P2P技術を利用した
教育支援システム
SOLAR-CATS の機能
鹿児島大学
学術情報基盤センター
山之上 卓
目次
1.
2.
はじめに
SOLAR-CATS の概要
2.1 教師ノードシステム
2.2 学生ノードシステム
2.3 グループマネージャ
2.4 ノードシステムの構成
2.5 操作の記録再生の方法とグループの状態
3.
4.
5.
実験
関連研究
おわりに
1. はじめに
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教育用コンピュータ端末室の普及
– 様々な教育用分散システムが存在
Windows, Linux, Mac, WBT, Meta Frame, X-window…
– 教師の操作を学生端末で表示する
教育支援システムが人気…多くの製品あり。
遠隔教育の需要
– 離れた教室やインターネットで、1つの教室で行うような授
業をしたい。
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従来の教育支援システム
(教師の操作を学生端末で表示するタイプ)
– 専用配線または教室内LAN(ブロードキャストを利用)
– 専用配線タイプは配線工事等が大変。遠隔講義は難しい。
– 教室内LANタイプは複数の教室を結んだ授業は難しい。
遠隔講義は難しい
– 多くはプラットフォーム依存
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SOLAR-CATS
– P2P…reliable multicast (multicast router 必要なし)
– 遠隔教育可, ファィヤーウォール可,プラットフォーム独立
– お絵かき、日本語プログラミング環境、Webブラウザ、他
– 教師→学生, 学生→学生, その他
– 操作の記録と再生
2. SOLAR-CATS の概要
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一種のWISIWYS
(What I See Is What You See)
アプリケーションを備えている
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お絵かきプログラム、
テキストエディタ、
Web ブラウザ、
簡単なプログラミング言語のプログラミング環境、
英作文支援システム
他
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特徴
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教師の操作を学生端末上で、実時間で表示
教師や学生が独立してアプリケーションを操作
教師や学生が操作を共有して共同作業を行う
それぞれの端末において、操作の記録と再生を行う
ファイヤーウォールで隔てられた端末教室の端末を
接続して、操作の共有を行う
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JAVA で開発 → プラットフォーム独立
様々なOSが混在した環境でも利用できる。
1つのコンピュータを複数の端末で共有する場
合でも利用可能
→ Xwindow 端末、Windows Terminal Edition も可
グループ内で1つの操作を共有し、
なおかつグループ内の誰でもその操作が可能
→ 排他制御の機構
SOLAR-CATSの構成
2.1 教師ノードシステム
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教師用端末で使用
教師の操作の記録再生
学生ノードシステムで同じ操作を同時に実行
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教師によるアプリケーション操作を学生に実時間で見
せる
教師の操作に対応したコマンドを教師ノードシステム
からすべての学生ノードシステムへ信頼性を持って
放送することにより実現
2.2 学生ノードシステム
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学生用端末で使用される。
学生の操作を記録操作を再生
教師ノードシステムから送られるコマンドを解釈
実行することによって,教師ノードで行われる操
作を学生ノードで再現することもできる.
2.3 グループマネージャ
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教師ノードシステムと,学生ノードシステムのグ
ループの結合状態を管理
信頼性のあるマルチキャスト必要
→一種のP2P技術
ノードシステムを,完全2分木状に、TCPで結合
O(log N)
2. 4 ノードシステムの構成
2.4.1 メインコントローラ
2.4.2 アプリケーション
お絵かきソフトとプログラミング環境
Webブラウザと英作文支援システム
SOLAR-CATS に組み込まれた日本語プログラミング環境PEN
2.5 操作の記録再生の方法と
グループの状態
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操作の記録と再生 : イベントレコーダ
グループの状態変更 : リモートノードコントローラ
グループのアプリケーション操作状態
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教示(teaching)状態
独立(local)状態
共有(common)状態
イベントレコーダの状態
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遠隔作(remote)状態
local状態
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例:
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アプリケーション:teaching, イベントレコーダ: local
教師が学生に操作説明をしながら、その操作の記録
アプリケーションを local 状態
イベントレコーダを remote 状態にして、学生に演習
させる
そのときのすべての学生が行う操作を一斉に記録す
ることができる。
2.5.1 イベントレコーダ/プレイヤ
2.5.2 リモートノードコントローラ
3. 実験
3.1 黒板の代替としての利用
3.2 遠隔地間での共同作業
3. 3 操作の記録と多数の端末上での
一斉再生
4. 関連研究
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1つのノードの操作を他の大量のノードに信頼性を持って短
時間で伝達
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排他制御機構
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「SENDING AN IMAGE TO A LARGE NUMBER OF NODES IN
SHORT TIME USING TCP」(文献[13])
「TCP を利用した分散ネットワーク環境のための電子黒板システ
ム」(文献[15])
「P2P技術を利用した分散システム上の実時間操作共有システム」
(文献[18])
操作記録とその再生
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「A Platform Independent Tool for Evaluating Performance of
Computing Equipment for a Computer Laboratory」(文献[17])
「プラットフォーム独立な教育用分散システムの性能評価ツール」
(文献[19])
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英作文支援システム
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WISIWYS に関しては他に非常に多くの研究や実践が
行なわれている
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「Using the WebLEAP(Web Language Evaluation Assistant
Program) to Write English Composition」(文献[13])
「Learning Usage of English KWICly with WebLEAP/DSR」
(文献[15])
[1][2][3][4] [5][6][7][8][9][10][11][16]など
しかしながら、SOLAR-CATS が備えているすべての機
能を持っているものは見当たらない。
5. 終わりに
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P2P技術を用いた教育支援システム SOLARCATS
問題点
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大量の記録情報を生成
→情報の整理解析システム必要。
途中参加、途中離脱の問題
葉以外のノードに障害が発生した場合の問題
遠隔講義を行うためには、音声必須
バグもまだ残っている。
現在、これらの問題解決にあたっている。
謝辞
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日本語プログラミング環境PEN をご提供いただ
いた、大阪学院大学と大阪市立大学の関係者
の皆様に感謝します。
本研究の一部は平成17年度科学研究補助金基
盤研究(C) 17500041の補助を受けました。
デモ
ダウンロード

教師ノードシステム