基于教育技術(shù)領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)信息采集系統(tǒng)設(shè)計

趙磊磊　楊永

摘 要：為了應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的挑戰(zhàn)，本文通過對教育技術(shù)網(wǎng)站的頁面布局和網(wǎng)頁源碼的分析，結(jié)合正則表達(dá)式和網(wǎng)頁解析開源類庫的使用，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)信息的準(zhǔn)確匹配提取和人本化信息采集，在一定程度上有利于有效獲取教育技術(shù)最新新聞動態(tài)，從而有助于提高機構(gòu)和個人的業(yè)務(wù)決策能力。

關(guān)鍵詞：教育技術(shù)；信息采集；正則表達(dá)式；網(wǎng)頁解析

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-8454（2014）19-0087-03

一、引言

網(wǎng)絡(luò)信息采集是指將非結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)頁信息抽取出來并能實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫保存的過程。[1]在搜索引擎的開發(fā)過程中，網(wǎng)頁信息的采集、解析和抽取都是至關(guān)重要的技術(shù)步驟，由于網(wǎng)頁的結(jié)構(gòu)具有多樣性、復(fù)雜性，當(dāng)前一般選用基于模板的網(wǎng)頁信息解析技術(shù)。[2]數(shù)據(jù)挖掘?qū)崿F(xiàn)教育技術(shù)大數(shù)據(jù)的有效處理和利用起著非常關(guān)鍵的作用，面向教育技術(shù)新聞的網(wǎng)絡(luò)信息采集系統(tǒng)將會為教育技術(shù)理念的同步、更新、科學(xué)研究等方面提供方便有效的即時檢索，能為用戶的網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)帶來極大的便利。在數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)下，網(wǎng)絡(luò)信息采集系統(tǒng)的主要功能包括網(wǎng)頁源信息采集、信息分析、數(shù)據(jù)庫保存、自動化分類整理以及動態(tài)監(jiān)測信息采集內(nèi)容等。[3][4]

很多教育技術(shù)新聞網(wǎng)站所包含的信息較為繁雜，甚至包含很多冗余的廣告信息、因此在利用這些權(quán)威教育技術(shù)網(wǎng)站進(jìn)行信息技術(shù)知識的學(xué)習(xí)或相關(guān)教育新理念的學(xué)習(xí)時，會受到一定程度上的困擾。在日益更新的教育技術(shù)網(wǎng)絡(luò)信息面前，如何有效利用知識信息，更為全面地、及時地掌握信息的動態(tài)，了解信息技術(shù)和新的教育技術(shù)理念的發(fā)展動態(tài)，不僅對于促進(jìn)學(xué)科教師的學(xué)習(xí)具有重大價值意義，而且對于教育技術(shù)的持續(xù)發(fā)展具有一定的推動作用。文章所設(shè)計的面向教育技術(shù)新聞的網(wǎng)絡(luò)信息采集系統(tǒng)旨在給用戶提供一個有力的工具對所選教育技術(shù)的權(quán)威網(wǎng)站進(jìn)行深度挖掘，及時把握教育技術(shù)新動態(tài)，更為直觀、快捷地保存自己想要的信息。這對教育技術(shù)領(lǐng)域的工作者、學(xué)習(xí)者和愛好者來說，新知識的獲得變得更具有時效性和價值性，節(jié)約了用戶的時間，在一定程度上促進(jìn)了學(xué)習(xí)效率的提高。

二、信息采集系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)

1.獲取網(wǎng)頁編碼

通過編碼類型來從網(wǎng)頁中獲取準(zhǔn)確內(nèi)容，有利于更迅速、有效地使用搜索引擎采集我們需要的信息。信息或字符按照一定的規(guī)則在計算機內(nèi)存中存儲，編碼的過程實際上就是將字符轉(zhuǎn)換成字節(jié)流，而解碼的過程就是將字節(jié)流解析為字符。在網(wǎng)頁編碼獲取過程中，首先使用GB2312（系統(tǒng)默認(rèn)的編碼類型）從數(shù)據(jù)流中得到源碼，然后利用正則表達(dá)式從網(wǎng)頁源碼中匹配并獲取相應(yīng)的字符編碼，一般來說，網(wǎng)頁的HTML頭文件中都會給出指示C：＼Users＼zhao＼Desktop＼檢測＼htmls＼sentence_ detail＼33.htmcharset值的一行代碼，從這一行代碼里可以獲取編碼信息，再與系統(tǒng)默認(rèn)編碼作對比判斷是否一致，如果不同，將再次從數(shù)據(jù)流里重新獲得網(wǎng)頁源碼。

2.正則表達(dá)式過濾信息

正則表達(dá)式是指用來表征或匹配一系列契合某個指定規(guī)則的字符串的單個字符串。[5]我們通常在Windows操作環(huán)境下利用通配符（*和？）進(jìn)行文件搜尋，例如使用*.Doc來查找某個指定目錄下的所有的Word文檔。在這里，*會被解釋為任意的字符串。與通配符的作用類似，正則表達(dá)式也是實現(xiàn)文本匹配的一種有效工具，只不過與通配符的作用相比，它能更精確地描述和表征使用者的需求。在網(wǎng)絡(luò)信息采集系統(tǒng)中，正則表達(dá)式主要有以下兩方面的功能：

