（教育技术学专业论文）基于soa的教育资源管理系统的设计与实现.pdf

硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 摘要 随着数字化教育的产生和发展，很多教育资源在网络上涌现，但是由于缺乏有 效地组织和管理，这些教育资源显得非常零散，没有组织性，相互重复以及相对孤 立和封闭。教育资源管理系统是整合当前各种网络教育资源的一个服务平台。它将 孤立的教育资源进行整合加工，使得这些资源呈现出有序，规范和相互关联的特点。 教育资源管理系统提高了教育资源的使用效率，促进了数字化教育的发展和进步。 本文以实际项目需求为背景，设计实现了基于s o a 的教育资源管理系统。针对 资源管理系统功能模块重用问题，采用了目前主流的s o a 架构，实现了系统的可伸 缩性，便于扩展重用；针对资源多样性问题，采用网络教育资源建设规范，实现了 资源的统一描述、管理和共享；针对资源的分布式存储中的管理问题，采用资源分 布式存储和目录集中统一管理的方式，实现了资源的统一检索与定位。论文主要工 作包括： “ ” ( 1 ) 分析和总结了资源系统建设标准与技术基础。介绍了资源系统建设规范中 的l o m 标准和网络教育资源建设规范；分析了w e bs e r v i c e 技术中的四种基础技术规 范；总结了s o a 架构特点、架构原理和架构模型。 ( 2 ) 基于s o a 的教育资源管理系统功能结构和服务架构设计。根据系统功能需 求分析，明确了系统的功能结构；根据面向s o a 的体系结构特点，结合资源管理系 统的用户业务需求，对系统的业务进行建模；最后是基于s o a 的资源管理系统服务 架构设计，设计了系统的分层体系架构和系统服务框架。 ( 3 ) 系统服务接口设计与实现。在系统服务建模的基础上，对系统服务接口进 行规范和封装；利用c 拌技术以及a s p n e t 开发环境，将服务接口在具体平台下予以 实现；介绍了用u d d i 发布和发现w e b 服务，以及客户端对服务的调用过程。 资源管理系统开发与服务集成。在业务逻辑层，组装集成服务，实现对程 序的业务功能。在服务表示层，采用j a v a 技术以及p o r t l e t s t 具，实现了跨平台的服 务调用。测试结果表明，系统具有良好的稳定性，可扩展性和可维护性。所开发的 系统是开放共享、标准统一、内容丰富的教育资源共享平台，有效改善了过去存在 的教育信息资源孤岛的局面。 论文的特色之处体现在： ( 1 ) 用户管理服务提供了角色的权限控制方法，系统实现了基于角色的用户管 理。 ( 2 ) 资源采用网络教育资源建设规范进行数据描述，实现了资源的统描述、 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 管理和共享。资源采用分布式存储和目录集中统一管理的方式，实现了资源的统一 检索与准确定位。 ( 3 ) 系统是基于s o a 架构，具有可跨平台、松耦合、可重用性及较强的可扩展 性，系功能模块具有可重用性。 关键词：s o a ；教育资源；分布式存储；w e b 服务；资源标准 ab s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h ed i g i t a le d u c a t i o n ，m a n yk i n d so fe d u c a t i o n a lr e s o u r c e s h a v ee m e r g e di nt h en e t w o r k b e c a u s eo fb e i n gl a c ko ft h em a n a g e m e n ta n do r g a n i z i n g ， t h ee d u c a t i o nr e s o u r c e sa r ed i s p e r s e d ，r e p e t i t i v ea n di s o l a t e da sw e l la sn o to r g a n i z e d e d u c a t i o n a lr e s o u r c e sm a n a g e m e n ts y s t e m ( e r m s ) i sap l a t f o r mf o rc o m b i n i n ga l l k i n d so fn e t w o r ke d u c a t i o n a lr e s o u r c e s b e c a u s eo fb e i n gp r o c e s s e da n dc o m b i n e db yt h e e r m s ，t h ee d u c a t i o n a lr e s o u r c e ss h o wo r d e r l y , c a n o n i c a la n dc o r r e l a t i v e t h es e r v i c e e f f i c i e n c yo ft h ee d u c a t i o n a lr e s o u r c e si si m p r o v e db ye r