高校数字孪生校园平台设计与建设实践--以华中科技大学为例

信息技术的快速发展,推动了高校数字孪生校园的建设。在数字化转型的迫切需求下,亟待研发高校数字孪生校园平台,以更好地支撑教学、科研、管理、生活等服务。基于此,文章首先梳理了数字孪生校园与智慧校园的关系,指出研发高校数字孪生校园平台的重要性和必要性。之后,文章以数字孪生校园模型为底层逻辑基础,设计了由基础设施层、支撑层、数据层、平台层、数字孪生服务层、展示交互层六层组成的高校数字孪生校园平台架构。最后,文章介绍了华中科技大学数字孪生校园平台的建设实践,指出该平台将“一张图”作为数字孪生底座,实现了数据驱动下的校园数据全景可视化展示和动态智能化管理,能有效提升校园的治理能力和服务水平。文章提出的平台架构设计及其实践,探索了建设高校数字孪生校园的可行路径,有利于促进数字孪生技术在智慧校园建设中的应用落地,并可为高校建设数字孪生校园提供参考。

华中科技大学:分布式网速测试系统优化网络质量

现阶段大部分学校的校园网还是采用的分层次管理的局域网架构,以华中科技大学校园网为例,网络分为核心层、二级节点、接入层3个层次。核心层是校园网核心区域,由部署在网络中心机房的几台核心交换机组成;二级节点一般是各大区域的3层汇聚节点,由若干台3层交换机构成,设备分布在校园内各大区域的汇聚机房;接入层由2层交换机构成,分布在各个楼栋内,直接接入用户。校园网出口分别接入了CERNET、电信、联通3条链路。

华中科技大学 虚拟化降低数据中心存储系统运维复杂度

为了满足各类信息系统日益增长的IT资源需求，降低架构及管理复杂度并实现IT资源的快速交付和弹性分配，基于虚拟化技术建设云数据中心已成为当前高校信息化部门的首选。然而，从大多数高校数据中心的建设实践看，虚拟化技术在计算、网络和存储这三大体系上的应用程度并不均衡，尤其是存储虚拟化并未引起足够的重视，已成为高校数据中心建设的短板。

华中科技大学从场景入手推动光网络建设

校园网概况华中科技大学校园网目前开户数8万余个,包括6万学生和2万教工用户,全校最高同时在线设备数7.8万。校园网在全校200余栋办公楼、教学楼、学生宿舍实现有线无线网络全覆盖;在主校区、同济校区、网安基地和医学图像中心实现统一认证、无缝漫游使用,并在办公区域提供免费服务,以坚实的网络基础建设,支持学校教学科研发展。

华中科技大学:在线考核系统的设计与实现

网络在线考核平台已成为校园网的一个重要应用部分，替代旧的考核机制在医学领域得以广泛应用。随着互联网技术的进一步发展，新型的教学考核手段得以应用到临床医学教育中。为推进考试科学化和信息化，使用医学理论与实际操作在线考试系统，能够对医学专业学生的平日学习效果进行真实、直接、迅速的反映。

华中科技大学:实验教学与创新人才培养

实验教学是高等学校教学体系的重要组成部分,它与理论教学不是主从关系而是辩证统一的关系,是两个相对独立、相互依存、相互促进的教学体系;实验教学对提高学生综合素质,培养学生创新精神和实践能力有着理论教学不可替代的特殊作用;实验教学基地也是全面提高学生素质,发现优秀人才的最佳场所,特别是实验教学过程中不仅可以培养学生＂求是创新＂的科学学风,还可以培养他们的团队精神、协调能力、环境意识等基本素质。

高校智能问答平台的建设与应用研究--以华中科技大学为例

智能化建设已成为高校“十四五”信息规划的发展重点,各高校纷纷利用智能问答平台建设的契机来实现教育智能化,但在建设过程中存在部门协调成本高、知识学习难度大、运用场景繁杂、后期运维困难等问题。在此背景下,文章首先从技术与业务两个层面分析了高校智能问答平台建设面临的挑战,然后重点介绍了华中科技大学建设智能问答平台时采取的“统一建设、统一安全、统一学习、统一监控、统一服务”策略与具体思路,最后介绍了高校智能问答平台常见的服务应用和华中科技大学的智能问答实践效果。高校智能问答平台的建设与应用,可从根本上解决知识库建立、运维、安全等多个维度的问题,实现业务查询便捷化、咨询渠道官方化、问答效果智能化、业务覆盖全校化,并指导其他高校智能化问答的实践。

