英語多媒體教學(xué)資源共享平臺(tái)設(shè)計(jì)探析

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摘要：為了優(yōu)化英語多媒體資源整合，實(shí)現(xiàn)英語教學(xué)資源共享目標(biāo)，設(shè)計(jì)了基于SOAP的英語多媒體教學(xué)資源共享平臺(tái)。設(shè)置SOAP代理，將各數(shù)據(jù)庫部署成WebService，實(shí)現(xiàn)多媒體資源查詢、更新與共享；利用任意隨機(jī)數(shù)值、用戶口令和其余數(shù)據(jù)完成用戶身份校驗(yàn)；采用高內(nèi)聚，低耦合平臺(tái)理念，把平臺(tái)軟件結(jié)構(gòu)分成數(shù)據(jù)訪問層、業(yè)務(wù)邏輯層與用戶表現(xiàn)層，并在云計(jì)算環(huán)境下，通過教師模塊、學(xué)生模塊和審核員模塊組建英語多媒體教學(xué)資源共享平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所建平臺(tái)具有優(yōu)秀的資源傳遞吞吐量，響應(yīng)時(shí)間短，可實(shí)現(xiàn)高效率教學(xué)資源共享目標(biāo)，為英語教學(xué)注入新的活力。

關(guān)鍵詞：簡單對象訪問協(xié)議；英語多媒體教學(xué)；資源共享；安全認(rèn)證

0引言

現(xiàn)階段許多高校已經(jīng)組織英語專業(yè)教師、教育技術(shù)人員等實(shí)施教學(xué)資源整合，制作多媒體教學(xué)課件，研發(fā)網(wǎng)絡(luò)課程，為教學(xué)資源共享創(chuàng)建良好內(nèi)部環(huán)境［1］。但現(xiàn)有多媒體資源共享平臺(tái)資源混亂，導(dǎo)致教師需進(jìn)行大量重復(fù)性勞動(dòng)，無法為師生提供優(yōu)質(zhì)的資源獲取渠道，增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力［2］。因此，相關(guān)研究人士和學(xué)者對英語多媒體資源共享平臺(tái)提出改進(jìn)。WangP［3］將區(qū)塊鏈技術(shù)廣泛應(yīng)用于英語教學(xué)資源共享領(lǐng)域，通過對算法性能的分析，提出一個(gè)以表示層、業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)層為主要組成部分的英語教學(xué)資源共享平臺(tái)，但其組建平臺(tái)過程比較復(fù)雜，對人力物力資源造成過多浪費(fèi)。胡婷［4］提出一種基于改進(jìn)協(xié)同推薦算法資源共享平臺(tái)，采用混合推薦算法完成對學(xué)習(xí)資源的推薦。該方法沒有考慮平臺(tái)安全性能，容易發(fā)生惡意干擾現(xiàn)象。分析上述內(nèi)容，本文創(chuàng)建基于SOAP的英語多媒體教學(xué)資源共享平臺(tái)。在構(gòu)建平臺(tái)之前，采用簡單對象訪問協(xié)議（SimpleObjectAccessProtocol，SOAP）完成平臺(tái)資源交換，使用MD5信息摘要算法實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量用戶安全認(rèn)證優(yōu)化，確保平臺(tái)運(yùn)行安全；在云計(jì)算環(huán)境下，使用教師模塊、學(xué)生模塊和審核員模塊建立英語多媒體教學(xué)資源共享平臺(tái)。

1基于SOAP的英語多媒體教學(xué)資源共享平臺(tái)實(shí)現(xiàn)

1．1SOAP資源互換模型

SOAP作為一種輕型通信協(xié)議［5］，一般運(yùn)用HTTP協(xié)議當(dāng)作傳輸載體［6－7］。SOAP消息的定義框架模式是將SOAP信封當(dāng)作根元素，涵蓋各類SOAP子元素的XML文檔，全部SOAP消息均采用XML模式進(jìn)行編碼，將SOAP框架模型描述為圖1。SOAP資源互換過程如圖2所示。通過設(shè)定SOAP代理，把每個(gè)數(shù)據(jù)庫部署成WebService，提供對資源數(shù)據(jù)的查詢、更新與共享。

