楊文　朱昌洪

摘 要： 構(gòu)建大型知識(shí)共享Web系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)資源的網(wǎng)絡(luò)共享，提出基于本體匹配和語(yǔ)義結(jié)構(gòu)重組的大型知識(shí)共享Web系統(tǒng)構(gòu)建模型。軟件的總體設(shè)計(jì)構(gòu)架建立在IPv4/IPv6雙棧網(wǎng)絡(luò)模型基礎(chǔ)上，采用嵌入式 Internet TCP/IP協(xié)議構(gòu)建大型知識(shí)共享的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，基于學(xué)習(xí)本體的語(yǔ)義檢索方法進(jìn)行知識(shí)規(guī)則庫(kù)的結(jié)構(gòu)重組，在嵌入式ARM中建立數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)大型知識(shí)共享Web集成控制。測(cè)試結(jié)果表明，采用該系統(tǒng)進(jìn)行知識(shí)共享，學(xué)習(xí)資源的準(zhǔn)確調(diào)度檢索性能得到有效提升，軟件系統(tǒng)的穩(wěn)定性較好。

關(guān)鍵詞： 知識(shí)共享； 學(xué)習(xí)資源； Web系統(tǒng)； 軟件系統(tǒng)； TCP/IP協(xié)議

中圖分類號(hào)： TN911?34； TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2017）22?0057?03

Abstract： A large?scale knowledge sharing Web system was constructed to realize the network sharing of knowledge resources. The model based on ontology matching and semantic structure reconstruction is proposed for the large?scale knowledge sharing Web system. The overall design architecture of software is based on IPv4/IPv6 dual stack network model. The embedded Internet TCP/IP protocol is adopted to build network transmission protocol for large?scale knowledge sharing. The structure reconstruction of knowledge rule base is conducted on the basis of semantic retrieval method of learning ontology. The data center server is established in embedded ARM to achieve large?scale knowledge sharing Web integrated control. The test results show that the system for knowledge sharing can effectively improve the performances of accurate dispatch and retrieval of learning resources.

Keywords： knowledge sharing； learning resource； Web system； software system； TCP/IP protocol

0 引 言

隨著在線學(xué)習(xí)和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)學(xué)習(xí)的快速發(fā)展，采用在線移動(dòng)學(xué)習(xí)方法成為未來(lái)自主學(xué)習(xí)和知識(shí)接收的主要方式。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的關(guān)鍵技術(shù)在于對(duì)學(xué)習(xí)資源的集成管理和調(diào)度，構(gòu)建知識(shí)信息管理數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)合在線信息傳輸調(diào)度方法實(shí)現(xiàn)視頻、音頻和文本等學(xué)習(xí)資源的數(shù)據(jù)共享[1]。在大眾學(xué)習(xí)的現(xiàn)代社會(huì)環(huán)境中，對(duì)大型知識(shí)共享Web系統(tǒng)的研究受到人們的極大重視。通過(guò)建立知識(shí)共享學(xué)習(xí)控件、數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)框架，提高移動(dòng)學(xué)習(xí)和網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)的實(shí)效性。本文設(shè)計(jì)的知識(shí)共享Web系統(tǒng)軟件建立在IPv4/IPv6雙棧網(wǎng)絡(luò)模型基礎(chǔ)上，通過(guò)語(yǔ)義檢索和本體特征匹配方法實(shí)現(xiàn)知識(shí)檢索和共享調(diào)度，提高對(duì)學(xué)習(xí)知識(shí)資源的利用能力。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)構(gòu)架

大型知識(shí)共享Web系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要分為網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)兩大模塊。采用TCP/IP以太網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建Web知識(shí)共享系統(tǒng)的信息管理模塊、信息分類查詢模塊和數(shù)據(jù)中心服務(wù)模塊，構(gòu)建前端頁(yè)面和MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)[2]。服務(wù)方通過(guò)應(yīng)用級(jí)CDP執(zhí)行知識(shí)共享管理信息的更新操作，采用射頻基站和射頻卡進(jìn)行學(xué)習(xí)資源信息的遠(yuǎn)程采集和數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)中，通過(guò)對(duì)用戶評(píng)價(jià)、用戶體驗(yàn)評(píng)價(jià)和知識(shí)增值服務(wù)實(shí)現(xiàn)信息反饋，為用戶提供學(xué)習(xí)資源檢索和共享的解決方案，通過(guò)塊級(jí)CDP實(shí)現(xiàn)知識(shí)信息的文件和塊級(jí)的重構(gòu)建模，進(jìn)而構(gòu)造學(xué)習(xí)資源信息的管理數(shù)據(jù)庫(kù)。結(jié)合Access和Excel工具進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，在交互接口進(jìn)行大型知識(shí)共享數(shù)據(jù)交換，通過(guò)觸點(diǎn)與讀寫(xiě)器聯(lián)接構(gòu)建匹配控制器。對(duì)學(xué)習(xí)資源的信息匹配分為結(jié)構(gòu)匹配、概念屬性集匹配和通信模塊匹配三大部分。采用語(yǔ)義本體配準(zhǔn)方法構(gòu)建語(yǔ)義本體組合，通過(guò)關(guān)聯(lián)規(guī)則信息庫(kù)進(jìn)行信息抽取，形成日志記錄，根據(jù)知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)堆棧信息列表，實(shí)現(xiàn)共享知識(shí)庫(kù)的匹配尋優(yōu)[3]。根據(jù)上述設(shè)計(jì)原理，構(gòu)建大型知識(shí)共享Web系統(tǒng)的總體構(gòu)架模型如圖1所示。

