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浪潮分布式存储：助力武汉理工大学迈向智能技术支持的"课堂革命"

随着人工智能、大数据等信息技术的快速发展，技术与教学的融合不断加强。而聚焦于核心素养的新课程改革的不断深入，对智慧课堂的升级发展提出了新的要求。在智能时代背景下，利用信息技术构建智能、高效的新型课堂，探索智慧课堂的升级发展，是推进人才培养模式和教学方式变革、促进教育信息化深度发展的重要抓手与落脚点。武汉理工大学联手浪潮信息共建225间教室视频录播课程系统，实现支撑智慧教室常态化录播、数据存储、计算、转码以及AI语音智能平台运行的基础环境。

武汉理工大学作为首批列入国家"211工程"和"双一流"建设高校，是教育部和交通运输部等部委共建高校。自1898年建校以来，学校共培养70余万名高级专门人才，是教育部直属高校中为建材建工、交通、汽车三大行业培养人才规模最大的学校，是我国"三大行业"高层次人才培养和科技创新的重要基地。

从传统到智慧，存储面临新挑战

教室的形成经历了漫长的发展历程，十九世纪将严格的等级秩序引入了先前无组织的教室，而二十世纪进步主义教育则提倡教室应适应儿童的个性化需求。从历史的维度分析教室的变迁，可以发现现有的教室结构本身是历史的沉淀，受当时的社会环境、教育理念、经济条件、技术装备等因素的影响，而这些因素也会影响未来的课堂。

近年来，随着人工智能、大数据等智能信息技术的加速发展和应用，教育进入智能化时代，智慧课堂的内涵也发生了重要变化：在基本理念上，从"教学信息化"向"信息化教学"转变；在体系架构上，从信息化教学平台向智能化服务平台转型；在数据处理上，从传统数据管理转向课堂大数据的挖掘与分析；在应用场景上，从课内应用为主向全场景教学应用转变。

如何实现线下课堂教学与线上虚拟课堂无缝融合，满足翻转课堂、混合式学习、MOOC、SPOC、碎片化学习多种应用场景；如何构建多元化的智慧教学环境，实现智慧化的"教"、"学"、"评"、"管"、"测"全维度应用，武汉理工大学提出：

1. 建设面向全校师生的统一在线教学视频资源平台，对录制视频进行存储、管理、再加工并综合利用，快速增加数字化课程资源；
2. 通过教室课堂实录资源入库，实现课程的有效积累沉淀，完善学校的校本资源体系，有效保障学生常态化的学习需求，保障学生利用平台资源可以实现点播复习；
3. 满足教师与学生直播课中互动教学需求，具备扫码签到、课件教学、点名、抢答、选人、教学反馈、随堂测试、讨论等互动功能，为线上线下混合式教学提供高效的能力支撑；
4. 为学生的线上学习提供多种应用服务，包括电子笔记、电子讲义、PPT课件、学习简报等一系列学习应用，提升学生的学习效率，达到线上线下教学的"实质等效"。

以需求为导向，存储平台为智慧教室保驾护航

鉴于此，对学校现有225间常态化授课教室进行改造，在教室已有多媒体设备基本上新增摄录设备，实现全校集中统一的教室各类教学信号（课件、声音、板书、教室视频等）的采集与处理，并与学校教务系统课表同步，全部按照教学课程安排，同步实现线上高清直播，每间教室具备4个采用2.5M/4.0M MP4高清的AI摄像头。提供10PB裸容量，可满足225间教室运行一年所产生数据存储的基本要求，为常态化课堂直录播系统及教学视频资源提供充足的存储容量。

结合智慧教室数据应用特点及需求，武汉理工大学采用了分布式存储AS13000系列，可提供块、文件、对象、大数据、视频等多种存储服务，在录播场景中满足海量空间、高IO并发性能、便捷性智能运维等需求，高效支持多教室同时在线使用的业务。集群中所有分布式节点参与并发读写，基于聚合的小文件优化技术，减少数据写入硬盘次数，提高小文件读写性能。通过恒定码流优化技术，将教学视频码流负载均衡到每个节点上，大大提高了存储系统的带宽及稳定性，同样容量下AS13000的存储性能是传统存储性能的3~5倍之多，显著降低了数据读取的访问延时。同时，存储集群采用统一目录命名空间，可以自动根据数据访问在高速存储及普通容量层中迁移，确保发挥更大性能。其高冗余模式确保当某节点出现故障时，可以自动切换到备用节点上，不影响数据正常访问，保证数据安全性的同时降低设备类故障频率。此外，考虑到数据规模的不断增大，分布式融合存储AS13000可以根据后期业务的增长，在线扩展最多至10240节点，系统的性能和容量会随着节点数量的增加线性增长，对海量数据实现智能存储管理和数据智能负载均衡，极大提升了资源利用率。最后，结合智慧教育平台数据需要长期保存的业务特点，采用三副本的数据冗余保护方式，搭配InView智能统一存储管理平台，对设备进行统一纳管，提供容量、性能、故障的智能化预测性分析，帮助运维人员预防硬件潜在故障，降低了存储的复杂性和运维成本，全方位保障智慧教室项目的持续性运行。

全球数字化转型已然来临，各行各业都在通过数字化变革捕获全新发展契机。随着教学和人工智能、大数据技术的融合不断加强，智慧课堂的技术手段和资源必将日益丰富，学科教学应用也会越来越深入。浪潮信息将继续秉承"极致存储，智慧有数"的理念从技术上不断创新，在实践中加以验证，携手高校共同推动智能化背景下人才培养模式和教学方法改革，实现智能技术支持的"课堂革命"。