ................................................................................................................................... 50
一、本文工作的总结 ............................................................................................................. 50
二、未来工作的展望 ............................................................................................................. 50
参考文献......................................................................................................................................... 52
致谢 ................................................................................................................................................ 54
个人简历......................................................................................................................................... 55
万方数据
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