淺析基于網(wǎng)格環(huán)境下的教育資源發(fā)現(xiàn)問題研究論文

淺析基于網(wǎng)格環(huán)境下的教育資源發(fā)現(xiàn)問題研究論文

　　摘要：利用教育元數(shù)據(jù)描述規(guī)范描述教育資源，并結(jié)合移動agent技術(shù)，提出了一種網(wǎng)格環(huán)境下基于移動agent的教育資源發(fā)現(xiàn)模型，闡述了教育資源發(fā)現(xiàn)過程，并對相關(guān)問題進行了討論。

　　關(guān)鍵詞：元數(shù)據(jù)；教育資源發(fā)現(xiàn)；agent

　　教育資源是在學習過程中被使用或參考的一個實體。教育資源包括用于數(shù)學過程及其評價、管理的教材、課件、輔導(dǎo)資料、參考資料、習題集試題集、工具型資料、教學標準與過程規(guī)范等。因特網(wǎng)是當今虛擬和分布式學習系統(tǒng)的普遍的支持環(huán)境，各種教育系統(tǒng)和資源紛紛出現(xiàn)，目前用關(guān)鍵詞進行資源發(fā)現(xiàn)的搜索引擎技術(shù)或者基于分類法的主題指南方式在幫助人們準確定位、發(fā)現(xiàn)資源方面仍然難以令人滿意。為此，使用教育元數(shù)據(jù)描述規(guī)范描述教育資源，并結(jié)合agent技術(shù)，提出了一種網(wǎng)格環(huán)境下基于agent的教育資源發(fā)現(xiàn)模型，分析了教育資源發(fā)現(xiàn)過程。

　　在網(wǎng)絡(luò)資源組織方面，元數(shù)據(jù)主要有5個作用：描述、定位、發(fā)現(xiàn)、評估和選擇。資源發(fā)現(xiàn)是元數(shù)據(jù)最大的一個應(yīng)用領(lǐng)域，它是解決目前網(wǎng)絡(luò)資源缺乏組織從而導(dǎo)致資源發(fā)現(xiàn)困境的治本方案。元數(shù)據(jù)通過使用規(guī)范的描述符，對網(wǎng)絡(luò)資源進行準確和一致的描述，形成優(yōu)化結(jié)構(gòu)，從而趨向整個網(wǎng)絡(luò)資源的自組織。元數(shù)據(jù)在資源發(fā)現(xiàn)中起一種間接作用，元數(shù)據(jù)應(yīng)用的直接作用是網(wǎng)絡(luò)資源的結(jié)構(gòu)合理、層次分明的組織，而結(jié)構(gòu)化的組織直接促進了資源的發(fā)現(xiàn)和利用。以往主題指南和搜索引擎是從自身的角度去解決混沌的網(wǎng)絡(luò)中用戶的迷路問題，它們的中心問題是用戶，而元數(shù)據(jù)問題的中心是混沌的網(wǎng)絡(luò)，它的目標是改變網(wǎng)絡(luò)的無序。創(chuàng)造一個有序的網(wǎng)絡(luò)是元數(shù)據(jù)的終極目標，而資源發(fā)現(xiàn)問題就可迎刃而解。在教育資源中創(chuàng)建元數(shù)據(jù)將促進教育資源的發(fā)現(xiàn)，教育元數(shù)據(jù)將通過準確描述教育資源，定位和區(qū)分不同類型資源，依據(jù)相關(guān)性準則發(fā)現(xiàn)并給出定位信息。教育資源的特殊性使元數(shù)據(jù)的應(yīng)用大大提高了其資源發(fā)現(xiàn)的能力。

　　移動agent是一種軟件對象，它能攜帶執(zhí)行代碼、數(shù)據(jù)和運行狀態(tài)，在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中自治地、有目的地遷移，并能響應(yīng)外部事件，在遷移過程中能保持其狀態(tài)的一致性。將基于agent的資源發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于教育資源的發(fā)現(xiàn)中，建立網(wǎng)格環(huán)境下教育資源發(fā)現(xiàn)模型。此模型的框架分為三個層次，下層為物理網(wǎng)絡(luò)層，由多個虛擬組織組成，采用globusmds組織和管理底層資源，每個虛擬組織是由一個全局ldap目錄服務(wù)器和多個節(jié)點構(gòu)成。在模型里，將教育元數(shù)據(jù)描述規(guī)范運用于ldap目錄服務(wù)中，全局ldap目錄服務(wù)除了記錄網(wǎng)格資源的名稱和位置信息外，還按教育元數(shù)據(jù)描述規(guī)范記錄網(wǎng)格資源的各種屬性。節(jié)點之問可以按照邏輯需要組成有層次的結(jié)構(gòu)，全局ldap目錄服務(wù)器通過目錄信息樹記錄這些結(jié)構(gòu)。每個節(jié)點都部署基于agent的中間件和本地的ldap目錄服務(wù)器。考慮到教育資源具有很強的類別特征，盡量將相同學科或相同媒體的教育資源組織成同一虛擬組織來滿足應(yīng)用的要求。中間層為社區(qū)層，由多個虛擬組織中心域組成，即社區(qū)節(jié)點。每個虛擬組織中心域由一個全局ldap目錄服務(wù)器和多個虛擬組織構(gòu)成，這些虛擬組織中的教育資源類型或類屬盡量相同。根據(jù)教育資源的特點和分類標準，采用教育元數(shù)據(jù)描述規(guī)范對教育資源進行描述，按照學科進行聚類，稱為虛擬社區(qū)，用來實現(xiàn)跨虛擬組織的資源發(fā)現(xiàn)，用戶的查找請求只需在相應(yīng)的社區(qū)內(nèi)傳播，從而提高查找效率。每個社區(qū)內(nèi)選出一個能力最強的社區(qū)節(jié)點作為社區(qū)管理節(jié)點。上層為管理層，由社區(qū)管理節(jié)點組成，用來存儲某一學科的服務(wù)信息，根據(jù)資源分類屬性將節(jié)點組織成結(jié)構(gòu)化的分類索引網(wǎng)絡(luò)，負責在各社區(qū)之間轉(zhuǎn)發(fā)資源請求。

