大数据环境下的智慧校园建设与应用研究

大数据环境下的智慧校园建设与应用研究徐勇（广西民族大学相思湖学院，南宁530000）摘要院我国高校校园网络建设，已经由数字化校园网转变为智慧校园网，特别在大数据、云计算等信息技术快速发展形势下，高校开始对网络中的数据资源、服务项目等进行整合，运用大数据智能信息处理技术，展开教务管理、课程教学、学生学习、生活管理等数据的挖掘与处理，加强不同业务系统之间的数据交流、服务融合，来推进智慧校园网络的建设。主要探讨了大数据等信息技术在高校智慧校园建设中的应用策略，从而为不同行为主体的数据分析、决策提供依据。关键词院大数据；智慧校园；建设；应用大数据技术是面向海量数据资源的管理技术袁主要包括Hadoop分布式模块尧Hadoop应用程序尧MapRe鄄duce软件框架尧Hive数据仓库等组成结构袁可以完成数据及云计算技术袁应用到高校智慧校园网络的建设中袁可以实现多种软件尧硬件设备之间的互联互通袁强化不同网络服务平台的数据共享尧功能拓展袁进一步推动高校教务管理尧教学及科研服务的智能化遥数据信息的查询尧整合尧分析与存储等操作遥通过将大对学费缴纳尧食堂刷卡尧洗浴管理等的配套生活系统袁可以记录教师尧学生等主体的生活状况袁并为不同主体提供多样化的生活服务遥例如院当下高校智慧校园所建构的野一卡通冶系统袁就将学费缴纳尧食堂消费尧校内乘车尧洗浴打水尧超市购物等多种业务袁集成到智慧校园生活系统中袁教师或学生可以刷卡袁或者登录智慧校园生活APP平台袁享受一站式校园服务遥1.2目前高校智慧校园建设中存在的问题渊1冤高校业务管理与服务缺乏有效的对接尧融合遥渊3冤智慧校园生活系统遥智慧校园生活系统袁是针11.1高校智慧校园建设的主要内容高校智慧校园主要内容及建设中存在的问题现阶段根据高校不同部门具体业务工作的差异性袁虽然多数高校已建立起数字化校园管理系统袁不同校内日常生活事务等进行处理袁但不同校园业务之间缺乏对接与融合袁网络数据资源无法形成共享袁这成为智慧校园建设面临的主要问题遥比如高校管理部门只负责某一可以将智慧校园系统袁分为智慧教务尧智慧教学尧智慧学习尧智慧校园生活等组成部分袁各部分分别负责校内某一方面的日常事务遥学事务的管理系统袁包括课程安排尧教师选择与管理尧课时组织与管理尧课后教学成绩评价等遥高校领导或管理部门袁会针对智慧教务系统的要求袁展开教师教学流程尧学生学习过程的监督与评价袁并将相应教学评价结果袁与教师工资尧绩效奖金尧职称评定等挂钩袁以强化教师课程教学的规范化建设遥习系统袁是一种在线网络教育系统袁教师可以搜集网络渊2冤智慧教学与智慧学习系统遥智慧教学尧智慧学渊1冤智慧教务系统遥智慧教务系统是对校内各项教主体可以通过网络平台袁对各项行政事务尧教学事务尧项学院事务袁而不同业务存在着不同的信息管理平台袁教师或学生主体只有到具体地点袁才能完成行政事务的实地办理遥而且不同行政业务的网络应用较多袁用户只有通过不断下载多种软件APP袁才可以在网络中进行事务的处理袁这显示出校园业务流的闭环化尧数据信息的孤岛化袁为校内人员的信息业务办理带来较大困难遥基金项目：2019广西高校中青年教师科研基础能力提升项目叶基于大数据时代下的智慧校园构建研究曳袁项目编号2019KY1018遥作者简介：徐勇渊1979-冤袁男袁硕士袁讲师袁研究方向院软件工程遥收稿日期：2019-06-122019.09中的教学资源袁制作多媒体网络在线教育课程袁并将相关的教学视频尧学习资料等袁上传至校内网络平台中遥学生可以借助于智能手机尧平板电脑等移动设备袁进行某一学科专业课程的学习袁网络客户端会记录教师教学尧学生学习的状况遥101业课程教学为高校最重要的事务之一渊2冤高校课程教学质量评价尧学习考评形式化袁而教师教学质遥专量尧学生学习情况的好坏袁又决定着学生未来的就业与职业发展遥但当下高校智慧校园建设袁仍旧未构建与之相配套的教学考评体系袁仍旧