（信息与通信工程专业论文）远程教育知识管理学习平台的研究.pdf

远程教育知识管理学习平台的研究 摘要 远程教育知识管理学习平台是为远程网络培训提供稳健的软件 支撑环境和丰富的课件资源，为干部学习提供一条全新的途径。这将 对更新干部学习理念，提升干部知识和能力有着十分重要的意义。 该论文用j a v a 语言设计和实现了平台中的全文检索模块，并对 网络并发用户数问题作了研究。全文检索是资源库中最重要的一种资 源查找定位方式，用户提交要检索的关键词或语句，系统就可以查找 出所有包含关键词或与之相关的资源，并按照预先设定的匹配度对返 回结果进行排序。本文设计并实现的全文检索过程如下：使用中文分 词的经典算法“逆向机械匹配法”实现一个中文分词的j a v a 类，调 用这个类对数据库资源表中的描述类字段进行分词，并将结果存入检 索表。在用户进行检索时，再次调用分词类对用户输入查询条件进行 分词，将分出的每个单词逐一搜索检索表，查找出匹配的资源序号。 再使用t r e e m a p 数据结构实现一个排序类，对获得的资源按照包含单 词的个数( 匹配度) 从多到少进行排序，并显示给用户。同时还实现 了检索结果分页显示等功能。对于提高网络访问的并发数，本文从数 据库设计、程序设计和中间件配置作了研究。 本文首先介绍了该平台建设的目的、意义及其功能；在第三章中 介绍了体系结构和使用的技术；在第四章中详细阐述了平台中全文检 索模块的设计思想，中文分词的策略，匹配度的算法和排序以及实现 以上内容的详细过程。在第五章中详细阐述了提高用户并发数的设 计。在第六章中介绍了全文检索在本项目中的使用情况和改进完善全 文检索的一些想法，讨论了匹配度的各种算法和同义词检索的设想， 着重论述了全文检索在数据挖掘中可能起到的作用。 关键词：j a v a 、全文检索、中文分词、匹配度、并发 t h er e s e a r c h0 ft h ed i s t f 气n te d u c a t l 0 n k n o 亿e d g en 【a n a g e m e n tp l a t f o r m a bs t r a c t t h em o d e md i s t a n te d u c a t i o nk n o w l e d g em a n a g e m e n ts y s t e m p r o v i d e sar o b u s ts o f t w a r ep l a t f o r ma n dr i c hc o u r s e w a r e sf o rd i s t a n t n e t w o r kt r a i n i n g ，w h i c hp r o v i d e san e ww a yf o rc a d r es t u d y i tw i l l u p d a t ec a d r e ss t u d yc o n c e p t sa n de n h a n c et h e i rk n o w l e d g ea n da b i l i t i e s t h i sd i s s e r t a t i o nd e s i g n e da n dc o m p l e t e dt h ef u l l - t e x ts e a r c he n g i n e m o d u l ew i t hj a v at e c h n o l o g y , a l s od i ds o m er e s e a r c h e so nc o n c u r r e n t u s e rn u m b e ro ft h es y s t e m t h ef u l l - t e x ts e a r c he n g i n ei st h em o s t i m p o r t a n t m e t h o df o rr e s o u r c e s e a r c h i n g a n d l o c a t i n g w r i t h t h i s t e c h n i q u e ，t h eu s e rs i m p l ys u b m i t st h es e a r c h i n gk e y w o r d sa n dt h ee n g i n e w i l lf i n da l lt h er e l a t e dr e s o u r c e so r d e r e db yap r e d e t e r m i n e dm a t c h d e g r e e t h ef u l l - t e x ts e a r c hp r o c e s si m p l e m e n t e di nt h i sd i s s e r t a t i o ni sa s f o l l o w s ：f i r s t ，d e s i g naja v ac l a s sw i t ht h ec l a s s i c “m e c h a n i c a lm a t c h i