1．2用戶安全認(rèn)證

本文通過用戶安全認(rèn)證保障英語多媒體教學(xué)資源在共享平臺(tái)正常運(yùn)行。提出基于MD5信息摘要算法的平臺(tái)用戶安全認(rèn)證優(yōu)化方法，提升平臺(tái)用戶安全性的同時(shí)，為其提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)體驗(yàn)。算法推導(dǎo)過程如圖3所示。MD5算法對數(shù)據(jù)的填充就是把數(shù)據(jù)拓展至長度為k×512＋448比特，其中k是整數(shù)，把剩余比特當(dāng)作下階段輸入數(shù)據(jù)長度，讓數(shù)據(jù)長度一直維持在512的倍數(shù)，拓展后的數(shù)據(jù)使用512個(gè)比特位進(jìn)行隔離，512個(gè)比特位又能以32個(gè)比特位隔離構(gòu)建若干個(gè)組合。設(shè)定4個(gè)MD5F（a，b，c）、G（a，b，c）、H（a，b，c）、I（a，b，c）的基礎(chǔ)按位操作，具體為式（1）—式（4）。Fa，b，（c）＝（a＆b）（～）（a＆c）（1）Ga，b，（c）＝（a＆c）b＆（～）（c）（2）Ha，b，（c）＝a∧b∧c（3）Ia，b，（c）＝b∧a（（～a））（4）設(shè)基礎(chǔ)按位為（a，b，c），設(shè)定Yj可以完成以上幾種操作的第j個(gè)分組轉(zhuǎn)換，記作式（5），aj＝b＋a＋Xb，c，（（（d）＋Yj＋ti）＜＜＜s）（5）運(yùn)用多個(gè)32位緩沖器來推算信息摘要，將對應(yīng)MD5的4個(gè)緩沖器設(shè)置為A、B、C、D，將其描述成鏈接變量，分別把4個(gè)緩沖器的表達(dá)形式記作式（6）：A＝0X01234567B＝0X89abcdefC＝0Xfecba98D＝0X76543210（6）若4個(gè)鏈接變量設(shè)定完畢后，就能對其賦予對應(yīng)權(quán)值a、b、c、d，這時(shí)使用式（1）—式（4）定義的信息轉(zhuǎn)換加密用戶信息［8］。MD5信息摘要算法可用于英語多媒體資源共享平臺(tái)的身份判斷。MD5算法下的用戶身份判斷機(jī)制如圖4所示，圖中Ra代表隨機(jī)值。運(yùn)用一次一密方法預(yù)防惡意攻擊，使用某個(gè)任意數(shù)值、用戶口令和其余數(shù)據(jù)進(jìn)行用戶身份校驗(yàn)，校驗(yàn)過程見圖5。具體的校驗(yàn)計(jì)算過程如下。為減少重復(fù)率，服務(wù)器在組成字符串過程中添加一個(gè)任意數(shù)值與目前時(shí)間，也就是服務(wù)器把生成的任意值R、用戶口令PW、目前時(shí)間TIME和網(wǎng)際互連協(xié)議地址SIP組成全新的字符序列，得到式（7），RA＝RTIMESIP（7）客戶端收到用戶口令明文PW之后，使用特定方法對此明文采取加密如式（8），PW′＝K（PW）（8）運(yùn)用MD5算法深入處理服務(wù)器產(chǎn)生的序列，獲得最終的用戶身份判斷數(shù)據(jù)，把MD數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器，將過程定義為式（9）：MD＝MD5R（aPW′）（9）在服務(wù)器程序中，使用MD5信息摘要算法對用戶口令密文采取校驗(yàn)，發(fā)送確認(rèn)消息；對客戶端發(fā)送密文并實(shí)施壓制，使用用戶信息完成登錄；若一段時(shí)間沒有收到登錄完成的信息，禁用用戶登錄信息，實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)用戶安全認(rèn)證。

1．3教學(xué)資源共享模塊設(shè)計(jì)

本文教學(xué)資源共享平臺(tái)把主要業(yè)務(wù)功能分為3個(gè)模塊：教師模塊、學(xué)生模塊和審核員模塊。綜合不同用戶實(shí)際需要，將SOAP引入教學(xué)資源共享平臺(tái)中，搭建于云計(jì)算環(huán)境，系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖6所示。

