Xây dựng mô hình quản lý chia sẻ dữ liệu trong mạng ngang hàng không dây

ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BÁO CÁO NGHIỆM THU XÂY DỰNG MƠ HÌNH QUẢN LÝ CHIA SẺ DỮ LIỆU TRONG MẠNG NGANG HÀNG KHÔNG DÂY CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI PGS.TS ĐỒNG THỊ BÍCH THỦY THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 5/2015 Mục lục  PHẦN MỞ ĐẦU Thông tin đề tài: .1 Mục tiêu Nội dung Sản phẩm đăng ký theo hợp đồng thực đề tài dự án Sản phẩm nộp đề tài dự án Chương TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU Phần NGHIÊN CỨU CÁC CHIẾN LƯỢC CỘNG TÁC VÀ ĐỒNG BỘ DỮ LIỆU5 1.1 Một số chiến lược cộng tác liệu so sánh đánh giá cơng trình 1.1.1 Sơ lược cơng trình nghiên cứu liên quan đến phương pháp cộng tác liệu môi trường di động 1.1.2 So sánh đánh giá giải pháp cộng tác liệu 18 1.2 Một số chiến lược quán liệu 20 1.2.1 Sơ lược cơng trình nghiên cứu liên quan đến phương pháp quán liệu môi trường di động 20 1.2.2 So sánh đánh giá giải pháp 27 Phần NGHIÊN CỨU VỀ HỌC TẬP CỘNG TÁC TRONG MÔI TRƯỜNG DI ĐỘNG 28 1.3 Định nghĩa học tập cộng tác 28 1.4 Định nghĩa học tập di động 30 1.5 Học cộng tác với hỗ trợ thiết bị di động 31 1.6 Kết luận 42 Chương NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 43 Phần MƠ HÌNH QUẢN LÝ CHIA SẺ DỮ LIỆU TRONG MẠNG NGANG HÀNG KHÔNG DÂY 43 2.1 Xây dựng mơ hình quản lý chia sẻ liệu 43 2.1.1 Mơ tả cấu trúc mơ hình chia sẻ liệu ngang hàng 43 2.1.2 Nguyên lý hoạt động tìm liệu mơ hình 44 2.1.3 Kiến trúc chi tiết MH 46 2.2 Các mơ-đun xử lý mơ hình 48 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 2.2.6 2.3 Nguyên lý gia nhập mạng MH 48 Mô tả cấu trúc kho liệu lưu cục MH 49 Mơ-đun xử tìm kiếm liệu 49 Mô-đun xử lý thu nạp liệu 56 Mô-đun xử lý thay liệu 59 Mô-đun xử lý Nhất quán liệu 60 Kết luận 66 i Phần XÂY DỰNG ỨNG DỤNG MINH HỌA MƠ HÌNH QUẢN LÝ CHIA SẺ DỮ LIỆU 67 2.4 Mơ hình kiến trúc kịch thử nghiệm 67 2.4.1 Mô hình kiến trúc 67 2.4.2 Các hệ thống MES 68 2.5 Phân tích chức hệ thống MES 72 2.5.1 Hệ thống hỗ trợ thảo luận lớp học (Classroom Discussion System CDS) 72 2.5.2 Hệ thống hỗ trợ học tập cộng tác theo nhóm lớp học(Classroom Cooperative System - CCS) 74 2.5.3 Hệ thống hỗ trợ đồng liệu (Data Consistency System - DCS) 75 2.6 2.7 Thiết kế giao diện 76 Giới thiệu hệ thống học cộng tác trời (outdoor) 78 2.7.1 Giới thiệu mô hình học tập cộng tác di động 78 2.8 Kịch thử nghiệm 79 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 84 Phần MƠ HÌNH QUẢN LÝ CHIA SẺ DỮ LIỆU TRONG MẠNG NGANG HÀNG KHÔNG DÂY 84 3.1 Tiêu chí độ đo thử nghiệm 84 3.1.1 Tiêu chí đánh giá dựa kích thước kho lưu trữ (cache size): 84 3.1.2 Tiêu chí dựa số lượng MH: 85 3.2 Kết thử nghiệm so với cơng trình khác 85 3.2.1 Tham số thiết lập mô 85 3.2.2 So sánh tiêu chí kích thước kho lưu trữ 86 3.2.3 So sánh tiêu chí số lượng MH 89 Phần XÂY DỰNG ỨNG DỤNG MINH HỌA MƠ HÌNH QUẢN LÝ CHIA SẺ DỮ LIỆU 92 3.1 Kết thử nghiệm hệ thống hỗ trợ dạy học lớp 92 3.2 Kết thử nghiệm hệ thống học cộng tác lớp 94 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 96 3.3 Các kết đạt 96 3.3.1 Về mơ hình cộng tác chia sẻ liệu mạng ngang hàng không dây 96 3.3.2 Về ứng dụng hỗ trợ giảng dạy học tập môi trường không dây 96 3.4 Hướng phát triển 97 Tài liệu tham khảo 98 Các cơng trình cơng bố 102 ii PHẦN MỞ ĐẦU Thông tin đề tài:  Tên đề tài: Xây dựng mơ hình quản lý chia sẻ liệu mạng ngang hàng không dây  Chủ nhiệm đề tài/dự án:PGS TS Đồng Thị Bích Thủy  Cơ quan chủ trì: Trường ĐH Khoa học Tự Nhiên  Thời gian thực hiện: 12/2010 – 12/2011  Kinh phí duyệt: 360 triệu  Kinh phí cấp: 220 triệu theo TB số: 288/TB-SKHCN ngày 21/12/ 2010 Mục tiêu 1) Xây dựng mơ hình quản lý chia sẻ liệu mạng ngang hàng khơng dây Mơ hình xây dựng hướng đến số vấn đề sau:  Xử lý truy vấn liệu: Chúng hướng tới việc thực lưu trữ lại kết câu truy vấn trước thiết bị di động (được gọi kỹ thuật caching) để phục vụ cho lần truy vấn sau nhằm giảm khả yêu cầu liệu máy chủ, tiết kiệm lượng chi phí mạng khơng dây việc chuyển liệu Việc lưu trữ lại liệu thiết bị di động không phục vụ cho u cầu liệu mà cịn phục vụ cho yêu cầu liệu thiết bị lân cận  Xử lý thay liệu: liệu sau lưu trữ thiết bị di động gọi kho liệu lưu (cache), kho liệu lưu bị đầy vấn đề phải làm để loại bỏ liệu khơng cịn hợp lệ để thay liệu cách xác, kịp