（1）對URL網(wǎng)址鏈接進(jìn)行深層過濾，只提取與特定格式相契合的URL鏈接；

（2）提取網(wǎng)頁內(nèi)容，如新聞標(biāo)題、正文等。

三、教育技術(shù)新聞網(wǎng)絡(luò)信息采集系統(tǒng)的實現(xiàn)

1.信息采集系統(tǒng)的工作流程

教育技術(shù)新聞大都是在網(wǎng)站的首頁或者子版塊的首頁發(fā)布的，這些頁面叫做導(dǎo)航型頁面或者索引型頁面。新聞采集系統(tǒng)的動態(tài)調(diào)度要研究的就是這些導(dǎo)航型網(wǎng)頁的變化規(guī)律，通過對網(wǎng)頁變化規(guī)律的分析，在一定程度上預(yù)測網(wǎng)頁下次變化的時間，在網(wǎng)頁變化后盡可能快地發(fā)現(xiàn)新的新聞并進(jìn)行采集。[6]教育技術(shù)新聞網(wǎng)絡(luò)信息采集系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計流程如下：[7]

第一步：確定信息采集對象，即由用戶自主選取目標(biāo)網(wǎng)站；

第二步：獲取特定信息，即按照目標(biāo)網(wǎng)站的特定網(wǎng)頁格式，獲取目標(biāo)數(shù)據(jù)，這里的目標(biāo)數(shù)據(jù)就是一些教育技術(shù)新聞的URL地址、標(biāo)題、正文等內(nèi)容；

第三步：網(wǎng)絡(luò)信息獲取，即利用工具自動的把頁面數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫或硬盤。為了降低信息采集系統(tǒng)的復(fù)雜性，需要把將URL 動態(tài)調(diào)度和普通 URL 調(diào)度這兩個模塊集成封裝為一個模塊，稱為Frontier。根據(jù)信息采集系統(tǒng)的一般設(shè)計步驟，結(jié)合權(quán)威教育技術(shù)新聞網(wǎng)站頁面的典型特點，本文設(shè)計了符合權(quán)威教育技術(shù)新聞網(wǎng)站規(guī)律的信息采集系統(tǒng)，下面是系統(tǒng)的體系架構(gòu)，如圖1所示。

2.模擬瀏覽器和保存功能的實現(xiàn)

為了使用戶方便、可視化瀏覽將要抓取的網(wǎng)頁，這里可以利用C#中的WebBrowser控件簡易制作一個內(nèi)嵌的網(wǎng)頁瀏覽器效果，具體操作及實現(xiàn)過程如下：

第一步：添加WebBrowser控件到窗口設(shè)計頁面中；

第二步：添加瀏覽器啟動按鈕的單擊事件，前往列表框中的url指定的網(wǎng)頁；

第三步：添加NewWindow事件，使得用戶點擊打開新網(wǎng)頁時不是從IE窗口彈出；

第四步：添加瀏覽器后退按鈕的的單擊事件，實現(xiàn)返回上一個瀏覽過的網(wǎng)頁；

第五步：添加Navigated事件，使combox_url中的文本在用戶瀏覽網(wǎng)頁之后能夠顯示當(dāng)前網(wǎng)頁的url。

此外，利用C#語言中的SaveFileDialog類和Stream-Writer類以字符串格式實現(xiàn)對提取的帖子信息和正文信息的個性化保存，信息可以保存為txt或doc格式。點擊正文信息保存按鈕會彈出保存對話框，用戶可以將自己需要的信息保存在數(shù)據(jù)庫或電腦硬盤中，節(jié)省了用戶的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)時間。endprint

3.測試結(jié)果

經(jīng)過對一些教育技術(shù)網(wǎng)站的測試，發(fā)現(xiàn)本系統(tǒng)已經(jīng)具有一定的通用性，中國教育技術(shù)網(wǎng)、中國教育技術(shù)學(xué)科網(wǎng)等網(wǎng)站均能測試成功運行，這里以中國教育技術(shù)網(wǎng)為例展示最終的運行效果。輸入正確的URL地址并點擊貼子信息提取按鈕，系統(tǒng)運行界面如圖2所示。

由圖2可以得出：左邊提取的結(jié)果與右邊網(wǎng)頁瀏覽顯示的標(biāo)題、時間一致，因此，索引頁面的提取是正確的。點擊帖子信息保存實現(xiàn)本地硬盤存儲，經(jīng)對比，存儲保存的結(jié)果與左側(cè)解析結(jié)果一致，說明運行正確。隨意選中一個左側(cè)新聞索引列表中的URL地址，并點擊正文信息提取，可以實現(xiàn)對正文的提取，這里以“視頻云計算在教育資源平衡化中應(yīng)用的探討”這則新聞為例進(jìn)行效果展示，效果如圖3所示。

