（教育技術(shù)學(xué)專業(yè)論文）基于組播的校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

摘要 信息技術(shù)的發(fā)展，特別是電腦技術(shù)、多媒體技術(shù)、通信技術(shù)在教育中的廣泛應(yīng)用， 網(wǎng)絡(luò)教育作為一種新型的教育形式應(yīng)運(yùn)而生，并且日益發(fā)展成熟。但是由于網(wǎng)絡(luò)中的 多媒體資源數(shù)據(jù)量犬、適時(shí)性要求較高等因素，目前的網(wǎng)絡(luò)帶寬并不能滿足多媒體資 源傳輸?shù)囊蟆榱私鉀Q多媒體資源傳輸這一問(wèn)題，我們提出了組播技術(shù)傳輸解決方 案。 組播技術(shù)早在上世紀(jì)的八十年代末就被提出，由于種種原因，組播技術(shù)一直沒(méi)有 得到廣泛的應(yīng)用，作者通過(guò)廣泛閱讀大量文獻(xiàn)，并利用學(xué)院提供的各種硬件設(shè)備進(jìn)行 大量實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了基于組播的校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)。 本論文首先分析了現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教育中多媒體資源傳輸存在的問(wèn)題，然后簡(jiǎn)單介紹了 組播的概念、特點(diǎn)、協(xié)議等基礎(chǔ)知識(shí)，最后結(jié)合現(xiàn)有的教學(xué)理論和學(xué)習(xí)理論提出基于 組播的校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。論文從流媒體文件的生成、流媒體文件的發(fā)布、 流媒體文件的前臺(tái)播放和系統(tǒng)后臺(tái)管理的制作四個(gè)方面詳細(xì)介紹教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。經(jīng) 初步試驗(yàn)以后，結(jié)果表明，基于組播的校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)能夠克服單播占用大量帶寬 的缺點(diǎn)，多媒體資源能夠在網(wǎng)絡(luò)中順暢傳輸，能夠滿足學(xué)習(xí)者對(duì)多媒體資源的要求， 學(xué)習(xí)者界面簡(jiǎn)單方便，也基本符合學(xué)習(xí)者的使用習(xí)慣。 關(guān)鍵詞：流媒體；組播；多媒體資源；網(wǎng)絡(luò)教學(xué) 獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究 工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致 謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果， 也不包含為獲得東北師范大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使 用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已 在論文中作了明確的說(shuō)明并表示謝意。 學(xué)位論文作者簽名：簽! 登陵同期：矽球 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解東北師范大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位 論文的規(guī)定，即：東北師范大學(xué)有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī) 構(gòu)送交學(xué)位論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人 授權(quán)東北師范大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù) 據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存、匯編 學(xué)位論文。 ( 保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書) 學(xué)位論文作者簽名：地 指導(dǎo)教師簽名：墊菡 日 期：2 鯉：豎：據(jù)日期：q ：! ：1 6 學(xué)位論文作者畢業(yè)后去向： 工作單位：卓丑羔鞋牲 通訊地址： 電話： 郵編： 羹薹i ! 莖蠶毒i 酣i ! 羹i 墓尊l l l i 靜菩譬；爭(zhēng)；i 點(diǎn)戛駐事i 妻疊塹；專毒：_ ii i 蔞：t 套；毒：委霧h 鹱攀董事 擎蠶i 墨i 摹任耋! i 亭寧霎目l 一薹l 韭噩! 垂?fàn)?警；簪! 耋! 簧理霉鴦；蓬j j 囊二；連薹蕈毒# 耋 墨錘唾曼溪莓莓l j 焉若一善! 參琴皚言一( 爵羹慧i蓁露o g e l 主苗 ；i 蠢蠶i 雪羞 差 毒# 基霧i 謄l i 耋；鋈 手王纂堂毳薹 h 量差蓬；毒生i 至委! 曼甜萼；擎 毛翥l 孥羹i 羹重等幸耋；專鶯j jl 孽點(diǎn)主i 毒 ；皂萋i ；聾! 蠶薹；音連二參卓i i 薹毒i 馨馨奄；薹l 孥蠡尊! ! l倒主霪塞電! 耄耄矍享三露毒毒 童差曲娶i 墓l j 洼 嚏皆鎣戛戛i j 饕 孽! 毫毫i 事事i i 霍曼i 二莩 謇f ；f 謄垂蓬的| 琶；每號(hào)i 薹譬萋耋季季 萋“囊號(hào)i 霉目婁謄| i ；垂i 盞毫薯醋犁i 匪巨基芰 ! i 并非；攀霎雖i | = i 薹i 塑i ；i 尋羈二j ? ；驀囊 疆馨；皇! i ；! 旦i 垂至州蘭主要“；薹燕以季壘毫i 妻l 萎薹 爭(zhēng)蠡毫婁囊耋垂擎i 垂喜；拿曩垂： 皚爹l ；手鞋善墓喜妻 爿譬琴 i | | = ：! 壅蠶哺剖! ：! 皇曩甚戛霧鼉匿陲喹l l 望i 尋國(guó)器釜毒l 囂鼉妻* ；基i 羔? 邑i 疆，壁擎l ! ；科囂l 羔差基j 毒i 毒! 亨妻蠶i ；蠹拿；虧虧! ! 耋譬菇! 蘭譬墮囂? 。；宴強(qiáng)；薹囂：= 喜咻引引套奎i i 翊= 苫矗：翼；耋釜蘭冀盔垂；零蠢豸建i ；。蛩一阜蟒瓣踅；蠶i ；鏨! l 囂l 甏量：要鞲蠢i ! 曩爭(zhēng)鎣l 瑩i 理蔦攀基；i i 一主i 萼! 鎣j ； i i 霧；釜 翦= ；蠢：曼薹| | 茬型? 鼉i 曩二室嬖攔鐾囊i 鎏娶 釓囊薹蠶e l 阿霉墨藩至奏暑曼鍪 囂l 疊蠡 耋 i 亨三驀茸。i ，| i 毫u ! 囊囂搖暮套蓄ii j ；主三j 耋童尋糕窆li i ! 薹；未睡# 羹z 專；耋! 羹逶l 譬i ；# ；g _ 醇；堂 摹望尋爭(zhēng)i 亨童_ i 斡薹罩磐專剛? j ；：二鎣囂吾星憶毛呼壙耋障洲 盞i ；川耋塞圣耋孽m i i 哩害連? 譬強(qiáng)薯i ! 塞篝耄亍宅耳目曼囂：瞿毒；i l 墼 咎專專 舄l ：一此 ；垂垂蕁萎囂；蠢 i 擎j j j 銎砒蓑 主滟 擎睡孽箭；量；瑩乓籍韙野 i 剖韙i 丑弱毒醑垮墨i i 適。蔓蘿蚤墼i 囂謄囊鼉1 季| 自| 堆曼j 囂l 警l l i l 差 薯l j 善i 薛 “莩重i l 型謄l 霉j 毫重；舞鱉i 蓬妻三i f 走j 鞲矍i j 毫囂羈蝗矗i 封筆! 薯簍圭圭毒多耋垂簍芎i 鍪越重喜量| 童薹薹茜靜姜 x 第一章問(wèn)題的提出 網(wǎng)絡(luò)教育是隨著現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展而產(chǎn)生的一種新型的教育形式，它的特征之一 是把電腦技術(shù)，多媒體技術(shù)、通訊技術(shù)等商新技術(shù)應(yīng)用于教育中，兼容多種教學(xué)形式， 優(yōu)化和有機(jī)組合不同媒體。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)無(wú)論是傳統(tǒng)大學(xué)，還是廣播電視大學(xué)，都紛紛采 用和發(fā)展網(wǎng)絡(luò)教育模式。特別是隨著全球互聯(lián)網(wǎng)( i n t e m e t ) 的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)生 的不斷增加，視音頻壓縮技術(shù)的發(fā)展和成熟，網(wǎng)絡(luò)教育視音頻資源的急劇增加，視音頻 成為網(wǎng)絡(luò)教育網(wǎng)上傳輸?shù)淖钪匾獌?nèi)容之。