n g m e t h o d ”f o rt h ec h i n e s ew o r ds e g m e n t a t i o n ，t h e n ，u s et h i sc l a s st o p e r f o r ms e g m e n t a t i o no nt h ed e s c r i p t i o nf i e l do fe v e r yr e s o u r c ei nt h e d a t a b a s e ，a n di n s e r t 也er e s u l t si n t ot h ei n d e xt a b l e w h e nt h eu s e r s u b m i t sh i ss e a r c h i n gk e y w o r d s ，a l s ot h ec l a s sm a k e st h es e g m e n t a t i o n i n t os i n g l ew o r da n dm a t c h e se a c hw o r do fii a n s u ot a b l e t h er e s u l t sa r e o r d e r e da c c o r d i n gt ot h em a t c h i n gd e g r e e t h ef u n c t i o no fs e p a r a t i n g p a g e si sa l s oc o m p l e t e d a sf o re n h a n c i n gc o n c u r r e n tu s e r s ，ih a v ed o n e s a m er e s e a r c hi nd a t a b a s ed e s i g n ，p r o g r a md e s i g na n dm i d d l ew a r e c o n f i g u r a t i o n c h a p t e r1 a n dc h a p t e r2i n t r o d u c et h ep u r p o s ea n df u n c t i o n so ft h e s y s t e m c h a p t e r3i n t r o d u c e st h es y s t e ma r c h i t e c t u r ea n ds o m er e l a t e d t e c h n i q u e s c h a p t e r4i n t e r p r e t st h em o d u l ed e s i g ni d e a s ，t h ec h i n e s e w o r ds e g m e n t a t i o ns t r a t e g y , t h em a t c h i n gd e g r e ea l g o r i t h ma n ds o r t i n g ， t h e nad e t a i l e di m p l e m e n t a t i o ni sg i v e n c h a p t e r5 p r o p o s e sad e s i g nt o e n h a n c et h ec o n c u r r e n tu s e rn u m b e r c h a p t e r6i n t r o d u c e st h ea p p l i c a t i o n o f 如l l - t e x ts e a r c hi nt h i sp r o j e c t ，p r o p o s e ss o m ei d e a st oi m p r o v et h e m o d u l ep e r f o r m a n c e ，s u c ha sm a t c h s e a r c h ，e s p e c i a l l yt h ee f f e c t so ff u l l t e x t d e g r e ea l g o r i t h ma n ds y n o n y m s e a r c hi nd a t am i n i n g k e y w o r d s ：j a v a ，t e x ts e a r c he n g i n e ，w o r ds e g m e n t a t i o n ， m a t c h i n gd e g r e e ，c o n c u r r e n t 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：鱼! 鑫! 曼日期：本人签名：鱼j 疆! 翌日期： 7 幽。落。 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。