将学生的考试成绩袁作为教师教学尧学生学习评价的主要参照因素遥这一问题产生的原因袁在于高校没有引入大数据云计算教育平台袁也就无法根据大数据教学指标的指导袁对学生课程学习状况进行数据挖掘与分析袁对教师课程教学环节尧在线教学内容等作出规范袁由此使得高校教学质量评价尧学习考评过于形式化袁不能体现学生真实的理论学习尧专业技能掌握状况2高校智慧校园建设中应用到的大数据技术遥2.1大数据技术为智慧校园建设所用到的重要技术大数据技术的主要架构袁包括Hadoop系统尧HDFS分布式文件系统尧Spark并行计算系统等组成遥其中Hadoop系统为大数据技术的主要框架袁Hadoop作为分布式数据计算平台袁包含Hive数据仓库尧HDFS文件系统尧NameNode访问控制模块尧DataNode据信息袁请求响应等部分Hive数据仓库遥负HDFS责查询文件系统负责存储数HDFS中的数据袁NameNode尧件袁NameNodeDataNode负责文件名称空间的管理为运行在HDFS文件系统中的软尧外部访问控制袁DataNode负责客户请求的响应尧发送与接收数据的响应遥2.2高校智慧校园中数据的抽取智慧校园建设中的大数据抽取、清洗、转换和分析尧清洗尧转换袁主要利用开源ETL工具Kettle袁进行数据处理脚本的编写与运营袁来完成网络中各软件系统数据的采集工作袁并将数据存储至结构化数据库MySQL尧非结构化数据库Hive等遥首先数据抽取会使用DBMS尧ODBC等提供的数据库链接袁从DW尧Hive尧Hbase等数据仓库服务器中袁抽取需要的数据源文件袁然后将源数据转变为.txt或.xls格式袁导入至ODS数据仓库中遥特别对于海量数据的网络系统袁则要采用增量抽取方式袁根据ODS数据仓库中记录的时间戳袁从高校教务管理尧业务记录等平台袁进行教务管理数据尧教学数据等的抽取遥之后数据清洗是对不符合要求数据的清除尧结构转换袁包括数据噪声去除尧无关数据清除尧错误或重复数据去除袁数据清洗可以被用到DW数据仓库尧TDQM数1022019.09据质量管理等系统中遥在海量高校业务数据清洗过程中袁可以对多个数据仓库尧数据源中的数据信息袁进行合并与集成处理袁然后利用SQL数据清洗工具袁对不完整业务信息尧错误或缺失的数据内容进行清洗袁包括数据格式尧日期格式不正确袁以及数值输入错误等数据的抽取尧清洗和修正袁并及时更新清洗后的优质数据信息遥最后袁对清洗过的数据进行转换袁数据转换包括为数据类型尧数据粒度的转换袁比如进行XX0001尧YY0001统的数据需求等数据编码的统一转换袁进行数据粒度尧袁精细度的转换还要根据不同业务系袁并对转换后的不同粒度数据袁存储至数据仓库中完成聚合遥在完成所有数据处理后袁要展开结构化数据尧非结构化数据的智能分析3大数据环境下的智慧校园建设与应用策略袁将数据处理结果显示到可视化平台中遥3.1高校智慧校园的建设依托大数据技术建构的智慧校园信息服务框架袁要按照高校领导尧教师及学生的日常事务需求袁开展多种多样的智慧服务袁包括办公管理尧教学管理尧学生管理尧移动校园尧综合信息等服务遥而当前高校所建构的智慧校园信息服务框架袁通常利用大数据技术尧云计算平台及后台数据库等软硬件袁搭建基础层尧大数据支撑层尧智慧服务应用层尧展示层等层级袁并对不同业务系统的数据信息进行挖掘尧整合处理与分析等袁来完成校园内行政管理尧教育教学尧教师及学生信息管理尧日常生活服务提供等工作袁具体构架如图1所示遥展示层一站式校园信息服务网站及客户端办公教学移应用层管学生综动理管管合信校服理智慧服务务服理园务服息务服服务务校园一卡通统一身份认证统一内容管理大数据支撑层数据挖掘引擎数据交换与通讯云平台服务器尧后台数据库基础层基础网络设施有线/无线网络图1主要包括基础网络设施渊1冤基础层遥校园网络为高校智慧校园的基础层尧有线/无线网络等袁可以构建袁起多种硬件设备互联的物联网体系遥在不同网络设备通信尧数据