然而現(xiàn)在很多網(wǎng)絡(luò)教學(xué)站點(diǎn)在實(shí)際應(yīng)用中表 現(xiàn)不佳，其中很重要的問(wèn)題是視音頻的傳輸不能滿足需求。 在傳統(tǒng)的授課方式中，學(xué)生通過(guò)老師的語(yǔ)言、表情、動(dòng)作、板書以及操作演示等可 以獲得許多學(xué)習(xí)知識(shí)的重要信息，而僅通過(guò)課件教學(xué)很難傳遞此類信息。采用計(jì)算機(jī)網(wǎng) 絡(luò)教學(xué)應(yīng)該吸取各種已有教學(xué)方式的優(yōu)點(diǎn)，因而在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)課件教學(xué)系統(tǒng)中應(yīng)該盡可能 的增加一些老師講座或是重難點(diǎn)部分老師授課的視頻，這也是非常必要的，另外在課件 中使用大量多媒體信息，除了圖解動(dòng)畫以外，每個(gè)課時(shí)還可能有幾分鐘的視頻信息或音 頻信息，這些視頻音頻需要下載到客戶端才能進(jìn)行播放，而視頻音頻的數(shù)據(jù)量很大，因 而在使用之前就會(huì)造成長(zhǎng)時(shí)間的等待。多媒體信息可以有效地幫助學(xué)生理解知識(shí)，是網(wǎng) 絡(luò)課件必不可少的部分，然而傳輸多媒體資源需要長(zhǎng)時(shí)間的信息傳輸?shù)却?，要解決此問(wèn) 題必須采用更為有效的多媒體傳輸手段。 流媒體傳輸技術(shù)是解決多媒體資源傳輸?shù)挠行Х椒?。流媒體技術(shù)是近幾年來(lái)針對(duì)互 聯(lián)網(wǎng)上多媒體信息有效傳輸而發(fā)展起來(lái)的多媒體通信技術(shù)。所謂流媒體技術(shù)是指采用流 式傳輸?shù)姆绞皆诰W(wǎng)絡(luò)上播放多媒體文件的技術(shù)，而流式傳輸方式則是將經(jīng)過(guò)特殊編碼的 多媒體文件分成一個(gè)個(gè)壓縮包；由服務(wù)器向用戶計(jì)算機(jī)連續(xù)、實(shí)時(shí)傳送。在采用流式傳 輸方式的系統(tǒng)中，用戶不必像采用下載方式那樣等到整個(gè)文件全部下載完畢，而是只需 經(jīng)過(guò)兒秒或幾十秒的啟動(dòng)延時(shí)即可在用戶的計(jì)算機(jī)上利用解壓設(shè)備( 硬件或軟件) 對(duì)壓 縮的多媒體文件解壓后進(jìn)行播放。此時(shí)多媒體文件的剩余部分將在后臺(tái)的服務(wù)器內(nèi)繼續(xù) 卜載。與單純的下載方式相比，這種對(duì)多媒體文件邊下載邊播放的流式傳輸方式不僅使 啟動(dòng)延時(shí)大幅度地縮短，而且對(duì)系統(tǒng)緩存容量的需求也大大降低。因而采用流媒體技術(shù) 是解決當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教學(xué)中視音頻傳輸問(wèn)題的有效途徑。 流媒體的傳輸有單播和多播兩種方式，目前我國(guó)遠(yuǎn)程教育或校園網(wǎng)中，多媒體資 源主要是采用視頻單播的方式傳輸，在個(gè)單播( u n i c a s t ) 環(huán)境罩，如果有n 個(gè)客戶端 接受服務(wù)，就必須發(fā)送n 個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)拷貝，因此會(huì)占用大量的帶寬，而組播不管有幾個(gè)客 戶端，服務(wù)器僅需要發(fā)送個(gè)數(shù)據(jù)拷貝，網(wǎng)絡(luò)上也只需傳送一個(gè)拷貝，這樣就可以節(jié)省 人量的帶寬。目前教育中多媒體資源還比較少，隨著多媒體資源的增加，采用單播方式 傳輸，目前的網(wǎng)絡(luò)帶寬是遠(yuǎn)遠(yuǎn)4 i 能滿足需要的，其中多播傳輸能更好滿足網(wǎng)絡(luò)教學(xué)需要。 