（计算机软件与理论专业论文）基于xml的课件写作管理平台——camp设计与实现.pdf

基于x m l 的课件写作管理平台一c a m p 设计与实现上薄j 0 江才学研士越，孝 基于x m l 的课件写作管理平台- - c a m p 设计与实现 摘要 f 远程教育可以解决当今知识更新周期缩短、人才培训需求加大、 、 师资力量相对短缺等问题，目前已经成为网络研究和应用的热点之 一。在基于w e b 的远程教育中，以课件为主的教育资源是开展各项远 程教学的前提和基础，然而课件开发目前存在着对教师要求高、开发 周期长、维护困难、缺乏资源共享等诸多问题。因此，研究开发一个 支持远程教学的集成型课件写作管理平台是一项十分有意义的工作。 课件开发技术的发展大致经历了三个阶段，从单机运行的c a i 课件到h t m l 网页形式的w e b 课件，以及随着x m l 技术的兴起而 发展起来的新一代基于x m l 的课件。针对远程教育正朝着智能化、 标准化、开放式的方向发展，以及目前大量h t m l 形式w e b 课件的 成功运行，对于w e b 课件的开发，本文采用了以h t m l 作为内容表 现，以x m l 作为信息描述这一过渡形式。采用这种方式既适应了远 程教育的发展趋势，又可以兼容现有的大量h t m l 形式的w e b 课件。 课件开发是一个复杂的过程，一般要求开发者具备教育设计理 论、多媒体技术等多领域知识；同时，课件的单一结构也使课件难以 扩展、更新、维护和重用。本文依据国际上出现的“课件工程”，“模 块化课件开发”等思想，提出一种全新的课件模块化开发模型。在该 模型中提出了媒体素材层、课件模块层、课件层三层课件设计方法： 基于x m l 的课件写作管理平台一c a u m p 设计与实现上薄芟：疆寿掌砑士茁j 并对课件模块的定义，模块之间的关系进行了具体描述；对于课件模 块的注册与集成问题，本文提出课件模块内容与元数据信息分开存储 管理的思想，通过建立课件模块注册中心，可以实现i n t e r n e t 范围内 课件模块的集成。 以我们提出的模块化课件开发模型为基础，本文设计开发了一个 面向教师的、集成了内容制作、模块检索、课件包装、上网发布、学 习监控一体化功能的课件写作管理平台( c a m p ) 。平台的开发采用 了x m l 作为数据存储与交换的中介，应用i m s 学习资源元数据规范 和内容包装规范实现对媒体素材、课件模块以及整个课件的标准化包 装，应用w e bs e r v i c e 技术实现了i n t e r n e t 范围内课件模块的注册与 查询。7 论文主要从以下方面展开论述： 一课件的发展及开发技术概述，模块化课件开发概念及参考模型； 二设计c a m p 平台所需的相关技术研究； 三提出模块化课件开发的改进模型，在此基础上设计一个面向教师 的、集成型课件写作管理平台一c a m p ； 四应用i m s 学习资源元数据规范及内容包装规范实现教学素材、课 件模块、课件的标准化包装； 五运用x m l 与w e bs e r v i c e 技术实现课件模块的发布与集成设计； 六分析x l v l l 数据库技术，实现课件模块注册信息存储与查询设计； 关键词：课件，模块化开发，w e b 服务，i m s ，x m l ，写作管理平台 苎主兰坚! 堕堡竺兰堡重翌! 童二! ! 坚! 堡生兰塞翌兰丝型型丝苎 d e s i g na n di m p l e m e n t _ a t i o no f x m l b a s e d c o u r s e w a r ea u t h o r i n ga n d m a n a g e m e n t p l a t f o r m c a m p a b s t r a ( 了 d i s t a n c el e a r n i n gc a nr e s o l v et h ep r o b l e mt h a tm o r ea n dm o r e p e o p l en e e dt o r e n e wt h e i rk n o w l e d g ew h i l et h e r ei sal a c ko f t e a c h i n gr e s o u r c e s ，s oi th a sp r e s e n t l y b e c o m eo n eo ft h eh o ts p o t so ft h ei n t e r n e ta p p l i c a t i o n 、c o u r s e w a r e sp l a yav e r y i m p o r t a n t r o l ei nt h ew e b b a s e dd i s t a n c e l e a r n i n g ，b u tt h ed e v e l o p m e n to f m u l t i m e d i ac o u r s e w a r ei s t e c h n i c a l l yd i f f i c u l t ，c o n c e p t u a l l yi t e r