高校網格集成網絡教學資源的研究

摘要：目前高校網絡教學資源之間，普遍存在著信息孤島和依賴緊耦合方式的集成等問題，難以支持動態教學環境下的共享與協同。采用網格技術實現教學資源系統的整合，達到互連和集成，來為動態的虛擬學習組織解決資源共享和協同，從而解決資源異構和分布等問題。

關鍵詞：網格；資源共享；OGSA；教學資源

1、引言

海量的教學資源為高校教學和科研帶來了強大的服務功能，教學資源的有效管理成為開展的關鍵。如何提供高效的存儲管理、方便快捷的存取功能、資源訪問效果的評價分析，提高教學資源對象的利用率，促進教學資源更好地為實際教學系統服務；如何有效地建設共享性教學資源，實現教學資源的有效查詢和全面共享，成為各高校網絡資源建設普遍關注的問題。

本文探討如何在網格環境下構建網絡教學資源體系，應用服務網格的理念對資源進行動態整合，推動公共信息平臺和資源標準化建設，以保證和推動高校資源共享的實現。

2、網格及其體系結構

2.1 網格的定義及其特征

網格代表了一種資源共享和協同工作的理念，通過網絡資源的全面無縫連通，實現計算、存儲、數據、軟件、信息、知識、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用服務（計算、存儲、訪問等）。網格資源共享環境具有異構、分布、動態、演化特點，最主要體現在資源實踐性和可操作性強等方面。

網格具有以下四點優勢：（1）分布性與共享性，協同工作；（2）自治性和多級管理域；（3）通用開放標準，非集中控制；（4）動態功能，高度可擴展性。

2.2 網格體系結構

網格體系結構的主要功能是劃分系統基本組件，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明組件之間如何進行交互式操作的概念模型。

網格體系結構關于如何構建網格的技術包括兩個層次的內涵：一是標識出網格系統由哪些部分組成，清晰地描述出各個部分的功能、目的和特點：二是描述網格各個組成部分之間的關系，如何將各個部分有機地結合和集成在一起，形成完整的網格系統，從而保證網格有效地運轉。

網格技術目前流行的三個網格體系結構：五層沙漏結構（Five-Level Sandglass Architecture）、開放網格服務體系結構（Open Grid Services Architecture，OGSA）、Web服務資源框架（Web Services Resource Framework，WSRF）。

3、基于網格的教學資源結構設計

3.1 技術應用標準

利用開放網格服務體系結構06SA和網格工具包GT4建立教學資源共享平臺。架構如圖3，可抽象為四個主要層次。從下到上依次為：資源層（包括物理和邏輯資源）、Web服務層、基于OGSA架構的網格服務層、網格應用層。

3.2 體系結構

為了實現教學資源的充分共享，在基于網格技術的標準上建立教學資源系統的集成。網格平臺應充分考慮解決由于教學資源的分布性、動態性、異構性所造成的教學資源不能充分共享的問題，建立基于Web的網格門戶。

由圖4可知，網格既是整個體系的基礎，同時也是核心。底層是網格資源的提供者，包括高校網站、圖書資源、科研資源、課程資源等高校信息資源。

如圖5基于網格的高校教學資源共享平臺系統是在各類教學資源服務器的基礎上，通過網格中間件、應用開發工具環境和網格應用建立起統一的網格服務，通過網格門戶，用戶可以訪問并共享各個不同系統、不同資源服務器上的內容。

3.3 設計方案

如圖6系統由應用程序服務器、注冊服務器、資源服務節點構成。資源節點可由不同地理位置、不同系統結構的跨部門的各個服務器組成。

（1）資源管理服務器：是整個高校網格系統的核心，它負責資源的接收、登記、調度分配等任務。

（2）網格服務注冊服務器：是為用戶提供網格教學服務查詢的服務器。

（3）網格節點：是網格服務最重要的部允包含網格資源和網格服務的實現。

由圖7給出了在基于網格技術的高職院校教學資源組織方面，對各種分布式教學資源建立統一的管理平臺，將各種資源進行分類管理，針對資源的特點采用不同的組織和標示方式，支持資源的共享服務和協同作業，提供統一、高效的信息服務。

4、小結

基于網格的高校教學資源平臺的建設可以較好地實現高校信息系統各類資源的統一管理，加速資源的整合，提高資源利用率，提升高校教學科研能效，改進教育模式和學習方法。通過網格化教學服務資源的虛擬組織與協同，更好地滿足高校復雜、多變的教學應用集成需求。