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开放型教学资源管理模型的设计与实现
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作者:赵辉 陈湘军   点击:1771   更新日期:2010-05-07 16:07:05

【摘要】本文通过分析当前国内高校教学资源管理的现状和需求,提出基于XMLWeb Services技术线路的开放式高校教学管理的模型与实现方法,并分析了系统实现的关键技术。【关键词】资源管理,资源管理平台,共享,XML&Web Services

【中图分类号】G434 【文献标识码】B 【论文编号】10098097200606007703

 

一、引言

随着计算机信息技术在教学领域中的应用,高校囤积了大量的数字教学资源,这些资源由教师制作的优秀课件和学校引进的专业教学媒体库及软件组成,它们分散在教师的PC机或院系的服务器中,资源利用率较低。同时大型商业资源管理平台价格昂贵,而且出于商业利益保护,这些平台之间很难实现资源的共享,因而限制了其在高校的使用。为有效利用高校内部数字化教学资源,避免资源重复建设,实现教学资源服务和高校信息资源财产保护,有必要设计开发一套开放的高校教学资源管理平台,在平衡知识产权保护和资源共享矛盾的前提下,对高校的教学资源进行统一的集成式管理,并通过授权向用户或应用程序资源服务(资源接口)。

 

二、系统功能设计

1.资源整合与汇聚

开放式的教学资源管理平台旨在收集整合高校内部已有的和将来出现的数字化教学资源,在保护数字资源著作权益的原则下最大程度地把各种有价值的教学资源汇聚到学校教学资源中心数据库中,通过对资源的整合加工和一定的评价策略,保证资源中心库的持续自增长,最后形成高校教学活动的资源数据中心,并考虑与教育行政机构或商业教学资源库实现数据整合与共享。

2.教学资源数据服务

教学资源的价值体现在使用,平台以Web服务的形式向授权用户或其它资源应用平台(如Blackboard教学管理平台)提供平台内教学资源的访问服务。

由于数字教学资源格式、大小不一,质量参差不齐,所有权也不同,因此把整个高校内部的教学资源全部集中整合存储于学校教学资源数据中心是不现实的。本文提出一种资源管理的开放性的服务原则,由资源的提供者决定资源向学校资源数据中心的授予和资源被使用的范围、对象及方式,并采用相应的资源评价策略对资源的质量进行评估,集中精力整合与推广优秀的数字教学资源。

3.资源评价在资源使用过程对教学资源按资源元数据规范性、资源(软件)质量、资源适用性,资源访问量等指标体系,按照一定的策略进行资源评价。

 

三、技术线路与关键技术

1.Microsoft.NETSql Server

微软的Windows平台提供强大的多图形界面和多媒体功能,其中免费集成捆绑像Windows Media技术(WMT)等一系列服务,是目前我国高校使用的主流操作系统平台。.NET是微软推出的第三代网络开发平台,在平台上推出新的.NETFramework,通过一致的common Language Runtime执行应用程序。.NET平台了激发了新的程序开发方式,在代码重复、系统维护等方面都极大地减轻了程序员的工作;以XMLSOAP为基础的资料交换与传递讯息的机制,结合WebServices技术可以提供跨平台的信息服务;内部集成了对SqlServer的访问接口,并通过ADO.NET提供优化的Sql Server数据库的访问类:system.data.sqlclient,程序员很容易实现对SqlServer数据库的操作。因此,从实用性和开发的简易性考虑,本文选择微软Windows.NET为资源管理平台的技术线路。

2.Web ServicesXML

Web Services技术是近年来在面向对象(Object-Oriented)和面对组件(Component-Oriented)编程模式的基础上发展起来的一个全新的软件开发模式,它是基于消息、计划和合同(SchemaContract)及策略(Policy)的一种开放平台,提供了一个软件组件生产和交流的标准。Web Services旨在提供一种跨越平台的、应用程序之间的数据访问与交换的能力。

Web Services实现的教学资源管理平台与传统B/SWeb资源网站相比具有以下一些优势:首先,Web Services具有的灵活的互操作性。通过Soap(Simple Object Access Protocol)协议,任何Web Services都可以与其它Web Services行交互。Soap是一个被业内广泛支持的新标准协议,它避免了各种不同平台间协议转换的麻烦,Web Services开发者无需更改原有的开发环境,就可生产和使用Web Services。其次,WebServices的通讯基础是HTTPXML,易于理解,且在当前互联网环境下普遍适用,具有很强的易用性和普及潜力。再者,Web Services具有较好的行业支持。目前Web Services已经得到包括SunIBM、微软等大公司的行业基本支持。在微软.NET平台上,开发人员很容易构建Web Services系统,部署Web服务,并可以在实现其它平台的互访问。