a t i v ea n dt h u s a l t o g e t h e rav e r yc o s t l yp r o c e s s s o ，i tw i l lb eav e r yn e c e s s a r yt a s kt od e s i g na n d i m p l e m e n t a n i n t e g r a t e d c o u r s e w a r e a u t h o r i n g a n d m a n a g e m e n tp l a t f o r m s u p p o r t i n gd i s t a n c el e a r n i n g c o u r s e w a r ee v o l u t i o n m a y b ed i v i d e dt h r e e p h a s e s ：c a ic o u r s e w a r e ， h t m l - b a s e dc o u r s e w a r ea n dx n l - b a s e dc o u r s e w a r e f o rd i s t a n c e l e a r n i n g i s d e v e l o p i n gt o w a r di n t e l l i g e n t ，s t a n d a r da n do p e nm o d ea n dp l e n t i f u lh t m l - b a s e d c o u r s e w ar e sa r es u c c e s s f u l l yb e i n gu s e d ，t h i st h e s i si n t r o d u c e st h et r a n s i t i o nm o d e i nw h i c hh t m li su s e da sc o n t e n tp r e s e n t i n gm e t h o da n dx m li su s e da si n f o r m a t i o n d e s c r i b i n gm e t h o d t h r o u g ht h i st r a n s i t i o nm o d e ，w en o to n l yc a na d a p t t h et r e n do f d i s t a n c el e a r n i n gd e v e l o p m e n t fb u ta l s oc a nr e - u s el a r g en u m b e r so fh t m l - b a s e d c o u r s e w a r e s c o u r s e w a r ed e v e l o p m e n tg e n e r a l l yr e q u i r et h ei n t e r d i s c i p l i n a r i t yo fd e v e l o p e r a n dm o n o l i t h i cs t r u c t u r e sm a k ec o u r s e w a r ev e r yd i f f i c u l tt oe x t e n d ，m a i n t a i n ， u p d a t ea n d r e u s e b a s eo nt h e ”c o u r s ee n g i n e e r i n g ；“m o d u l a rd e v e l o p m e n t ” c o n c e p t ，t h i s t h e s i sp r o v i d e san e wm o d u l a rc o u r s e w a r ed e v e l o p m e n tm o d e l i nt h i s m o d e l ，ii n t r o d u c et h r e el a y e rc o u r s e w a r ed e s i g nm e t h o dw h i c hi sc o m p o s e do f m e d i al a y e gm o d u l el a y e ra n dc o u r s e w a r el a y e r , a n dd e s c r i b et h ec o u r s e w a r e m o d u l ed e f i n i t i o na n dr e l a t i o n s f o rs h a r i n ga n de x c h a n g i n gc o u r s e w a r em o d u l e si n t h ei n t e r n e ts c o p e ，ip r e s e n tas o l u t i o nt h a tm o d u l ec o n t e n ta n di t s m e t a d a t a i n f o r m a t i o na r es e p a r a t e l ys a v e da n db u i l d i n gac o u r s e w a r em o d u l er e g i s t r yc e n t e r b a s e do nt h em o d u l a rd e v e l o p m e n tm o d e l ，ld e s i g na n di m p l e m e n ta n i n t e g r a t e d c o u r s e w a r e a u t h o r i n g a n dm a n a g e m e n tp l a t f o r m 。