大型知识共享Web系统的软件设计与实现
杨文 朱昌洪
摘 要： 构建大型知识共享Web系统，实现知识资源的网络共享，提出基于本体匹配和语义结构重组的大型知识共享Web系统构建模型。软件的总体设计构架建立在IPv4/IPv6双栈网络模型基础上，采用嵌入式 Internet TCP/IP协议构建大型知识共享的网络传输协议，基于学习本体的语义检索方法进行知识规则库的结构重组，在嵌入式ARM中建立数据中心服务器，实现大型知识共享Web集成控制。测试结果表明，采用该系统进行知识共享，学习资源的准确调度检索性能得到有效提升，软件系统的稳定性较好。
关键词： 知识共享； 学习资源； Web系统； 软件系统； TCP/IP协议
中图分类号： TN911?34； TP393 文献标识码： A 文章编号： 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
随着在线学习和网络平台学习的快速发展，采用在线移动学习方法成为未来自主学习和知识接收的主要方式。网络学习的关键技术在于对学习资源的集成管理和调度，构建知识信息管理数据库，结合在线信息传输调度方法实现视频、音频和文本等学习资源的数据共享[1]。在大众学习的现代社会环境中，对大型知识共享Web系统的研究受到人们的极大重视。通过建立知识共享学习控件、数据库结构和学习框架，提高移动学习和网络在线学习的实效性。本文设计的知识共享Web系统软件建立在IPv4/IPv6双栈网络模型基础上，通过语义检索和本体特征匹配方法实现知识检索和共享调度，提高对学习知识资源的利用能力。
1 系统总体设计构架
大型知识共享Web系统的设计主要分为网络设计和数据库设计两大模块。采用TCP/IP以太网技术构建Web知识共享系统的信息管理模块、信息分类查询模块和数据中心服务模块，构建前端页面和MySQL数据库[2]。服务方通过应用级CDP执行知识共享管理信息的更新操作，采用射频基站和射频卡进行学习资源信息的遠程采集和数据监测中，通过对用户评价、用户体验评价和知识增值服务实现信息反馈，为用户提供学习资源检索和共享的解决方案，通过块级CDP实现知识信息的文件和块级的重构建模，进而构造学习资源信息的管理数据库。结合Access和Excel工具进行数据库管理系统开发，在交互接口进行大型知识共享数据交换，通过触点与读写器联接构建匹配控制器。对学习资源的信息匹配分为结构匹配、概念属性集匹配和通信模块匹配三大部分。采用语义本体配准方法构建语义本体组合，通过关联规则信息库进行信息抽取，形成日志记录，根据知识数据库堆栈信息列表，实现共享知识库的匹配寻优[3]。根据上述设计原理，构建大型知识共享Web系统的总体构架模型如图1所示。
结合图1对大型知识共享Web系统的软件实现功能分析，系统采用 B/S 架构进行顶层设计。在软件开发中，在B/S 终端管理知识信息的统计分析、问题查证等方面的问题，在自主学习平台中实现对知识信息的智能检索、数据库访问和大数据挖掘，在管理界面设定系统管理权限，系统主要分为学习资源本体控制模块、数据同步接口、进程管理配置模块[4]。系统软件设计重点需要解决如下几个问题：
（1） 在自主学习系统终端通过知识匹配和信息检索实现语义重构；
（2） 使用ICTCLAS数据预处理方法进行知识库的语法结构匹配并判定；
（3） 大型知识共享系统网络组网设计和信息传输[5]。
2 软件模块化设计
2.1 IPv4/IPv6双栈网络模型设计
大型知识共享的Web系统软件设计建立在IPv4/IPv6双栈网络模型基础上。IPv4/IPv6双栈网络模型采用的是用嵌入式Internet TCP/IP协议设计。采用PHP和MySQL建立知识信息的推荐模型，根据访问客户的个性定制化需求，推荐关联知识到客户端，客户端通过对用户行为的分析从海量的知识信息中提取语义关联行为特征，结合数据处理模型在移动终端中实现海量知识数据的云处理和数据库构建，加载知识共享的应用程序，运用交叉编译程序在嵌入式环境下进行Web系统的软件开发。在开放式的软件开发模式下，建立三层网络模型，在MVC模式结构中把知识共享Web系统分为模型（Model）、视图（View）和控制器三大模块[5]。其中模型模块是实现对知识数据库的封装、提供应用功能接口和根据用户的喜好建立工作模型等。视图模块是实现对知识共享数据库的请求更新和知识控制功能，控制器是实现网络控制、用户行为控制、视图控制和接口控制功能。采用IPv4/IPv6双栈网络进行网络链接，在IPv4/IPv6双栈网络模式下的大型知识共享Web系统核心结构模型如图2所示。