結(jié)合圖1對(duì)大型知識(shí)共享Web系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)功能分析，系統(tǒng)采用 B/S 架構(gòu)進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)。在軟件開(kāi)發(fā)中，在B/S 終端管理知識(shí)信息的統(tǒng)計(jì)分析、問(wèn)題查證等方面的問(wèn)題，在自主學(xué)習(xí)平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)信息的智能檢索、數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)和大數(shù)據(jù)挖掘，在管理界面設(shè)定系統(tǒng)管理權(quán)限，系統(tǒng)主要分為學(xué)習(xí)資源本體控制模塊、數(shù)據(jù)同步接口、進(jìn)程管理配置模塊[4]。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)重點(diǎn)需要解決如下幾個(gè)問(wèn)題：

（1） 在自主學(xué)習(xí)系統(tǒng)終端通過(guò)知識(shí)匹配和信息檢索實(shí)現(xiàn)語(yǔ)義重構(gòu)；

（2） 使用ICTCLAS數(shù)據(jù)預(yù)處理方法進(jìn)行知識(shí)庫(kù)的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)匹配并判定；

（3） 大型知識(shí)共享系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)設(shè)計(jì)和信息傳輸[5]。

2 軟件模塊化設(shè)計(jì)

2.1 IPv4/IPv6雙棧網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計(jì)endprint

大型知識(shí)共享的Web系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)建立在IPv4/IPv6雙棧網(wǎng)絡(luò)模型基礎(chǔ)上。IPv4/IPv6雙棧網(wǎng)絡(luò)模型采用的是用嵌入式Internet TCP/IP協(xié)議設(shè)計(jì)。采用PHP和MySQL建立知識(shí)信息的推薦模型，根據(jù)訪問(wèn)客戶的個(gè)性定制化需求，推薦關(guān)聯(lián)知識(shí)到客戶端，客戶端通過(guò)對(duì)用戶行為的分析從海量的知識(shí)信息中提取語(yǔ)義關(guān)聯(lián)行為特征，結(jié)合數(shù)據(jù)處理模型在移動(dòng)終端中實(shí)現(xiàn)海量知識(shí)數(shù)據(jù)的云處理和數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建，加載知識(shí)共享的應(yīng)用程序，運(yùn)用交叉編譯程序在嵌入式環(huán)境下進(jìn)行Web系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)。在開(kāi)放式的軟件開(kāi)發(fā)模式下，建立三層網(wǎng)絡(luò)模型，在MVC模式結(jié)構(gòu)中把知識(shí)共享Web系統(tǒng)分為模型（Model）、視圖（View）和控制器三大模塊[5]。其中模型模塊是實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的封裝、提供應(yīng)用功能接口和根據(jù)用戶的喜好建立工作模型等。視圖模塊是實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)共享數(shù)據(jù)庫(kù)的請(qǐng)求更新和知識(shí)控制功能，控制器是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制、用戶行為控制、視圖控制和接口控制功能。采用IPv4/IPv6雙棧網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)鏈接，在IPv4/IPv6雙棧網(wǎng)絡(luò)模式下的大型知識(shí)共享Web系統(tǒng)核心結(jié)構(gòu)模型如圖2所示。

2.2 功能模塊劃分

根據(jù)上述網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計(jì)，采用B/S結(jié)構(gòu)建立大型知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)的管理分為資源分類管理和日志管理部分。在用戶子系統(tǒng)中注冊(cè)賬號(hào)并進(jìn)行登錄控制，登錄模塊界面采用Map/Reduce組件控制，在進(jìn)行資源全局檢索控制后，根據(jù)知識(shí)庫(kù)的相似度構(gòu)建MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)的連接程序。采用本體匹配和語(yǔ)義結(jié)構(gòu)重組方法構(gòu)建系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)后臺(tái)管理子系統(tǒng)進(jìn)行日志管理和用戶信息管理。在知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與用戶交互過(guò)程中，在Hadoop框架下建立知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，采用主從式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，在瀏覽器和報(bào)表中輸出知識(shí)共享信息[6]。根據(jù)上述設(shè)計(jì)方案，構(gòu)建大型知識(shí)共享Web系統(tǒng)的軟件模型。

3 軟件開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)

