基于ASP.NET的自匹配對象媒體學習系統的設計與實現

呂展鵬

（武漢科技大學 信息科學與工程學院，湖北 武漢 430081）

隨著Internet的發展與普及，網絡已經深深影響到人們學習、工作、生活等各個方面，各種自主學習平臺紛紛出現，然而網絡資源的極大豐富也讓人眼花繚亂，通過對現有自主學習平臺[1]的考察，許多人在挑選資源上浪費了大量寶貴時間，更有許多人找不到合適的交流對象，致使學習者知識面狹隘，失去學習熱情，所以提出一個減少挑選資源的時間的方案是十分必要的。因此設計并開發了自匹配媒體學習系統。系統采用目前流行的SQL Server數據庫技術和ASP.NET動態網站開發技術，開發一個基于B/S模式的能自動匹配對象的媒體學習系統。學習者可通過這個系統科學地選擇交流對象，從而減少時間的浪費，提高學習效率，激發學習者自主學習的興趣。

1 自匹配媒體學習系統設計

1.1 功能需求分析

現有的學習系統一般都具備的基本功能有會員注冊功能、視頻及語音交流功能和留言管理功能。另外媒體學習系統還需要具有簡明美觀的操作界面、以及搜索查詢功能。在基本功能之上，自匹配媒體學習系統增加了自動匹配功能，由會員資料中提供的學歷、資歷、主修方向和關注書籍等屬性進行自動匹配，選取適當的對象來組成網絡學習小組。

1.2 系統體系結構設計

自匹配互動媒體交流系統采用運行和維護方便的經典B/S模式，采用ASP.NET界面的數據訪問層/業務邏輯層/表示層三層軟件架構，這種模式的優勢是將表示邏輯和業務邏輯分開，維護時只需要關注其中一層，同時提高了代碼復用率，是系統易維護性的保障。其中表示層：是系統的UI部分，負責使用者與整個系統的交互。界面表示層中的邏輯代碼，理想的狀態是不應包括系統的業務邏輯，僅與界面元素有關。業務邏輯層：是整個系統的核心，業務邏輯層的相關設計與這個系統的業務有關。如果涉及到數據庫的訪問，則需要調用數據訪問層。數據訪問層：也可以稱為持久層，該層的的要功能是負責數據庫的訪問，也就是實現對數據表的選擇、插入、更新和刪除等操作。

1.3 系統功能模塊設計

自匹配媒體學習系統主要由用戶管理、資料管理、自動匹配、公告管理四個模塊組成，每個模塊又有其子模塊，系統拓撲如圖1所示。

圖1 自匹配媒體學習系統模塊結構Fig.1 Automatic matching learning system modular structure

1）用戶管理模塊功能設計

用戶管理模塊包括會員注冊子模塊和用戶管理子模塊兩部分。該模塊負責操作數據庫會員資料，并有自動清理功能。

①會員注冊子模塊：普通用戶登錄該系統可以具備觀看視頻教程或收聽語音教程的功能，只有注冊為會員后，才具有匹配小組功能以及發布下載功能。

②用戶管理子模塊：用戶管理子模塊是系統管理員才具有的功能。用戶管理可對已注冊該系統的用戶進行管理，例如設置權限以及鎖定和刪除操作，鎖定操作主要用于當用戶有違規操作，如發布了不當的視頻或留言時，可以將其鎖定，被鎖定的用戶只能瀏覽部分和觀看視頻。

2）資源管理模塊功能設計

資源管理模塊包括資料發布、資料管理兩部分，實現系統基本的視頻、語音學習功能和留言功能等。

①資料發布：資料發布模塊用于已登錄該系統的會員發布視頻或語音，發布完后，會員可即時查看自己已發布的語音或視頻。

②資料管理：需要實現的功能有：a、未注冊的用戶登錄，身份一律設為游客，視頻管理子模塊中只具備觀看視頻及留言的功能，留言時ID為系統分配的游客ID；b、會員用戶登錄，視頻管理子模塊不僅可觀看視頻，對視頻進行留言，而且可查看所有已發布的視頻，并具有下載的權利；c、管理員登錄，同時具備會員用戶的所有功能，還具備對資料和留言進行管理的功能，例如刪除過期的或點擊率低的視頻音頻資料以及刪除不當的用戶留言。

