呂展鵬

（武漢科技大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢 430081）

隨著Internet的發(fā)展與普及，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)深深影響到人們學(xué)習(xí)、工作、生活等各個(gè)方面，各種自主學(xué)習(xí)平臺(tái)紛紛出現(xiàn)，然而網(wǎng)絡(luò)資源的極大豐富也讓人眼花繚亂，通過對(duì)現(xiàn)有自主學(xué)習(xí)平臺(tái)[1]的考察，許多人在挑選資源上浪費(fèi)了大量寶貴時(shí)間，更有許多人找不到合適的交流對(duì)象，致使學(xué)習(xí)者知識(shí)面狹隘，失去學(xué)習(xí)熱情，所以提出一個(gè)減少挑選資源的時(shí)間的方案是十分必要的。因此設(shè)計(jì)并開發(fā)了自匹配媒體學(xué)習(xí)系統(tǒng)。系統(tǒng)采用目前流行的SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和ASP.NET動(dòng)態(tài)網(wǎng)站開發(fā)技術(shù)，開發(fā)一個(gè)基于B/S模式的能自動(dòng)匹配對(duì)象的媒體學(xué)習(xí)系統(tǒng)。學(xué)習(xí)者可通過這個(gè)系統(tǒng)科學(xué)地選擇交流對(duì)象，從而減少時(shí)間的浪費(fèi)，提高學(xué)習(xí)效率，激發(fā)學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)的興趣。

1 自匹配媒體學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 功能需求分析

現(xiàn)有的學(xué)習(xí)系統(tǒng)一般都具備的基本功能有會(huì)員注冊(cè)功能、視頻及語(yǔ)音交流功能和留言管理功能。另外媒體學(xué)習(xí)系統(tǒng)還需要具有簡(jiǎn)明美觀的操作界面、以及搜索查詢功能。在基本功能之上，自匹配媒體學(xué)習(xí)系統(tǒng)增加了自動(dòng)匹配功能，由會(huì)員資料中提供的學(xué)歷、資歷、主修方向和關(guān)注書籍等屬性進(jìn)行自動(dòng)匹配，選取適當(dāng)?shù)膶?duì)象來(lái)組成網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)小組。

1.2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

自匹配互動(dòng)媒體交流系統(tǒng)采用運(yùn)行和維護(hù)方便的經(jīng)典B/S模式，采用ASP.NET界面的數(shù)據(jù)訪問層/業(yè)務(wù)邏輯層/表示層三層軟件架構(gòu)，這種模式的優(yōu)勢(shì)是將表示邏輯和業(yè)務(wù)邏輯分開，維護(hù)時(shí)只需要關(guān)注其中一層，同時(shí)提高了代碼復(fù)用率，是系統(tǒng)易維護(hù)性的保障。其中表示層：是系統(tǒng)的UI部分，負(fù)責(zé)使用者與整個(gè)系統(tǒng)的交互。界面表示層中的邏輯代碼，理想的狀態(tài)是不應(yīng)包括系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯，僅與界面元素有關(guān)。業(yè)務(wù)邏輯層：是整個(gè)系統(tǒng)的核心，業(yè)務(wù)邏輯層的相關(guān)設(shè)計(jì)與這個(gè)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)有關(guān)。如果涉及到數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問，則需要調(diào)用數(shù)據(jù)訪問層。數(shù)據(jù)訪問層：也可以稱為持久層，該層的的要功能是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問，也就是實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)表的選擇、插入、更新和刪除等操作。

1.3 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

自匹配媒體學(xué)習(xí)系統(tǒng)主要由用戶管理、資料管理、自動(dòng)匹配、公告管理四個(gè)模塊組成，每個(gè)模塊又有其子模塊，系統(tǒng)拓?fù)淙鐖D1所示。

圖1 自匹配媒體學(xué)習(xí)系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)Fig.1 Automatic matching learning system modular structure

1）用戶管理模塊功能設(shè)計(jì)

用戶管理模塊包括會(huì)員注冊(cè)子模塊和用戶管理子模塊兩部分。該模塊負(fù)責(zé)操作數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)員資料，并有自動(dòng)清理功能。