2.2 功能模块划分
根据上述网络模型设计，采用B/S结构建立大型知识数据库，数据库的管理分为资源分类管理和日志管理部分。在用户子系统中注册账号并进行登录控制，登录模块界面采用Map/Reduce组件控制，在进行资源全局检索控制后，根据知识库的相似度构建MySQL 数据库的连接程序。采用本体匹配和语义结构重组方法构建系统数据库，根据后台管理子系统进行日志管理和用户信息管理。在知识数据库系统与用户交互过程中，在Hadoop框架下建立知识数据库，采用主从式结构设计方法，在浏览器和报表中输出知识共享信息[6]。根据上述设计方案，构建大型知识共享Web系统的软件模型。
3 软件开发实现
在IPv4/IPv6双栈网络模型构建的基础上，采用嵌入式Internet TCP/IP协议构建大型知识共享的网络传输协议，进行大型知识共享系统的软件开发设计。基于本体匹配和语义结构重组方法进行大型知识共享的算法设计，软件算法实现如下：
输入：分段的语义结构信息，大型知识共享资源的本体匹配的边界条件[?k]
输入：代表文本主题的知识信息，确定信息抽取的范畴，假设知识规则重构的时间间隔[xmi]的取值为1，搜索引擎执行资源配置的更新权重记为
（1） 根据近似同构的E?Learning学习资源本体构建大型知识共享数据库，设数据库查询的响应特函数Sk，基于领域知识模式匹配方法得到统计分词Mk查询列表分布状态，利用节点概念深度差更新查询资源信息服务目录，初始化知识信息查询节点[θ]。
（2） 假设[Ji=F1，F2，…，Fm]是每个搜索知识资源任务[i]的向量空间，结合相似度[Sim（X，Y）]的计算结果，采用优先级属性列表[sk]进行信息更新，得到更新迭代步长[T2=i=0nT1。]
（3） 找到搜索引擎R的最佳站点，根据语义关联度进行大型Web知识资源的属性编辑，计算层次关系入度集、层次关系出度集[yin]，[yout]，在可匹配的节点集中
根据算法设计，采用嵌入式 Internet TCP/IP协议进行程序加载控制，构建大型知识共享的网络传输控制模型，设计资源控制器，进行知识规则库的结构重组。基于Web交互C/S计算模型进行Web知识共享系统构建[7]，为了提高Web知识共享和信息交互能力，运用开放API集群服务器实现资源分配、部署，查询用户登录的日志信息，进入数据库登录界面，使用Cloud?p2p云平台构建应用程序模块，设计面向图的管理模块，在SQl数据库中调用request_irq（）函数实现大型网络知识信息融合[8]。在网页定义用户登录界面，设定用户登录账号和密码，在客户端实现对知识数据主从式存储和数据处理。主从式文件系统 HDFS支撑 Map/Reduce 数据处理功能，产生tokenID，当满足阈值分配条件时，在数据存储层，日志挖掘层输出检索信息。
4 软件测试分析
将本文设计的大型知识共享Web系统安装在Eclipse开发环境中，进行软件测试，在Activity，Service，HDFS Reciver组件中进行参数设置，输入用户的学科信息和需要检索学习知识，在客户端登录界面，分析知识共享状态，测试检索输出的知识资源与用户访问目标资源的匹配度，得测试结果如图3所示。分析测试结果得知，采用本文方法进行大型知识共享Web系统设计，资源检索匹配度较高，说明共享能力较强。
5 结 语
针对传统的知识共享Web系统一直存在资源检索匹配低的问题，提出并设计了一种新的大型知识共享Web系统，并进行了实验分析。结果表明，设计的系统具有较好的知识共享和信息检索能力，性能可靠。
参考文献
[1] JIANG Y Z， CHUNG F L， WANG S T， et al. Collaborative fuzzy clustering from multiple weighted views [J]. IEEE transactions on cybernetics， 2015， 45（4）： 688?701.
[2] 陈文庆，程雪颖.云计算环境下的资源调度和优化方法[J].激光杂志，2016，37（6）：115?118.
[3] 林楠，史苇杭.基于多层空间模糊减法聚类算法的Web数据库安全索引[J].计算机科学，2014，41（10）：216?219.
[4] 张景祥，王士同，邓赵红，等.融合异构特征的子空间迁移学习算法[J].自动化学报，2014，40（2）： 236?246.
