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(石家莊鐵道大學 信息科學與技術(shù)學院，河北 石家莊 050043)

基于Android移動終端的MOOC系統(tǒng)優(yōu)化機制研究

胡暢霞，米建，劉穎

(石家莊鐵道大學 信息科學與技術(shù)學院，河北 石家莊 050043)

MOOC(Massive Open Online Course)開放式在線網(wǎng)絡(luò)課程，是一種新興的網(wǎng)絡(luò)學習方式。Android移動終端作為新時代、新科技的產(chǎn)物，它的及時性與便攜性為人們的生活帶來極大的便利?；贏ndroid技術(shù)的MOOC移動終端能夠兼容兩者的優(yōu)點，為學習者提供更加方便、快捷、系統(tǒng)化的在線學習課程模式。從研究MOOC系統(tǒng)優(yōu)化機制的角度出發(fā)，以增強系統(tǒng)的流暢性和減少系統(tǒng)流量使用量為目標，對MOOC移動終端進行系統(tǒng)分析與系統(tǒng)優(yōu)化。

MOOC；Android移動終端；系統(tǒng)優(yōu)化

0 引言

MOOC學習作為一種最新形勢的網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化學習方式，它的學習平臺也趨于多元化。隨著智能移動終端技術(shù)的日益強大和4G移動通信技術(shù)的大范圍應(yīng)用，制約移動學習的技術(shù)性瓶頸已得到相當程度的緩解，無論是移動通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速度還是移動學習的承載者——智能移動終端，它們的處理能力都得到大幅度的提升。MOOC移動終端將大大的減少學習時間和學習地點對學習者的制約，提高學習的自由度與學習效率。一款優(yōu)秀的MOOC移動終端不僅需要擁有科學化、體系化的功能模塊劃分，還需要一套良好的優(yōu)化機制，來使用戶無礙化使用系統(tǒng)并且耗費較少的數(shù)據(jù)流量資源，從而達到“可用、易用、愛用”的目的。

根據(jù)MOOC系統(tǒng)的特征，結(jié)合在開發(fā)《鐵大MOOC》手機APP時的經(jīng)驗，首先簡述《鐵大MOOC》系統(tǒng)，再從系統(tǒng)使用的流暢性、使用數(shù)據(jù)流量的合理性和獲取數(shù)據(jù)的規(guī)范性3個角度，對MOOC移動端的優(yōu)化機制進行研究。

1 基于Android移動終端的鐵大MOOC系統(tǒng)簡介

1.1 《鐵大MOOC》移動終端功能框架

《鐵大MOOC》Android移動終端是由石家莊鐵道大學繼續(xù)教育學院承辦，為成人高等學歷教育提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)而創(chuàng)建。由于成人高等學歷教育受到受教人群性質(zhì)的限制，不能按照傳統(tǒng)課堂教學模式來完成學業(yè)。MOOC學習模式很適合成人教育，它的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化可以使成年學習者擺脫學習時間、和學習地點的束縛，利用下班時間和空閑零碎時間來完成學習任務(wù)?！惰F大MOOC》移動終端擁有一套完整科學的功能框架，來幫助學習者學習知識，系統(tǒng)功能如圖1所示。

圖1 《鐵大MOOC》APP功能框圖

1.2 《鐵大MOOC》移動終端采用技術(shù)

本項目是基于Android移動終端技術(shù)開發(fā)，在前臺界面和功能實現(xiàn)使用ADT(Android Develop Tool)開發(fā)，Java語言編寫；后臺數(shù)據(jù)存儲采用SQL server數(shù)據(jù)庫存儲，數(shù)據(jù)庫中大量應(yīng)用“視圖設(shè)計”來關(guān)聯(lián)字段，減輕sql語句的冗余和復(fù)雜度，提高數(shù)據(jù)的交互速度；數(shù)據(jù)訪問與通信采用Webservice技術(shù)，Webservice服務(wù)提供數(shù)據(jù)訪問接口，作為ADT與SQL server數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)通信的橋梁，確保了數(shù)據(jù)訪問和數(shù)據(jù)交互的安全性。