①會(huì)員注冊(cè)子模塊：普通用戶登錄該系統(tǒng)可以具備觀看視頻教程或收聽語(yǔ)音教程的功能，只有注冊(cè)為會(huì)員后，才具有匹配小組功能以及發(fā)布下載功能。

②用戶管理子模塊：用戶管理子模塊是系統(tǒng)管理員才具有的功能。用戶管理可對(duì)已注冊(cè)該系統(tǒng)的用戶進(jìn)行管理，例如設(shè)置權(quán)限以及鎖定和刪除操作，鎖定操作主要用于當(dāng)用戶有違規(guī)操作，如發(fā)布了不當(dāng)?shù)囊曨l或留言時(shí)，可以將其鎖定，被鎖定的用戶只能瀏覽部分和觀看視頻。

2）資源管理模塊功能設(shè)計(jì)

資源管理模塊包括資料發(fā)布、資料管理兩部分，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)基本的視頻、語(yǔ)音學(xué)習(xí)功能和留言功能等。

①資料發(fā)布：資料發(fā)布模塊用于已登錄該系統(tǒng)的會(huì)員發(fā)布視頻或語(yǔ)音，發(fā)布完后，會(huì)員可即時(shí)查看自己已發(fā)布的語(yǔ)音或視頻。

②資料管理：需要實(shí)現(xiàn)的功能有：a、未注冊(cè)的用戶登錄，身份一律設(shè)為游客，視頻管理子模塊中只具備觀看視頻及留言的功能，留言時(shí)ID為系統(tǒng)分配的游客ID；b、會(huì)員用戶登錄，視頻管理子模塊不僅可觀看視頻，對(duì)視頻進(jìn)行留言，而且可查看所有已發(fā)布的視頻，并具有下載的權(quán)利；c、管理員登錄，同時(shí)具備會(huì)員用戶的所有功能，還具備對(duì)資料和留言進(jìn)行管理的功能，例如刪除過期的或點(diǎn)擊率低的視頻音頻資料以及刪除不當(dāng)?shù)挠脩袅粞浴?/p>

3）自動(dòng)匹配模塊設(shè)計(jì)

自動(dòng)匹配模塊分為優(yōu)秀推薦、成立小組、組員評(píng)價(jià)3個(gè)部分。

①優(yōu)秀推薦模塊：與一般搜索類似，按用戶要求搜索會(huì)員信息，找到滿足條件的人。

②成立小組模塊負(fù)責(zé)接收用戶匹配要求，再?gòu)挠脩魯?shù)據(jù)表中按照設(shè)定好的權(quán)值匹配符合要求的小組成員。例如按照某人的自身?xiàng)l件，在數(shù)據(jù)庫(kù)中搜尋到學(xué)歷相當(dāng)，愛好有交叉點(diǎn)，閱讀過的書籍重合度最高，綜合實(shí)力最接近的5個(gè)人，生成一個(gè)小組。已建成的小組信息和組員信息都作為個(gè)人信息記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)。匹配過程由系統(tǒng)自動(dòng)完成。管理員有查看和解散小組的功能。

③組員評(píng)價(jià)模塊：允許對(duì)于他人進(jìn)行評(píng)價(jià)，并將評(píng)價(jià)寫入基本信息，作為下一次成立小組的依據(jù)之一。評(píng)價(jià)對(duì)被評(píng)價(jià)人和管理員可見，對(duì)其他人不可見。

匹配界面大致如圖2所示。

圖2 匹配頁(yè)面子頁(yè)內(nèi)容Fig.2 Sub-page content of matching page

4）公告管理模塊功能設(shè)計(jì)

公告管理模塊：用于發(fā)布網(wǎng)站的一些公告信息，以及管理公告的添加、更新和刪除，是只有系統(tǒng)管理員才具備的功能。

1.4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

自匹配型媒體交流系統(tǒng)面向所有電腦使用者，受眾較為復(fù)雜，數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性和穩(wěn)定性至關(guān)重要[2]，設(shè)計(jì)的優(yōu)化與否對(duì)系統(tǒng)是否能正常而準(zhǔn)確的運(yùn)行起著非常重要的作用。該系統(tǒng)采用SQL Server 2008 DBMS來(lái)存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)表主要包括會(huì)員信息表、資源信息表、留言信息表、公告信表，其他信息表等表。

