网络教学平台关键技术

网络教学平台关键技术（精选九篇）

网络教学平台关键技术 篇1

1 网络教学平台运行环境、开发工具及主要功能

网络教学平台无论在设计还是应用层次上均采用开放式结构。本文所探讨的网络教学平台系统使用Windows XP或Win2000 Server,安装IIS5.0(Internet网络信息服务),综合运用B/S模式、SQL Server、ADO.Net、ASP.NET、C#等技术,主要实现教师与学生的信息管理、课程管理、学生选课、试卷生成、网上考试、成绩管理等功能。

2 系统实现过程中的关键技术

2.1 数据库的连接

在VS.net集成环境下,进行数据库连接可通过使用dataSet类和SqldataAdapter类、右击数据连接进行添加链接、代码声明等方式。

采用代码声明方式时,在Web.config配置文件中设置代码如下:

定义一个全局变量con,记录连接字符串,方便系统维护,并导入configuration包。

2.2 数据操作方式

当通过Connection和Command对象与数据库建立连接并交互后,获得数据库中的数据可以使用两种方法,一是使用DataReader类逐行从数据源中获得数据放进缓冲区并进行处理,二是使用DataSet类将数据放到内存中进行处理。

图1为使用DataReader类处理数据的步骤,分别使用SqlCommand对象执行SQL语句,将SqlCommand读取的数据放在DataReader中,对DataReader中的数据进行处理。

使用Command、Connection、Command.excute()、DataReader()的具体操作步骤为:

(1)声明一条sql语句:Sqlstr="select cname from course";

(2)创建一个SqlCommand:SqlCommand ccommand=new SqlCommand (sqlstr,con);

(3)执行命令对象的ExecuteReader方法,得到DataReader记录集:

SqlDataReader dr=ccommand.ExecuteReader();

(4)对记录集进行操作;

(5)关闭记录集:SqlDataReader.Close();

(6)关闭连接:connection.close();

使用DataSet类处理数据的分层机制如图2所示。

DataSet(数据集)是应用程序使用数据的内存复本,是数据缓存,相当于一个离线的数据源,可以独立修改数据集之中的数据,并针对数据集的变更调整与数据源一致,更新数据。DataAdapter(数据适配器)用来连接到数据库的对象,是数据集与数据源之间的桥梁,调用数据适配器的fill方法将select命令所查询到的数据填入数据集内的数据表;调用数据适配器的Update方法针对每一个已变更的数据记录执行Insert,Update,Delete命令。

使用DataAdapter、Connection、DataSet的具体用法为:

(1)创建一个连接;

(2)打开连接;

(3)声明一条sql语句;

sqlstr="select type as 试题类型,ques as 试题内容 from question

where QID="'"+tempQueArray[i]+"'";

(4)创建SqlDataAdapter

SqlDataAdapter sda=new SqlDataAdapter (sqlstr,con);

(5)调用SqlDataAdapter的fill()方法填充DataSet的表

sda.Fill(ds,"question");

(6)操作DataSet;

(7)DataAdapter.update()更新数据库。

在具体使用时,需要注意DataReader对象和 DataSet对象的区别。

运用DataReader类时读取的数据必须是新的,在每次需要数据时必须从数据库读取,创建一个DataReader类不会消耗很多内存,执行速度快。如对同一请求需要多次遍历数据,在DataReader中只能循环一次,如需将多个ServerControl类绑定到同一个数据集,应选择DataSet。

学生信息管理模块中,可使用DataSet类和DataGrid控件实现显示、编辑、删除等操作,如只需要显示简单信息,为提高执行效率可使用DataReader类。

2.3 安全性问题

为防止用户绕过登录界面直接进入正常登录后的下级界面,系统设计时在web.config配置文件中加入以下代码,设置应用程序的身份验证策略。

3 智能生成试卷的实现方法

智能生成试卷主要分两种方式,一是根据需要的试题类型的题目个数生成试卷,二是手动选择题目号生成试卷。通过第二种方式生成试卷可以根据所选的题号来浏览试题,确定是否可选。教师生成试卷页面如图3所示。

在选择智能生成试卷的方式之前,首先教师选择相关课程名,根据课程名称取得课程编号,具体实现过程是:首先声明一条sql语句,再声明SqlCommand类的对象名,其中参数包括sql语句和数据库连接,最后执行ExecuteReader方法,得到sql语句要查询的记录。执行到此,便将数据库中数据存入到DataReader中。

采用选择题目数智能生成试卷的具体实现方法为:首先获取各题型的题目数,如果未输入任何数目则返回,如果输入题目数则声明一条sql语句,并声明数据适配器、数据集,利用数据适配器填充数据集的question表。记录随机选择的选择题、填空题和问答题的编号,以备提交时存到数据库,在选择题多于一个的情况下,循环向数据集填充试题内容记录。其中用到的chooseNum是一个类静态变量,存储试题编号,以备其他事件使用,试题号以逗号分隔存储。

向ds数据集的question表中添加填空题条目时,先声明一个行对象和SqlCommand类,再执行SQL语句得到填空题记录集,然后循环读取记录集中的记录,向ds数据集的question表中添加记录并用blankNum记录题号。

4 结论

网络教学平台为积极推动网络教学的发展、充分发挥网络教学的优势、提高教学质量和教学效率、解决教学资源紧缺问题而设计开发,无论在技术实现还是在功能实现上,都切实可行。

摘要：网络教学具有教育资源共享、时空不受限制、实时互动性强等特点,已经成为一种新型教学模式。本文主要对网络教学平台设计实现过程中涉及的数据库的连接、数据操作方式、用户访问页面时的安全模式等关键技术问题进行了探讨,并介绍了智能生成试卷的实现方法。

关键词：网络教学,网络教学平台关键技术,智能生成试卷

参考文献

[1]章立民.用实例学ASP.net(使用C#与ADO.NET).北京:电子工业出版社.2004.

[2][美]Stephen Walther,杨涛译.Asp.net揭密,(第二版).北京:中国电力出版社.2004.

[3][美]Chris Payne.ASP.NET从入门到精通[M],赵斌,张滨义,董清波译.北京:人民邮电出版社.2002.

网络教学平台关键技术 篇2

2016项目申报指南

项目申报全流程指导单位：北京智博睿投资咨询有限公司

依据国务院《中国制造2025》、科技部《国家关键技术研究报告》（初稿）、工程院《材料系统工程发展战略研究—中国版材料基因组计划咨询报告》、中科院《实施材料基因组计划，推进我国高端制造业材料发展》、发展改革委、教育部、工业和信息化部、中科院、工程院、食品药品监管总局《材料基因工程重点专项建议书》等，科技部会同相关部门组织开展了国家重点研发计划《材料基因工程关键技术与支撑平台重点专项实施方案》编制工作，在此基础上启动“材料基因工程关键技术与支撑平台重点专项”2016项目，并发布本指南。

本专项总体目标是：融合高通量计算（理论）/高通量实验（制备和表征）/专用数据库三大技术，变革材料研发理念和模式，实现新材料研发由“经验指导实验”的传统模式向“理论预测、实验验证”的新模式转变，显著提高新材料的研发效率，实现新材料 “研发周期缩短一半、研发成本降低一半”的目标；增强我国在新材料领域的知识和技术储备，提升应对高性能新材料需求的 — 2 —

快速反应和生产能力；培养一批具有材料研发新思想和新理念，掌握新模式和新方法，富有创新精神和协同创新能力的高素质人才队伍；促进高端制造业和高新技术的发展，为实现“中国制造2025”的目标做出贡献。

本专项的主要研究内容是，构建高通量计算、高通量制备与表征和专用数据库等三大示范平台；研发多尺度集成化高通量计算方法与计算软件、高通量材料制备技术、高通量表征与服役行为评价技术，以及面向材料基因工程的材料大数据技术等四大关键技术；在能源材料、生物医用材料、稀土功能材料、催化材料和特种合金等支撑高端制造业和高新技术发展的典型材料上开展应用示范。专项共部署40个重点研究任务，实施周期为5年。

按照分步实施、重点突破的原则，2016在材料基因工程关键技术和验证性示范应用中启动13个研究任务。

所有项目均应整体申报，须覆盖全部考核指标。各项目所列考核指标，除发明专利和软件为预期性指标外，其余指标均为约

束性指标。所有任务研究均必须突出高通量计算/高通量制备/高通量表征与评价的特点，其中任务6～13的研究还必须体现从应用基础研究、关键技术研发到规模制备的全链条、协同创新研究的特点。所有研究项目结题验收前，均须进行数据汇交。

每个项目设1名项目负责人，项目下设课题数原则上不超过5个，每个课题设1名课题负责人，课题承担单位原则上不超过5个。对于企业牵头的应用示范类任务，其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）与中央财政经费比例不低于1：1。

1.多尺度集成化高通量计算模型、算法和软件

研究内容：研究高通量多尺度材料模拟的建模方法，开发适用于高通量计算的高置信和协同式多尺度模拟算法，包括大尺度体系电子结构算法，多尺度动力学算法，电子—声子—离子协同输运算法，微观—介观—宏观耦合算法等，发展以第一性原理为基础的量子力学—热力学—动力学—宏观力学高通量集成算法理 — 4 —

论和软件，在并发式作业间“关联”技术上取得突破，在热电材料、核材料和单晶高温合金等方面开展验证性应用。

考核指标：研制出具有自主知识产权的、集成作业数达到103量级的高通量并发式集成计算软件系统（对应于相等数量级的化学组分、结构及其工艺条件的变化），部署于超级计算中心，实现对所开发/建设高通量计算软件系统的开放、共享；针对2～3种典型材料实现大规模、多尺度、集成化的高通量计算，提出组合优化设计方案；申请软件著作权5项以上。

实施年限：不超过5年 拟支持项目数：1—2项

2.大尺寸组合芯片材料制备新装备、快速筛选新方法与关键技术

研究内容：开展面向实际应用的大尺寸、高密度材料阵列高通量制备新方法、关键技术和新装备研究，阐明化学组分与结构连续或准连续分布薄膜或分立阵列高通量制备的科学原理，建立

面向复杂体系材料高通量制备的成分与组织结构控制方法，研发具有自主知识产权的大尺寸薄膜或分立阵列高通量制备新技术与新装备，实现材料高通量可控制备和优化筛选，在典型材料中开展验证性应用。

考核指标：组合芯片材料样品单元密度≥200/mm2（物理法）或样品单元数≥100个（化学法）；开发出具有自主知识产权的高通量材料制备样机2台套以上，样机的可控化学组分不少于3种，并在3种以上典型材料中获得验证；申请核心发明专利10项以上。

实施年限：不超过5年 拟支持项目数：1—2项

3.高通量块体材料制备新方法、新技术与新装备

研究内容：开展成分和组织结构可控的高通量块体材料制备新方法及其科学原理的研究，开发高效制备具有不同微区成分、相结构和组织的块体材料新技术，研制具有自主知识产权的新装备，在典型的高性能材料中获得应用，验证其高效性、经济性、— 6 —

