趙蓮芬 李樹強

關(guān)鍵詞：云原生技術(shù)；高校畢業(yè)設(shè)計管理；答辯管理；進度監(jiān)控管理

0 引言

隨著高校信息化建設(shè)的深入發(fā)展，畢業(yè)設(shè)計作為大學(xué)生學(xué)習(xí)過程中最后一次綜合運用所學(xué)知識，系統(tǒng)地進行自主研究的實踐活動，畢業(yè)設(shè)計的管理工作已經(jīng)成為學(xué)校信息化管理的重要組成部分。當前高校畢業(yè)設(shè)計管理工作存在著諸多問題，如效率低下、系統(tǒng)不穩(wěn)定、可擴展性差、用戶體驗不佳等[1]。隨著云原生技術(shù)的興起和發(fā)展，基于云原生技術(shù)構(gòu)建的系統(tǒng)具有部署快、運維成本低、擴展性強、性能穩(wěn)定可靠等特點。因此，本文提出了一種基于云原生技術(shù)的高校畢業(yè)設(shè)計管理平臺。該平臺主要由用戶管理、選題管理、評分管理、答辯管理、進度監(jiān)控管理等模塊組成。

1 云原生

1.1 云原生技術(shù)概述

云原生（Cloud-Native） 是指以云為基礎(chǔ)的開發(fā)、部署和運營模式，通過構(gòu)建可編程的基礎(chǔ)設(shè)施，以適應(yīng)快速變化的市場需求，是云計算的發(fā)展方向[2]。云原生技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的彈性伸縮、高可用、易運維、低成本等優(yōu)勢[3]。

1.2 云原生技術(shù)的優(yōu)勢

與傳統(tǒng)技術(shù)相比，云原生技術(shù)具有以下優(yōu)勢：

1） 提高資源利用率：通過引入微服務(wù)架構(gòu)，將應(yīng)用系統(tǒng)劃分為多個獨立的功能模塊，每個模塊都具備單獨部署和管理的能力。這一設(shè)計思想不僅降低了傳統(tǒng)技術(shù)的資源利用率，同時也提高了系統(tǒng)的可擴展性。

2） 提高系統(tǒng)穩(wěn)定性：通過使用云原生技術(shù)對應(yīng)用系統(tǒng)進行彈性伸縮，避免了傳統(tǒng)技術(shù)中應(yīng)用系統(tǒng)在進行升級時需要重新部署應(yīng)用系統(tǒng)，導(dǎo)致應(yīng)用系統(tǒng)難以快速上線和運行。這一設(shè)計思想降低了系統(tǒng)的維護難度和成本[4]。

3） 增強系統(tǒng)安全性：云原生技術(shù)可以為應(yīng)用系統(tǒng)提供高可用、易運維、低成本等優(yōu)勢，但這也給安全性帶來了一定挑戰(zhàn)。云原生技術(shù)提供了一套基于容器和服務(wù)網(wǎng)格的安全框架，能夠?qū)?yīng)用程序和基礎(chǔ)設(shè)施進行解耦，實現(xiàn)業(yè)務(wù)層與安全層之間的隔離。

4） 降低運維難度：云原生技術(shù)提供了一套可編程的基礎(chǔ)設(shè)施模型，通過使用該模型可以將應(yīng)用程序分解為多個功能模塊，并在業(yè)務(wù)層對各個模塊進行管理。

5） 降低成本：傳統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)在開發(fā)、運維和升級方面都需要大量的人力物力投入，而云原生技術(shù)能夠為應(yīng)用系統(tǒng)提供彈性伸縮、易運維、低成本等優(yōu)勢。此外，云原生技術(shù)還能為企業(yè)提供多種云服務(wù)，例如 IaaS、PaaS和SaaS等服務(wù)，進一步降低了企業(yè)的采購成本和維護成本[5]。

2 畢業(yè)設(shè)計管理平臺的設(shè)計

該平臺采用微服務(wù)架構(gòu)，以 Kubernetes作為服務(wù)編排工具，采用開源的 Docker容器來實現(xiàn)容器的部署、擴展、調(diào)度和管理[6-8]。系統(tǒng)中所有的功能模塊都是可編排的，可以按照需求靈活地進行修改和擴展，在應(yīng)用運行過程中不會出現(xiàn)單點故障。