2 在校園網(wǎng)中，國(guó)內(nèi)一些院校如清華大學(xué)、廣州大學(xué)、中國(guó)海洋大學(xué)等在校園網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了 采用組播技術(shù)進(jìn)行視音頻傳輸，遠(yuǎn)程教育中采用組播技術(shù)的還很少，比如廣東電信多媒 體通信網(wǎng)絡(luò)就開(kāi)展了l p 網(wǎng)上課室組播業(yè)務(wù)，參加學(xué)習(xí)的人員通過(guò)網(wǎng)上課室系統(tǒng)，既可 以聽(tīng)到老師的聲音，又可以在屏幕上看到老師的形象動(dòng)作，還可以通過(guò)控制系統(tǒng)。傳送 圖表、文件等學(xué)習(xí)資料，虛擬面對(duì)面的交流。 在國(guó)外，特別是美國(guó)，多數(shù)的高校校園網(wǎng)中都利用組播技術(shù)進(jìn)行多媒體資源的傳輸。 遠(yuǎn)程教育機(jī)構(gòu)也采用組播技術(shù)傳輸教育資源，有關(guān)資料表明在美國(guó)大多數(shù)的效益較好的 遠(yuǎn)程教育機(jī)構(gòu)都是采用組播技術(shù)運(yùn)行的。 第二章i p 組播概述 一、流媒體技術(shù) 所謂流媒體是指采用流式傳輸?shù)姆绞皆趇 n t e m e t 播放的媒體格式，而流式傳輸方式 則是將整個(gè)v 及3 d 等多媒體文件經(jīng)過(guò)特殊的壓縮方式分成一個(gè)個(gè)壓縮包，由視頻服 務(wù)器向用戶計(jì)算機(jī)連續(xù)、實(shí)時(shí)傳送。 ( 一) 流式傳輸 流式傳輸?shù)亩x很廣泛，現(xiàn)在主要指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送媒體( 如視頻、音頻等) 的技術(shù) 總稱。實(shí)現(xiàn)流式傳輸有兩種方法：順序流式傳輸和實(shí)時(shí)流式傳輸。 1 順序流式傳輸( p r o 伊e s s i v es t r e a m i n g ) 順序流式傳輸是順序下載，在下載文件的同時(shí)用戶可觀看在線媒體，在給定時(shí)刻， 用戶只能觀看已下載的那部分，而不能跳到還未下載的那部分，順序流式傳輸不像實(shí)時(shí) 流式傳輸在傳輸期間根據(jù)用戶連接的速度做調(diào)整。由于標(biāo)準(zhǔn)的h r r p 服務(wù)器可發(fā)送這種 形式的文件，也不需要其他特殊協(xié)議，它經(jīng)常被稱作h r r p 流式傳輸。順序流式傳輸比 較適合高質(zhì)量的短片段，如片頭、片尾和廣告，由于該文件在播放前觀看的部分是無(wú)損 下載的，這種方法保證視頻播放的最終質(zhì)量。這意味著用戶在觀看前，必須經(jīng)歷延遲， 如果網(wǎng)速較慢延遲會(huì)更長(zhǎng)。 順序流式文件是放在標(biāo)準(zhǔn) r r r p 或f 1 t 服務(wù)器上，易于管理，基本上與防火墻無(wú) 關(guān)。順序流式傳輸不適合長(zhǎng)片段和有隨機(jī)訪問(wèn)要求的視頻，如：講座、演說(shuō)與演示。它 也不支持現(xiàn)場(chǎng)直播，嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，它是種點(diǎn)播技術(shù)。 2 實(shí)時(shí)流式傳輸( r e a l t i m es t r c a m i n 衛(wèi)) 實(shí)時(shí)流式傳輸總是實(shí)時(shí)傳送，特別適合現(xiàn)場(chǎng)事件，也支持隨機(jī)訪問(wèn)，用戶可快進(jìn)或 后退以觀看前面或后面的內(nèi)容。理論上，實(shí)時(shí)流一經(jīng)播放就可不停止，但實(shí)際上，可能 發(fā)生周期暫停。 實(shí)時(shí)流式傳輸必須配匹連接帶寬，這意味著在以調(diào)制解調(diào)器速度連接時(shí)圖像質(zhì)量較 籌。而且，由于出錯(cuò)丟失的信息被忽略掉，網(wǎng)絡(luò)擁擠或出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，視頻質(zhì)量很差。要 想保證視頻質(zhì)量，順序流式傳輸更好。實(shí)時(shí)流式傳輸需要特定服務(wù)器，如w i n d o w sm e d i a s e r v e r 、r e a l s e r v e r 與q u i c k t i m es t r e a m i n 2s e e r 。