可靠性和加速获得材料成分—相—组织—性能关系的能力，显著提高新材料研究开发和应用的效率。

考核指标：同步合成的多组分（≥3种）块体材料样品单元≥100个，样品单元适用于表征检测的性能≥3个；与传统块体材料制备方法相比，速度提高倍数与费用降低倍数比值≥10，样品单元性能误差≤10%；开发2台套以上高通量制备装备或样机，并在3种以上典型材料中获得验证应用；申请核心发明专利5项以上。

实施年限：不超过5年 拟支持项目数：1—2项

4.材料成分—组织结构—性能的高通量表征技术

研究内容：研究材料微观基本单元、介观材料、宏观材料与实际材料的高通量表征与筛查的新原理和新方法，发展材料在合成与相变过程中的高通量表征技术，突破材料高通量表征以及材料空间位置统计映射表征等关键技术，建立材料成分、组织、性能与工艺间的相关性，开发基于离散三维成像、高通量原位统计

表征、局域原子序或分子织态和同步辐射衍射原位实验的表征新技术和新装备。

考核指标：高通量表征尺度从微观的nm到宏观的cm级；每批次表征样品数/数据点大于100；建立成分—组织结构—性能映射相关性模型，模型维度不少于3维，可表征成分及相不少于10种；结合同步辐射的高通量表征技术的表征时间＜5s/样品；开发2种以上具有自主知识产权的材料高通量表征新装置，申请核心发明专利10项以上。

实施年限：不超过5年 拟支持项目数：1—2项

5.材料基因工程专用数据库和材料大数据技术

研究内容：以支撑材料基因工程研究为目标，开展多层次跨尺度材料设计、高通量实验验证与表征专用数据库架构研究；开展材料复杂异构数据整合、管理与共享技术研究和标准规范建设，研发高通量计算、高通量实验与表征数据的高效处理与加工技术； — 8 —

运用云计算、大数据和机器学习等先进技术，开展多尺度材料计算与实验数据的关联分析、材料组织结构的高精度图像处理、非结构化数据挖掘等研究；建成有效支撑材料基因工程研究的专用数据库。

考核指标：建成材料计算、实验与表征等复杂异构数据有机融合的材料基因工程专用数据库，可存储专题数据100万条以上，主要操作平均响应时间3秒以内，整合材料基因工程相关数据10万条以上，实现开放共享；形成6项以上材料数据管理与服务标准规范；突破4项以上材料高通量计算、实验与表征数据的高效处理与加工技术，3项以上材料数据分析与挖掘技术，并获得应用；申请核心发明专利或著作权登记10项以上。

实施年限：不超过5年 拟支持项目数：1—2项

6.基于材料基因工程的新型固态二次电池材料研究 研究内容：针对下一代固态电池关键材料开发，建立描述电

子—声子—离子输运及储存的理论和计算方法，发展高通量计算方法及软件平台；计算筛选优化适用于固态电池的高能量新型正极材料、二维电极材料、高离子电导率固态电解质等备选材料，通过大数据分析获得构效关系；发展高通量制备、表征、测试平台，对备选材料进行原理验证；基于优化材料，研制高性能固态原理电池，完成综合测试；开发出新一代高性能固态二次电池样机，通过样机考核，推动电动汽车或者相关产业的发展。

考核指标：实现≥102级的并发式高通量计算，计算样品量≥104，筛选出3种以上材料体系；实现≥64个/批次的规模组合式制备及测试；采用新材料体系研制一种以上10Ah级固体电池，能量密度高于800Wh/L，实现0.5C以上倍率充放电，充放电循环次数大于2000次，容量衰减不高于20%；申请核心发明专利5项以上。

实施年限：不超过4年 拟支持项目数：1—2项

7.环境友好型高稳定性太阳能电池材料

研究内容：利用材料基因工程思想，筛选元素及原材料，研发一类组成元素储量丰富、毒性低、稳定性高、具备优异半导体性质、效率更高的新型薄膜太阳能电池吸收层材料，设计出长电子—空穴扩散长度的无机非铅钙钛矿材料；采用高通量技术合成筛选的新材料，并研究其理化性质（吸收光谱/带隙/电子—空穴扩散长度）及在光照下的温湿度稳定性，研发出新一代太阳能电池材料，降低太阳能发电成本并具备推广应用潜力。

考核指标：选择3种以上材料体系，实现≥102级的并发式高通量计算，计算的样品量≥104；实现≥128个/批次的规模组合式制备；在-30℃<温度<70℃、5%<湿度<90%的环境中，实现在标准太阳光（AM1.5 100mW/cm2）照射下，面积为1.0cm×1.0cm 太阳能电池器件转化效率>15%；加速试验下连续光照1000小时，保持80%效率；申请核心发明专利5项以上。

实施年限：不超过4年 拟支持项目数：1—2项

8.基于材料基因工程的组织诱导性骨和软骨修复材料研制 研究内容：研究适用于可诱导组织再生的骨和软骨修复材料及其服役环境的理论模型、计算方法和设计软件，发展高通量制备、表征和评价技术；利用高通量计算和实验方法，研究材料诱导组织再生的分子机制和材料的成分—结构—功能之间的构效关系，建立生物材料计算设计可靠性的验证评价体系和相关标准；构建较为完备的骨和软骨修复材料的结构、性能和服役参数数据库，研发高性能新型骨和软骨诱导性材料及产品，应用于临床。

考核指标：实现≥102级的并发式高通量计算，计算筛选候选材料数≥104，材料制备和表征实现≥100样品数/批次，申请核心发明专利和软件著作权10项以上；建立骨和软骨修复材料专用数据库。研发2种以上具有自主知识产权的骨和软骨修复材料，完成临床研究，申请产品注册证；骨诱导人工骨植入骨缺损部位1月内新骨开始形成，半年达到自然骨强度的80%左右；软骨诱导性支架材料可原位诱导形成软骨组织，修复缺损部位直径大于 — 12 —

10mm，术后半年修复缺损。

实施年限：不超过5年 拟支持项目数：1—2项

9.基于材料基因工程的高丰度稀土永磁材料研究

研究内容：开展高丰度稀土永磁材料的微磁学、相场模拟和热力学计算等高通量计算和实验研究，研制出新型多主相稀土金属间化合物永磁材料，阐明相关系和成相规律，建立多主相稀土永磁材料成分、组织结构与性能的数据库；研究多主相稀土永磁材料的内禀磁性设计与可控制备，以及与高丰度混合稀土元素组合和分布的关系，优化材料的永磁性能，实现产业化，在减少对环境污染的同时实现稀土资源的高效、平衡和高值利用。

考核指标：选择3类以上有重大应用需求的高丰度稀土永磁材料，微磁学、相场模拟和热力学计算通量≥102，样品量≥104；实现≥100个/批次的规模组合式制备；开发3类以上具有自主知识产权的高丰度稀土永磁材料，实现磁能积在5MGOe＜（BH）

max ＜50MGOe范围可调，并实现产业化；申请核心发明专利10项以上。

实施年限：不超过4年 拟支持项目数量：1—2项

10.基于高通量结构设计的稀土光功能材料研制

研究内容：构筑从材料结构组成计算预测稀土光功能材料发光效率的理论建模和算法，建立稀土光功能材料高通量结构设计和性能预测新方法，通过理论计算和实验验证，研究材料的微观、介观结构对稀土光功能材料发光效率的影响规律，高通量筛选满足应用新要求的稀土光功能新材料体系。在此基础上，通过全链条的材料制备、性能表征优化及器件设计，重点研发适合半导体激光直接泵浦的新波段固体激光材料、高功率密度透明荧光块体材料和大尺寸优质稀土闪烁晶体探测模块。

考核指标：实现≥102级的并发式高通量计算，计算样品量≥103；新波段固体激光材料：利用半导体激光直接泵浦，室温工 — 14 —

作下连续激光输出斜率效率达到该波长激光运转机制理论极限效率的60％以上，输出能量或功率高于现有材料水平或填补固体激光应用空白；透明荧光块体材料LED光源光效高于180lm/W@1W/mm2；大尺寸优质稀土闪烁晶体探测模块：光产额＞50000ph/MeV、能量分辨率＜4%@662keV、时间衰减＜50ns；申请发明专利10项以上。

实施年限：不超过4年 拟支持项目数：1—2项

11.高效催化材料的高通量设计制备及应用示范

研究内容：针对涉及国家可持续发展战略的重要领域（如石油化工、新能源和环境治理等）的高效催化材料，通过高通量计算和实验模拟验证，研究催化材料成分结构及共性基元反应催化机理，构筑从微观到宏观、从单元到多元的多尺度、多维度的理论建模和算法，研究成分—结构—性能构效关系，在宏观尺度上建立从工艺到寿命的预测性理论，并构建专用数据库；在此基础

上发展出具有自主知识产权的新型高效催化材料，并实现工业化应用示范。

考核指标：选择3—5类有重大应用需求的催化材料，实现≥102级的并发式高通量计算，催化剂模型计算的样品量≥105；实现≥128个/批次的规模组合式制备；建立催化剂专用数据库；开发3类以上具有自主知识产权的高效催化材料，催化性能全面达到同期同领域的国际先进水平，并实现工业规模装置上的应用示范；申请核心发明专利或软件著作权10项以上。

实施年限：不超过4年 拟支持项目数量：1—2项 12.轻质高强合金集成计算与制备

研究内容：构建镁、钛等轻质合金专用高通量计算平台，实现自动流程并发式计算，建立合金基础参数数据库，发展基于固溶、团簇、析出相、界面和晶体缺陷等基本单元强韧性设计的数据挖掘技术和材料设计方法，开发加工过程多场耦合条件下微观 — 16 —

组织和工艺缺陷模拟技术，并建立性能预测模型，实现典型构件成分设计、组织设计、工艺优化和使役性能评价的跨尺度集成计算，研制出几种高性能合金。

考核指标：实现≥102级的并发式高通量计算，计算筛选候选材料样品数≥104；发展3种以上新型高性能合金，相比同类合金强度和伸长率提高20%，开发成本和周期降低20%；实现2种以上典型构件从“设计—合金—工艺—组织—性能”的全流程集成计算与仿真，并实现应用示范；申请核心发明专利或软件著作权10项以上。

实施年限：不超过4年

拟支持项目数：2项（针对镁或钛等不同种类的合金）13.新型镍基高温合金组合设计与全流程集成制备 研究内容：综合利用新材料集成计算和制备方法，预测和验证关键高温合金元素组合、合金相和晶体缺陷的形成和演变规律，揭示复杂成分高温合金提高承温能力和综合性能的成分和组织结

构因素；开发组织—应力—温度等多物理场耦合计算模型，建立缺陷、变形控制与组织结构优化的集成控制系统；运用高通量计算和实验方法，研制未来先进航空发动机及燃气轮机等航空航天和能源领域需要的新一代高温合金。

