分布式立體化教材系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文
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1系統(tǒng)設(shè)計(jì)
分布式系統(tǒng)是建立在網(wǎng)絡(luò)之上的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，本課題利用分布式系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行資源整合和合理分配，設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)立體化教材系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)資源的綜合利用；資源負(fù)載由單節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)移到多節(jié)點(diǎn)提高系統(tǒng)的運(yùn)算效率，增加整個(gè)系統(tǒng)的性能；同時(shí)避免由于單節(jié)點(diǎn)失效后造成整個(gè)系統(tǒng)的崩潰。立體化教材系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，將視頻資源、音頻資源、互動(dòng)實(shí)驗(yàn)等多媒體資源與教材相結(jié)合，解決傳統(tǒng)教材所存在的弊端，并利用網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)用戶自主進(jìn)行學(xué)習(xí)與交流。本系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，用戶的學(xué)習(xí)資源包含本地資源和網(wǎng)絡(luò)資源，用戶可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況自行擴(kuò)展本地資源并進(jìn)行資源共享，當(dāng)用戶本地資源無法滿足學(xué)習(xí)要求時(shí)，可以通過互聯(lián)網(wǎng)向服務(wù)器端發(fā)出資源請(qǐng)求，服務(wù)器端調(diào)度中心，根據(jù)用戶請(qǐng)求的不同進(jìn)行資源調(diào)度，為用戶分配資源，當(dāng)服務(wù)器端資源也無法滿足用戶實(shí)際要求，服務(wù)器調(diào)度中心可以向其它用戶端發(fā)出請(qǐng)求，為用戶尋找適應(yīng)的資源，同時(shí)會(huì)根據(jù)用戶共享資源被其他用戶采用的情況，選取優(yōu)秀資源抓取到服務(wù)器端，以方便其他用戶的使用需求。2系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)本課題研究的分布式立體化教材系統(tǒng)基于C/S立體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)與開發(fā)，，為立體化教材系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖，整個(gè)系統(tǒng)包括客戶端與服務(wù)器端兩個(gè)部分，用戶利用客戶端與服務(wù)器端進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)教材資源的使用?？蛻舳藨?yīng)用程序包含：教材信息管理模塊、本地資源管理模塊、資源共享模塊、信息交流模塊，其主要職能是獲取與教材有關(guān)的本地和服務(wù)器相關(guān)資源，方便用戶進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，并能夠更好的與其他用戶進(jìn)行信息交流，其中：
（1）教材信息模塊
統(tǒng)籌管理用戶自身在學(xué)習(xí)過程中所使用的本地資源和服務(wù)器資源，并為用戶及時(shí)發(fā)現(xiàn)新的相關(guān)資源，幫助用戶合理利用相關(guān)資源進(jìn)行學(xué)習(xí)。
（2）本地資源管理模塊
對(duì)于用戶在學(xué)習(xí)過程中，經(jīng)常會(huì)積累相關(guān)的學(xué)習(xí)資源，本模塊主要對(duì)用戶學(xué)習(xí)過程中所產(chǎn)生的資源進(jìn)行管理，提高用戶的資源利用效率。
（3）資源共享模塊
用戶能夠根據(jù)其他用戶的需要、以及自己在進(jìn)行相關(guān)教材學(xué)習(xí)過程中相關(guān)心得體會(huì)進(jìn)行資源推薦，用戶推薦的資源會(huì)以資源共享的形式呈現(xiàn)給其他用戶使用。
（4）信息交流模塊
系統(tǒng)內(nèi)不同用戶之間可以相互間自主進(jìn)行問題討論與經(jīng)驗(yàn)交流，相互促進(jìn)提高對(duì)于相關(guān)知識(shí)的理解。服務(wù)端應(yīng)用程序包含：資源調(diào)度模塊、資源管理模塊、系統(tǒng)管理模塊，其主要職能是根據(jù)不同用戶的需求和服務(wù)器的負(fù)載情況進(jìn)行相關(guān)資源的分配，獲取客戶端有價(jià)值的資源信息，并能夠?qū)φ麄€(gè)應(yīng)用程序進(jìn)行管理與維護(hù)，其中：
（1）資源調(diào)度模塊
本模塊主要根據(jù)用戶的資源請(qǐng)求，根據(jù)當(dāng)前服務(wù)器的負(fù)載情況，服務(wù)器端資源分配情況、客戶端用戶資源共享情況，采用分布式實(shí)時(shí)調(diào)度算法為用戶進(jìn)行資源分配以及相關(guān)資源分配，對(duì)于選取的資源采用PageRank算法進(jìn)行資源重要性排序，以方便用戶對(duì)相關(guān)資源的使用。
（2）資源管理模塊
統(tǒng)籌管理服務(wù)器端立體化教材系統(tǒng)中的資源，并分析用戶共享的學(xué)習(xí)資源，對(duì)于經(jīng)常被其他用戶采用的資源會(huì)抓取到服務(wù)器端，方便系統(tǒng)中其他用戶對(duì)相關(guān)資源的需求。
（3）系統(tǒng)管理模塊
