張艮山 劉旭寧

摘? 要： 針對(duì)傳統(tǒng)資源共享系統(tǒng)的抗壓能力差的問題，設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育數(shù)字資源共享系統(tǒng)并研究其應(yīng)用。對(duì)傳統(tǒng)共享系統(tǒng)的硬件進(jìn)行更新后，在硬件的基礎(chǔ)上完成軟件設(shè)計(jì)。對(duì)數(shù)字資源進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)其進(jìn)行數(shù)字屬性標(biāo)注，建立“關(guān)鍵字?文檔”倒索引結(jié)構(gòu)。對(duì)數(shù)字資源進(jìn)行管理，根據(jù)數(shù)字資源的可信度計(jì)算其權(quán)重，生成資源的搜索列表。管理員對(duì)用戶上傳和互聯(lián)網(wǎng)抓取的資源進(jìn)行審核。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)，使用SQL Server應(yīng)用完成整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。通過與傳統(tǒng)資源共享系統(tǒng)的對(duì)比仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的數(shù)字資源共享系統(tǒng)的應(yīng)用效果，該文設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育數(shù)字資源共享系統(tǒng)的抗壓能力優(yōu)于傳統(tǒng)資源共享系統(tǒng)，整體具備優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞： 數(shù)字資源共享; 網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育; 系統(tǒng)設(shè)計(jì); 資源預(yù)處理; 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì); 應(yīng)用測(cè)試

中圖分類號(hào)： TN711?34; TP311.52? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)： 1004?373X（2020）08?0029?03

Application of digital resource?sharing system for network distance education

ZHANG Genshan1， LIU Xuning2

（1. Shijiazhuang College， Shijiazhuang 050035， China; 2. School of Computer Science and Engineering， Shijiazhuang College， Shijiazhuang 050035， China）

Abstract： As the traditional resource?sharing system has poor anti?pressure ability， a digital resource?sharing system for network distance education is designed and its application is studied. The hardware of the traditional sharing system is updated， after which the software design is completed on the basis of the hardware. The digital resources are preprocessed， their digital attributes are marked， and the inverted index structure of "keyword?document" is established. The digital resources are managed， their weights are calculated according to their credibility of the digital resources， and then the search list of the resources is generated. The administrator reviews the resources uploaded by users and grabbed by the Internet. The database′s data table structure is designed， and the database design of the whole system is completed by means of the SQL Server. The simulation experiments verify the application effect of the designed digital resource?sharing system. The experimental results show that， in comparison with the traditional resource?sharing system， the anti?pressure ability of the designed digital resource?sharing system for network distance education is better.

Keywords： digital resource?sharing; network distance education; system design; resource preprocessing; database design; application test

0? 引? 言

計(jì)算機(jī)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模建設(shè)以及應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)傳輸能力大幅提升。實(shí)際線下教學(xué)由于受到地域、師資、教育硬件資源等因素局限，很難得到較好的教育效果。網(wǎng)絡(luò)則能實(shí)現(xiàn)教育資源的數(shù)字化遠(yuǎn)程共享[1]，并且允許用戶根據(jù)自身需求自行選擇教育資源。網(wǎng)絡(luò)教育資源共享還可以使得教育資源多元化，豐富教育模式。網(wǎng)絡(luò)的良好交互性，能夠提高用戶的學(xué)習(xí)效率[2]。但是，隨著網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展和教育資源的豐富，傳統(tǒng)的資源共享系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足當(dāng)下的需求。因此，本文擬設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育數(shù)字資源共享系統(tǒng)，并對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)應(yīng)用。

1? 網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育數(shù)字資源共享系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

鑒于傳統(tǒng)資源共享系統(tǒng)硬件不能支持大量數(shù)字資源的快速傳遞，對(duì)系統(tǒng)硬件的核心處理器進(jìn)行更換，重設(shè)硬件通信端口和通信協(xié)議，更新系統(tǒng)配置。

本文所設(shè)計(jì)系統(tǒng)選用基于ARM9微處理器的核心板。該處理器具有獨(dú)立供電電源、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路，以及能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工作數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)的存儲(chǔ)器模塊。通信端口由RS 484電路和CAN總線通信電路，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的交互。其他硬件配置如表1所示[3]進(jìn)行更新。

2? 網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育數(shù)字資源共享系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

在硬件模塊設(shè)計(jì)完成后，對(duì)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育數(shù)字資源共享系統(tǒng)的軟件模塊進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.1? 教育數(shù)字資源預(yù)處理

為了方便管理遠(yuǎn)程共享系統(tǒng)，需要對(duì)教育數(shù)字資源進(jìn)行標(biāo)注。本文選用IDL接口描述語(yǔ)言，根據(jù)表2對(duì)數(shù)字資源部分屬性進(jìn)行標(biāo)注[4]。

