分布式立體化教材系統設計

賀維

摘 要：隨著計算機技術、網絡通信技術的不斷進步，分布式技術被廣泛的應用于各個領域，文章以基于互聯網環境下多用戶組成的分布式立體化教材系統為研究對象，提出系統的設計思路、解決方案、關鍵技術的實現，并以此為基礎設計可交互，智能化立體化教材系統。

關鍵詞：分布式；立體化教材；系統設計

引言

教材是指有利于學習者增長知識，發展技能的材料，隨著計算機技術的出現，信息的更新速度、信息的傳播速度、信息的處理速度、信息的應用程度都在飛速發展，人們對新知識學習、掌握、應用日益迫切，而傳統意義上的紙質教材已經無法滿足信息化時代的要求主要表現在：紙質教材出版周期長，更新速度慢；紙質教材無法有效的與現代多媒體技術融合；紙質教材無法實現與學習者的交互；紙質教材無法根據學習者的特點動態進行信息定制；紙質教材無法實現不同學習者之間同步交流和交互。

為了滿足現代教學的要求，因此文章提出基于網絡環境下的分布式立體化教材系統，以解決傳統教材的缺陷，適應信息時代對知識的要求。

1 系統設計

分布式系統是建立在網絡之上的計算機軟件系統，本課題利用分布式系統的優勢進行資源整合和合理分配，設計與實現立體化教材系統，實現用戶對資源的綜合利用；資源負載由單節點轉移到多節點提高系統的運算效率，增加整個系統的性能；同時避免由于單節點失效后造成整個系統的崩潰。立體化教材系統在設計時，將視頻資源、音頻資源、互動實驗等多媒體資源與教材相結合，解決傳統教材所存在的弊端，并利用網絡與計算機技術實現用戶自主進行學習與交流。

本系統拓撲結構圖如圖1所示，用戶的學習資源包含本地資源和網絡資源，用戶可以根據自己的學習情況自行擴展本地資源并進行資源共享，當用戶本地資源無法滿足學習要求時，可以通過互聯網向服務器端發出資源請求，服務器端調度中心，根據用戶請求的不同進行資源調度，為用戶分配資源，當服務器端資源也無法滿足用戶實際要求，服務器調度中心可以向其它用戶端發出請求，為用戶尋找適應的資源，同時會根據用戶共享資源被其他用戶采用的情況，選取優秀資源抓取到服務器端，以方便其他用戶的使用需求。

圖1 分布式立體化教材系統拓撲結構圖

2 系統模塊設計

本課題研究的分布式立體化教材系統基于C/S立體結構進行設計與開發，如圖2所示，為立體化教材系統的功能結構圖，整個系統包括客戶端與服務器端兩個部分，用戶利用客戶端與服務器端進行交互，實現對相關教材資源的使用。

客戶端應用程序包含：教材信息管理模塊、本地資源管理模塊、資源共享模塊、信息交流模塊，其主要職能是獲取與教材有關的本地和服務器相關資源，方便用戶進行相關知識的學習，并能夠更好的與其他用戶進行信息交流，其中：

（1）教材信息模塊：統籌管理用戶自身在學習過程中所使用的本地資源和服務器資源，并為用戶及時發現新的相關資源，幫助用戶合理利用相關資源進行學習。

（2）本地資源管理模塊：對于用戶在學習過程中，經常會積累相關的學習資源，本模塊主要對用戶學習過程中所產生的資源進行管理，提高用戶的資源利用效率。

（3）資源共享模塊：用戶能夠根據其他用戶的需要、以及自己在進行相關教材學習過程中相關心得體會進行資源推薦，用戶推薦的資源會以資源共享的形式呈現給其他用戶使用。

（4）信息交流模塊：系統內不同用戶之間可以相互間自主進行問題討論與經驗交流，相互促進提高對于相關知識的理解。

服務端應用程序包含：資源調度模塊、資源管理模塊、系統管理模塊，其主要職能是根據不同用戶的需求和服務器的負載情況進行相關資源的分配，獲取客戶端有價值的資源信息，并能夠對整個應用程序進行管理與維護，其中：

（1）資源調度模塊：本模塊主要根據用戶的資源請求，根據當前服務器的負載情況，服務器端資源分配情況、客戶端用戶資源共享情況，采用分布式實時調度算法為用戶進行資源分配以及相關資源分配，對于選取的資源采用PageRank算法進行資源重要性排序，以方便用戶對相關資源的使用。