考核指标：开发出104级的高通量多通道并发式计算模型，构建出高温合金高通量计算和评价的基本方法和数据库，建立典型结构件制备的多场耦合模型和全流程控制系统，新型镍基高温合金的承温能力比第二代高温合金提高50 ℃以上。

网络教学平台关键技术 篇3

关键词：物联网；平台；技术

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 04-0000-01

跟随着计算机网络、互联网的发展，物联网的技术也在慢慢的发展起来，越来越变得人们关注的焦点。长时间以来，物联网技术也应用到视频监控中去，高科技的引入导致传统的视频监控一系列的问题暴露出来，而人们的生活在安全防范上意识更强，为了人们在社会中有安全的防范，国家对视频的监控构建了物联网视频平台，对视频的分析更加的智能，高科技技术也慢慢走近人群、慢慢满足人们的需求。

一、高科技技术物联网的阐述

（一）物联网的介绍及特点。在计算机网络、互联网的基础上，延生出一种物联网的高科技的东西，在现实生活中，我们已经了解到计算机互联网网络时代给人类带来的很多益处，在其他国家发生的重大事件通过互联网我们就可以了解到，对于朋友和亲人想要见到一面，我们可以通过互联网得以实现，对于物联网是在互联网的基础上而发展的，可以想象它的功能之强大。通过射频识别、信息传感的物联网技术来传感设备，按照规定的技术、标准，通过一定的协议，将所需要的物品与互联网进行连接，并将物体进行对比，查看出异同，将比较的物体实物和虚物给以特定的编码，通过高科技技术的智能分析，将进行分析出来的信息进行分享，以此来达到对物体的识别、监视、确认、追踪等一系列的有效管理。在视频监控中这是一项非常重要的工作，有些不良分子为了扰乱社会秩序，什么样的事都能做出来，为此，采用此项技术可以很快的对这些非法分子进行控制，以此来达到社会的安定，维持人们的正常生活。物联网技术是在人类的综合水平之上，是一项比较智能的高科技技术，通过事物的高效率信息进行交换，把现实生活的实际物理空间与物联网的信息相融合，进行融合之后再对物体进行确认，具有快速、高效、捕获、处理以及更多的功能，它的特点就是可以通过射频的识别、信息的感知，可以任何时候对物体进行比较和感知，在它的一系列技术完成后，综合互联网的各种智能技术对物体进行分析出来的信息进行分享，最终实现智能化的管理和控制。

（二）物联网的发展史。“物联网”是国际电信联盟在2005年信息社会世界峰会上提出的，物联网概念的提出，在社会的每个角落里，信息的传递从人与人之间的传递变换为人与物或其他事物进行传递，在物联网的通信时代，人们日常生活中已经引入了一种近距离的收发器，这给人们的生活带来了极大方便。经过这些年的发展，在计算机互联网的基础上发展起来的物联网已经在飞速的发展，在每个领域里应用更为广泛，在国家与国家之间，此项技术已被应用，特别是在一些发达的国家，他们已经把物联网的高科技技术应用得很熟练，在物联网技术信息传递中已提高了很多的效益，减少了一些工作量，较低了成本。跟随着时代的进步，物联网的技术已不断在更新，信息传递方面越来越精确，许多发达国家已经对物联网技术开展了一系列有意义的活动，在活动要求不断的创新、不断的精确，让物联网技术慢慢的潜入人们的生活，随着人们对安全防范的需求，此项技术也在不断的满足人们的要求。在中国这个地大物博的领域里，我们国家对物联网技术的研究比较重视，对它的研究也是比较早的，国家该科技人才的培养上也是十分重视的，只有具备一定的先进科学水平和具体较高的能力，这个国家才能富强，人民生活才能提高。

二、对物联网视频平台关键技术的分析

（一）通过射频识别技术。在视频监控的过程中，要通过一定的设备来对物体进行识别，而这项技术称为射频识别技术，这项技术的系统有三种系统组成，分别为RFID电子标签系统、读写器系统、信息处理系统，射频识别技术在物联网高科技技术中是一个非常关键的技术，系统中的电子标签系统通过读写器对信息的进行处理，而空气中的无线电磁波可将标签中识别的信息传到读写器里进行处理，还有信息系统也可以进行处理，在完成这一系列的复杂的措施后，设备会将信息进行智能化的分析，进行高效的智能化管理，每一个标签就只有唯一的识别码，所以这项技术比较智能化，也能更好的为人民服务。

（二）传感设备的技术。在信息与信息之间、人与人、人与物之间都需要信息的传递进行交流，而传感器设备所拥有的技术就是为人们服务的，传感技术依赖于传感器设备和互联网之间，在互联网和传感器传感技术进行感知、确认，在物联网网络覆盖的区域内传感技术都会感应到，并对信息进行有效的收集然后进行有效的处理，传感器通过传感技术将被测到的信息转换成可用的信息，传感器设备的利用是非常广泛的，包括各种领域、行业，都有利用到此设备，包括军事、国防等。传感器技术综合了各种网络技术，包括网络无线通信技术，网络无线通信技术是物联网基础通道，是物联网提供信息传递和服务信息的通道，有着很大的作用，而传感器技术通过与网络通信技术的结合，增强了互联的功能，我们知道物联网是从计算机互联网时代基础发展起来的，所以物联网的一些技术是离不开网络通信技术的，以此传感器的通信技术的领域会越来越宽，通过各种高科技技术的配合，传感器技术具有效率高、稳定性高的特点，而对于其他的一些细微的技术在大部分功能上都是在为这些主要的关键技术服务，针对以射频技术、传感技术、网络通信技术为核心的高科技技术，科学家在研究的过程中也在不断的创新。

三、结束语

物联网的发展是社会发展推动发展的，就像如今的生活，电子产品在一代代的更新，新的取代过时、落后的，而物联网技术也是如此，在计算机网络互联网时代发展起来的，已引起国际上的关注，这必将是新一代的信息产业。然而，尽管物联网技术的大力发展，我们也要了解到它本身存在的一些问题，毕竟对此项技术才刚刚起步，所以在这个发展的过程中是很漫长的，所以只要人们通过不断的努力，通过此技术应用到视频监控中去，相信人们的生活会越来越好。

参考文献：

[1]冯晓媛.关于RFID的物联网研究与应用[J].鸡西大学学报，2011（03）：132-133.

网络教学平台关键技术 篇4

随着我国三网融合脚步的加快,经营性广播电视和视听娱乐业务的产业运营格局正在悄然改变,同时也带来了产业化的机遇与挑战。为了在以客户为中心的市场环境和日益激烈的市场竞争中处于有利的地位,就必须提高企业自身的核心竞争力,作为非常有潜力的增值业务之一,休闲网络游戏无疑是今后广播电视企业经营增值电信业务中一个很好的发展方向。

首先,网络游戏本身拥有巨大的市场空间。2008年,中国网络游戏市场实际销售收入为183.8亿元人民币,比2007年增长了76.6%。而2008年全国广播电视总收入约为1452亿元,预计2013年中国网络游戏市场实际销售收入将达到397.6亿元人民币,2008年到2013年的年复合增长率为16.7%。

其次,网络游戏具有巨大的市场带动作用。2008年,电信业务受网络游戏带动产生的直接收入达312.8亿元人民币,比2007年增长了20%,为网络游戏市场实际销售收入的1.7倍;IT行业由此产生的直接收入达112.4亿元人民币,比2007年增长了15%,为网络游戏市场实际销售收入的0.6倍,此项收入的主要来源是PC、网络游戏服务器、网络及存储产品、软件及服务等;出版和媒体行业(主要是相关的杂志和书籍)产生的直接收入达53.2亿元人民币,比2007年增长了25%,为网络游戏市场实际销售收入的30%。

在互联网、有线电视网、移动通信网三网合一、3C融合的大趋势下,终端成为关键。未来手机和电视将成为网络游戏的新载体。因此,对于今后广播电视行业的发展来说,将网络游戏纳入今后的发展规划是十分必要的,由此而开展基于广播电视网的游戏平台架构与关键技术的研究有着十分重要的现实意义。

2 网络应用网络基础结构

网络棋牌游戏平台所采用的架构模型是平台通信的基础,它决定了平台的通信方式、规模、扩展性和安全性。而在设计网络棋牌游戏平台通用架构之前,首先需要对目前网络应用常见的基础结构进行分析和介绍。网络基础结构是网络应用的通信基础,它决定了网络应用的通信形式,目前的网络应用主要有以下四种基础结构:客户机/服务器(Client/Server)和点对点(Peer to Peer简称P2P)、镜像服务器结构(Mirmred—Server)、浏览器/服务器结构(Browser/Server)。在为网络游戏选择网络基础结构时,应该考虑以下几个问题:较小的网络流量、有利于负载均衡、安全的游戏、较高的可维护性以及可扩展性、较高的客户端性能。

2.1 客户机/服务器结构

客户机/服务器结构(Client/Server System)是计算机网络最重要的应用架构之一,其系统结构是指把一个大型的计算机应用系统变为个能互为独立的子系统,而服务器便是整个应用系统资源的存储与管理中心,多台客户机则各自处理相应的功能,共同实现完整的应用。用户使用应用程序时,首先启动客户机,通过有关命令告知服务器进行连接以完成各种操作,而服务器按照此请示提供相应的服务。目前市面上的网络游戏广泛采用客户机/服务器架构。在这种架构的网络游中,玩家之间不直接交互数据,玩家在客户端的游戏操作消息首先发送到游戏心服务器,再由服务器进行处理后发给目的玩家,并通过目的玩家的游戏客户显示游戏动作。其通信结构如图1所示。

在此结构下,服务器存储全局态的数据,同时为众多玩家提供服务,服务器作为游戏主宰者来更新全局的状态。客户端存储玩家的个人信息,并通过同游戏服务器的交互来推进游戏进程。

网络游戏广泛采用客户机/服务器架构,主要是由于客户机/服务器架构具有如下优点。

网络流量较小:由于玩家之间不进行直接交互,所以无论有多少玩家的参与,每个玩家只需要维持一条与服务器的连接,这将显著减少网络流量。

安全的应用环境:由于所有的消息都经过服务器,就可以通过服务器来对玩家进行认证管理,对游戏消息的有效性进行验证,这有效地防范了玩家的封包攻击和身份欺骗。

有利于控制游戏状态的统一性:由全局服务器统一处理系统所有的通信、逻辑,利于全局的同步,有利于控制整个游戏状态的统一性。

较高的客户端性能:由于客户端只是响应玩家自己的操作或者是响应服务器传来的消息处理结果,不涉及复杂的处理工作,简化了客户端的操作,因此游戏的客户端性能是比较高的。

成熟的商业运营模式:集中的服务器有利用商家有效地管理玩家信息,实施可行的游戏收费模式,进而提供一个良好的商业运营模式。

虽然在网络游戏中采用客户机/服务器架构带来了众多好处,但是,它仍然存在较大的弊端。

网络延迟问题:由于发送者的消息要经过游戏服务器的中转,而不是直接传到目的玩家,如果网络等待时间过长,就会出现同样的角色在不同游戏客户端不同步的问题。

服务器的瓶颈问题:由于所有玩家都保持一条同服务器的连接,因此随着玩家数量的逐渐上升,服务器保存的连接就会逐渐增多,服务器的处理负担也会加重,这样服务器就成了整个系统的瓶颈。