為了檢測正文提取的效果，這里給出該則新聞的網(wǎng)頁瀏覽效果，如圖4所示。

經(jīng)過對比，新聞與網(wǎng)頁中的格式、內(nèi)容均保持一致，說明程序運行良好。點擊正文信息保存可以實現(xiàn)對正文以txt或者doc的格式進(jìn)行保存。

四、教育技術(shù)新聞網(wǎng)絡(luò)信息采集系統(tǒng)的應(yīng)用前景

教育技術(shù)新聞網(wǎng)絡(luò)信息采集系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景，可以廣泛地用于以下方面。[8]

1.教育技術(shù)數(shù)字圖書館建設(shè)

建設(shè)現(xiàn)代教育技術(shù)數(shù)字圖書館的一個關(guān)鍵性的問題就是網(wǎng)絡(luò)教育技術(shù)資源的采集和保存問題。教育技術(shù)領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)信息采集系統(tǒng)可以自動從相關(guān)門戶網(wǎng)站地收集網(wǎng)絡(luò)信息資源，并將其按照所屬類別地存入相應(yīng)的資源數(shù)據(jù)庫，從而可以為構(gòu)建教育技術(shù)專業(yè)門戶網(wǎng)站打下基礎(chǔ)。

2.企業(yè)績效技術(shù)運用

在信息化時代，企業(yè)的經(jīng)濟效益往往跟績效技術(shù)掛鉤。一個企業(yè)若要在高強度的競爭中立足并在行業(yè)發(fā)展中占據(jù)領(lǐng)先地位，離不開對績效技術(shù)的追蹤與調(diào)查。基于教育技術(shù)領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)信息采集系統(tǒng)能夠依據(jù)企業(yè)特定的業(yè)務(wù)需求，實現(xiàn)企業(yè)相關(guān)新聞或情報的自動化收集，并能夠有針對性地作出預(yù)測分析等。如此，企業(yè)就可以對最新的績效技術(shù)情報進(jìn)行收集，運用績效技術(shù)提高企業(yè)的運營效益。

3.信息資源的積累

對于任何提供電化教育信息服務(wù)的部門而言，如何獲取大量的、實用性的信息都是一個相當(dāng)麻煩的問題。網(wǎng)絡(luò)信息采集系統(tǒng)可以利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)有針對地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息資源的采集和整理，并對信息進(jìn)行按需分類和數(shù)據(jù)庫保存，最終形成知識信息的個性化積聚。

4.“人本化”信息采集

某些專業(yè)用戶（如教育技術(shù)領(lǐng)域的研究人員等）對信息的需求是非常特殊和專業(yè)的，網(wǎng)絡(luò)信息采集系統(tǒng)可以根據(jù)他們的個人研究興趣而進(jìn)行特定專題的自動化、個性化收集，為他們提供其所在領(lǐng)域的最新信息或研究資訊。

五、總結(jié)與展望

網(wǎng)頁信息采集工作，歸根結(jié)底就是一個模式獲取的問題，盡管本論文的研究取得了一定的成果，但是還存在一些不足有待改進(jìn)和完善。文章中所設(shè)計系統(tǒng)的設(shè)計部分識別機制主要是由程序員總結(jié)提供的，并不能實現(xiàn)程序的自動識別獲取，此外，部分網(wǎng)站由于URL為相對地址并且格式不盡相同，在一定程度上會導(dǎo)致提取錯誤，無法有效實現(xiàn)對正文的提取。因此，如何實現(xiàn)用戶定制或程序自動獲取各種模式，使程序能夠通過機器學(xué)習(xí)的方式自動獲取，以適用于不同的教育技術(shù)網(wǎng)站，將是未來教育技術(shù)新聞網(wǎng)絡(luò)信息采集面臨的一個主要難題。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅剛.使用C#開發(fā)自己的搜索引擎[M].北京：清華大學(xué)出版社，2012.

[2]羅剛，王振東.自己動手寫網(wǎng)絡(luò)爬蟲[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010.

[3]邱哲，符滔滔.開發(fā)自己的搜索引擎[M].北京：人民郵電出版社，2007.

[4]Winter.中文搜索引擎技術(shù)解密：網(wǎng)絡(luò)蜘蛛[M].北京：人民郵電出版社，2010.

[5]鄒濤，張福炎.網(wǎng)絡(luò)信息搜尋技術(shù)與發(fā)展[J].計算機工程與科學(xué)，2008，20（4）：33-36.

[6]賀蘇偉.教育新聞采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].廣州：華南理工大學(xué)，2012.

[7]Hsin-His Chen，Shih-Chuang Tsai，Jin-He Tsai.Mining Tables from Large Scale HTML Texts.Proceedings of the 18th International Conference on Computational Linguistics[C]， University of Saarlandes，July 31-August4 2009，166-172.

[8]朱華.網(wǎng)絡(luò)信息資源采集技術(shù)[J].國家圖書館學(xué)刊，2004（2）：38-40.

（編輯：楊馥紅）endprint