黃偉

（北京語言大學(xué) 漢語水平考試中心，北京 100083）

基于VOD的面試型漢語口語考試數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)*

黃偉

（北京語言大學(xué) 漢語水平考試中心，北京 100083）

本文闡述了面試型漢語口語考試在數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用方面遇到的安全與效率問題；分析了利用數(shù)據(jù)庫和視頻點(diǎn)播技術(shù)實(shí)現(xiàn)一個(gè)管理系統(tǒng)的可行性；討論了考試視頻數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的功能需求和系統(tǒng)設(shè)計(jì)；介紹了該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫、存儲(chǔ)機(jī)制和應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法，以及系統(tǒng)部署時(shí)的平臺選擇與安全等問題。視頻點(diǎn)播技術(shù)在考試機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)管理工作中的應(yīng)用是一次有益的嘗試。

口語面試；視頻點(diǎn)播；數(shù)據(jù)管理；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一、引言

實(shí)用漢語水平認(rèn)定考試（C.TEST）的口語考試（簡稱C.TEST口語面試）是由北京語言大學(xué)漢語水平考試中心研發(fā)和組織實(shí)施的一項(xiàng)面試型漢語口語考試。旨在考查國際環(huán)境中母語非漢語人士在社會(huì)生活以及日常工作中運(yùn)用漢語進(jìn)行口頭交際的能力。該考試由兩名面試官和一名被試人員面對面地針對一系列相關(guān)話題進(jìn)行不同深度的交談，面試官根據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn)和被試人員的語言表現(xiàn)進(jìn)行評估。[1]考試過程進(jìn)行全程錄像，考試結(jié)束后，根據(jù)考試工作流程和規(guī)范，會(huì)將考試錄像處理為wmv格式的視頻文件后存檔。隨著考生人數(shù)逐年累積，出現(xiàn)了視頻數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)效率和安全等方面的問題。同時(shí)，為了更好地研究C.TEST口語面試的相關(guān)課題，研究人員也需要經(jīng)常調(diào)用這些視頻數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)在使用方面也面臨效率和安全等管理問題。

為了解決這些問題，筆者及同事們借鑒了視頻點(diǎn)播（Video On Demand，VOD）系統(tǒng)在教育領(lǐng)域應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)。視頻點(diǎn)播系統(tǒng)一直是媒體應(yīng)用的一個(gè)熱點(diǎn)。隨著網(wǎng)絡(luò)視頻應(yīng)用的普及，視頻點(diǎn)播技術(shù)也成為了電化教育和遠(yuǎn)程教學(xué)的重要手段，在現(xiàn)代教育中發(fā)揮著重要作用。[2][3]經(jīng)過比較分析，筆者及同事發(fā)現(xiàn)視頻點(diǎn)播系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)正好符合C.TEST口語面試視頻數(shù)據(jù)在管理和應(yīng)用方面的需求。

筆者及同事設(shè)計(jì)并開發(fā)了一個(gè)基于VOD的面試型漢語口語考試視頻數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了C.TEST口語面試數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫管理和視頻點(diǎn)播服務(wù)功能，能夠?yàn)楣芾砣藛T和研究人員提供安全和高效的數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用服務(wù)。

二、系統(tǒng)功能需求分析

該系統(tǒng)要求能夠存儲(chǔ)C.TEST口語面試的全部考試數(shù)據(jù)，能夠?yàn)檠芯咳藛T提供方便的數(shù)據(jù)檢索服務(wù)，并能夠在線瀏覽視頻內(nèi)容。同時(shí)要保證數(shù)據(jù)安全，非授權(quán)用戶不能訪問這些考試數(shù)據(jù)。從實(shí)際需求來看，該系統(tǒng)相當(dāng)于一個(gè)基于Web的視頻點(diǎn)播服務(wù)系統(tǒng)。從事管理工作的人員是該系統(tǒng)的最高權(quán)限管理員，研究人員是用戶，考試數(shù)據(jù)是檢索和點(diǎn)播的內(nèi)容。