m s ，a n dt h u st h ed i g i t a l e d u c a t i o ni sd e v e l o p e d b a s e do nt h eb a c k g r o u n do ft h ep r a c t i c a lp r o j e c tr e q u i r e m e n t ，t h ee r m sb a s e do n s o ai sd e s i g n e da n dr e a l i z e d t h es o as t r u c t u r ei sa d o p t e df o ri m p r o v i n gt h em o d e l r e u s a b i l i t ya n dt h ef l e x i b i l i t ya sw e l la st h ee x t e n d i b i l i t yo ft h ee r m s i nt h i sp a p e r ，t h e n e t w o r ke d u c a t i o n a lr e s o u r c ec o n s t r u c t i o ns p e c i f i c a t i o ni sa d o p t e d ，a n dt h eu n i f i e d d e s c r i p t i o na n dt h em a n a g e m e n ta sw e l la st h es h a r i n go fr e s o u r c e sa r er e a l i z e d w i t ht h e r e s o u r c ed i s t r i b u t e ds t o r a g ea n dc e n t r a l i z e dd i r e c t o r ym a n a g e m e n t ，t h eu n i o ns e a r c ha n d t h el o c a t i o no ft h er e s o u r c e sa r er e a l i z e d t h em a i nw o r ko ft h i sp a p e ri ss h o w na s f o l l o w s ： ( 1 ) t h ec o n s t r u c t i o ns t a n d a r da n dt e c h n i c a ls t a n d a r do ft h er e s o u r c e ss y s t e ma r e a n a l y z e da n ds u m m a r i z e d t h el o m s t a n d a r do ft h er e s o u r c e ss y s t e mc o n s t r u c t i o n s t a n d a r da sw e l la s t h en e t w o r ke d u c a t i o n a lr e s o u r c ec o n s t r u c t i o ns p e c i f i c a t i o ni s i n 仃o d u c e d t h ef o u rb a s i ct e c h n i c a ls t a n d a r d so ft h ew e bs e r v i c et e c h n o l o g ya r e a n a l y z e d a n dt h ef e a t u r e s ，t h ep r i n c i p l ea sw e l la st h em o d e lo ft h es o a s t r u c t u r ea r e s u m m a r i z e d ( 2 ) t h en e t w o r ke d u c a t i o n a lr e s o u r c e c o n s t r u c t i o ns p e c i f i c a t i o ni s a d o p t e dt o d e s c r i b et h er e s o u r c e s a l lk i n d so ft h es u b j e c td i s c i p l i n ea n dg r o u ps t a n d a r d sa r e s u p p o r t e db yt h es y s t e m ，a n dt h er e s o u r c eu n i v e r s a ld e s c r i p t i o n ，m a n a g e m e n ta n ds h a r i n g a r ea l lr e a l i z e d t h em a n a g e m e n to fr e s o u r c ed i s t r i b u t e ds t o r a g ea n dc e n t r a l i z e dd i r e c t o r y i sa d o p t e df o rm a n a g i