针对网络延迟问题,目前大多数运营商都通过改善网络性能来避免。针对服务器瓶颈的问题主要的解决方案是服务器集群和负载均衡技术的引入。

2.2 点对点结构

点对点(Peer to Peer简称P2P)架构是一种基于分布式思想的架构模型。在P2P的应用中,不需要中心服务器的参与,也就是说,网络中某个节点与另一个节点通信时不需要经过某一中心的中转,而是直接建立通信连接。P2P使得网络上的沟通变得容易、更直接共享和交互,真正地消除中间商。其通信结构如图2所示。

目前基于P2P的网络应用主要在资料下载和共享领域,例如e Mule、迅雷Thunder、BT、酷狗(Ku Goo)等。就网络游戏的应用而言,还没有多少采用P2P架构的,这主要是由于P2P架构下很难防范玩家的身份欺骗和游戏欺诈,而且更重要的是P2P架构下运营商还没找到可行的商业运营模式。不过,P2P架构的游戏还是有很多优点的。

可扩展性:P2P架构的逻辑处理和同步都在各自的客户端进行,服务器只提供最初打通连接的功能,没有承受能力的限制,并且由于P2P架构的通信特点,P2P架构的网络游戏能够支持大量玩家同时在线游戏。

响应速度快:在P2P架构下,玩家和玩家的消息不经过游戏服务器的中转,而是直接由源玩家发送到目标玩家,这样将网络延迟减少到了原来的一半,从而加快了操作的响应速度,带来了更好的游戏体验。

鲁棒性:集中式的客户机/服务器架构的最大问题在于,如果服务器死机的话,整个系统都将瘫痪,玩家无法进行游戏,只有等待服务器恢复运行,而在P2P架构下,任意玩家客户端的崩溃都不会感染到其他玩家,因此整个系统具有更好的鲁棒性。

正是基于这些优点,目前国内和国外已经有不少基于P2P架构的网络游戏的研究,其中比较知名的有法国电信、IBM、美国卡内基.梅隆大学、宾夕法尼亚大学、日本东京大学以及我国复旦大学等。他们也各自提出了自己的游戏架构,这里不做赘述。

3 镜像服务器结构

镜像服务器架构(Mirmred-Server)是一种改进的客户机/服务器架构,其通信结构如图3所示。

在该模型中,服务器是分布式部署的,客户端选择离他最近的服务器进行连接,每个服务器都有冗余的数据备份。在网络游戏中应用镜像服务器结构有着一个很主要的问题限制,就是服务器的一致性问题,因为架构中每一个服务器都必需处理游戏世界中任何地方任意时间的多用户消息请求,当其中一个服务器的数据和状态发生变化,必须同步更新其他所有服务器的数据。所以目前这种架构在网络游戏中使用也不多。

3.1 浏览器/服务器结构(Brows-er/Server)

浏览器/服务器结构(Browser/Server)是随着Internet技术的兴起,对C/S结构的一种变化或者改进的结构。在这种结构下,用户工作界面是通过浏览器来实现的,极少部分事务逻辑在前端(Browser)实现,但是主要事务逻辑在服务器端(Server)实现,形成所谓三层3-tier结构。这样就大大简化了客户端电脑载荷,减轻了系统维护与升级的成本和工作量,降低了用户的总体成本(TCO)。其通信结构如图4。

浏览器/服务器结构的最大优点在于:无论在哪里操作都不用安装任何其他专门的客户端软件,只要有一台能上网的电脑和通用的Web浏览器就能使用,客户端基本上是零维护。这样的架构,系统的扩展性很强,只要能上网,再由系统管理员分配一个用户名和密码,就可以使用了,另外该架构服务器端的端口一般都使用80,客户端使用的协议都是HTTP协议,这样无论就服务器还是用户机器来说,都容易进行安全管理和维护。正是基于Browser/Server架构的上述优点,近几年掀起了Web应用热,Web应用已经逐渐渗透到了各类网络应用领域,就网络游戏来说,目前流行的Web Game和Web Gis都采用了浏览器/服务器结构,该类游戏得到了白领人士的亲睐。

3.2 网络棋牌游戏平台通用架构

根据网络棋牌游戏的特点,目前大多数网络棋牌休闲平台都使用了客户机/服务器架构。不过这里的“服务器”不是单指一个物理服务器,也不单指一个服务器程序,而是“服务器组”,这个服务器组按照一定的功能和结构部署形成整个平台的服务器端。另外目前几乎所有休闲平台的客户端部分都使用了大厅模式,从大厅客户端登陆,大厅分为多个游戏房间,每个房间对应不同的棋牌游戏,房间内又分配多个游戏桌,玩家可以选择不同的游戏桌进行游戏。针对这些特点,在总结相关设计资料的基础上,给出网络棋牌游戏平台的通用架构如图5所示,下面给出通用架构的简要说明:

登陆服务器用于对玩家进行登录验证。玩家通过登陆验证以后,就与登陆服务器断开连接。根据玩家数量的多少,可以设置多个登陆服务器,此时可以采用一定的负载均衡策略,目前比较常用的是基于DNS的负载均衡方案。玩家通过登陆服务器验证以后,就会向大厅服务器发起连接请求。当客户端和大厅服务器建立起合法连接后,玩家就进入游戏大厅了。此后玩家客户端将一直与大厅服务器保持连接,并通过心跳包来告诉大厅服务器自己目前的在线状态,大厅服务器可以以此检测客户端的断线情况。中央服务器是整个服务端的核心,其用来存储整个系统的全局信息,例如大厅中的玩家信息、具体游戏服务器、后台数据库服务器的信息等等。中央服务器还负责合法性检验和消息的转发等功能。为确保系统的安全性,整个过程中中央服务器对玩家是透明的,也就是说玩家不直接与中央服务器进行连接和交互。游戏服务器在客户端看来,主要提供一个游戏的房间并运行具体的游戏逻辑。玩家通过客户端大厅选择进入某个房间时,就会与相应的游戏服务器建立连接,当玩家离开游戏服务器时,便与之断开连接。数据库服务器用于存储玩家的游戏信息,包括账号信息和游戏中的战绩数据等等。为确保系统安全,数据库服务器对客户端也是透明的,也就是说客户端不会直接与数据库服务器进行连接和交互。

3.3 网络棋牌游戏关键技术

网络棋牌游戏平台的服务器需要同时为大量玩家提供游戏服务,为了管理大量的套接字以及保证游戏的性能,现在Linux下多使用EPOLL机制和多线程技术。其二,为了实现服务器间,服务器同客户端间的交互,需要设计好通信协议。其三,平台的服务器需要不定时的将数据保存到数据库中,或者从数据库中存取相关数据,所以必须使用数据库访存技术。另外游戏的客户端效果离不开游戏引擎的支持。EPOLL机制和多线程技术、通信协议的设计、数据库访存技术、游戏客户端引擎技术是网络棋牌游戏平台的关键技术,本节将分别对其进行介绍。

3.3.1 EPOLL机制和多线程技术

棋牌游戏的服务器要实时正确地接收大量客户端所发送过来的游戏数据,并且要能实时处理并正确返回结果给各个客户端,而且Internet的网络通信状况是不稳定的,因此为了管理大量的用户连接,保障正确无误的网络通信数据的处理,服务器端的通信模块必须要采用适宜的通信模式,并使用的多线程技术。本文参考实际的开发经验,在Linux系统下,目前大多数网络棋牌游戏首选EPOLL机制和多线程技术来解决这一问题。

EPOLL是以Davide-Libenzi为首的Linux开发人员经过长时间工作,创造了一种新的管理大量文件描述符的技术,最早是通过一特殊设备/dev/epoll来实现的,它为解决大量并发用户请求问题提供了一个良好的解决方案。EPOLL拥有稳定的数据结构使系统具有较好的伸缩性,同经典单线程事件驱动I/O方式相比,EPOLL支持进程打开巨量文件描述符,并且IO效率不随文件描述符数量增加而线性下降,EPOLL还能够加速内核与用户空间的消息传递。由于棋牌游戏的服务器管理大量客户连接,客户上线后连接将会一直保持,但并不是每个时候都活跃,这些都比较适合发挥EPOLL的优点为大量并发用户提供即时服务。

在使用EPOLL机制时,EPOLL主要是管理大量套接字的读写,要并发的进行封包的获取和处理,还要进一步结合多线程技术。一般来说对玩家的操作响应越快,服务器的性能就越好。为了达到这个要求,最好能为每个玩家在服务端启动单独的线程来处理消息。但这种做法是不现实的。一方面,操作系统的最大并发线程数限制了最大用户量;另一方面,如果采用多线程处理,那么玩家的数据同步问题就会显得相当复杂。目前比较流行的解决方法是EPOLL接收线程等待EPOLL事件,发现某玩家套接字上有数据时,将玩家数据封装好放入接收数据链表。数据处理线程会不停的从接收数据链表中获取玩家数据封包,并回到游戏逻辑层进行相应的处理,处理完后会将回馈数据放入发送数据链表。发送数据线程不停的读取数据并发送给目标玩家。

3.3.2 通信协议的设计

网络棋牌游戏一个重要的特点就是存在着信息交互,如客户端和服务端的交互,还有服务端之间的交互。为了在不同机器的不同程序间进行信息交流处理,必须设计好通信协议。这里通信协议的概念就是在客户机和服务器通过预先设定好的格式传输数据发出的请求和应答,从而实现控制和传输游戏数据的目的。简而言之,也就是客户端发送到服务器的数据包和服务器发送的数据包双方解释规则。它是在网络模型的应用层定义一个高层的协议。

棋牌游戏中通信协议并没有一个像SMTP、TFP协议那样明确的标准。在很大程度上,通信协议根据游戏开发者的主观要求制定。一款棋牌游戏通信协议并不需要向大众开放,只需要在开发者内部约定俗成即可。因此游戏通信协议对格式和结构的要求不严。

棋牌游戏中通信协议的设计主要是设计好数据报。一般来说,一个数据报文包括报文头和报文体。为了能解释双方数据包的意义,一般都为双方数据包定义一个统一规则的报文头,包括报文ID、报文类型、源报文类型、源报文ID、目标报文类型、目标报文ID等。

