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摘 要：随着互联网的发展，师生们常从网络获取教学相关信息。一种方式是直接访问外部网络获得信息，另一种方式是将信息存储到学校服务器上。访问外部网络会产生通信费，而购买服务器也会产生费用。本文综合考虑两种方式，兼顾成本和师生的需求，得到一个优化的配置方案。
关键词：内网;信息;优化
中图分类号：TP393.18 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2021.02.037
本文著录格式：林馨.学校内网信息优化配置[J].软件，2021，42（02）：121-122
Information Optimization Scheme for School Intranet
LIN Xin
（Fujian Normal University， Fujian Fuzhou 350017）
【Abstract】：With the development of internet， teachers and students often search teaching and studying information online. One method is to visit outer network to receive information， another is to store frequently searched information on local servers in school. Visiting outer network generates telecommunication fee， while buying servers needs money too. In this article， we will balance between these two methods， considering both costs and requirements of teachers and students to get an optimization scheme.
【Key words】：intranet;information;optimization
0引言
随着互联网的普及，网络上信息的多样化，老师及学生们越来越多地通过网络获取教学信息等数据，从而丰富教学内容，提高教学質量。与此同时，这会产生一定的网络通信费。学校可通过把一些常用数据块下载存储到服务器，从而节省访问外部网络产生的通信费。但购买服务器也需要相当的费用，因此需要权衡二者利弊，给出经济又实用的方案。
1问题
假定已知每个服务器的容量和价格，师生们需要获取的数据块（如课程信息，课件，试题集，讲课视频等），以及从外网获得这些数据块所需的通信费，本文将通过算法确定需要购买的服务器数量，选择一些数据块并合理地存储在服务器上。
2求解
假设每个服务器的容量是V，价格为P，单位容量的价格P0=P/V。总共有n个数据块，且每个数据块不可分割。第j个数据块Bj的数据量为Dj，从外网获得时产生的通信费为Cj，单位数据量所产生的通信费为Aj=Cj/Dj。
求解思路：若单位数据量所产生的通信费大于服务器单位容量的价格即Aj>P0时，则将数据块Bj存储到服务器，且需要购买的服务器总数能存储此类数据块;若服务器还有剩余空间，则将单位数据量所产生的通信费与服务器单位容量的价格足够接近即满足0.95P0<
Aj<=P0的数据块存入剩余空间;其余数据块，则通过网络访问，产生通信费。
设W为单位数据量所产生的通信费大于服务器单位容量的价格的数据块的集合，V为单位数据量所产生的通信费小于等于服务器单位容量的价格且大于单位数据量所产生的通信费与服务器单位容量的价格的95%的数据块的集合。
算法1.将数据块归类.
BEGIN
Step1. j=1， k=0， h=0，W=V=Φ.
Step2. 若Aj>P0，则W=W+{Bj}，k=k+1，转step4;否则，转step3.
Step3. 若0.95P0<Aj<=P0，则V=V+{Bj}，h=h+1，转step4;否则，转step4.
Step4. 若j=n， 则停止;否则，转step5.
Step5. j=j+1，转step2.
END
完成数据块分类之后，由于W中的数据块满足单位数据量所产生的通信费大于服务器单位容量的价格，这些数据存储在服务器中比从外网获得更经济，因此我们优先将W中所有的数据块都存储到服务器。
由于不同的教学信息的需求量和访问频次不同，我们需要给集合中每个数据块一个代表其重要性的权重，并按降序排列。之后按重要性优先的原则将数据块存储到服务器。
算法2. 将集合W中的数据块存储到服务器.
BEGIN
Step1.将W中数据块按重要性给出权重再由大到小排序[1-2]，得E1，E2，...Ek，i=j=1，Ri=V.
Step2. 若Ej<Ri，则将Ej存入服务器Si，Ri=Ri-Ej，转step4;否则，转step5.
Step3. j=j+1，转step2.
Step4. 若j=k，则转step6;否则，转step3.
Step5. i=i+1，转step2.
