网格技术与网络教学平台体系结构的构建

２００６年第８期　福建　电脑　５　网格技术与网络教学平台体系结构的构建　杨金凡　，　陈萍　，　陈华丽，　（１，２．黄淮学院河南驻马店４６３０００　３．徐家小学山东青岛２６６０００）　【摘要】：本文首先分析了建设网络教学平台的意义，介绍了网格技术及其在网络教学平台建设中的作用．构建了基于　网格技术的网络教学平台的体系结构。　【关键词】：网格技术；教学平台；ＯＧＳＡ　１．引言　（２）网格有利于教学平台信息集成。网络教学平台建设是一　网络教学以其丰富的教学资源、友好的交互性已成为一种　个庞大的信息工程，涉及到许多方面。只有协同工作．才能保证　新的教学方式。该教学方式最为突出是利用现代技术手段．打破　正常地运转。网格将分布在不同地理位置的资源通过高速的互　了地域的界限，实现了教学资源最大范围的整合与共享．填补了　联网进行资源集成，从而提供一种高性能计算、管理及服务的资　传统课堂教学过程中存在的空白，有效的提升了学习效率。但由　源能力。网格计算可以合理而有效地将远程资源高效地组织起　于各高校地域以及专业的性．其网络教学平台大都是以各　来，形成网络虚拟计算机，形成超强的能力。网格已经发展成为　高校自己的操作系统与系统集成技术为基础．这种彼此隔离的　连接和统一各类远程异构资源的一种重要的途径　信息孤岛式的平台并不能满足教育发展的需求．如何利用现有　（３）网格有利于实现资源共享。网格把整个因特网整合为一　技术，建成功能强大、结构合理的网络教学体系．正是目前急需　个巨大的超级计算机，实现网上所有资源的全面连通．能消除信　考虑和解决的重要问题。搞好教学平台设计对整个网络教学的　息孤岛，实现计算机资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识　成功具有十分重要的意义．本文正是基于目前网络教学发展的　资源等多种资源的全面共享。网格提供单一的系统映像．具有透　现状和要求，对网络教学支持平台系统方面进行的研究和开发　明性、可靠性、负载平衡等功能。网格支持对异构数据资源的访　进行介绍。设计且实现了一个基于网格技术的网络教学平台．该　问，为用户提供统一的访问接口．选择适当的访问协议来实现用　平台实现了教学资源共享和跨平台的信息资源访问。　户提出的数据访问请求。网格与目前的计算机网络不同．网格能　２．网格技术　实现应用层面的连通，它主要关注的是如何消除信息孤岛．实现　网格（Ｇｒｉｄ）是近年来兴起的一种前沿信息技术，是互联　信息资源的智能共享。网格技术的进一步充分应用，能够极大地　息技术发展的新趋势。网格的根本特征是资源共享。它把整个网　提高网络资源的利用效率　络整合成一台巨大的超级虚拟计算机．实现各种资源的全面共　（４）网格有利于海量数据处理。网络教学平台所要处理的数　享。因此也被称为虚拟计算环境　目前因特网上各种信息资源由　据通常比较大，通过网格用户可以在较短时问内把需要的数据　于分散在不同的地方，要进行资源共享十分困难．并且利用效率　从不同的数据库中找出来综合在一起．省去了多次访问不同数　比较低。网格则可以实现互联网上所有资源包括硬软件资源、计　据库的麻烦，并能直接调用网格中的算法和程序等资源。避免许　算资源、存储资源、通信资源、信息资源、知识资源等的全面连　多重复性的工作　通，通过网格系统进行利用，使网络信息资源能充分利用，从而　４．网络教学平台的体系结构　发挥网络信息资源的价值。开放网格服务结构ＯＧＳＡ（Ｏｏｅｎ　网络教学系统将教学模式网络化。