3）自動匹配模塊設計

自動匹配模塊分為優秀推薦、成立小組、組員評價3個部分。

①優秀推薦模塊：與一般搜索類似，按用戶要求搜索會員信息，找到滿足條件的人。

②成立小組模塊負責接收用戶匹配要求，再從用戶數據表中按照設定好的權值匹配符合要求的小組成員。例如按照某人的自身條件，在數據庫中搜尋到學歷相當，愛好有交叉點，閱讀過的書籍重合度最高，綜合實力最接近的5個人，生成一個小組。已建成的小組信息和組員信息都作為個人信息記錄到數據庫。匹配過程由系統自動完成。管理員有查看和解散小組的功能。

③組員評價模塊：允許對于他人進行評價，并將評價寫入基本信息，作為下一次成立小組的依據之一。評價對被評價人和管理員可見，對其他人不可見。

匹配界面大致如圖2所示。

圖2 匹配頁面子頁內容Fig.2 Sub-page content of matching page

4）公告管理模塊功能設計

公告管理模塊：用于發布網站的一些公告信息，以及管理公告的添加、更新和刪除，是只有系統管理員才具備的功能。

1.4 系統數據庫設計

自匹配型媒體交流系統面向所有電腦使用者，受眾較為復雜，數據庫的安全性和穩定性至關重要[2]，設計的優化與否對系統是否能正常而準確的運行起著非常重要的作用。該系統采用SQL Server 2008 DBMS來存儲和管理數據，數據表主要包括會員信息表、資源信息表、留言信息表、公告信表，其他信息表等表。

1）會員信息表：用來存儲會員的注冊信息，包括登錄ID，權限級別，用戶名，密碼，真實姓名，性別，電子郵件，聯系方式，注冊日期，學習項目，學歷資歷，愛好偏好，密碼提示問題，密碼提示答案，鎖定狀態以及備注等信息，其中登錄ID為該表的主鍵。

2）資源信息表：用來存儲系統存錄的教材以及會員發布的視頻音頻信息，包括資料ID，資料名稱，資料類型，語言類型，內容簡介，存儲路徑，點擊率，發布日期，發布人ID及姓名等信息，基中資料ID是該表的主鍵。

3）留言信息表：用于存儲用戶留言的詳細信息，其中包括留言ID，留言人名稱，留言日期，留言內容等信息，其中留言ID該表的主鍵。

4）公告信息表：用于存儲管理員發布的公告信息，包括公告ID，公告標題，公告內容，公告日期，公告發布人等信息，其中公告ID是該表的主鍵。

5）其他信息表：用于拓展其他業務，例如廣告信息，訂閱信息。

1.5 界面設計

系統的界面是用戶對于系統的第一映像，也是系統能否吸引用戶的至關重要的因素。界面質量好壞直接關系到系統的性能能否充分發揮，用戶能否準確、高效的操作。基于B/S模式的系統開發[3]已有先例。文中所開發的自匹配型媒體學習系統大部分采用風格統一的界面設計形式。用Visual Studio2010中引入的母版頁概念，能有效地實現界面設計的模塊化，提高了代碼的復用率。前臺代碼用HTML編寫，布局上可以使用DIV+CSS標準布局。布局主要包括廣告顯示區、公告顯示區、點擊率排行區、成效顯示區、版權顯示區5大部分。其中廣告顯示區用來顯示Logo和一些廣告以及菜單欄。公告顯示區滾動顯示公告信息。排行區顯示點擊率最高的10條和最新的10條視頻以及語音。成效顯示區給出最近組成的小組和用戶取得的重大學習成果等。數據顯示區為點擊各個菜單所出現的頁面信息。版權顯示區顯示版權信息。總體格局如圖3所示。

圖3 首頁界面格局圖Fig.3 Home page style

2 自匹配媒體學習系統的幾個關鍵技術

2.1 數據庫模式匹配算法的選取

由Sergey Melnik等人提出的SF算法[4]是一種混合的模式匹配算法，匹配結果準確，效率高。該算法經過高暢、劉國華等人的改善得出的SF－C算法[5]不僅能處理1：1簡單關系匹配，更能將實際應用中存在的復雜模式的匹配挖掘出來。在匹配過程中，結合詞法分析技術對候選匹配進行分類之后同時處理，能更近一步提高效率。

2.2 實現對數據庫的高效訪問

由于采用了匹配功能，數據庫訪問量大，頻繁地訪問數據庫會占用大量的資源，使系統運行效率降低，如果嚴格采用ASP.NET的3層結構，需要多次訪問數據庫才能完成一個簡單邏輯過程，為解決這個問題，系統采用SQL Server的存儲過程定義一組特定功能的SQL語句集，編譯后存儲在數據庫中，只傳遞其參數值。該存儲過程在數據庫服務器端執行，執行速度快效率高。