n gt h er e s o u r c e s ，a n dt h u st h ec r o s ss e a r c h i n ga n dt h el o c a t i o no f t h er e s o u r c e sa r er e a l i z e d ( 3 ) t h ed e s i g n i n ga n dr e a l i z i n go ft h es e r v i c ei n t e r f a c e so ft h es y s t e m b a s e do nt h e s e r v i c em o d e lo ft h es y s t e m ，t h es y s t e ms e r v i c ei n t e r f a c e sa r es p e c i f i e da n de n c a p s u l a t e d b a s e do nt h ec 舟t e c h n o l o g ya n dt h ea s e n e td e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t ，t h es e r v i c e 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s i n t e r f a c e sa r er e a l i z e da tt h es p e c i f i cp l a t f o r m t h ep r o c e d u r eo fi n v o k i n gt h es e r v i c e sb y t h ec l i e n t sa n dt h ep r o c e d u r eo f p u b l i s h i n ga n dd i s c o v e r i n gt h es e r v i c e sa r ei n t r o d u c e d ( 4 ) t h ed e v e l o p m e n ta n dt h es e r v i c ei n t e g r a t i o no ft h ee i m i s t h es e r v i c e sa r e a s s e m b l e da n di n t e g r a t e da tt h eb u s i n e s sl o g i cl a y e rf o rt h eb u s i n e s sf u n c t i o no ft h e s y s t e m t h ec r o s s p l a t f o r ms e r v i c ei n v o c a t i o ni sr e a l i z e db ya d o p t i n gt h ej a v a t e c h n o l o g ya n dt h ep o r t l e t st o o l sa tt h es e r v i c ep r e s e n t a t i o nl a y e r t h et e s tr e s u l t so ft h e e r m ss h o wt h a tt h es y s t e mh a sg o o ds t a b i l i t ya n dg o o de x t e n s i b i l i t ya sw e l la sg o o d m a i n t a i n a b i l i t y t h es y s t e md e v e l o p e di sa ne d u c a t i o n a lr e s o u r c e so p e np l a t f o r mw i t h u n i f i e d s t a n d a r da sw e l la sr i c hc o n t e n t s 1 1 1 ec h a r a c t e r i s t i c so ft h i sp a p e ra r es h o w na sf o l l o w s ： ( 1 ) t h ea c c e s sc o n t r o lb a s e do nr o l ei sp r o v i d e db yt h eu s e rm a n a g e m e n ts e r v i c ef o r m a n a g i n gt h e u s e r s p r i v i l e g eb yt h es y s t e m 。