基于VOD的面試型漢語口語考試數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)*

黃偉

（北京語言大學(xué) 漢語水平考試中心，北京 100083）

基于VOD的面試型漢語口語考試數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)*

黃偉

（北京語言大學(xué) 漢語水平考試中心，北京 100083）

本文闡述了面試型漢語口語考試在數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用方面遇到的安全與效率問題；分析了利用數(shù)據(jù)庫和視頻點播技術(shù)實現(xiàn)一個管理系統(tǒng)的可行性；討論了考試視頻數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的功能需求和系統(tǒng)設(shè)計；介紹了該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫、存儲機制和應(yīng)用程序的設(shè)計與實現(xiàn)方法，以及系統(tǒng)部署時的平臺選擇與安全等問題。視頻點播技術(shù)在考試機構(gòu)數(shù)據(jù)管理工作中的應(yīng)用是一次有益的嘗試。

口語面試；視頻點播；數(shù)據(jù)管理；系統(tǒng)設(shè)計

一、引言

實用漢語水平認(rèn)定考試（C.TEST）的口語考試（簡稱C.TEST口語面試）是由北京語言大學(xué)漢語水平考試中心研發(fā)和組織實施的一項面試型漢語口語考試。旨在考查國際環(huán)境中母語非漢語人士在社會生活以及日常工作中運用漢語進行口頭交際的能力。該考試由兩名面試官和一名被試人員面對面地針對一系列相關(guān)話題進行不同深度的交談，面試官根據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn)和被試人員的語言表現(xiàn)進行評估。[1]考試過程進行全程錄像，考試結(jié)束后，根據(jù)考試工作流程和規(guī)范，會將考試錄像處理為wmv格式的視頻文件后存檔。隨著考生人數(shù)逐年累積，出現(xiàn)了視頻數(shù)據(jù)在存儲效率和安全等方面的問題。同時，為了更好地研究C.TEST口語面試的相關(guān)課題，研究人員也需要經(jīng)常調(diào)用這些視頻數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)在使用方面也面臨效率和安全等管理問題。

為了解決這些問題，筆者及同事們借鑒了視頻點播（Video On Demand，VOD）系統(tǒng)在教育領(lǐng)域應(yīng)用的經(jīng)驗。視頻點播系統(tǒng)一直是媒體應(yīng)用的一個熱點。隨著網(wǎng)絡(luò)視頻應(yīng)用的普及，視頻點播技術(shù)也成為了電化教育和遠程教學(xué)的重要手段，在現(xiàn)代教育中發(fā)揮著重要作用。[2][3]經(jīng)過比較分析，筆者及同事發(fā)現(xiàn)視頻點播系統(tǒng)的應(yīng)用特點正好符合C.TEST口語面試視頻數(shù)據(jù)在管理和應(yīng)用方面的需求。

筆者及同事設(shè)計并開發(fā)了一個基于VOD的面試型漢語口語考試視頻數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)實現(xiàn)了C.TEST口語面試數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫管理和視頻點播服務(wù)功能，能夠為管理人員和研究人員提供安全和高效的數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用服務(wù)。

二、系統(tǒng)功能需求分析

該系統(tǒng)要求能夠存儲C.TEST口語面試的全部考試數(shù)據(jù)，能夠為研究人員提供方便的數(shù)據(jù)檢索服務(wù)，并能夠在線瀏覽視頻內(nèi)容。同時要保證數(shù)據(jù)安全，非授權(quán)用戶不能訪問這些考試數(shù)據(jù)。從實際需求來看，該系統(tǒng)相當(dāng)于一個基于Web的視頻點播服務(wù)系統(tǒng)。從事管理工作的人員是該系統(tǒng)的最高權(quán)限管理員，研究人員是用戶，考試數(shù)據(jù)是檢索和點播的內(nèi)容。