3.3.3 数据库访存技术

棋牌游戏平台的服务器需要不定时的将数据保存到数据库中,或者从数据库中存取相关数据。例如在用户登陆验证过程中,登陆服务器需要查询数据库中保存的用户信息,在一局游戏结束时,游戏服务器需要更新数据库中保存的玩家金钱、等级、得分等信息等等。在诸如此类数据库访存的操作中,有一些操作是十分耗时的,例如当用户的好友很多,用户在查询好友信息时,恰逢数据库服务器的负载比较高,玩家服务器可能要等好久才能得到查询结果集,这无疑浪费了玩家服务器的CPU时间,为了解决这一问题必须使用异步数据库访存技术。异步数据库访存技术使得服务器在执行数据库访存操作后,不需要等待数据库返回数据集,而是直接返回,当数据库得到数据集时,会以异步方式通知服务器。这样服务器就不必一直等待。这样就大大提升了服务器的性能。

在Windows平台下,Adobe的三个对象中Connection、Recordset、Command都支持异步的方式。在其参数Options中使用ad Async Execute(0x10),这样执行命查询或返回记录集时都是以异步方式的。

3.3.4 游戏客户端引擎技术

游戏引擎是为运行某一类游戏的机器所设计的能够被机器识别的代码(指令)集合,它控制着游戏的运行。游戏引擎一般包含以下几种功能系统:渲染、动画、物理系统、音效处理、输入输出功能、人工智能模块、光影特效、用户图形界面管理、游戏脚本功能、内存管理、摄像机、脚本解析和编辑器功能。

棋牌游戏的客户端必须向玩家提供友好易操作的游戏界面,另外如果加入适当的游戏图形特效和声音效果将更能吸引玩家,这些无疑都离不开游戏客户端引擎技术的支持。由于棋牌游戏客户端的操作多属于平面化操作,所以目前大多数棋牌游戏使用的都是2D游戏引擎。在开发棋牌游戏时,游戏开发商依据成本,时间,技术实力,游戏效果的要求来决定自己开发2D游戏引擎还是使用免费或者付费的2D游戏引擎。同自己开发引擎相比,使用现有的引擎能迅速提高开发效率,下面介绍几款流行的2D游戏引擎。

Simple Direct Media Layer库,简称SDL,是为数不多的商业游戏开发公司使用的免费软件库之一。它提供跨平台的二维帧缓冲区图形和音频服务,它支持Linux、Win32和Be OS。也不同程度地支持其它平台,包括Solaris、IRIX、Free BSD和Mac-OS。除了大量的服务,包括线程、独立于字节存储次序的宏和CD音频,SDL还提供了一个简单的API,它允许您尽可能接近本机硬件。使用SDL有三重优点:稳定、简单和灵活。

HGE(http://hge.relishgames.com/)是一款易于使用且功能强大的硬件加速的2D游戏引擎,任何人可以几乎不受限制的使用它,或基于技术核心开发引擎。HGE使用DX8作为图像加速库,在Windows XP以后的系统,无须更新DX版本即可运行。目前的最新版本是1.81。Torque Game Builder简称TGB,T2D或Torque-2D是基于TGE、Garage-Games公司专为2D游戏开发设计的一套游戏开发工具。“Torque Game Builder”为你提供了无与伦比的功能集:动画精灵、灵活的方格、粒子系统、扫描式碰撞系统、刚体物力系统和硬件加速的2D渲染系统。这些都是2D游戏开发很好的入手点,也可看作Garage-Games其它更强大工具的起点,其代码可嵌入到Torque的其他产品上,例如TGE和TGEA。

JGE++(Jas Game Engine++)是一套有硬件加速的PSP的2D游戏SDK,支持Windows下的跨平台开发。包括完整的游戏制作步骤:编码、Debug和测试,都可以在Windows下进行(不过,还是推荐在PSP上检验游戏)。开发者也可以开发Windows游戏,不过主要平台还是PSP。

参考文献

[1]刘可夫.中国网络游戏产业透视.行业分析,2007.7.2.

[2]张俊苹.网络游戏产业的现状和趋势.现象研究.2006,(9):134～138.

物联网共性平台关键技术攻克 篇5

由刘海涛率领的“感知中国”团队从1999年起与国际同步启动物联网研究, 其创立的感知社会论, 首次提出物联网是“基于智能化、网络化基础上的全新社会属性感知体系”, 在基础理论、关键技术、标准体系、产业发展等方面不断推动物联网发展。目前, 在全球32个国家参与的物联网国际标准化组织中, “感知中国”团队已拥有过半数的主编辑及联合主编辑席位, 获得决定性“话语权”。

刘海涛说:“这个‘平台’就好像软件行业的windows操作系统, 它的诞生将把当前分散在物联网研究各领域的‘应用软件’整合起来, 并提供基于同平台下的应用设备开发、接入环境, 使物联网产业真正实现互通共融。‘共性平台+应用子集’产业模式目前已被国际标准化组织全面采纳。过去说到物联网产业, 涉及感知、传输、应用等多领域、多行业, 但它们相互之间无法互联互通, 仅是单一的产业‘线条’。而有了这个平台, 一切与物联网相关的设备或应用, 都可以通过它相互联系, 从而‘由线到面’逐步构成物联网理念下的感知体系。”

云计算平台软件的关键技术 篇6

云计算平台是服务器端数据存储和处理中心, 用户通过客户端进行操作, 数据的处理会在服务器进行, 然后将结果给用户。云端平台数据可以共享, 可以同时对多个对象组成的网络进行控制和协调, 云端各种数据可以同时被多个用户使用。

云计算 (Cloud Computing) 是分布式计算 (Distributed Computing) 、并行计算 (Parallel Computing) 、效用计算 (Utility Computing) 、网络存储 (Network Storage Technologies) 、虚拟化 (Virtualization) 、负载均衡 (Load Balance) 、热备份冗余 (High Available) 等传统计算机和网络技术发展融合的产物。商业公司和学术界都对云计算进行了深层次的研究, 企业与大学启动云计算学术合作, 推动云计算的普及和云计算相关技术开展研究。云计算在天文学、医学、网络安全、图像处理、互联网和科研领域具有广泛的应用前景。

2 云计算平台提供的服务

云计算平台包括以下几个层次的服务[1]:

Iaa S:基础设施即服务 (Infrastructure-as-a-Service) , 基础设施即服务。消费者通过Internet可以从完善的计算机基础设施获得服务。例如:硬件服务器租用。

Paa S:平台即服务 (Platform-as-a-Service) , Paa S实际上是指将软件研发的平台作为一种服务, 以Saa S的模式提交给用户。因此, Paa S也是Saa S模式的一种应用。但是, Paa S的出现可以加快Saa S的发展, 尤其是加快Saa S应用的开发速度。例如:软件的个性化定制开发。

Saa S:软件即服务 (Software-as-a-Service) , 它是一种通过Internet提供软件的模式, 用户无需购买软件, 而是向提供商租用基于Web的软件, 来管理企业经营活动。

3 云计算关键技术

云计算平台处理的是网络内的海量数据, 分布式计算编程模型、海量数据存储、数据管理是云计算的主要关键技术, 而虚拟化技术和云计算平台管理技术主要是用于整合和调配分布在网络上的大量服务器集群及其他网络设备的处理能力。

3.1 分布式计算编程模型Map Reduce

云平台的数据计算多由大量廉价的硬件承担, 云计算的编程模型对硬件的限制要尽量的低, 要能够适用于多核和多种处理器, Map Reduce编程模型成为大部分云计算平台首选的编程模型, Map-Reduce编程模型也兼具了高效的任务调度能力。Map-Reduce编程模型对于任务并发程度高、耦合度低的程序更加实用。

GOOGLE开发Map-Reduce的初衷是使非分布式的程序员也能够为大规模集群编写应用程序, 不必考虑集群的可靠性和扩展性等问题, 集群的处理问题由平台进行处理。

Map Reduce的MAP表示映射, Reduce表示化简, 用户通过递交自己设计的Map映射函数和Reduce化简函数, 便可进行大规模的集群分布式数据计算。Map Reduce提供了并行处理、容错处理、本地计算、负载均衡的功能接口, 自动地并发和分布处理信息。现在, 很多信息处理程序都按照Map Reduce编程模型进行了改写, 使得程序的架构更加清晰、更适合于集群分布式处理[2]。

3.2 数据存储技术

云平台的为了适应保存海量数据的需求, 采用的是分布式结构化数据存储系统。即在分布式系统上为一份数据保存多个副本。以Google的云平台数据存储技术GFS与传统的文件系统相比数据流和控制流分开操作, 对文件的写数据方式是在文件末尾附加数据而不见直接对现存数据进行修改。GFS系统的硬件是由一个Master和大量块服务器组成, Master上保存有数据信息、控制信息和位置信息, GFS存储中文件被分为64M的块进行存储。

用户对云平台GFS数据的读取实际不在Master上, 是先在Master上取得数据文件的保存位置和控制信息, 热后到块服务器进行读操作。这样避免了Master的过度响应, 使服务器的使用更为均衡。

GFS的写操作把写操作控制信号和数据流分开, 用户在得到Master的写授权后, 把数据传输给所有的数据副本, 在所有的数据副本都收到修改的数据后客户端才发出写请求控制信号。在所有的数据副本更新完数据后, 由主副本向客户端发出写操作完成控制信号[3]。

3.3 数据管理技术

云平台的为了适应海量数据的保存要求, 采用的是分布式结构化数据存储系统。

云平台上存储了海量的数据, 不断的有新数据加入和旧数据更新, 更像是一个巨大的动态的数据库。云平台的数据管理往往采用数据库领域中列存储的数据管理模式, 将表按列划分后存储。Bigtable是Google开发的分布式存储系统, Bigtable不包含什么全新的技术而是选择了合适的技术并很好的结合在了一起。Bigtable在很多方面类似于数据库但并不是真正意义上的数据库。

Bigtable是一个分布式多为映射表, 表中的数据是通过行关键字Row Key、列关键字Column Key、时间戳Time Stamp进行索引。Bigtable对存储的数据不进行任何解析, 全部看成字符串, 数据结构的实现由用户自行处理[4]。Bigtable的存储逻辑可以表示为: (row:string, column:string, time:int64) →string, Bigtable数据的存储格式如图1所示。

Bigtable中的数据按照关键字字典序排列, 对行进行动态划分, 存放在记录板中。列组是若干列的集合, Bigtable中的存取权限控制在列族的粒度进行。用来表示数据不同版本的时间戳是一个64为的整数。记录板由节点管理。主服务器, 记录板服务器和链接到客户端的库构成了Bigtable执行的必要组件。主服务器分配记录给记录板服务器并平衡负载回收垃圾等。记录板服务器主要工作是管理多个记录板, 处理读写请求。Bigtable采用三级的层次化的方式来存储位置信息。其中第一级的Chubby file中包含Root Tablet的位置, Root Table有且仅有一个, 包含所有METADATA tables的位置信息, 每个METADATA tables包含许多User Table的位置信息。当客户端读取数据时, 首先从Chubby file中获取Root Tablet的位置, 并从中读取相应M E T A D A T A t a b l e的位置信息。接着从该METADATA tablet中读取包含目标数据位置信息的User Table的位置, 然后从该User Table中读取目标数据的位置信息项。据此信息到服务器中特定位置读取数据。这样可以保证数据结构的高可扩展性[5]。

4 结语

云计算是互联网和分布式计算的产物, 随着互联网技术的不断发展和移动互联网应用的不断扩展云计算技术成为大规模数据处理的首选。云计算服务已经渗透到多个行业, 如何设计出适合行业本身发展并能够推动行业创新的云计算平台, 这需要对云计算关键技术不断的理论补充和研发实践。

参考文献

[1]罗军舟, 金嘉晖, 宋爱波, 东方.云计算:体系架构与关键技术.