砀es y s t e mf i n a l l yr e a l i z e du s e r m a n a g e m e n tb a s e do nr o l e s ( 2 ) t h en e t w o r ke d u c a t i o n a lr e s o u r c ec o n s t r u c t i o ns p e c i f i c a t i o ni sa d o p t e dt o d e s c r i b et h er e s o u r c e s t h er e s o u r c eu n i v e r s a ld e s c r i p t i o n ，m a n a g e m e n ta n ds h a r i n ga r e a l lr e a l i z e d t h em a n a g e m e n to fr e s o u r c ed i s t r i b u t e ds t o r a g ea n dc e n t r a l i z e d d i r e c t o r yi s a d o p t e df o rm a n a g i n gt h er e s o u r c e s ，a n dt h u st h ec r o s ss e a r c h i n ga n dt h el o c a t i o no ft h e r e s o u r c e sa r er e a l i z e d ( 3 ) t h es y s t e mi sb a s e do nt h es o as t r u c t u r e ，w h i c hi sac r o s s - p l a t f o r mw i t hl o o s e c o u p l i n ga n dr e u s a b i l i t ya n de x t e n s i b i l i t y f u n c t i o nm o d u l e so fs y s t e mc a nb er e u s e d k e y w o r d ：s o a ；e d u c a t i o n a lr e s o u r c e ；d i s t r i b u t e ds t o r a g e ；w e bs e r v i c e ； r e s o u r c es t a n d a r d s 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作 所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。 作者签名： 德1 民2 z - - 日期：豇呷年6 月1 日 、 i 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。本人授权华中师范大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进 行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同意华中 师范大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 本人已经认真阅读“c a l i s 高校学位论文全文数据库发布章程 ，同意将本人的 学位论文提交“c a l i s 高校学位论文全文数据库中全文发布，并可按“章程 中的 规定享受相关权益。回重途塞堡童厦溢卮；旦圭生；旦二生；旦三生筮查! 作者签名：寐悴兰 日期：弘1 年6 月日 导师签名：o n 、, l 霈t 鼋 导师签名：1 每 帆一年6 月f 日 衫影日 一 静叫 i叫广移 年 疗h ， 一 名 撕 弛1 师期 撕嘲 ；|芏)i 峰月 绦、p 一 ； 年 ：u 一 名 肌 一 虢叫 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 1 绪论 本章将对课题研究背景以及研究意义进行介绍，同时综述教育资源管理系统的 国内外研究现状，然后阐述课题的研究目标和内容，最后制定论文的主要内容研究 框架构。 1 1 研究背景和意义 教育资源是教育信息化发展中的工作重点，也是制约教育信息化发展的“瓶颈” 之一。目前，开发平台、工具的异构性和紧耦合性导致了大量的教育资源系统之间 不能互联互通、资源共享与软件复用【l 】，“信息孤岛 现象普遍存在。随着高校信 息技术的发展，教育信息资源类别形式复杂多样、杂乱无序、数量猛增、质量参差 不齐，事实上这些资源还停留在低层次、低效率的重复建设上。如果采用传统方式 来整合现有的教育资源系统会造成周期长、投入大等问题，同时又缺乏统一标准， 难以充分保证资源整合服务的有序化、精约化、最优化【2 】。因此，如何有效地共享、 整合、管理教育资源，确保教育信息化建设理性、有序、健康地深入发展，已成为 教育信息化建设的一个重要研究课题。 教育资源管理系统( e d u c a t i o n a lr e s o u r c e sm a n a g e m e n ts y s t e m ，简称e r m s ) 采用规范化、标准化的方式，对教育资源进行统一有效的组织和管理，形成开放共 享、标准统一、内容丰富的教育资源共享平台，可以改善过去存在的教育信息资源 孤岛的局面。 面向服务的体系架构( s e r v i c eo r i e n t e da r c h i t e c t u r e ) 被认为是解决分布式环境 中软件重用、互操作、提高软件开发效率的有效途径。与传统开发方法相比，s o a 具有的标准化、松散耦合、共享服务和粗粒度等特点。