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磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名： 导师签名： 日期： 日期： d 彦6 丛 北京邮电大学工程硕士论文 远程教育知识管理学习平台的研究 第一章绪论 1 1 选题背景 现代远程教育培训系统是以互联网络、卫星电视和光盘等为主要传播渠道，以多 媒体课件、录像带( v c d 影碟) 等为主要教材，构建基于互联网络的学习平台、音像 课件制作系统和学员学习培训管理系统，对地域分布广泛的人员实施培训的现代远 距离教育模式。 发展现代远程教育是建设终生教育体系和学习化社会的重要选择远程教育是 随着社会经济和科学技术的发展出现的一种新的教育形式。早期远程教育起源于1 9 世纪中叶的函授教育；进入2 0 世纪，电话电传、广播电视、录音录像、卫星通信等 视听技术和大众媒体等开始大量应用于远程教育；2 0 世纪末，计算机科学和电子信 息通信技术迅猛发展，个人微机、多媒体计算机、互联网、卫星数字电视和卫星多 媒体数据传输、视频会议系统等进入远程教育领域，远程教育进入了以优质教育资 源共享和教学双向交互为特征的发展阶段，即现代远程教育。 2 0 世纪中叶，我国远程教育进入重要发展阶段。6 0 年代初我国在世界上首创城 市电视大学。7 0 年代末，改革开放带来了我国广播电视教育的发展和繁荣。进入9 0 年代，我国开展了以计算机和网络为核心技术的现代远程教育。党中央、国务院对 发展我国现代远程教育事业非常重视，明确提出：“实施现代远程教育工程，形成开 放式教育网络，构建终生学习体系。” 当前，现代远程教育的发展已经成为全球性的大趋势。发展现代远程教育已经 被越来越多的国家政府作为构建终身教育体系和学习化社会的重要战略选择。现代 远程教育正在带来2 1 世纪一场新的教育革命，也越来越受到人们的欢迎。中国经济 景气检测中心调查结果显示：进入信息代时代，人们对远程教育表示出极大的关注， 8 5 3 的人认为远程教育能学到更多的知识，8 9 4 的人对远程教育持肯定态度。 中央高度重视人才和干部教育培训工作，远程教育日益成为培训的重要手段 进入新世纪以来，党和国家越来越重视人才和干部教育培训工作。随着我国经济和 科学技术特别是信息化建设的飞速发展，在国家人才和干部教育培训工作中，现代 远程教育受到了高度重视。干部教育培训工作条例( 试行) 和 ( 2 0 0 6 2 0 1 0 年全 国干部教育培训规划中明确要求，要推广网络培训、远程教育、电化教育，提高 干部教育培训教学和管理的信息化水平。在党和国家的高度重视和大力支持下，我 国远程教育培训步入了快速发展的时期，特别是目前，国家机关的培训大都以面授 北京邮电大学工程硕士论文远程教育知识管理学习平台的研究 为主，每年培训数以万计的干部，这些人离开岗位集中学习，不仅影响了工作，差 旅开销也非常大。因此，远程教育培训是解决这一问题的最好方法。 1 2 研究的目的和意义 1 2 1 研究的目的 “远程教育知识管理学习平台 建设的总体目的为： ( 1 ) 建设一个基于i n t e r n e t 的全国机关干部继续教育的现代远程教育知识管 理学习平台。充分利用各系统现有信息化成果和网络资源，构建全国干部现代远程 教育教学网络。通过平台实现远程学习，教育资源管理、学习绩效考核、教学教务 管理、资格考试、考核取证、交流等功能，达到学习者在任何时间、任何地点，都 能方便的学到所需课程，真正做到工作、学习、生活“三不误”的目标。 ( 2 ) 建设一个全国干部继续教育的现代远程教育多媒体教学资源开发与应用系 统。教学内容主要包括：政治理论，政策法规、业务知识( 专业知识) 、市场经济知 识、经营管理知识、个人修养等。制定教学资源近期和长期开发与应用规划：整合、 利用各部委机关系统内、党校系统、教育系统等现有的各种教学资源，提高资源的 使用范围和效率。 ( 3 ) 建立一个干部继续教育现代远程教育工作机制。建立相应的教学模式、管 理模式、激励约束机制和质量评估体系。 按照分步实施的要求，建成比较完善的全国干部在线培训系统。具体建设实施 目标为： 一期建设目标：搭建基于互联网的在线学习平台，整合目前可能已有的双向视 频会议系统及现有的网上教育资源，开发建设个性化的教学教务管理系统，实现课 堂搬家，各级各类干部可自主上网学习。满足实现1 万学员在线同时学习，上网2 0 0 门课程在线点播。 二期建设目标：完善学习平台，编写干部教育大纲，分头制作课件，下发干部 在线学习意见，有计划、有要求、有考核地进行学习。实现5 万学员注册，2 万以 上学员同时上网学习，4 0 0 门课程可供在线点播，多家课程制作提供单位，多个网 络直播频道同时播出不同课程进行远程教育，可支持五百人以上同时收看同一直播 课程，支持所有课件格式，支持不同上网条件客户需求。 三期建设目标：满足需求，稳健安全运行，丰富网上课程资源和教材资源。 1 2 2 研究的意义 远程教育培训是采用网上学习方式，为干部学习提供了一条全新的途径，这将 2 北京邮电大学工程硕士论文远程教育知识管理学习平台的研究 对更新干部学习理念，提升干部教育培训水平有着十分重要的意义。 ( 1 ) 建设“远程教育知识管理学习平台系统”是顺应全球信息化发展的必然趋 势。 