c a m p , w h i c hh a s i 基于x t v l 的课件写作管理平台- - c a m p 设计与实现上海交通大学强士论文 a u t h o r i n g ，s e a r c h i n g ，p a c k a g i n g ，p u b l i s h i n ga n dt r a c k i n gf u n c t i o n s t h et h e s i sw i l ld i s c u s st h ef o l l o w i n gc o n t e n t ： 1 t h ed e v e l o p m e n to fc o u r s e w a r ea n dr e l a t e dt e c h n o l o g i e s ，m o d u l a r d e v e l o p m e n t c o n c e p ta n dm o d e f 2 r e l a t e dt e c h n o l o g i e sb a c k g r o u n d 3 t h en e wm o d u l a rc o u r s e w a r ed e v e l o p m e n tm o d e l ，b a s e do nt h em o d u l a r d e v e l o p m e n tm o d e ) ，d e s ) g na n di m p j e m e n t o fc a m p 4 h o wt ou s et h ei m sm e t a - d a t aa n dc o n t e n tp a c k a g i n gs d e c j f i c a c o n st of i n i s ht h e d e s c r i p t i o no fm e d i al a y e gm o d u l el a y e ra n dc o u r s e w a r el a y e n 5 h o wt ou s ex m la n dw e bs e r v i c et of i n i s ht h ep u b l i s h i n ga n df i n d i n go f c o ur s e w a r em o d uj e 6 a n a l y s et h ex m l d a t a b a s ea n df i n i s ht h es t o r a g ed e s i g no fc o u r s e w a r em o d u l e k e yw o r d s ：c o u r s e w a r e ，m o d u l a rd e v e l o p m e n t , w e bs e r v i c e ，i m s ， a u t h o r i n ga n dm a n a g e m e n t p l a t f o r m i v 基于x m l 的课件写作管理平台一c a m p 设计与实现上癍交通大学礤士论文 第一章研究背景 当今信息时代，知识更新速度加快，职业更新频繁，“终身学习”，“学习化 社会”，“人人平等的学习机会”等观念正在全球范围内得到接受。基于w e b 的 远程教育【2 j 具有4 w ( w h o e v e r 、w h e r e v e r 、w h e n e v e r 、w h a t e v e r ) 的特点，即 任何人在任何地点、任何时候都可以学习任何他( 她) 所需要的学习内容，因此 在世界范围内得到了广泛应用。在基于w e b 的远程教育中，以课件为主的教育资 源是开展各项远程教学的前提和基础，对课件开发管理技术的研究对于远程教育 的成功实施具有重要的现实意义。 1 1 课件开发技术概述 课件的发展大致经历了三个阶段：第一阶段是传统的孤立的多媒体教学软 件，我们称之为c a i 课件。这种课件一般以可执行程序的形式运行在独立的计 算机上运行。第二阶段是基于h t m l 的网络化多媒体课件，这种课件一般运行 在w e b 服务器上，学生通过浏览器可以随时随地学习。第三阶段是随着x m l 技 术的兴起而发展起来的，目标是应用x m l 技术扩展课件的共享性、重用性和交 互性，进而实现远程教学的标准化和个性化。 