陈彦

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098x.2011-5640-3615

摘  要：云计算技术日趋成熟，应用日益普及。云计算技术为存储并有效利用学习资源支持用户移动学习提供了有力的支撑。为了提高网络学习资源利用率和学生学習效率，为教师创造良好教学工具，本文利用云计算技术，在Linux环境下开发了移动学习系统，并应用于教学实践。实验结果表明，本系统数据召回率较高，提高了学习资源服务水平，且具有明显的学习效率提升优势，满足移动学系统应用需求。

关键词：云计算  移动学习  系统设计  测试分析

中图分类号：G40-057                       文献标识码：A                    文章编号：1674-098X（2021）01（c）-0101-03

Mobile Learning System Design and Implementation based on Cloud Computing

CHEN Yan

（Yongzhou Vocational-Technical College，Yongzhou，Hunan Province， 425100 China）

Abstract： With the maturity of cloud computing technology and the popularity of its application' Cloud computing technology provides a strong support for the storage and effective use of learning resources to support users' mobile learning. In order to improve the utilization of e-learning resources and students' learning efficiency， to create good teaching tools for teachers， by using cloud computing technology， this paper developed mobile learning system in Linux environment， and applied it to teaching practice. The experimental results show that the system has a high recall rate， it improves the learning resources service， and has obvious advantages in improving learning efficiency， which meets the application requirements of mobile learning system.

Key Words： Cloud computing; Mobile learning; System design; Test analysis

1  云计算与移动学习

云计算指的是一种网络应用模式，利用计算机资源池承载任务，并非利用远程服务器，而是在云端获取相应服务[2]。根据用户需求，为其提供计算服务、足够的存储空间、软件操作单等多项服务。

移动学习指的是不受时间地点限制的学习模式，以网络终端设备为学习工具，根据自身对学习的需求制定学习计划，从而实现个性化学习[3]。随着学习数据及用户的不断增多，加大了移动学习系统资源共享、存储、计算等多项功能要求，所以移动学习系统开发是一条漫长的道路，需要随着用户需求的变化而改善[4]。

2  系统设计

2.1 总体架构设计

本系统采用B/S架构模式，开发移动学习系统总体架构，包括用户层层、移动接入层、应用层、基础层，如图1所示为系统总体架构设计图。

2.1.1 用户层

该层次位于系统最高层，包括教师和学生两种用户身份。其中，教师的系统操作权限较高，具有上传资料、下载资料、更改部分数据等操作权限。相比之下，学生的操作权限较低，仅具有浏览和下载操作权限。除此之外，还可以使用聊天工具，与教师或者其他学生建立沟通桥梁，完成信息交互。

2.1.2 移动接入层

该层次是建立用户层与应用层之间的连接层次，主要利用移动设备实现信息传输。其中，移动设备可以是PC端、平板、智能手机等通讯设备。

2.1.3 应用层

该层次是系统功能服务层次，由多个模块构成，可以为用户提供多项服务，包括教学互动、教学资源上传、教学资源下载等。

2.1.4 基础层

该层次是为应用层功能的实现提供技术及数据等支撑条件，以便向用户提供系统应用服务。其中，支撑条件包括无线网络、教学网络服务平台、云计算中心等。

2.2 系统功能模块设计

按照系统功能的不同，将系统划分为5个功能模块，分别对这些功能模块进行设计，形成一套完整的移动学习系统。

2.2.1 基础功能

该系统基础功能模块是为用户操作权限、用户信息、系统运行进行综合管理及服务的综合功能模块。其中，用户操作权限子功能是根据用户身份，为其分配相应操作权限，从而避免系统代码被篡改、共享平台数据丢失等，为系统的正常运行提供基本保障。用户信息管理子功能是对用户个人信息进行记录及管理，作为身份认证依据。系统运行管理子功能模块是根据用户下达的操作指令运行，通过多次调整程序，保证系统得以稳定运行。

2.2.2 身份认证功能

该项功能模块指的是系统用户身份识别，通过创建SSO令牌，调用系统数据库，判断当前输入的账号与密码是否在数据库中，如果在数据库中在，则该用户身份通过验证，反之，该用户身份识别失败，不可以访问系统。该功能模块的设定主要是为了提高系统运行安全性，从而避免不明身份用户攻击系统。

2.2.3 课程资源管理功能

该功能模块是为移动学习课程开展提供资源支撑的子模块，包括教学视频、精品网站、电子讲义等资源。本系统在设计此功能模块时，考虑到信息实时性，提高系统应用价值，采用HTTP方式，对资源进行划分管理，将最近的资料排在搜索结果最上方，以便用户查询下载。另外，一些已经不再使用的课程版本资源，将被自动清空到回收站，并建立一个特殊的备份文件夹，如果教师或者学生有需求，可以在备份文件夹中下载此资源。

除了资源下载、查询、删除操作，本功能模块具备快速上传功能，通过设置多个存储卷加快系统运行速度，为教师上传学习资源节省了大量时间。资源成功上传以后，会交由系统管理人员审核资源内容，避免不良信息进入分享平台，不利于学生学习。

