網絡遠程教育數字資源共享系統與應用

張艮山 劉旭寧

摘? 要： 針對傳統資源共享系統的抗壓能力差的問題，設計網絡遠程教育數字資源共享系統并研究其應用。對傳統共享系統的硬件進行更新后，在硬件的基礎上完成軟件設計。對數字資源進行預處理，對其進行數字屬性標注，建立“關鍵字?文檔”倒索引結構。對數字資源進行管理，根據數字資源的可信度計算其權重，生成資源的搜索列表。管理員對用戶上傳和互聯網抓取的資源進行審核。設計數據庫的數據表結構，使用SQL Server應用完成整個系統的數據庫設計。通過與傳統資源共享系統的對比仿真實驗，驗證設計的數字資源共享系統的應用效果，該文設計的網絡遠程教育數字資源共享系統的抗壓能力優于傳統資源共享系統，整體具備優越性。

關鍵詞： 數字資源共享; 網絡遠程教育; 系統設計; 資源預處理; 數據庫設計; 應用測試

中圖分類號： TN711?34; TP311.52? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號： 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

計算機技術與互聯網的快速發展，對網絡的大規模建設以及應用網絡實現大量數據傳輸能力大幅提升。實際線下教學由于受到地域、師資、教育硬件資源等因素局限，很難得到較好的教育效果。網絡則能實現教育資源的數字化遠程共享[1]，并且允許用戶根據自身需求自行選擇教育資源。網絡教育資源共享還可以使得教育資源多元化，豐富教育模式。網絡的良好交互性，能夠提高用戶的學習效率[2]。但是，隨著網絡的快速發展和教育資源的豐富，傳統的資源共享系統已經不能滿足當下的需求。因此，本文擬設計一個網絡遠程教育數字資源共享系統，并對其進行實驗應用。

1? 網絡遠程教育數字資源共享系統硬件設計

鑒于傳統資源共享系統硬件不能支持大量數字資源的快速傳遞，對系統硬件的核心處理器進行更換，重設硬件通信端口和通信協議，更新系統配置。

本文所設計系統選用基于ARM9微處理器的核心板。該處理器具有獨立供電電源、時鐘電路和復位電路，以及能夠實現對工作數據進行存儲的存儲器模塊。通信端口由RS 484電路和CAN總線通信電路，實現數據之間的交互。其他硬件配置如表1所示[3]進行更新。

2? 網絡遠程教育數字資源共享系統軟件設計

在硬件模塊設計完成后，對網絡遠程教育數字資源共享系統的軟件模塊進行優化設計。

2.1? 教育數字資源預處理

為了方便管理遠程共享系統，需要對教育數字資源進行標注。本文選用IDL接口描述語言，根據表2對數字資源部分屬性進行標注[4]。

資源標注完成后，利用XML技術完成對數字資源的規范標注，用戶搜索時就是對XML文件的遍歷查詢。由于數據量過于龐大，影響檢索速度，需使用倒排索引表對XML文件進行優化[5]。

倒排索引結構即建立“關鍵字?文檔”的一一映射關系。將教育數字資源的標注信息保存，對XML元數據進行預處理后，系統讀取標注信息，分析XML文件記錄，生成倒排序索引結構[6]，流程如圖1所示。

倒排索引結構建立后，用戶搜索關鍵詞，就能找到所需資源。當教育數字資源預處理完成，就需要對其進行上傳、存儲、刪除等重要的管理操作，來實現最大化利用[7]。

2.2? 教育數字資源管理

教育數字資源管理包括對海量資源數據的存儲、檢索和獲取，將預處理后的數據進行自定義構成，作為源數據輸入整個共享系統。源數據除了存儲形式為文檔、音頻、視頻的資源，還包括對資源進行描述的相關信息。相關信息存儲為“.XML”格式，針對描述信息形成資源倒索引序列，對序列進行優化，最終產生最終索引文件[8]。而用戶索引列表的順序將依照數字資源的權重計算結果排列，權重高的資源會優先出現在用戶的搜索結果中[9]。

假設用戶對同一類型資源的滿意度為Hm，當遠程共享系統中有K個供用戶使用學習的教育資源和N位注冊用戶時，使用[Wij]表示該類型教育數字資源j被用戶i選取的程度，[0

為方便計算某一類型數字資源的權重，對[Wij]進行歸一化處理[10]。令[j=1KWij=1]，則：

倒索引隊列中，數字資源排列依據首先是資源包含關鍵詞多少，其次是計算的權重。

對系統的資源管理還包括數字資源的上傳、下載和管理。除了系統數據挖掘模塊直接從互聯網抓取的相關資源，用戶也會上傳相關資源到系統。權限高的用戶上傳的資源可信度相對更高，管理員在后臺按照可信度降序排列資源進行審核，將用戶上傳的分類錯誤、不合規的資源進行修改和刪除。數字資源下載則是指用戶通過Web網頁發送指令到系統資源管理模塊，從數據庫的索引表中調取數據源代碼，經過轉換發送至下載數據庫，響應下載指令完成資源下載。完成數字資源管理單元設計后，就是對資源共享系統的數據庫進行的設計。

2.3? 實現教育數字資源共享

傳統的共享系統的數據庫只保存用戶的相關行為數據，并將數據主要存放在用戶的瀏覽器腳本中，無法實現資源的有效共享。為了有效支撐用戶和系統頻繁交互，本文選擇SQL Server 2016作為數據庫應用，本系統中的部分數據表結構如圖2所示。

在本文構建的數字資源共享系統中，管理員可以根據需求在相關分類下進行數字資源的管理操作。用戶則可以直接從網頁端通過賬號密碼登錄系統，從數據庫獲取相關資源。至此，網絡遠程教育數字資源共享系統的設計就完成了。

3? 網絡遠程教育數字資源共享系統應用測試

3.1? 測試內容

為了驗證本文構建的系統能否實現實際應用，設計與傳統資源共享系統的對比實驗。

實驗測試以傳統資源共享系統為對照組，本文設計系統為實驗組，在如表3所示的實驗環境中，使用Apache JMeter模擬多個用戶對系統的訪問，同時測試系統抗壓能力驗證系統的動態性能。

實際系統使用時，用戶的訪問很隨機，但總體近似服從泊松分布，仿真實驗為方便統計實驗數據，進行理想化分析，設置用戶按均勻分布訪問兩組實驗系統。為保證實驗變量的唯一性，兩組實驗系統布置在相同實驗環境中，測試結果如圖3所示。

3.2? 測試結果

分析圖3可知，對照組系統的抗壓臨界點的發生位置早于實驗組，并且在系統抗壓臨界點的抗壓穩定值低于實驗組。在超過臨界點后，兩組系統抗壓性能均下降并最終保持平穩，但對照組下降速度更快，而且其最后穩定的系統抗壓能力低于實驗組。說明實驗組系統的抗壓能力優于對照組。由此可證，本文系統能夠改善傳統系統抗壓能力差的問題。

4? 結? 語

當教育教學的重心逐漸向網絡化教育轉移，作為網絡教學的重要組成部分，對教育資源共享系統的要求越來越高。本文構建的網絡遠程教育數字資源共享系統，較傳統的共享系統性能有很大提升，經驗證能夠滿足現階段對教育資源共享的需求。

參考文獻

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