1 1 1 传统c a i 课件 图卜1 课件发展的主要阶段 在我国，计算机在教育领域应用的实践始于八十年代，c a i ( c o m p u t e r a s s i s t e di n s t r u c t i o n ) 是指用计算机帮助或代替教师执行部分教学任务，为学生传 授知识和提供技能训练，直接为学生服务。这些用于执行教学任务的计算机程序 基于x m l 的谍件写作管理平台- - c a m p 设计与实现 上海变通大学硕士论支 称为课程软件( c o u r s e w a r e ，简称课件) 、教学软件或c a i 软件。c a i 课件的发布 方式通常是磁盘或光盘，每位学生获得一份拷贝，运行在独立的计算机上，由学 生直接和计算机交互。 这类课件一般有两种开发方式口1 1 4 ：一种是使用m a c r o m e d i a 公司的 a u t h o r w a r e 和d i r e c t o r ，以及a s y m e t r i x 公司的t o o l b o o k 等国际上著名的多媒体 著作工具，这些工具使用方便，进行极少量的编程，甚至不用编程就能生成课件， 但所开发的课件往往最终成为教学素材，缺乏对交互作用的支持，缺乏对教学策 略的表达。另一种是使用高级编程语言，如c ，c + 十，b a s i c 等，编写出的课件交 互性好，教学策略表达灵活，但对于教师来说，难度比较大，即使可视化编程语 言如v b 、d e l p h i 等也是如此。 1 1 2 基于h t m l 的网络化多媒体课件 进入九十年代以来，随着计算机网络技术的迅猛发展，出现了基于h t m l 网页形式的教学课件。这类课件一般运行在远程教育中心站点的w e b 服务器上。 用户只要通过浏览器，联入i n t e r n e t ，就能参加远程学习。 这类课件的开发基础是h t m l + s c r i p t ( 超文本+ 脚本语言) 。用h t m l 构造 课件使得课件中媒体的组织变为超媒体方式，非常适于表达信息固有的非线性结 构和信息的管理，可自然地融八教学策略。由于h t m l 是在文本文件中通过标 记来控制界面元素地显示，因此使得课件具有良好的平台可移植性。通过脚本语 言，可提供灵活控制的手段。在w e b 服务器端还可通过c g i 程序或a s p 等脚本 语言，构造三层网络应用程序，进一步增加课件的交互性。 这类课件的常用开发工具是m a c r o m e d i a 公司的d r e a m w a v e r 和m i c r o s o f t 公司的f r o n t p a g e 等工具。这些工具在网页编辑方面功能都很强大，但是w e b 课件的开发是一个包括编辑、发布、管理等多种辅助功能在内的一体化过程，对 于缺乏一定网络经验的教师来说，这些工具并不是很适合开发w e b 课件。 1 1 3 基于x m l 的网络化多媒体课件 远程教育的发展方向是智能化、标准化和开发化。在智能化方面，智能代理 技术、数据挖掘技术是目前的研究热点：在标准化和开发化方面，国际上许多标 准化( 学术) 组织( 如i m s t 5 1 、a d l l 6 、a i c c m 等) 都分别推出了用于远程教育的 相应标准。 值得一提的是i e e e 学习技术标准委员会【8 i ( i e e e l t s c ) 为以信息技术支撑 的学习、教育和训练系统制定了一个高级别的体系结构，如图1 - 2 所示。它描述 了高层系统的设计和这些系统的构件，具有教育无关性、内容无关性、文化无关 性和平台无关性。该体系结构可以看作是未来远程学习系统的框架模型。 ， 基于x m l 的课件写作管理平台- - c a m p 设计与实现 上海交通大学硕士论文 图卜2i e e e l t s c 的学习技术系统架构 作为学习资源的重要组成部分，课件的建模与构造在上述架构中占有重要地 位。尽管基于h t m l 的课件具有学习方式灵活等许多优点，并在基于w e b 方式 的远程教育中发挥了重要作用，但是完全基于h t m l 的课件并不适合上述架构， 主要原因是h t m l 只规定了如何显示一个w 曲页数据的格式，而没有规定那些 数据所代表的意义。h t m l 的这种结构无法实现在不同的学习管理系统中交互课 件，也无法有效实现课件的快速定位与查询。 为了适应远程教育的发展趋势，必须寻求新的课件建模与构造方法。x m l 的最大特点是能够以开放的方式结构化地表示数据信息。因此，利用x m l 描述 课件可以从本质上改变课件的描述方式，将会对课件格式的统一、开放和资源的 描述、使用带来革新。 目前，国内外许多教育科研人员在进行基于x m l 的课件开发方面的研究。 在国内，华东师范大学顾君忠等1 9 j 提出一种基于x m l 的网络课件结构模型，并 定义了两套标记语言：m m l ( m e d i am a r k u pl a n g u a g e ) 和c w m l ( c o u r s c w a r e m a r k u pl a n g u a g e ) e 在国外，德国- a l l o v e r 大学的c h a n g t a oq u 等【l0 】提出一个基于w e b d a z x m l 和j s p 的协作式课件构造系统。