該系統(tǒng)的功能需求可以從系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)應(yīng)用（檢索與點播）三個方面來考慮。系統(tǒng)管理模塊負(fù)責(zé)用戶、角色、權(quán)限的管理操作，以及用戶信息維護操作；數(shù)據(jù)管理模塊負(fù)責(zé)考試數(shù)據(jù)的管理與維護操作；數(shù)據(jù)應(yīng)用模塊為用戶提供數(shù)據(jù)檢索服務(wù)，可根據(jù)特定的考生信息、考官信息、考試題目、成績等條件進行單一條件檢索或組合條件檢索，并能夠在線點播檢索結(jié)果中的視頻文件。同時，由于考試數(shù)據(jù)的保密性要求，該系統(tǒng)對來自系統(tǒng)外部威脅和系統(tǒng)內(nèi)部威脅的安全性要求都比較高。

三、系統(tǒng)的設(shè)計

1.系統(tǒng)設(shè)計的原則

該系統(tǒng)的研發(fā)以滿足和方便管理人員和研發(fā)人員的工作和研究需求為出發(fā)點，兼顧安全性（包括系統(tǒng)安全和系統(tǒng)內(nèi)部權(quán)限機制等）。具體地應(yīng)該遵循以下原則：

（1）只有管理人員能夠?qū)θ繑?shù)據(jù)進行增、刪、改操作；

（2）研發(fā)人員在獲得管理人員的授權(quán)后能夠方便地對授權(quán)數(shù)據(jù)進行檢索和訪問；

（3）系統(tǒng)內(nèi)的全部數(shù)據(jù)不得外泄；

（4）由于日常工作中不設(shè)專人負(fù)責(zé)該系統(tǒng)的運行維護工作，設(shè)計時應(yīng)該充分考慮系統(tǒng)管理與使用的易操作性。

2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

目前大多數(shù)大規(guī)模的視頻點播系統(tǒng)已經(jīng)采用了點對點（Peer-to-Peer，P2P）模式，而非傳統(tǒng)的瀏覽器/服務(wù)器（Browser/Server，B/S）模式。P2P模式比B/S模式在可擴展性和性能方面具有更好的表現(xiàn)。[4]-[6]但是，我們的實際應(yīng)用被限制在內(nèi)部局域網(wǎng)范圍內(nèi)，用戶規(guī)模較小，對并發(fā)連接數(shù)量、連續(xù)播放度和響應(yīng)延遲等方面的要求并不高；考試數(shù)據(jù)的使用也受限于保密協(xié)議，將來在用戶數(shù)量與使用范圍方面進行擴展的可能性比較有限。因此，我們?nèi)匀徊捎昧藗鹘y(tǒng)的 B/S結(jié)構(gòu)模式?；谶@一模式的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，在滿足基本功能需求的前提下，在開發(fā)、部署和維護等方面具有技術(shù)成本低的優(yōu)勢。

3.系統(tǒng)功能設(shè)計

該系統(tǒng)包括系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)應(yīng)用（檢索與點播）三個功能模塊，主要功能設(shè)計如圖 1所示。

該系統(tǒng)運行的參與者包括管理員和用戶兩類。根據(jù)實際工作需要，用戶還可能被進一步細(xì)分。比如高級用戶角色和普通用戶角色分別代表是否對全部或特定數(shù)據(jù)具有訪問權(quán)限。系統(tǒng)管理模塊主要完成管理員對用戶、角色的相關(guān)管理工作，以及用戶自己的信息維護工作。主要功能包括：添加、修改和刪除用戶對象；設(shè)置用戶所屬的角色；用戶登錄管理；用戶維護個人信息（如修改密碼）。

C.TEST口語面試考試數(shù)據(jù)主要包括：考生背景信息（考生編號、姓名、性別、出生日期、國籍、就讀學(xué)校/工作單位、照片等）、面試官信息（姓名、性別、工作單位等）、考試試卷與題目①、考試信息（考試日期、主面試官評分、副面試官評分、復(fù)評成績、最終成績、獲證級別、證書編號、診斷性評價等），以及記錄考試過程的視頻數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)管理模塊主要功能有：