（2）資源管理模塊：統籌管理服務器端立體化教材系統中的資源，并分析用戶共享的學習資源，對于經常被其他用戶采用的資源會抓取到服務器端，方便系統中其他用戶對相關資源的需求。

（3）系統管理模塊：主要實現系統中資源的備份、軟件版本的更新、不同用戶權限的設定。

3 結束語

利用分布式技術合理構建立體化教材系統，可以很好地進行教學資源整合，滿足不同用戶群體對資源的需求，當然立體化教材系統的研究還處于起步階段，如何更好地發揮軟件系統的作用，如何針對不同用戶更準確地進行資源配置，如何將機器學習技術、人工智能技術、數據挖掘技術與系統進行融合仍需要進行進一步的研究。

參考文獻

[1]陳嘉鑫.分布式系統節點負載動態平衡研究[J].硅谷，2013（13）.

[2]George Coulouris，Jean Dollimore，Tim Kindberg，Gordon Blair.分布式系統概念與設計[J].計算機教育，2013（12）.

[3]樊吉亮.分布式系統在能力測試中的應用研究[J].科技通報，2012（8）.

[4]喻俊，艾迪.計算機網絡集群分布式調度方法[J].金卡工程，2013（10）.

[5]杜偉.分布式結構化存儲調度服務器的設計與實現[D].電子科技大學，2013.endprint

摘 要：隨著計算機技術、網絡通信技術的不斷進步，分布式技術被廣泛的應用于各個領域，文章以基于互聯網環境下多用戶組成的分布式立體化教材系統為研究對象，提出系統的設計思路、解決方案、關鍵技術的實現，并以此為基礎設計可交互，智能化立體化教材系統。

關鍵詞：分布式；立體化教材；系統設計

引言

教材是指有利于學習者增長知識，發展技能的材料，隨著計算機技術的出現，信息的更新速度、信息的傳播速度、信息的處理速度、信息的應用程度都在飛速發展，人們對新知識學習、掌握、應用日益迫切，而傳統意義上的紙質教材已經無法滿足信息化時代的要求主要表現在：紙質教材出版周期長，更新速度慢；紙質教材無法有效的與現代多媒體技術融合；紙質教材無法實現與學習者的交互；紙質教材無法根據學習者的特點動態進行信息定制；紙質教材無法實現不同學習者之間同步交流和交互。

為了滿足現代教學的要求，因此文章提出基于網絡環境下的分布式立體化教材系統，以解決傳統教材的缺陷，適應信息時代對知識的要求。

1 系統設計

分布式系統是建立在網絡之上的計算機軟件系統，本課題利用分布式系統的優勢進行資源整合和合理分配，設計與實現立體化教材系統，實現用戶對資源的綜合利用；資源負載由單節點轉移到多節點提高系統的運算效率，增加整個系統的性能；同時避免由于單節點失效后造成整個系統的崩潰。立體化教材系統在設計時，將視頻資源、音頻資源、互動實驗等多媒體資源與教材相結合，解決傳統教材所存在的弊端，并利用網絡與計算機技術實現用戶自主進行學習與交流。

本系統拓撲結構圖如圖1所示，用戶的學習資源包含本地資源和網絡資源，用戶可以根據自己的學習情況自行擴展本地資源并進行資源共享，當用戶本地資源無法滿足學習要求時，可以通過互聯網向服務器端發出資源請求，服務器端調度中心，根據用戶請求的不同進行資源調度，為用戶分配資源，當服務器端資源也無法滿足用戶實際要求，服務器調度中心可以向其它用戶端發出請求，為用戶尋找適應的資源，同時會根據用戶共享資源被其他用戶采用的情況，選取優秀資源抓取到服務器端，以方便其他用戶的使用需求。

圖1 分布式立體化教材系統拓撲結構圖

2 系統模塊設計

本課題研究的分布式立體化教材系統基于C/S立體結構進行設計與開發，如圖2所示，為立體化教材系統的功能結構圖，整個系統包括客戶端與服務器端兩個部分，用戶利用客戶端與服務器端進行交互，實現對相關教材資源的使用。

