celts-1系统架构和参考模型规范

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1、CELTS-1：系统架构与参考模型规范（一）本规范的目的一般而言，开发系统体系架构的意义在于发现高层的框架以便理解某类系统、其子系统和与相关系统的交互作用。在远程网络教育领域，虽然可能有多种体系架构存在，这里提出的体系架构也不是设计单个系统的蓝图，但它是用于设计一般系统的框架，还可分析与比较这些系统。通过在一般化层次下揭示不同系统的共享构件，该体系架构有助于构件和子系统的设计与实现，这些构件与子系统是可复用的、便宜的、可修改的，并可确定关键的互操作性接口和服务。本标准有助于形成一般的网络教育技术系统的指导方针。本规范为以信息技术支撑的学习、教育和训练系统指定了一个高级别的体系架构，它描

2、述了高层系统的设计和这些系统的构件。本规范涵盖了很宽泛的系统范围，有我们熟知的网络教育技术、教育和训练技术、计算机化训练、计算机辅助教学、智能授导和元数据等。该规范具有内容无关性、文化无关性和平台无关性。本规范还带有以下目的：（1）提供了用于理解现存和未来系统的框架。（2）通过识别关键的系统接口来提高互操作性和可移植性。（3）整合那些至少在5-10年内仍适应于新技术和网络教育技术系统的技术水平。（二）本规范的范围本规范所用的网络教学系统模型是从IEEELTSC提出的学习技术系统参考模型（将成为IEEE1484．1标准）移植而来的。该模型的开发包括六个步骤：·第一步：从所有的利益关系者（

3、具有共同利益的一群或一类人、组织、实体）那里搜集对系统的要求。·第二步：从现有的系统、产品和服务中搜集所有的特征、可能和约束。·第三步：产生主题范围内的抽象（概念上的理解）。例如：某个系统由三个抽象层组成(1)获得原始信息产生低层抽象；(2)获得低层系统产生中层抽象；(3)获得中层系统产生高层抽象。·第四步：产生更高层次的抽象直至系统构件数量很少（如3~7个构件）。抽象层的数目与要求系统简化构件所需采取的步骤数目相等。从这一点来看，系统可假想成是一个系统体系架构的候选者。·第五步：5单独针对系统的标准从系统的最高抽象层（最一般的概念）向下重新实现系统，在下一个低的层次重新生成系统的功能

4、、接口和兼容性。例如：获得高层抽象然后重新实现中层抽象。精确地说，中层抽象和一般化是高层，高层通过约束加以实现是中层。从CELTS的观点来看，抽象和实现是相反的操作。·第六步：在第五步的基础上，继续实现下面更低层次的功能。在候选的体系架构和实现约束的基础上，系统功能重新得到实现。如果重新实现的系统不符合所有的要求，或者不包括现有的系统（第二步），那么该候选体系架构不是系统的体系架构（返回到第三步），或者现有的系统需要重新评估（返回到第二步），或者系统的要求需要重新评估（返回到第一步）。否则，如果候选体系架构符合所有的要求，并且包含现有的系统，那么这个候选体系架构就是一个系统体系架构。当

5、然它不是唯一的系统体系架构——可能存在几个适合的系统体系架构。利益关系者观点/优先权第4层有关学习者的设计特征第2层环境交互第1层学习者/环境交互LLL学习者实体第3层CELTS系统构件L1QILPBMP1PADLEECLRRICQLCL2第5层编码APIs协议需求®功能性®概念模型®语义åâæAPIs编码协议¯¯¯调用协定数据格式通信层P2图1.CELTS五个抽象——实现层次概貌。只有第三层（系统的构件）是规范性的这个体系架构开发过程的结论是：为了保持系统的功能性、兼容性和与相关系统的连接性，新的框架需要有重要的、公共的构件和可识别的接口来理解系统。换言之，新系统在某种程度上要与原始

6、的系统具有同样的表现。CELTS的第三层（系统构件）和第五层（编码，协议）提及了互操作性问题。第三层是基于构件的体系架构，它描述了网络教育技术系统的种类（从实现技术的观点）。第五层支持工业标准和交叉的工业标准，该标准直接支持较低层次的信息技术互操作性。在该标准中仅有第三层是标准化的。下面确定CELTS的系统构件，括号中的字母代码是CELTS系统构件的缩写。学习实体(LE)、从学习者实体到评估的行为数据流(B)、评价过程(E)、从评价到指导的评估数据流(A)、在评价和学习者记录之间的绩效数据流(P)、学习者记录数据存储(R)、从学习者记录到指导者的绩效和偏好数据流(P1)、从指导者到学习

7、者记录的绩效和偏好数据流(P2)、在学习者实体和指导者之间的学习偏好(LP)、指导过程(C)、从指导到学习资源的查询控制流(Q)、学习资源数据存储(LR)、从学习资源到指导的分类信息数据流(QI)、从指导到发送的定位数据流(L1)、发送过程(D)、从发送到学习资源的定位控制流(L2)5、从学习资源到发送的学习内容数据流(LC)、从发送到评价的交互情景数据流(IC)、从发送到学习者实体的多媒体数据流(M)。（一）CELTS系统架构和参照模型CEL