高校網(wǎng)格集成網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的研究

摘要：目前高校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源之間，普遍存在著信息孤島和依賴緊耦合方式的集成等問(wèn)題，難以支持動(dòng)態(tài)教學(xué)環(huán)境下的共享與協(xié)同。采用網(wǎng)格技術(shù)實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源系統(tǒng)的整合，達(dá)到互連和集成，來(lái)為動(dòng)態(tài)的虛擬學(xué)習(xí)組織解決資源共享和協(xié)同，從而解決資源異構(gòu)和分布等問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)格；資源共享；OGSA；教學(xué)資源

1、引言

海量的教學(xué)資源為高校教學(xué)和科研帶來(lái)了強(qiáng)大的服務(wù)功能，教學(xué)資源的有效管理成為開展的關(guān)鍵。如何提供高效的存儲(chǔ)管理、方便快捷的存取功能、資源訪問(wèn)效果的評(píng)價(jià)分析，提高教學(xué)資源對(duì)象的利用率，促進(jìn)教學(xué)資源更好地為實(shí)際教學(xué)系統(tǒng)服務(wù)；如何有效地建設(shè)共享性教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的有效查詢和全面共享，成為各高校網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)普遍關(guān)注的問(wèn)題。

本文探討如何在網(wǎng)格環(huán)境下構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源體系，應(yīng)用服務(wù)網(wǎng)格的理念對(duì)資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)整合，推動(dòng)公共信息平臺(tái)和資源標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，以保證和推動(dòng)高校資源共享的實(shí)現(xiàn)。

2、網(wǎng)格及其體系結(jié)構(gòu)

2.1 網(wǎng)格的定義及其特征

網(wǎng)格代表了一種資源共享和協(xié)同工作的理念，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)資源的全面無(wú)縫連通，實(shí)現(xiàn)計(jì)算、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)、軟件、信息、知識(shí)、專家等各種資源的全面共享，為用戶提供一體化信息和高效透明的應(yīng)用服務(wù)（計(jì)算、存儲(chǔ)、訪問(wèn)等）。網(wǎng)格資源共享環(huán)境具有異構(gòu)、分布、動(dòng)態(tài)、演化特點(diǎn)，最主要體現(xiàn)在資源實(shí)踐性和可操作性強(qiáng)等方面。

網(wǎng)格具有以下四點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：（1）分布性與共享性，協(xié)同工作；（2）自治性和多級(jí)管理域；（3）通用開放標(biāo)準(zhǔn)，非集中控制；（4）動(dòng)態(tài)功能，高度可擴(kuò)展性。

2.2 網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)

網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)的主要功能是劃分系統(tǒng)基本組件，指定組件的目的與功能，刻畫組件之間的相互作用，整合各部分組件并說(shuō)明組件之間如何進(jìn)行交互式操作的概念模型。

網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)關(guān)于如何構(gòu)建網(wǎng)格的技術(shù)包括兩個(gè)層次的內(nèi)涵：一是標(biāo)識(shí)出網(wǎng)格系統(tǒng)由哪些部分組成，清晰地描述出各個(gè)部分的功能、目的和特點(diǎn)：二是描述網(wǎng)格各個(gè)組成部分之間的關(guān)系，如何將各個(gè)部分有機(jī)地結(jié)合和集成在一起，形成完整的網(wǎng)格系統(tǒng)，從而保證網(wǎng)格有效地運(yùn)轉(zhuǎn)。

網(wǎng)格技術(shù)目前流行的三個(gè)網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)：五層沙漏結(jié)構(gòu)（Five-Level Sandglass Architecture）、開放網(wǎng)格服務(wù)體系結(jié)構(gòu)（Open Grid Services Architecture，OGSA）、Web服務(wù)資源框架（Web Services Resource Framework，WSRF）。

3、基于網(wǎng)格的教學(xué)資源結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

利用開放網(wǎng)格服務(wù)體系結(jié)構(gòu)06SA和網(wǎng)格工具包GT4建立教學(xué)資源共享平臺(tái)。架構(gòu)如圖3，可抽象為四個(gè)主要層次。從下到上依次為：資源層（包括物理和邏輯資源）、Web服務(wù)層、基于OGSA架構(gòu)的網(wǎng)格服務(wù)層、網(wǎng)格應(yīng)用層。

3.2 體系結(jié)構(gòu)

為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的充分共享，在基于網(wǎng)格技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)上建立教學(xué)資源系統(tǒng)的集成。網(wǎng)格平臺(tái)應(yīng)充分考慮解決由于教學(xué)資源的分布性、動(dòng)態(tài)性、異構(gòu)性所造成的教學(xué)資源不能充分共享的問(wèn)題，建立基于Web的網(wǎng)格門戶。

由圖4可知，網(wǎng)格既是整個(gè)體系的基礎(chǔ)，同時(shí)也是核心。底層是網(wǎng)格資源的提供者，包括高校網(wǎng)站、圖書資源、科研資源、課程資源等高校信息資源。

如圖5基于網(wǎng)格的高校教學(xué)資源共享平臺(tái)系統(tǒng)是在各類教學(xué)資源服務(wù)器的基礎(chǔ)上，通過(guò)網(wǎng)格中間件、應(yīng)用開發(fā)工具環(huán)境和網(wǎng)格應(yīng)用建立起統(tǒng)一的網(wǎng)格服務(wù)，通過(guò)網(wǎng)格門戶，用戶可以訪問(wèn)并共享各個(gè)不同系統(tǒng)、不同資源服務(wù)器上的內(nèi)容。

3.3 設(shè)計(jì)方案

如圖6系統(tǒng)由應(yīng)用程序服務(wù)器、注冊(cè)服務(wù)器、資源服務(wù)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。資源節(jié)點(diǎn)可由不同地理位置、不同系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的跨部門的各個(gè)服務(wù)器組成。

（1）資源管理服務(wù)器：是整個(gè)高校網(wǎng)格系統(tǒng)的核心，它負(fù)責(zé)資源的接收、登記、調(diào)度分配等任務(wù)。

（2）網(wǎng)格服務(wù)注冊(cè)服務(wù)器：是為用戶提供網(wǎng)格教學(xué)服務(wù)查詢的服務(wù)器。

（3）網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)：是網(wǎng)格服務(wù)最重要的部允包含網(wǎng)格資源和網(wǎng)格服務(wù)的實(shí)現(xiàn)。

由圖7給出了在基于網(wǎng)格技術(shù)的高職院校教學(xué)資源組織方面，對(duì)各種分布式教學(xué)資源建立統(tǒng)一的管理平臺(tái)，將各種資源進(jìn)行分類管理，針對(duì)資源的特點(diǎn)采用不同的組織和標(biāo)示方式，支持資源的共享服務(wù)和協(xié)同作業(yè)，提供統(tǒng)一、高效的信息服務(wù)。

4、小結(jié)

基于網(wǎng)格的高校教學(xué)資源平臺(tái)的建設(shè)可以較好地實(shí)現(xiàn)高校信息系統(tǒng)各類資源的統(tǒng)一管理，加速資源的整合，提高資源利用率，提升高校教學(xué)科研能效，改進(jìn)教育模式和學(xué)習(xí)方法。通過(guò)網(wǎng)格化教學(xué)服務(wù)資源的虛擬組織與協(xié)同，更好地滿足高校復(fù)雜、多變的教學(xué)應(yīng)用集成需求。