随着全球信息化的快速发展，利用网络学习已成为人们获取知识的发展趋势和 有效途径。全球各大高校、我国部分中央部委和地方政府、大型企业、专业教育培 训机构纷纷建立起了各自的远程教育应用系统。如国外著名企业c i s c o 、i b m 等 公司的培训内容8 0 都是通过在线学习的方式提供的，全球每年有超过7 0 0 0 万人 次通过互联网来接受教育培训。因此，建立远程教育知识管理学习平台系统，是改 进干部教育培训内容和方式的有效手段，也是信息化发展的必然趋势。 ( 2 ) 建设“远程教育知识管理学习平台系统 是落实大规模培训干部任务的实 际需要。 目前，全国机关系统各类干部总量可能有上百万人，还不包括大量的临聘人员， 一个部委全国干部人数总量都超过1 0 万人。仅靠现有的各局人事教育部门和个别的 培训中心，年直接培训不足1 万人次的培训能力，以及现有的非常有限的培训师资 和教材资源，已经很难承担大规模培训干部、大幅度提高干部队伍素质的任务，对 于最需要培训的一线业务操作人员来说更是- - i j i i 难求。建设全国远程教育培训系统， 推进基于网络的远程教育，将大大拓展干部教育培训渠道和内容，能够有效地弥补 干部教育培训资源不足，更好地完成干部教育培训的任务。 ( 3 ) 建设“远程教育知识管理学习平台系统 是解决干部工学矛盾的有效途径。 工作忙、没时间学习是当前干部教育培训中遇到的较为突出矛盾，这既增加了 调训难度，也影响着培训的效果。建设全国远程教育培训系统，干部只要有上网条 件，学习就可以不受时间和地点的限制，最大限度地按照自己的意愿有针对性选择 所需课程进行学习。同时，还可通过对干部在职自学与脱产培训目标要求重新界定， 使两种学习方式合理分工、各得其所、有机结合，用灵活机动的学习方式，最大程 度地满足广大干部学习的需求，提高教育培训的成效。 ( 4 ) 建设“远程教育知识管理学习平台系统”是降低干部教育培训成本的有效 方法。 目前，干部教育培训主要还是采取传统的面授教学形式，形式单一不说，还需 要投入大量的人力、物力、财力。如按全国1 0 万干部培训，每人5 年完成三个月( 4 0 0 个学时) 学习来计算，运用传统面授培训方法，每人每学时平均学习费用按1 2 元计 算( 相当于每人每年9 6 0 元的培训费用) ，共需投入约1 0 亿元，其中不包含大量差 北京邮电大学工程硕士论文 远程教育知识管理学习平台的研究 旅费。而干部在线学习，每学时学习费用预计按6 元计算，共需5 5 亿元，可节约 资金达5 0 ，不包括可节约的大量差旅费。 ( 5 ) 建设“远程教育知识管理学习平台系统 为优质资源的共享提供了可能。 受地区发展差异，边远地区在组织开展教育培训时，普遍遇到的问题是找到培 训师资困难、找好的培训师资更难。使得各地在开展培训过程中，由于受师资水平 影响，很难达到应用水平的统一，同时偏远地区很难享受到高水平培训的机会。建 设“全国远程教育培训系统 ，推进基于网络的远程教育，可以有效实现优质资源 的共建共享，同时利用现代教育技术，对培训课程进行科学设计，实现培训课程的 交互性，提高受训者的学习兴趣，增强培训的效果。 所以现在做好远程教育知识管理学习平台系统，为国家进行远程教育培训提供 方便、快捷的软件支持系统，具有重要的战略意义。 4 北京邮电大学工程硕士论文远程教育知识管理学习平台的研究 第二章远程教育知识管理学习平台的主要功能 2 1 平台的设计思路 ( 1 ) 平台的逻辑设计符合干部培训的业务流程，从学习计划的制定、组织学习 实施、学员自主学习到学习评估统计一整套的培训流程在学习平台上系统的实现。 ( 2 ) 平台能够方便的组织全员培训、部门培训、个性化培训，能够方便的将各 个部门的人员组成一个学习班进行培训，还可以编制分类培训计划进行有计划的组 织培训。并能方便的进行人员管理、权限管理、计划管理和考核统计等。 ( 3 ) 平台能提供商能够提供网络培训的整体解决方案，能够提供培训平台，拥 有丰富的课件资源，并能够提供课件制作方面的技术服务和技术支持。 ( 4 ) 平台拥有成熟的技术与开放的接口，采用流行的开发软件，使得系统维护 与更新操作更加容易实现。 ( 5 ) 平台安装简单，操作方便，扩展容易，页面美观，技术升级容易。 ( 6 ) 平台有良好的系统内信息检索功能，良好的构架及技术保障多人同时在线 访问。 2 2 平台的主要功能 远程教育知识管理学习平台由三大模块组成，分别是基于w e b 的远程教育平台、 实时授课系统和课件开发系统，三大模块共同构成了一个有机的整体。平台根据远 程教学的特点和要求，并依据国际远程教育i m s 标准和教育部关于远程教育的相关 规定，具有完善的同步教学系统和异步教学系统，全面地实现了远程教育所涉及到 的教、学、管等功能。 2 2 。1 门户网站 门户网站是整个远程教育知识管理学习平台系统的入口，与远程教育培训相关 的信息，如新闻、通知等，都发布在门户网站上，论坛等基于w e b 的应用也由门户 网站进入，另外，系统的用户如教师、学生、教学管理员、各级系统管理员都通过 门户网站进入系统，根据权限的不同，分别进入各自的工作平台。 平台设定了系统管理员、培训管理员、教师和学员等角色，同时还可以根据自 己的实际需要设定其他不同的角色。