[2]DEAN J, GHEMAWATS.Map Reduce:a flexible data processing tool[J].Commum ACM, 2010, 53 (1) :72-77.

[3]YUY, ISARDM, FETTERLY D, etal, Dryad LINQ:A system for generalpurpose distributed data-parallel computing using a highlevel language[C]//Proceedings of the 8th USENIX Symposium on Operating Systems Design and Implementation New York:ACM Press, 2008:1-4.

[4]CHANG F, DEANJ, GHEMAWATS, etal, Big Table:A distributed storage system for structured data[J].ACM Tiansaction on Computer Systems, 2008, 26 (2) :1-26.

网络教学平台关键技术 篇7

所谓融合网络,主要包括公众网络和政务网络,公众网络(含有线和无线),主要依托电信运营商和广电网络,政府也可根据实际需求补充建设专用网络,同时政府负责建设政务外网和保密网,满足其自身运行需求。

所谓公共能力平台建设,指的是将信息系统中公共部分从单个信息项目中剥离出来,这些公共部分包括服务器/存储等硬件、数据库/数据挖掘分析/GIS(地理信息系统)和应用中间件等基础软件和可以被其他应用系统所共享的软件模块[如云计算中的PaaS(平台即服务)能力中间件]。借助云计算技术、SOA(面向服务的体系架构)技术和组件化软件开发技术,这些公共部分将统一建设、服务共享、按需使用,形成公共能力平台。

所谓灵活应用,指的是在融合网络和公共能力平台基础上,智慧应用软件开发者可以专注于其的应用创意和业务逻辑上,减轻其开发工作复杂度和建设资金和时间成本,从而能够满足目前城市各类主体信息需求日新月异、应用创新层出不穷的信息时代需求。

本文主要探讨公共能力平台中的软件部分建设方案,融合网络和智慧应用将不在本文中进行讨论。

1 需求分析

智慧城市公共能力平台目标是实现城市信息资源高度共享和集约高效开发建设,围绕此设计目标,公共能力平台建设需求如下:

1)面向服务的系统架构。公共能力平台本事以及集成的各项应用需遵循SOA架构要求,各类服务采用标准调用接口,并通过统一的机制进行服务注册和发布,同时保证各类服务的正常运行。

2)数据的整合和分析。数据是智慧城市的关键和难点,公共能力平台需要支撑广泛的数据采集,建设城市各类主体间的数据共享和交换的通道,并提供工具对数据进行挖掘分析,尤其是近年来日益流行的大数据挖掘分析能力。

3)安全和可靠运行。公共能力平台作为智慧城市的基础设施,能否安全可靠地运行将影响到城市的方方面面。公共能力平台出现问题时,其后果将比目前更为严重。因此公共能力平台必须能够通过技术手段保障智慧城市平稳运行,及时发现影响运行的危险因素,并为快速定位解决故障提供有力支撑。

同时，基于公共能力平台的智慧城市建设方式和传统按项目、分系统的建设方式已经有了巨大的变化，因此在公共能力平台建设推进过程中,不仅重视技术问题，也要高度重视与之相适应的管控与运营体系的建设,确保智慧城市技术体系与智慧城市管控体系的平衡发展。

2 设计思路

通过分析信息从生产到消费的全流程，并围绕建设需求，提取公共能力平台的核心组成部分。

step1:信息采集。城市的信息种类繁多，数据巨大,来源也多种多样。包括从物联网采集的数据、从各类城市专业信息系统中采集的数据、从互联网和移动互联网采集的数据等等。由于多种原因,在信息采集层面存在天然多样性,不能去强制要求进行统一。但为了确保信息采集的可靠安全并便于共享,需要对各类信息采集进行监控,对采集的信息进行统一分类和标识,因此需要建设智慧城市公共数据采集和控制功能。

step2:信息交换和共享。未来城市中的各类主体(包括各种机器设备)都需要和外界交换和共享信息,需要构建一个公共的信息高速公路来满足这些信息的相互交换共享需求。需要说明的是,本文中信息高速公路有别于高速通信网。本文中的信息高速公路是构建在高速通信网之上的语义和业务层面的信息交换平台。因此需要构建智慧城市公共信息共享和交换功能,实现各类应用的快速接入,并保证各类信息能够按照信息交换双方的契约进行可靠交换。

step3:信息存储和分析。城市中的各类信息通过采集和交换之后,除了满足直接信息需求外,还需要整合起来形成城市信息模型,并在该信息模型的基础上进行分挖掘析,特别是可以实现多领域融合分析,从而打破现有信息孤岛和壁垒,发现城市的运行规律。进行科学决策和及时调整,因此需要建设智慧城市公共信息分析功能。

step4:信息服务和消费。城市中的智慧交通智慧社区、智慧能源、智慧医疗、智慧旅游等智慧应用都是实现城市智慧的有机组成部分,这些智慧应用中能够被其他系统所调用的能力应该封装和暴露出来供其他智慧应用来使用,从而实现“1+1>>N”的效果。当然,公共能力平台自身所整合的数据和分析出的城市运行规律也需要封装,并能够为城市的各类智慧应用所调用。因此需要建设智慧城市应用能力支撑功能。

除此之外,为了保证信息流的安全运行,还需要建设智慧城市运行监控能力。

基于上述分析,智慧城市公共能力平台主要包括如下功能模块:数据采集和控制功能、信息共享和交换功能,信息分析功能、应用能力支撑功能和智慧城市运行监控能力。当然智慧城市还包括其他各种公共能力,但上述能力是基本和必备的,是智慧城市的建设基础。

3 关键功能技术

3.1 数据采集和控制功能

数据采集和控制功能建设目标是对由基础市政设施、城市实体、城市资源与环境和城市居民等几大部分构成的城市进行全面深度感知,为智慧城市提供智能化、泛在化的感知信息。

数据采集和控制功能建设内容如下:

1)数据采集点接入和接入控制。主要实现对包括物联网传感器在内的各类数据接入的准入管理、连接保持以及流量控制等功能。数据采集点接入功能主要包括报文收发和认证、连接状态监测、流量控制和协议适配等功能。数据采集点控制功能主要实现数据接入的准入管理,包括数据采集点注册、登录、退出和注销。

2)数据采集点监测控制。主要实现数据采集点信息查询、状态监测、事件上报、故障管理、参数的查询和配置、远程控制和升级、操作任务管理等功能。

3)业务管理。主要实现数据采集点和相关应用的信息维护和统计分析功能。信息维护包括元数据信息维护,编号管理,能力信息维护,流量信息维护。

3.2 信息共享和交换功能

信息共享和交换功能纵向贯通城市各类信息资源与智慧应用信息通道、构建高效、实时、共享、准确的信息流;横向满足跨部门、跨领域的信息共享和协同应用,是智慧城市的信息中枢传输通道。信息共享和交换功能建设基于SOA的架构,利用应用能力支撑功能将各种不同来源的数据提供以服务的方式统一注册和提供服务。信息共享和共享功能架构如图1所示。

信息共享和交换功能主要建设内容包括:监控管理中心、交换中间件、资源目录管理和数据交换与共享总线4个部分。

1)数据共享与交换总线主要承担适配功能、服务注册、数据清洗、格式转换、安全服务等功能。

2)交换中间件主要承担了消息发送,队列管理,路由管理等工作。

3)资源目录管理主要承担对与交换共享信息统一的处理与分类。

4)监控管理中心承担对整个信息共享与交换功能的各个构件做统一的监控与管理,保障正常运作与良好品质。

3.3 信息分析功能

信息分析功能采用多层的数据结构,包含ODS(操作型数据存储)、DW(数据仓库)、DM(数据集市)这3层,各自的层次储存特定的数据,实现数据的分类,应对不同的数据需求。在信息建模上采用基于本体的数据仓库建设策略,本体描述了城市重要实体、属性、过程及其相关关系形式化描述的基础,使信息重用变得更加方便有效,并可转化为数据仓库系统中可重用和共享的组件。在信息分析能力上具备分布式计算、流计算和批量计算等,融合传统数据和大数据的分析能力,让智慧城市中普遍的、海量的、低价值的数据及时准确的转换为精简的高价值的信息。

智慧城市信息分析功能的主要内容包括:数据加工层、数据存储层、数据分析支撑层和信息资源管理层。见图2。

3.4 应用能力支撑功能

应用能力支撑功能主要功能如下:

1)屏蔽了各类智慧应用架构的复杂性,实现服务高度抽象,封装成开放、统一、标准应用开发接口提供给第三方使用;

2)整合网络、计算机硬件和基础软件能力,为二次开发提供统一的服务集成开发、测试和部署环境,降低开发门槛;

3)完成封装服务的认证、鉴权、计费和管理等功能;4)对所提供服务进行质量监控和内容安全控制。应用能力支撑功能架构如图3所示。

3.5 智慧城市运行监控能力

智慧城市运行监控能力能够及时发现影响智慧城市平稳运行的危险因素,保障运营效率及质量,降低运营维护成本

主要功能如下:

1)硬件运行监控,监控范围包括主要智慧城市的网络、主机、存储等,监控内容应包括告警、故障、性能、配置、使用率、可用性、连通性等方面数据。

2)应用软件监控,从系统功能、处理性能、数据处理等方面实现智慧城市应用软件的监控以及从客户感知的角度实现关键业务过程的端到端监控。

3)系统软件监控实现系统软件的集中监控,监控范围包括数据库、中间件、备份软件等。

4 小结

网络教学平台关键技术 篇8

2004年7月,国务院办公厅转发科技部、发展改革委、财政部、教育部《2004- 2010年国家科技基础条件平台建设纲要》,提出在我国建成与跻身科技大国相适应的资源丰富、布局合理、技术先进、功能完备、运行高效的科技基础条件平台的目标。目前,从国家到省、市都在建设各层面的科技文献共享平台,为科技创新做好文献支撑服务。甘肃省从2005年开始依托甘肃省科学技术情报研究所为主要承担单位建设甘肃科技文献共享平台(http://www.gsstd.cn),在建设过程中,平台的建设模式和关键技术都非常值得研究和思考,对此加以总结,对于科技文献共享平台今后的建设可以起到启发和借鉴的作用。