华中科技大学:数字认证技术应用实践

基于数字认证技术的可信电子单证服务提升了高校教务等管理部门的办事效率和治理水平,也为企业等用人单位、国内外高校提供了更加快捷、安全的服务。目前在学生服务中,大多数高校以线下窗口、自助打印机等形式提供服务,以纸质文件作为业务办理结果。纸质材料无论是保管还是流转使用都非常不便,极易丢失、损坏。而普通电子版成绩单,其防伪能力不足,篡改、伪造后不易发现、不易识别。

华中科技大学:智慧迎新报到系统上线

9月1日至4日,华中科技大学迎来2021级本科新生和研究生新生,由学工部、网信办、网络与计算中心联合建设的智慧迎新报到系统上线,该系统是学校数字迎新系统的扩展版,与原系统进行无缝对接,打破数据闭环,实现跨部门数据的数据共享、协同合作。智慧迎新报到系统主要包括新生人证核验报到、大数据展示、报到进度实时查询等功能,依托人脸识别技术和大数据分析引擎使迎新报到更加智能化。

华中科技大学物联网设备安全管理策略

随着网络技术的不断发展,高校的校园网建设已经经历了传统校园网络、电子校园网络、数字校园网络三个阶段[1]。目前正在由数字校园向智慧校园迈进。在此发展过程中,物联网技术起到了至关重要的作用[2]。随着时代的进步,越来越多的物联网设备接入校园网,如智能摄像头、智能电表、智能水表、计算服务器等。这些物联网设备对网络安全提出了更高的要求,如智能水表、电表涉及用户计费,智能摄像头、计算服务器等涉及用户隐私数据信息安全,一旦这些物联网设备出现了网络安全漏洞,势必会给用户造成困扰甚至经济损失。在当前的时代环境下,如何提升校园物联网设备网络的安全性,成为我们必须正视,并亟待研究的课题。

高校大规模无线网建设方案的研究与探索——以华中科技大学为例

随着时代的发展,越来越多的电脑及移动终端设备通过无线网接入校园网络中,越来越多的大流量或者低延时应用使得高校师生对移动终端上网体验要求逐年提高,同时一个账号支持多个终端也给校园无线网络带来了巨大的挑战。该文通过对无线网技术的分析,依据各种应用场景来制订无线网络的部署方案,并基于不同场景施行对应的网络调优方案。

基于协同过滤算法的食堂菜品智能推荐程序——记华中科技大学学生创新创业项目实践

传统的菜品评测软件存在着功能冗余,安装繁琐等降低用户黏性的固有缺点,而微信小程序这一新的开发方式,给了我们解决该问题的新途径。本文以学校食堂菜品推荐为背景设计了新的菜品推荐评测微信小程序。该程序选择基于用户相似度的协同过滤算法,针对每位用户进行智能推荐,具有用户目标明确、程序轻量化、推荐个性化的特点。

华中科技大学门户网站IPv6部署实践

2022年4月,中央网信办等三部门联合印发《深入推进IPv6规模部署和应用2022年工作安排》,要求到2022年末,县级以上政府门户网站、国内主要商业网站及移动互联网应用IPv6支持率达到85%。为提高门户网站IPv6支持度,今年上半年,华中科技大学网络与计算中心组织力量,开展排查、测试、IPv6部署及持续监测等一系列工作。

IPv6地址驱动的云网络内生安全机制研究

云网络可以根据不同业务场景对云平台虚拟网络资源快速部署与配置,是现代数据中心性能和安全的重要保障。但传统云网架构中IPv4支撑能力有限,无法实现网络端到端的透明传输,多租户特性使得云管理者对租户子网进行流量管理和约束异常困难,外挂式的安全方案缺乏对不同租户流量的追溯能力,无法在源头对攻击行为进行限制。IPv6具有地址空间大、编址能力强、安全性高的特点,基于此,文章提出一种IPv6地址驱动的云网络内生安全机制,包括地址生成层、地址验证层和地址利用层。地址生成层以对称加密算法为基础,将租户身份信息嵌入IPv6地址后64位,修改DHCPv6地址分配策略,并基于Openstack Neutron进行实现。地址验证层设计实现了云网络动态源地址验证方法,针对不同端口状态集合设计针对性转移方法和安全策略。地址利用层基于IPv6真实地址的特性,实现了基于IPv6地址的数据包溯源机制和访问控制策略。