核心是采用x m l 定义课件结构，通过 w e b d a v 协议( w e b b a s e dd i s t r i b u t e d a u t h o r i n ga n dv e r s i o n i n g ) 实现协作式开发。 意大利t o r i n o 大学的l a u r af a r i n e t t i 等人【1 1 1 通过使用x m l 语言开发了一个在线 课程写作工具，利用x m l 语言创作课件内容，通过x s l 进行个性化显示。 总体来说，在基于x m l 的课件开发上，国内外都处在研究试验阶段，并没 有大规模实际投入运行。一个主要原因是x m l 文档要通过x s l 转换成h t m l 之后才能在浏览器上显示，而目前转换标准并未完全统一，导致浏览器的支持功 能不够。 基于x m l 的谍件写作管理平台- - c a m p 设计与实现 上海交通大学硬士诧文 1 2 模块化课件开发模型简介 在讨论了课件的发展历程及不同阶段的开发技术之后，我们再从设计方法层 次上研究课件的开发过程。下面我将简要介绍一下当前国际上涌现的“模块化课 件开发”概念，并给出了两个比较有代表性的参考模型。在本论文的第三章，我 将分析这两种模型的不足之处，进而提出我们的改进模型。 1 2 1 模块化课件开发概念的提出 课件开发是一个复杂的过程，一般要求课件开发者具备教育设计理论、人机 交互、多媒体技术等多学科知识。为了提高课件开发的速度与质量，国内外的计 算机教育工作者将软件工程的理论和方法引入到课件开发中，提出了课件工程 1 2 l ( c o u r s e w a r ee n g i n e e r i n g ) 的概念。课件工程的目标是：应用软件工程科学理论 与方法指导教育软件的开发，以达到用较少的投资生产出有效的课件产品。沿用 软件工程学的概念，课件工程也认为每个课件都有着其开发、应用和退役的一个 周期，这就是课件的生命周期。 在软件工程领域，软件重用性被划分为两个阶段：一是可重用组件的创造阶 段( d e v e l o p m e n tf o rr e u s e ) ：二是集成阶段，提供一个工具，支持组件的检索及 集成为一个软件系统( d e v e l o p m e n tw i t hr e u s e ) 。可以把这种组件化的软件开发过 程应用于w e b 课件的开发，这就是“模块化课件开发1 1 3 】”所要表达的主要思 想。在模块化课件开发过程中，课件重用性也可划分为两个主要阶段：第一阶段 是开发可重用课件模块；第二阶段是重用已有的课件模块。采用模块化课件开发， 不仅可以缩减开发费用，而且允许高质量的可重用的、可配置的课件开发。 1 2 2 模块化课件开发的参考模型 国际上已经有不少教育机构在课件模块化开发方面进行研究，下面我简要介 绍一下德国两所大学所提出的两种模块化课件开发模型。 p a k m a s 工程模型 德国p a s s a u 大学p a k m a s f l 卸( p a s s a u e rk n o w l e d g em a n a g e m e n ts y s t e m ) 工程 小组主要进行基于w e b 的适应性超媒体系统方面的研究，这个小组提出了一种 模块化的课件结构模型，如图1 3 所示。并开发了l m m l ( l e a r n i n gm a t e r i a l m a r k u pl a n g u a g e ，学习材料标记语言) 描述课件内容和结构。l m m l 是x m l 的一个应用，它分为两部分：学习材料内容标记语言( l m c m l ) ，学习材料结 构标记语言( l m s m l ) 。前者描述课件内容组件，后者描述模块化结构。 基于x m l 的课件写作管理平台- - c a m p 设计与实现上海交通大学硕士论文 t a r g e t e a m _ 1 2 程模型 图1 3 模块化课件结构模型 由德国m u n c h e n 大学t a r g e t e a m ( t a r g e t e d r e u s ea n dg e n e r a t i o no f t e a c h i n g m a t e r i a l s ) 工程项目组开发，如图1 4 所示，先构造模块( 每个模块都是一个 x m l 文档) ，再把模块集成为课件( 课件本身也是x m l 文档) ，最后通过x s l 转换。该项目组还开发了t e a c h m l ( t e a c h m a r k u pl a n g u a g e ) 语言描述课件模块 和整个课件，t e a c h m l 也是x m l 的个应用。 t h e t a r g e t e a mp r o c e s sm o d e l e n n a t d t i o n b 戢t e n 瞄o n e 图1 - 4t a r g e t e a m 课件开发过程模型 基于x m l 的谍件写作管理平台一c a m p 设计与实现上海交通大学硕士论文 1 3 本课题的项目背景 本论文的研究是在上海交通大学远程教育实验室和清华大学等全国重点高 校共同承担的国家自然科学基金项目( 6 9 9 - 3 0 2 6 ) o 智能化、标准化、开放式 的远程学习模型研究”的背景下进行的。