基于ＸＭＬ＆Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ的開放型教學(xué)資源管理模型的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

【摘要】本文通過分析當(dāng)前國內(nèi)高校教學(xué)資源管理的現(xiàn)狀和需求，提出基于XML和Web Services技術(shù)線路的開放式高校教學(xué)管理的模型與實(shí)現(xiàn)方法，并分析了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】資源管理，資源管理平臺(tái)，共享，XML Web Services

【中圖分類號(hào)】G434 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【論文編號(hào)】1009—8097（2006）06—0077—03

一、引言

隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用，高校囤積了大量的數(shù)字教學(xué)資源，這些資源由教師制作的優(yōu)秀課件和學(xué)校引進(jìn)的專業(yè)教學(xué)媒體庫及軟件組成，它們分散在教師的PC機(jī)或院系的服務(wù)器中，資源利用率較低。同時(shí)大型商業(yè)資源管理平臺(tái)價(jià)格昂貴，而且出于商業(yè)利益保護(hù)，這些平臺(tái)之間很難實(shí)現(xiàn)資源的共享，因而限制了其在高校的使用。為有效利用高校內(nèi)部數(shù)字化教學(xué)資源，避免資源重復(fù)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源服務(wù)和高校信息資源財(cái)產(chǎn)保護(hù)，有必要設(shè)計(jì)開發(fā)一套開放的高校教學(xué)資源管理平臺(tái)，在平衡知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)和資源共享矛盾的前提下，對(duì)高校的教學(xué)資源進(jìn)行統(tǒng)一的集成式管理，并通過授權(quán)向用戶或應(yīng)用程序資源服務(wù)（資源接口）。

二、系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

1. 資源整合與匯聚

開放式的教學(xué)資源管理平臺(tái)旨在收集整合高校內(nèi)部已有的和將來出現(xiàn)的數(shù)字化教學(xué)資源，在保護(hù)數(shù)字資源著作權(quán)益的原則下最大程度地把各種有價(jià)值的教學(xué)資源匯聚到學(xué)校教學(xué)資源中心數(shù)據(jù)庫中，通過對(duì)資源的整合加工和一定的評(píng)價(jià)策略，保證資源中心庫的持續(xù)自增長，最后形成高校教學(xué)活動(dòng)的資源數(shù)據(jù)中心，并考慮與教育行政機(jī)構(gòu)或商業(yè)教學(xué)資源庫實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)整合與共享。

2. 教學(xué)資源數(shù)據(jù)服務(wù)

教學(xué)資源的價(jià)值體現(xiàn)在使用，平臺(tái)以Web服務(wù)的形式向授權(quán)用戶或其它資源應(yīng)用平臺(tái)（如Blackboard教學(xué)管理平臺(tái)）提供平臺(tái)內(nèi)教學(xué)資源的訪問服務(wù)。

由于數(shù)字教學(xué)資源格式、大小不一，質(zhì)量參差不齊，所有權(quán)也不同，因此把整個(gè)高校內(nèi)部的教學(xué)資源全部集中整合存儲(chǔ)于學(xué)校教學(xué)資源數(shù)據(jù)中心是不現(xiàn)實(shí)的。本文提出一種資源管理的開放性的服務(wù)原則，由資源的提供者決定資源向?qū)W校資源數(shù)據(jù)中心的授予和資源被使用的范圍、對(duì)象及方式，并采用相應(yīng)的資源評(píng)價(jià)策略對(duì)資源的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，集中精力整合與推廣優(yōu)秀的數(shù)字教學(xué)資源。

3. 資源評(píng)價(jià)

在資源使用過程對(duì)教學(xué)資源按資源元數(shù)據(jù)規(guī)范性、資源（軟件）質(zhì)量、資源適用性，資源訪問量等指標(biāo)體系，按照一定的策略進(jìn)行資源評(píng)價(jià)。

三、技術(shù)線路與關(guān)鍵技術(shù)

1. Microsoft .NET 和Sql Server

微軟的Windows平臺(tái)提供強(qiáng)大的多圖形界面和多媒體功能，其中免費(fèi)集成捆綁像Windows Media技術(shù)(WMT)等一系列服務(wù)，是目前我國高校使用的主流操作系統(tǒng)平臺(tái)。.NET是微軟推出的第三代網(wǎng)絡(luò)開發(fā)平臺(tái)，在平臺(tái)上推出新的.NET Framework，通過一致的common Language Runtime執(zhí)行應(yīng)用程序。.NET平臺(tái)了激發(fā)了新的程序開發(fā)方式，在代碼重復(fù)、系統(tǒng)維護(hù)等方面都極大地減輕了程序員的工作；以XML 和 SOAP 為基礎(chǔ)的資料交換與傳遞訊息的機(jī)制，結(jié)合Web Services技術(shù)可以提供跨平臺(tái)的信息服務(wù)；內(nèi)部集成了對(duì)Sql Server的訪問接口，并通過ADO.NET提供優(yōu)化的Sql Server數(shù)據(jù)庫的訪問類：system.data.sqlclient，程序員很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)Sql Server數(shù)據(jù)庫的操作。因此，從實(shí)用性和開發(fā)的簡(jiǎn)易性考慮，本文選擇微軟Windows和.NET為資源管理平臺(tái)的技術(shù)線路。