客戶端應用程序包含：教材信息管理模塊、本地資源管理模塊、資源共享模塊、信息交流模塊，其主要職能是獲取與教材有關的本地和服務器相關資源，方便用戶進行相關知識的學習，并能夠更好的與其他用戶進行信息交流，其中：

（1）教材信息模塊：統籌管理用戶自身在學習過程中所使用的本地資源和服務器資源，并為用戶及時發現新的相關資源，幫助用戶合理利用相關資源進行學習。

（2）本地資源管理模塊：對于用戶在學習過程中，經常會積累相關的學習資源，本模塊主要對用戶學習過程中所產生的資源進行管理，提高用戶的資源利用效率。

（3）資源共享模塊：用戶能夠根據其他用戶的需要、以及自己在進行相關教材學習過程中相關心得體會進行資源推薦，用戶推薦的資源會以資源共享的形式呈現給其他用戶使用。

（4）信息交流模塊：系統內不同用戶之間可以相互間自主進行問題討論與經驗交流，相互促進提高對于相關知識的理解。

服務端應用程序包含：資源調度模塊、資源管理模塊、系統管理模塊，其主要職能是根據不同用戶的需求和服務器的負載情況進行相關資源的分配，獲取客戶端有價值的資源信息，并能夠對整個應用程序進行管理與維護，其中：

（1）資源調度模塊：本模塊主要根據用戶的資源請求，根據當前服務器的負載情況，服務器端資源分配情況、客戶端用戶資源共享情況，采用分布式實時調度算法為用戶進行資源分配以及相關資源分配，對于選取的資源采用PageRank算法進行資源重要性排序，以方便用戶對相關資源的使用。

（2）資源管理模塊：統籌管理服務器端立體化教材系統中的資源，并分析用戶共享的學習資源，對于經常被其他用戶采用的資源會抓取到服務器端，方便系統中其他用戶對相關資源的需求。

（3）系統管理模塊：主要實現系統中資源的備份、軟件版本的更新、不同用戶權限的設定。

3 結束語

利用分布式技術合理構建立體化教材系統，可以很好地進行教學資源整合，滿足不同用戶群體對資源的需求，當然立體化教材系統的研究還處于起步階段，如何更好地發揮軟件系統的作用，如何針對不同用戶更準確地進行資源配置，如何將機器學習技術、人工智能技術、數據挖掘技術與系統進行融合仍需要進行進一步的研究。

參考文獻

[1]陳嘉鑫.分布式系統節點負載動態平衡研究[J].硅谷，2013（13）.

[2]George Coulouris，Jean Dollimore，Tim Kindberg，Gordon Blair.分布式系統概念與設計[J].計算機教育，2013（12）.

[3]樊吉亮.分布式系統在能力測試中的應用研究[J].科技通報，2012（8）.

[4]喻俊，艾迪.計算機網絡集群分布式調度方法[J].金卡工程，2013（10）.

[5]杜偉.分布式結構化存儲調度服務器的設計與實現[D].電子科技大學，2013.endprint

摘 要：隨著計算機技術、網絡通信技術的不斷進步，分布式技術被廣泛的應用于各個領域，文章以基于互聯網環境下多用戶組成的分布式立體化教材系統為研究對象，提出系統的設計思路、解決方案、關鍵技術的實現，并以此為基礎設計可交互，智能化立體化教材系統。

關鍵詞：分布式；立體化教材；系統設計

引言

教材是指有利于學習者增長知識，發展技能的材料，隨著計算機技術的出現，信息的更新速度、信息的傳播速度、信息的處理速度、信息的應用程度都在飛速發展，人們對新知識學習、掌握、應用日益迫切，而傳統意義上的紙質教材已經無法滿足信息化時代的要求主要表現在：紙質教材出版周期長，更新速度慢；紙質教材無法有效的與現代多媒體技術融合；紙質教材無法實現與學習者的交互；紙質教材無法根據學習者的特點動態進行信息定制；紙質教材無法實現不同學習者之間同步交流和交互。

為了滿足現代教學的要求，因此文章提出基于網絡環境下的分布式立體化教材系統，以解決傳統教材的缺陷，適應信息時代對知識的要求。

1 系統設計

分布式系統是建立在網絡之上的計算機軟件系統，本課題利用分布式系統的優勢進行資源整合和合理分配，設計與實現立體化教材系統，實現用戶對資源的綜合利用；資源負載由單節點轉移到多節點提高系統的運算效率，增加整個系統的性能；同時避免由于單節點失效后造成整個系統的崩潰。立體化教材系統在設計時，將視頻資源、音頻資源、互動實驗等多媒體資源與教材相結合，解決傳統教材所存在的弊端，并利用網絡與計算機技術實現用戶自主進行學習與交流。