（1）錄入（或批量導(dǎo)入）、修改和刪除考生背景信息；

（2）錄入（或批量導(dǎo)入）、修改和刪除面試官信息；

（3）錄入（或批量導(dǎo)入）、修改、刪除考試信息；

（4）上傳和維護考試視頻數(shù)據(jù)。

從事C.TEST口語面試的研究人員通常需要根據(jù)考生背景信息、面試官信息、考試信息等內(nèi)容檢索和訪問考試數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)檢索與點播模塊為此提供支持。數(shù)據(jù)應(yīng)用模塊的主要功能有：

（1）以上述數(shù)據(jù)為條件進行單條件檢索；

（2）以上述數(shù)據(jù)為條件進行組合條件檢索；

（3）保存（或?qū)С觯z索結(jié)果；

（4）在線點播考試視頻數(shù)據(jù)；

（5）（對高級用戶）提供視頻數(shù)據(jù)下載服務(wù)。

四、系統(tǒng)的實現(xiàn)與部署

該系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)庫存儲與文件系統(tǒng)存儲相結(jié)合的數(shù)據(jù)存儲方式，以ASP動態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)與Windows Media Player Extension為實現(xiàn)手段。在完成數(shù)據(jù)庫設(shè)計與程序設(shè)計后，我們在內(nèi)部局域網(wǎng)的服務(wù)器上部署了該系統(tǒng)。

1.存儲設(shè)計

考生背景信息中的照片和考試視頻數(shù)據(jù)分別以圖片文件和視頻文件的形式存儲在磁盤文件系統(tǒng)中，而沒有采用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)存儲的方式。這是在綜合考慮了開發(fā)的技術(shù)成本、日常工作效率、可擴展性等多方面問題的基礎(chǔ)上做出的折中選擇。我們統(tǒng)一設(shè)置圖片文件和視頻文件的命名格式為“考試日期”+“考生序號”+“.擴展名”的形式，并將不同考試日期的照片和視頻文件存放于不同文件夾中，文件夾以“考試日期”命名。

2.數(shù)據(jù)庫設(shè)計

面試型漢語口語考試視頻數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是以數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)檢索與調(diào)用為主要應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序。它的設(shè)計與實現(xiàn)離不開數(shù)據(jù)庫的支持。我們把考試數(shù)據(jù)（不包括照片和視頻數(shù)據(jù)）、系統(tǒng)數(shù)據(jù)（用戶信息等）都存放在數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)庫的設(shè)計遵循數(shù)據(jù)庫規(guī)范化的要求，同時兼顧設(shè)計與實現(xiàn)的便捷性。數(shù)據(jù)庫中的主要數(shù)據(jù)表設(shè)計如下，并以SQL腳本程序?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)建過程。

（1）國籍（民族）信息表

主要字段包括：國籍/民族代碼（主鍵）、國籍/民族名稱。表中信息與中國漢語水平考試HSK、實用漢語水平認(rèn)定考試C.TEST等考試的相關(guān)信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)保持一致，有利于多個系統(tǒng)的集成和信息交換。

（2）考生信息表

主要字段包括：考生編號、中文姓名、外文姓名、性別、出生年月、國籍/民族代碼、就讀學(xué)校/工作單位、照片文件路徑。該表以考生編號和中文姓名作為聯(lián)合主鍵字段。

（3）面試官信息表

主要字段包括：面試官編號（主鍵）、姓名、性別、工作單位。

（4）考試信息表

主要字段包括：考試日期、考生編號、試卷編號、主面試官編號、副面試官編號、主面試官評分、副面試官評分、復(fù)評人②編號、復(fù)評人評分、最終評分、證書級別、證書編號、診斷性評價、視頻數(shù)據(jù)文件路徑。該表以考試日期和考生編號為聯(lián)合主鍵字段。