2. Web Services 和XML

Web Services技術(shù)是近年來在面向?qū)ο螅∣bject-Oriented）和面對(duì)組件(Component-Oriented)編程模式的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一個(gè)全新的軟件開發(fā)模式，它是基于消息、計(jì)劃和合同（Schema＆Contract）及策略（Policy）的一種開放平臺(tái)，提供了一個(gè)軟件組件生產(chǎn)和交流的標(biāo)準(zhǔn)。Web Services旨在提供一種跨越平臺(tái)的、應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)訪問與交換的能力。

用Web Services實(shí)現(xiàn)的教學(xué)資源管理平臺(tái)與傳統(tǒng)B/S Web資源網(wǎng)站相比具有以下一些優(yōu)勢(shì)：首先，Web Services 具有的靈活的互操作性。通過Soap(Simple Object Access Protocol)協(xié)議，任何Web Services 都可以與其它Web Services行交互。Soap是一個(gè)被業(yè)內(nèi)廣泛支持的新標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，它避免了各種不同平臺(tái)間協(xié)議轉(zhuǎn)換的麻煩，Web Services開發(fā)者無需更改原有的開發(fā)環(huán)境，就可生產(chǎn)和使用Web Services。其次，Web Services的通訊基礎(chǔ)是HTTP與XML，易于理解，且在當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下普遍適用，具有很強(qiáng)的易用性和普及潛力。再者，Web Services具有較好的行業(yè)支持。目前Web Services 已經(jīng)得到包括Sun、IBM、微軟等大公司的行業(yè)基本支持。在微軟 .NET平臺(tái)上，開發(fā)人員很容易構(gòu)建Web Services系統(tǒng)，部署Web服務(wù)，并可以在實(shí)現(xiàn)其它平臺(tái)的互訪問。

在Web Service資源服務(wù)體系中，用戶(應(yīng)用程序)以三種角色形式存在：資源提供者、資源使用者、資源服務(wù)代理者，三者之間通過Web服務(wù)描述語服務(wù)描述語言（Web Services Description Language，WSDL）和統(tǒng)一描述、發(fā)現(xiàn)和集成機(jī)制（Universal Description，Discovery，and Integration，UDDI）發(fā)布管理和使用資源。能提供跨平臺(tái)的、基于代理的資源服務(wù)。使用這種模式的教學(xué)資源服務(wù)模型如圖1所示：

XML語言是整個(gè)Web Services體系的基礎(chǔ)。XML（Extensible Markup Language，可擴(kuò)展標(biāo)記語方言）是W3C推薦的一種在Web上表示數(shù)據(jù)的方法，它提供了一種表示復(fù)雜信息的方法，并允許開發(fā)人員自定義詞匯，這種語言依靠定義嵌套的節(jié)點(diǎn)來描述內(nèi)容， XML數(shù)據(jù)流可以和Soap消息完美結(jié)合，特別適合Web數(shù)據(jù)傳輸。下例是XML文件描述教學(xué)資源的一個(gè)實(shí)例：

＜？ＸＭＬ ｖｅｒｓｉｏｎ＝＂１．０＂？＞

＜！—注釋：ＸＭＬ描述教學(xué)資源平臺(tái)中的資源信息－－＞

＜Ｒｅｓｏｕｒｓｅ＞

＜Ｃａｔｅｇｏｒｙ＞

＜ＣａｔｅＮａｍｅ＞理工科＜／ＣａｔｅＮａｍｅ＞

＜ＳｕｂＣａｔｅｇｏｒｙ＞

＜ＳｕｂＣａｔｅＮａｍｅ＞計(jì)算機(jī)科學(xué)＜／ＳｕｂＣａｔｅｎａｍｅ＞

＜Ｃｕｒｒｉｃｕｌａ ＞數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)＜／Ｃｕｒｒｉｃｕｌａ ＞

＜／ＳｕｂＣａｔｅｇｏｒｙ＞

＜／Ｃａｔｅｇｏｒｙ＞

＜Ｔｙｐｅ＞Ｖｉｄｅｏ＜／Ｔｙｐｅ＞

＜Ｓｉｚｅ＞８３，４６６，６４９＜／Ｓｉｚｅ＞ ＜Ｕｒｌ＞ｆｔｐ：／／ｃｓｕ．ｅｄｕ．ｃｎ／ＲｅｓｏｕｒｃｅＣｅｎｔｅｒ／ＬＧ／ＣＳ／Ｄａｔａｓｔｒｕｃｔ／Ｖｉｄｅｏ＜／Ｕｒｌ＞