平台支持一个人同时拥有多个角色，可以通过 登录后页面显示的角色列表，完成不同角色的切换，而不必重新登录。通过这些角 色，可很方便的利用平台上的各类工具，进行课程内容的组织、资源管理、以及网 5 北京邮电大学工程硕士论文 远程教育知识管理学习平台的研究 上的培训、交流、学习、考试等与培训相关的各类活动。 ( 1 ) 区域教学管理中心的权限管理 权限管理包括两个部分，一方面是对人员角色的权限管理；另一方面在进行课 程设置的时候，可以设定课程的访问权限管理。 平台按角色定义如下表： 角色对应人群主要功能说明 最高权限拥有者，可对全体用 系统管理员系统管理者用户管理( 全局) 户进行管理，并分配相应角色 培训负责人员，可对课程进行 课程管理( 全局) 全局管理，包括创建课程、指 培训管理员培训管理员 定课程教师等。可对审批进行 审批管理( 全局) 全局管理，查看各审批状态并 进行审批。 各分支机构负责人员，管理员 可对应培训平台某个或多个 各分支机构用户管理( 局部)用户组。对于该用户组，该管 分管理员 管理员审批管理( 局部)理员可进行该组的用户管理， 并对该组下用户进行审批管 理。 课程负责人员，维护由培训管 教师课程教师课程内容管理理员所指定的课程。包括课程 内容组织，答疑等。 作为学员可对相应课程进行 学员普通用户课程学习报名，审批通过后即可在网上 进行学习。 表2 一l 平台角色定义表 系统管理员拥有较高的系统设置权限，对教学管理、辅导教师、学员等人员， 根据目录或功能页面，进行权限划分，实施分级权限管理。并可以对系统部分代码、 数据进行简单操作与数据备份；教学及课程管理员可对教学、考试计划设置、编制 课件、上传课件、维护课件信息、解决教学方面疑难问题；教务管理人员协助教师 6 北京邮电大学工程硕士论文远程教育知识管理学习平台的研究 完成学员考核要求制定、教学辅导、学员的学习支持、教学活动、学生活动的支持 与管理、学习资料管理等工作； ( 2 ) 区域教学管理中心的资源管理 在平台中培训管理员或授课教师可以通过资源管理来建立并维护自己的资源 库，资源库中可以包括音频、视频、图形、图像等素材，以及a i c c 或s c o r m 等课件 类资源，也可以包括选择题、填空题、判断题、解答题等试题类资源。资源库的建 立使得备课老师可以在课程管理中直接调用资源库中的素材，利用试题类资源组合 生成试卷，从而使资源可以得到重复利用，提高资源的使用率，最大限度地减少劳 动重复性和资源的浪费，并进而实现资源的累积。 ( 3 ) 区域教学管理中心的管理查询 平台通过查询页面，实现查询管理功能。查询所需的学习资料和人员学习统计 信息。 2 2 2 教育超市 良好的培训设计需要考虑知识如何积累、教学如何创新，并把最新的知识通过 合理的传输方式传递给学员，以及考虑学员之间、学员与辅导教师管理者之间的双 向互动交流。该系统以学员为中心，围绕教学目标进行知识环节的体系化设计：课 程拥有高度集成的学习环境，包括课程导学、知识讲解、案例分析、学习资源库、 b b s 交流、实时课堂、在线测验、视频会议，以及智能的进度查询等学习子系统。 ( 1 ) 教师、管理人员培训流程，如图( 2 1 ) 。管理人员、教师及技术支持人 员可以通过系统进行知识构建、学生学习管理、答疑、讨论以及各项数据的维护与 统计分析等。 ( 2 ) 学员注册报名，系统提供开放数据接口，学员报名信息字段可以通过管理 平台进行定制。 ( 3 ) 缴费录取，足不出户就能完成在线报名、注册缴费工作。管理端可以直观 查询、统计学员缴费状况。 ( 4 ) 自主选课，通过管理端上传、开放网络课程，学生可以根据提供的课程信 息，进行在线选课操作。选课可以与学员预缴学费挂钩，做到真正的学分银行。 ( 5 ) 学习过程管理与导学、沟通与交流。 ( 6 ) 课程在线考试、考查。 ( 7 ) 数据查询与统计分析。 7 北京邮电大学工程硕上论文 远程教育知识管理学习平台的研究 图2 1 教师教学流程图 ( 8 ) 教学跟踪与评估，为了保证教学质量，教学跟踪和评估系统必不可少，其 对象主要是学员和教师。由总局教育培训的领导或指定管理人员进行管理，汇总分 析。教学跟踪与评估数据是决策、考核远程教育培训效果的重要参考依据。教学跟 踪和评估系统包括三个层面：第一、对学员和教师上网行为习惯的分析与研究，主 要目的是研究人员的教学行为从而改进系统功能上的实用性和易用性。第二、对学 员上网时间，在线作业、讨论参与、与发起讨论、协作学习等情况进行跟踪统计。 以便于教师、管理人员及时掌握学员情况。为创造更好的学习环境提供数据支撑。 第三、总局对分支局管理的质量评估。 ( 9 ) 学员学习培训流程，如图( 2 2 ) 。学生从入学、学习到最后的结业考核， 可以完全通过在线来完成。 8 北京邮电大学工程硕士论文 图2 2 学员学习流程图 远程教育知识管理学习平台的研究 2 2 3 在线互动 “b b s 专业论坛社区，根据各种类别、权限进行管理及信息发布，可支持图 片上传、信息级别、个性签名档等功能。 9 北京邮电大学工程硕士论文远程教育知识管理学习平台的研究 “师生面对面 通过视频会议软件系统或视频聊天软件，让师生在异地，使 用摄像头设备进行点对点或点对面网络多媒体宽带交流。 “互动课堂即公共聊天室，学员可以自行组合，开设不同的讨论区，即时 进行互动性交流。 “在线答辩 有两种形式，一种是在预定的时间里由老师在线与学员进行答 辩；另一种是根据一些常见问题，进行数据库归纳成f a q ，由系统自动根据关键词 进行回答。 “视频直播教室”通过双向视频会议系统，进行视频同步直播，让不能到现 场的学员通过网络收看，并且对直播内容进行备份，作为今后的历史资料供学员查 看。 2 2 4 在线考场 ( 1 ) 考试报名，学员可以通过网上发布的考试信息进行在线报名，并且自动 记录在案。 ( 2 ) 考场安排，教管中心将所有考试的信息、人员安排及考场安排通过系统 发布在网上，供学员及相关老师查看。 ( 3 ) 移动考场，通过网络数据库，学员在任何一个考试现场，均可以使用同 一个题库，并且每一位学员的考卷都是随机生成的，确保了考试的真实性。 ( 4 ) 模拟考试，根据自己所学的课程安排模拟考试，在数据库的基础上，自 行选择题目的类型、数量。完成考试后，会自动阅卷，显示考试情况。 ( 5 ) 题库答案查询，整个数据库系统不但可以按课程的章节、类型等进行查 找，而且可以直接查询答案。 ( 6 ) 考试答疑，针对每一次的考试，老师可以在考试前做一次在线答疑，学 员可以在线提问，老师通过整理后一一回答。 2 2 5 学习银行 ( 1 ) 学习费用管理，学员通过购买学习卡或其他支付方式，在网上进行用户 充值，建立网上学习个人资金账户，用于购买需要学习的课程。 ( 2 ) 学分学时管理，学员可以查询自己的学分情况，并根据需要完成的学分 数，调整学习的课程。 ( 3 ) 学习进度管理，对于所有学员，拟以一年为单位，当该学员将所有课程 选择好之后，就会产生一个学习进度，当学员的学习进度小于正常进度时，系统会 给学员以提示。 1 0 北京邮电大学工程硕士论文 远程教育知识管理学习平台的研究 ( 4 ) 学习记录查询，学员选择好课程后，每次登录课程学习，系统均会进行 记录，最后形成一张学习历史记录表。 ( 5 ) 学习成果汇总，当学员完成- - 1 7 课程的学习后，系统就会针对该门课程给 出一个成果汇总，如学习时间、模拟考试成绩、提问情况等；当学员完成一年的学 分后，系统又会给出一个完整的年终成果汇总。 2 2 6 实时授课系统 实时授课系统的核心是演播室( 教室) ，演播室是教师授课的场所，演播室内安 装音视频采集工作站和电子文档播放计算机；音视频采集工作站内安装了音视频采 集卡与音视频采集工具软件，用于实时采集教师授课的音视频信息，形成适合于在 i p 网络上传输的音视频流；教师授课计算机内安装电子文档采集工具软件，用于采 集教师授课时的电子文档( 如幻灯片、动画等) 信息，形成适合于在i p 网络上传输 的电子文档数据流；实时授课系统采用强大的同步机制将音视频流和电子文档数据 流整合成为同步复合流，并通过i p 网络广播。 客户端学生可以通过直播浏览器实时收看直播，可以选择单独播放音视频或单 独播放电子文档，也可同时播放两者。此外，客户端也可以通过远程教育支撑平台 提供的完全基于w e b 的实时课堂系统收看主教室的直播，使用这种方式，客户端不 需要安装任何应用软件。 实时授课系统还具有课件录制功能，在实时授课的同时，授课实况也被记录下 来。实时授课直播一结束，课件自动在远端的课件服务器上生成( 也可以通过配置 使课件保存在本地) ，不需要任何人工干预。这些课件经过课件管理员发布后马上可 以通过课件点播系统进行点播。 2 2 7 课件开发系统 课件开发系统是一套基于图形界面的完全可视化的工具，其中包含素材发布工 具、课件开发工具、课件录制工具、试题编辑工具等。 2 3 该论文的任务和工作内容 2 3 1 我在知识管理学习平台中完成的工作 我在知识管理学习平台中，主要做了4 个部分的工作： ( 1 ) 系统资源管理 这部分属于系统管理模块，只有系统管理员才能访问，功能包括资源属性字段 的显示、修改以及资源的添加和删除。资源管理部分提供两种导航方式来定位资源， 一种是按照课件的分类，公共类和业务类，这里使用了两个不同的j a v as e r v l e t 北京邮电大学工程硕士论文远程教育知识管理学习平台的研究 来分别访问2 个资源表；另一种是按照学科和专业来划分，显示属于各专业的资源 列表，这里使用一个s e r v l e t ，将专业名称作为参数来查找出2 个资源表中的所有 符合条件的资源。两种导航方式最终都显示一个资源的列表，列表中包括资源的i d 和资源名称，资源名称是一个链接，点击链接就可显示出某个资源的所有属性，并 可以选择修改除资源i d 外的任意属性值，也可以从资源表中删除资源。在显示资源 列表时提供了分页的功能。在修改资源属性和删除资源之前向管理员提出警告，经 验证后才予以执行。资源管理模块全部用j a v as e r v l e t 写成，一共使用了2 6 个 s e r v l e t 。 ( 2 ) 用户管理 用户管理也属于系统管理模块，为系统管理员提供显示、修改用户属性和添加、 删除用户的功能。