语义网格环境下资源协同学习平台探究

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1、语义网格环境下资源协同学习平台探究【摘要】网格计算技术为构建支持动态、开放、群体行为的跨组织大规模协作提供了良好的技术和环境支撑。在分析了语义网格相关的元数据描述、本体服务的基础上，构建了基于语义网格的教育资源协同平台体系结构，通过网格中间件技术和基于消息的发布/订阅(Pub/Sub)机制提供协同消息的发送和接收，实现协作支持服务功能，使用户获得真正所需要的资源。【关键词】语义网格;消息中间件;发布/订阅；协同机制【中图分类号】G40-057【文献标识码】A【论文编号】1009-8097(2010)08-

2、0120-04一引言随着校园网的普及和发展，构筑在校园网上的网络教育平台数量剧增，网络教育平台的发展使教育组织的模式发生了巨大的变化，网络教育进入服务个性化、形式多样化、资源开放化的阶段。目前的网络教育模式基本上停留在利用现代信息技术将传统教学模式进行堆叠，支持教育资源的低水平共享和学习活动的简单协作，缺乏针对网络学习者的个性化信息反馈处理和交流，从而降低了网络学习者的学习兴趣,使之无法通过网络教育平台获得最有效的资源，或者说无法获得真正所需要的资源。语义网格是网格技术与语义Web技术结合的产物。它具有通

3、过虚拟组织支持自治的、动态的社区创建；强大的计算和存储能力；支持语义知晓等特征。语义网格的这些技术特性正好适应新的学习模式。为此，本文探讨将语义网格技术引入教育资源协同平台的构建，拓展网格环境下教育资源协同平台应用研究。二元数据、本体和语义网格网格是在分布、异构、自治的网络资源环境上动态建构虚拟组织，实现跨自治域的资源共享与协同工作。资源的汇聚和共享是网格的重要特征，协作与共享是网格的基本理念[1]o语义Web(Berners-Lee&Connouy,2001)赋予信息资源更明确、更完备的语义，使得计算机

4、能够理解Web资源，进而实现Web数据和Web服务处理的语义化和智能化，将Web构建为功能强大的、普适的知识共享和信息交换平台。语义网格是语义Web和网格相结合产生的新的研究领域。语义网格小组对其进行了定义：语义网格就是对当前网格的一个扩展，其中对信息和服务进行了明确的形式化语义定义，能够有效地促进人与计算机之间的交流与协作[2]。从20世纪90年代中期开始，人们将元数据概念引入到学习资源共享环境建设，许多国际标准化组织相继发布了关于学习资源的元数据规范与标准，为学习资源在细粒度层次上的可控与共享提供了支

5、持。元数据被称为“表示数据的数据”，它在基本层次上提供了一组公共标记，可用于任何资源，而不用去了解这些资源由谁创建、用什么工具创建或者存储位置，显然经过元数据标记的资源，就可以跨平台实现互操作和重用。元数据的使用对用户意味着全面描述和识别每一个学习内容片断，记录和存储每一种相关字段（关键词），让关键词和文档或资源关联起来，从而能够高效地发现、选择、查找、组合以及充分利用学习资源，甚至将学习资源定位到“合适的”使用场景中，实现为学习者的按需服务。元数据分为多个层次，从语法元数据、结构元数据、语义元数据直到本

6、体，层次越高，所包含的语义信息就越多，就越能方便处理［3］。本体［4］是领域（可以是特定领域，也可以是更广的范围）内部不同主体（人、机器、软件系统等）之间进行交流（对话、互操作、共享等）的一种语义基础，即有本体提供一种明确定义的共识。本体的目标是捕获相关领域的知识，提供对该领域知识的共同理解，确定该领域内共同认可的词汇，并从不同层次的形式化模式上给出这些词汇（术语）和词汇间相互关系的明确定义。目前，学习资源库的描述标准还不统一，需要采用语义中的元数据与本体的概念来描述学习资源，使得机器可以理解学习资源。由

7、于语义网格环境中充满着对语义的理解与处理，应该采用基于语义的资源组织与基于语义的服务匹配方法，把资源组织为本体[5],利用语义Web技术，采用元数据和本体来描述网格上的资源、服务、数据源，从而更有效地进行服务的发现、协作、信息的抽取、处理，把资源的聚集对应为本体的集成,是一个有效的方法。在语义网格环境中,一个新的服务可以且应该由多个资源本体协作完成，实现语义知识的共享，而不仅仅由单一本体来提供，目前这方面研究还很少。三基于语义网格的协同学习平台体系结构协同学习平台体系结构如图1所示，包括网格资源层、网格服

8、务层、协同服务层、应用交互层。体系结构以封装资源和为用户提供统一、简单和友好的界面为目标，通过服务提供协同支持、任务管理与资源调度和即时通信支持，满足异步或同步等多种模式。1网格资源层网格资源层主要功能是控制网格节点的局部资源向上层服务提供支持，这些资源主要包括计算资源、网络资源（网络基础设施）、存储资源、数据资源和软件资源等。计算资源由一系列提供处理能力的网格节点构成，每个节点可以单独或者相互协作来完成一个工作，避免了由于单