1）會(huì)員信息表：用來(lái)存儲(chǔ)會(huì)員的注冊(cè)信息，包括登錄ID，權(quán)限級(jí)別，用戶名，密碼，真實(shí)姓名，性別，電子郵件，聯(lián)系方式，注冊(cè)日期，學(xué)習(xí)項(xiàng)目，學(xué)歷資歷，愛好偏好，密碼提示問題，密碼提示答案，鎖定狀態(tài)以及備注等信息，其中登錄ID為該表的主鍵。

2）資源信息表：用來(lái)存儲(chǔ)系統(tǒng)存錄的教材以及會(huì)員發(fā)布的視頻音頻信息，包括資料ID，資料名稱，資料類型，語(yǔ)言類型，內(nèi)容簡(jiǎn)介，存儲(chǔ)路徑，點(diǎn)擊率，發(fā)布日期，發(fā)布人ID及姓名等信息，基中資料ID是該表的主鍵。

3）留言信息表：用于存儲(chǔ)用戶留言的詳細(xì)信息，其中包括留言ID，留言人名稱，留言日期，留言內(nèi)容等信息，其中留言ID該表的主鍵。

4）公告信息表：用于存儲(chǔ)管理員發(fā)布的公告信息，包括公告ID，公告標(biāo)題，公告內(nèi)容，公告日期，公告發(fā)布人等信息，其中公告ID是該表的主鍵。

5）其他信息表：用于拓展其他業(yè)務(wù)，例如廣告信息，訂閱信息。

1.5 界面設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的界面是用戶對(duì)于系統(tǒng)的第一映像，也是系統(tǒng)能否吸引用戶的至關(guān)重要的因素。界面質(zhì)量好壞直接關(guān)系到系統(tǒng)的性能能否充分發(fā)揮，用戶能否準(zhǔn)確、高效的操作?；贐/S模式的系統(tǒng)開發(fā)[3]已有先例。文中所開發(fā)的自匹配型媒體學(xué)習(xí)系統(tǒng)大部分采用風(fēng)格統(tǒng)一的界面設(shè)計(jì)形式。用Visual Studio2010中引入的母版頁(yè)概念，能有效地實(shí)現(xiàn)界面設(shè)計(jì)的模塊化，提高了代碼的復(fù)用率。前臺(tái)代碼用HTML編寫，布局上可以使用DIV+CSS標(biāo)準(zhǔn)布局。布局主要包括廣告顯示區(qū)、公告顯示區(qū)、點(diǎn)擊率排行區(qū)、成效顯示區(qū)、版權(quán)顯示區(qū)5大部分。其中廣告顯示區(qū)用來(lái)顯示Logo和一些廣告以及菜單欄。公告顯示區(qū)滾動(dòng)顯示公告信息。排行區(qū)顯示點(diǎn)擊率最高的10條和最新的10條視頻以及語(yǔ)音。成效顯示區(qū)給出最近組成的小組和用戶取得的重大學(xué)習(xí)成果等。數(shù)據(jù)顯示區(qū)為點(diǎn)擊各個(gè)菜單所出現(xiàn)的頁(yè)面信息。版權(quán)顯示區(qū)顯示版權(quán)信息。總體格局如圖3所示。

圖3 首頁(yè)界面格局圖Fig.3 Home page style

2 自匹配媒體學(xué)習(xí)系統(tǒng)的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)模式匹配算法的選取

由Sergey Melnik等人提出的SF算法[4]是一種混合的模式匹配算法，匹配結(jié)果準(zhǔn)確，效率高。該算法經(jīng)過高暢、劉國(guó)華等人的改善得出的SF－C算法[5]不僅能處理1：1簡(jiǎn)單關(guān)系匹配，更能將實(shí)際應(yīng)用中存在的復(fù)雜模式的匹配挖掘出來(lái)。在匹配過程中，結(jié)合詞法分析技術(shù)對(duì)候選匹配進(jìn)行分類之后同時(shí)處理，能更近一步提高效率。