thời  Xử lý đồng liệu: đảm bảo liệu lưu kho liệu quán với liệu gốc ban đầu 2) Xây dựng mô mô hình đề xuất thơng qua cơng cụ mơ mạng 3) Xây dựng ứng dụng thử nghiệm lĩnh vực giáo dục có áp dụng mơ hình đề xuất Nội dung Sản phẩm đăng ký theo hợp đồng thực đề tài dự án Giai đoạn Từ tháng 12/2010 đến tháng 12/2011 TT Tóm tắt nội dung Sản phẩm cần đạt Khảo sát trạng công trình nghiên cứu liên quan Tài liệu báo cáo đến HTTT DĐ có áp dụng kiến trúc mạng P2P ngồi nước Đề xuất mơ hình quản lý ứng dụng chia sẻ liệu Mơ hình MH Phân tích, thiết kế cấu trúc kho liệu lưu cục Cấu trúc, nguyên lý hoạt MH phục vụ truy vấn, đồng bộ, thay liệu,… động kiến trúc Đề xuất giải pháp liên quan để thực hóa cấu trúc Giải pháp, thuật toán đề xuất Giai đoạn Từ tháng 12/2011 đến tháng 6/2012 TT Sản phẩm cần đạt Tóm tắt nội dung Xây dựng mơ để thử nghiệm kiến trúc đề xuất Chương trình, mơ-đun hiệu chỉnh (nếu có) liên quan Xây dựng ứng dụng thực tế để thử nghiệm tính khả thi Ứng dụng thử nghiệm mơ hình đề xuất SẢN PHẨM NGHIÊN CỨU TT Tên sản phẩm tổng kết u cầu khoa học, kinh tế Mơ hình ngun lý hoạt động  mơ hình việc chia sẻ cộng tác liệu phục vụ cho  HTTT DĐ Ghi Chia sẻ liệu thiết bị di động Đồng liệu trường hợp liệu hiệu lực Giải phóng liệu hợp lý nhớ thiết bị lưu trữ đầy Báo cáo, Tài liệu Giải pháp thực thuật Giải pháp, thuật toán đề nghị đưa hiệu toán kèm so sánh đánh giá với cơng trình nghiên cứu trước Báo cáo, Tài liệu Chương trình thử nghiệm mơ Mô kiến trúc đề xuất Báo cáo, Tài liệu, CD ROM Đặc tả ứng dụng thực tế Bảng mô tả chi tiết ứng dụng thực tế lĩnh vực giáo dục áp dụng mơ hình đề xuất Báo cáo, Tài liệu  Bảng số liệu, Sơ đồ Các bảng số liệu kết chạy thực nghiệm biểu đồ so sánh dựa bảng số liệu Báo cáo, Tài liệu, CD – ROM Bài báo khoa học báo đăng hội nghị quốc tế hội nghị quốc gia Báo cáo, Tài liệu, CD – ROM Sản phẩm nộp đề tài dự án Sản phẩm nộp theo đăng ký, giai đoạn từ tháng 12/2010 đến tháng 12/2011 TT Tóm tắt nội dung Sản phẩm nộp Khảo sát trạng cơng trình nghiên cứu liên quan Tài liệu báo cáo vè đến HTTT DĐ có áp dụng kiến trúc mạng P2P Nghiên cứu trạng nước (Phần – Chương 1) Đề xuất mơ hình quản lý ứng dụng chia sẻ liệu Tài liệu báo cáo Mô MH hình đề xuất (Phần – Chương 2) Phân tích, thiết kế cấu trúc kho liệu lưu cục Tài liệu báo cáo Cấu MH phục vụ truy vấn, đồng bộ, thay liệu,… trúc, nguyên lý hoạt động kiến trúc (Phần – Chương 2) Đề xuất giải pháp liên quan để thực hóa cấu trúc Tài liệu báo cáo Giải đề xuất pháp, thuật toán (Phần – Chương 2) Sản phẩm nộp theo đăng ký, giai đoạn từ tháng 12/2011 đến tháng 6/2012 TT Sản phẩm nộp Tóm tắt nội dung Xây dựng mô để thử nghiệm kiến trúc đề xuất Chương trình, mơ-đun hiệu chỉnh (nếu có) liên quan, kết thử nghiệm ( Phần – Chương 3) Xây dựng ứng dụng thực tế để thử nghiệm tính khả thi Ứng dụng thử nghiệm chia mơ hình đề xuất sẻ thơng tin học tập (Phần - Chương 1, 2, 3) SẢN PHẨM NGHIÊN CỨU TT Tên sản phẩm tổng kết Mơ hình nguyên lý hoạt động  Yêu cầu khoa học, kinh tế Chia sẻ liệu thiết bị di Ghi Báo cáo, động Đồng liệu trường hợp liệu hiệu lực Giải phóng liệu hợp lý nhớ thiết bị lưu trữ đầy Tài liệu Giải pháp thực thuật Giải pháp, thuật toán đề nghị đưa hiệu toán kèm so sánh đánh giá với cơng trình nghiên cứu trước Báo cáo, Tài liệu Chương trình thử nghiệm mô Mô kiến trúc đề xuất Báo cáo, Tài liệu, CD ROM Đặc tả ứng dụng thực tế Bảng mô tả chi tiết ứng dụng thực tế lĩnh vực giáo dục áp dụng mơ hình đề xuất Báo cáo, Tài liệu Bảng số liệu, Sơ đồ Các bảng số liệu kết chạy thực nghiệm biểu đồ so sánh dựa bảng số liệu Báo cáo, Tài liệu, CD – ROM Bài báo khoa học báo đăng hội nghị quốc tế hội nghị quốc gia Báo cáo (2 báo), Tài liệu, CD – ROM Đào tạo nghiên cứu Luận văn tốt nghiệp đại học (ĐH), cao học (CH) Thông tin thể mục Cơng trình cơng bố - Sản phẩm đào tạo mơ hình việc chia sẻ cộng tác liệu phục vụ cho  HTTT DĐ  Chương TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU Tóm tắt chương: Nội dung chương trình bày gồm phần chính: phần trình bày trạng nghiên cứu chiến lược cộng tác liệu đồng liệu; phần trình bày trạng nghiên cứu học tập di động học tập di động cộng tác Nội dung chi tiết Phần 1:  Giới thiệu phân tích số phương pháp cộng tác liệu môi trường di động  Giới thiệu phân tích số phương pháp quán liệu môi trường di động Nội dung chi tiết phần 2:  