基于本体和语义网格的汉语教育服务平台研究

摘要

随着汉语学习在全球范围升温，国外学习汉语的人数已达4000万人，对汉语教育服务方面有着强劲的需求。目前，这些需求主要由高等院校、汉语培训机构、互联网站等提供服务，但他们提供的服务资源彼此相互独立，数据库存在普遍的异构性，从而形成了“信息孤岛”的问题。通过将本体和语义网格应用于构建汉语教育服务网格，利用本体进行描述，通过中间件整合分布式异构数据库资源的机制，能有效地解决这一问题。 本论文设计和实现了一个汉语教育服务网格CES—Grid(Chinese Education Service Grid)，采用网格中间件技术实现分布式汉语教育服务数据资源的整合，并通过语义网格提供对分布式异构数据库信息的管理。 通过语义网格整合分布式异构数据库信息资源的核心是对汉语教育服务元数据的管理。基于本体和语义网格的汉语教育服务平台以本体为核心，围绕语义展开，将各种汉语服务平台数据库中不同的服务模型和认知模型映射成计算机能够处理的形式，使计算机掌握分析、加工和传递汉语教育服务语义信息的能力，实现跨组织的资源共享。 采用中间件对分布式汉语教育服务数据资源的整合是CES—Grid中的重要任务，CES—Grid基于网格中间件Globus完成实现对分布式教育服务资源以及异构数据库的整合。CES—Grid采用了元数据库映射机制，虽然异构数据库采用了不同的表名和字段名，通过映射机制，可以指向元数据库中相同的字段，从而实现了互联互通。 本论文依托广东省科技计划项目——面向在粤外国人汉语服务网格技术的研究与应用(项目编号2007B030803005)和广东省软科学研究科技计划项目——十一五期间广东对外汉语教育服务网格体系建设的研究(项目编号2008B070800032)。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1本论文的研究目的和意义

1.2语义网格研究现状

1.3论文的研究内容

1.4本文的主要工作

1.5论文组织结构

第二章相关理论基础和技术

2.1语义网技术

2.1.1语义网概述

2.1.2本体语言

2.1.3基于本体的语义服务匹配算法

2.1.4语义服务的注册和发现模型

2.2网格技术

2.2.1网格概述

2.2.2网格系统软件工具Globus Toolkit

2.2.3 OGSA服务

2.3语义网格技术

2.3.1语义网格的定义

2.3.2语义网格的用途

2.4元数据技术

2.4.1元数据的作用

2.4.2教育资源元数据描述标准

2.4.3元数据服务MDS

2.5本章小结

第三章 CES-Grid的需求分析和总体设计

3.1 CES-Grid的需求分析

3.1.1汉语教育服务资源特性

3.1.2汉语教育领域的协作特性

3.1.3汉语教育服务网格的安全需求

3.2 CES-Grid的设计目标

3.3 CES-Grid的平台结构和模块功能

3.4本章小结

第四章 汉语教育元数据服务CEMDS机制的设计和实现

4.1 CEMDS的模式结构和工作流程

4.2汉语教育元数据规范的建立和描述

4.3 CEMDS的元数据获取

4.4 CEMDS的服务发现和更新

4.5本章小结

第五章基于本体的资源整合机制的设计和实现

5.1汉语教育服务本体库的构建

5.1.1本体构建工具Protege

5.1.2使用Protege构建汉语教育服务本体

5.2异构数据库资源全局模式集成方法

5.3异构数据库资源查询分解方法

5.4资源整合机制的运行流程

5.5资源整合机制的实现算法

5.6本章小结

第六章 CES-Grid门户的实现机制

6.1 CES-Grid门户需求分析

6.1.1网格用户分类

6.1.2功能需求分析

6.2 Portlet原型创建机制

6.3 CES-Grid门户的基本组件

6.4 CES-Grid门户的安全组件

6.5 CES-Grid门户的资源管理组件

6.6本章小结

第七章 CES-Grid的部署和测试运行

7.1 CES-Grid支持工具

7.2网格平台环境的搭建和互联互通的实现

7.2.1在Windows 2000主机安装GT4

7.2.2在Fedora core 4主机安装GT4

7.2.3安装和配置simpleCA安全认证

7.2.4 WINDOWS与LINUX主机之间的相互访问

7.2.5 GridFTP服务配置

7.2.6 GRAM服务配置

7.2.7 CEMDS服务配置

7.2.8 Cogkit4安装

7.2.9语义服务注册中心的安装和使用

7.2.10语义查询分解服务的安装和使用

7.3 CES-Grid门户的部署

7.3.1 Gridsphere的安装

7.3.2创建Portlet项目

7.3.3汉语教育资源注册的实现

7.3.4汉语教育资源检索的实现

7.4系统功能实现验证

7.4.1用户登陆

7.4.2用户个性化管理

7.4.3网格portal

7.4.4网格证书管理

7.4.5网格服务注册

7.4.6基于本体的语义检索

7.5系统性能测试

7.6本章小结

总结和展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