Step6. m=i，停止. END
由算法2知，总共需要m个服务器，存储了W中共k个数据块之后第i个服务器的剩余容量为Ri。
虽然集合V中的数据块的单位数据量所产生的通信费小于服务器单位容量的价格，但由于存储完集合W中的数据块，服务器仍有剩余空间，我们将集合V中的数据块存入可充分利用服务器空间。由于不同的教学信息的需求量和访问频次不同，我们需要给V中每个数据块一个代表其重要性的权重，并按降序排列。之后按重要性优先的原则将数据块存储到服务器。
算法3.将V中的数据块存储到服务器剩余空间.
BEGIN
Step1. 将V中数据块按重要性给出权重再由大到小排序[1-2]，得T1，T2，...，Th，i=j=1.
Step2. 若Tj<Ri，则将Tj存入服务器Si，Ri=Ri-Tj，转step4;否则，转step6.
Step3. j=j+1，转step2.
Step4. 若j=h，則转step7;否则，转step3.
Step5. i=i+1，转step2.
Step6. 若i=m， 则转step7;否则，转step5.
Step7. d=j，停止.
由算法3知，服务器总共存储了集合V中d个数据块，且服务器剩余容量无法再存储V中剩余数据块。至此，服务器存储了集合W中所有数据块以及集合V中部分数据块，其余需要访问的教学信息数据都经由访问外网获得，产生通信费用。
END
3结语
本文通过算法，将教学信息分类，确定哪些数据块要存储到服务器，如何将数据块分配给服务器以及哪些数据块可以填补到服务器剩余空间。由此，学校可以在较低的成本（包括访问外部网络产生的通信费和购买服务器所需费用）下，为师生们提供教学信息。在本文设定地基础上，可进一步探讨数据块可分割存储的方法以及获取不同数据块单位数据的通信费不同时的优化方法。本文的算法和优化思路也可作为其他组织或企业内网信息配置的参考。
参考文献
[1] 王晓东.数据结构与算法设计[M].北京：电子工业出版社，2002.
[2] 唐策善，李龙澍，黄刘生.数据结构——用C语言描述[M].北京：高等教育出版社，2002.
关键词：内网;信息;优化
中图分类号：TP393.18 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2021.02.037
本文著录格式：林馨.学校内网信息优化配置[J].软件，2021，42（02）：121-122
Information Optimization Scheme for School Intranet
LIN Xin
（Fujian Normal University， Fujian Fuzhou 350017）
【Abstract】：With the development of internet， teachers and students often search teaching and studying information online. One method is to visit outer network to receive information， another is to store frequently searched information on local servers in school. Visiting outer network generates telecommunication fee， while buying servers needs money too. In this article， we will balance between these two methods， considering both costs and requirements of teachers and students to get an optimization scheme.
【Key words】：intranet;information;optimization
0引言
随着互联网的普及，网络上信息的多样化，老师及学生们越来越多地通过网络获取教学信息等数据，从而丰富教学内容，提高教学質量。与此同时，这会产生一定的网络通信费。学校可通过把一些常用数据块下载存储到服务器，从而节省访问外部网络产生的通信费。但购买服务器也需要相当的费用，因此需要权衡二者利弊，给出经济又实用的方案。
1问题
假定已知每个服务器的容量和价格，师生们需要获取的数据块（如课程信息，课件，试题集，讲课视频等），以及从外网获得这些数据块所需的通信费，本文将通过算法确定需要购买的服务器数量，选择一些数据块并合理地存储在服务器上。
2求解
假设每个服务器的容量是V，价格为P，单位容量的价格P0=P/V。总共有n个数据块，且每个数据块不可分割。第j个数据块Bj的数据量为Dj，从外网获得时产生的通信费为Cj，单位数据量所产生的通信费为Aj=Cj/Dj。
求解思路：若单位数据量所产生的通信费大于服务器单位容量的价格即Aj>P0时，则将数据块Bj存储到服务器，且需要购买的服务器总数能存储此类数据块;若服务器还有剩余空间，则将单位数据量所产生的通信费与服务器单位容量的价格足够接近即满足0.95P0<
Aj<=P0的数据块存入剩余空间;其余数据块，则通过网络访问，产生通信费。
设W为单位数据量所产生的通信费大于服务器单位容量的价格的数据块的集合，V为单位数据量所产生的通信费小于等于服务器单位容量的价格且大于单位数据量所产生的通信费与服务器单位容量的价格的95%的数据块的集合。
算法1.将数据块归类.