（5）試卷和題目信息表：略。

（6）系統(tǒng)用戶信息表主要字段包括：用戶名（主鍵）、密碼、所屬角色類型、真實姓名。

如圖 2所示，各數(shù)據(jù)表間的關(guān)系為：國籍（民族）信息表和考生信息表間存在外鍵約束（國籍/民族代碼），考生信息表與考試信息表間存在外鍵約束 （考生編號）、考試信息表與試卷和題目信息表間存在外鍵約束 （試卷編號）、考試信息表與面試官信息表之間存在外鍵約束（面試官編號）。

3.程序設(shè)計

我們以Dreamweaver CS3為開發(fā)工具進行程序設(shè)計。該工具能夠以圖形化操作界面輔助編程人員自動地完成大部分代碼編寫工作，比如數(shù)據(jù)庫連接、登錄控制和權(quán)限控制，以及對數(shù)據(jù)庫的增、刪、改、查等操作，在很大程度上節(jié)省了開發(fā)的時間開銷。

檢索模塊采用了單一條件檢索與組合條件檢索同一界面的形式。檢索條件除了考生姓名外，均從數(shù)據(jù)庫中提取后以下拉列表的形式呈現(xiàn)給用戶以供選擇。視頻數(shù)據(jù)的播放功能是以在ASP頁面程序中調(diào)用Windows Media Player Extension的技術(shù)形式實現(xiàn)的。通過設(shè)置 Windows Media Player Extension的 Enable-ContextMenu等參數(shù)，可以有效地控制頁面內(nèi)嵌播放器與用戶的交互程度，從而在一定程度上加強了對視頻數(shù)據(jù)的保護。圖3是檢索、檢索結(jié)果和詳細(xì)數(shù)據(jù)內(nèi)容（包括視頻播放）的界面截圖。

4.系統(tǒng)的部署與安全

在參考了一般的考試機構(gòu)信息系統(tǒng)建設(shè)方案的基礎(chǔ)上，我們根據(jù)系統(tǒng)的工作流程和信息處理的要求，經(jīng)過測算，選擇了以下的硬件平臺、網(wǎng)絡(luò)通信平臺（結(jié)構(gòu)如圖 4所示）和軟件平臺，并從系統(tǒng)和用戶兩方面加強了安全保障。[7]

為了同時滿足局域網(wǎng)內(nèi)的其他網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，我們選擇了雙CPU、8G內(nèi)存的服務(wù)器作為該系統(tǒng)運行的硬件平臺。經(jīng)過處理的C.TEST口語面試視頻數(shù)據(jù)文件是以 Windows Media Encoder 9標(biāo)準(zhǔn)進行壓縮處理的，視頻大小為640×480像素，幀速率為30fps。以平均每位考生參加考試的時間長度為15分鐘計算，每個視頻數(shù)據(jù)文件大小約為100MB。根據(jù)該考試的發(fā)展前景測算，我們暫時選擇了可用容量為1TB的磁盤陣列作為存儲設(shè)備。一般說來，視頻點播系統(tǒng)的一個特點是帶寬開銷比較大。實際上我們處理后的 C.TEST口語面試視頻數(shù)據(jù)文件的視頻碼率為768kbps，并發(fā)連接數(shù)以5個計算，單位時間內(nèi)占用的帶寬大約只有4MB/ S。為了不影響局域網(wǎng)內(nèi)部的其他網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，結(jié)合目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與設(shè)備的市場現(xiàn)狀，我們在建立局域網(wǎng)時選擇了千兆以太網(wǎng)。軟件平臺方面，我們在服務(wù)器上安裝了微軟公司的Windows Server 2003R2標(biāo)準(zhǔn)版，該服務(wù)器操作系統(tǒng)包含了Web服務(wù)組件IIS 6.0。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用微軟公司的SQL Server 2008標(biāo)準(zhǔn)版?？蛻舳朔矫妫竽軌蛘＿\行微軟公司的瀏覽器工具IE 6.0（或更高版本）即可。微軟公司對教育行業(yè)的優(yōu)惠支持力度和產(chǎn)品在用戶群體中的通用性，以及隸屬同一公司的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、服務(wù)器操作系統(tǒng)、多媒體編碼與解碼方案、瀏覽器等產(chǎn)品間的高兼容性，是我們選擇這樣的技術(shù)平臺的主要原因。