Giới thiệu học tập di động học tập di động cộng tác  Khảo sát hệ thống học tập di động học tập di động cộng tác giới Phần NGHIÊN CỨU CÁC CHIẾN LƯỢC CỘNG TÁC VÀ ĐỒNG BỘ DỮ LIỆU 1.1 Một số chiến lược cộng tác liệu so sánh đánh giá cơng trình 1.1.1 Sơ lược cơng trình nghiên cứu liên quan đến phương pháp cộng tác liệu môi trường di động 1) Lưu trữ liệu (CacheData) Trong cơng trình nghiên cứu [4], tác giả Liangzhong Yin đề xuất kỹ thuật lưu trữ liệu MH (Mobile Host) trung gian đường định tuyến Cơng trình nghiên cứu rõ MH trung gian đường định tuyến nhận liệu từ MH khác, phải lưu trữ liệu vào nhớ cục để phục vụ cho yêu cầu tương lai thay gửi yêu cầu lên máy chủ BS (Base Station) Các MH đường định tuyến lưu trữ liệu, không lưu đường dẫn Tuy nhiên, chiến lược lưu trữ khơng hiệu hạng mục liệu di mà có nhiều MH gần lưu trữ, gây lãng phí nhớ kho lưu trữ mà cịn tăng chi phí trì Vì chiến lược lưu trữ liệu (CacheData) không phù hợp với kiến trúc mạng cộng tác chia sẻ liệu theo nhóm nơi mà MH bị giới hạn không gian nhớ lưu trữ cục Do cơng trình nghiên cứu rằng: không lưu trữ liệu tất yêu cầu đến từ MH 1.1.1.1 Lưu trữ định tuyến (CachePath) Để giải hạn chế kỹ thuật lưu trữ liệu, tác giả [4] đưa kỹ thuật lưu trữ đường định tuyến: MH lưu trữ đường định tuyến MH chứa liệu gần nhất, tương lai định hướng q trình tìm kiếm nhanh Trong mơi trường mạng di động, MH lưu trữ hay thay liệu giới hạn kích thước nhớ cục Tuy nhiên, môi trường mà MH thường xuyên di chuyển nên đường định tuyến từ MH nguồn đến MH đích thay đổi Vì việc lưu trữ đường định tuyến từ MH nguồn đến MH đích khơng cịn xác Để giải vấn đề trên, MH nguồn lưu trữ đường định tuyến đến MH đích khoảng cách hai MH ngắn khoảng cách đến BS Hay nói cách khác, lưu lại địa MH trả liệu (MH đích) để lần truy vấn tương lai biết xác MH có liệu u cầu Hình 1-1 Mơ hình mạng ad hoc Ví dụ Hình 1-1, MH1 yêu cầu liệu di từ MH11, MH3 trả liệu cho MH1, MH3 biết MH1 có lưu liệu di vào nhớ cục Ở lần tìm kiếm khác, MH2 muốn có liệu di, lúc MH3 biết di MH1 gần so với MH11, MH3 đưa u cầu tìm kiếm sang MH1 thay MH11 2) Kết hợp lưu trữ liệu đường định tuyến (HybridCache) Để giải hạn chế cho kỹ thuật lưu trữ liệu lưu trữ định tuyến, tác giả đưa kỹ thuật kết hợp lưu trữ liệu đường dẫn (Hybrid Cache) [4] HybridCache dựa vào tham số chính: kích thước liệu (S), thời gian sống liệu (TTL), số lượng bước nhảy (Hsave) Cụ thể trường hợp sử dụng tham số cho kỹ thuật CacheData, CachePath HybridCache trình bày Bảng 1-1 Bảng 1-1 Các trường hợp sử dụng CacheData, CachePath HybridCache HybridCache CacheData CachePath Ts Si ≤ Ts Si ≤ Ts TTTL TTLi> TTTL Lưu trữ TH Hsave> TH Hsave> TH có đủ khơng gian nhớ Nếu kích thước Si khơng vượt q ngưỡng tham số Ts sử dụng CacheData CachePath Nếu giá trị TTL nhỏ giới hạn TTTL liệu di không sử dụng CachePath, ngược lại TTL lớn giá trị TTTL sử dụng CachePath Nếu Hsave lớn giá trị Th sử dụng CachePath, ngược lại CachePath khơng sử dụng, sử dụng CacheData có đủ không gian lưu trữ Tuy nhiên CacheData, CachePath HybridCache có hạn chế có thay CacheData, hay MH thường xuyên di chuyển tốn thêm thời gian xử lý cho cập nhật CachePath MH lân cận Một đặc điểm môi trường mạng không dây MH hạn chế khả xử lý lưu trữ, hạn chế khơng gian nhớ, thuật tốn khơng thể tính cộng tác MH 3) Kiến trúc COCA Trong kiến trúc COCA (COoperative CAching) [3], [5] nhóm tác giả Chi-Yin Chow, MH trang bị hai thiết bị giao tiếp không dây (Card Wireless), thiết bị chuyên dùng để giao tiếp với máy chủ (MSS), thiết bị lại dùng để truyền tin với MH khác vùng để chia sẻ liệu cộng tác qua kênh truyền P2P mô tả Hình 1-2 Hình 1-2 Kiến trúc COCA [3][5]  Nhận xét: Trong số trường hợp đầu tỷ lệ tìm thấy liệu kho lưu trữ vùng cộng tác kiến trúc GROUPCACHING cao kiến trúc MIXGROUP thuật toán thay liệu kiến trúc GROUPCACHING không cho trùng lắp liệu vùng, ngược lại kiến trúc MIX-GROUP có cho trùng lắp liệu Tuy nhiên vùng có nhiều MH chứa liệu nên thời gian hồi đáp nhanh số lượng thông điệp giảm xuống, liệu khơng cịn hợp lệ bị xóa cịn phiên liệu khác lưu trữ MH khác vùng Khi số lượng MH vùng nhiều khả cộng tác kiến trúc MIX-GROUP cao, cao kiến trúc GROUPCACHING Khi số lượng MH nhiều, kiến trúc MIX-GROUP, MH yêu cầu có nhiều thơng tin kho lưu trữ MH nằm vùng ngồi vùng tỷ lệ tìm thấy liệu cao hơn, ngược lại kiến