基于微服务架构的开放式教学系统设计与实现
这是一篇关于教学系统,SaaS模型,微服务,可定制,消息推送的论文, 主要内容为在信息技术高度发达的今天,各式各样的教学系统正逐渐融入到传统课堂中,由于疫情影响,这一趋势变得更加明显。虽然目前市场上有许多教学系统,且拥有庞大的用户群体,但是也存在一些弊端,主要体现在系统功能繁多,但实际能够在教学实践中用上的却只有小部分,繁多的功能反而造成用户使用体验下降,并且这些功能很难满足不同用户的个性化需求。本文的目标是探索“可定制化教学系统”的设计方法,用以辅助传统课堂教学。目前系统个性化定制系统的主流方案是采用软件即服务(Software as a Service,SaaS)模型进行实现,但是传统SaaS模型只能采用横向扩展策略提升并发性能,该方案会浪费大量系统资源并且性能提升有限。针对该问题,结合SaaS模型与微服务模型的特点,本文提出一种基于SaaS与微服务结合的混合模型,并以此模型为基础对系统进行总体架构设计,将整个系统分为可定制化用户层、通信层和实例层。可定制化用户层主要提供系统功能与界面的定制化功能。针对功能可定制,首先结合系统功能需求对系统功能进行原子拆分,再将原子功能根据其依赖关系组合成功能包,根据不同的需求,用户选择不同功能包进行组合,形成不同的版本,从而实现功能定制需求。针对界面可定制化,首先采用块级元素对界面可定制内容进行划分,再采用绝对定位的方式设定元素位置,然后结合Tdrag插件提供的方法与属性,解决界面可定制问题。最后针对系统中用户与其定制数据的关联性与安全性,在传统基于角色的访问控制(Role-Based Access Control,RBAC)模型基础上,设计一种用户、角色、权限、资源和课程几种实体相互关联的权限模型。通信层负责完成服务端与客户端之间的连接建立与消息推送。本文基于Web Socket完成了服务端与客户端连接建立功能,针对连接的异常断开问题,设计并实现了连接保持与断开重连模块来保证连接的可靠性与稳定性。系统中消息推送功能分为即时推送与定时推送两种场景,即时消息推送中,存在推送完成后消息丢失的问题,为解决该问题,本文采用先同步消息到数据库,然后再通过Rabbit MQ消息队列推送的方案进行实现。在定时推送场景中,常用的Timer、Scheduled Executor、Quartz、Spring Scheduler等方案存在不能持久化、任务丢失等问题,考虑到Rabbit MQ具备分布式与持久化的特性,因此设计一种基于Rabbit MQ死信队列的方案来完成定时消息推送的实现。实例层主要完成请求的接入与转发、系统业务功能实现与系统支撑功能的实现。针对请求接入与转发功能,采用Nginx与Gateway结合的方式进行设计与实现。支撑功能包括服务间通信与Session共享两大功能。为了能让服务间能够相互通信与调用,首先采用Nacos实现服务之间的相互发现,然后采用Feign组件实现服务间相互调用与通信。针对服务间Session共享中存在的性能下降问题,设计并实现一种IP哈希与Redis相结合的缓存方案,该方案采用本地Session与缓存Session并存的策略,本地Session能够降低对外部缓存的读取次数,缓存Session能够降低服务Session同步的资源损耗。然后基于模型-视图-控制器(Model-ViewController,MVC)模型对系统业务功能进行实现。最后对系统可定制功能、系统业务性能进行测试,测试结果表明,系统可定制功能与系统业务功能能够按照预期效果正常运行,性能能够达到预期性能指标。
企业级即时通讯系统设计与实现
这是一篇关于即时通讯,企业通信,消息推送的论文, 主要内容为作为企业沟通必备的工具,企业即时通讯软件不仅解决实时沟通问题,提高工作效率和部门业务协同能力。它有利于实现企业办公自动化智能化,同时对企业内部管理、信息安全、业务集成方面都可以发挥重要作用。所以企业即时通讯软件给企业管理带来全新的沟通解决方案。但企业即时通讯在给企业带来诸多便利的同时,也带来一些问题。如随着企业扩张,人员迅速增长,传统的即时通讯无法保证其可用性和稳定性;黑客可以通过企业即时通讯软件漏洞窃取企业人员信息和重要沟通信息等。针对现代企业级用户对即时通讯高可用,高安全的需求,本文设计一款可分布式部署的企业级即时通讯系统。根据单位调研客户对企业通讯产品实际应用需求,进行产品功能设计和研发。本文首先分析研究企业即时通讯的实际需求,通过比较近代通信技术,最终采用J2EE技术体系,C/S结构,可扩展的分布式架构。选取JSON轻量级的数据通讯格式传输数据,支持跨平台的客户端,消息推送采用基于WEBSOCKET协议实现可定制格式的消息推送。系统采用分布式架构,分为五层:客户端层,接入层,业务逻辑层,底层业务逻辑层,数据存储层。每一层都采用无状态设计,支持动态扩展。基于以上原理和设计实现企业即时通讯功能,包括私群聊,组织通讯录,企业管理后台等模块功能。针对一些重要模块,如负载均衡,用户登录,信息交换和存储,消息推送等,提出高可用和安全可靠的解决方案。
石林国家农业科技园区气象信息管理系统设计与实现