該系統(tǒng)在設(shè)計時充分考慮到系統(tǒng)的可擴展性，通過模塊化的方式對畢業(yè)設(shè)計管理流程進行封裝，形成一個靈活多變的工作流，使得各模塊之間能夠通過相互調(diào)用來實現(xiàn)整個系統(tǒng)功能。每個模塊都是一個獨立的服務(wù)，通過服務(wù)調(diào)用來實現(xiàn)其他模塊功能。這種方式一方面避免了重復(fù)造輪子，另一方面也解決了每個模塊之間存在的耦合問題。在每個模塊內(nèi)部，各個功能可以通過接口進行調(diào)用。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

2.1 學(xué)生端

學(xué)生端在小程序上進行操作，可接收瀏覽管理員發(fā)送的公告通知及下載相關(guān)文件，可按年份進行查看全部課題，選擇課題提交申請，對于我的課題進行管理，查看已選課題，進行任務(wù)書、答辯稿等上傳提交，查看下載成績單。學(xué)生端功能圖，如圖2所示。

2.2 教師端

教師端主要是為指導(dǎo)教師提供畢業(yè)設(shè)計的管理服務(wù)，首先可接收瀏覽管理員發(fā)送的公告通知及下載相關(guān)文件，其次，對課題進行管理，可查看我的課題、添加課題供學(xué)生申請，處理學(xué)生課題申請的請求；再次，可對我的學(xué)生進行管理，查看其任務(wù)書、答辯稿及成績；最后，可進行評分操作，分為指導(dǎo)評分、評閱評分、答辯評分、答辯匯總等功能。若是答辯組長還要進行組員的分配，進行評閱分配、答辯匯總等。教師端功能圖如圖3所示。

2.3 管理端

后臺管理員具有超級權(quán)限，首先負責(zé)公告通知的下發(fā)，同時可以上傳相關(guān)文件供教師和學(xué)生進行下載瀏覽；其次負責(zé)答辯管理，對教師、學(xué)生進行分組，同時確定答辯組長，把控答辯模式；再次，對教師和學(xué)生進行管理，可查看、修改他們的個人信息，可添加、刪除教師和學(xué)生；接著，可按年份查看已有課題，可進行課題清理，處理學(xué)生與課題之間的關(guān)系，同時可以查看、導(dǎo)出學(xué)生的成績單；最后，可以進行進度管理，把控時間，進行相關(guān)提醒。管理員端功能圖如圖4所示。

3 畢業(yè)設(shè)計管理平臺的實現(xiàn)

3.1 實驗環(huán)境

開發(fā)語言：node.js、vue.js、Java。

開發(fā)工具：微信開發(fā)者工具、Visual Studio Code。

應(yīng)用容器化技術(shù)：Kubernetes 容器編排技術(shù)。

微服務(wù)框架：Spring Cloud。

3.2 學(xué)生端功能

學(xué)生端主要功能有：登錄、消息查看、選題管理、成績單查看與下載、文件管理、個人中心等功能。實現(xiàn)的登錄界面和首頁如圖5和圖6所示。

1） 用戶登錄功能實現(xiàn)登錄功能中學(xué)生和教師的賬號分別是自己的學(xué)號和工號，由管理員批量導(dǎo)入系統(tǒng)，設(shè)置初始密碼，登錄成功后，自己修改密碼。

2） 學(xué)生選題管理功能實現(xiàn)學(xué)生進入課題管理后，可以選擇年份、專業(yè)方向、教師查看每位老師的課題，提交自己的課題意向，當某位老師接受選題后，學(xué)生可以查看自己的課題信息。當學(xué)生綁定課題成功后，顯示我的課題，在“我的課題”中，可以查看課題信息，可以上傳任務(wù)書和答辯稿，還可以修改個人的推優(yōu)意向。課題管理中“我的課題”實現(xiàn)結(jié)果如圖7所示。

3） 學(xué)生端其他功能實現(xiàn)學(xué)生進入首頁后，除了核心業(yè)務(wù)選題管理外，還可以查看管理員或教師推送的公告和消息，可以查看下載與畢業(yè)設(shè)計相關(guān)的文件和模板，可以查看自己畢業(yè)設(shè)計過程中的指導(dǎo)評分、評閱評分、答辯評分及論文的總成績。

3.3 教師端功能

教師端的主要功能有：查看處理選題消息、查看畢業(yè)進度消息、課題管理、我的學(xué)生管理、指導(dǎo)評分、評閱評分、答辯評分、小組管理、答辯匯總、文件管理等。登錄后的首頁如圖8所示。

