网格实现教育系统信息的共享

[摘要]网格技术是继Internet技术和Web技术之后的第三次互联网技术浪潮。Internet是由数以亿计的计算机、存储器、数据库等通过传输介质组合而成。网格能够将他们组合形成一个虚拟的、强大的超级计算机来满足不断增长的计算、存储的需求,并使分散的信息成为一个整体供用户使用。利用网格技术将分散的教育资源整合在一起是教育系统的发展趋势。
　　[关键词]语义网格 教育资源 共享 虚拟 分散 整合
　　
　　一、网格的产生
　 　网格(Grid)这个词来自于电力网格(PowerGrid)。它们具有什么相似点呢?一方面,计算机网与电力网一样纵横交错;另一方面,电力网用高压 线路把分散在各地的发电站连接在一起,向用户提供源源不断的电力。用户不需要关心他所用的电是从哪个电站送来的。与电力网相似,建设网格的最终目的是希望 它能够把分布在因特网上数以亿计的计算机、存储器、数据库等结合起来,形成一个虚拟的、强大的计算机满足不断增长的计算、存储需求,并使信息世界成为一个 有机的整体。
　　二、语义网格的概念及特点
　　语义网格是适用于互联网环境的一种新的数据模型。它能够实现对于不同区域的各种网络资源(包括信息资源、存储资源、软件资源、带宽资源等)进行规范、灵活、有效的管理以实现网络资源的共享。计算机和网络是否能得以有效的管理关键在于资源的有效利用。
　　语义网格具有智能性、协作性和可靠性等特点,具有广阔的发展前景。
　　三、目前教育系统图书资源管理现状
　　1.现阶段教育系统图书资源的管理
　 　目前的教育系统图书资源的管理仍然以单个学校为单位,共他学校想使用其资源只有通过互联网登录其服务器后进行浏览、下载等操作,当登录其服务器用户过多 必定会造成服务器的堵塞、崩溃、中毒等问题,如何解决这些问题使各学校之间更好、更充分地互用教育资源将是一种挑战。人类的智慧是强大的,一种问题的产生 必定会有其解决的方法。随着网格技术的不断发展、成熟,可以很好的解决这个问题。
　　2.目前教育系统图书信息检索的方式及其转变
　　目前各学校的图书信息的检索仍然以文献为 单位,以文献的名称、作者、出版社等信息进行书目的查找。有时候读者在不知道文献的详细信息,不清楚查找文献的种类时,能否只根据某个知识点、内容等细节 进行查找?目前的Internet技术对信息量大小的处理受到服务器计算能力和信息地域分布的限制,难以对海量的信息进行存储、共享和检索。网格对信息具 有超强的计算能力和处理能力。在运用语义网格技术的互联网内,用户只需在自己的电脑上发出操作命令,网格就会把相应的任务分配给网内的其它计算机去执行, 它们执行完任务返回执行结果,网格对结果进行汇总后发送给用户所在的计算机。通过网格用户可以从网内的多个数据库中挑选出信息,网格可以实现对文献进行知 识点信息查询。
四、教育系统资源共享的实现
　　1.教育资源的构成
　　在教育系统中可利用的资源有网络课程、媒体素材、题库、试卷、课件、视频学习等。
　　2.网络资源描述框架
　　网格如何描述教育资源呢?RDF(Resource Description Framework)框架可以很好地实现这点,它可以使用自然语 言描述事物,对组成事物的特征及属性能够准确的描述。元数据就是“数据的数据”、“信息的信息”。比如网络课程,它可以使用课程的名字、内容、主讲者的姓 名等信息来描述,这些都可以作为网络课程的元数据使用。用户在使用搜索引擎查询时,它可以将输入的信息作为元数据使用,使返回的结果更准确避免了无用的结 果。RDF为网格环境下的教育资源信息的描述提供了一个参考标准。
　　3.网格实现资源共享的体系结构
　 　OGSA(Open Grid Services Atchitecture)开放式网格服务体系,是目前最有影响力的网格体系结构。它是在原来“五层沙漏结构”(五层沙漏结构即构造层、连接层、资源层、 汇聚层和应用层)的基础上,结合最新的网格和Web Service技术提出来的,已成为网格基础框架的标准。以服务为中心是 OGSA的基本思想。
　　4.教育资源共享系统的框架结构
　　运用OGSA结构开发出的教育资源共享管理系统可分为六层结构:
　　(1)最底层。构造层,实现数据库与应用服务器之间的连接。实现教育资源的管理,将各学校的信息管理系统连接到教育资源共享网格平台,作为服务点为网格用户提供底层信息的检索。
　　(2)核心层。网格基本结构层。使用GLOBUS(一种用于构建计算网格的开放体系结构、开放标准的项目)构建网格应用提供中间件服务和程序库,提供教育资源的远程访问、资源的提交及管理等。
　　(3)共享数据整合层。提供对不同学校的图书资源的访问、资源的整合等服务。
　　(4)通信协议层。规定用户在访问网络时应用进程在通信时所遵循的协议。
　　(5)信息管理工具包层。为用户提供共享平台的各种服务。在这里每种服务可以用类的方式实现。
　　(6)用户应用层。以网页的形式显示信息,是用户访问各个学校资源的一个可视化平台。
　　5.系统的使用
　　用户登录到教育信息平台后,在本地计算机上输入相应的查询信息如:书名、作者名、出版社等信息,图书信息共享工具包接收到命令后提供相应的服务,在获得信息平台使用认可后,搜索相应的数据库服务节点,从教育信息系统数据库中查找到相应的数据后返回给用户使用。
　　五、网格技术的发展
　　网格技术对教育事业的影响是巨大的,可以使学校间充分互用教育资源,能够使这种些资源得以统一有效的管理。同时也要求计算机能够理解语义网格,让我们期待网格标准和协义的制定。