＜Ａｕｔｈｏｒ＞嚴(yán)慰敏＜／Ａｕｔｈｏｒ ＞

＜Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒ＞清華大學(xué)＜／Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒ＞

＜！—其它資源屬性的描述－－＞

＜／Ｒｅｓｏｕｒｓｅ＞

在XML文件中，數(shù)據(jù)字段是按層次嵌套的，沒有先后次序的要求，當(dāng)使用某字段的時(shí)候，XML數(shù)據(jù)讀取器遍歷XML樹形層次結(jié)點(diǎn)，找到符合要求的結(jié)點(diǎn)信息。如上例中表示的教學(xué)資源的Url位置在…節(jié)點(diǎn)中就有明確的表示。

3. 資源存儲(chǔ)

資源文件存儲(chǔ)通常有兩種方式，存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫或存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)文件系統(tǒng)中。數(shù)據(jù)庫檢索方便，便于管理，安全性比較高，特別適合結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)類型；半結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化的教學(xué)資源文件的存儲(chǔ)則通過把資源實(shí)體轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)據(jù)的方式存放到數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)調(diào)用存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫的資源文件時(shí)，再把庫中二進(jìn)制數(shù)據(jù)還原成原來的文件格式，這個(gè)過程響應(yīng)速度慢，資源消耗大。另外一種方式是把資源文件存放于計(jì)算機(jī)文件系統(tǒng)中，把其URL放置于數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)庫中資源URL實(shí)現(xiàn)資源的查詢和管理，這種方式實(shí)現(xiàn)較簡(jiǎn)單，系統(tǒng)資源消耗小，但安全性較前者要差，用戶可能通過獲取資源的URL直接訪問文件系統(tǒng)的教學(xué)資源，同時(shí)在資源管理的時(shí)候也存在數(shù)據(jù)庫資源URL與文件系統(tǒng)資源不同步的情況。

考慮到上述兩種因素，本文采用數(shù)據(jù)庫與文件系統(tǒng)結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)資源的存儲(chǔ)，把資源文件的屬性與URL位置等結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，資源實(shí)體存放在文件系統(tǒng)中，使用.NET Web Services技術(shù)提供對(duì)文件系統(tǒng)的資源訪問服務(wù)，并用目錄權(quán)限管理等方法保證資源的安全。

4. 資源安全保證

在一個(gè)高校資源管理平臺(tái)中，關(guān)于資源訪問的安全權(quán)限設(shè)置，既要考慮對(duì)用戶提供高效便捷的教學(xué)資源訪問服務(wù)，保證優(yōu)秀的教學(xué)資源在高校資源服務(wù)數(shù)據(jù)中心的歸檔存儲(chǔ)，又要考慮到尊重教學(xué)資源勞動(dòng)成果和保護(hù)數(shù)字知識(shí)產(chǎn)權(quán)的因素。因此，本文在用戶管理時(shí)采取分級(jí)的基于角色的用戶模型，資源提供者參考資源的管理，例如，由資源提供者決定資源的使用策略：比如是否能復(fù)制到學(xué)校資源數(shù)據(jù)中心，允許訪問該資源的用戶或IP范圍。在整個(gè)資源訪問體系中使用資源訪問服務(wù)代理的模式，由Web Services 經(jīng)過用戶（應(yīng)用程序）用戶角色管理模塊判斷用戶具有某個(gè)資源的訪問權(quán)限，才把資源的XML描述和訪問許可發(fā)送給用戶或應(yīng)用程序。

四、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用三層B/S為主要的實(shí)現(xiàn)方式。所有資源實(shí)體存放于資源數(shù)據(jù)中或資源提供者的文件系統(tǒng)中，資源信息庫中存放著與這些資源對(duì)應(yīng)的資源屬性描述（包括資源類型、作者、適用學(xué)科專業(yè)等），為保證資源信息與資源實(shí)體的同步和資源訪問安全，所有資源的管理和訪問都是通過Web Services的資源訪問代理進(jìn)行。使用頻度高的資源被存放到系統(tǒng)緩存中，以提高整個(gè)系統(tǒng)的性能。

整個(gè)系統(tǒng)資源訪問與管理結(jié)構(gòu)模型如圖2所示：

五、結(jié)束語

本文在分析目前我國高校數(shù)字教學(xué)資源管理現(xiàn)狀的基本上，提出了一種在Microsoft .NET平臺(tái)下基于XML web services技術(shù)的一個(gè)開放式的教學(xué)資源管理模型。并對(duì)系統(tǒng)的技術(shù)路線和關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了分析，給出了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以作為高校數(shù)字資源管理的一個(gè)參考。

參考文獻(xiàn)

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