用户管理的结构类似于资源管理，它访问用户表，显示出一个包 含用户i d 和用户名称的列表，再通过用户名称链接显示用户各个属性，然后可以修 改属性和添加、删除用户。用户管理部分使用6 个s e r v l e t 来实现。 ( 3 ) 全文检索 全文检索模块是面向所有用户的，它为用户提供了通过导航菜单查询以外的另 一种检索资源的方法，即由用户提出查询条件，系统返回包含查询条件的资源。在 知识管理学习平台中的全文检索模块实际上就是一种搜索引擎，它的设计和实现比 较复杂。 ( 4 ) 支持多人同时在线访问的设计和实现。就是在系统网络带宽一定的情况下， 从程序编写、数据库设计和中间件配置等方面尽量提高系统的并发用户数。 2 3 2 本论文的工作重点 本论文着重论述全文检索模块和提高并发用户数的设计和实现。 北京邮电大学工程硕士论文远程教育知识管理学习平台的研究 第三章远程教育知识管理学习平台的技术与结构设计 3 1 平台实现所使用的关键技术 由于整个远程教育知识管理学习平台是构建在j 2 e e 技术之上，因此平台的实 现使用了纯j a v a 技术。在开发系统的各个模块时，用到了j a v a 、s e r v l e t 、j s p 和 j d b c 等技术，同时使用o r a c l e9 9 i 数据库作为后台支持。 3 1 1j 2 e e 技术 j e e e 应用程序模型起始于j a v a 程序语言和j a v a 虚拟机，其提供的不断提高的 便携性，安全性和开发人员能力的提高是应用程序模型的基础。应用程序模型通常 包括j a v a b e a n 组件模型，j a v a b e a n 是为实现功能编写基于j a v a 技术的代码更加容 易，利用j a v a b e a n 的开发工具可以可视的定制，组合这些组件。j 2 e e 通过定义一 种标准的结构来实现它的如下优势： ( 1 ) j 2 e ea p p l i c a t i o np r o g r a m m i n gm o d e l ，一种用于开发多层次，瘦型客户 用户程序的标准设计模型； ( 2 ) j 2 e ep l a t f o r m ，一个标准的平台，用来整合j 2 e e 的应用程序，指定一系 列的接口和方法； ” ( 3 ) j 2 e ec o m p a t i b i l i t yt e s ts u i t e ，一套兼容测试组件，用来检测产品是 否同j 2 e e 平台兼容； j 2 e e 有着高的安全性，当其他的应用程序模型需要在每个程序中有特定平台的 安全性时，j 2 e e 平台环境使在开发时安全约束便已定义了。j 2 e e 平台定义了一种标 准的公开的存取控制规则，当程序在企业平台上开发时就已被程序师定义和解释了。 j 2 e e 也需要提供一个标准的注册机制以便应用程序不用将这些注册机制和逻辑相 混合，相同的工作要执行于大量的不同的环境中而并不需要改变源代码。 j 2 e e 应用程序模型的一个主要优点便是在中间层的多层应用程序。在j e e e 平 台，中间层商业功能是由企业j a v a b e a n 实现的。这些企业b e a n s 允许服务开发者集 中于商业逻辑，并且让e j bs e r v e r 处理传送稳定的，可升级服务的复杂工作。 j a v a s e r v e r p a g e s 技术和s e r v l e t s 向客户层提供了易于访问的i n t e r n e t 型服务的 中间层功能。j s p 技术使用户接口开发者更加容易的提供向任何浏览器用户提供动 态页面的服务。s e r v l e t s 让基于j a v a 技术的开发者有更大的自由来在j a v a 语言中 提供完全的动态服务。 3 1 2o d b c 技术 北京邮电大学工程硕士论文远程教育知识管理学习平台的研究 o d b c ( o p e nd a t a b a s ec o n n e c t i v i t y ，开放数据库互连) 是微软公司开放服务结 构( w o s a ，w i n d o w so p e ns e r v i c e sa r c h i t e c t u r e ) 中有关数据库的一个组成部分，它 建立了一组规范，并提供了一组对数据库访问的标准a p i ( 应用程序编程接口) 。这 些a p i 利用s q l 来完成其大部分任务。o d b c 本身也提供了对s q l 语言的支持，用户 可以直接将s q l 语句送给o d b c 。 一个基于o d b c 的应用程序对数据库的操作不依赖任何d b m s ，不直接与d b m s 打 交道，所有的数据库操作由对应的d b m s 的o d b c 驱动程序完成。也就是说，不论是 f o x p r o 、a c c e s s 还是o r a c l e 数据库，均可用o d b ca p i 进行访问。由此可见，o d b c 的最大优点是能以统一的方式处理所有的数据库。 不过直接使用o d b ca p i 比较麻烦，微软后来又发展出来d a o 、r d o 、a d o 这些数 据库对象模型。使用这些对象模型开发程序更容易。