校企合作平台架构技术研究

摘 要：针对校企合作需求共享服务资源问题，提出“基于云计算的协同智能组合模型”，通过云服务创建接口，在云中实现共享服务。文章以校企合作为研究对象，为达到平台知识体系协同服务、智能分析的目的，以基于云计算的体系架构入手，针对校企合作特性，首先从战略角度构建校企合作运行模式；然后根据采集样品信息，从动态角度探讨Web服务运行机制。分析结果表明，实践平台云是有效可行的，优于传统服务技术，能够为系统设计提供新思路，可以实现网络教学资源共享云模型。

关键词：云计算；协同智能模型；校企合作

中图分类号：TP399 文献标识码：A

Abstract： Aimming to school-enterprise cooperation resources shared services， proposed“cloud-based collaborative intelligence portfolio model”， created interface by the cloud services， shared services in the cloud. This school-enterprise cooperation as the research object to achieve the collaborative of knowledge services platform， intelligent analysis of the purpose of cloud-based computing architecture starting characteristics for school-enterprise cooperation， first of all from a strategic point of building the operating mode of enterprise cooperation； then samples collected information from the dynamic point of view of web services operating mechanism. Theoretical analysis shows that the cloud is feasible and practical platform， and superior to the traditional services technology to provide new ideas for system design， the network can share the cloud model of teaching resources.

Key words： cloud computer； collaborative intelligence； school-enterprise cooperation

云计算作为一种新的服务化计算模式，近年来正在产业界兴起并逐步走向成熟。云计算是一种基于互联网计算的新模式，通过云计算平台把大量的高度虚拟化的计算资源管理起来，组成一个大的资源池，用来统一提供服务，通过互联网上异构、自治的服务形式为个人和企业用户提供按需随时获取的计算服务。

云计算背后的架构是由一系列云计算服务器相互连接组成大规模的网络，就好像是并行运算的网格，通过虚拟化技术来提供服务器的利用率和处理能力[1]。云计算是基于互联网的超级计算模式，通过架构一个分布的、可全球访问的资源结构，使数据中心在类似互联网的环境下运行计算，即把存储于个人电脑、移动电话和其他设备上的大量信息和处理器资源集中在一起，协同工作。云计算的系统架构一般由用户交互界面、服务目录、系统管理、供应工具、监测和服务器集群组成[2]。用户通过前端的用户界面从服务目录中选择符合自己需求的服务。然后，用户请求被发送到系统管理程序中，进而系统管理程序调用应用提供工具根据用户请求选择适合的服务，并分配云计算的系统资源来提供云计算服务。

1 校企合作平台设计与研究

云计算是新兴的共享基础架构的方法，其基本原理是透过网络将庞大的存储和计算处理程序分布到大量分布式计算机中，并提供相应的应用程序服务，使得企业能将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。

1.1 基于云计算的协同智能组合模型设计与研究。在一个动态、开放的云计算环境中，为了向用户提供随时随地的透明服务，需要系统能够根据用户的移动性、终端设备的资源受限性、任务及能够的多样性和多变性等，将多个服务进行组合，来构造个性化的应用程序[3]。如何将单个的服务动态地组合起来，形成更加复杂的服务协议和标准，就成为云计算体系结构下实现按需计算的关键[4]。服务组合的本质是将一系列服务组件按某些规则组合起来，使它们相互系统执行。服务组合模型可以反应上层应用业务模型的变化，并通过功能的抽象描述和底层的服务实体相结合，适应底层信息基础设施变迁。

针对人工智能、语义识别、逻辑推理等传统手段只能够在一定程度上改进服务组合体系，并不能解决服务组合快速、精确性的难题[5]。本文从云计算的角度，提出一种基于云计算的语义服务组合模型，利用云计算平台是一种定性与定量之间相互转换的有效理论体系，把概念的模糊性和随机性有机结合在一起。本文主要依据云计算语义服务组合方法，抽象出了一种云计算应用服务组合的实现框架，该实现框架包含服务请求者和云计算服务提供商两种角色，以及翻译器、组合管理器、执行引擎、服务匹配器和服务库五个服务部件，协同完成云计算应用服务的组合工作，服务组合模型的执行流程如图1所示。

云计算服务提供商将原子服务在服务注册中心服务器进行注册，服务请求者提出服务请求，服务请求包含自然语言的描述，通过翻译器翻译后，将自然语言的描述转换成计算机语义[6]，传递给组合服务管理器。服务组合管理器根据服务请求者提交的服务请求描述进行服务组合，最后把生成的组合方案传递给执行引擎。执行引擎把组合方案进一步传递给服务匹配器，服务匹配器查询服务注册中心服务请求的描述信息，最后选定合适的云服务，并将选定的结果反馈回执。执行引擎根据服务匹配器选定的服务序列，调用对应的云服务，并把最终的执行结果传递给服务请求者。

（1）云计算服务提供者：主要负责在云计算平台中提供服务，通过图1中的服务注册中心服务器进行服务注册，这是进行服务组合的先决条件。

（2）服务请求者：即使用服务的对象，需要提交自然语言的需求描述，该描述经过翻译器翻译后，从自然语言转换成计算机能够识别的语义信息，传递给组合服务管理器。

（3）服务组合管理器：根据服务请求者提交的描述，进行服务的组合，最后把生成的组合方案传递给执行引擎。

（4）执行引擎：把上一步服务组合管理器提交的组合方案进一步传递给服务匹配器；根据服务匹配器选定的服务序列，调用相应的Web服务，把最终执行结果传递给服务请求者。

（5）服务匹配器查询服务注册中心服务器中现有Web 服务的描述信息，如Qos 描述信息等，进行和需求信息的匹配，最终选定合适的Web 服务，并将选定的结果反馈回执行引擎。