并且，s o a 的实现技术 w e bs e r v i c e 同样具有跨平台、跨语言、简单、高效、可扩展等优点。因此，将面向 服务的体系架构的理念融入教育资源管理系统的开发过程中，可以提升软件开发效 率，降低开发维护复杂度。此外，所开发的系统具有可跨平台、松耦合、可重用及 较强的可扩展性等特点，为教育资源的整合利用提供了更优化的解决方案，在教育 资源的建设中具有广阔的前景。 1 2 国内外研究现状 教育资源管理系统在国内外都有相关研究，但特点各有不同。下面将分别介绍 国内和国外的研究现状。 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 1 2 1 国内研究现状 随着教育信息化的发展，教育资源管理系统的应用案例在国内不断涌现。下面 列出了一些典型的应用案例。 文献 3 9 1 将知识管理、网格技术应用到教育资源管理系统的开发过程中，目的 是为了更好的管理教育资源，解决资源的共享问题，但是这两种方法并未起到非常 显著的作用。 其中，文献 3 5 都是提出将知识管理应用到教育资源管理领域，用知识管理的 理论和技术优化教育资源建设与管理，对教育信息化进程中出现的教育资源管理不 善、缺乏合理统一的技术平台等问题提出解决方案，并设计实现了基于知识管理的 教育资源管理平台。文献 6 9 】提出将网格技术应用到教育资源管理领域中，研究实 现教育资源管理系统网格平台，实现教育资源的动态整合，从而实现教育资源的共 享，避免资源的重复建设。 文献 1 0 1 7 】为了实现教育资源的共建共享，从标准角度研究教育资源管理系统 建设问题。符合标准化规范的资源是资源共享的基础，国内外都非常重视资源标准 化的研究，目前已经制定出了很多这方面的标准。 其中，文献 1 0 j 和文献 1 1 ，研究并开发了基于c e l t s 标准的教育资源管理系统。 c e l t s ( 教育资源建设技术规范) 的主要目的在于统一资源开发者的行为、资源制 作要求和管理系统的功能要求。因此所开发的系统实现了对上传的教育资源进行标 准化的管理，解决了海量资源检索的难题；实现了教育资源的共享，为教育资源的 重用提供了基础。文献 1 2 1 6 用学习对象元数据规范对教育资源进行描述，实现了 资源属性描述的标准化，资源提取、发布、查询、应用的标准化，从而实现教育资 源的分布式管理及大范围内的共享。文献 1 7 】设计和实现了基于s c o r m 规范的教育 资源管理系统，解决了远程教学中存在的教育资源无法共享、重用和教育资源标准 不完善的问题。 文献 1 8 2 3 1 将w e bs e r v i c e 技术引入到教育资源管理系统的开发过程中：文献 【2 4 2 6 所开发的教育资源管理系统采用s o a 架构，从系统的开发方法和实现技术上 来解决资源的分布式管理和共建共享问题。 其中，文献 18 】的作者应用基于w e bs e r v i c e 技术的方法，来解决高校分散、孤 立的教育资源遗留系统的现代化问题，实现了数字校园的软件集成。文献 1 9 结合 当前教育资源的配送问题，提出了基于w e bs e r v i c e 技术的分布式教育资源配送系 统。文献【2 0 】针对当前各个学校教育资源之间存在资源孤岛和信息孤岛，信息资源 难以共享的状况，提出来基于w e bs e r v i c e 技术的校际教育资源库系统集成与实现的 2 研究方案。文献 2 1 针对当前信息资源存在孤立的特点，提出了基于s o a 架构的高 校教育资源整合的系统框架，并对如何利用该结构开展数字化校园教育资源整合提 出了可行性建设方案。文献 2 2 1 针对远程教育发展迅速，但是教育资源库重复建设， 低水平建设的缺点，提出了将w e bs e r v i c e 技术引入到教育教学资源建设中，解决了 不同平台不同资源提供商的资源数据库异构问题，大大提高了教育资源的共享性 能，实现了对异构教育资源库的透明访问。文献 2 3 】针对当前教育资源分布分散， 不能被有效利用和共享的问题，提出了将数据库技术，w e bs e r v i c e 技术结合起来开 发教育资源共享系统的设计思想，系统为多个资源库提供统一的资源注册中心，解 决了资源注册中心和资源数据库节点之间资源信息的协同问题。 其中，文献 2 4 的作者提出了基于s o a 的教育资源管理系统的设计与实现方案， 文中从s o a 架构思想出发，提出了基于s o a 的五层框架，并设计实现了业务流程。 文献 2 5 1 的作者提出了基于s o a 的高校教育资源整合框架，设计出了整合高校教育 资源的可行性方案。文献【2 6 】的作者深入分析- 了，s o a 架构对教育资源管理系统发展 的优点，并对s o a 架构在教育领域中的应用前景做出了展望。 教育资源管理系统的发展在国内呈现不断壮大的趋势，越来越多的设计方案都 涌现出来，s o a 框架结构体系和与之相关的w e bs e r v i c e 技术也不断应用到教育资源 管理系统的设计上来。在教育资源的描述标准上，许多描述教育教学资源的国内标 准也呈现日趋完善的趋势，虽然目前这些国内标准的应用还不是很广泛，但是这些 标准都是基于国际通用标准而定制，同时结合了国内特色所发展起来的，因此在国 内也具有很好的应用前景。 