　　資源的組織與描述形式是資源發(fā)現(xiàn)服務(wù)的重要組成部分，資源發(fā)現(xiàn)的過程就是用戶提交的資源請求與資源描述實例之間的匹配過程。教育資源屬于學習對象的一個子集，可按教育元數(shù)據(jù)規(guī)范進行描述。教育資源的類屬性是資源的重要特性，每個教育資源都能歸屬于某個學習領(lǐng)域，因此可具有一個類別描述。采用分類元數(shù)據(jù)的方法，利用xml語言對資源進行描述，利用元數(shù)據(jù)標準對資源實體進行元數(shù)據(jù)提取。因此，對資源請求的查找可限定在所屬虛擬社區(qū)內(nèi)進行，從而縮小了搜索空間，大大提高了資源的發(fā)現(xiàn)速度。

　　基于移動agent的資源發(fā)現(xiàn)模型由多個不同功能的agen組成。在遠程教育網(wǎng)格應(yīng)用中，將不同學科的教育資源組織成虛擬組織來滿足應(yīng)用的要求，整個資源發(fā)現(xiàn)過程在邏輯上可看作多個單一學科資源發(fā)現(xiàn)過程的組合。其資源發(fā)現(xiàn)過程可簡單描述如下：

　　（1）用戶向本地虛擬組織提交查詢請求，agent中間件首先派發(fā)一個queryagent，先檢查本地ldap目錄服務(wù)器，確定請求資源是否與本社區(qū)資源為同一類別，如果是則在本地虛擬組織中查找，同時將查詢請求轉(zhuǎn)發(fā)到社區(qū)內(nèi)其他社區(qū)節(jié)點進行資源請求的查找。

　　（2）在本虛擬組織中無法找到足夠的資源信息，則全局目錄服務(wù)器復(fù)制一個queryagent，派發(fā)到虛擬組織中心域中，對它的全局目錄服務(wù)器上的資源靜態(tài)信息進行過濾，然后查詢符合條件的網(wǎng)格資源位置信息。

　　（3）社區(qū)管理節(jié)點收到查詢請求后，按照請求資源的分類屬性找到其所屬的社區(qū)，將資源請求轉(zhuǎn)發(fā)給該社區(qū)管理節(jié)點，在該社區(qū)節(jié)點內(nèi)進行資源查找。

　　（4）社區(qū)節(jié)點收到查詢請求后，在本地虛擬組織的索引服務(wù)中查找，如果找到滿足請求的資源，則產(chǎn)生一個帶有資源地址信息的查詢結(jié)果resultagent，返回給資源請求發(fā)起者。教育資源中存在著大量的非文本資源，傳統(tǒng)的搜索引擎和主題指南無法對視頻、音頻等多媒體教育資源進行標引和發(fā)現(xiàn)，而元數(shù)據(jù)通過對資源類型的描述，只要用戶在資源檢索時對資源類型進行限定即可發(fā)現(xiàn)。因特網(wǎng)上存在大量教育資源，傳統(tǒng)的搜索引擎和主題指南沒法提供一個質(zhì)量評估機制。而這正是教育元數(shù)據(jù)的一個特征，通過提供教育資源使用者的評估來反映不同資源之間的質(zhì)量差異，有助于用戶發(fā)現(xiàn)高質(zhì)量的教育資源。

　　在網(wǎng)格系統(tǒng)中，資源節(jié)點的信息是動態(tài)變化的，為了保證服務(wù)的可用性，進行有效資源查找時必須考慮系統(tǒng)中節(jié)點的動態(tài)變化。該模型采用教育元數(shù)據(jù)規(guī)范來描述教育資源，使用分類元數(shù)據(jù)的方法，結(jié)合agent的自治性、智能性等特點，具有較高的資源發(fā)現(xiàn)效率和資源質(zhì)量、良好的動態(tài)性和擴展性，基于類別的虛擬社區(qū)劃分，使得資源發(fā)現(xiàn)限定在所屬社區(qū)范圍內(nèi)，縮小了搜索空間，減少了資源發(fā)現(xiàn)的響應(yīng)時間，提高了資源發(fā)現(xiàn)的效率。

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