在网络教学系统中，教师　Ｇｒｉｄ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）是面向服务的结构．是将所有事务都　通过计算机网络向学生教授课程内容：师生间通过网络进行讨　表示成一个Ｇｒｉｄ服务，计算资源、存储资源、网络、程序、数据等　论、答疑，学生共享ＣＡＩ课件并进行自学；利用题库巩固和提高；　都是服务，所有的服务都联系对应的接口，所以，０ＧＳＡ被称为　教师通过网络批改作业及试卷和了解学生学习情况等。所有这　是以服务为中心的”服务结构ｎ．通过标准的接口和协议支持创　些教学活动都是建立在一个教学网络的平台之上的．良好的教　建、终止、管理和开发透明的服务。　学网络系统平台将关系到教学的质量和网络课程的开展．在教　３．网格技术在教学平台构建中的应用　育平台应用中，需要解决的是分布式信息资源共享和协作．因　网络教学平台是将分散于不同载体、不同地域的数字化信　此，建立基于开放网格服务结构ＯＧＳＡ下的教学平台。平台由以　息资源以网络化方式互相联结起来，实现资源共享。用户可以通　下模块组成：　过互联网络高效方便地进行查询、检索服务。教学平台系统具有　网格硬件层：底端网格硬件是广域分布在各高校的异构资　信息资源数字化、信息组织非线性化、结构复杂化、信息传递网　源，包括各种主机、运行不同平台的工作站．运行集群操作系统　络化、服务方式多样化等特点。而网格是高性能计算机、数据源、　的高性能计算机群、大型存储设备、数据库．也可以是贵重的科　因特网三种技术的有机组合，它具有高性能、一体化、知识生产、　学仪器设备等。它们均是可以共享的资源。该层为整个网格教学　资源共享、异地协同工作、支持开放标准、功能动态变化等优点．　平台的基础。　为网络教学平台系统建设提供了有利的条件　操作系统层：网格操作系统是基于底端网格硬件开发的用　（１）网格为网络教学构造统一的平台。网格技术的巨大优势　来完成资源管理。数据管理、协议处理并提供应用编程接口的系　是比较明显地降低建立网站和提供网络服务的成本。网格的许　统软件，这些系统软件可以称之为中间件。要想使物理上连通的　多平台和资源都是共享的，在信息网格中，资源被统一管理和使　教学资源在逻辑上合一．使教学平台清楚地知道网格资源与分　用，用户可以通过网格操作系统透明地使用整个网络资源。网格　布、组成部分之间的关系以及协同工作．实现资源的有效共享．　利用现有的网络基础设施为用户提供一体化的智能信息平台．　并向应用层提供透明、一致的使用接口．都必须通过该层来实　创建一种基于因特网的新一代信息平台和软件基础设施　在这　现。操作系统层是整个网格教学平台的核心。　个平台上，信息处理是分布式、协作和智能化的．用户可以通过　资源层：该层对于来自数据网络的数据和计算网格的计算　单一入口访问所有信息．而不是像目前的因特网那样．用户需要　结果进行处理．进而形成信息资源，并将信息资源提供给服务网　自己在成千上万的网站中去寻找合适的信息　格层。　（下转第１３页）　基金项目：河南省自然科学基金项目项目蝙号Ｏ４２４２２０２ｌ５　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００６年第８期　福建　电脑　１３　值型向量空间模型．有多变量贝努里事件模型和多项式事件模　４．邮件分类过滤实现流图　型两种方式，在式（２）中对条件概率ｐ（ｗ；，ＣＫ）的计算因不同模型　结合本文所述关键技术及算法步骤．　