1 2 2 国外研究现状 国外有大批学校和商业机构涉足教育资源的建设，开发出了众多规模不一的资 源库和资源管理系统。 在文献 2 7 1 和文献【2 8 】中，作者重点介绍英美两国的网络教育资源库建设发展概 况，并对其进行了特点分析，总结出发达国家的网络教育资源建设具有无统一定位， 重视教育资源的评价与审核标准的研究，多种途径、高质量实现等特点。提出我国 的网络资源库的建设应加强规划和指导，加强网络教育资源评价与审核标准的研 究，努力提高教育资源的质量。文献 2 9 1 的作者通过分析当前美国、英国和澳大利 亚远程教育的发展进程、结构和特点，结合我国现代远程教育的现状进行比较和借 鉴。文献【3 0 】的作者分析比较了国内外网络教育的现状及特点，分析了我国网络教 育存在的几项急需解决的问题。关于资源方面，作者提出，在美国，远程教育开设 的学历、学位课程数已基本覆盖了美国高等学校的所有学科和专业，与国外相比， 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 我国的资源共享度不高，存在教育资源的短缺与重复建设问题。 由于教育资源建设具有地域广泛性、技术复杂性和文化多样性等特点，使得大 量的教育资源难以共享，不同的教育系统也难以互相沟通。解决这个问题的关键在 于教育信息标准化。目前，国际上许多国家和地区都成立了专门从事教育信息标准 化工作的组织，制定了一系列的教育信息标准，涉及学习者相关、内容相关、数据 与元数据、管理系统与应用软件等各个方面。其中，教育资源元数据标准是有效描 述教育信息资源，实现资源发现和交流的基础。 目前，国际上较有影响的描述教育资源的元数据标准主要有i e e el o m ( 学习 对象元数据) 、d c e d u c a t i o n ( 都柏林核心教育元数据) 、i m s ( 教学管理系统元 数据) 等。l o m 、d c 、i m s 等都是相关国际组织制定的适应广泛需求的标准体系， 因此各国都结合本地需求制定了更符合本国需求的元数据规范。比如：美国的教育 资源网关g e m 是基于d c 制定的，加拿大核心学习资源元数据c a n c o r e 是基于l o m 的，澳大利亚教育网元数据标准e d n ao n l i n e 是基于d c 的，英国学习对象元数据核 心u kl o mc o r e 是基于l o m ，我国的教育信息化技术标准c e l t s 也是基于l o m 制 定的。从各国都在制定适应本土的教育资源元数据的标准中，可以看到对教育资源 的描述，资源发现和检索的重要性1 3 1 1 。 实现教育资源的共建共享，构建分布共享的教育资源管理系统是目前世界各国 都在积极进行的项目，具有良好互操作、基于资源发现和检索的元数据则是有效地 实现这些资源的描述、检索、利用的基础和关键。教育资源共建共享已经在世界各 国陆续开展，美国是世界上教育资源最为丰富的国家之一，美国政府、高校和民间 组织都为网络资源的建设和使用投入了大量的资金和研究力量。其中有代表性的 有：e r i c ( 美国教育资源信息中心) 、f r e e ( 联邦优质教育资源) 、o h i ol i n k ( 俄 亥俄图书馆和信息网络) 和c e r e s ( 即教育资源中心项目) 等。在美国，学校之间 共建共享教育资源非常普遍，如已引起世界众多国家和大学关注的麻省理工学院的 网络课件开放工程( o c w ) 。 综述教育资源管理系统的国内外研究现状，教育资源管理系统目前存在的问题 主要有：资源类别多样，但是资源建设缺乏统一标准，优质资源较少，重复开发现 象严重；资源存储分散，不能大范围的共享、科学管理和有效利用；资源管理系统 之间相对孤立，不能实现互联互通、资源共享和软件复用的。因此构建开放共享、 资源标准统一的教育资源共享平台是教育资源管理系统的发展趋势。 4 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 1 3 研究目的和内容 本论文的研究依托于国家十一五科技支撑计划重大专项课题“数字教育公共服 务示范工程 的子课题“数字教育公共服务体系架构与集成 。论文研究目标是设 计和开发出基于s o a 的教育资源管理系统，其中资源建设符合l o m 标准，系统架 构采用面向服务的体系架构。论文研究采用资源的标准化描述，为高效、准确的检 索资源提供保障，为教育资源大范围的共享和资源系统间的互操作奠定基础。论文 的主要研究内容包括： ( 1 ) 分析和探讨资源建设标准中的l o m 标准和网络教育资源建设规范，结合系 统需要，阐述系统开发和设计的技术基础，包括w e bs e r v i c e 技术和s o a 架构。 ( 2 ) 研究和设计教育资源管理系统的整体框架及相应的实现方案，为系统的研 究与实现奠定基础。根据面向服务的架构思想，对教育资源管理系统的架构进行设 计，提出系统的业务架构模型、系统分层逻辑模型，并对系统具体业务流程进行设 计。 ( 3 ) 设计并定义教育资源服务接口，实现网络教育资源服务模块。探讨服务的 实现、发布与检索的实现方法和调用策略。根据系统整体框架设计和具体功能模块 的设计，将各个功能模块转化为具有独立性的服务，设计和实现服务和接口。 ( 4 ) 开发并集成基于s o a 的教育资源管理系统，并进行测试和应用。 1 4 论文组织结构 论文的主要研究内容如图1 1 所示： 图1 - 1 论文组织结构 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 其中，资源系统建设标准与技术基础，首先分析了资源系统建设标准中的l o m 标准和网络教育资源建设规范；然后介绍了w e bs e r v i c e 技术的四种基础技术规范； 最后总结了s o a 的概念、架构特点、架构原理和架构模型。 系统总体设计。首先是分别从功能、性能和系统资源的数据需求方面对系统进 行了需求分析；根据功能需求分析，设计了系统的功能结构；接着是系统业务建模， 对系统具体业务流程进行设计；然后是系统架构设计，提出了系统的分层结构图和 系统的服务架构图；最后是完成资源数据库的设计。 系统服务的设计与实现。首先是系统服务模块封装，设计了系统服务接口，重 点针对课件管理服务和课件搜索服务进行了业务设计；接着介绍了n e t 的环境下 服务的实现方法和过程；然后是用u d d i 发布与发现服务：最后介绍了客户端怎么 调用服务，分别介绍了基于n e t 的环境的调用方式和基于j a v a 环境的调用方式。 教育资源管理系统开发与集成。首先说明系统丌发环境、工具和主要涉及的技 术；然后是介绍系统业务逻辑层，组装集成服务，实现对程序的业务功能。介绍了 教育资源管理系统中的几个典型业务的实现流程；然后介绍了系统表示层的实现技 术，实现了跨平台的服务调用，并给出了系统集成界面的最终效果；最后是系统应 用与测试。 总结与展望。对全文的研究工作进行总结与展望，介绍了论文的主要工作和所 开发的系统的特色与创新之处，然后指明了下一步的研究方向。 6 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 2 资源系统建设标准与技术基础 2 1 资源系统建设标准 国际上比较认同的描述教育资源元数据的标准有i e e el o m ( i e e el e a r n i n g o b j e c tm e t a d a t a ，学习对象元数据) 、d c e d u c a t i o n ( 都柏林核心教育元数据) 、 i m s ( i n s t r u c t i o n a lm a n a g e m e n ts y s t e m ，教学管理系统元数据) 、g e m ( t h eg a t e w a y t oe d u c a t i o n a lm a t e r i a l s ，教育资源门户) 。其中l o m 是比较通用的标准，我国的 教育信息化技术标准c e l t s 就是基于l o m 制定的。下面介绍网络教育资源建设标 准。 2 1 1l o m 标准 l o m 是国际上发展比较完备的一个教育元数据标准，定义了学习对象元数据 的语义和语法，以达到使用最小的属性集合来完成对学习对象的管理、检索、评估。 l o m 是元数据模型与学习对象模型的相互组合而成，元数据是网络数据的一种封 装形式，可以用来将很多信息进行标准封装，方便用户查询检索。学习对象是对一 些学习素材、资料或者资源的一种具体描述和分类，是对各种教学资源的数字化统 一规范。将两者进行集合使得学习对象可以更加方便地被检索，学习资源的重用性 以及互换性得到更加充分地发挥。 ( 1 ) 元数据 元数据( m e t a d a t a ) 是关于数据的数据，同时它也是一种结构化的数据。它是 按照一定标准，从信息资源中抽取出相应的特征，组成的一个特征元素集合。或者 说元数据是一组独立的关于资源的说明，是对信息资源的规范化描述。这种规范化 描述可以准确和完备地说明信息资源的各种特征【3 2 1 。 元数据是描述对象属性的数据，它包括该对象特定的一些属性、相应的属性值 和属性之间的组织关系。在不直接操作对象的情况下能对对象有所了解，便于对对 象的管理、查找、评价、共享。元数据可以为各种形态的信息资源提供规范、普遍 的描述方法和检索工具，为分布的、由多种资源组成的信息体系提供整合的工具和 纽带1 3 2 1 。 ( 2 ) 学习对象 学习对象( l e a r n i n go b j e c t ，l o ) 指在任何学习行为中可以被使用、重用或是引 用的任何实体。其中，“学习行为”指的是传统教学、远程教学、基于计算机的培训 等。学习对象包括教学计划、时间安排、学习目的、幻灯片、网页、软件等等【3 2 1 。 7 学习对象元数据( l e a r n i n go b j e c t sm e t a d a t a ) 是关于学习对象的信息。该对象 可以是物理对象，也可以是数字对象。物理对象如一本书一个教具等，数字对象如 包含一节课讲课的幻灯片文件，包含一篇学术论文的a d o b ep d f 文档等。它使得用 户可以根据关键字、所有者等已知的属性值来精确地定位和获取知识。随着网络的 发展和教学需求的发展，学习资源在飞速地增加，但随之带来的问题是难以共享学 习资源和发现有效的学习资源。 ( 3 ) 学习对象元数据标准 l o m 标准详细说明了学习对象元数据的管理、检索和评估，并且便于将来对 其属性进行扩展。