基于微服务架构的移动教学平台设计研究——以《计算机应用基础》课程为例.pdf

第 期(总第 期)年 月山西电子技术研究与探讨收稿日期:作者简介:郝佳晶()女山西大同人讲师硕士研究方向:计算机应用技术文章编号:()基于微服务架构的移动教学平台设计研究 以计算机应用基础课程为例郝佳晶(山西职业技术学院山西 太原)摘 要:随着计算机应用基础课程学习的用户增多对课程的学习需求也日趋复杂为了满足多元化用户学习需求对微服务架构、移动 开发技术展开了深入研究并在此基础上设计与实现了一个移动教学平台利用微服务框架实现系统服务的解耦和组件化大大简化了系统开发的代码复杂性提高了系统可扩展性与易维护性关键词:微服务计算机应用基础移动教学平台中图分类号:文献标识码:():.:引言随着计算机技术的广泛应用计算机基础应用成为高职院校学生和社会在职人员所必须掌握的一项公共专业技能计算机应用基础课程不仅只在计算机专业开设还需要面向其他专业学生、社会用户提供相关方面的教学服务 迅速扩大的学习群体、多元化的用户需求计算机应用基础传统的课堂教学模式已经很难满足因此本研究提出了基于计算机应用基础课程的线上移动教学平台解决方案借助网络技术与移动通讯技术构建更为灵活的教学模式为用户提供丰富的学习共享资源满足用户随时随地的学习需求 移动教学平台的关键技术.微服务架构微服务架构是基于微服务的一种系统解决方案而微服务是指能够协同工作的、功能明确且自治的“小”服务 这些服务能够独立开发、迭代和模块化部署服务与服务之间可以采用统一的数据格式进行通信大大降低了系统开发难度简化了代码量微服务架构所具有的优势主要有以下几个方面:)服务的异构性微服务架构提供了统一化、标准化数据通信格式和服务调度机制因此微服务的开发只需考虑业务需求本身无需被开发技术、开发语言、开发框架所局限微服务对于底层服务的异构性实现很好的屏蔽)系统的容错性微服务框架将服务以组件方式接入到服务系统当中服务与服务之间具有明确的服务边界单个服务实例的错误不会导致系统其他功能的正常运行大大提高了系统的容错性)易于扩展和部署紧耦合方式开发的系统在功能扩展和系统部署时代码改动量会非常大而且每次都需要对整个系统进行打包和部署 微服务架构则只需要以模块的形式对所涉及的服务进行代码修改或部署即可既不会影响整个系统的结构设计也无需对整个系统进行部署.移动 开发移动 开发是指基于移动端的 服务开发所涉及的核心技术有、等)是 开发最为核心的语言标准之一 提供了前端页面的各类元素显示与设备交互的规范并新增了智能表单、绘图画布、多线程处理等功能能够适配各种显示终端包括移动端和 端)框架是以 语言为核心、集合了 动态样式的封装框架集合了 语言的执行高效、封装性高、体量小等技术优势主要用于系统前端 页面的动画效果实现和逻辑事务的动态控制 采用 框架可以快速实现页面样式的统一化风格设计也可以进行前端页面访问的安全验证)框架是基于 核心语言库所构建的轻量级企业软件开发框架适用于微服务组件的划分和重组 其核心容器采用 代码框架将代码开发与框架配置实现了解耦通过 上下文完成框架配置的文件构建最后通过 所构建的多个抽象层分别实现微服务模块的逻辑隔离、数据库交互异常处理等功能 移动教学平台需求分析移动教学平台旨在实现计算机应用基础课程线上教学资源的共享和在线教学活动的开展主要面向的用户包括教师、学生、社会在职人员以及系统管理员面向教师用户移动教学平台需要具备教学资源管理、教学活动管理和学生信息统计等功能 其中教学资源管理主要是指对教学资源的上传、下载、编辑、修改、删除等操作功能教师用户可以通过该功能模块针对自己上传的教学资源进行管理并对资源的浏览量数据进行统计、查看教学活动管理包括学员分组管理、主题交流管理、指定教学资源的分享对象管理等功能教师通过该模块可以实现与学员的在线主题交流、在线资源分享学生信息统计功能可以协助教师用户对所属自己任课班级的学生进行相关信息的统计包括学生在线学习时长、资源浏览次数、平台活跃度等面向学生和社会在职人员两类用户移动教学平台需要提供可匿名访问的共享资源和通过身份验证的权限内共享资源两种服务模式 其中无限制的资源共享包括各类教学相关的资讯、公告和通识基础类教学内容等身份验证后可共享的资源是指教师发布资源时有指定受众范围的包括面向教师授课班级、社会培训班级范围内发布的课程资源、交流主题、作业、课外拓展等资源系统管理员则主要负责维护系统后台包括所有的用户数据和教学资源 移动教学平台的架构设计与功能设计.