trúc GROUPCACHING khơng có thơng tin MH ngồi vùng, MH u cầu tìm kiếm thơng tin cách loang mù MH xung quanh, tỷ lệ tìm thấy liệu khơng cao Phần XÂY DỰNG ỨNG DỤNG MINH HỌA MƠ HÌNH QUẢN LÝ CHIA SẺ DỮ LIỆU 3.1 Kết thử nghiệm hệ thống hỗ trợ dạy học lớp Chúng tiến hành thử nghiệm ứng dụng lên MTXT có cấu sau: COMPAQ CQ50NR - Hệ điều hành Window - Bộ xử lí: AMD Turion X2 64 2.0 GHz - RAM : 3GB - Ổ cứng : 200GB - Wifi : WI-FI 802.11 b/g HP Pavilion - Hệ điều hành Window Vista - Bộ xử lí: intel Core Duo - RAM : 2GB - Ổ cứng : 250GB - Wifi : WI-FI 802.11 b/g TOSHIBA - Hệ điều hành Window - Bộ xử lí: intel Core Duo - RAM : 2GB - Ổ cứng : 320GB - Wifi : WI-FI 802.11 b/g ACER - Hệ điều hành Window Vista - Bộ xử lí: intel Core Duo 1.73 GHz - RAM : 1.5GB 92 - Ổ cứng : 80GB - Wifi : WI-FI 802.11 b/g Điện thoại di động có cấu sau: LG OPTIMUS ONE P500 - Hệ điều hành Android 2.2 Froyo - Bộ xử lí: Qualcomm MSM 7227 600 MHz - RAM 419MB - Bộ nhớ 170 MB - SDCard: GB - Wifi : WI-FI 802.11 b/g SAMSUNG S5830 ACE - Hệ điều hành Android 2.2 Froyo - Bộ xử lí: Qualcomm QCT MSM7227-1 Turbo 800 MHz - RAM 278MB - Bộ nhớ 160 MB - SDCard: GB - Wifi : WI-FI 802.11 b/g/n HTC DESIRE S - Hệ điều hành Android 2.2 - Bộ xử lí: Qualcomm MSM8255 Snapdragon GHz - RAM 768MB - Bộ nhớ 1.1 GB - SDCard: GB - Wifi : WI-FI 802.11 b/g Chúng thử nghiệm với máy tính xách tay điện thoại di động trên, kết cho thấy thời điểm tốc độ xử lý đăng nhập mức tương đối xử lý sở liệu phức tạp với thao tác nhiều bảng; tốc độ đồng liệu nhanh; tốc độ gửi/nhận tập nhanh; tốc độ nhận/gửi phản hồi nhanh; tốc độ thống kê hệ thống người dạy mức tương đối Bên cạnh đó, chức trao đổi thảo luận nhanh Xét độ ổn định tương đối, thiết bị di động gần trung tâm Access point tộc độ truy xuất, tốc độ nhận/gửi nhanh Những thiết bị xa so với Access point tín hiệu khơng ổn định Tính đắn mặt liệu xác giảng tập lấy dựa nội dung giảng thực tế người dạy Xét tính tiện dụng máy tính xách tay mức tương đối có nhiều chức nên đọc hướng dẫn sử dụng trước dùng Đối với thiết bị di động hỗ trợ hệ điều hành Android mang tín tiện dụng cao; người dụng sử dụng dễ dàng hơn, giao diện đơn giản Giao diện chuyển động hoạt cảnh, tốc độ xử lí ứng dụng tương đối nhanh chóng tạo cảm giác mượt mà dùng ứng dụng So với ứng dụng giao diện ứng dụng Chúng tơi có phần bắt mắt sử dụng tiếng Việt nên dễ dàng sử dụng người Việt Nam 93 3.2 Kết thử nghiệm hệ thống học cộng tác ngồi lớp Chúng tơi tiến hành thử nghiệm ứng dụng lên Máy tính bảng có cấu sau: Kindle Fire - Hệ điều hành: Android 2.3 Gingerbread Vi xử lí: nhân tốc độ 1GHz TI OMAP RAM: 512MB Bộ nhớ trong: 8GB, hỗ trợ lưu trữ thêm dịch vụ lưu trữ đám mây Amazon Kết nối: WiFi 802.11 b/g KingCom JOYPAD C71 - Hệ điều hành: Android 2.3 Gingerbread Vi xử lí: CPU 1.2G Hz ARM RAM: 512MB Bộ nhớ trong: 8G, khe cắm micro SD lên đến 32G - Kết nối: WiFi 802.11 b/g HTC DESIRE - Hệ điều hành: Android 2.2 Vi xử lí: Qualcom MSM8255 Snapdragon 1GHz RAM: 768MB Bộ nhớ trong: 512MB SD Card: 32GB - Kết nối: WiFi 802.11 b/g SAMSUNG GT-S5670 - Hệ điều hành: Android 2.2 Vi xử lí: Qualcom MSM8255 Snapdragon 1GHz RAM: 768MB Bộ nhớ trong: 512MB SD Card: 32GB - Kết nối: WiFi 802.11 b/g Học tập cộng tác xây dựng với hỗ trợ máy tính bảng điện thoại di động cấu hình nêu Sau tiến hành thực nghiệm trường Khoa Học Tự Nhiên hai môi trường học tập lớp học lớp học Kết cho thấy thời điểm tốc độ xử lý đăng nhập mức tương đối xử lý sở liệu phức tạp với thao tác nhiều bảng; tốc độ đồng liệu mức tương đối; tốc độ gởi/nhận ý kiến đồ khái niệm nhanh 94 Xét độ ổn định tương đối Giao diện chuyển động hoạt cảnh, tốc độ xử lí ứng dụng tương đối nhanh chóng tạo cảm giác mượt mà dùng ứng dụng sử dụng tiếng Việt nên ứng dụng dễ dàng sử dụng người Việt Nam 95 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Nội dung phần chúng tơi trình bày tổng kết lại kết đạt đề tài số kiến nghị tương lai 3.3 Các kết đạt 3.3.1 Về mơ hình cộng tác chia sẻ liệu mạng ngang hàng khơng dây Chúng tơi xây dựng mơ hình cộng tác chia sẻ liệu mạng ngang hàng không dây với tên MIX-GROUP, gồm có:  Kiến trúc mơ hình  Ngun lý hoạt động  Cấu trúc thành phần MH cách thức giao tiếp thành phần  Các toán giải cho mơ hình: tìm kiếm liệu, thu nạp liệu, thay liệu quán liệu  Xây dựng cấu trúc liệu giải thuật để xây dựng tốn Chúng tơi nghiên