这是一篇关于农业科技园区,气象信息,管理系统,MySQL,消息推送的论文, 主要内容为为了促进农业结构调整,规范、引导我国农业示范园朝着更好的方向发展,科技部于2001年启动了国家农业科技园区的建设工作,目前已逐步形成覆盖全国、特色鲜明、科技示范效果显著的国家农业科技园区发展格局。农业科技园区入园企业大部分为农业种植、栽培和生产企业,及时、准确、全面的气象信息,对于园区农作物的生长、管理和气象灾害防御具有重要的意义。云南昆明石林国家农业科技园区是经科技部批准建设的第四批国家级农业科技园区。园区以发展绿色、有机农产品、农业高新技术研发和生态农业休闲观光旅游为重点进行规划与建设,已初步建设成为国家级现代农业科技示范基地。尽管石林国家农业科技园区的建设达到了一定的规模,但目前园区信息化建设还处于起步阶段,尤其是在气象信息管理与服务方面,远远滞后于国内同类农业科技园区的信息化建设与发展水平。园区无专门的气象数据采集、管理与服务系统,仅能获取国家气象局向公众发布的传统天气预报信息,气象信息内容单一、实时性差,园区缺乏统一的气象信息数据库,无法为园区农作物种植、栽培和气象灾害防御科学化、精细化管理提供气象数据支持,已不能满足园区气象信息管理与服务的需求。本文针对石林国家农业科技园区气象信息管理的实际应用需求,分析、设计和开发农业科技园区气象信息管理系统。论文的主要工作包括:(1)对云南昆明石林国家农业科技园区气象信息管理的气象数据需求、可行性、系统功能等方面的需求进行分析。(2)基于MySQL数据库,设计并构建石林国家农业科技园区气象信息数据库。通过数据接口,实现自动气象站实时采集的温度、湿度、风向、风速、气压等整点气象数据,以及石林县气象局气象预报预警数据的读取与数据入库。(3)分析、设计和开发了农业科技园区气象信息管理系统,包括用户管理、气象信息管理、气象信息短消息推送、气象数据导出、后台管理等功能模块。(4)系统采用B/S架构和MVC模式,以MySQL为系统数据库,PHP为编程语言,前端采用HTML+CSS+JavaScript+jQuery技术来实现系统界面,基于PhpStorm开发工具进行系统开发。该系统已应用于石林国家农业科技园区管理部门和园区企业,实现了石林国家农业科技园区气象数据的信息化管理。
分布式消息推送系统的设计与实现
这是一篇关于移动应用,消息推送,分布式集群,MQTT的论文, 主要内容为随着移动互联网的高速发展,以Android和iOS为操作系统的移动设备占据了大部分的市场份额。为了适应实际应用中对信息获取及时性,耗电量,以及网络环境等方面的需求,需要用推送的方式取代传统拉取的方式来进行消息的传递,MQTT协议就是专为这种情况所设计的一种消息传递协议。为了提高系统的性能和可用性,需要将所有的服务器组织起来形成一个集群系统,以便于提供不间断的服务并且扩大系统的并发量。本文针对移动互联网下的电商应用,研究了利用MQTT协议进行消息推送的实现方法,设计并且实现了一个基于MQTT协议的消息推送集群系统。本文首先介绍了课题背景与研究意义、国内外研究现状、课题来源及研究内容;然后介绍了移动终端消息推送系统开发过程中涉及到的几个关键技术。其中包括:MQTT协议,Redis及Zookeeper集群管理等。随后分析了Push系统的功能性需求,根据此需求对整个系统做出了概要设计,包括:系统架构设计、系统模块设计及分布式集群设计。之后阐述了系统各个模块的实现。最后对系统进行了系统功能性测试和系统性能测试。经过功能上和性能上的测试,本文设计并且实现的系统能够有效的进行消息推送。相比于单点系统来说,本系统有更好的性能和支持更大的连接数。
基于蓝牙通信的学生考勤系统的设计与实现
这是一篇关于智慧教育,蓝牙考勤,消息推送的论文, 主要内容为2013年被称为“中国智慧教育元年”。各类智慧教育产品广泛应用于教育教学、教育科研和教育管理等方面,促进了现代教育的发展。学生考勤作为教育管理的一个子模块,同时也是校风建设中的一项重要工作。建立完善的考勤制度,对于促进学生上学积极性,保证教学秩序,提高人才培养质量具有重要的作用。教师点名、校领导视察等传统的考勤方式不仅效率低下,而且耗费了大量的时间和人力成本,亟需现代信息技术对其进行变革。针对智慧校园管理的需求,采用德州仪器开发的CC2460蓝牙微控制器实现了一款学生考勤系统,根据iBeacon RSSI与距离呈正相关的特点,设计了一个单双阀值考勤状态判定方案。学生通过考勤卡发送广播,中转服务器再将考勤信息转发给后台服务器,后台服务器一方面执行考勤信息的持久化工作,另一方面将考勤信息发送给消息推送组件,最终由消息推送组件将考勤信息推送给学生家长。论文首先对智慧教育理念与应用研究进行了介绍,然后对当前主要的考勤方式进行了对比分析,针对蓝牙低功耗,短距离通信、成本低等优势,最终选择蓝牙作为学生考勤的实现方式。后台服务器端采用Spring5架构,提供考勤信息的批量处理功能;采用JAVA NIO实现了一款简易的消息推送组件。PC浏览器端页面采用Bootstrap架构进行页面布局,通过AJAX与后台交互以实现局部刷新效果。数据库采用双机热备机制,有效避免了单点故障。经测试,该学生考勤系统能够明显提高考勤效率,后台业务处理功能完备,消息推送实时性强。
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