1．4共享平臺(tái)操作流程

考慮到要把平臺(tái)部署在云計(jì)算環(huán)境，并實(shí)現(xiàn)“高內(nèi)聚，低耦合”平臺(tái)理念，將平臺(tái)軟件結(jié)構(gòu)劃分為3個(gè)層次，依次為數(shù)據(jù)訪問層、業(yè)務(wù)邏輯層與用戶表現(xiàn)層。分析平臺(tái)3個(gè)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)過程。首先是上傳教學(xué)資源子模塊。上傳后的資源通過平臺(tái)審核后才會(huì)發(fā)布至在線資源列表內(nèi)。其次為下載教學(xué)資源子模塊。在資源下載界面，設(shè)定和對應(yīng)源文件鍵值綁定后的資源下載鏈接，為用戶提供高效率資源下載功能。最后是審核教學(xué)資源子模塊。運(yùn)用資源審核界面的資源字段值和調(diào)用頁面的get＿all方法，來得到審核員現(xiàn)階段已經(jīng)確定審核結(jié)果的全部教學(xué)資源。

2仿真實(shí)驗(yàn)

為證明本文平臺(tái)性能可靠性，將文獻(xiàn)［3］、文獻(xiàn)［4］作為對比方法，把2個(gè)文獻(xiàn)平臺(tái)和所建平臺(tái)均部署在硬件水準(zhǔn)相同的虛擬硬件上。按照實(shí)際英語多媒體教學(xué)資源共享平臺(tái)規(guī)模，測試環(huán)境和對比測試環(huán)境配置如表1所示。本文測試環(huán)境是在有限的硬件資源環(huán)境條件下完成的，在進(jìn)行300—700個(gè)數(shù)量的資源并發(fā)上傳測驗(yàn)時(shí)，獲得的測試結(jié)果區(qū)分度不高，在進(jìn)行800個(gè)數(shù)據(jù)的并發(fā)傳輸才擁有一定區(qū)分度。為確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果直觀性，防止低并發(fā)數(shù)量產(chǎn)生的性能數(shù)據(jù)區(qū)分度差的問題，實(shí)驗(yàn)選擇1100個(gè)并發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行測試。測試配置參數(shù)大致相等。2次對比實(shí)驗(yàn)的配置參數(shù)情況如表2所示。因受到虛擬環(huán)境影響，為保障虛擬主機(jī)不受到大負(fù)荷并發(fā)影響，每次仿真實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間在3分鐘左右，本文平臺(tái)資源上傳吞吐量與響應(yīng)時(shí)間如圖7所示。2個(gè)對比平臺(tái)的資源上傳吞吐量與響應(yīng)時(shí)間如圖8、圖9所示。由圖7—圖9中可以看出，伴隨并發(fā)量的不斷提升，本文平臺(tái)處理資源交互數(shù)量比2個(gè)對比平臺(tái)在同一時(shí)間要相對穩(wěn)定，曲線波動(dòng)程度顯著小于2個(gè)文獻(xiàn)方法，證明所建平臺(tái)在處理資源共享請求時(shí)均衡負(fù)載能力更優(yōu)，平臺(tái)各個(gè)節(jié)點(diǎn)均能處理用戶端發(fā)送的請求，把單位時(shí)間內(nèi)的并發(fā)量勻稱地分散至每個(gè)節(jié)點(diǎn)，處理更多的資源請求。本文平臺(tái)大部分響應(yīng)時(shí)間均小于對比平臺(tái)。2個(gè)文獻(xiàn)方法所建平臺(tái)的請求響應(yīng)在某個(gè)階段會(huì)急劇增多，這是因?yàn)椴l(fā)傳輸致使網(wǎng)絡(luò)堵塞發(fā)生請求響應(yīng)時(shí)間過長現(xiàn)象，無法處理數(shù)量眾多的客戶端請求，增加了資源共享響應(yīng)時(shí)間。綜合對比來看，所建平臺(tái)性能具有較大的應(yīng)用優(yōu)勢，為英語多媒體教學(xué)的進(jìn)一步拓展發(fā)揮關(guān)鍵作用。

3總結(jié)

本文創(chuàng)建一個(gè)基于SOAP的英語多媒體教學(xué)資源共享平臺(tái)。該平臺(tái)可以保障用戶資源共享安全性，利用SOAP實(shí)現(xiàn)快速資源互換任務(wù)，同時(shí)自動(dòng)處理數(shù)據(jù)備份、集群及負(fù)載均衡等問題，完成高質(zhì)量英語多媒體教學(xué)資源共享平臺(tái)構(gòu)建目標(biāo)。但在用戶安全認(rèn)證通信數(shù)量方面還存在一定不足，以后對此問題將展開深入研究。

作者:王小遷 單位:陜西藝術(shù)職業(yè)學(xué)院