cứu môi trường công cụ mô mạng NS2 để thực nghiệm thử nghiệm cho mơ hình xây dựng Kết thử nghiệm so sánh với cơng trình khác (COCA[4][5], GROUPCOCA[1]) để thấy mức độ hiệu việc chia sẻ liệu kiến trúc MIXGROUP xây dựng Kết thử nghiệm qua nhiều phiên cơng bố cơng trình [CT1] [CT2] 3.3.2 Về ứng dụng hỗ trợ giảng dạy học tập môi trường không dây Chúng nghiên cứu trạng việc áp dụng thiết bị không dây công nghệ không dây vào lĩnh vực giáo dục Đặc biệt chúng tơi tìm hiểu cơng trình liên quan đến lĩnh vực giới để tìm kiếm đặc trưng ràng buộc xây dựng loại ứng dụng Bên cạnh chúng tơi nghiên cứu sâu học tập di động học tập cộng tác di động để hiểu đặc thù loại ứng dụng này, từ xây dựng mơ hình học tập di động mơ hình học tập di động cộng tác áp dụng mơ hình cộng tác chia sẻ liệu MIXGROUP xây dựng Ngồi kết đạt trên, chúng tơi cịn xây dựng hệ thống hỗ trợ giảng dạy học tập môi trường không dây áp dụng mơ hình MIX-GROUP xây dựng chạy thiết bị di động thật (máy tính xách tay, máy tính bảng, điện thoại di động), bao gồm: 96  Hệ thống hỗ trợ giảng dạy học tập lớp (in door),với hệ thống người học người dạy sử dụng thiết bị di động để tham gia vào buổi học với chức năng: giảng dạy, làm tập, thảo luận, đánh giá…  Hệ thống hỗ trợ học cộng tác trời (out –door), với hệ thống người học liên lạc trực tiếp với thiết bị di động để học cộng tác chủ đề Hệ thống hỗ trợ tạo nhóm, phân quyền, thảo luận chia sẻ liệu,… 3.4 Hướng phát triển  Về mơ hình cộng tác chia sẻ liệu mạng ngang hàng khơng dây: tốn lớn, cần nhiều nghiên cứu chuyên sâu để tiếp tục làm thử nghiệm khác liên quan đến kết mơ hình như:  - Mật độ di chuyển độ xáo trộn MH hệ thống - Xem xét độ phức tạp thuật toán Về ứng dụng hỗ trợ giảng dạy học tập môi trường di động: ứng dụng chạy phịng thử nghiệm chưa thử nghiệm mơi trường thực tế Việc áp dụng triển khai mơi trường thực tế gặp phải khó khăn trang bị thiết bị di động cho người học người dạy Nếu vấn đề khắc phục hệ thống ứng dụng triển khai thử nghiệm để phát yếu tố chưa khả thi tìm hướng khắc phục 97 Tài liệu tham khảo Tiếng Anh: [1] Yi-Wei.Ting, Yeim-Kuan Chang (2007), A Novel Cooperative Caching Scheme for Wireless Ad hoc Networks: Group Caching, In: International Conference on Networking, Architecture, an Storage (NAS 2007), IEEE, Los Alamitos, 2007 [2] N.Chand, R.C Joshi, M.Misra (2006), An efficient Caching Strategy in Mobile Ad hoc networks Based on Clusters, International Conference on Wireless and Opitcal Communications Networks, Springer 2006, pp.1-5 [3] C.Y.Chow, H.V.Leong and A.Chan (2004), Peer to Peer Cooperative Caching in Mobile Environments, Proc.24th Int‟l Conff Distributed Computing Systems Workshops (ICDCSW „ 04), 2004, pp.528-533 [4] Liangzhong Yin, Guohong Cao (2006), Supporting Cooperative Caching in Ad hoc Networks, IEEE Transaction on Mobile Computing, 2006, pp 77-89 [5] C.Y.Chow, H.Vleong and A.Chan (2004), Peer-to-Peer Cooperative Caching in a Hybrid Data Delivery Environment, Proc.7th International Symposium on Parallel Architectures, Algorrithms and Networks, 2004, pp.78-84 [6] C.Y.Chow, H.V.Leong and A Chan (2005), Distributed Group-based cooperative caching in a mobile broadcast environment, Proceedings of the 6th international conference on Mobile data management (MDM‟05), 2005, pp.97-106 [7] Prashant Kumar, Naveen Chauhan, LK Awasthi, Narottam Chand (2010), Proactive Approach for Cooperative Caching in Mobile Adhoc Networks, International Journal of Computer Science Issues (IJCSI) , Vol 7, Issue 3, May 2010, p21-27 [8] Huaping Shen, Mary Suchitha Joseph, Mohan Kumar, and Sajal K Das (2005), PReCinCt: A Scheme for Cooperative Caching in mobile peer-to-peer systems, Proceeding 19th IEEE International of Pararell and Distributed Processing Symposium ( IPDPS‟05), 2005, pp 57a [9] Quanqing Xu, Hengtao Shen, Zaiben Chen, Bin Cui, Xiaofang Zhou, Yafei Dai (2009), “Hybrid Information Retrieval Policies based on Cooperative Cache in Mobile P2P Networks”, Frontiers of Computer Science Journal, Vol.3, 2009, pp.381-385 [10] Yu Du, Sandeep K.S.Gupta (2005), COOP – A cooperative caching service in MANETs, Proceedings of the Joint International Conference on Autonomic 98 and Autonomous Systems and International Conference on Networking and Services ( ICAS-ICNS '05), 2005, pp 58-64 [11] G Anandharaj and Dr R Anitha (2008), A Power-Aware Low-Latency Cache Management Architecture for Mobile Computing Environments, IJCSNS International Journal of Computer Science and Network Security, VOL.8 No.10, Oct 2008, pp 121127 [12] G Anandharaj and Dr R Anitha (2009), An Improved Architecture for Complete Cache Management in Mobile Computing Environments, International Journal of Soft Computing 4(3), 2009, pp 142-147 [13] Po-Jen Chuang and Yu-Shian Chiu (2007), Constructing Efficient Cache Invalidation Schemes in Mobile Environments, Third International IEEE Conference on Signal-Image Technologies and Internet-Based System, 2007, pp 281-288 [14] Jinbao Li, Yingshu Li, My T Thai and Jianzhong Li (2005), Data Caching and Query Processing in MANETs, International Journal of Pervasive Computing and Communications, Vol Iss: 3, 2005, pp.169 - 178 [15] Jiannong Cao, Yang Zhang and Guohong Cao, Li Xie (2007), Data Consistency for Cooperative Caching in Mobile Environments, Computer, vol.40, no.4, 2007, pp.60-66 [16] Po-Jen Chuang and Yu-Shian Chiu (2008), Efficient Cache Invalidation Schemes for XML Data Accesses in Mobile Environments, Proceedings of the 2008 International Computer Symposium (ICS 2008), 2008 [17] C.Y Chow, H.V Leong (2007), GroCoca Group-based Peer-to-Peer Cooperative Caching in Mobile Environment, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol.25, issue 1, 2007, pp.179-191 [18] C.Y.Chow, H.V Leong and A Chan (2004), Group-based Cooperative Cache Management for Mobile Clients in a Mobile Environment, International Conference on Pararell Processing (ICPP2004), 2004, pp 83-90 [19] Imad Mahgoub, Mohammad Ilyas, Crc, Mobile Computing Handbook, CRC Press, 2004 [20] Po-Jen Chuang and Yu-Shian Chiu (2008), Efficient Cache Invalidation Schemes for XML Data Accesses in Mobile Environments, Proceedings of the 2008 International Computer Symposium (ICS 2008), 2008 [21] P Dillenbourg (1999), What you mean by collaborative learning?, In P Dillenbourg (Ed) Collaborative-learning: Cognitive and Computational Approaches Oxford: Elsevier, pp.1-19 [22] L Vygotsky (1978), Mindinsociety: the development of higher psychological processes, Cambridge: Harvard University Press 99 [23] W Doise, G Mugny (1985), The social development of the intellect, International Series in Experimental Social Psychology, vol.10, Springer US, pp.95-121 [24] G Zurita, M Nussbaum (2004), Computer Supported Collaborative Learning Using Wirelessly Interconnected Handle Computers, Computer & Education, vol.42, 3, pp 289 – 314 [25] Marjan, L., Mohammad Ghodsi, S (2011), “Benefits of collaborative learning”, Procedia - Social and Behavioral Sciences, Vol 31, pp 486 – 490 [26] J Traxler (2005), Defining mobile learning, IADIS International Conference Mobile Learning 2005, Qawra, Maldives, 2005, pp.261-266 [27] A Hashim (2007), Mobile Technology for Learning Java Programming Designed and Implementation of a Programming Tool for VISCOS Mobile, Master‟s Thesis, Universityh of Joensuu, Department of Computer Science and Statistics, P.O Box 111, FI-80101 Joensuu, FINLAND [28] J Cui (2010), A study on the Effects of Collaborative Learning with Mobile Devices, Master‟s thesis, Massey University, The Academic Faculty [29] M Sharples (2006), Big Issues in Mobile Learning: Report of a workshop by the Kaleidoscope Network of Excellence Mobile Learning Initiative, Report of a workshop by the Kaleidoscope Network of Excellence Mobile Learning Initiative, University of Nottingham, 2006 [30] H Ruy, J Cui, D Parsons, (2010), Raising the Bar of Challenge with Collaboration: Social Flow in Mobile Learning, Proceedings of the 9th World Conference on Mobile and Contextual Learning (MLEARN 2010), 2010, pp.240 – 247 [31] Z Mo, J Bo, H Kunpeng, X Hongsheng (2013), A Cooperative Hybrid Caching Strategy for P2P Mobile Network, Proceedings of the 2nd International Symposium on Computer, Communication, Control and Automation (ISCCCA - 13), Shijiazhuang, China, 2013, pp 19-23 [32] C Srinivas, K Samreen (2012), Data Caching Placement based on information density in wireless ad hoc network, International Journal of Engineering Research and Applications, Vol 2, Issue 4, 2012, pp.120-125 [33] M Arrigo, M Gentile, D Taibi, G Chiappone, D Tegolo (2004), mCLT: an application for collaborative learning on a mobile telephone Proceedings of 3th European Conference on Mobile Learning (MLEARN 2004), 2004, pp.20-22 [34] S Bull, L Bridgefoot, D Corlett, P Kiddie, T Marianczak, C Mistry, N Sandle, M Sharples, D Williams, (2004), Interactive Logbook: the development of an aplication to enhance and facilitate collaborative working within groups in higher 100 education, Proceedings of 3th European Conference on Mobile Learning (MLEARN 2004), 2004, pp.48-51 [35] M Arrigo, O Di Giuseppe, G Fulantelli, M Gentile, G Novara., L Seta, D Taibi (2007), A collaborative mlearning environment, Proceedings of the 6th Annual International Conference on Mobile Learning (MLEARN 2007), 2007, pp.14-22 [36] J Novak, B Gowin (1984), Learning how to learn, Cambridge University Press, Cambridge, UK [37] W.Y Hwang, J.L Hsu, H.J Huang (2007), A study on ubiquitous computer supported collaborative learning with hybrid mobile discussion forum, Proceedings of the 6th Annual International Conference on Mobile Learning (MLEARN 2007), 2007, pp.101-109 [38] P Byrne, I Arnedillo-Sánchez, B Tangney (2008), A Mobile Computer Supported Collaborative Learning Tool for Digital Narrative Production, Proceedings of the mLearn2008 Conference (Mlearn 2008), 2008, pp.68-73 [39] D Chun, A Siu, (2011), A study of the perception using Mobile Learning in Higher Education in Hong Kong – the end of textbook, the rise of collaborative tools, Proceedings of 10th World Conference on Mobile and Contextual Learning (mLearn2011), 2011, pp 361-363 101 Các cơng trình cơng bố Một số báo khoa học công bố hội nghị tạp chí khoa học quốc tế: [CT1] Thu T.M Nguyen, Thuy T.B Dong, “An Efficient Model for Cooperative Caching in Mobile Information Systems” The Seventh International Symposium on Frontiers of Information Systems and Network Applications (FINA 2011), Biopolis, Singapore, March 22 - 25, 2011 (Print ISBN: 978-161284-829-7) [CT2] Thu T.M Nguyen, Thuy T.B Dong, “An efficient cooperative cache approach in mobile information system” The 13th Int'l Conf on Enterprise Information Systems (Beijing/China), 8-11 June 2011 (SciTePress 2011, ISBN 978-989- 8425-56-0) Sản phẩm đào tạo Vũ Thị Huyền Nhung- Nguyễn Nhật Tài, Xây dựng hệ thống thông tin di động cộng tác hỗ trợ cho việc giảng dạy sử dụng thiết bị di động (Phần 1), luận văn tốt nghiệp ĐH ngành CNTT, 09/2011 Nguyễn Thị Hạ, Nguyễn Huỳnh Minh Duy, Xây dựng hệ thống thông tin di động cộng tác hỗ trợ cho việc giảng dạy sử dụng thiết bị di động (Phần 2), luận văn tốt nghiệp ĐH ngành CNTT, 09/2011 Đặng Thị Bé Chi, Nguyễn Đức Tuấn, Xây dựng hệ thống thông tin di động cộng tác hỗ trợ cho việc giảng dạy sử dụng thiết bị di động (Phần 3), luận văn tốt nghiệp ĐH ngành CNTT, 09/2011 Trần Lê Thanh, Đinh Vũ Hoàng An, Xây dựng HTTT di động cộng tác hỗ trợ cho việc dạy học sử dụng máy tính bảng sử dụng HĐH Andorid (Phần 1), luận văn tốt nghiệp ĐH ngành CNTT, 09/ 2012 Phạm Thị Thanh Trúc, Khổng Quốc Phú, Xây dựng HTTT di động cộng tác hỗ trợ cho việc dạy học sử dụng máy tính bảng sử dụng HĐH Andorid (Phần 2), luận văn tốt nghiệp ĐH ngành CNTT, 09/2012 Phạm Minh Tú, “Nghiên cứu thử nghiệm giải pháp cho ứng dụng học di động cộng tác hiệu quả”, luận án tốt nghiệp Cao học ngành HTTT, 07/2013 102 Một số thuật ngữ, từ viết tắt ký hiệu  HTTT DĐ : Hệ thống thông tin di động MH : Mobile Host (Thiết bị di động) BS : Base Station (Trạm liệu sở) Server : Máy chủ Client : Máy khách MES : Mobile Education System (Hệ thống hỗ trợ dạy học) CDS : Classroom Dicussion System (Hệ thống hỗ trợ thảo luận lớp) CCS : Classroom Cooperative System (Hệ thống hỗ trợ cộng tác) DCS : Data Consistency System (Hệ thống hỗ trợ đồng bộ) 103 Danh sách hình  Hình 1-1 Mơ hình mạng ad hoc Hình 1-2 Kiến trúc COCA [3][5] .7 Hình 1-3 Cơ chế hoạt động kiến trúc COCA [3][5] Hình 1-4 Mơ hình phân chia thành vùng 10 Hình 1-5 Gói tin u cầu liệu từ MHi nguồn đến MHs đích 11 Hình 1-6 Nhóm MHD 14 Hình 1-7 Thuật tốn xác định active client 25 Hình 2-1 Kiến trúc mơ hình quản lý chia sẻ liệu MIX-GROUP 44 Hình 2-2 Minh họa MH nguồn, MH vùng, MH mạng 45 Hình 2-3 Nguyên lý qui trình tìm kiếm liệu 45 Hình 2-4 Minh họa cấu trúc xử lý MH 46 Hình 2-5 Minh họa nguyên lý MH2 gia nhập mạng 49 Hình 2-6 Lưu đồ xử lý trình tìm