[5] 冉琛雯，张珣.智能家居系统界面定制技术的研究[J].物联网技术，2014，4（10）：77?79.
[6] 蒋欣，程博，张伟栋，等.基于FC总线协议和FTP协议的通用化FPGA配置方法[J].现代电子技术，2015，38（11）：57?60.
[7] 耿铭慈，聂爱丽.农业高职院校物联网技术课程教学研究[J].物联网技术，2015，5（7）：98?100.
[8] 蒋本立，张小平.大数据网络的均衡调度平台设计与改进[J].现代电子技术，2016，39（6）：62?65.
摘 要： 构建大型知识共享Web系统，实现知识资源的网络共享，提出基于本体匹配和语义结构重组的大型知识共享Web系统构建模型。软件的总体设计构架建立在IPv4/IPv6双栈网络模型基础上，采用嵌入式 Internet TCP/IP协议构建大型知识共享的网络传输协议，基于学习本体的语义检索方法进行知识规则库的结构重组，在嵌入式ARM中建立数据中心服务器，实现大型知识共享Web集成控制。测试结果表明，采用该系统进行知识共享，学习资源的准确调度检索性能得到有效提升，软件系统的稳定性较好。
关键词： 知识共享； 学习资源； Web系统； 软件系统； TCP/IP协议
中图分类号： TN911?34； TP393 文献标识码： A 文章编号： 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
随着在线学习和网络平台学习的快速发展，采用在线移动学习方法成为未来自主学习和知识接收的主要方式。网络学习的关键技术在于对学习资源的集成管理和调度，构建知识信息管理数据库，结合在线信息传输调度方法实现视频、音频和文本等学习资源的数据共享[1]。在大众学习的现代社会环境中，对大型知识共享Web系统的研究受到人们的极大重视。通过建立知识共享学习控件、数据库结构和学习框架，提高移动学习和网络在线学习的实效性。本文设计的知识共享Web系统软件建立在IPv4/IPv6双栈网络模型基础上，通过语义检索和本体特征匹配方法实现知识检索和共享调度，提高对学习知识资源的利用能力。
1 系统总体设计构架
大型知识共享Web系统的设计主要分为网络设计和数据库设计两大模块。采用TCP/IP以太网技术构建Web知识共享系统的信息管理模块、信息分类查询模块和数据中心服务模块，构建前端页面和MySQL数据库[2]。服务方通过应用级CDP执行知识共享管理信息的更新操作，采用射频基站和射频卡进行学习资源信息的遠程采集和数据监测中，通过对用户评价、用户体验评价和知识增值服务实现信息反馈，为用户提供学习资源检索和共享的解决方案，通过块级CDP实现知识信息的文件和块级的重构建模，进而构造学习资源信息的管理数据库。结合Access和Excel工具进行数据库管理系统开发，在交互接口进行大型知识共享数据交换，通过触点与读写器联接构建匹配控制器。对学习资源的信息匹配分为结构匹配、概念属性集匹配和通信模块匹配三大部分。采用语义本体配准方法构建语义本体组合，通过关联规则信息库进行信息抽取，形成日志记录，根据知识数据库堆栈信息列表，实现共享知识库的匹配寻优[3]。根据上述设计原理，构建大型知识共享Web系统的总体构架模型如图1所示。
结合图1对大型知识共享Web系统的软件实现功能分析，系统采用 B/S 架构进行顶层设计。在软件开发中，在B/S 终端管理知识信息的统计分析、问题查证等方面的问题，在自主学习平台中实现对知识信息的智能检索、数据库访问和大数据挖掘，在管理界面设定系统管理权限，系统主要分为学习资源本体控制模块、数据同步接口、进程管理配置模块[4]。系统软件设计重点需要解决如下几个问题：
（1） 在自主学习系统终端通过知识匹配和信息检索实现语义重构；
（2） 使用ICTCLAS数据预处理方法进行知识库的语法结构匹配并判定；
（3） 大型知识共享系统网络组网设计和信息传输[5]。
2 软件模块化设计
2.1 IPv4/IPv6双栈网络模型设计
大型知识共享的Web系统软件设计建立在IPv4/IPv6双栈网络模型基础上。IPv4/IPv6双栈网络模型采用的是用嵌入式Internet TCP/IP协议设计。采用PHP和MySQL建立知识信息的推荐模型，根据访问客户的个性定制化需求，推荐关联知识到客户端，客户端通过对用户行为的分析从海量的知识信息中提取语义关联行为特征，结合数据处理模型在移动终端中实现海量知识数据的云处理和数据库构建，加载知识共享的应用程序，运用交叉编译程序在嵌入式环境下进行Web系统的软件开发。在开放式的软件开发模式下，建立三层网络模型，在MVC模式结构中把知识共享Web系统分为模型（Model）、视图（View）和控制器三大模块[5]。其中模型模块是实现对知识数据库的封装、提供应用功能接口和根据用户的喜好建立工作模型等。视图模块是实现对知识共享数据库的请求更新和知识控制功能，控制器是实现网络控制、用户行为控制、视图控制和接口控制功能。采用IPv4/IPv6双栈网络进行网络链接，在IPv4/IPv6双栈网络模式下的大型知识共享Web系统核心结构模型如图2所示。