2 基于Android移動終端的優(yōu)化處理機制研究

本文主要闡述在開發(fā)《鐵大MOOC》移動終端時，結(jié)合MOOC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)特征，對系統(tǒng)優(yōu)化處理，來使系統(tǒng)流暢化和節(jié)省數(shù)據(jù)流量。優(yōu)化機制主要從3方面研究：(1)系統(tǒng)線程優(yōu)化機制；(2)圖片資源優(yōu)化機制；(3)Web Service數(shù)據(jù)接口優(yōu)化機制。

2.1 系統(tǒng)線程優(yōu)化機制研究

MOOC是以連通主義理論和網(wǎng)絡(luò)化學習的開放教育學為基礎(chǔ)，連結(jié)主義式的教學設(shè)計原則讓大量的資料能在線上不同媒介傳播[3]。在《鐵大MOOC》手機APP中消息機制多為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)借口提供數(shù)據(jù)，手機客戶端接受查看數(shù)據(jù)，因此，在APP中存在著眾多的連網(wǎng)耗時操作和連網(wǎng)獲取數(shù)據(jù)附帶耗時操作。

Android默認約定在UI線程阻塞超過20 s時將會引發(fā)ANR(Application Not Responding)異常[2]，但從人機交互的角度，短短3 s的系統(tǒng)停滯就會引起用戶的等待疲勞。在開發(fā)《鐵大MOOC》手機APP時使用線程級優(yōu)化機制，將耗時操作開辟新的線程進行異步處理，在本項目中使用到Android輕量級異步處理——AsyncTask。

以“通知公告下拉刷新”功能為例，完成一次操作將同時加載多條數(shù)據(jù)和加載多組控件來完成數(shù)據(jù)更新顯示。

在實現(xiàn)下拉刷新功能時，自定義控件RefreashLayout，并且編寫RefreashLayout類，在類中編寫下拉刷新時的加載動畫操作，并且給下拉刷新控件注冊一個監(jiān)聽器，在通知公告界面啟動監(jiān)聽器。在不經(jīng)過優(yōu)化處理的情況下，直接調(diào)用RefreashLayout類和獲取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)實現(xiàn)下拉刷新功能；而在UI主線程中開辟異步操作優(yōu)化，將調(diào)用RefreashLayout類和獲取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)放入AsyncTask異步類中，實現(xiàn)下拉刷新功能。

圖2 下拉刷新所需的時間對比圖

在保持網(wǎng)絡(luò)良好的情況下用同一個手機分別測試5組下拉刷新操作記錄所需的時間。測試結(jié)果如圖2所示。

經(jīng)過異步優(yōu)化處理后下拉刷新所需的時間明顯少于沒有經(jīng)過優(yōu)化所需的時間，并且在沒有優(yōu)化直接調(diào)用RefreashLayout類和獲取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)時，由于耗時操作阻礙了UI主線程導(dǎo)致下拉刷新時有明顯的卡頓現(xiàn)象，影響軟件的整體響應(yīng)效率和用戶體驗。

為耗時操作開辟合理的線程級優(yōu)化，保障MOOC手機客戶端流暢運行，使用戶可以無礙化使用軟件。

2.2 圖片資源優(yōu)化機制研究

MOOC系統(tǒng)中存在著豐富的課程圖片資源，這些圖片不僅可以起到解釋課程內(nèi)容的作用，還增加了軟件的美觀度和豐富軟件的內(nèi)容。但由于圖片資源的數(shù)據(jù)量大并且伴隨著連網(wǎng)操作，加載網(wǎng)絡(luò)圖片會耗費大量的系統(tǒng)資源，如果圖片加載超時或延遲會影響整體程序的響應(yīng)，從而導(dǎo)致用戶友好體驗降低。結(jié)合MOOC系統(tǒng)中課程圖片的特點，淺析在開發(fā)《鐵大MOOC》手機APP時對圖片資源的優(yōu)化機制。