本系統拓撲結構圖如圖1所示，用戶的學習資源包含本地資源和網絡資源，用戶可以根據自己的學習情況自行擴展本地資源并進行資源共享，當用戶本地資源無法滿足學習要求時，可以通過互聯網向服務器端發出資源請求，服務器端調度中心，根據用戶請求的不同進行資源調度，為用戶分配資源，當服務器端資源也無法滿足用戶實際要求，服務器調度中心可以向其它用戶端發出請求，為用戶尋找適應的資源，同時會根據用戶共享資源被其他用戶采用的情況，選取優秀資源抓取到服務器端，以方便其他用戶的使用需求。

圖1 分布式立體化教材系統拓撲結構圖

2 系統模塊設計

本課題研究的分布式立體化教材系統基于C/S立體結構進行設計與開發，如圖2所示，為立體化教材系統的功能結構圖，整個系統包括客戶端與服務器端兩個部分，用戶利用客戶端與服務器端進行交互，實現對相關教材資源的使用。

客戶端應用程序包含：教材信息管理模塊、本地資源管理模塊、資源共享模塊、信息交流模塊，其主要職能是獲取與教材有關的本地和服務器相關資源，方便用戶進行相關知識的學習，并能夠更好的與其他用戶進行信息交流，其中：

（1）教材信息模塊：統籌管理用戶自身在學習過程中所使用的本地資源和服務器資源，并為用戶及時發現新的相關資源，幫助用戶合理利用相關資源進行學習。

（2）本地資源管理模塊：對于用戶在學習過程中，經常會積累相關的學習資源，本模塊主要對用戶學習過程中所產生的資源進行管理，提高用戶的資源利用效率。

（3）資源共享模塊：用戶能夠根據其他用戶的需要、以及自己在進行相關教材學習過程中相關心得體會進行資源推薦，用戶推薦的資源會以資源共享的形式呈現給其他用戶使用。

（4）信息交流模塊：系統內不同用戶之間可以相互間自主進行問題討論與經驗交流，相互促進提高對于相關知識的理解。

服務端應用程序包含：資源調度模塊、資源管理模塊、系統管理模塊，其主要職能是根據不同用戶的需求和服務器的負載情況進行相關資源的分配，獲取客戶端有價值的資源信息，并能夠對整個應用程序進行管理與維護，其中：

（1）資源調度模塊：本模塊主要根據用戶的資源請求，根據當前服務器的負載情況，服務器端資源分配情況、客戶端用戶資源共享情況，采用分布式實時調度算法為用戶進行資源分配以及相關資源分配，對于選取的資源采用PageRank算法進行資源重要性排序，以方便用戶對相關資源的使用。

（2）資源管理模塊：統籌管理服務器端立體化教材系統中的資源，并分析用戶共享的學習資源，對于經常被其他用戶采用的資源會抓取到服務器端，方便系統中其他用戶對相關資源的需求。

（3）系統管理模塊：主要實現系統中資源的備份、軟件版本的更新、不同用戶權限的設定。

3 結束語

利用分布式技術合理構建立體化教材系統，可以很好地進行教學資源整合，滿足不同用戶群體對資源的需求，當然立體化教材系統的研究還處于起步階段，如何更好地發揮軟件系統的作用，如何針對不同用戶更準確地進行資源配置，如何將機器學習技術、人工智能技術、數據挖掘技術與系統進行融合仍需要進行進一步的研究。

參考文獻

[1]陳嘉鑫.分布式系統節點負載動態平衡研究[J].硅谷，2013（13）.

[2]George Coulouris，Jean Dollimore，Tim Kindberg，Gordon Blair.分布式系統概念與設計[J].計算機教育，2013（12）.

[3]樊吉亮.分布式系統在能力測試中的應用研究[J].科技通報，2012（8）.

[4]喻俊，艾迪.計算機網絡集群分布式調度方法[J].金卡工程，2013（10）.

[5]杜偉.分布式結構化存儲調度服務器的設計與實現[D].電子科技大學，2013.endprint