这些模型都支持o d b c ，所以即 使访问的数据库没有提供a d o 的驱动( 或称提供者) ，只要有o d b c 驱动一样可以使 用a d o 进行访问。 3 。1 3j a v as e r vle t 技术 j a v as e r v l e t 是指用j a v as e r v l e ta p i 编写的在服务器端运行的j a v a 程序， 它没有类似于a p p l e t 的图形用户界面。s e r v l e t 被服务器动态地装载，接受来自客 户端的请求，将处理结果返回客户端。与其它服务器端的开发手段比较，s e r v l e t 具有以下优点： ( 1 ) 与平台无关：s e r v l e t 继承了j a v a 的平台无关性，运行于w e b 服务器的 j a v a 虚拟机中的s e r v l e t 程序不用做任何修改，就可以很容易地移植到不同的平台 上的不同的w e b 服务器中。 ( 2 ) 与协议无关：s e r v l e t 本身并不关心底层使用的网络传输协议和它怎样被 装载以及调用它的服务器的种类，支持h t t p 协议的运行于w e b 服务器中的h t t p s e r v l e t 只是其中的一种，这使得s e r v l e t 可以被嵌入到多种服务器中。 ( 3 ) 高性能：与每个c g i 程序占用一个进程不同，在服务器中运行一个单独 的j a v a 虚拟机，就能执行任意数量的s e r v l e t 程序。s e r v l e t 在调用时被装载到j a v a 虚拟机中，每个s e r v l e t 在运行时只占用一个线程。与进程相比，线程对系统资源 的消耗要小得多，这在很大程度上保证了用s e r v l e t 实现的系统在有大量用户访问 时仍能保持良好的性能。 ( 4 ) 良好的可扩展性：s e r v l e t 是用j a v a 语言实现的，j a v a 的面向对象特性 使得s e r v l e t 模块化，每个s e r v l e t ( 一个j a v a 类) 就是个模块，模块之间可以 通信，因此一个复杂的应用系统可以划分为若干较小的s e r v l e t 模块来实现，并且 1 4 北京邮电大学工程硕士论文远程教育知识管理学习平台的研究 通过添加模块就可以迅速对原有应用系统进行扩充。 3 1 4j s p 技术 j s p ( j a v as e r v e rp a g e s ) 是s e r v l e t 技术的扩展，它是将j a v a 程序写的脚 本嵌入到h t m l 语言编写的页面中，然后编译成s e r v l e t 运行。j s p 提供了实现动态 网页的最佳技术。 ( 1 ) j s p 将内容的生成和显示进行分离；使用j s p 技术，w e b 页面开发人员可 以使用h t m l 或者x m l 标识来设计和格式化最终页面。使用j s p 标识或者小脚本来生 成页面上的动态内容。生成内容的逻辑被封装在标识和j a v a b e a n s 组件中，并且捆 绑在小脚本中，所有的脚本在服务器端运行。如果核心逻辑被封装在标识和b e a n s 中，那么其他人，如w e b 管理人员和页面设计者，能够编辑和使用j s p 页面，而不 影响内容的生成。 在服务器端，j s p 引擎解释j s p 标识和小脚本，生成所请求的内容( 例如，通 过访问j a v a b e a n s 组件，使用j d b c 技术访问数据库，或者包含文件) ，并且将结果 以h t m l ( 或者x m l ) 页面的形式发送回浏览器。这有助子作者保护自己的代码，而 又保证任何基于h t m l 的w e b 浏览器的完全可用性。 ( 2 ) 强调可重用的组件：绝大多数j s p 页面依赖于可重用的，跨平台的组件 ( j a v a b e a n s 或者e n t e r p r i s ej a v a b e a n s t m 组件) 来执行应用程序所要求的更为复 杂的处理。开发人员能够共享和交换执行普通操作的组件，或者使得这些组件为更 多的使用者或者客户团体所使用。基于组件的方法加速了总体开发过程，并且使得 各种组织在他们现有的技能和优化结果的开发努力中得到平衡。 ( 3 ) 采用标识简化页面开发；w e b 页面开发人员不会都是熟悉脚本语言的编程 人员。j a v a s e r v e rp a g e 技术封装了许多功能，这些功能是在易用的、与j s p 相关 的x m l 标识中进行动态内容生成所需要的。标准的j s p 标识能够访问和实例化 j a v a b e a n s 组件，设置或者检索组件属性，下载a p p l e t ，以及执行用其他方法更难 于编码和耗时的功能。 3 2 平台系统的结构设计 整个平台系统采用三层体系结构，客户端为标准浏览器，中间层为应用服务器， 包括中间件t o m c a t 或w e b l o g i cs e r v e r 等，最底层为数据库服务器，系统按照 b r o w s e r s e r v e r 模式，采用瘦客户机方式访问服务器。平台系统的逻辑