BEGIN
Step1. j=1， k=0， h=0，W=V=Φ.
Step2. 若Aj>P0，则W=W+{Bj}，k=k+1，转step4;否则，转step3.
Step3. 若0.95P0<Aj<=P0，则V=V+{Bj}，h=h+1，转step4;否则，转step4.
Step4. 若j=n， 则停止;否则，转step5.
Step5. j=j+1，转step2.
END
完成数据块分类之后，由于W中的数据块满足单位数据量所产生的通信费大于服务器单位容量的价格，这些数据存储在服务器中比从外网获得更经济，因此我们优先将W中所有的数据块都存储到服务器。
由于不同的教学信息的需求量和访问频次不同，我们需要给集合中每个数据块一个代表其重要性的权重，并按降序排列。之后按重要性优先的原则将数据块存储到服务器。
算法2. 将集合W中的数据块存储到服务器.
BEGIN
Step1.将W中数据块按重要性给出权重再由大到小排序[1-2]，得E1，E2，...Ek，i=j=1，Ri=V.
Step2. 若Ej<Ri，则将Ej存入服务器Si，Ri=Ri-Ej，转step4;否则，转step5.
Step3. j=j+1，转step2.
Step4. 若j=k，则转step6;否则，转step3.
Step5. i=i+1，转step2.
Step6. m=i，停止. END
由算法2知，总共需要m个服务器，存储了W中共k个数据块之后第i个服务器的剩余容量为Ri。
虽然集合V中的数据块的单位数据量所产生的通信费小于服务器单位容量的价格，但由于存储完集合W中的数据块，服务器仍有剩余空间，我们将集合V中的数据块存入可充分利用服务器空间。由于不同的教学信息的需求量和访问频次不同，我们需要给V中每个数据块一个代表其重要性的权重，并按降序排列。之后按重要性优先的原则将数据块存储到服务器。
算法3.将V中的数据块存储到服务器剩余空间.
BEGIN
Step1. 将V中数据块按重要性给出权重再由大到小排序[1-2]，得T1，T2，...，Th，i=j=1.
Step2. 若Tj<Ri，则将Tj存入服务器Si，Ri=Ri-Tj，转step4;否则，转step6.
Step3. j=j+1，转step2.
Step4. 若j=h，則转step7;否则，转step3.
Step5. i=i+1，转step2.
Step6. 若i=m， 则转step7;否则，转step5.
Step7. d=j，停止.
由算法3知，服务器总共存储了集合V中d个数据块，且服务器剩余容量无法再存储V中剩余数据块。至此，服务器存储了集合W中所有数据块以及集合V中部分数据块，其余需要访问的教学信息数据都经由访问外网获得，产生通信费用。
END
3结语
本文通过算法，将教学信息分类，确定哪些数据块要存储到服务器，如何将数据块分配给服务器以及哪些数据块可以填补到服务器剩余空间。由此，学校可以在较低的成本（包括访问外部网络产生的通信费和购买服务器所需费用）下，为师生们提供教学信息。在本文设定地基础上，可进一步探讨数据块可分割存储的方法以及获取不同数据块单位数据的通信费不同时的优化方法。本文的算法和优化思路也可作为其他组织或企业内网信息配置的参考。
参考文献
[1] 王晓东.数据结构与算法设计[M].北京：电子工业出版社，2002.
[2] 唐策善，李龙澍，黄刘生.数据结构——用C语言描述[M].北京：高等教育出版社，2002.