這些服務(wù)器允許你對(duì)媒體發(fā)送進(jìn)行 更多級(jí)別的控制，因而系統(tǒng)設(shè)置、管理比標(biāo)準(zhǔn)h t t p 服務(wù)器更復(fù)雜。實(shí)時(shí)流式傳輸還需 要特殊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，如：r t s p ( r e a l t i m es t r e a m i i l gp r o t o c 0 1 ) 或m m s ( m i c r o s o _ f tm e d i a s e n r e r l 。這些協(xié)議在有防火墻時(shí)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致用戶不能看到一些地點(diǎn)的實(shí)時(shí)內(nèi) 容。 ( 二) 流式傳輸?shù)脑?4 首先，多媒體數(shù)據(jù)必須進(jìn)行預(yù)處理才能適合流式傳輸，這是因?yàn)槟縷 i 的網(wǎng)絡(luò)帶寬對(duì) 多媒體巨大的數(shù)據(jù)流量來(lái)說(shuō)還顯得遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。預(yù)處理主要包括兩方面：一是降低質(zhì)量； 二是采用先進(jìn)高效的壓縮算法。 其次，流式傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)需要緩存。這是因?yàn)閕 l l t e m e t 是以包傳輸為基礎(chǔ)進(jìn)行斷續(xù)的 異步傳輸。數(shù)據(jù)在傳輸中它們要被分解為許多包，由于網(wǎng)絡(luò)是動(dòng)態(tài)變化的，各個(gè)包選擇 的路由可能不盡相同，故到達(dá)客戶端的時(shí)陽(yáng)j 延遲也就不等。為此，使用緩存系統(tǒng)來(lái)彌補(bǔ) 延遲和抖動(dòng)的影響，并保證數(shù)據(jù)包的順序正確，從而使媒體數(shù)據(jù)能連續(xù)輸出，而不會(huì)因 網(wǎng)絡(luò)暫時(shí)擁塞使播放出現(xiàn)停頓。 再次，流式傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)需要合適的傳輸協(xié)議。w w w 技術(shù)是以h t t p 協(xié)議為基礎(chǔ)的， 而h 1 r r p 又建立在t c p 協(xié)議基礎(chǔ)之上。由于t c p 需要較多的開(kāi)銷，故不太適合傳輸實(shí) 時(shí)數(shù)據(jù)。在流式傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方案中，一般采用h 1 t r p 廠r c p 束傳輸控制信息，而用r t p 廠u d p 來(lái)傳輸實(shí)時(shí)視音頻數(shù)據(jù)。1 2 j 1 用戶選擇某一流媒體服務(wù)后，w e b 瀏覽器與w e b 服務(wù)器之間使用h t l l p 廠r c p 交 換控制信息，以便把需要傳輸?shù)膶?shí)時(shí)數(shù)據(jù)從原始信息中檢索出來(lái) 2 然后客戶機(jī)上的w e b 瀏覽器啟動(dòng)a v h e l p e r 程序，使用h t t p 從w e b 服務(wù)器檢 索相關(guān)參數(shù)對(duì)h e l 口e r 程序初始化。這些參數(shù)可能包括目錄信息、a v 數(shù)據(jù)的編碼類型或 與a v 檢索相關(guān)的服務(wù)器地址。 3 a v h e l d e r 程序及a 廠v 服務(wù)器運(yùn)行實(shí)時(shí)流控制協(xié)議( r t s p ) ，以交換a ，v 傳輸 所需的控制信息。與c d 播放機(jī)所提供的功能相似，r t s p 提供了操縱播放、快進(jìn)、快 倒、暫停及錄制等命令的方法。 