該系統(tǒng)的功能需求可以從系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)應(yīng)用（檢索與點(diǎn)播）三個(gè)方面來考慮。系統(tǒng)管理模塊負(fù)責(zé)用戶、角色、權(quán)限的管理操作，以及用戶信息維護(hù)操作；數(shù)據(jù)管理模塊負(fù)責(zé)考試數(shù)據(jù)的管理與維護(hù)操作；數(shù)據(jù)應(yīng)用模塊為用戶提供數(shù)據(jù)檢索服務(wù)，可根據(jù)特定的考生信息、考官信息、考試題目、成績等條件進(jìn)行單一條件檢索或組合條件檢索，并能夠在線點(diǎn)播檢索結(jié)果中的視頻文件。同時(shí)，由于考試數(shù)據(jù)的保密性要求，該系統(tǒng)對來自系統(tǒng)外部威脅和系統(tǒng)內(nèi)部威脅的安全性要求都比較高。

三、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則

該系統(tǒng)的研發(fā)以滿足和方便管理人員和研發(fā)人員的工作和研究需求為出發(fā)點(diǎn)，兼顧安全性（包括系統(tǒng)安全和系統(tǒng)內(nèi)部權(quán)限機(jī)制等）。具體地應(yīng)該遵循以下原則：

（1）只有管理人員能夠?qū)θ繑?shù)據(jù)進(jìn)行增、刪、改操作；

（2）研發(fā)人員在獲得管理人員的授權(quán)后能夠方便地對授權(quán)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索和訪問；

（3）系統(tǒng)內(nèi)的全部數(shù)據(jù)不得外泄；

（4）由于日常工作中不設(shè)專人負(fù)責(zé)該系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)工作，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該充分考慮系統(tǒng)管理與使用的易操作性。

2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

目前大多數(shù)大規(guī)模的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)已經(jīng)采用了點(diǎn)對點(diǎn)（Peer-to-Peer，P2P）模式，而非傳統(tǒng)的瀏覽器/服務(wù)器（Browser/Server，B/S）模式。P2P模式比B/S模式在可擴(kuò)展性和性能方面具有更好的表現(xiàn)。[4]-[6]但是，我們的實(shí)際應(yīng)用被限制在內(nèi)部局域網(wǎng)范圍內(nèi)，用戶規(guī)模較小，對并發(fā)連接數(shù)量、連續(xù)播放度和響應(yīng)延遲等方面的要求并不高；考試數(shù)據(jù)的使用也受限于保密協(xié)議，將來在用戶數(shù)量與使用范圍方面進(jìn)行擴(kuò)展的可能性比較有限。因此，我們?nèi)匀徊捎昧藗鹘y(tǒng)的 B/S結(jié)構(gòu)模式?；谶@一模式的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，在滿足基本功能需求的前提下，在開發(fā)、部署和維護(hù)等方面具有技術(shù)成本低的優(yōu)勢。

3.系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)包括系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)應(yīng)用（檢索與點(diǎn)播）三個(gè)功能模塊，主要功能設(shè)計(jì)如圖 1所示。

該系統(tǒng)運(yùn)行的參與者包括管理員和用戶兩類。根據(jù)實(shí)際工作需要，用戶還可能被進(jìn)一步細(xì)分。比如高級用戶角色和普通用戶角色分別代表是否對全部或特定數(shù)據(jù)具有訪問權(quán)限。系統(tǒng)管理模塊主要完成管理員對用戶、角色的相關(guān)管理工作，以及用戶自己的信息維護(hù)工作。主要功能包括：添加、修改和刪除用戶對象；設(shè)置用戶所屬的角色；用戶登錄管理；用戶維護(hù)個(gè)人信息（如修改密碼）。