2.3 公告信息顯示的優越性體驗

使用滾動顯示有助于提高關注度。在網站中設置一個美觀實用的滾動公告信息顯示是需要經過大量測試的。使用marquee標簽可以設置出紛呈的滾動樣式，例舉向上滾動，代碼如下：

＜marquee direction＝”up”onmouseover＝”this.stop（）”onmouseout＝”this.start（）”align＝”left”scrollamount＝”5”width＝”353px”height＝”178px”＞

＜p＞＜a href＝./...＞＜a＞＜/p＞

＜/marquee＞

在滾動顯示中每條公告的詳細信息用對話框的形式來顯示，該功能通過調用Windows對象的showModalDialog方法來實現，代碼如下：

returnValue＝window.showModalDialog（sURL[，vArguments][，sFeatures]）

2.4 媒體播放器的選取

考慮到網站資源可能是視頻或者音頻，其格式可能有rm、wav、mid、mp3等多種多樣，轉碼會浪費時間。媒體播放器很難兼顧到既功能強大又占服務器資源少。而HTML語言中的Embed元素可以實現大多數視頻的播放，瀏覽器兼容性又好。該系統中使用媒體播放器的代碼如下：

＜embed src＝”./..”autostart＝”false”hidden＝”true”width＝”457px”height＝”332px”draggable＝”true”/＞

2.5 系統安全

由于系統獲取了大量用戶信息，如果信息泄露或者被惡意篡改，后果將不堪設想，系統的安全性尤為重要。系統主要采取以下安全策略：

1）加密算法技術[6]：數據庫加密技術可以防止數據庫數據顯式暴露給用戶。數據庫加密技術一般選擇分組加密算法。常用的有標準數據加密 （DES）、國際數據加密算法（IDEA）、高加密標準（AES）[7]。其中AES算法有設計簡單，密匙安裝快，消耗內存少，兼容性又好等多個優點，所以系統采用AES算法。

2）數據輸入驗證：在注冊和搜索過程中采用數據輸入驗證。驗證數據類型、過濾非法性輸入，可以有效防止SQL注入攻擊。

3）權限控制：以不損害用戶利益為前提，給用戶最低級別的權限，減少用戶接觸數據庫核心的概率。管理員賬號實行等級制。

3 結束語

自匹配媒體學習系統已經成功應用于個人網站，并取得了良好的成效。該系統集自動匹配功能，用戶管理功能，和資源管理功能，搜索功能，會話功能于一體，開放性強，安全性高，使用方便，大大減少了在資源選擇過程中浪費的時間，是網絡學習的趨勢。

[1]趙姍，李門樓，郭嘉.基于.NET的課程自主學習平臺的設計與實現[J].計算機工程設計，2008（15）：4067－4069.ZHAO Shan，LI Men-lou，GUO Jia.Autonomic learning platform design and Implementation based on.NET[J].Computer engineering and design，2008（15）：4067－4069.

[2]李春葆，趙丙秀，張牧.數據庫系統開發教程[M].北京：清華大學出版社，2008.

[3]楊永，梁金鈐.基于B/S模式的通用試題庫系統的設計與實現[J].計算機工程與科學，2009（4）：143－145.YANG Yong，LIANG Jin-ling.General test database design and implementation based on B/S scheme [J].Computer engineering and Science，2009，（4）：143－145.

[4]Melnik S，Molina H G，Rahm E.Similarity flooding：A versatile graph matching algorithm and its application to schema matching [C]//ICDE Conference 2002，San Jose，California，USA，2002：117－128.

[5]高暢，劉國華.一種改進的數據庫模式匹配算法[J].燕山大學學報，2007（2）：31.GAO Chang，LIU Guo-hua.An improved schema matching algorithm between database schemas[J].Journal of Yanshan University，2007（2）：31.

[6]郝莉娟.數據庫加密技術及其在SQL Server2005中的應用研究[J].福建電腦，2012（11）：28.HAO Li-juan.database encryption technology and its application research in SQLServer2005[J].Fujian Computer，2012（11）：28.

[7]王賾坤，陳松濤.一種AES密碼算法的硬件實現[J].現代電子技術，2010（16）：10－13.WANG Ze-kun，CHEN Song-tao.Hardware implementation of AES cipher algorithm[J].Modern Electronics Technique，2010（16）：10－13.