在MOOC系統(tǒng)中課程圖片資源有以下特點：圖片資源來源于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、圖片條目眾多并且登陸后需要同時加載、圖片每次登錄基本無變化。

在利用傳統(tǒng)方式加載圖片資源時出現(xiàn)3個問題：①圖片加載時出現(xiàn)錯位現(xiàn)象；②加載耗時嚴重影響軟件的響應(yīng)性。③在圖片數(shù)目多時經(jīng)常出現(xiàn)ANR現(xiàn)象。

為了解決上述問題，實現(xiàn)異步加載、緩存、顯示圖片資源，在開發(fā)時結(jié)合MOOC圖片資源的特點運用多線程和緩存機制實現(xiàn)異步圖像加載、緩存和顯示。體系結(jié)構(gòu)：每一個圖片的加載和顯示任務(wù)都運行在獨立的線程中，除非這個圖片緩存在內(nèi)存中，這種情況下圖片資源會立即顯示。如果需要顯示的圖片緩存在SD卡中，系統(tǒng)開啟一個獨立的線程隊列，從本地調(diào)取圖片信息。如果在緩存中沒有需要顯示的圖片，啟動異步線程從網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)源獲取。

數(shù)據(jù)獲取后將數(shù)據(jù)同時保存到緩存和SD卡上，并且直接將圖片顯示在UI中。在這種體系結(jié)構(gòu)中，圖片可以快速加載顯示，并且每張圖片都在獨立的線程中，在加載時不會出現(xiàn)圖片錯位現(xiàn)象。流程示意圖如圖3所示。

在保持網(wǎng)絡(luò)良好的情況下，利用兩種方式分別加載3次同一組圖片(一組5張圖片)，記錄每次加載流量數(shù)據(jù)的使用情況，如圖4所示。

圖3 優(yōu)化加載圖片流程示意圖

圖4 流量使用對比圖

在保持網(wǎng)絡(luò)良好的情況下，利用兩種方式分別加載5次同一組圖片(一組5張圖片)，記錄每次完成使用的時間，如圖5所示。

圖5 加載時間對比圖

通過數(shù)據(jù)對比在優(yōu)化后數(shù)據(jù)使用量和加載所需時間都明顯減少。從數(shù)據(jù)能看出，由于利用緩存機制在優(yōu)化后，再次加載時將基本無需使用流量并且加載顯示流暢。將系統(tǒng)內(nèi)大數(shù)據(jù)文件(如圖片、文檔、視頻等)合理緩存到本地，減少數(shù)據(jù)流量，增快顯示速度。

2.3 Webservice數(shù)據(jù)接口優(yōu)化機制研究

WebService作為服務(wù)器與應(yīng)用程序之間的“橋梁”，在應(yīng)用程序開發(fā)中起著舉足輕重的作用。應(yīng)用程序通過進程發(fā)送向服務(wù)器發(fā)送請求，進程接收服務(wù)器響應(yīng)，之后將響應(yīng)返回到應(yīng)用程序[1]。進程接收服務(wù)器響應(yīng)所需要的時間被稱為“等待時間”，等待時間越長，應(yīng)用程序響應(yīng)時間就越長，用戶體驗也就越差。為減少應(yīng)用程序響應(yīng)時間，使用戶獲得良好的用戶體驗，采用異步通信的方式緩解服務(wù)器運行壓力。定義IAsyncResult異步操作類的變量接收開始異步通信方法所返回的通信狀態(tài)。

