试谈软件工程基于云计算软件工程校企合作实训平台构建

论文导读：
[摘要]云计算实训平台是怎样写毕业论文www.7ctime.com
学生体验企业工作氛围、进行真实项目训练的场所，也是学校降低实训基地建设与运行成本、提高教学效果与办学效益的重要手段。首先，阐述了云计算的概念、基本原理与云计算在教学中的应用，然后，探讨了软件工程专业云计算实训平台架构及其功能模块，为高校建立虚拟实训基地提供理论参考。
[关键词]软件工程；云计算；实训平台；架构；模块
[]A [论文编号]1009-8097（2013）01-0107-06 [DOI]10.3969/j.issn.1009-809

7.201

3.01.023

一、引言 软件工程是一门综合应用学科，软件工程专业具有实践性、工程性、实用性等特征。学生不可能靠听讲软件工程的理论学会开发一个实际的软件，而是在“动手做”和“真正练”中体会和掌握软件工程的思想，软件工程专业实训环节尤为重要。近年来，诸多学者提出采用校企合作培养模式、项目教学法，增加实验、实训比例，以增强学生理论与实践的联系，提高动手能力、思维能力和创新能力。但目前大部分高校存在资金来源有限、实验设备老化、实验实训资源不足等问题，且校企合作实习基地建设滞后，学校与实习基地之间缺乏互动，均影响学生实践能力的培养。应用云计算技术建立软件工程实训平台，不但学生可以在“云”中进行真实项目训练，体验企业工作环境，提高实训效果，而且可以降低高校实训基地的投资与运行成本，提高办学效益。

二、文献综述

1.云计算
云计算是一种商业计算模型，它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使用户能够按需获取计算力、存取空间和信息服务。云计算是并行计算（Parallel Computing）、分布式计算（Distributed Computing）和网格计算（Grid Computing）的发展，是虚拟化（Virtualization）、效用计算（Utility Computing）、基础设施即服务（Infrastructure aS a service，IaaS）、平台即服务（Platform as a service，PaaS）、软件即服务（Software as a service，SaaS、等概念混合演进并跃升的结果。云计算的基本原理是用户所需的应用程序运行在大规模服务器集群中，数据也保存在互联网的数据中心，其管理与维护由提供云计算服务的公司负责，用户终端的功能被大大简化，而诸多复杂的功能都转移到终端背后的网络上去完成。云计算具有虚拟化、超大规模、高伸缩性、高可靠性、高通用性、按需服务、极其廉价等特征。
Google、Amazon、IBM、Yahoo、Vlware等大公司是云计算的先行者。2006年，Google启动了“Google101”计划，引导大学生进行“云”系统的程序开发。2007年10月，Google与IBM联合宣布，把全球多所大学纳入类似Google“云计算”平台之中。Google是最大的云计算技术使用者，典型的云计算平台还有Amazon的弹性云、微软的云+端、软件+服务的云计算服务论文导读：学城的云计算辅助教学下的协作学习方案；林瑜华（2011）研究了基于云计算的实验教学环境、改革模式及协作学习模式；于莉（2011）探讨了使用百会在线办公平台辅助课堂教学策略。（3）云计算教学资源平台的构建研究。马强、付艳茹（2011）等讨论了国内典型云平台及GoogleAppEngine“公共云”平台的接入技术；俞建华（2011）、李伟林、陈戍
、IBM的蓝云（Blue Cloud）计划等等。2008年，IBM先后在无锡和北京建立了云计算中心。2009年，云计算走进了教育界，黎加厚教授正式提出了“云计算辅助教学”（Cloud Computing Assisted Instructions，CCAI）概念，即学校和教师利用“云计算”提供的服务，支持教师的教学和学生的学习，提高教学质量。“云计算”可以应用于教学管理、学生交流与管理、实验室建设与管理等方面。

