分布式立体化教材系统设计

分布式立体化教材系统设计

随着计算机技术、网络通信技术的不断进步，分布式技术被广泛的应用于各个领域，文章以基于互联网环境下多用户组成的分布式立体化教材系统为研究对象，提出系统的设计思路、解决方案、关键技术的实现，并以此为基础设计可交互，智能化立体化教材系统。

标签：分布式；立体化教材；系统设计

引言

教材是指有利于学习者增长知识，发展技能的材料，随着计算机技术的出现，信息的更新速度、信息的传播速度、信息的处理速度、信息的应用程度都在飞速发展，人们对新知识学习、掌握、应用日益迫切，而传统意义上的纸质教材已经无法满足信息化时代的要求主要表现在：纸质教材出版周期长，更新速度慢；纸质教材无法有效的与现代多媒体技术融合；纸质教材无法实现与学习者的交互；纸质教材无法根据学习者的特点动态进行信息定制；纸质教材无法实现不同学习者之间同步交流和交互。

为了满足现代教学的要求，因此文章提出基于网络环境下的分布式立体化教材系统，以解决传统教材的缺陷，适应信息时代对知识的要求。

1 系统设计

分布式系统是建立在网络之上的计算机软件系统，本课题利用分布式系统的优势进行资源整合和合理分配，设计与实现立体化教材系统，实现用户对资源的综合利用；资源负载由单节点转移到多节点提高系统的运算效率，增加整个系统的性能；同时避免由于单节点失效后造成整个系统的崩溃。立体化教材系统在设计时，将视频资源、音频资源、互动实验等多媒体资源与教材相结合，解决传统教材所存在的弊端，并利用网络与计算机技术实现用户自主进行学习与交流。

本系统拓扑结构图如图1所示，用户的学习资源包含本地资源和网络资源，用户可以根据自己的学习情况自行扩展本地资源并进行资源共享，当用户本地资源无法满足学习要求时，可以通过互联网向服务器端发出资源请求，服务器端调度中心，根据用户请求的不同进行资源调度，为用户分配资源，当服务器端资源也无法满足用户实际要求，服务器调度中心可以向其它用户端发出请求，为用户寻找适应的资源，同时会根据用户共享资源被其他用户采用的情况，选取优秀资源抓取到服务器端，以方便其他用户的使用需求。

图1 分布式立体化教材系统拓扑结构图

2 系统模块设计

本课题研究的分布式立体化教材系统基于C/S立体结构进行设计与开发，如图2所示，为立体化教材系统的功能结构图，整个系统包括客户端与服务器端两个部分，用户利用客户端与服务器端进行交互，实现对相关教材资源的使用。

客户端应用程序包含：教材信息管理模块、本地资源管理模块、资源共享模块、信息交流模块，其主要职能是获取与教材有关的本地和服务器相关资源，方便用户进行相关知识的学习，并能够更好的与其他用户进行信息交流，其中：

（1）教材信息模块：统筹管理用户自身在学习过程中所使用的本地资源和服务器资源，并为用户及时发现新的相关资源，帮助用户合理利用相关资源进行学习。

（2）本地资源管理模块：对于用户在学习过程中，经常会积累相关的学习资源，本模块主要对用户学习过程中所產生的资源进行管理，提高用户的资源利用效率。

（3）资源共享模块：用户能够根据其他用户的需要、以及自己在进行相关教材学习过程中相关心得体会进行资源推荐，用户推荐的资源会以资源共享的形式呈现给其他用户使用。

（4）信息交流模块：系统内不同用户之间可以相互间自主进行问题讨论与经验交流，相互促进提高对于相关知识的理解。

服务端应用程序包含：资源调度模块、资源管理模块、系统管理模块，其主要职能是根据不同用户的需求和服务器的负载情况进行相关资源的分配，获取客户端有价值的资源信息，并能够对整个应用程序进行管理与维护，其中：

（1）资源调度模块：本模块主要根据用户的资源请求，根据当前服务器的负载情况，服务器端资源分配情况、客户端用户资源共享情况，采用分布式实时调度算法为用户进行资源分配以及相关资源分配，对于选取的资源采用PageRank算法进行资源重要性排序，以方便用户对相关资源的使用。

（2）资源管理模块：统筹管理服务器端立体化教材系统中的资源，并分析用户共享的学习资源，对于经常被其他用户采用的资源会抓取到服务器端，方便系统中其他用户对相关资源的需求。

（3）系统管理模块：主要实现系统中资源的备份、软件版本的更新、不同用户权限的设定。

3 结束语

利用分布式技术合理构建立体化教材系统，可以很好地进行教学资源整合，满足不同用户群体对资源的需求，当然立体化教材系统的研究还处于起步阶段，如何更好地发挥软件系统的作用，如何针对不同用户更准确地进行资源配置，如

何将机器学习技术、人工智能技术、数据挖掘技术与系统进行融合仍需要进行进一步的研究。

参考文献

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[2]George Coulouris，Jean Dollimore，Tim Kindberg，Gordon Blair.分布式系统概念与设计[J].计算机教育，2013（12）.

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[5]杜伟.分布式结构化存储调度服务器的设计与实现[D].电子科技大学，2013.