该项目的研究目标是建立一个智能化的、 一体化的远程学习系统模型，重点是：运用人工智能中a g e n t 理论实现在远程学 习系统中的智能导航和智能帮助，实现学生的按需学习，达到高效的学习效果， 并将学习效果反馈给教师以供课程改进；建立一个基于x m l 的适于远程学习的 文档定义( d t d ) ，用于建立开放的、智能化的学习资源并为教师提供标准化 的课件制作工具。 1 4 本文主要工作 本文的主要任务是在分析现有课件开发管理现状的基础上，针对当今课件开 发领域涌现出的“课件工程”，“模块化课件开发”等思想，结合x m l 与w e b s e r v i c e 技术，提出一种模块化课件开发的改进模型，应用此模型可以在i n t e r n e t 范围内实现课件模块的交互与检索。在改进后的模块化课件开发模型的基础上， 设计开发了一个面向教师的、集成了内容制作、模块检索、上网发布、学习监控 一体化功能的课件写作管理平台一c a m p 。 论文主要从以下方面展开论述： 一课件的发展及开发技术概述，模块化课件开发概念简介及参考模型； 二设计c a m p 平台所需的相关技术研究； 三提出模块化课件开发的改进模型，在此基础上设计一个面向教师的、集成型 课件写作管理平台- - c a g p ； 四应用i j 【i s 学习资源元数据规范及内容包装规范实现教学素材、课件模块、课 件的标准化包装； 五运用x m l 与w e bs e r v i c e 技术实现课件模块的发布与集成设计； 六分析) 【h l l 数据库技术，实现课件模块注册信息存储与查询设计； 基于x m l 的课件写作管理平台一c a m p 设计与实现 上海交通大学碗士论文 第二章相关技术 本章主要介绍了设计和实现课件写作管理平台( c a m p ) 所需的相关技术。 - 2 1x m l 技术 x m l 技术被称作是下一代网络计算的核心技术，是因为它能够按照一定的 语法和词汇表定义各种专业知识，而且还能够以文本的方式在网络上传递，让各 种联网的计算机能够解释这些知识，并协同工作完成不同的计算任务。这种特性 使x m l 成为了网络上分布式计算的最佳载体。同时也给基于w e b 方式的远程教 育带来了新的发展机遇。 2 1 1x _ m l 的定义 x m l 是e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ( 可扩展的置标语言) 的缩写，是w 3 c 组织于1 9 9 8 年2 月发布的标准【l ”。w 3 c 组织制定x m l 标准的初衷是，定义一 种互联网上交换数据的标准。w 3 c 采取了简化s g m l 的策略，在s g m l 基础上， 去掉语法定义部分，适当简化d t d 部分，并增加了部分互联网的特殊成分。因 此，x m l 也是一种置标语言，基本上是s g m l 的一个子集耀a 为x m l 也有d t d ， 所以x m l 也可以作为派生其它置标语言的元语言。 在互联网世界x m l 的用途主要有两个，一是作为元置标语言，定义各种实 例置标语言标准；二是作为标准交换语言，担负起描述交换数据的作用。 下面我们通过一个例子来比较h t m l 和x m l ，以便更加感性地认识x m l 语言。下面是一段描述一个网上公司的产品简介目录的h t m l 源代码 p r o d l l c ti d ( t h 0 e s c r i p t i o n p r i c e 1 2 3 45 6 78 一q t h i n k 口a d2 0 0 0 d 如果使用) 函【l ，我们将可以使用自己定义的 来代替在h t m l 代码 中出现的 。现在我们能根据约定在所有文档中寻找某一特定的产品， 我们还可以区分产品间不同数据的区别，在x m l 中还可以定义自己的标识的属 性，我们用x m l 来实现上述例子的代码如下： 摹于x m l 的谍件写作管理平台一c a m p 设计与实现 上海交通大学硕士论文 1 2 3 4 5 6 7 8 一q 通过使用数据标识 ，我们可以避免格式化标记。这样客户在各个 相互独立的服务器中搜索不同的数据以及接收用户返回的信息就更容易了。 可以看出，x m l 并不是个独立的，预定义的标识语言，而是一种元语言 即描述其他语言的语言。它允许你自己设计你的标识。可扩展的标识语言 ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ) 之所以称之为可扩展，是因为它不像h t m l 那 样只有固定的形式。 2 1 2x m l 相关标准 x m l 并不是单独存在的，因为x m l 不只是用于一种数据格式的使用，它 需要与多种相关的技术相互作用。x m l 的标准体系由连串不同的“子标准” 组成，它们共同定义和描述了文件表现与使用的各个层面。 