文献[1]提出目前科技文献共享平台具有资源主导型、整合服务型、技术应用型和综合型四种建设模式,并对各模式做了详细分析。资源主导型建设模式就是将全文资源直接向用户开放,而且基本上都是免费的。这些平台基本上分布在地方财政较好、资金支持力度较大的区域,平台建设方利用向资源商买断区域使用权或购买流量的方法,通过IP地址限定和帐号密码认定身份等方法直接将文献全文资源向区域或系统的用户开放。此类平台的特点是:直接提供一次文献,用户获得一次文献的经济成本和时间成本极低,使用方便快捷,技术上实现比较容易,几乎不涉及数据加工,但是资金投入较大,对数据资源商的依赖性也较大。上海市研发公共服务平台科技文献平台、杭州市科技文献共享平台、国家知识产权局的中外专利文献数据库服务平台、宁波市科技文献共享数据服务平台、丽水市网络图书馆等都是资源主导型。整合服务型建设模式就是将各平台参建单位的文献进行充分整合,通过整合向用户提供无偿的元数据检索,同时突出平台的服务性,通过网络或纸质手段向用户提供全文,以及委托检索、参考咨询和定题服务。整合的对象包括各单位的馆藏文献和自建特色文献,整合一般都是在元数据层面上。此类平台的特点是:可以有效地打破条块分割,实现不同行政隶属关系的科技文献信息机构的联合;可以在不影响知识产权的前提下最大限度地实现资源共享;可以为用户提供较多的文献数量和品种,服务内容较为丰富,文献保障和满足率较高。目前这种类型的科技文献共享平台已成为我国科技文献共享平台建设的主流建设模式,国家科技图书文献中心(NSTL)和许多省一级平台都采用了这种建设模式;但是,这种建设模式的数据加工量较大,在使用的方便性和快捷性上略有不足,对平台网络系统要求较高,需要性能较好的门户网站技术、跨库检索技术和较高的存储容量等。国家科技图书文献中心(NSTL)、浙江、江苏、陕西、四川、安徽、新疆、宁夏、青海、重庆等区域的科技文献共享平台都采用了整合服务的建设模式。技术应用型建设模式利用软件技术,不改变数据资源的物理存储位置而实现对平台各建设单位文献资源的检索和获取。此类平台的特点是:数据加工量小,在人员、设备和资金上的投入较少,效果等同于整合模式型,但软件开发和技术维护量较大、对带宽等网络环境要求较高,文献资源的元数据标准也需统一。山西、云南和广东省的科技文献平台采用了技术应用型的建设模式。随着平台建设的不断深化和网络技术的不断发展,目前国家和区域的平台在保持原建设模式为主要特征的基础上,又产生了辅助建设模式,形成了“主要建设模式+辅助建设模式”的综合型建设模式。NSTL、上海市研发公共服务平台科技文献平台、CALIS等采用了综合型建设模式。

甘肃科技文献共享平台采用了综合型建设模式,平台的中外联合目录、参考咨询和原文传递等方面的工作体现了整合服务的建设模式,另一方面,平台在资源整合配置方面体现了其技术应用型的一面。根据甘肃省科技文献资源现状和平台建设经费实际,经过与国内外不同文献共享模式的分析对比,提出了资源各自持有、各自建设、同一界面、共同服务的模式。由于补贴经费少,且补贴经费难以下达到具体工作部门,甘肃省科技厅给7家共建共享单位以项目形式进行了补贴。实践证明,同样少量的经费,改变了补贴的方式,使经费能够直接落实到具体工作部门,同时为相关人员争取到省级项目,这种做法是非常有效的。此外,注重服务,建立全省文献服务体系。平台建设的最终目的是全省文献资源得到最大限度的应用,通过分析全省行业分布特征及各地信息化建设情况,选择信息化水平高,对信息需求强烈的重点行业进行文献平台行业服务中心建设试点,并逐步向各行业渗透;选择网络基础条件良好,在各地的信息资源建设和服务方面有一定基础的市、州科技局信息部门作为平台市州服务站,通过对文献共享平台的业务培训,负责当地文献平台信息服务、会员用户组织推广、本地特色信息资源建设。

1 甘肃科技文献共享平台的架构

软件架构直接制约着软件开发的成败[2],设计和实现合理的、健壮的软件架构同样对于科技文献共享平台的建设具有重要意义。充分借鉴了前人的研发成果,并根据科技文献共享平台统筹建设和维护的需求,从应用、技术等多个角度构建了甘肃科技文献共享平台的软件架构。

1.1 应用架构

甘肃科技文献共享平台由五大系统组成,其应用架构如图1所示。

1) 文献信息WWW服务

WWW服务主要包括以下内容:资源目录、公告信息等。能够提供用户在线注册、个人信息查询、账务查询和原文请求处理情况查询等系统的入口。WWW服务入口提供注册用户入口和非注册用户入口。非注册用户不能提出全文下载、原文传递请求,但可以进行题录、摘要检索。

2) 全文数据库检索及发布系统

全文检索就是以文本数据为主要处理对象,提供根据资料内容而不是外在特征来实现的先进查询手段。"文海捞针"是对全文检索的形象描述,全面、准确和快速是衡量全文检索系统的关键指标。本平台采用广泛应用于国内图书情报系统的全文检索系统——TRIP系统。

3) 异构数字资源统一检索系统

统一检索系统是指用户通过一个单一友好的界面,一次向多个Web数据库、搜索引擎提交检索请求,获取更为准确、有序的检索结果,以期在较高查全率下达到较高的查准率和检索效率。

4) 原文传递系统

主要处理用户根据文献检索结果提出的原文订购请求。处理请求前首先要验证用户身份和帐户余额。如果验证通过,原文请求转发给相应馆藏单位。

原文传递系统采取目前最先进的面向最终用户的服务模式,读者只需在系统中注册成为合法用户后,即可自行在网上提交原文传递申请,然后在电子邮箱中获取原文,整个过程无须任何第三方的介入。文献获取方式方便、快捷,尤其符合信息化飞速发展环境下读者的信息获取习惯。

5) 用户管理及计费系统

用户管理主要完成用户注册、用户管理、给用户发消息、给用户发邮件、批处理用户有效期、批处理用户预存费用和用户信息联机等服务。其中给用户发消息或邮件的设置便于向已注册用户做宣传,而后两项批处理功能无疑大大提高了文献服务人员的工作效率。用户管理还提供用户身份认证[3]和权限检查模块,协助文献WWW服务、统一检索和原文传递系统完成用户认证。

计费系统完成用户全文下载和原文请求的费用估算及实际费用帐务处理,可为用户进行充值和退款处理。

6) 统计分析系统

根据接收到的文献检索服务、全文下载和原文订购等信息,统计各类文献资源的使用情况、用户群的地域和年龄分布,为决策分析提供可靠的数据。

原文传递系统的“统计分析”提供了“费用统计”、“用户统计”、“发送请求统计”、“接收请求统计”等模块,特别是后三个统计功能的设计可谓独具匠心。其中“用户统计”提供对结果从用户学历、职称、类型、总开户人数、利用或未利用人数多个维度的分析、筛选:而“发送或接收请求统计”模块,不仅可以统计各个文献馆藏单位发送或接收请求的数量,还提供详细的处理结果——满足、未满足以及未满足的具体原因、服务的完成时间、收费情况等。这样便于文献服务人员深入了解各个文献馆藏单位申请的处理情况、对外馆的服务情况,从中挖掘问题,进而为各个文献馆藏单位的馆藏资源建设、读者培训及与外馆的沟通交流等各项工作的开展提供依据。

1.2 技术架构

甘肃科技文献共享平台基于PHP和Web Service架构,使浏览、业务逻辑、数据各层合理划分,让系统整体构架更加优化。技术架构分为门户层(服务渠道层) 、应用支撑层、应用层、信息资源层4层,如图2所示。

系统采用四层体系结构,客户(请求信息)、业务(处理请求)和数据(被操作)被物理地隔离。客户层由浏览器和富客户端组成,浏览器用于显示系统的界面,富客户端用于处理Ajax请求和XML数据。服务层由Web服务器和文献网关应用服务器组成,Web服务器用于处理显示逻辑,文献网关应用服务器处理文献检索的业务逻辑,业务逻辑层处于中间层,不需要关心由哪种类型的客户来请求数据,也可以与后端系统保持相对独立性,有利于系统扩展。四层结构具有更好的移植性,可以跨不同类型的平台工作,允许用户请求在多个服务器间进行负载均衡。四层结构中安全性也更易于实现,因为业务逻辑层已经同客户隔离。

四层之间的通信方式如下:浏览器通过Ajax异步调用向Web服务器发送用户请求,Web服务器与文献网关之间则采用SOAP协议,文献网关应用服务器通过HTTP、Z39.50、ODBC或JDBC等协议与文献资源数据库通信。

用户只需要在客户端设定好检索信息后(包括检索词和资源选择),利用HTTP协议发送检索请求,检索请求信息经Web服务器处理后传输到应用服务器后,在这里对检索请求进行分析,然后通过HTTP、Z39.50、ODBC或JDBC等协议访问资源数据库,得到检索结果后进行数据清理,然后以统一的数据形式传到客户端。

2 甘肃科技文献共享平台的关键技术

2.1 统一检索技术

统一检索[4]又叫跨库检索,统一检索系统的实现必须紧密围绕异构和分布式计算两个最显著的特性开展技术开发,只要屏蔽文献数据库资源的异构性,合理采用分布式处理技术就能提出符合实际的解决方案,实现统一的文献资源查询服务。

从技术实现的角度看,统一检索有二种模式:联合检索和整合检索二种。联合检索一般采用模拟Web访问过程[5],将统一检索界面输入的检索条件自动保存下来依次传给多个数字资源系统,各数字资源系统启动各自的检索系统进行检索,并将检索结果在同一界面同时显示。

在基于Web过程模拟的实现方法中,最核心的技术就是Web信息抽取。基于子树广度的Web信息抽取[6]可不加区分地对不同科技文献网站的页面信息进行自动抽取。该方法是通过查看科技文献网站每页显示的题录数并将此数存储在数据库,再使用HTML Tidy(http://tidy.sourceforge.net)将这些网页的HTML格式清理转换成XML文档,并生成DOM树,计算DOM树中某一个子树的广度,通过判断某一个子树的广度是否等于预先存储在数据库的每页显示的题录数来确立关键信息块[7,8],然后对关键信息块进行信息抽取。实验证明,该方法在基于Web过程模拟的统一检索系统中能保证很高的数据抽取回召率和查准率[9]。

统一检索系统维护是一项难度很大的工作,缘由主要是因为基于Web Service接口的源库界面代码会发生变化,一般都需要开发方上门进行服务,用户方需要支付高昂的维护费用。综合对比,采用XML格式的模板,通过给用户分发资源模板文件,由用户方导入系统即可,用户间亦可交换模板,为系统维护工作带来了极大的便利,提高了用户更新速度,极大地保护了用户方的投资。