传输的过程中袁通常借助于物联网组网技术袁以及无线传感器模块尧IP协议袁进行不同云平台服务器尧数据服务器尧客户端节点的数据通信控制遥而且智慧校园网络的基础层袁还存在网关防火墙尧延迟容忍网络防火墙等通信协议袁能够有效过滤未经允许的尧异常的数据访问尧信息查询袁从而尽可能保障校园网络中数据通信尧传输与存储的安全性遥心层级渊2冤袁其中包含着数据采集大数据支撑层遥大数据支撑层为智慧校园的核尧分析与存储的软硬件设施袁如云平台服务器尧MapReduce数据挖掘引擎尧Hive或Hbase数据仓库尧HDFS分布式数据储存等模块袁不同模块分别负责大数据信息的挖掘尧交换尧整合处理与存储遥通过主数据管理平台尧应用平台等体系的建立袁可以通过历史数据尧业务系统数据尧代码数据等进行挖掘与分析袁完成用户身份认证尧一卡通管理尧校务内容管理等活动袁并形成校园内不同系统的互联互通尧数据资源共享遥师生提供多种服务渊3冤应用层与展示层袁其涵盖应用软件遥智慧服务应用层主要为高校尧移动硬件设备等组成结构袁可以提供办公尧教学尧科研尧日常事务等多方面服务遥教师及学生能够通过智能手机尧平板电脑尧PC袁网络平台中的业务系统及服务端口登录校园信息服务网站或移动客户端袁来完成公共业务办袁访问校园理尧教务及教学管理尧个人信息管理和数据资源获取遥例如院学生进入在线教育学习平台袁就能够进行专业课程内容的学习尧多种学习资料的下载袁因此高校智慧校园的应用层级袁能够满足不同校内用户智慧教学尧智慧学习尧生活服务等网络需求遥3.2智慧校园海量数据内容的采集与整合渊1冤高校智慧校园建设的数据整合、业务服务整合流程高校智慧校园建设的数据整合流程袁通常依托遥当前高校Hive数据仓库尧主数据管理平台等系统模块袁对某一业务系统中的数据资源进行整理提取出重要的数据字段袁并将其存储至大数据平台的后台数据库中遥在这一数据整合流程的执行中袁数据挖掘引擎MapReduce通常会从原有数据库中袁抽取出重要的数据源文件袁并将其存储至ODS数据仓库袁这样既能够保证原有数据的完整性袁又可以不断对现有数据信息进行实时更新与回填袁从而实现不同业务系统中数据的统一性尧标准性与准确性遥渊2冤高校智慧校园建设的业务服务整合流程遥高校多种业务服务的实施袁主要利用面向服务的架构模型渊SOA冤袁业务建模是一种应用程序为师生等群体提供不同功能单元的服务袁与网络操作系统尧硬件平台遥SOA互相分离的服务架构袁智慧校园不同业务功能的对接与实现袁会通过各种服务接口进行连接袁这种业务服务整合模式袁不仅能够保证不同服务的互相独立运行袁而且也能更加方便地对业务信息系统进行功能拓展袁加强多种信息平台之间的数据交换与通信遥其中云计算平台尧后台数据库及服务器等设备袁可以保证原有数据平台数据连接尧功能拓展的开放性袁同时也会设置野私有云冶云服务模式袁构建校园网关防火墙尧网络边界路由等防护措施袁来避免不明用户对校内数据资料尧公共服务的窃取4结语遥高校智慧校园是集大数据尧云计算尧物联网等技术袁于一体的综合智能化校园网络系统袁相比于传统的数字校园网络袁其主要存在数据海量化尧硬件设备互联化尧信息资源共享化尧业务处理综合化的特征遥因此针对不同部门尧不同业务处理的服务需求袁高校智慧校园可以借助于大数据尧云计算计算袁进行网络化校内软硬件平台的搭建袁对接收到的数据信息展开挖掘尧整合尧分析与存储袁为不同校园主体提供更加人性化尧智能化的服务遥参考文献[1]汪升华讨[J]..电脑知识与技术大数据环境下高校智慧校园建设分析与探,2016,(19).[2]究陈克明[J]..数字技术与应用大数据时代高校智慧校园服务平台建设研,2015,(12).[3]辛建平设策略,[J]万波.电脑知识与技术.智慧校园信息化运行支撑平台的建,2017,(08).[4]武涛国多媒体与网络教学学报.大数据在校园信息化建设中的应用(上旬刊),2018,[J](07)..中2019.09103