4 a 服務(wù)器使用r t p ，u d p 協(xié)議將a 數(shù)據(jù)傳輸給v 客戶程序( 一般可認(rèn)為 客戶程序等同于h e l p e r 程序) ，一旦v 數(shù)據(jù)抵達(dá)客戶端，v v 客戶程序即可播放輸 出。 3 】 在流式傳輸巾，使用r t p ，u d p 和r t s p 廠r c p 兩種不同的通信協(xié)議與p v 服務(wù)器建 立聯(lián)系，是為了能夠把服務(wù)器的輸出重定向到一個(gè)不同于運(yùn)行a h e l p e r 程序所在客戶 機(jī)的目的地址。實(shí)現(xiàn)流式傳輸一般都需要專用服務(wù)器和播放器，其基本原理如圖1 所示 圖1 流媒體傳輸原理 ( 三) 支持流媒體傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議 的直觀性原則，提高教學(xué)效率。利用網(wǎng)絡(luò)共享優(yōu)勢(shì)，在課堂教學(xué)中訪問(wèn)遠(yuǎn)程主機(jī)，以獲 取遠(yuǎn)程的大量學(xué)習(xí)資料。當(dāng)然在此環(huán)境下，也不能完全忽視教師的主導(dǎo)作用。整個(gè)課章 多媒體網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)，教師是幕后策劃，這就是教師主導(dǎo)作用的體現(xiàn)。教師可以 通過(guò)語(yǔ)言、動(dòng)作來(lái)啟發(fā)學(xué)生想象，引導(dǎo)學(xué)生自主的探索學(xué)習(xí)。 ( 2 ) 問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè) 在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境下創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立探索問(wèn) 題的能力。課堂提問(wèn)只能照顧到個(gè)別學(xué)生，不利于全體學(xué)生的共同參與，而多媒體網(wǎng)絡(luò) 的交互作用及網(wǎng)絡(luò)交流工具解決了這個(gè)問(wèn)題，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，可以使學(xué) 生按照自己的基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)興趣選擇要學(xué)習(xí)的內(nèi)容并參與到相應(yīng)的問(wèn)題討論和問(wèn)題解決中 來(lái)，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)使用f n t e m e t 中的搜索引擎等查詢_ _ = 具，提高自己的學(xué)習(xí) 能力。 ( 3 ) 協(xié)作情境的創(chuàng)設(shè) 利用網(wǎng)e 交流工具創(chuàng)設(shè)協(xié)作化學(xué)習(xí)環(huán)境，對(duì)高級(jí)認(rèn)知能力的發(fā)展、合作精神的培養(yǎng) 和良好的人際關(guān)系的形成都有明顯的促進(jìn)作用。隨著認(rèn)知學(xué)習(xí)理論的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)只 強(qiáng)調(diào)個(gè)別化學(xué)習(xí)是不夠的，在學(xué)習(xí)高級(jí)認(rèn)知能力的場(chǎng)合( 比如對(duì)疑難問(wèn)題求解) ，創(chuàng)設(shè) 協(xié)作化的學(xué)習(xí)環(huán)境往往能取得事半功倍的效果。目| j i 常用的協(xié)作化的教學(xué)情境有競(jìng)爭(zhēng) 式、協(xié)同式、伙伴式、角色式等多種不同的形式。協(xié)作式學(xué)習(xí)最能體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)特性，也最 有利于對(duì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)和素質(zhì)教育的實(shí)施。 ( 三) 多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知理論與基于i p 多播的校園網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)系統(tǒng) 多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知理論是指人類具有雙重信息處理通道，人類對(duì)視覺(jué)、語(yǔ)言信息有分 別的信息處理系統(tǒng)。視覺(jué)信息在視覺(jué)通道中被處理，聲音在聽(tīng)覺(jué)語(yǔ)言通道中被處理。聽(tīng) 覺(jué)和視覺(jué)處理的子系統(tǒng)都分別和長(zhǎng)期記憶( 1 0 n g t e n nm 咖o r y ) 產(chǎn)生聯(lián)結(jié)，且是一種雙 向的關(guān)系。工作記憶( w o r k i n g m e m o r y ) 是用來(lái)處理和儲(chǔ)存信息的短期認(rèn)知系統(tǒng)，容量 有限，在人類高層次的認(rèn)知作業(yè)中，如閱讀，推理和理解，扮演著重要的關(guān)鍵角色。并 且，每個(gè)信息處理通道中可進(jìn)行的處理量是非常有限的。比如，學(xué)習(xí)者在心理上同時(shí)只 能進(jìn)行一句話和大約1 0 秒的動(dòng)畫的主動(dòng)學(xué)習(xí)。心理將他們組織為相關(guān)聯(lián)的語(yǔ)言和影像 的呈現(xiàn)，并將語(yǔ)言或圖像的呈現(xiàn)和先前的知識(shí)整合進(jìn)行。這一主動(dòng)學(xué)習(xí)過(guò)程的結(jié)果是導(dǎo) 致有意義的學(xué)習(xí)成果，可支持問(wèn)題解決的遷移。在基于計(jì)算機(jī)的環(huán)境中，外部的呈現(xiàn)包 括入耳的語(yǔ)言，入眼的視頻，學(xué)習(xí)者必須從聲音，圖像中選擇相關(guān)方面來(lái)進(jìn)行處理。 利用這一理論對(duì)視頻信息的運(yùn)用形式有很重要的指導(dǎo)意義。多媒體學(xué)習(xí)理論可以為 視頻信息的教學(xué)設(shè)計(jì)提供以下幾個(gè)原則： 1 語(yǔ)音與視頻信息應(yīng)很好的結(jié)合 文字?jǐn)⑹龅姆绞桨▋煞N：屏幕上的文本或是語(yǔ)音。根據(jù)信息傳遞理論，文字和語(yǔ) 音具有同樣的功能，對(duì)學(xué)習(xí)者傳遞同樣的信息，因此，學(xué)生從敘述和文本中學(xué)習(xí)的效果 是相同的。而根據(jù)多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知理論，視覺(jué)、語(yǔ)言通道容量有限，當(dāng)語(yǔ)言以文字形式 呈現(xiàn)時(shí)，它至少首先是進(jìn)入視覺(jué)處理通道在視覺(jué)系統(tǒng)中與影像起被處理的。這樣，文 本與影像會(huì)在視覺(jué)處理系統(tǒng)中爭(zhēng)奪注意力，產(chǎn)生分裂注意的效果。而當(dāng)以語(yǔ)音的形式呈 1 2 現(xiàn)時(shí)，它們可以在語(yǔ)言通道中被處理，空出視覺(jué)通道的容量專用于更深入地處理影像信 息。這樣，語(yǔ)音形式的敘述可減少視覺(jué)通道的負(fù)擔(dān)，增加更深入的認(rèn)知過(guò)程的機(jī)會(huì)。 2 盡可能的刪除一些無(wú)關(guān)信息 通常，教學(xué)過(guò)程i | i 會(huì)夾雜些無(wú)關(guān)緊要的信息，有時(shí)教學(xué)設(shè)汁者試圖通過(guò)加入一些 吸引人的信息來(lái)修飾所要呈現(xiàn)的內(nèi)容，比如加入一段有趣但是不相關(guān)的視頻內(nèi)容，或加 入一段敘述或是背景音樂(lè)等聲音。這樣做會(huì)使材料更有趣，并可能激發(fā)學(xué)習(xí)者更努力的 學(xué)習(xí)，但是一些研究發(fā)現(xiàn)加入有趣但無(wú)關(guān)的信息并不會(huì)促進(jìn)學(xué)習(xí)者的記憶，相反無(wú)關(guān)材 料可能會(huì)填滿：r 組記憶，阻止學(xué)生建立聯(lián)結(jié)。