資源標(biāo)注完成后，利用XML技術(shù)完成對(duì)數(shù)字資源的規(guī)范標(biāo)注，用戶搜索時(shí)就是對(duì)XML文件的遍歷查詢。由于數(shù)據(jù)量過于龐大，影響檢索速度，需使用倒排索引表對(duì)XML文件進(jìn)行優(yōu)化[5]。

倒排索引結(jié)構(gòu)即建立“關(guān)鍵字?文檔”的一一映射關(guān)系。將教育數(shù)字資源的標(biāo)注信息保存，對(duì)XML元數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后，系統(tǒng)讀取標(biāo)注信息，分析XML文件記錄，生成倒排序索引結(jié)構(gòu)[6]，流程如圖1所示。

倒排索引結(jié)構(gòu)建立后，用戶搜索關(guān)鍵詞，就能找到所需資源。當(dāng)教育數(shù)字資源預(yù)處理完成，就需要對(duì)其進(jìn)行上傳、存儲(chǔ)、刪除等重要的管理操作，來實(shí)現(xiàn)最大化利用[7]。

2.2? 教育數(shù)字資源管理

教育數(shù)字資源管理包括對(duì)海量資源數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、檢索和獲取，將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行自定義構(gòu)成，作為源數(shù)據(jù)輸入整個(gè)共享系統(tǒng)。源數(shù)據(jù)除了存儲(chǔ)形式為文檔、音頻、視頻的資源，還包括對(duì)資源進(jìn)行描述的相關(guān)信息。相關(guān)信息存儲(chǔ)為“.XML”格式，針對(duì)描述信息形成資源倒索引序列，對(duì)序列進(jìn)行優(yōu)化，最終產(chǎn)生最終索引文件[8]。而用戶索引列表的順序?qū)⒁勒諗?shù)字資源的權(quán)重計(jì)算結(jié)果排列，權(quán)重高的資源會(huì)優(yōu)先出現(xiàn)在用戶的搜索結(jié)果中[9]。

假設(shè)用戶對(duì)同一類型資源的滿意度為Hm，當(dāng)遠(yuǎn)程共享系統(tǒng)中有K個(gè)供用戶使用學(xué)習(xí)的教育資源和N位注冊(cè)用戶時(shí)，使用[Wij]表示該類型教育數(shù)字資源j被用戶i選取的程度，[0

為方便計(jì)算某一類型數(shù)字資源的權(quán)重，對(duì)[Wij]進(jìn)行歸一化處理[10]。令[j=1KWij=1]，則：

倒索引隊(duì)列中，數(shù)字資源排列依據(jù)首先是資源包含關(guān)鍵詞多少，其次是計(jì)算的權(quán)重。

對(duì)系統(tǒng)的資源管理還包括數(shù)字資源的上傳、下載和管理。除了系統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘模塊直接從互聯(lián)網(wǎng)抓取的相關(guān)資源，用戶也會(huì)上傳相關(guān)資源到系統(tǒng)。權(quán)限高的用戶上傳的資源可信度相對(duì)更高，管理員在后臺(tái)按照可信度降序排列資源進(jìn)行審核，將用戶上傳的分類錯(cuò)誤、不合規(guī)的資源進(jìn)行修改和刪除。數(shù)字資源下載則是指用戶通過Web網(wǎng)頁(yè)發(fā)送指令到系統(tǒng)資源管理模塊，從數(shù)據(jù)庫(kù)的索引表中調(diào)取數(shù)據(jù)源代碼，經(jīng)過轉(zhuǎn)換發(fā)送至下載數(shù)據(jù)庫(kù)，響應(yīng)下載指令完成資源下載。完成數(shù)字資源管理單元設(shè)計(jì)后，就是對(duì)資源共享系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行的設(shè)計(jì)。

2.3? 實(shí)現(xiàn)教育數(shù)字資源共享

傳統(tǒng)的共享系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)只保存用戶的相關(guān)行為數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)主要存放在用戶的瀏覽器腳本中，無(wú)法實(shí)現(xiàn)資源的有效共享。為了有效支撐用戶和系統(tǒng)頻繁交互，本文選擇SQL Server 2016作為數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用，本系統(tǒng)中的部分?jǐn)?shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)如圖2所示。

在本文構(gòu)建的數(shù)字資源共享系統(tǒng)中，管理員可以根據(jù)需求在相關(guān)分類下進(jìn)行數(shù)字資源的管理操作。用戶則可以直接從網(wǎng)頁(yè)端通過賬號(hào)密碼登錄系統(tǒng)，從數(shù)據(jù)庫(kù)獲取相關(guān)資源。至此，網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育數(shù)字資源共享系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就完成了。