C.TEST口語面試考試數(shù)據(jù)主要包括：考生背景信息（考生編號、姓名、性別、出生日期、國籍、就讀學(xué)校/工作單位、照片等）、面試官信息（姓名、性別、工作單位等）、考試試卷與題目①、考試信息（考試日期、主面試官評分、副面試官評分、復(fù)評成績、最終成績、獲證級別、證書編號、診斷性評價(jià)等），以及記錄考試過程的視頻數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)管理模塊主要功能有：

（1）錄入（或批量導(dǎo)入）、修改和刪除考生背景信息；

（2）錄入（或批量導(dǎo)入）、修改和刪除面試官信息；

（3）錄入（或批量導(dǎo)入）、修改、刪除考試信息；

（4）上傳和維護(hù)考試視頻數(shù)據(jù)。

從事C.TEST口語面試的研究人員通常需要根據(jù)考生背景信息、面試官信息、考試信息等內(nèi)容檢索和訪問考試數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)檢索與點(diǎn)播模塊為此提供支持。數(shù)據(jù)應(yīng)用模塊的主要功能有：

（1）以上述數(shù)據(jù)為條件進(jìn)行單條件檢索；

（2）以上述數(shù)據(jù)為條件進(jìn)行組合條件檢索；

（3）保存（或?qū)С觯z索結(jié)果；

（4）在線點(diǎn)播考試視頻數(shù)據(jù)；

（5）（對高級用戶）提供視頻數(shù)據(jù)下載服務(wù)。

四、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與部署

該系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)與文件系統(tǒng)存儲(chǔ)相結(jié)合的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，以ASP動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)與Windows Media Player Extension為實(shí)現(xiàn)手段。在完成數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)后，我們在內(nèi)部局域網(wǎng)的服務(wù)器上部署了該系統(tǒng)。

1.存儲(chǔ)設(shè)計(jì)

考生背景信息中的照片和考試視頻數(shù)據(jù)分別以圖片文件和視頻文件的形式存儲(chǔ)在磁盤文件系統(tǒng)中，而沒有采用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)存儲(chǔ)的方式。這是在綜合考慮了開發(fā)的技術(shù)成本、日常工作效率、可擴(kuò)展性等多方面問題的基礎(chǔ)上做出的折中選擇。我們統(tǒng)一設(shè)置圖片文件和視頻文件的命名格式為“考試日期”+“考生序號”+“.擴(kuò)展名”的形式，并將不同考試日期的照片和視頻文件存放于不同文件夾中，文件夾以“考試日期”命名。

2.數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

面試型漢語口語考試視頻數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)檢索與調(diào)用為主要應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序。它的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)離不開數(shù)據(jù)庫的支持。我們把考試數(shù)據(jù)（不包括照片和視頻數(shù)據(jù)）、系統(tǒng)數(shù)據(jù)（用戶信息等）都存放在數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)遵循數(shù)據(jù)庫規(guī)范化的要求，同時(shí)兼顧設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的便捷性。數(shù)據(jù)庫中的主要數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)如下，并以SQL腳本程序?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)建過程。

（1）國籍（民族）信息表

主要字段包括：國籍/民族代碼（主鍵）、國籍/民族名稱。表中信息與中國漢語水平考試HSK、實(shí)用漢語水平認(rèn)定考試C.TEST等考試的相關(guān)信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)保持一致，有利于多個(gè)系統(tǒng)的集成和信息交換。

（2）考生信息表

主要字段包括：考生編號、中文姓名、外文姓名、性別、出生年月、國籍/民族代碼、就讀學(xué)校/工作單位、照片文件路徑。該表以考生編號和中文姓名作為聯(lián)合主鍵字段。

（3）面試官信息表

主要字段包括：面試官編號（主鍵）、姓名、性別、工作單位。

（4）考試信息表

主要字段包括：考試日期、考生編號、試卷編號、主面試官編號、副面試官編號、主面試官評分、副面試官評分、復(fù)評人②編號、復(fù)評人評分、最終評分、證書級別、證書編號、診斷性評價(jià)、視頻數(shù)據(jù)文件路徑。該表以考試日期和考生編號為聯(lián)合主鍵字段。

