大型知識共享Web系統的軟件設計與實現

楊文　朱昌洪

摘 要： 構建大型知識共享Web系統，實現知識資源的網絡共享，提出基于本體匹配和語義結構重組的大型知識共享Web系統構建模型。軟件的總體設計構架建立在IPv4/IPv6雙棧網絡模型基礎上，采用嵌入式 Internet TCP/IP協議構建大型知識共享的網絡傳輸協議，基于學習本體的語義檢索方法進行知識規則庫的結構重組，在嵌入式ARM中建立數據中心服務器，實現大型知識共享Web集成控制。測試結果表明，采用該系統進行知識共享，學習資源的準確調度檢索性能得到有效提升，軟件系統的穩定性較好。

關鍵詞： 知識共享； 學習資源； Web系統； 軟件系統； TCP/IP協議

中圖分類號： TN911?34； TP393 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2017）22?0057?03

Abstract： A large?scale knowledge sharing Web system was constructed to realize the network sharing of knowledge resources. The model based on ontology matching and semantic structure reconstruction is proposed for the large?scale knowledge sharing Web system. The overall design architecture of software is based on IPv4/IPv6 dual stack network model. The embedded Internet TCP/IP protocol is adopted to build network transmission protocol for large?scale knowledge sharing. The structure reconstruction of knowledge rule base is conducted on the basis of semantic retrieval method of learning ontology. The data center server is established in embedded ARM to achieve large?scale knowledge sharing Web integrated control. The test results show that the system for knowledge sharing can effectively improve the performances of accurate dispatch and retrieval of learning resources.

Keywords： knowledge sharing； learning resource； Web system； software system； TCP/IP protocol

0 引 言

隨著在線學習和網絡平臺學習的快速發展，采用在線移動學習方法成為未來自主學習和知識接收的主要方式。網絡學習的關鍵技術在于對學習資源的集成管理和調度，構建知識信息管理數據庫，結合在線信息傳輸調度方法實現視頻、音頻和文本等學習資源的數據共享[1]。在大眾學習的現代社會環境中，對大型知識共享Web系統的研究受到人們的極大重視。通過建立知識共享學習控件、數據庫結構和學習框架，提高移動學習和網絡在線學習的實效性。本文設計的知識共享Web系統軟件建立在IPv4/IPv6雙棧網絡模型基礎上，通過語義檢索和本體特征匹配方法實現知識檢索和共享調度，提高對學習知識資源的利用能力。

1 系統總體設計構架

大型知識共享Web系統的設計主要分為網絡設計和數據庫設計兩大模塊。采用TCP/IP以太網技術構建Web知識共享系統的信息管理模塊、信息分類查詢模塊和數據中心服務模塊，構建前端頁面和MySQL數據庫[2]。服務方通過應用級CDP執行知識共享管理信息的更新操作，采用射頻基站和射頻卡進行學習資源信息的遠程采集和數據監測中，通過對用戶評價、用戶體驗評價和知識增值服務實現信息反饋，為用戶提供學習資源檢索和共享的解決方案，通過塊級CDP實現知識信息的文件和塊級的重構建模，進而構造學習資源信息的管理數據庫。結合Access和Excel工具進行數據庫管理系統開發，在交互接口進行大型知識共享數據交換，通過觸點與讀寫器聯接構建匹配控制器。對學習資源的信息匹配分為結構匹配、概念屬性集匹配和通信模塊匹配三大部分。采用語義本體配準方法構建語義本體組合，通過關聯規則信息庫進行信息抽取，形成日志記錄，根據知識數據庫堆棧信息列表，實現共享知識庫的匹配尋優[3]。根據上述設計原理，構建大型知識共享Web系統的總體構架模型如圖1所示。

結合圖1對大型知識共享Web系統的軟件實現功能分析，系統采用 B/S 架構進行頂層設計。在軟件開發中，在B/S 終端管理知識信息的統計分析、問題查證等方面的問題，在自主學習平臺中實現對知識信息的智能檢索、數據庫訪問和大數據挖掘，在管理界面設定系統管理權限，系統主要分為學習資源本體控制模塊、數據同步接口、進程管理配置模塊[4]。系統軟件設計重點需要解決如下幾個問題：