2.云计算辅助教学研究

随着云计算技术引入我国，诸多学者对云计算辅助教学相关领域进行了探讨：（1）云计算辅助教学的可行性与作用研究。Armando Fox（2009）等认为云计算应用到教学中是可行的，还可以帮助学生了解云计算技术和工具：金苗苗、周跃良（2009）、曹大有（2011）等认为云计算的共享性、协作性可以提高学生的学习兴趣，培养学生的探索研究能力，并且最小化终端设备的要求，大大减少学校为维护和升级操作系统和应用软件的费用；张林（2011）等认为应用云计算技术可以搭建个性化的学习环境；林瑜华（2011）认为通过公共云服务平台提供完善的网络教学功能和运行环境，具有更好的易用性和实用性；黎加厚（2010）、杨滨王、文霞（2010）则提出应用“云服务”能实现教育活动低碳化。（2）云计算协作学习与网络学习策略研究。杨滨（2009）以Google sites为例阐述了网络协作平台的使用；何双泉（2010）探讨了云计算辅助教学环境中协作学习的特点与活动策略：张洁、裴芳（2012）等提出了基于世界大学城的云计算辅助教学下的协作学习方案；林瑜华（2011）研究了基于云计算的实验教学环境、改革模式及协作学习模式；于莉（2011）探讨了使用百会在线办公平台辅助课堂教学策略。（3）云计算教学资源平台的构建研究。马强、付艳茹（2011）等讨论了国内典型云平台及Google App Engine“公共云”平台的接入技术；俞建华（2011）、李伟林、陈戍（2012）等设计了基于云计算的在线远程教学平台及运作模式；黄晓玲、赵生慧（2011）设计了通用的实验教学平台：杨曼（2011）以分布式计算框架Hadoop为基础，阐述了在学院网络实验室中搭建云计算平台Hadoop教学环境的过程与方案；张向阳（2012）探讨了建设我国“云计算”教学资源平台的构架与应用功能；张怀南、杨成（2012）则探讨了基于云平台的区域性高校数字教学资源共建、共享体系与模式；张家贵、罗龙涛（2011）、陈巧、胡新平（2011）等提出基于云服务的教学资源大平台建设思路，认为在大平台支持下，教学单位无需提供硬件设备、教学资源及技术人员，即可快速构建基于海量教学资源的特色教学资源平台，促进优质教学资源的共建共享。现有研究多以云计算技术构建远程学习、协作学习等虚拟平台与实验教学资源平台为对象，以降低教学成本、提高学生学习兴趣与教学效果为目的，以高校教育资源平台的共享共建、教学资源的利用、教学条件的改进等为重点进行了研究。而结合软件工程专业的具体特征，如何运用云计算技术，校企合作共建真实的企业实训平台与环境，学生不受时空限制接受真实项目训练，现有研究成果较少。