从模板分类来说,区分为资源描述模板和资源访问模板。资源描述模板是对资源基本信息的描述性文件,它包含字段描述的数据节点和数据库元数据描述节点组成。资源访问模板是指机器访问源数据过程及参数的描述性文件。它针对数据库厂商,多个资源描述模板可使用一个访问模板,就厂商而言它的资源发布平台是统一的,而不同的数据库,可通过子库来区分。两种模板存在多对一的映射关系。

2.2 Web2.0

为了提高用户体验,系统采用了Ajax、Tag等Web2.0技术,实现用户个性化服务,个性化服务指用户可以按照自己的目的和需求设定获取信息或服务的类型、具体内容、表现形式等,比如:用户可以将自己常用的检索文献类型及常用的检索文献数据库通过Tag技术收藏起来供以后方便使用,在用户的文献类型分类中采用自由标签形式,让用户自由定义。在资源数据库显示时,采用异步调用Ajax技术,根据用户点击标签来选择数据输出资源数据库列表,在用户整个的操作中不需要刷新整个网页。此外,我的数据库、我的收藏夹、我的检索历史等都是用户个性化服务的表现。

尽管PHP的优势主要在于优异的字符运算处理速度和可靠性,通过与Apache 2.0 Web服务器的组合使得统一检索系统具备了良好的稳定性和性能[10],但它本身不支持多线程,而统一检索系统需要对多个数据库同时进行检索,如果是普通的单线程程序,处理速度会慢得让人无法忍受,使用Ajax技术实现多任务编程技术,以提高程序的运行效率、避免程序界面出现“假死”状态。

2.3 Web服务

数字文献资源的分布存储是其最主要的特点之一。传统的统一检索系统针对一个具体的门户进行设计,缺乏对共享单位之间的资源互访及计费进行有效支持。系统需要对题录查询、文摘获取和全文下载通过异步调用方式建立Web服务程序,用户、文献节点群通过XML文件传送结果,实现网格化的文献资源共享,解决资源互访及计费问题。文献检索服务对用户来说,主要是用户获取请求后启动检索器,并将检索结果通过服务生成XML格式文件。主要的服务有资源列表服务、题录浏览服务、文摘浏览服务和全文下载服务。

2.4 数据安全

科技文献共享平台通过网络为用户提供服务, 在这个过程中,如何保护数据的安全,主要依赖如下几种技术:(1) 加强权限设置,合法用户通过口令访问;或通过IP地址设置,限定某IP网段的用户访问。(2) 对数据库的数据流量进行限制, 防止恶意下载造成的数据库崩溃。(3) 在网络传输过程中采用加密与数字签名技术,防止网络传输被窃取和破坏。

3 结 语

目前,甘肃科技文献共享平台整合了省内7家文献主要收藏单位(甘肃省科学技术情报研究所、中科院资源环境信息中心、甘肃省图书馆、兰州大学图书馆、中国石油兰州化工研究中心、兰州理工大学图书馆、甘肃农业大学图书馆)的文献资源,共173个资源数据库。文献类型包括中外期刊论文、中外标准、中外专利、中外学位论文、中外联合目录、中外会议报告、机构产品、地方特色资源、国研网系列库文献,通过平台统一的门户网站向社会用户提供免费的二次文献检索服务,同时根据用户的需要提供相应的一次文献有偿服务。14个市、州的服务站和煤炭、有色冶金行业服务站已建成运行。文献平台注册个人用户近2000,集团用户227个,用户访问达到172811人次,下载全文148602篇,开展查新检索3100项,信息咨询4700余次。

甘肃科技文献共享平台关键技术及模式除了在甘肃省得到成功应用,还推广应用到中国石油科技文献共享平台、青海省科技文献共享平台(www.textqh.com)、宁夏科技文献共享平台(www.nxkjwx.com.cn) 等省级科技文献共享平台。运行实践表明,该平台提高了文献资源的集成程度,为实现“一站式”文献服务提供了可行的技术手段,提高了文献情报机构的服务水平、管理水平和市场竞争能力,减少了文献资源的重复投资,减少了内容相同的数据库资源的重复开发。

随着我国科技文献共享平台的发展,异构数字资源统一检索领域的研究和开发会进入更深层次,功能会得到更进一步的丰富,但基于Web服务的统一检索毕竟是为了解决数据库厂商的非规范的数据接口而产生的,基于标准和规范的资源数据库访问和检索接口才是解决目前数字资源“信息孤岛”现象的有效途径和手段。我国应该及早加强该类标准和规范的制定和强制推广,使我国的数字图书馆建设早日完善。

参考文献

[1]胡芒谷.我国科技文献共享平台的建设模式研究与可持续发展思考[J].数字图书馆论坛,2008(7):67-70.

[2]Bass L,Clements P,Kazman R.Software Architecture in Practice,Sec-ond Edition[M].Addison-Wesley,2003.

[3]肖琬蓉,杨生举.基于LDAP的统一用户认证系统设计与实现[J].计算机科学,2008,35(5):298-301.

[4]黄镝.异构数据库的跨库检索技术综述[J].图书情报工作,2003(6):94-97.

[5]曹方,施韶亭.基于Web过程模拟的异构数字文献统一检索系统设计与实现[J].情报学报,2006,25(5):575-579.

[6]王权,施韶亭.基于子树广度的web信息抽取[J].计算机工程,2009,35(3):89-90,93.

[7]Deng Cai,Yu Shipeng,Wen Jirong,et al.Block-based Web Search[C]//Proc.of the 27th Annual International ACMSIGIR Conference.Sheffield,South Yorkshire,UK:[s.n.],2004.

[8]Deng Cai,He Xiaofei,Wen Jirong,et al.Block-level Link Analysis[C]//Proc.of the 27th Annual International ACMSIGIR Conference.Sheffield,South Yorkshire,UK:[s.n.],2004.

[9]Gaizauskas R,Wilks Y.Information Extraction:Beyond Document Re-trieval[J].Computational Linguistics and Chinese Language Process-ing,1998,3(2):17-60.

网络教学平台关键技术 篇9

1系统关键技术分析

1.1 SQL Server数据库技术

本文所开发的村镇信息管理平台而言, 主要采用的数据库为SQL Server, 即结构化查询语言, 属于当前使用最为广泛的数据库系统之一, 其支持多数操作系统平台, 属于一种具有高级结构的查询语言。该技术采用的是包括界面、面向对象、组件技术在内的开发策略, 因而在很大范围内都能够调用, 其属于非过程化语言, 一次只能进行一条记录处理, 为数据提供相应的自动化导航, 无需用户指定存储方法, 允许在高层数据结构上进行操作。

1.2开发工具

本文系统需要创建一个动态的Web应用程序, 因而要求开发工具的可视化, 本文所采用的是Dreamweaver对页面进行开发, 用来对Web应用程序进行快速创建, 并构建一个基于团队的良好开发环境, 确保操作的可行性。同时, 采用ODBC对数据库进行链接, 脚本采用Java Script。

1.3 Browser/Server模式

本文所采用的是Browser/Server模式, 其具有三层结构, 服务器采用的是Microsoft Windows NT, 利用Internet实现数据库应用, 便于实现, 而且经济性好。B/S结构多用于事务逻辑处理, 多数在服务器端实现, 具有三层结构, 一次性开发, 实现了数据平台、访问权限的有效管理, 确保了数据的安全性, 简化了用户端负载, 减少了系统维护成本与总成本, 更便捷、高效。

1.4模糊查询技术

为了实现快速查询, 往往需要搭建一个集信息、管理、知识三位一体的信息管理平台, 同时, 提供强大的检索功能。查询主要包括单条件、多条件查询, 还包括精确、模糊查询, 结合数据源的不同, 除少数页面需要提供精确查询以外, 多数采用的是模糊查询技术, 用户仅需几个简单的关键字, 即可对所要检索的信息进行快速检索。

2系统模块开发

本系统以Browser/Server模式为基础, 就每层分类进行了统计, 将各类作为一个统计台帐, 在各台帐下均包括三大模块, 分别是信息采集, 管理、统计报表模块, 由三大模块分别管理, 系统模块开发图见图1所示。

2.1数据采集模块开发

该模块主要负责数据的采集, 并将其存入数据库内, 利用前台地图, 对所录入房屋信息进行记录, 此类数据采集过程中, 主要涉及到文本、图片数据的上传、预览、管理员权限、地理位置显示等功能。获取权限之后, 由于部分分类需要对房屋地点等数据进行采集, 因此具有足够权限的管理人员可以看到其所管辖地区, 如XX镇的管理人员, 能够在建设地点该选项下找到所管辖村, 选择后地图会自动跳转至该村地图, 因此, 要求平台应在JSP页面中增设触发条件, 上传图片、房屋信息等, 利用Spring进行格式转化, 提交信息。

2.2数据管理模块开发

该模块负责对所采集数据进行查询、增删、修改等:

2.2.1查询功能

将某一项信息提取出来, 返回到结果, 利用表单形式加以显示。对数据进行查询时无法进行操作。

2.2.2删除功能

将某一项数据完全删除, 并返回结果。利用Entity Manager实现这一功能。

2.2.3修改功能

将某一项数据全部取出, 并以表单形式加以显示, 可提交修改请求, 重新更新数据库。

2.3统计报表开发

该模块提供村镇各类建筑信息, 并通过表单形式加以显示, 便于管理人员打印, 进行数据的统计、分析。

2.4信息服务模块开发

该模块利用的是Wamp Server环境进行开发, 采用Word Press进行搭建, 该模块主要包括首页、政策法规、交流平台、招商平台、咨询平台、旅游平台、村镇规划平台等子模块。各类子模块主要利用category分类策略, 其一一对应一个category编号, 并在主题下一级分类中对对应文件进行创建, 并对二级分类利用category.php文件进行响应和管理, 实现请求和访问。

2.5数据库开发

该平台采用Word Press对数据库进行管理, 对于所提交的信息统一由Word Press进行分类和管理, 为此, 对于数据库无需进行独立分析和设计。就村镇管理系统而言, 主要采用的是SQL Server数据库, 开发时, 分别对村镇行政区域内的布点、位置、性质、规模、用地范围等数据加以分类, 构建了数据库, 依据一定编码方式实现索引。在地址设计过程中, 将其设计为分级地址, 并对住宅、生产性建筑、公共建筑及其设施信息分类进行了数据库构建, 提供了详细的图像信息, 并提供了用户信息记录功能。

3结语

一言以概之, 随着信息时代的到来, 村镇要想得到持续、健康、稳定的发展, 必须把握好科学管理这一重点, 促进村镇管理的科学化、现代化、规范化发展, 转变传统落后的管理方式, 加快村镇信息管理平台建设, 促进村镇管理步入规范化、科学化、现代化管理正轨。

参考文献

[1]薛峰, 梁锋, 徐书勋, 等.基于Spring MVC框架的Web研究与应用[J].合肥工业大学学报 (自然科学版) , 2012, 35 (03) :337-340.