2.2.4 移动学习管理功能

本文设计的移动学习系统，对于教师而言，是一种教学工具，对于学生而言，是一种学习工具。从教师角度设计该功能模块：第一，借助系统平台建立教师与学生之间的交流渠道，加强与学生的沟通，更好地引导学生正确使用此系统学习资源，解决一些学习上的问题。第二，为教师之间的交流提供平台，将自己找到的好的学习资源上传到共享平台，与其他教师分享，从而提高学校整体教学水平。第三，利用此功能模块掌握学生的学习方向，避免学生进入学习误区，从而达到提高学生学习效率的目的。

2.2.5 查询与分析功能

为了扩大系统存储空间，本系统利用云端存储相关信息，通过开启云端服务器，掌握学生学习、教师上传资源、教师与学生沟通、教师之间的相互学习情况，这些信息都会自动记录到系统后台，通过调用资源搜索模型、学习分析模型、交流信息等模型，经过统计分析，生成最终结果[5]。

3  系统功能实现

3.1 系统服务器配置

本系统利用mi-yaffsimagej工具，下达函数调用命令，生成镜像文件，并对linuxrc文件进行拷贝，存储到根目录下，由系统服务器进行管控，完成服务器配置。其中，配置对象包括证书服务器配置、视频服务器、FTP服务器、WWW服务器、DHCP服务器、DNS服务器，根据学习需求，分别对各个服务器知识点进行有效配置，形成完整的服务器配置体系。

利用该配置体系建立YAFFSA根文件系统，实现移动学习文件制作，为教师提供资源整理工具。学生利用移动设备终端，在共享平台自行下载学习文件，即可实现个性化学习。由此看来，学习资源文件的制作是系统的核心部分，本文对此进行重点介绍。在根文件系统中，利用镜像制作方法，更改文件目录，以echo“Root File Sygrggrhg learning platform”作为目录定位，对/dev/tty2进行更改处理，使其转到该目录下，生成镜像文件，而后复制到开发板中，借助互联网云端构建I/O口操作模块，建立移动通信连接，通过CAN总线完成内核映射，调用系统服务器配置函数，开启中断程序，最终获取移动学习文件。

3.2 系统运行驱动程序

依据系统功能模块设计方案，本文以系统平台搭建、系统访问函数构建、移动学习资源调度、数据生成4个项驱动程序为例，分别编写程序，使得系统功能得以实现。本系统的程序开发令利用云计算工具，在Linux环境下编译程序，支持多个模块交叉运行，从而提高系统运行效率。

关于系统平台搭建，用到“include＼linux＼fs.h”进行创建，形成系统网络连接。

class Bus data file_operations ：include＼linux＼fs.h

关于系统访问函数构建，利用“release（）{}”编写，按照系统功能模块的不同，分别为其创建功能模块访问函数。

public：release（）{};

关于系统移动学习资源调度，借助移动设备建立网络连接，在APP中调度学习资源。

～my App（）{};

成功调度学习资源后，系统后台将自动驱动功能服务模块，开始函数初始化

：initialize register_handler function（"Device driver develop- ment" ）

此时系统会根据用户下达的操作指令，自动搜索符合要求的学习资源，通过I/O口返回数据采集结果，如果不需要继续调用函数，开启中断模式。

void generally implemented（detect the situation initialize the device：：Key key，interrupt，clock，I/O）

本系统采用CAN总线建立信息传输，与多个I/O口建立连接，根据功能操作需求触发自定义变量“private：”，从而实现移动学习多功能操作。

4  实验测试分析

本系统实验测试借助Visual DSP++4.5环境搭建测试平台，对云计算技术支持下的移动学习系统设计方案可靠性进行验证。本次实验主要对系统性能进行测试，包括两项测试内容。第一，学习数据召回率，主要用来测试移动环境下学习资料收集效率，随着迭代次数的增加，如果数据召回率越高，则认为该系统资料集中性能越好，能够在短时间内聚集大量满足需求的学习资料。第二，学习效率，主要用来测试学生利用本系统进行学习效果，以效率作为对比指标，以此体现本系统开发的价值[6]。

5  结语

本文围绕移动学习系统开发展开研究，为了不受时间和空间限制，根据自身需求获取学习资源，提出了移动学习系统设计思路。在云计算环境下，分别对基础功能、身份认证功能、课程资源管理功能、移动学习管理功能、查询与分析功能进行设计，利用Linux根文件进行软件程序开发，从而使得系统功能得以实现。实验仿真结果表明，本系统能够为用户聚集大量学习资料，且具有较高的学习效率。

参考文献

[1] 周雪辉，李浩宇.云计算下基于激光虚拟的远程实验室系统设计与实现[J].激光杂志，2018（10）：165-170.

[2] 楊志，顾正明.基于物联网的数字唐徕信息化管理系统设计与实现[J].节水灌溉，2017（1）：71-75.

[3] 侯枫，郑媛媛.基于3G无线通信网络与云计算平台的软件下载系统研究[J].现代电子技术，2017，40（3）：27-29.

[4] 叶符明，李雯婷，王颖.MC2ETS：移动云计算中一种能效任务调度算法[J].计算机科学，2019（6）：135-142.

[5] 陈超，王飞，盛玉萍，等.移动云计算基于随机数据模型的最优控制策略[J].计算机工程与设计，2019（6）：1585-1589.

[6] 王小燕.基于云计算的大数据挖掘平台设计[J].电子设计工程，2017，25（13）：25-27.