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基于个性化知识搜索的E-learning系统的研究

作　者: 李倩倩
导　师: 王春枝
学　校: 湖北工业大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: E-learning系统 Nutch 领域本体用户兴趣模型个性化知识搜索
分类号: TP391.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着网络化技术进入高校的趋势愈演愈烈，社会对网络化的教学越来越重视，这种教学要求俨然成为各高校信息化建设的核心价值体现，E-learning系统便在此背景下应运而生。其不仅为学习者提供丰富的学习资源，也提供了不分时间和空间的灵活的学习方式。然而，目前大多数E-learning系统只提供人机交互的平台，缺乏有效的互助行为。而且不提供知识检索的功能，当学习者希望通过搜索获得具体信息时，便需要转至全文搜索引擎,而这类搜索引擎为学习者提供无差别的、“千人一面”的搜索结果，从而使学习者失去学习兴趣。据于此，个性化知识搜索成为在线学习系统开发者追求的目标。个性化知识搜索在传统搜索方式的基础上建立基于本体的用户兴趣模型，该模型能够将用户的教育背景、兴趣偏好和搜索目的等信息考虑其中，并重视信息间的语义联系，对索引进行优化，对提交结果进行重新排序，实现个性化搜索服务。本文旨在实现一个基于个性化知识搜索的E-learning系统，所做的工作如下：（1）搭建实验环境。这个工作包括两个部分：一是建立E-learning平台。参考开源E-learning系统框架结构根据需求定制属于自己的E-learning系统，结果显示建立的系统在功能上符合在线学习平台的要求，在效果上令人满意。二是建立Nutch搜索引擎。配置环境变量，在Eclipse里调试代码，给定初始网址测试实验数据，并将爬虫抓取好的文件部署到Tomcat服务器上，通过浏览器即可以得到Nutch搜索引擎查询入口。（2）从两个方面对Nutch搜索引擎进行优化。一是Nutch中文分词优化，针对Nutch搜索引擎只是单字切分，对中文不敏感的问题，提出使用Imdict智能词典的中文分词模块imdict-chinese-analyzer，同时从三个方面对新的中文分词模块进行功能上的扩展，实验表明扩展后的分词模块在分词工作上更精确。（3）具体讨论了领域本体的构建方法和用户模型的建模流程，在其基础上建立了基于计算机课程本体的用户兴趣模型。由于整个教学资源范围过大，构建本体比较复杂，本文只对其中计算机课程部分进行本体构建，最后基于该本体和提取用户兴趣特征词及其权值计算来建立基于本体的用户兴趣模型。本体可以用来描述信息间的语义关系，基于本体的用户兴趣模型能更好地反映用户的查询偏好。（4）实现了基于个性化搜索的E-learning系统。将通过如中文分词优化、排序优化和基于计算机课程本体的用户兴趣模型优化后的Nutch源代码用Ant工具重新打包后，放入Eclipse调试，并将Nutch搜索引擎嵌入到原先搭建好的E-learning系统上，完成对基于个性化搜索的E-learning系统的搭建。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第1章绪论  10-18
  1.1 论文选题背景及课题来源  10-11
    1.1.1 论文选题背景  10-11
    1.1.2 课题来源  11
  1.2 本文研究的目的和意义  11-12
  1.3 个性化搜索服务国内外研究现状  12-15
  1.4 本文的研究工作及创新点  15-17
  1.5 论文的组织结构  17-18
第2章基于个性化搜索的 E-learning 系统的研究  18-27
  2.1 E-learning 系统的功能及不足  18-23
    2.1.1 E-learning 系统的功能介绍  18-21
    2.1.2 E-learning 系统的不足  21-23
  2.2 基于个性化知识搜索的 E-learning 系统  23-26
    2.2.1 系统功能分析  23-24
    2.2.2 系统架构  24
    2.2.3 基于个性化知识搜索的 E-learning 系统体系结构  24-26
  2.3 本章小结  26-27
第3章个性化搜索的关键技术  27-39
  3.1 开源搜索引擎 Nutch 概述  27-33
    3.1.1 Nutch 体系结构介绍  27-29
    3.1.2 Nutch 主要功能模块介绍  29-33
  3.2 中文分词技术概述  33-38
    3.2.1 Nutch 的中文分词机制研究  33-35
    3.2.2 扩展 imdict-chinese-analyzer 分词  35-38
  3.3 本章小结  38-39
第4章基于本体和用户兴趣模型的个性化知识搜索  39-56
  4.1 基于本体建模思想的提出  39-40
  4.2 本体构建相关理论  40-42
    4.2.1 本体的定义及语言描述  40-41
    4.2.2 本体描述语言 OWL 概述  41
    4.2.3 本体构建工具 Protégé  41-42
  4.3 基于本体和用户兴趣模型的个性化知识搜索模型的建立  42-55
    4.3.1 计算机课程本体建立  42-47
    4.3.2 基于计算机课程本体的用户兴趣模型构建  47-55
  4.4 本章小结  55-56
第5章基于个性化知识搜索的 E-learning 系统的实现  56-65
  5.1 实验平台搭建  56
  5.2 Nutch 中文分词的实现  56-59
  5.3 Nutch 排序优化的实现  59-61
  5.4 基于个性化知识搜索的 E-learning 系统的实现  61-63
    5.4.1 E-learning 系统的实现  61-62
    5.4.2 个性化搜索的实现  62-63
  5.5 实验结果分析  63-64
  5.6 本章小结  64-65
第6章总结与展望  65-67
  6.1 全文总结  65-66
  6.2 展望  66-67
参考文献  67-70
致谢  70-71
攻读硕士学位期间发表的学术论文  71

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