d t d 图2 - 1x m l 及其相关标准关系 d t d 即d o c u m e n t t y p ed e c l a r a t i o n 文档类型定义的简称。与h t m l 不同， x m l 没有自己固定标准的标记以及性性，用户使用自己的标记、属性或者是实 体参考等就要自行定义它们。这些定义的工作就在d t d 文档类型定义中进行。 d t d 为x m l 文档定义了该文档中应该或者是可以包含的元素、标记、属性和实 体的一个清单以及它们之间的，即d t d 为x m l 文档规定了一套专用的规则。 基于x m l 的课件写作管理平台一c a m p 设计与实现上海交通大学碗士论立 d t d 文档类型定义位于x m l 声明与文档体之间，x m l 声明与d t d 合称为 x m l 文档的序言。d t d 由” ”。在d t d 中，可以定义元素类型、属性和实体参考等。 x m ls c h e m a 虽然x m ld t d ( 文档类型定义) 允许指定文件等级的标签与结构，文件要素 内容与属性值仍是纯文字( 字符串) 。x m ls c h e m a 将数目、日期、时间等类型加 入x m l 之内，并且允许使用者定义数据类型。 x m l s c h e m a 另外也支持模块化。模块化能使s c h e m a 更容易重复使用。x m l s c h e m a 本身是由x m l 写成的，因此可使用x m l 工具来处理。 x s l x m l 文件的显示方式既不在文件内定义，也不在d t d 内定义。x m l 的基 本原则之一是内容绝不会与其呈现有关。文件如何呈现是在以x s l ( 或是c s s ) 建立式样表单时决定的。一份文件可以有许多不同x s l 式样表单，使其具有不 同的文件呈现。x s l 同样也支持不同的输出媒体，例如屏幕显示、打印机输出 等。除此之外，x s l 可以将x m l 文件转换成h t m l 文件。如果是在服务器端 进行，某些了解4 t m l 但不了解x m l 的终端装置也可支持。 x p o i n t e r 与x l i n k 链接对象至) m l 文件的传统做法是由x l i n k 与x p o i n t e r 定义。与h t m l 的处理相类似，x m l 利用x l i n k 来与文档链接，用x p o i n t e r 来确定文档个别部 分的位置。下列链接状态支持比传统删l 链接多： 双向链接； 扩展l ：n 链接( 例如链接到相同文件的数个版本) ； 间接性链接； 指标定址( 链接亦可指定文件内部的某些位置) 。 d o m d o m ( d o c u m e n to b j e c tm o d e l ) 即文档对象模型，是一个结构化文档编程 接口( a p i ) ，它定义了文档的逻辑结构以及访问和操纵文档的方法，x m l 文档 中的元素就是d o m 树中的节点对象。使用d o m 模型，程序员可以方便地创建 文档、导航其结构，或增加、修改、删除、移动文档地任何成分。 基于x m l 的课件写作管理平台一c a m p 设计与实现 上海交通大学硕士论立 s a x s a x ( s i m p l ea p if o rx m l ) 是种基于事件的模型，可用于避免构造文档 完整的树状结构。如果文档特别庞大或仅对其中一部分感兴趣，s a x 就显得特 别有用了。s a x 事件由解析器在进入或离开文档、元素、属性、子树时产生。 该模型可在不关注文档完整结构的情况下测定其特征或相关数据。 2 2i m s 规范 i m s ，全称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 s ( 教育管理系统) ，它可看作是 一个课程管理系统( c o u r s em a n a g e m e n ts y s t e m ) 或教育服务器( 1 e a r n i n gs e r v e r ) 或一个c b t 系统或集成学习系统。i m sg l o b a ll e a r n i n gc o n s o r t i u m 组织正在致 力于研究教育服务、教学内容、分布学习环境方面的标准。 1 9 9 7 年，i m sp r o j e c t ，美国高等教育的一个非盈利机构e d u c o m ( 现为 e d u c a u s e ) 和他们的商业伙伴为在线学习制订一种开放的、面向市场的标准， 包括学习内容元数据的规范。同年，n i s t 组织( n a t i o n a li n s t i t u t ef o rs t a n d a r d sa n d t e c h n o l o g y ) 和1 e e ep 1 4 8 4 学习小组( 现为i e e el e a r n i n gt e c h n o l o g y s t a n d a r d sc o m m i t t e e 。l t s c ) 做出了类似的努力，n i s t 与i m s 的合作s 开始了 a r i a d n e 项目，主要工作是定义元数据。