舉例《鐵大MOOC》中“我的課程”功能。點擊ListView的Item時，需要進行界面的跳轉(zhuǎn)以及多條數(shù)據(jù)的綁定。

在實現(xiàn)界面跳轉(zhuǎn)功能時，先自定義ViewPager類，并編寫ViewPager類的方法，綁定相關(guān)數(shù)據(jù)。在ListView主界面給Items注冊監(jiān)聽器，并在“我的課程”主界面啟動監(jiān)聽器。采用異步方式進行WebService的調(diào)用，將點擊Items進行界面跳轉(zhuǎn)和綁定ViewPager放置在IAsyncResult異步類中進行操作，同時運行界面跳轉(zhuǎn)和數(shù)據(jù)綁定進程。

圖6 加載時間對比圖

在保持網(wǎng)絡(luò)良好的情況下分別測試5組界面跳轉(zhuǎn)所需時間，結(jié)果如圖6所示。

經(jīng)過異步處理操作調(diào)用WebService所需的時間明顯少于通過同步通信調(diào)用WebService所需的時間。并且經(jīng)過異步調(diào)用WebService機制，ViewPager在系統(tǒng)進行界面跳轉(zhuǎn)的同時進行數(shù)據(jù)的綁定，相對于同步通信處理機制來說，減少了用戶的等待時間，避免了軟件的卡頓現(xiàn)象。

通過舉例我們可以明顯得出，適當運用異步通信調(diào)用WebService，可以有效優(yōu)化WebService數(shù)據(jù)接口。合理有效地實現(xiàn)資源的利用和分配，從而實現(xiàn)良好的用戶體驗。

3 結(jié)語

《鐵大MOOC》手機客戶端配合石家莊鐵道大學繼續(xù)教育學院，為成人教育提供MOOC式優(yōu)質(zhì)教育，在線學習人數(shù)多工作繁忙，對客戶端有更高的要求。本文提出了3大優(yōu)化機制，系統(tǒng)線程優(yōu)化機制，為耗時操作開辟新的線程提高系統(tǒng)的處理效率；圖片資源優(yōu)化機制，運用多線程和緩存機制實現(xiàn)異步圖像加載、緩存和顯示，提高圖片的顯示速度減少數(shù)據(jù)流量的使用；Webservice數(shù)據(jù)接口優(yōu)化機制，規(guī)范化獲取數(shù)據(jù)。通過這3大優(yōu)化機制，大大的提高了客戶端的工作效率，節(jié)省了用戶的時間和數(shù)據(jù)流量，并且有助于管理人員對信息數(shù)據(jù)的收集數(shù)據(jù)，對學員的學習行為進行打分與管理。

[1]韓超.Android核心原理與系統(tǒng)級應(yīng)用高效開發(fā)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012.

[2]李剛.瘋狂Android講義[M].3版.北京：電子工業(yè)出版社，2015.

[3]李曼麗. 解碼MOOC——大規(guī)模在線開放課程的教育學考察[M].北京：清華大學出版社，2013.

MOOCSystemOptimizationMechanismBasedontheAndroidMobileTerminal

HuChangxia,MiJian,LiuYing

(School of Information Science and Technology, Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang 050043, China)

MOOC (Massive Open Online Course) Open Online courses is an emerging way of network study. The Android mobile terminal, as a product of new era and new technology, its timeliness and portability bring great convenience for people's life. MOOC based on Android mobile terminal, which possesses the advantages of both, provides learners with more convenient, fast and systematic online learning courses. The purpose of this paper is from the perspective of research on MOOC system optimization mechanism, to analyze and optimize the MOOC system to enhance the system fluency and reduce system flow usage.

MOOC;the android mobile terminal;system optimization

TP311.52

A

2095-0373(2017)03-0104-05

2016-06-20責任編輯劉憲福

10.13319/j.cnki.sjztddxxbzrb.2017.04.20

胡暢霞(1977-)，女，副教授，研究方向為計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其應(yīng)用、移動開發(fā)。E-mail：huchx@stdu.edu.cn

胡暢霞，米建，劉穎.基于Android移動終端的MOOC系統(tǒng)優(yōu)化機制研究[J].石家莊鐵道大學學報:自然科學版,2017,30(4):104-108.