tiếm liệu 50 Hình 2-7 Lưu đồ xử lý trình tìm kiếm liệu MH nguồn 53 Hình 2-8 Minh họa cho việc phân loại liệu – phụ 57 Hình 2-9 Lưu đồ minh họa cho xử lý phân loại lưu trữ liệu 58 Hình 2-10 Lưu đồ minh họa cho xử lý xóa liệu 60 Hình 2-11 Mơ hình giao tiếp server MH 61 Hình 2-12 Các giai đoạn thực chu kì đồng BS 61 Hình 2-13 Mơ hình chi tiết BS đồng liệu 62 Hình 2-14 Mơ hình chi tiết MH giai đoạn nhận IR 63 Hình 2-15 Mơ hình mạng ngang hàng khơng dây có hỗ trợ Access point 67 Hình 2-16 Mơ hình mạng ngang hàng khơng dây có hỗ trợ Access point 68 Hình 2-17 Mơ hình tương tác đối tượng hệ thống CDS, tình #1 73 Hình 2-18 Mơ hình tương tác đối tượng hệ thống CDS, tình 2&3 73 Hình 2-19 Mơ hình tương tác đối tượng hệ thống CDS, tình 74 Hình 2-20 Mơ hình tương tác đối tượng cho hệ thống CCS, tình #1 74 Hình 2-21 Mơ hình tương tác đối tượng cho hệ thống CCS, tình 75 Hình 2-22 Mơ hình tương tác đối tượng hệ thống DCS 75 Hình 2-23: Màn hình danh sách chủ đề người học thiết bị di động sử dụng HĐH Android 76 Hình 2-24: Màn hình thơng tin chi tiết chủ đề người học thiết bị di động sử dụng HĐH Android 76 Hình 2-25: Màn hình danh sách thành viên lớp 77 Hình 2-26: Màn hình mời tham gia nhóm 77 Hình 2-27: Màn hình thảo luận 78 104 Hình 2-28 Mơ hình khảo sát phòng cháy chữa cháy trường ĐH KHTN 80 Hình 2-29 Màn hình thể thảo luận sinh viên tham gia hệ thống học cộng tác di động 81 Hình 2-30 Quá trình tương tác sinh viên hoạt động hệ thống học cộng tác di động 81 Hình 2-31 Minh họa hoạt động điều phối hệ thống học cộng tác di động 82 Hình 2-32 Minh họa hoạt động đàm phán thành viên tham gia hoạt động nhóm 82 Hình 3-1 Biểu đồ so sánh số thơng điệp trung bình 86 Hình 3-2 Biểu đồ so sánh thời gian hồi đáp trung bình 87 Hình 3-3 Biểu đồ so sánh tỉ lệ gởi yêu cầu lên BS 88 Hình 3-4 Biểu đồ so sánh số thơng điệp trung bình 89 Hình 3-5 Biểu đồ so sánh thời gian hồi đáp trung bình 90 Hình 3-6 Biểu đồ so sánh tỷ lệ gửi yêu cầu lên BS 91 105 Danh sách bảng  Bảng 1-1 Các trường hợp sử dụng CacheData, CachePath HybridCache Bảng 1-2 Cấu trúc lưu trữ MH 14 Bảng 1-3 Xử lý MH trung gian đường định tuyến 15 Bảng 1-4 Xử lý lưu trữ MH nguồn 16 Bảng 1-5 Bảng so sánh cơng trình giải đồng 27 Bảng 1-6 Bảng mô tả kết sử dụng diễn đàn “StudentPartner” qua thiết bị di động ứng dụng dựa mơi trường web máy tính bàn [37] 41 Bảng 2-1 Mã giả thuật xử lý mô-đun Local Query Process 52 Bảng 2-2 Mã giả xử lý thơng điệp REQUEST tại MH đích thơng điệp RE_REQUEST MH nguồn 54 Bảng 2-3 Mã giả xử lý nhận gói tin “REQUEST_OUT” MH đích gói tin “RE_REQUEST_OUT” MH nguồn 55 Bảng 2-4 Minh họa thuật toán xử lý phân loại lưu trữ liệu 58 Bảng 2-5 Bảng minh họa cho thuật tốn xóa liệu 59 Bảng 2-6 Thông tin liệu lưu BS 64 Bảng 2-7 Bảng mô tả thông tin HLC 64 Bảng 2-8 Bảng mô tả thông tin IR 65 Bảng 2-9 Bảng mô tả thông tin Ru 65 Bảng 2-10 Bảng mô tả cấu trúc LC 65 Bảng 2-11 Thông tin bảng InZoneDataTable 66 Bảng 2-12 Thông tin bảng OutZoneDataTable 66 Bảng 2-13 Cấu trúc lịch phát liệu DBR 66 Bảng 2-14: Bảng mô tả chi tiết cho Hình 2-23 hình danh sách chủ đề người học thiết bị di động sử dụng HĐH Android 76 Bảng 2-15: Bảng mơ tả chi tiết cho Hình 2-24 hình thơng tin chi tiết chủ đề người học thiết bị di động sử dụng HĐH Android 76 Bảng 2-16: Bảng mơ tả chi tiết Màn hình danh sách thành viên lớp 77 Bảng 2-17: Bảng mơ tả chi tiết hình thảo luận 78 Bảng 3-1 Mô tả tham số mô kiến trúc 85 Bảng 3-2 Bảng so sánh số lượng thơng điệp trung bình 86 Bảng 3-3 Bảng so sánh kết thời gian hồi đáp trung bình 87 Bảng 3-4 Bảng so sánh tỉ lệ tìm thấy liệu 88 Bảng 3-5 Bảng so sánh kết thông điệp trung bình 89 Bảng 3-6 Bảng kết so sánh thời gian hồi đáp trung bình 90 Bảng 3-7 Bảng so sánh kết tỉ lệ tìm thấy liệu 91 106 ... Phần MƠ HÌNH QUẢN LÝ CHIA SẺ DỮ LIỆU TRONG MẠNG NGANG HÀNG KHÔNG DÂY 43 2.1 Xây dựng mơ hình quản lý chia sẻ liệu 43 2.1.1 Mô tả cấu trúc mô hình chia sẻ liệu ngang hàng ... QUẢN LÝ CHIA SẺ DỮ LIỆU TRONG MẠNG NGANG HÀNG KHÔNG DÂY 2.1 Xây dựng mơ hình quản lý chia sẻ liệu 2.1.1 Mơ tả cấu trúc mơ hình chia sẻ liệu ngang hàng Trong phần chúng tơi trình bày cấu trúc mơ hình. .. Mơ hình quản lý chia sẻ liệu mạng ngang hàng không dây, phần nội dung bao gồm:  Trình bày cấu trúc mơ hình chia sẻ liệu  Các toán cần giải cho việc quản lý liệu: tìm kiếm lưu trữ liệu, thay liệu