一种基于深度学习的SRv6网络流量调度优化算法

目前SRv6网络中的流量调度方法主要是基于固定或启发式规则的方法,缺乏灵活调度整体网络流量的能力,难以适应动态的网络环境变化。针对SRv6网络缺乏关键流识别能力的问题,文章提出一种基于深度强化学习的关键流识别算法,建立适应网络动态变化的关键流学习模型,在不同的流量矩阵中识别出对网络性能影响最大的关键流集合。针对SRv6网络流量调度问题,文章提出一种基于关键流的流量调度优化算法,采用线性规划求解出每一条关键流的最优显式路径,并采用不同的路由方式对普通流和关键流进行负载均衡。实验结果表明,该算法可显著提升SRv6网络流量负载均衡能力,降低网络端到端传输延迟。

华中大高性能计算云平台设计与实现

云计算是一种利用互联网实现资源按需获取、弹性伸缩的计算模式。相对于传统高性能计算而言,云计算有诸如可扩展性、隔离性、迁移性、可定制以及弹性资源等很多优点。华中科技大学从2020年开始建设高性能计算云平台,引入云计算的资源管理和服务模式,采用容器和虚拟化技术并存的方式将传统高性能计算与云计算进行有效融合,对高性能计算资源进行虚拟化、容器化和多租户管理,充分发挥云计算优势,降低用户门槛,提升服务效率和质量,并支持更多样化的计算场景。

面向算力网络的跨域数据管理方法

跨域算力网络希望整合多个算力中心的计算和数据资源,但现有的方案对跨域文件和数据管理关注不够。提出了一种轻量级的跨域算力网络数据管理方案:通过文件系统协议转换,接入远程算力中心的并行文件系统存储资源;算力中心内部的存储资源作为一种补充,应对高IOPS应用;通过容器绑定技术,将远程存储挂载并绑定到指定目录。基于该方案的原型系统已经在高校校级计算平台部署运行。实测数据和用户体验显示,该方案能够满足常见高性能计算应用需求。

“计算机与程序设计基础(C++)”课程思政实践探索

为全面贯彻党的教育方针,落实立德树人根本任务,全面推进各类课程与思想政治理论课同向同行,实现协同育人教育理念,作为长期在高等学校从事计算机基础教育的教学工作者,应深刻地认识到课程思政不仅是课程思想观念的改变,更是一种教育理念的更新。在“计算机与程序设计基础(C++)”课程中,从教学大纲、教学目标着手,积极探索将思政元素有机融入课程教学过程的方法和手段,重构教学设计,挖掘若干有思想政治意义的教学实例,对学生进行潜移默化、润物无声的思想政治教育,将传统计算机基础课程转变成融入思想政治教育的综合课程,达到将知识传授、能力培养与价值塑造融为一体,全面推进课程思政建设的教育目标。

云计算平台下网络课堂生成性教学设计框架研究

针对远程教育中网络课堂存在的问题,更好地提高网络课堂的教学质量,实现"以学生为中心"的教学理念。根据生成性教学的基本思想,利用云计算平台的特征,设计和实践了基于云平台的生成性教学目标、开放性的教学活动、动态的课程资源、交互性的教学过程、发展性的教学评价等提高网络课堂生成性的措施,激发了学生自主学习的兴趣和热情,帮助他们体验新技术变革带来的学习快乐,并在Java语言程序设计网络课堂中得以实施,具有相当明显的教学效果。

基于计算思维的大学计算机基础在线教育平台研究

基于计算思维的大学计算机基础课程的改革和建设中存在着一定的问题。针对存在的问题,提出了建设大学计算机基础课程在线教育平台的设计思想。详细介绍了在线教育平台的两大组成部分:基于计算思维的大学计算机基础网站,以及大学计算机基础课程练习测试平台。实践证明,该在线教育平台极大地方便了教学工作,在一定程度上改善了教学效果。