l o m 标准通过定义一个统一的元数据模型，为学习者或教育者 对学习对象的查找、评估、获取和使用提供支持，同时也支持学习对象的共享和互 换。 l o m 标准主要规范了学习对象9 个基本类别方面的特征元素p 4 刁，如下所示。 通用( g e n e r a l ) ：对学习对象进行整体描述的一些通用信息，这些信息具有很 好的通用性，对所有的学习对象都是适用的； 生存期( l i f e c y c l e ) ：组合了与学习对象的历史和当前状态有关的特征以及在 演化期间已经影响该学习对象的那些个人和组织，比如版本号、状态、日期、创建 信息等等； 元元数据( m e t a m e t a d a t a ) ：有关学习对象元数据实例本身( 不是元数据实 例描述的学习对象) 的一些信息，比如标识符、角色、类别说明、语言等等； 技术( t e c h n i c a l ) ：组合了学习对象的技术要求和技术特征，比如格式，大小 等，这些特征与学习对象的运行、获取和存储有直接的关系； 教育( e d u c a t i o n a l ) ：组合了学习对象在教育和教学方面的特性信息，比如交 互类型，交互级别，语义密级，难度，学习时间等等； 权利( r i g h t s ) ：组合了学习对象的知识产权和使用条件； 关系( r e l a t i o n ) ：组合了定义在学习对象与其他相关学习对象之间的相互关系 的特征； 评注( a n n o t a t i o n ) ：组合了对学习对象在教育使用上的一些评论，以及这些 评论的作者和创作时间的信息，比如评论人、注释、注释内容等等； 分类( c l a s s i f i c a t i o n ) ：描述学习对象与某个或某些特定分类系统的关系信息， 学习对象恰当的分类对学习对象的管理、查找都有很大的帮助，比如关键词描述， 冱吉笙 h j 口弋了o 学习对象元数据通过定义统一的规范，使得用户在不需要对学习对象进行操作 8 硕士学位论丈 m a s t e r st h e s i s 的前提下可以非常方便地获取学习对象的一些信息，同时可以对学习对象进行分类 查找。用户可以根据学习对象元数据中的用户评价信息来选择比较好的学习对象， 同时也可以在不操作学习对象的情况下将自己的评价添加到学习对象元数据中去， 这样不仅仅做到了学习对象的共享，同时做到了用户之间信息的交互。 2 1 2 网络教育资源建设标准 网络教育资源建设标准c e l t s 4 1 ，以l o m 标准为核心，并针对教育资源的特 性建立了分类数据元素。是针对教育资源建设领域，对l o m 标准作进一步扩展与 本土化处理，还有资源的评价标准、资源库系统体系结构与功能标准、资源数据互 换格式标准、资源开发的技术标准等，这些内容对是l o m 标准映射到具体应用领 域中的重要扩展。 c e l t s 4 1 标准为资源的开发者提供一致的标准，用于统一资源开发者的开发 行为、开发资源的制作要求、管理系统的功能要求，达到资源基本属性结构的一致 性，以实现资源在区域内的广泛共享，并为学习者或教育者等对教育资源的查找、 评估、获取和使用能获得最大效率而提供支持。同时也为不同资源库系统实现数据 的共享和互操作提供支持。而不是规定软件系统的数据结构。 c e l t s 4 1 标准所面向的资源主要包括媒体素材、试题、试卷、课件、案例、 文献资料、网络课程、常见问题解答、资源目录索引九大类。其中，媒体素材是传 播教学信息的基本材料单位，可分为五大类：文本类素材、图形图像类素材、音频 类素材、视频类素材和动画类素材。试题是测试中使用的问题、选项、正确答案、 得分点和输出结果等的集合。试卷是用于进行多种类型测试的典型成套试题。课件 是对一个或几个知识点，实施相对完整教学的用于教育、教学的软件。案例是指由 各种媒体元素组合表现的有现实指导意义和教学意义的代表性事件或现象。文献资 料是指有关教育方面的政策、法规、条例、规章制度，对重大事件的记录、重要文 章、书籍等。网络课程是通过网络表现的某门学科的教学内容及实施的教学活动的 总和，包括一定的教学目标、教学策略组织起来的教学内容和网络教学支撑环境。 常见问题解答是针对某一具体领域最常出现的问题给出全面的解答。资源目录索引 是列出某一领域中相关的网络资源地址链接和非网络资源的索引。 c e l t s 一4 1 标准的基本结构如图2 1 所示，共包括三大部分，分别为严格遵守的 必须数据元素、作为参考的并对每类资源都适用的通用可选数据元素和针对资源特 色属性的分类数据元素p 引。 9 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 图2 1 教育资源建设技术标准基本结构 2 2 、bs e r v i c e 技术概述 w e bs e r v i c e 是构建互联网分布式系统的基本技术，目前很多企业应用集成都使 用到了该技术。它是s o a 架构的基础和前提条件，s o a 平台提供的w e b 服务都是 将一系列基于w e bs e r v i c e 技术封装后的应用。s o a 平台只是在w e b 服务的基础上 对服务接口进行了二次封装然后对外发布。基于w e bs e r v i c e 技术的系统与基于 s o a 架构的系统不