网格多媒体教学资源库的建设透析

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论文关键词:多媒体教学资源库网格

论文摘要:在计算机飞速发展的今天，计算机辅助教学已经成为很大的热门，随之而来的教学资源库也得到了人们的更多关注。介绍了一种基于网格的多媒体教学资源库，该系统能有效的提高教学资源库的利用率和灵活性。

1多媒体资源库的设计背景

以多媒体技术和网络技术为代表的现代信息技术的飞速发展，给现代教育带来了令人激动生机与活力。多媒体网络教学则是现代信息技术在教育领域的一种具有代表性的典型应用如何利用现有的各种教学资源建设多媒体教学资源库，是学校信息化建设急为迫切的任务。网络技术的高速发展，为计算机网络实现高速传输提供了切实可行的方案，为多媒体技术的网络化应用提供了很好的技术支持。建设基于校园网的多媒体网络教学方式正在各大高校中迅速发展，比如运用多媒体技术开展的网上精品课、网上虚拟实验室、网上互动答疑平台等，而支持多媒体网络教学的重心是多媒体资源库的配套建设。研究基于校园网的多媒体资源库的建设正成为教育技术与网络教学的首要任务。

2多媒体教学资源库的现状

目前，我国高校和中学中都有不同程度的开展多媒体教学与网络教学，在这个形式下也带动了多媒体教学资源库的发展，但我国的多媒体教学还处于初级阶段，难免的使多媒体教学资源库的发展也存在着很多问题。

2.1多媒体教学资源库等于多媒体资源库

现有的比较常见的多媒体教学资源库，其实本质上是一个多媒体资源库，并没有所谓的教学作用，它只是一个存放资源的地方，虽然多媒体教学资源库的一个作用就是存放多媒体资源，但它却有教学这个较为重要的作用存在。

2.2多媒体资源的紧缺

多媒体教学资源库能存放多媒体资源，但其内容却实为很少，多数多媒体资源都是相对重复的.

2.3投入不足

虽然学校领导已经认识到多媒体的重要性，但无论在人力、物力、资金的投人方面都相对不多。

3教学资源库

为了解决上述问题，本文构建了基于网格环境下的教学资源库建设平台，利用网格技术能将地理上异构分布的各种高性能计算机、数据服务器、大型检索存储系统等通过网络连接集成，对所有资源统调配和使用，实现计算资源、数据资源和服务资源的有效聚合及共享，是提高高校网络资源利用率，完善教学资源库建设的有效方法。

目前主要的网格体系结构分为两种:一种是八层沙漏结构，它的主要思想是以协议为中心，强调物理资源的共享.另一种是开放网格服务体系结构(OpenGridServicesAr-Chitecture)，在OGSA中，定义了“网格服务”(GridScrvice)概念，并将计算机资源、存储资源、程序、数据库等看作网格服务，服务提供了一组接口，这些接口将解决服务发现、动态服务创建、生命周期管理、通知等问题。用不同方式聚合起来的网格服务不仅可以满足不同教学资源类型的分类管理与建设的需求，由于网格环境提供资源的统一管理有利于资源的整合与利用。

词格环境下的教学资源库应用平台基于OGSA架构的网格应用平台，主要由分散在网格节点中的多媒体集群服务器组成。应用平台为用户提供统的Web访问接口。网格系统中的资源调度服务器将负责，完成多媒体资源的查找、动态服务的创建、资源的调度、访问资源的定位、生命周期管理等工作。最后用户将根据此动态访问实例对多媒体教学资源进行访问。网格平台可以充分利用网格中的各种现存网络资源，分散访问请求，避免网络拥塞，提高服务质量，提高教学资源库的利用率及灵活性。

3.1教学资源库平台的架构设计

网格教学资源库中的资源管理是整个校园网教学资源库的基础和关键的部分，它为网格的上层应用提供底层支持，其系统架构如图1所示。

网格环境下多媒体教学资源库资源的调度过程:

(1)用户经过身份论证，通过网格资源访问接口向资源调度模块发出一个访问请求。

(2)请求被插人到用户请求队列中，此时用户还没有真正获得网格资源的分配。

(3)资源调度模块在完成一个资源调度分配周期后，将从队列中接收新的访问请求，并对其进行资源分配。在资源分配过程中主要有以下几个环节。

(1)首先在资源目录服务模块中查找待分配资源的信息。如果查找成功，将进人下一步:如果失败将返回错误信息给用户并结束本次资源分配调度。

(2)由于在网格环境中，可能查询到不只一个网格节点能对用户的访问提供服务，例如有多个网格节点能提供英文在线视频服务。为了提高服务质量(QOS)，资源调度模块将根据网格节点的服务连接数、网格节点的权值进行负载均衡。

(3)经过负载均衡处理后的访问将被定位到一个具体的网格节点。资源配置模块将进一步完成动态资源访问请求中涉及到的其它相关配置，如生命周期的确定、服务器URL参数的确定等工作。最后成一个针对具体服务节点的访问请求实例，并将其插人到访问实例请求队列中，完成此次资源的分配流程。

(4)用户将根据资源访问实例中的信息通过校园网对资源进行访问。

3.2资源目录组织结构

从图1中可以看出，资源目录服务是多媒体教学资源库应用平台的重要组成部分，它主要负责管理网格环境下节点资源的注册、发现、查找、更新等服务，它为信息的查询与任务的分配提供支持择资源目录树的方式来对多媒体资源进行组织和管理。

为此构建资源树中的网格节点数据结构:

3.3资源调度

网格环境下多媒体教学资源库资源的调度与负载均衡也是直接影响网格服务质量的重要因索。在实际运用中，设计了一种基于最小连接数的加权轮叫调度算法。该算法基于服务器最小连接数与网格节点的权值(根据服务器的服务能力设置相应的权值，叫设为1,2,3，其中1表示服务能力最强)进行综合调度。它不仅考虑到服务器权值对服务器性能的影响，还将同一权值下的服务器的最小连接数作为调度的影响因素.多媒体视频网格资源调度模块将维护一张当前各个网格节点上服务器连接数的表格。在进行资源定位时，调度算法将查询这张表格。并从候选节点中选择出当前连接数最小的服务器为用户提供服务，从而实现资源调度的负载均衡。

w(Si)为服务器Si的权值，gw表示当前调度的权值，g_max(S)表示网格节点服务器集合N中最大权值，gcd(N)表示集合N中所有权值的最大公约数。变量i初始化为一1,gw初始化为零。集合S=SO,S1,...,Sn-1表示权值相同但在线连接数不同的待选服务器集群.调度算法如下所示:

4结论

在校园教学资源库系统中，目录的组织，资源的调度是应系统的基础和核心，通过对他们的合理组织与安排可以有效的解决教学资源库建设中出现的内容庞杂凌乱，缺乏兼容性和系统性，资源分类不规范，不利于规划、管理和使用等现象。利用网格的共享特性更能实现不同类教学资源的整合，提高开放性与交互性。网格环境下的负载均衡与QOS也使网络访问更为流畅，使教学资源库成为高校开展教学科研的重要平台。