3? 網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育數(shù)字資源共享系統(tǒng)應(yīng)用測(cè)試

3.1? 測(cè)試內(nèi)容

為了驗(yàn)證本文構(gòu)建的系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用，設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)資源共享系統(tǒng)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)測(cè)試以傳統(tǒng)資源共享系統(tǒng)為對(duì)照組，本文設(shè)計(jì)系統(tǒng)為實(shí)驗(yàn)組，在如表3所示的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，使用Apache JMeter模擬多個(gè)用戶對(duì)系統(tǒng)的訪問，同時(shí)測(cè)試系統(tǒng)抗壓能力驗(yàn)證系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。

實(shí)際系統(tǒng)使用時(shí)，用戶的訪問很隨機(jī)，但總體近似服從泊松分布，仿真實(shí)驗(yàn)為方便統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行理想化分析，設(shè)置用戶按均勻分布訪問兩組實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。為保證實(shí)驗(yàn)變量的唯一性，兩組實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)布置在相同實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，測(cè)試結(jié)果如圖3所示。

3.2? 測(cè)試結(jié)果

分析圖3可知，對(duì)照組系統(tǒng)的抗壓臨界點(diǎn)的發(fā)生位置早于實(shí)驗(yàn)組，并且在系統(tǒng)抗壓臨界點(diǎn)的抗壓穩(wěn)定值低于實(shí)驗(yàn)組。在超過臨界點(diǎn)后，兩組系統(tǒng)抗壓性能均下降并最終保持平穩(wěn)，但對(duì)照組下降速度更快，而且其最后穩(wěn)定的系統(tǒng)抗壓能力低于實(shí)驗(yàn)組。說明實(shí)驗(yàn)組系統(tǒng)的抗壓能力優(yōu)于對(duì)照組。由此可證，本文系統(tǒng)能夠改善傳統(tǒng)系統(tǒng)抗壓能力差的問題。

4? 結(jié)? 語(yǔ)

當(dāng)教育教學(xué)的重心逐漸向網(wǎng)絡(luò)化教育轉(zhuǎn)移，作為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的重要組成部分，對(duì)教育資源共享系統(tǒng)的要求越來越高。本文構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育數(shù)字資源共享系統(tǒng)，較傳統(tǒng)的共享系統(tǒng)性能有很大提升，經(jīng)驗(yàn)證能夠滿足現(xiàn)階段對(duì)教育資源共享的需求。

參考文獻(xiàn)

[1] 農(nóng)民強(qiáng).遠(yuǎn)程教育網(wǎng)絡(luò)中的多媒體資源調(diào)度技術(shù)研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2017，40（24）：68?70.

[2] 向江，陳移兵，楊毅.全國(guó)公共數(shù)字文化共享云服務(wù)平臺(tái)研究與設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2018，54（13）：264?271.

[3] 吳淑蘋，蔣國(guó)珍，魏順平.“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代開放大學(xué)云教室建設(shè)與應(yīng)用研究[J].中國(guó)遠(yuǎn)程教育，2017（1）：45?51.

[4] 楊現(xiàn)民，趙鑫碩，陳世超.“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代數(shù)字教育資源的建設(shè)與發(fā)展[J].中國(guó)電化教育，2017（10）：51?59.

[5] 朱靜.現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育中新技術(shù)應(yīng)用的反思[J].成人教育，2018（4）：29?32.

[6] 董麗麗，邵鈺.教育創(chuàng)新與創(chuàng)新教育的界定、測(cè)量與實(shí)現(xiàn)策略：對(duì)經(jīng)合組織《教育創(chuàng)新和創(chuàng)新教育：數(shù)字技術(shù)和技能的力量》報(bào)告的解讀與思考[J].中國(guó)電化教育，2017（6）：45?53.

[7] 張桐，楊孝堂，杜若.遠(yuǎn)程教育全媒體數(shù)字教材發(fā)展與創(chuàng)新[J].中國(guó)電化教育，2017（3）：138?142.

[8] 韋書令.社區(qū)教育數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺(tái)建設(shè)和資源共享研究[J].成人教育，2017（5）：36?40.

[9] 巫蓉，錢平.社區(qū)數(shù)字化教育資源共享研究[J].中國(guó)成人教育，2018（16）：137?140.

[10] 張雪梅，姜堯鵬，過仕明.高校數(shù)字圖書館社會(huì)教育資源輸入機(jī)制研究[J].情報(bào)科學(xué)，2019，37（3）：71?76.