2.2 功能模块划分
根据上述网络模型设计，采用B/S结构建立大型知识数据库，数据库的管理分为资源分类管理和日志管理部分。在用户子系统中注册账号并进行登录控制，登录模块界面采用Map/Reduce组件控制，在进行资源全局检索控制后，根据知识库的相似度构建MySQL 数据库的连接程序。采用本体匹配和语义结构重组方法构建系统数据库，根据后台管理子系统进行日志管理和用户信息管理。在知识数据库系统与用户交互过程中，在Hadoop框架下建立知识数据库，采用主从式结构设计方法，在浏览器和报表中输出知识共享信息[6]。根据上述设计方案，构建大型知识共享Web系统的软件模型。
3 软件开发实现
在IPv4/IPv6双栈网络模型构建的基础上，采用嵌入式Internet TCP/IP协议构建大型知识共享的网络传输协议，进行大型知识共享系统的软件开发设计。基于本体匹配和语义结构重组方法进行大型知识共享的算法设计，软件算法实现如下：
输入：分段的语义结构信息，大型知识共享资源的本体匹配的边界条件[?k]
输入：代表文本主题的知识信息，确定信息抽取的范畴，假设知识规则重构的时间间隔[xmi]的取值为1，搜索引擎执行资源配置的更新权重记为
（1） 根据近似同构的E?Learning学习资源本体构建大型知识共享数据库，设数据库查询的响应特函数Sk，基于领域知识模式匹配方法得到统计分词Mk查询列表分布状态，利用节点概念深度差更新查询资源信息服务目录，初始化知识信息查询节点[θ]。
（2） 假设[Ji=F1，F2，…，Fm]是每个搜索知识资源任务[i]的向量空间，结合相似度[Sim（X，Y）]的计算结果，采用优先级属性列表[sk]进行信息更新，得到更新迭代步长[T2=i=0nT1。]
（3） 找到搜索引擎R的最佳站点，根据语义关联度进行大型Web知识资源的属性编辑，计算层次关系入度集、层次关系出度集[yin]，[yout]，在可匹配的节点集中
根据算法设计，采用嵌入式 Internet TCP/IP协议进行程序加载控制，构建大型知识共享的网络传输控制模型，设计资源控制器，进行知识规则库的结构重组。基于Web交互C/S计算模型进行Web知识共享系统构建[7]，为了提高Web知识共享和信息交互能力，运用开放API集群服务器实现资源分配、部署，查询用户登录的日志信息，进入数据库登录界面，使用Cloud?p2p云平台构建应用程序模块，设计面向图的管理模块，在SQl数据库中调用request_irq（）函数实现大型网络知识信息融合[8]。在网页定义用户登录界面，设定用户登录账号和密码，在客户端实现对知识数据主从式存储和数据处理。主从式文件系统 HDFS支撑 Map/Reduce 数据处理功能，产生tokenID，当满足阈值分配条件时，在数据存储层，日志挖掘层输出检索信息。
4 软件测试分析
将本文设计的大型知识共享Web系统安装在Eclipse开发环境中，进行软件测试，在Activity，Service，HDFS Reciver组件中进行参数设置，输入用户的学科信息和需要检索学习知识，在客户端登录界面，分析知识共享状态，测试检索输出的知识资源与用户访问目标资源的匹配度，得测试结果如图3所示。分析测试结果得知，采用本文方法进行大型知识共享Web系统设计，资源检索匹配度较高，说明共享能力较强。
5 结 语
针对传统的知识共享Web系统一直存在资源检索匹配低的问题，提出并设计了一种新的大型知识共享Web系统，并进行了实验分析。结果表明，设计的系统具有较好的知识共享和信息检索能力，性能可靠。
参考文献
[1] JIANG Y Z， CHUNG F L， WANG S T， et al. Collaborative fuzzy clustering from multiple weighted views [J]. IEEE transactions on cybernetics， 2015， 45（4）： 688?701.
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