Web Service资源服务体系中,用户(应用程序)以三种角色形式存在:资源提供者、资源使用者、资源服务代理者,三者之间通过Web服务描述语服务描述语言(Web ServicesDescription LanguageWSDL)和统一描述、发现和集成机制(Universal DescriptionDiscoveryand IntegrationUDDI)发布管理和使用资源。能提供跨平台的、基于代理的资源服务。使用这种模式的教学资源服务模型如图1所示:


1基于WebServices的资源服务模型

 

XML语言是整个Web Services体系的基础。XMLExtensible Markup Language,可扩展标记语方言)是W3C推荐的一种在Web上表示数据的方法,它提供了一种表示复杂信息的方法,并允许开发人员自定义词汇,这种语言依靠定义嵌套的节点来描述内容,XML数据流可以和Soap消息完美结合,特别适合Web数据传输。下例是XML文件描述教学资源的一个实例:

version="1.0"?>

—注释:XML描述教学资源平台中的资源信息-->

<Resourse>

<CateName>理工科CateName>

<SubCategory>

<SubCateName>计算机科学SubCatename>

数据结构

SubCategory>

Video

83,466,649

<Url>ftp://csu.edu.cn/ResourceCenter/LG/CS/Datastruct/Video

严慰敏

清华大学

—其它资源属性的描述-->

Resourse>

XML文件中,数据字段是按层次嵌套的,没有先后次序的要求,当使用某字段的时候,XML数据读取器遍历XML树形层次结点,找到符合要求的结点信息。如上例中表示的教学资源的Url位置在<Url>Url>节点中就有明确的表示。

3.资源存储

资源文件存储通常有两种方式,存储于数据库或存储于计算机文件系统中。数据库检索方便,便于管理,安全性比较高,特别适合结构化的数据类型;半结构化或非结构化的教学资源文件的存储则通过把资源实体转化为二进制数据的方式存放到数据库中,当调用存储于数据库的资源文件时,再把库中二进制数据还原成原来的文件格式,这个过程响应速度慢,资源消耗大。另外一种方式是把资源文件存放于计算机文件系统中,把其URL放置于数据库,通过数据库中资源URL实现资源的查询和管理,这种方式实现较简单,系统资源消耗小,但安全性较前者要差,用户可能通过获取资源的URL直接访问文件系统的教学资源,同时在资源管理的时候也存在数据库资源URL与文件系统资源不同步的情况。

考虑到上述两种因素,本文采用数据库与文件系统结合的方式实现资源的存储,把资源文件的属性与URL位置等结构化的数据存储在数据库中,资源实体存放在文件系统中,使用.NET Web Services技术提供对文件系统的资源访问服务,并用目录权限管理等方法保证资源的安全。

4.资源安全保证

在一个高校资源管理平台中,关于资源访问的安全权限设置,既要考虑对用户提供高效便捷的教学资源访问服务,保证优秀的教学资源在高校资源服务数据中心的归档存储,又要考虑到尊重教学资源劳动成果和保护数字知识产权的因素。因此,本文在用户管理时采取分级的基于角色的用户模型,资源提供者参考资源的管理,例如,由资源提供者决定资源的使用策略:比如是否能复制到学校资源数据中心,允许访问该资源的用户或IP范围。在整个资源访问体系中使用资源访问服务代理的模式,由Web Services经过用户(应用程序)用户角色管理模块判断用户具有某个资源的访问权限,才把资源的XML描述和访问许可发送给用户或应用程序。

 

四、系统设计

系统采用三层B/S为主要的实现方式。所有资源实体存放于资源数据中或资源提供者的文件系统中,资源信息库中存放着与这些资源对应的资源属性描述(包括资源类型、作者、适用学科专业等),为保证资源信息与资源实体的同步和资源访问安全,所有资源的管理和访问都是通过Web Services的资源访问代理进行。使用频度高的资源被存放到系统缓存中,以提高整个系统的性能。

整个系统资源访问与管理结构模型如图2所示:

 

五、结束语

本文在分析目前我国高校数字教学资源管理现状的基本上,提出了一种在Microsoft.NET平台下基于XML webservices技术的一个开放式的教学资源管理模型。并对系统的技术路线和关键实现技术进行了分析,给出了系统的结构设计,可以作为高校数字资源管理的一个参考。

参考文献

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[2]栗松涛等,基于XMLB/S体系数据模型[J],计算机工程与应用,200118113-115

[3]智勇,基于角色的权限管理在教学资源管理系统中的应用[J].计算机与现代化,2003,(7):37-39

[4]陈旌,基于ASP.NETWeb服务代理服务的设计与实现[J].计算机系统应用,2005,(8):63-66

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