平台架构移动教学平台的架构设计采用/架构前端浏览器包括 端的数据管理系统与移动端的教学服务系统两大模块后端服务器包括 服务端与其他异构服务器两部分 如图 所示图 移动教学平台的架构设计前端浏览器的 端数据管理系统主要服务于系统管理员系统管理员通过浏览器页面可以进行系统数据的增、删、改、查以及系统基本参数设置、日志管理、数据备份等操作 而移动端的教学服务山 西 电 子 技 术 年第 期 年第 期郝佳晶:基于微服务架构的移动教学平台设计研究系统主要面向应用用户提供各类教学资源的服务和交互功能后端服务器以 服务器为核心设计了分层式微服务架构包括微服务治理层、微服务通信层和微服务提供层 通过层次式微服务可以实现底层异构服务的接入和共享如各类关系型数据库的接入、存储服务和计算服务的接入等其中微服务治理层主要用于接收与响应来自客户端的微服务请求事件首先用户提交的服务请求会通过 网关设置 接口进行接收然后通过熔断服务对请求中所需的微服务进行状态查询以判断该服务是否可用如可用则通过中间层微服务通信层进行调用 为了确保系统的安全可靠治理层还提供了访问限流机制当用户并发数超过了设定阈值就会出发限流机制对系统进行保护微服务通信层用于规划各个微服务之间的通信机制和调用方式 考虑到微服务之间还存在互相调用的情况因此通信格式需标准化、统一化以便于服务的接入和扩展 该层的通信机制设计主要采用异步方式消息发送后即继续处理其他事务当有数据返回时再切换到消息接收角色进行数据处理通信格式主要是 数据封装格式 数据包通过序列化字符串标记数据对象大大减少了数据长度以提高数据传输度是一种轻量级的数据传输格式且内置有多种函数用于实现不同数据格式的解析和封装微服务提供层用于实现对微服务的管理与调度具体包括用户管理服务、消息管理服务、应用服务等 用户管理服务包括对用户身份的合法性验证、用户信息管理等功能消息管理服务包括系统消息、用户消息的发布、编辑、管理等功能应用服务包括存储空间管理、数据计算等服务 微服务调度机制的设计分为 个步骤:)对接入底层的微服务进行实例注册注册后微服务实例才允许被调度)为微服务分配端口 网关通过查询服务注册表获取需调用的微服务的接口)根据预先设置的调度策略从注册列表选择合适的微服务实例进行调用后端异构服务用于实现具体的微服务接入针对系统的具体功能需求接入所需微服务当微服务接入到平台后端就会向微服务提供层提交注册请求完成信息注册每个微服务都可以共享微服务提供层的注册列表以便于微服务之间的互相调用.平台功能移动教学平台功能设计主要包括 个模块:微课视频、教学咨询、交流互动、系统设置如图 所示图 移动教学平台的功能设计微课视频模块提供了计算机应用基础课程中的 个模块的视频学习资源并能够记录用户的相关学习数据包括学习时长、视频浏览个数、收藏数、点赞数等便于用户对个人的学习情况进行查询教学咨询模块面向用户提供了课程学习以外的相关服务功能包括课外资源共享、教学通知查询、学习积分查询 个子功能模块 课外资源共享主要是提供了课程学习所需的电子文档资源用户可以在线浏览相关资源但不能下载教学通知查询是为了便于用户查询课程的各类教学安排以便用户及时跟进学习进度学习积分查询可供用户查询个人的学习积分并按照视频学习情况、习题练习情况等细项分别统计用户的学习情况交流互动模块为用户提供了线上交流功能用户通过该模块可以在线发布意见反馈、参与调查问卷、发布个人的学习作品、进行习题练习等 结论为了满足各类社会群体对计算机应用基础课程的学习需求同时考虑到用户涉及面广、数量多、需求复杂等问题本研究尝试设计与实现了一个基于微服务架构的移动教学平台以实现移动端线上教学资源的共享与管理以便于用户随时随地进行课程学习 采用微服务架构大大提高了系统的功能可扩展性与易维护性有利于平台资源的长期共享参考文献 吴化尧邓文俊.面向微服务软件开发方法研究进展.计算机研究与发展():.刘云龙.基于 的天津港办公自动化系统的设计与实现.天津:天津理工大.潘志红汤海凤.基于移动教学平台的课程设计与实现:以图形图像处理技术课程为例.科技资讯():.