（5）試卷和題目信息表：略。

（6）系統(tǒng)用戶信息表主要字段包括：用戶名（主鍵）、密碼、所屬角色類型、真實(shí)姓名。

如圖 2所示，各數(shù)據(jù)表間的關(guān)系為：國籍（民族）信息表和考生信息表間存在外鍵約束（國籍/民族代碼），考生信息表與考試信息表間存在外鍵約束 （考生編號）、考試信息表與試卷和題目信息表間存在外鍵約束 （試卷編號）、考試信息表與面試官信息表之間存在外鍵約束（面試官編號）。

3.程序設(shè)計(jì)

我們以Dreamweaver CS3為開發(fā)工具進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。該工具能夠以圖形化操作界面輔助編程人員自動(dòng)地完成大部分代碼編寫工作，比如數(shù)據(jù)庫連接、登錄控制和權(quán)限控制，以及對數(shù)據(jù)庫的增、刪、改、查等操作，在很大程度上節(jié)省了開發(fā)的時(shí)間開銷。

檢索模塊采用了單一條件檢索與組合條件檢索同一界面的形式。檢索條件除了考生姓名外，均從數(shù)據(jù)庫中提取后以下拉列表的形式呈現(xiàn)給用戶以供選擇。視頻數(shù)據(jù)的播放功能是以在ASP頁面程序中調(diào)用Windows Media Player Extension的技術(shù)形式實(shí)現(xiàn)的。通過設(shè)置 Windows Media Player Extension的 Enable-ContextMenu等參數(shù)，可以有效地控制頁面內(nèi)嵌播放器與用戶的交互程度，從而在一定程度上加強(qiáng)了對視頻數(shù)據(jù)的保護(hù)。圖3是檢索、檢索結(jié)果和詳細(xì)數(shù)據(jù)內(nèi)容（包括視頻播放）的界面截圖。

4.系統(tǒng)的部署與安全

在參考了一般的考試機(jī)構(gòu)信息系統(tǒng)建設(shè)方案的基礎(chǔ)上，我們根據(jù)系統(tǒng)的工作流程和信息處理的要求，經(jīng)過測算，選擇了以下的硬件平臺、網(wǎng)絡(luò)通信平臺（結(jié)構(gòu)如圖 4所示）和軟件平臺，并從系統(tǒng)和用戶兩方面加強(qiáng)了安全保障。[7]

為了同時(shí)滿足局域網(wǎng)內(nèi)的其他網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，我們選擇了雙CPU、8G內(nèi)存的服務(wù)器作為該系統(tǒng)運(yùn)行的硬件平臺。經(jīng)過處理的C.TEST口語面試視頻數(shù)據(jù)文件是以 Windows Media Encoder 9標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行壓縮處理的，視頻大小為640×480像素，幀速率為30fps。以平均每位考生參加考試的時(shí)間長度為15分鐘計(jì)算，每個(gè)視頻數(shù)據(jù)文件大小約為100MB。根據(jù)該考試的發(fā)展前景測算，我們暫時(shí)選擇了可用容量為1TB的磁盤陣列作為存儲(chǔ)設(shè)備。一般說來，視頻點(diǎn)播系統(tǒng)的一個(gè)特點(diǎn)是帶寬開銷比較大。實(shí)際上我們處理后的 C.TEST口語面試視頻數(shù)據(jù)文件的視頻碼率為768kbps，并發(fā)連接數(shù)以5個(gè)計(jì)算，單位時(shí)間內(nèi)占用的帶寬大約只有4MB/ S。為了不影響局域網(wǎng)內(nèi)部的其他網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，結(jié)合目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與設(shè)備的市場現(xiàn)狀，我們在建立局域網(wǎng)時(shí)選擇了千兆以太網(wǎng)。軟件平臺方面，我們在服務(wù)器上安裝了微軟公司的Windows Server 2003R2標(biāo)準(zhǔn)版，該服務(wù)器操作系統(tǒng)包含了Web服務(wù)組件IIS 6.0。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用微軟公司的SQL Server 2008標(biāo)準(zhǔn)版?？蛻舳朔矫妫竽軌蛘＿\(yùn)行微軟公司的瀏覽器工具IE 6.0（或更高版本）即可。微軟公司對教育行業(yè)的優(yōu)惠支持力度和產(chǎn)品在用戶群體中的通用性，以及隸屬同一公司的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、服務(wù)器操作系統(tǒng)、多媒體編碼與解碼方案、瀏覽器等產(chǎn)品間的高兼容性，是我們選擇這樣的技術(shù)平臺的主要原因。