（1） 在自主學習系統終端通過知識匹配和信息檢索實現語義重構；

（2） 使用ICTCLAS數據預處理方法進行知識庫的語法結構匹配并判定；

（3） 大型知識共享系統網絡組網設計和信息傳輸[5]。

2 軟件模塊化設計

2.1 IPv4/IPv6雙棧網絡模型設計endprint

大型知識共享的Web系統軟件設計建立在IPv4/IPv6雙棧網絡模型基礎上。IPv4/IPv6雙棧網絡模型采用的是用嵌入式Internet TCP/IP協議設計。采用PHP和MySQL建立知識信息的推薦模型，根據訪問客戶的個性定制化需求，推薦關聯知識到客戶端，客戶端通過對用戶行為的分析從海量的知識信息中提取語義關聯行為特征，結合數據處理模型在移動終端中實現海量知識數據的云處理和數據庫構建，加載知識共享的應用程序，運用交叉編譯程序在嵌入式環境下進行Web系統的軟件開發。在開放式的軟件開發模式下，建立三層網絡模型，在MVC模式結構中把知識共享Web系統分為模型（Model）、視圖（View）和控制器三大模塊[5]。其中模型模塊是實現對知識數據庫的封裝、提供應用功能接口和根據用戶的喜好建立工作模型等。視圖模塊是實現對知識共享數據庫的請求更新和知識控制功能，控制器是實現網絡控制、用戶行為控制、視圖控制和接口控制功能。采用IPv4/IPv6雙棧網絡進行網絡鏈接，在IPv4/IPv6雙棧網絡模式下的大型知識共享Web系統核心結構模型如圖2所示。

2.2 功能模塊劃分

根據上述網絡模型設計，采用B/S結構建立大型知識數據庫，數據庫的管理分為資源分類管理和日志管理部分。在用戶子系統中注冊賬號并進行登錄控制，登錄模塊界面采用Map/Reduce組件控制，在進行資源全局檢索控制后，根據知識庫的相似度構建MySQL 數據庫的連接程序。采用本體匹配和語義結構重組方法構建系統數據庫，根據后臺管理子系統進行日志管理和用戶信息管理。在知識數據庫系統與用戶交互過程中，在Hadoop框架下建立知識數據庫，采用主從式結構設計方法，在瀏覽器和報表中輸出知識共享信息[6]。根據上述設計方案，構建大型知識共享Web系統的軟件模型。

3 軟件開發實現

在IPv4/IPv6雙棧網絡模型構建的基礎上，采用嵌入式Internet TCP/IP協議構建大型知識共享的網絡傳輸協議，進行大型知識共享系統的軟件開發設計。基于本體匹配和語義結構重組方法進行大型知識共享的算法設計，軟件算法實現如下：

輸入：分段的語義結構信息，大型知識共享資源的本體匹配的邊界條件[?k]

輸入：代表文本主題的知識信息，確定信息抽取的范疇，假設知識規則重構的時間間隔[xmi]的取值為1，搜索引擎執行資源配置的更新權重記為

（1） 根據近似同構的E?Learning學習資源本體構建大型知識共享數據庫，設數據庫查詢的響應特函數Sk，基于領域知識模式匹配方法得到統計分詞Mk查詢列表分布狀態，利用節點概念深度差更新查詢資源信息服務目錄，初始化知識信息查詢節點[θ]。

（2） 假設[Ji=F1，F2，…，Fm]是每個搜索知識資源任務[i]的向量空間，結合相似度[Sim（X，Y）]的計算結果，采用優先級屬性列表[sk]進行信息更新，得到更新迭代步長[T2=i=0nT1。]

（3） 找到搜索引擎R的最佳站點，根據語義關聯度進行大型Web知識資源的屬性編輯，計算層次關系入度集、層次關系出度集[yin]，[yout]，在可匹配的節點集中

根據算法設計，采用嵌入式 Internet TCP/IP協議進行程序加載控制，構建大型知識共享的網絡傳輸控制模型，設計資源控制器，進行知識規則庫的結構重組。基于Web交互C/S計算模型進行Web知識共享系統構建[7]，為了提高Web知識共享和信息交互能力，運用開放API集群服務器實現資源分配、部署，查詢用戶登錄的日志信息，進入數據庫登錄界面，使用Cloud?P2P云平臺構建應用程序模塊，設計面向圖的管理模塊，在SQl數據庫中調用request_irq（）函數實現大型網絡知識信息融合[8]。在網頁定義用戶登錄界面，設定用戶登錄賬號和密碼，在客戶端實現對知識數據主從式存儲和數據處理。主從式文件系統 HDFS支撐 Map/Reduce 數據處理功能，產生tokenID，當滿足閾值分配條件時，在數據存儲層，日志挖掘層輸出檢索信息。

4 軟件測試分析

將本文設計的大型知識共享Web系統安裝在Eclipse開發環境中，進行軟件測試，在Activity，Service，HDFS Reciver組件中進行參數設置，輸入用戶的學科信息和需要檢索學習知識，在客戶端登錄界面，分析知識共享狀態，測試檢索輸出的知識資源與用戶訪問目標資源的匹配度，得測試結果如圖3所示。分析測試結果得知，采用本文方法進行大型知識共享Web系統設計，資源檢索匹配度較高，說明共享能力較強。

5 結 語

針對傳統的知識共享Web系統一直存在資源檢索匹配低的問題，提出并設計了一種新的大型知識共享Web系統，并進行了實驗分析。結果表明，設計的系統具有較好的知識共享和信息檢索能力，性能可靠。

參考文獻

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