1） 課題管理功能的實現(xiàn)教師在課題管理中，可以按年份、專業(yè)查看所有教師的課題，可以添加、修改、刪除課題，可以同意或駁回學(xué)生的選題意向，可以解除與學(xué)生的課程綁定關(guān)系，可以查看修改學(xué)生信息，可以上傳學(xué)生的任務(wù)書、答辯稿、選擇答辯狀態(tài)。課題管理界面如圖9所示。

2） 評分管理功能的實現(xiàn)學(xué)生上傳任務(wù)書和答辯稿之后，指導(dǎo)老師可以下載任務(wù)書和答辯稿進行查閱，并對學(xué)生進行指導(dǎo)評分，實現(xiàn)的界面如圖10所示。指導(dǎo)老師評分完成后，由答辯組長分配評閱教師，評閱教師可對論文實現(xiàn)評閱評分。論文進入答辯階段后，由3至5 名的答辯老師進行答辯評分，最后由答辯組長匯總形成最終的答辯評分。

3） 小組管理功能的實現(xiàn)當某位教師被管理員指定為答辯組長時，該教師具有小組管理的功能。該教師可以為本組教師分配或撤銷評閱學(xué)生、分配或撤銷答辯匯總學(xué)生，分配完成后，本組的教師就可以對分到的學(xué)生進行評閱評分和答辯評分。分配評閱學(xué)生的界面如圖11所示。

4） 教師端其他功能的實現(xiàn)教師進入首頁后，除了上述核心業(yè)務(wù)外，還可以查看公告、學(xué)生的選題消息、學(xué)生任務(wù)書及答辯稿更新消息，可以查看下載與畢業(yè)設(shè)計相關(guān)的文件和模板，還可以管理學(xué)生的任務(wù)書及答辯稿，可以對學(xué)生基本信息進行管理，可以查看學(xué)生各個階段的成績及評語，最后對學(xué)生成績進行查看下載批量打印。

3.4 管理員端功能

管理員端主要功能有：用戶管理、角色管理、年份選擇、公告管理、全部課題管理、答辯管理、事務(wù)管理、進度管理、系統(tǒng)管理等。后臺界面如圖12所示。

1） 答辯管理功能的實現(xiàn)答辯管理主要實現(xiàn)答辯教師分組，當畢業(yè)設(shè)計評閱完成后進入答辯階段，答辯管理可以實現(xiàn)所有教師的答辯分組及撤組，指定答辯組長及答辯成員，填寫答辯時間和地點。當分好組后，實現(xiàn)組內(nèi)學(xué)生的指定。修改分組信息界面如圖13所示。

2） 進度管理功能的實現(xiàn)進度管理主要對整個畢業(yè)設(shè)計階段的所有時間節(jié)點進行管理，包括課題錄入時間、學(xué)生選題時間、課題審核時間、上傳任務(wù)書、答辯稿時間、各個階段評分時間進行管理。實現(xiàn)界面如圖14所示。同時，對各個階段，每個教師任務(wù)完成情況進行監(jiān)控，對沒有完成任務(wù)的教師進行消息提醒。

3） 管理員端其他功能的實現(xiàn)管理員除了上述核心業(yè)務(wù)外，可以對公告、文件進行管理，可以對所有課題進行分類查找、搜索查找，并進行相應(yīng)管理，可以單個或者批量對學(xué)生的任務(wù)書、答辯稿進行下載，可以進行事務(wù)管理，包括年份的新建、課題清理、沒有課題的特殊學(xué)生的管理，可以對用戶和角色進行管理。

5 結(jié)束語

本文介紹了一種基于云原生技術(shù)的高校畢業(yè)設(shè)計管理平臺，該平臺通過采用微服務(wù)架構(gòu)和模塊化設(shè)計優(yōu)化原有的畢業(yè)設(shè)計管理流程。使用 Kubernetes 對系統(tǒng)進行集群部署，使系統(tǒng)具備橫向擴展能力。該平臺主要功能包括用戶管理、選題管理、評分管理、答辯管理、進度監(jiān)控管理等。此外，該平臺基于云原生技術(shù)，可以實現(xiàn)系統(tǒng)自動化運維、敏捷開發(fā)、快速部署等優(yōu)點，大大提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。本文提出的設(shè)計思想和實踐經(jīng)驗?zāi)転橄嚓P(guān)領(lǐng)域的研究和實踐提供有益的借鑒和啟示。