1.2 实践平台云架构设计与研究。实践平台云架构是云计算技术在网络教育领域的迁移，是未来网络教育的基础架构，包含了从事网络教育所必须的一切软硬件计算资源，这些计算资源虚拟化之后，向企业、学校、学生提供以租用计算资源为形式的服务，是沟通学校与企业、理论与实践、培养与成材之间的桥梁，是一条利企、利校、利学生的多赢之路。

实践平台云架构基本架构如图2所示，由物理资源池、基础管理层、应用接口层和实践平台应用层组成。实践平台云区别于其它云的关键在于实践平台应用层。它体现实践平台主要业务逻辑，由一组经拓展了的网络教育模块组成。实践平台应用层主要包含：（1）网络教学与管理程序，实现网络教学和管理业务，包含实践教学平台、教务管理系统、办公系统、项目实战、学术交流等；（2）实践平台应用程序，包含流媒体播放、文档阅读、项目交流、电子邮件、上传下载项目方案等程序；（3）实践平台中间件，通过中间件系统，实践平台云用户可快捷开发出所需的网络教育程序。

从学校、企业机构来看，其形态将会是一个个如同Google的运营和服务中心，可以简单地将它视为数据中心+计算中心

+界面或接口。通过界面或者接口，云用户即可获得开展网络教学的一切计算资源。一方面，学校机构可以将教学资源、人才供应资源存储在云中，学生利用云中提供的教学中间件开展学习业务，企业可以提取人才信息；另一方面，企业可以将本企业的项目存储在云中，使得学校可以提取企业提供的各种服务接口。学校或者企业机构与实践平台云服务中心紧密合作可能是未来实践平台云应用的主要形态。

1.3 实践平台云架构运行模式。在多处理机系统中，任务分配和调度的一个主要目标是平衡各处理机间的负载，并以此提高并行处理的效率[7]。基于分布式计算的云计算技术，对Web服务进行抽象整合，获取微型不可再分割的线性无关服务单元，提交给多部服务器处理。通过异步服务请求的无关作业调度算法、弱相关作业调度算法以及强相关作业调度算法，提高异步服务请求的调度效率。

理论上借鉴“分布式动态负载平衡算法”的思想，本研究模型主要涉及“任务管理机制”、“任务排队机制”、“任务执行机制”、“执行结果存储”四个模块的设计。分析设计模型在任务的接受、状态查询、异常任务的处理上比较是否在时间、空间上都有提高，验证不同任务机制在异步调度的分配上如何影响系统运行的。

在云端服务请求者和服务间添加一个异步服务访问框架，框架的设计基于如下思路：

（1）将一个信息请求进行解析对应到一个或多个服务，这多个服务的调用结果汇聚综合，形成对请求的响应。

（2）具有消息缓存功能，一方不可用或网络状况不好的情况下避免消息丢失。

（3）同一个信息资源在服务高峰期，将有大量的请求消息，需要提供消息管理能力；由于一个请求对应一个或多个服务，请求/响应比单个服务的调用复杂，需要保证多个服务的调用、调用结果的综合、请求的应答等的效率。以消息流转的过程描述框架如图3所示。

2 实施流程

云计算方案的实施与普通IT方案没有特别大的差异，需要注意物理资源准备[8]。具体做法：建立资源池，通过服务器、存储和网络的虚拟化技术，将计算资源按照不同的标准组织成不同的资源池。基于一个资源池可以动态分配资源给不同的用户，这样在用户申请资源的时候，平台可以重资源池中随机取出资源分配给用户，而不用关心到底要分配哪台物理设备。实践平台云方案实施流程如图4所示。

在划分资源池的分类过程中，尽量使得同一种资源属于同一资源池。实践平台云大致分为三种资源池：高性能计算资源池、高存储能力资源池和小型机资源池。针对企业、学校对数字资源有特殊要求，实践平台云采用安全隔离的方法，即：使用特殊的硬件设备确保其安全性。而对于企业用户基于不破环自身系统安全性引入云的需求，采用每个网络区域有各自独立的资源池。

3 总 结

基于云计算的实践平台系统集成了学校、企业、学生提供的数据，最终把数据整合到实践平台云上，实现企业、学校、学生三者资源共享的目的，突破了传统计算模型的束缚，推动网络教学平台系统架构的创新，降低了资源共享的成本，有利于促进高级数字资源的普及。实践平台云不仅提供了共享服务接口，同时服务器的数据处理工作都来自云计算，服务器并没有任何的计算负担。

参考文献：

[1] 陆鑫达. Barry W. Parallel Programming[M]. 北京：机械工业出版社，2005.

[2] 刘异，呙维，江万寿，等. 一种基于云计算模型的遥感处理服务模式研究与实现[J]. 计算机应用研究，2009（3）：3428-3435.

[3] 李德毅，张海粟. 超出图灵机的云计算[J]. 中国计算机学会通讯，2009（3）：10-14.

[4] 李伯虎，张霖，王时龙，等. 云制造-面向服务的网络化制造新模式[J]. 计算机集成制造系统，2010，16（1）：1-7.

[5] 王萍，张际平. 云计算与网络学习[J]. 现代教育技术，2008（11）：81-84.

[6] 王昊鹏，刘旺盛. 虚拟化技术在云计算中的应用初探[J]. 电脑知识与技术，2008（3）：1554-1565.

[7] 方华. 云计算在医疗中的应用[J]. 中国医疗器械信息，2008（8）：63-64.

[8] CAI Bing-yu， CHEN Hui-xian. Analysis of Cloud Computing and Digital Sources Storage[J]. Computer Knowledge and Technology， 2009（24）：52-55.