前文相關(guān)論述中已經(jīng)涉及到了系統(tǒng)安全性問題。使用用戶名、密碼登錄和根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)則劃分用戶角色等手段，是保障系統(tǒng)內(nèi)部安全的一個方面。除此以外，應(yīng)用程序服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和客戶端計算機的自身安全與穩(wěn)定也非常重要。通過及時更新系統(tǒng)程序、安裝必要的病毒防護程序等手段可以從軟件技術(shù)層面提升服務(wù)器和客戶端計算機的安全性。在此基礎(chǔ)上，還可以通過加密、安全連接訪問、地址限制、訪問時間限制等手段，進一步提升系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全性。

該系統(tǒng)試運行后，我們將根據(jù)用戶體驗反饋進行改進完善。在安裝部署了相關(guān)的軟硬件平臺和開發(fā)的程序后，我們也開始著手進行相應(yīng)的文檔整理工作。主要任務(wù)是編寫《“面試型漢語口語考試視頻數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)”使用手冊》和《“面試型漢語口語考試視頻數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)”使用協(xié)議》。前者為用戶使用該系統(tǒng)提供詳細(xì)的幫助，后者是用戶使用該系統(tǒng)前需要簽訂的有關(guān)安全保密和版權(quán)問題的協(xié)議。

五、結(jié)束語

本文討論了設(shè)計和實現(xiàn)一個基于VOD的面試型漢語口語考試數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的研發(fā)背景、需求分析、系統(tǒng)設(shè)計和具體的實現(xiàn)方法。該系統(tǒng)為從事面試型漢語口語考試的管理人員和研究人員提供了一個安全、高效的數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用平臺。

我們將視頻點播技術(shù)應(yīng)用于考試機構(gòu)的面試型漢語口語考試數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域，是該技術(shù)在現(xiàn)代教育和測試領(lǐng)域中的一次有益嘗試。隨著該系統(tǒng)的試用與使用，我們也將根據(jù)系統(tǒng)運行的反饋情況及時進行修改，以使該系統(tǒng)日臻完善。

[1]王佶旻，趙琪鳳，韓陽.面試型口語考試研究——實用漢語水平認(rèn)定考試 （C.TEST）口語考試的設(shè)計[A].載：不同環(huán)境下的漢語教學(xué)探索——第五屆對外漢語國際學(xué)術(shù)研討會論文集，北京：外語教學(xué)與研究出版社2009：453-465.

[2]熊冬升.支持隨機播放HTTP協(xié)議流式視頻點播系統(tǒng)的搭建[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2010.20(8):52-53.

[3]金智勇，孫樂傳，宋志明.基于校園網(wǎng)的視頻點播系統(tǒng)的構(gòu)建及在教學(xué)中的應(yīng)用[J].電化教育研究,2009（2）: 72-74.

[4]錢碧偉，謝冬青，周再紅，熊偉.一個基于分層結(jié)構(gòu)的P2P視頻點播系統(tǒng)[A].計算機工程與應(yīng)用，2010,46（7）：203-207.

[5]沈時軍，李三立.基于P2P的視頻點播系統(tǒng)的存儲設(shè)計[J].計算機應(yīng)用，2011.31（1）：187-189.

[6]鄒元君，王瑋.基于P2P的VOD系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].中國教育信息化，2008（19）：62-63.

[7]田清源.考試機構(gòu)信息系統(tǒng)建設(shè)的研究[J].中國考試，2005（10）：34-37.

(編輯：楊馥紅)

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1673-8454(2011)23-0065-04

*本研究受北京語言大學(xué)青年自主科研支持計劃資助項目（中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金資助）（10JBG07）和北京語言大學(xué)“特色重點學(xué)科”項目資助。