根据邮件分类与过滤中的　有不同的实现方法．本文按照多变量贝努里事件模型方式进行　训练过程和分类过程．给出基于向　邮件的分类和判别。此时，条件概率Ｐ（ｗ－／ＣＫ），表示文本在属于　量空问模型的贝叶斯过滤的实现流　Ｃ　类的情况下Ｗｉ出现的概率，从式（２）可看出，文本类条件概　程．见右图：　率是所有特征的类条件概率之积．对Ｐ（ｗ／ＣＫ）￣估计采用文档频　５．结束语　在邮件的自动分类与过滤中．　次．则有：　Ｐ（ｗ／ＣＫ）＝Ｃ　类文本中特征词Ｗｉ在其中出现的文本数量，　由于邮件本身变化的多样性、复杂　性以及分类算法的局限性．．仍有许　Ｃ　类的文本数量　（４）　应用于垃圾邮件过滤时．可以按照以下方式进行合法邮件　多工作需要改进．以进一步提高邮　与非法邮件的分类：　件判别正确率　例如可以在训练部　先将样本空间分为合法邮件Ｃ。和非法邮件Ｃ：两个类，只　分通过扩大特征项空问．动态更新　需考虑两个类别；Ｎ　与Ｎ的表示分别与上文定义相同，则两类　特库等方法达到更好的过滤效果。　基于向量空间模型　邮件类别概率按式（１）分别为：　参考文献：　Ｐ（Ｃｌ／ｄ）＝Ｐ（Ｃ－）　Ｐ（ｄ／Ｃ－）／Ｐ（ｄ）　１．中国互联网络信息中心．ｈｔｔｐ：ｌｌｗｗｗ．ｃｎｎｉｃ．ｎｅｔ．ｃｎ／ｈｔｍｌ／Ｄｉｒ／２００４／０２／　Ｐ（Ｃ＿４ｄ）＝Ｐ（Ｃ２）　Ｐ（ｄ／Ｃ２）／Ｐ（ｄ）　０３／２１　１４．ｈｔｍ．２００４．　先验概率Ｐ（Ｃ０￣１１　Ｐ（Ｃ’１的值可由式（３）计算得到：　由于任意特征项Ｗｉ和Ｗ；之问相互．因此后验概率Ｐ（ｄ／　２．谭立球．谷士文等．个人化电子邮件自动过滤系统的设计．计算机应　用．２ｏｏ２．２２（６）：５４－５５．　ＣＩ）和Ｐ（ｃｌ／￣）的值分别为：　的贝叶斯过滤的实现流程　Ｐ（ｄ／ｃ）　Ｐ　／Ｇ）　￡　（ｄ／Ｇ）　上Ｐ（ｗＪＣ２）　计算条件概率Ｐ（ｗｊ／Ｃ１）Ｉ￣，由式（４）得出。　４．Ｄｍｃｋｅｒ，Ｈ．Ｄ．，Ｗｕ，Ｄ．，Ｖ．，Ｖ．Ｓｕｐｐｏｍ　Ｖｅｃｔｏｒ　Ｍａｃｈｉｎｅｓ　ｆｏｒ　ｓｐａｍ　ｃａｔ－　由以上计算得到的Ｐ（Ｃ。）和Ｐ（Ｃ２）、Ｐ（ｄ／Ｃ１）Ｐ（ｄ／Ｃ’ｊ及Ｐ（ｄ）　ｅｇｏｒｉｚａｔｉｏｎＤ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｍ　Ｏｎ　Ｎｅｕｒａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋｓ　１９９９，２０（５）：１０４８—　（常量）．即可计算出待分类邮件文本ｄ分别属于合法邮件与非　１０５４．　法邮件的类别概率Ｐ（Ｃ／ｄ）与Ｐ（Ｃ　。根据概率计算结果，依据传４＿ｄ）　５．Ｍｅｈｒａｎ　Ｓａｈａｍｉ，Ｓｕｓａｎ　Ｄｕｍａｉｓ，Ｄａｖｉｄ　Ｈｅｃｋｅｒｍａｎ，Ｅｒｉｃ　Ｈｏｒｖｉ￣．Ａ　统贝叶斯算法的分类原则一将文本归为概率最大的类别．如果　Ｂａｙｅｓｉａｎ　Ａｐｐｒｏａｃｈ　ｔＯ　Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ　Ｊｕｎｋ　Ｅ—ｍａｉｌ［Ａ】．Ｌｅａｒｎｉｎｇ　ｆｏｒ　Ｔｅｘｔ　Ｃａｔｅｇｏ－　Ｐ（Ｃ／ｄ）＞Ｐ（Ｃ　，则属于Ｃ，类，否则　属于Ｇ类，从而实现邮ｉｒｚａｔｉｏｎ：Ｐａｐｅｒｓ　ｆｒｏｍ　ＡＡＡＩ　Ｗｏｒｋｓｈｏｐ．Ｍａｄｉｓｏｎ，Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ，１９９８，５５－６２．　４ｄ）ｄ　ｄ　件的自动分类过滤　＿３．Ｃｏｖｅｒ　Ｔ　Ｍ，Ｈａｒｔ　Ｐ　Ｅ．