主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中資源的備份、軟件版本的更新、不同用戶權(quán)限的設(shè)定。3結(jié)束語利用分布式技術(shù)合理構(gòu)建立體化教材系統(tǒng)，可以很好地進(jìn)行教學(xué)資源整合，滿足不同用戶群體對(duì)資源的需求，當(dāng)然立體化教材系統(tǒng)的研究還處于起步階段，如何更好地發(fā)揮軟件系統(tǒng)的作用，如何針對(duì)不同用戶更準(zhǔn)確地進(jìn)行資源配置，如何將機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)、人工智能技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與系統(tǒng)進(jìn)行融合仍需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究。1系統(tǒng)設(shè)計(jì)分布式系統(tǒng)是建立在網(wǎng)絡(luò)之上的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，本課題利用分布式系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行資源整合和合理分配，設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)立體化教材系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)資源的綜合利用；資源負(fù)載由單節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)移到多節(jié)點(diǎn)提高系統(tǒng)的運(yùn)算效率，增加整個(gè)系統(tǒng)的性能；同時(shí)避免由于單節(jié)點(diǎn)失效后造成整個(gè)系統(tǒng)的崩潰。立體化教材系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，將視頻資源、音頻資源、互動(dòng)實(shí)驗(yàn)等多媒體資源與教材相結(jié)合，解決傳統(tǒng)教材所存在的弊端，并利用網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)用戶自主進(jìn)行學(xué)習(xí)與交流。本系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，用戶的學(xué)習(xí)資源包含本地資源和網(wǎng)絡(luò)資源，用戶可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況自行擴(kuò)展本地資源并進(jìn)行資源共享，當(dāng)用戶本地資源無法滿足學(xué)習(xí)要求時(shí)，可以通過互聯(lián)網(wǎng)向服務(wù)器端發(fā)出資源請(qǐng)求，服務(wù)器端調(diào)度中心，根據(jù)用戶請(qǐng)求的不同進(jìn)行資源調(diào)度，為用戶分配資源，當(dāng)服務(wù)器端資源也無法滿足用戶實(shí)際要求，服務(wù)器調(diào)度中心可以向其它用戶端發(fā)出請(qǐng)求，為用戶尋找適應(yīng)的資源，同時(shí)會(huì)根據(jù)用戶共享資源被其他用戶采用的情況，選取優(yōu)秀資源抓取到服務(wù)器端，以方便其他用戶的使用需求。
2系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)
本課題研究的分布式立體化教材系統(tǒng)基于C/S立體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)與開發(fā)，，為立體化教材系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖，整個(gè)系統(tǒng)包括客戶端與服務(wù)器端兩個(gè)部分，用戶利用客戶端與服務(wù)器端進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)教材資源的使用。客戶端應(yīng)用程序包含：教材信息管理模塊、本地資源管理模塊、資源共享模塊、信息交流模塊，其主要職能是獲取與教材有關(guān)的本地和服務(wù)器相關(guān)資源，方便用戶進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，并能夠更好的與其他用戶進(jìn)行信息交流，其中：
（1）教材信息模塊
統(tǒng)籌管理用戶自身在學(xué)習(xí)過程中所使用的本地資源和服務(wù)器資源，并為用戶及時(shí)發(fā)現(xiàn)新的相關(guān)資源，幫助用戶合理利用相關(guān)資源進(jìn)行學(xué)習(xí)。
（2）本地資源管理模塊
對(duì)于用戶在學(xué)習(xí)過程中，經(jīng)常會(huì)積累相關(guān)的學(xué)習(xí)資源，本模塊主要對(duì)用戶學(xué)習(xí)過程中所產(chǎn)生的資源進(jìn)行管理，提高用戶的資源利用效率。
（3）資源共享模塊
用戶能夠根據(jù)其他用戶的需要、以及自己在進(jìn)行相關(guān)教材學(xué)習(xí)過程中相關(guān)心得體會(huì)進(jìn)行資源推薦，用戶推薦的資源會(huì)以資源共享的形式呈現(xiàn)給其他用戶使用。
（4）信息交流模塊
系統(tǒng)內(nèi)不同用戶之間可以相互間自主進(jìn)行問題討論與經(jīng)驗(yàn)交流，相互促進(jìn)提高對(duì)于相關(guān)知識(shí)的理解。服務(wù)端應(yīng)用程序包含：資源調(diào)度模塊、資源管理模塊、系統(tǒng)管理模塊，其主要職能是根據(jù)不同用戶的需求和服務(wù)器的負(fù)載情況進(jìn)行相關(guān)資源的分配，獲取客戶端有價(jià)值的資源信息，并能夠?qū)φ麄€(gè)應(yīng)用程序進(jìn)行管理與維護(hù)，其中：
（1）資源調(diào)度模塊：本模塊主要根據(jù)用戶的資源請(qǐng)求，根據(jù)當(dāng)前服務(wù)器的負(fù)載情況，服務(wù)器端資源分配情況、客戶端用戶資源共享情況，采用分布式實(shí)時(shí)調(diào)度算法為用戶進(jìn)行資源分配以及相關(guān)資源分配，對(duì)于選取的資源采用PageRank算法進(jìn)行資源重要性排序，以方便用戶對(duì)相關(guān)資源的使用。
（2）資源管理模塊
統(tǒng)籌管理服務(wù)器端立體化教材系統(tǒng)中的資源，并分析用戶共享的學(xué)習(xí)資源，對(duì)于經(jīng)常被其他用戶采用的資源會(huì)抓取到服務(wù)器端，方便系統(tǒng)中其他用戶對(duì)相關(guān)資源的需求。
（3）系統(tǒng)管理模塊
主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中資源的備份、軟件版本的更新、不同用戶權(quán)限的設(shè)定。
3結(jié)束語
利用分布式技術(shù)合理構(gòu)建立體化教材系統(tǒng)，可以很好地進(jìn)行教學(xué)資源整合，滿足不同用戶群體對(duì)資源的需求，當(dāng)然立體化教材系統(tǒng)的研究還處于起步階段，如何更好地發(fā)揮軟件系統(tǒng)的作用，如何針對(duì)不同用戶更準(zhǔn)確地進(jìn)行資源配置，如何將機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)、人工智能技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與系統(tǒng)進(jìn)行融合仍需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究。
作者：賀維 單位：黑龍江農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院