2.2 實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的高效訪問

由于采用了匹配功能，數(shù)據(jù)庫(kù)訪問量大，頻繁地訪問數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)占用大量的資源，使系統(tǒng)運(yùn)行效率降低，如果嚴(yán)格采用ASP.NET的3層結(jié)構(gòu)，需要多次訪問數(shù)據(jù)庫(kù)才能完成一個(gè)簡(jiǎn)單邏輯過程，為解決這個(gè)問題，系統(tǒng)采用SQL Server的存儲(chǔ)過程定義一組特定功能的SQL語(yǔ)句集，編譯后存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，只傳遞其參數(shù)值。該存儲(chǔ)過程在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器端執(zhí)行，執(zhí)行速度快效率高。

2.3 公告信息顯示的優(yōu)越性體驗(yàn)

使用滾動(dòng)顯示有助于提高關(guān)注度。在網(wǎng)站中設(shè)置一個(gè)美觀實(shí)用的滾動(dòng)公告信息顯示是需要經(jīng)過大量測(cè)試的。使用marquee標(biāo)簽可以設(shè)置出紛呈的滾動(dòng)樣式，例舉向上滾動(dòng)，代碼如下：

＜marquee direction＝”up”onmouseover＝”this.stop（）”onmouseout＝”this.start（）”align＝”left”scrollamount＝”5”width＝”353px”height＝”178px”＞

＜p＞＜a href＝./...＞＜a＞＜/p＞

＜/marquee＞

在滾動(dòng)顯示中每條公告的詳細(xì)信息用對(duì)話框的形式來(lái)顯示，該功能通過調(diào)用Windows對(duì)象的showModalDialog方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，代碼如下：

returnValue＝window.showModalDialog（sURL[，vArguments][，sFeatures]）

2.4 媒體播放器的選取

考慮到網(wǎng)站資源可能是視頻或者音頻，其格式可能有rm、wav、mid、mp3等多種多樣，轉(zhuǎn)碼會(huì)浪費(fèi)時(shí)間。媒體播放器很難兼顧到既功能強(qiáng)大又占服務(wù)器資源少。而HTML語(yǔ)言中的Embed元素可以實(shí)現(xiàn)大多數(shù)視頻的播放，瀏覽器兼容性又好。該系統(tǒng)中使用媒體播放器的代碼如下：

＜embed src＝”./..”autostart＝”false”hidden＝”true”width＝”457px”height＝”332px”draggable＝”true”/＞

2.5 系統(tǒng)安全

由于系統(tǒng)獲取了大量用戶信息，如果信息泄露或者被惡意篡改，后果將不堪設(shè)想，系統(tǒng)的安全性尤為重要。系統(tǒng)主要采取以下安全策略：

1）加密算法技術(shù)[6]：數(shù)據(jù)庫(kù)加密技術(shù)可以防止數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)顯式暴露給用戶。數(shù)據(jù)庫(kù)加密技術(shù)一般選擇分組加密算法。常用的有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)加密 （DES）、國(guó)際數(shù)據(jù)加密算法（IDEA）、高加密標(biāo)準(zhǔn)（AES）[7]。其中AES算法有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，密匙安裝快，消耗內(nèi)存少，兼容性又好等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，所以系統(tǒng)采用AES算法。

2）數(shù)據(jù)輸入驗(yàn)證：在注冊(cè)和搜索過程中采用數(shù)據(jù)輸入驗(yàn)證。驗(yàn)證數(shù)據(jù)類型、過濾非法性輸入，可以有效防止SQL注入攻擊。

3）權(quán)限控制：以不損害用戶利益為前提，給用戶最低級(jí)別的權(quán)限，減少用戶接觸數(shù)據(jù)庫(kù)核心的概率。管理員賬號(hào)實(shí)行等級(jí)制。

3 結(jié)束語(yǔ)

自匹配媒體學(xué)習(xí)系統(tǒng)已經(jīng)成功應(yīng)用于個(gè)人網(wǎng)站，并取得了良好的成效。該系統(tǒng)集自動(dòng)匹配功能，用戶管理功能，和資源管理功能，搜索功能，會(huì)話功能于一體，開放性強(qiáng)，安全性高，使用方便，大大減少了在資源選擇過程中浪費(fèi)的時(shí)間，是網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的趨勢(shì)。

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