Ｎｅａｒｅｓｔ　ｎｅｉｇｈｂｏｒ　ｐａ￣ｅｍ　ｃｌａｓｓｉｉｆｃａｔｉｏｎ　Ｄ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｍ　ｏｎ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｔｈｅｏｒｙ，１９６７，ＩＴ一１３（１）：２１—２７．　（上接第５页）　服务层：提供一个信息一体化管理与处理平台．为综合使用各类　材资源库主要面向教师．主要为满足教师开发网络课件的教学　资源提供数据存储、组织管理、分发、检索和处理等服务。　需求提供丰富的、多元化的多媒体素材资源。　（４）虚拟社区网格。网格环境下的虚拟社区不仅可以用文　应用层：网格应用层是用户需求的具体体现。网格应用层为　开发人员提供一个面向应用领域的信息集成应用环境．即在上　本形式参与讨论．还可以通过语音和按照需求传送视频图像．使　述信息网格服务层的基础上．面向各个具体应用领域。对信息的　学生似乎处于真实讨论学习环境中　使用模式和使用特点．提供信息使用和协议、应用软件工　（５）安全控制网格。网格安全主要包括网格系统安全、数据　具、应用开发平台等，建立空问数据处理与信息服务集成环境。　传输安全、信息存储安全等。在构建完善的安全机制的同时，还　　应用层是直接面向用户的核心部分．是网格教学平台设计中相　要避免安全验证耗费过多的系统资源。当重要的一个环节。在该层中我们设计了在线学习、教学管理系　统、资源检索、虚拟社区、安全控制、远程沉浸等功能子网格。　（６）远程沉浸网格。远程沉浸（Ｔｅｌｅ—ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ）是一种特殊　的网络虚拟环境下的学习方法。这种学习通过对运用虚拟现实　（１）在线学习网格。平台为教师与学生提供强大的在线交　技术提高学习资源和场景的可视化程度．让学生融入其中．也可　流学习工具：学术论坛，在这里可以按学科、按资源进行相应的　以与其他学生通过网格在同一虚拟场景中合作、竞争、相互沟　讨论区．搜索和发布相关主题。学生与教师可在某门课程的论坛　通。　上进行交流　论坛较之聊天室的好处在于可以将讨论的内容保　５．结束语　留，供其他人浏览。在线练习或课件下载、在线答疑、电子阅览、　视频点播和作业提交及在线测试等。　随着因特网应用的不断深入．对现有网络教育资源的网格　化变得更为迫切．基于网格的网络教学平台的建设可以较好地　提高资源利用率。　参考文献：　１．张辉宇和陈庾。基于网格的远程教育资源库系统＜开放教育研究）　２００４（３），５９—６０　（２）管理系统网格。其中包括学生入学管理、学生注册管　实现整个信息系统各类资源的统一管理．加速信息系统的整合．　理、学生学习、考试、成绩等环节的管理、教师远程教学档案管　理、课程设置和课程计划管理、提供教学内容发布功能、查看学　生情况等。　（３）资源检索网格。学生能够通过网格浏览器提交和收集　他们所需的各地的远程资源．资源由系统进行自动加工和处理　后返回给学生最优化的信息。　教学资源库包括共享软件资源库和教学素材资源库。共享软件　资源库面向所有用户．为用户提供丰富的共享软件资源。教学素　２．王伟，计算机对现代教育的影响及其发展趋势＜天中学刊）２００３（５）　７１－７２　３．易向军。网格及其应用研究＜电信网技术）２００４（１１），２４—２７　４．扬丽华，网络环境下文献信息资源建设＜天中学刊）２００４（５）１２０