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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(xué)習(xí)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(xué)過程及其評價、管理的教材、課件、輔導(dǎo)資料、參考資料、習(xí)題集試題集、工具型資料、教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)與過程規(guī)范等。因特網(wǎng)是當(dāng)今虛擬和分布式學(xué)習(xí)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(zhǔn)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(zhǔn)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(biāo)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(biāo)，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(zhǔn)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(zhǔn)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(xué)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(biāo)準(zhǔn)，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(xué)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(xué)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(fù)責(zé)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(xué)習(xí)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(xué)習(xí)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(biāo)準(zhǔn)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(yuǎn)程教育網(wǎng)格應(yīng)用中，將不同學(xué)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(xué)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(biāo)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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