在IPv4/IPv6雙棧網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建的基礎(chǔ)上，采用嵌入式Internet TCP/IP協(xié)議構(gòu)建大型知識(shí)共享的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，進(jìn)行大型知識(shí)共享系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)?；诒倔w匹配和語(yǔ)義結(jié)構(gòu)重組方法進(jìn)行大型知識(shí)共享的算法設(shè)計(jì)，軟件算法實(shí)現(xiàn)如下：

輸入：分段的語(yǔ)義結(jié)構(gòu)信息，大型知識(shí)共享資源的本體匹配的邊界條件[?k]

輸入：代表文本主題的知識(shí)信息，確定信息抽取的范疇，假設(shè)知識(shí)規(guī)則重構(gòu)的時(shí)間間隔[xmi]的取值為1，搜索引擎執(zhí)行資源配置的更新權(quán)重記為

（1） 根據(jù)近似同構(gòu)的E?Learning學(xué)習(xí)資源本體構(gòu)建大型知識(shí)共享數(shù)據(jù)庫(kù)，設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢的響應(yīng)特函數(shù)Sk，基于領(lǐng)域知識(shí)模式匹配方法得到統(tǒng)計(jì)分詞Mk查詢列表分布狀態(tài)，利用節(jié)點(diǎn)概念深度差更新查詢資源信息服務(wù)目錄，初始化知識(shí)信息查詢節(jié)點(diǎn)[θ]。

（2） 假設(shè)[Ji=F1，F(xiàn)2，…，F(xiàn)m]是每個(gè)搜索知識(shí)資源任務(wù)[i]的向量空間，結(jié)合相似度[Sim（X，Y）]的計(jì)算結(jié)果，采用優(yōu)先級(jí)屬性列表[sk]進(jìn)行信息更新，得到更新迭代步長(zhǎng)[T2=i=0nT1。]

（3） 找到搜索引擎R的最佳站點(diǎn)，根據(jù)語(yǔ)義關(guān)聯(lián)度進(jìn)行大型Web知識(shí)資源的屬性編輯，計(jì)算層次關(guān)系入度集、層次關(guān)系出度集[yin]，[yout]，在可匹配的節(jié)點(diǎn)集中

根據(jù)算法設(shè)計(jì)，采用嵌入式 Internet TCP/IP協(xié)議進(jìn)行程序加載控制，構(gòu)建大型知識(shí)共享的網(wǎng)絡(luò)傳輸控制模型，設(shè)計(jì)資源控制器，進(jìn)行知識(shí)規(guī)則庫(kù)的結(jié)構(gòu)重組?；赪eb交互C/S計(jì)算模型進(jìn)行Web知識(shí)共享系統(tǒng)構(gòu)建[7]，為了提高Web知識(shí)共享和信息交互能力，運(yùn)用開(kāi)放API集群服務(wù)器實(shí)現(xiàn)資源分配、部署，查詢用戶登錄的日志信息，進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)登錄界面，使用Cloud?P2P云平臺(tái)構(gòu)建應(yīng)用程序模塊，設(shè)計(jì)面向圖的管理模塊，在SQl數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)用request_irq（）函數(shù)實(shí)現(xiàn)大型網(wǎng)絡(luò)知識(shí)信息融合[8]。在網(wǎng)頁(yè)定義用戶登錄界面，設(shè)定用戶登錄賬號(hào)和密碼，在客戶端實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)數(shù)據(jù)主從式存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理。主從式文件系統(tǒng) HDFS支撐 Map/Reduce 數(shù)據(jù)處理功能，產(chǎn)生tokenID，當(dāng)滿足閾值分配條件時(shí)，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層，日志挖掘?qū)虞敵鰴z索信息。

4 軟件測(cè)試分析

將本文設(shè)計(jì)的大型知識(shí)共享Web系統(tǒng)安裝在Eclipse開(kāi)發(fā)環(huán)境中，進(jìn)行軟件測(cè)試，在Activity，Service，HDFS Reciver組件中進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，輸入用戶的學(xué)科信息和需要檢索學(xué)習(xí)知識(shí)，在客戶端登錄界面，分析知識(shí)共享狀態(tài)，測(cè)試檢索輸出的知識(shí)資源與用戶訪問(wèn)目標(biāo)資源的匹配度，得測(cè)試結(jié)果如圖3所示。分析測(cè)試結(jié)果得知，采用本文方法進(jìn)行大型知識(shí)共享Web系統(tǒng)設(shè)計(jì)，資源檢索匹配度較高，說(shuō)明共享能力較強(qiáng)。

5 結(jié) 語(yǔ)

針對(duì)傳統(tǒng)的知識(shí)共享Web系統(tǒng)一直存在資源檢索匹配低的問(wèn)題，提出并設(shè)計(jì)了一種新的大型知識(shí)共享Web系統(tǒng)，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析。結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有較好的知識(shí)共享和信息檢索能力，性能可靠。

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