1 9 9 8 年，i m s 和a r i a d n e 联合向 i e e e 提交了一份规范沱：是现在i e e e 学习对象元数据( i e e el e a r n i n go b j e c t m e a d a t ao f l o m ) 基本文档的基础。1 9 9 9 年，i m s 向在美国、英国、欧洲、 澳大利亚、新加坡的i m s 委员会公开了i e e e 的工作，并把相应的反馈结合到相 应规范的制订过程中。 下面我先介绍一下元数据的概念，然后重点介绍i m s 教学资源元数据规范【l 8 j ( t h ei m sl e a r n i n gr e s o u r c e sm e t a - d a t as p e c i f i c a t i o n s ) 和内容包装规范【1 9 1 ( t h e i m sc o n t e n t p a c k a g i n gs p e c i f i c a t i o n ) ，在c a m p 的设计与实现过程中将用到这 些规范。 2 2 1 元数据( m e t a d a t a ) 远程教育资源的开发和设计者们有大量的软件工具来创建学习资源，从简单 的简单表示的软件包到复杂的制作环境。它们能使开发者创建学习资源而无需掌 握广泛的编程技巧。可是，不同的教育资源生产商制作出来的不同资源并不是基 于一个统一的共享的查找和使用机制。为了解决这个问题，我们可以用描述性的 标记对教育资源进行索引，以便更方便地查找和使用。这种标记( 标签) 就是“关 于数据的数据”即“元数据”。元数据的一个例子是罐头上的标签，上面写着该 基于x m l 的课件写作管理平台一c a m p 设计与实现上海交通太学碗士论文 罐头的成分、重量、价格等。图书馆的卡片目录也是一种元数据，它描述了一本 书，包括作者、书名、在图书馆里存放的位置等信息。元数据规范定义了一些 元素的结构( 用来对教育资源进行描述、分类) ，并规定如何使用和表达这些元 素，使得能更有效地查找和使用教育资源。 - 2 2 2 教学资源元数据规范 i m s 教学资源元数据规范( t h ei m sl e a r n i n gr e s o u r c e sm e t a d a t a s p e c i f i c a t i o n s ) 提供了一个定义元素的结构，它可以根据元素的使用和表现要求 来对学习资源提供描述和分类，使得寻找和使用资源的过程更有效。 i m s 核心元数据元素和结构如图2 - 2 所示： i n s 核心元彀掘元索和结构 图2 - 2 m s 核心元数据和结构 每个i m s 元数据可以用五项信息来描述 + n a m ef 右霸移：元数据元素如何拼写。 基于x m l 的课件写作管理平台一c a m p 设计与实现上海交通大学硕士论文 e x p l a n a t i o nf 蟛劈j ：元素的定义。 m u l t i p l i c i t y 侈挣拦，：允许多少元素，它们之间的顺序是否重要。 + t y p ef 类型j ：元素的值是文本型还是数字或日期型，对它的大小的格式 有什么规定。 + r a t i o n a l e 群原理j ：为什么要包括这个元素，它的用处何在，等等。 2 ，2 3 内容与包装规范 i m s 内容包装概念模型( i m sc o n t e n tp a c k a g i n gc o n c e p t u a lm o d e l ) 描述了 在内容制作工具、学习系统、实时系统中基于i n t e m e t 的可互操作的内容的数据 结构。该规范的目标是标准的一套结构用来交换内容，它可应用于远程教育系统 中的课程模型。 包装的溉念 包装的概念如图2 - 3 所示 圈2 - 3 包装的概念图 一个i m s 包由两部分组成：一个特殊的x m l 文件( 描述包中的内容组织和 资源) 和这个x m l 文件中描述的物理文件。这个特殊的x m l 文件被称为i m s m a n i f e s t 文件，因为课程内容和组织都在m a n i f e s t s 中描述。为了传输的需要， 将一个包压缩到一个文件中，这时被称为包交换文件( p a c k a g ei n t e r c h a n g ef i l e ) 。 包交换文件是个单个文件( 如z i p 、j a r 、c a b ) ，它包括一个最高层的m a n i f e s t 文件，名叫i m s m a n i f e s t x m l 和所有其他的在m a n i f e s t 中声明的物理文件。包交 换文件是具有简化的w e b 传输格式和相关的结构化信息的传输方式。 基于x m l 的谍件写作管理平台一c a m p 设计与实现 i 海交通太学殛士论文 包是一个逻辑目录，包括一个特殊名称的x m l 文件和一系列由x m l 控制 的文档( 如d t d ，x d r ，x s d ) 和一些包含实际物理资源的子目录。 t o p - l e v e lm a n i f e s t - 一个强制性的x m l 元素描述了包本身。也可能包括 其他子m a n i f e s t s ，每个m a n i f e s t 实