三、软件工程专业云计算实训平台架构的设计

软件工程专业云计算教学资源平台的建设需要有强大的底层技术支撑，同时需要开发符合本专业要求的功能模块，其技术体系与服务体系构架如图1所示，云计算技术体系由物理资源层、资源池层、管理中间件和面向服务体系（Service-Oriented Architecture，SOA）的构建层组成。物理资源层包括所有的硬件资源，资源池层通过虚拟化技术将底层硬件如网络系统、数据库系统和操作系统等集成起来，虚拟为一个大的资源池，管理中间件层负责管理云计算资源，并为SOA构建层提供支持与服务，SOA构建层将云计算能力封装成标准的Web Services服务。
云计算技术体系从根本上决定了服务体系模式，云计算强调各种资源的共享和随需分配，其服务模式划分方法较多，通常分为三个层次：最底层是基础层，由硬件或虚拟机资源构成，是整个服务体系的基础，通过虚拟资源池为学校与合作企业提供计算、存储、带宽等按需的动态云基础设施服务（IaaS）：第二层为在线开发平台层论文导读：资源设计、软件检测以及项目管理等等。合作企业开发人员、高校师生可以在任何时间、任何地点使用PC电脑、3G手机或其他移动终端设备访问“云”端，接受云计算各层次提供的服务。云计算供应商提供的服务收费低廉，有的甚至免费。对于单个高校或少数高校联盟建立云计算实训中心，高校不必建设云计算基础设施及其技术体系，只需
（PaaS），构建在基础设施层之上，对资源的抽象层次更进一步，为软件项目开发与教学虚拟资源的建设提供接口与环境，通过分布式计算环境和分布式存贮环境提供海量文件系统、海量数据库系统、大规模消息系统等服务，在线云通过在线开发平台将操作系统、应用开发环境等平台级产品以Web服务的方式提供给高校师生、合作企业开发人员等，方便高校与合作企业对教学资源的开发和使用；第三层为实训资源应用服务层（SaaS），位于最上层，是用户与云服务体系的接口，直接为合作企业开发人员、高校师生等提供实训应用软件服务，如作品展示、开发文档输出、资源设计、软件检测以及项目管理等等。合作企业开发人员、高校师生可以在任何时间、任何地点使用PC电脑、3G手机或其他移动终端设备访问“云”端，接受云计算各层次提供的服务。
云计算供应商提供的服务收费低廉，有的甚至免费。对于单个高校或少数高校联盟建立云计算实训中心，高校不必建设云计算基础设施及其技术体系，只需购买或租用“云服务”供应商提供的云计算服务，按使用付费，按需自助服务，校企合作的重点是建设虚拟教学资源，这样，可以节省实训中心初期投资与维护运行成本。而对于全国高校联盟建设云计算实训中心，可采用主管部门或高校联盟主导，云服务开发企业参与，公有云与私有云相结合方式，共同建立云计算基础设施、服务体系与虚拟教学资源。

四、软件工程专业校企合作云计算实训平台模块的设计

软件工程专业实训是指学生通过直接参与软件项目开发，提高实践能力与职业素质的训练过程。实训基地的建设应符合真实性、高技术性和通用性原则，体现真实的职业环境，接触新技术、新工艺[2…。实训体系要求做到三个“真实”：“真实的企业项目”、“真实的企业化管理要求”和“真实的企业环境标准”。因此，学生实训平台的建设离不开软件企业的参与，校企深度合作是企业实训的基础与前提，第二，学生能否进行真实的软件企业项目开发与指导是软件工程专业实训的核心，第三，如何通过构建虚拟环境做到三个“真实”是保证云计算实训平台实训效果的必要条件。软件工程专业云计算实训平台功能模块关系如图2所示，黑色虚线框A表示软件开发的全过程，是实训平台的核心模块，绿色虚线框B为实训资源模块，包括实训环境与教学资源开发功能模块，红色虚线框c为实训管理模块，包括校企合作、学生管理、团队管理、项目管理、系统管理模块，蓝色虚线框D为实训评估模块，主要有作品展示、实训报告、成绩生成及所有项目文档模块。