前文相關(guān)論述中已經(jīng)涉及到了系統(tǒng)安全性問題。使用用戶名、密碼登錄和根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)則劃分用戶角色等手段，是保障系統(tǒng)內(nèi)部安全的一個(gè)方面。除此以外，應(yīng)用程序服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和客戶端計(jì)算機(jī)的自身安全與穩(wěn)定也非常重要。通過及時(shí)更新系統(tǒng)程序、安裝必要的病毒防護(hù)程序等手段可以從軟件技術(shù)層面提升服務(wù)器和客戶端計(jì)算機(jī)的安全性。在此基礎(chǔ)上，還可以通過加密、安全連接訪問、地址限制、訪問時(shí)間限制等手段，進(jìn)一步提升系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全性。

該系統(tǒng)試運(yùn)行后，我們將根據(jù)用戶體驗(yàn)反饋進(jìn)行改進(jìn)完善。在安裝部署了相關(guān)的軟硬件平臺和開發(fā)的程序后，我們也開始著手進(jìn)行相應(yīng)的文檔整理工作。主要任務(wù)是編寫《“面試型漢語口語考試視頻數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)”使用手冊》和《“面試型漢語口語考試視頻數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)”使用協(xié)議》。前者為用戶使用該系統(tǒng)提供詳細(xì)的幫助，后者是用戶使用該系統(tǒng)前需要簽訂的有關(guān)安全保密和版權(quán)問題的協(xié)議。

五、結(jié)束語

本文討論了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于VOD的面試型漢語口語考試數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的研發(fā)背景、需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和具體的實(shí)現(xiàn)方法。該系統(tǒng)為從事面試型漢語口語考試的管理人員和研究人員提供了一個(gè)安全、高效的數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用平臺。

我們將視頻點(diǎn)播技術(shù)應(yīng)用于考試機(jī)構(gòu)的面試型漢語口語考試數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域，是該技術(shù)在現(xiàn)代教育和測試領(lǐng)域中的一次有益嘗試。隨著該系統(tǒng)的試用與使用，我們也將根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的反饋情況及時(shí)進(jìn)行修改，以使該系統(tǒng)日臻完善。

[1]王佶旻，趙琪鳳，韓陽.面試型口語考試研究——實(shí)用漢語水平認(rèn)定考試 （C.TEST）口語考試的設(shè)計(jì)[A].載：不同環(huán)境下的漢語教學(xué)探索——第五屆對外漢語國際學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集，北京：外語教學(xué)與研究出版社2009：453-465.

[2]熊冬升.支持隨機(jī)播放HTTP協(xié)議流式視頻點(diǎn)播系統(tǒng)的搭建[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2010.20(8):52-53.

[3]金智勇，孫樂傳，宋志明.基于校園網(wǎng)的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)的構(gòu)建及在教學(xué)中的應(yīng)用[J].電化教育研究,2009（2）: 72-74.

[4]錢碧偉，謝冬青，周再紅，熊偉.一個(gè)基于分層結(jié)構(gòu)的P2P視頻點(diǎn)播系統(tǒng)[A].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2010,46（7）：203-207.

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(編輯：楊馥紅)

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1673-8454(2011)23-0065-04

*本研究受北京語言大學(xué)青年自主科研支持計(jì)劃資助項(xiàng)目（中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助）（10JBG07）和北京語言大學(xué)“特色重點(diǎn)學(xué)科”項(xiàng)目資助。