1.软件开发模块

（1）软件开发模块的功能
构建软件工程专业实训平台的目的之一是学生可以不去企业，不受时空限制，在学校的软件工程实验室或其他任何地方，只要有上网的电脑，登陆至学校的云计算实训平台就能进行真实的软件项目开发训练，并且学生在开发软件的过程中，能得到企业老师与学校老师（以下简称“双师”）的适时指导、动态监控。学生可通过以下方式参与企业实际项目开发：一是企业直接在云平台上进行项目开发，企业老师担任项目经理，分配任务并指导学生在同一平台上共同完成项目开发，起到“工学结合、顶岗实习”的作用。二是企业老师挑选已开发过的软件项目，在云平台上建立项目库、案例库，通过云计算实训平台指导学生在该平台上进行项目开发，或者学生分组完成软件项目开发全过程。软件项目开发过程主要包括项目规划、需求分析、系统设计（软件架构设计、数据库设计、界面设计、模块设计）、代码编写、软件测试等过程，每一个过程应能输出相应的项目文档，并且通过软件开发平台可以实现师生适时互动，提高学生实训效果。
（2）云计算软件开发平台构架
为了更好地满足个性化、多样性、复杂性软件开发需求，解绍词等（2011）提出了基于MDA（ModelDrivenArchitecture）的云计算软件开发平台模型，这种模型是面向服务、面向软件的开发方式，称之为“软件业务化”模式。如图3所示，云计算软件开发平台模型架构主要分布于云计算环境的平台层与应用层，云端平台层提供构件支持、环境支持、开发工具支持，将平台无关模型（Platform Independent Model，PIM）自动转换为一个或多个特定平台模型（Platform Specific Model，P），然后再生成代码，最终进行系统测试与发布。模型交换和变换交换总线是联系整个开发平台的技术纽带，以面向服务的体系结论文导读：
构（service-Oriented Architecture，SOA）方式对外提供统一开放的应用程序编程接口（Application Programming Interface，API），其他模块通过API进行交互。应用层向用户提供软件摘自：毕业论文www.7ctime.com
业务化接口，满足用户个性化软件开发需求。对于传统的个体开发模式更为简单，直接通过云计算系统平台层将软件研发的平台、开发环境作为一种服务向用户提供，应用层为用户提供各种应用软件服务，即用基于云计算的实训资源平台为师生提供各种可靠的、经济的在线应用软件服务。摘自：毕业论文答辩www.7ctime.com
（5）校企合作管理模块
项目库、案例库、实训教材等实训资源的建设，企业真实工作环境的模拟，学生实训过程的指导与管理等等均离不开学校与企业的通力合作，因此，校企深度合作是云计算实训平台成功的前提条件。通过建设云计算校企合作交流与管理平台，加强学校与企业之间的沟通，明确双方的职责、任务与权限，构建人才共育、过程共管、资源共享、优势互补、责任共担、互利互惠的合作机制，提高实训质量。

4.实训评估模块

实训评估既是对学生实训效果、校企双方合作成效的检查，又是对云计算实训平台的考验，是进一步完善与改进的实训体系与教学管理体系的依据，同时，也是一种牵引和导向，促使学生了解自己在各阶段努力的方向。评估体系是一个多维考核评价系统，包括专业技能、综合能力和职业素养三个维度，其对象包括团队评估和个人评估，其过程包括阶段计划评估和终结绩效评估。实训评估模块由项目文档输出、作品展示、实训报告、成绩生成等模块组成。
项目文档输出模块能展示项目开发全过程的所有文档，是“双师”作为项目过程控制与质量控制的重要控制点，也是专业技能、综合能力和职业素养的直观表现。作品展示模块为学生提供作品、个人基本信息、院校评价的展示，是实训考核优异者的舞台，也是学生评互，实现协作学习、共同提高的平台，如果对学生就业面试单位开放，让用人单位进一步地了解学生，还可以提高学生的就业竞争力。实验报告是学生对全部实训过程的总结与提高，实训成绩是学生实训的综合表现。各阶段项目文档输出、软件测试报告、学生实验报告及学生自评等构成实训成绩评定的依据。实训评估模块记录学生的日常开发工作与团队表现，给出定量评价并汇总，做到全程实训全程评价。
五、结束语
软件工程专业校企合作云计算实训平台以物理资源层、资源池层、管理中间件和SOA构建层为技术支持体系，以IaaS、PaaS、SaaS为服务模式，由软件开发、实训资源、实训管理、实训评估等功能模块所组成，所有模块主要分布于PaaS层与SaaS层。通过登陆软件工程专业云计算实训平台，学生可在“云”中开发软件，接受企业真实项目训练，体验企业“真实”工作环境，学校在“云”中安排实训计划，进行实训管理，合作企业在源于：论文的格式要求www.7ctime.com
“云”中指导学生参与软件项目开发，校企双方共同在“云”中建设实训资源与环境。与传统实训基地相比，云计算实训平台具有诸多优势：（1）学生实训不受时空限制，便利性和灵活性增大：（2）平台功能多，不但是学生实训的平台，而且是教师教学与管理的平台，合作企业软件开发的平台，也是学生协作学习、互动学习的平台；（3）大量的程序在云中运行，终端设备要求低，降低学校实验、实训基地固定资产的投资与运行成本，减轻学生负担；（4）统一平台，合作建设，协同管理，资源共享，校企双方合作更为紧密、高效；（5）平台具有高伸缩性，服务对象易于扩展。
编辑：李婷