因此以晚明為目的的多媒體的呈現(xiàn)應(yīng)盡可 能得簡(jiǎn)潔。 3 視頻、音頻信息應(yīng)同步地呈現(xiàn) 當(dāng)視頻和語(yǔ)言的說(shuō)明同時(shí)呈現(xiàn)時(shí)，同樣的信息被同時(shí)傳遞，這樣學(xué)習(xí)者只接受一次 信息；而如果將它們次序呈現(xiàn)則學(xué)習(xí)者需要接受兩次信息。根據(jù)信息傳遞理論，當(dāng)學(xué)生 在工作記憶中建立起相關(guān)的視覺(jué)、語(yǔ)言之間的聯(lián)結(jié)時(shí)有意義的學(xué)習(xí)才發(fā)生。當(dāng)同時(shí)呈現(xiàn) 視覺(jué)、語(yǔ)言時(shí)，學(xué)習(xí)者更可能同時(shí)在工作記憶中保持相關(guān)的視覺(jué)、語(yǔ)言呈現(xiàn)。相反，當(dāng) 次第的呈現(xiàn)時(shí)，由于工作記憶容量的限制，使之不易同時(shí)存在于工作記憶中?！? l 基于以上分析可以看出：三大學(xué)習(xí)理論對(duì)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)有著重大的指導(dǎo)意 義，在它們指導(dǎo)下設(shè)計(jì)出的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，發(fā)揮首創(chuàng)精神，使 教師與學(xué)生之問(wèn)有了更為密切的聯(lián)系。 二、多播工作環(huán)境要求 ( 一) 組播源和接收者必須支持組播 實(shí)現(xiàn)i p 組播傳輸，組播源和接收者以及兩者之間的下層網(wǎng)絡(luò)都必須支持組播。主 要包括：主機(jī)的t c p i p 實(shí)現(xiàn)支持發(fā)送和接收1 p 組播；主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)接口支持組播。 ( 二) 有一套i p 地址分配策略 有一套i p 地址分配策略，并能將第3 層i p 組播地址映射到第2 層m a c 地址。 如：以太網(wǎng)支持l p 組播地址到以太網(wǎng)組播地址的映射規(guī)則為：將l p 組播地址的低2 3 位簡(jiǎn)單地代替特定的以太網(wǎng)地址如0 1 ：0 0 ：5 e ：0 0 ：0 0 ：0 0 中的低2 3 位。 ( 三) 有一套組管理協(xié)議 有一套用于加入、離開(kāi)、查詢的組管理協(xié)議，即i g m p ，i g m p 是i p 組播通信專用 的i n t e m e t 組管理協(xié)議，用于管理組播組成員加入或脫離組播組。當(dāng)一個(gè)主機(jī)加入一個(gè) 組播組時(shí)，利用i g m p 協(xié)議，使用i p 地址2 2 4 0 o 2 通知所有子網(wǎng)l 中的路由器，以便 在路由器上建立相應(yīng)的組播路由，表明在該子網(wǎng)l 中存在屬于那個(gè)組播組的成員，以后 當(dāng)路由器接收到發(fā)送給那個(gè)組播組的數(shù)據(jù)時(shí)，就會(huì)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給子網(wǎng)l 對(duì)應(yīng)的成員，所 以，要實(shí)現(xiàn)i p 組播，組播組成員問(wèn)的路由器都必須提供對(duì)i g m p 協(xié)議的支持。 ( 四) 所有介于組播源和接收者之間設(shè)備均需支持組播 1 所有介于組播源和接收者之間的路由器、集線器、交換機(jī)、t c p 口棧、防火墻均需 支持組播，目前，i p 組播技術(shù)得到硬件、軟件廠商的廣泛支持，如新生產(chǎn)的以太網(wǎng)卡幾 乎都支持組播；思科的路由器不儀支持d s m r p 和p i m 路由協(xié)議，i g m p 組管理協(xié)議， 而且支持思科專有的組管理協(xié)議c g m p ；再如微軟的w i n d o w s9 5 支持i p 組播和 i g m p v l ，而w i n d o w s9 8 還支持l g m p v 2 ，對(duì)于不支持i p 組播傳輸?shù)闹虚g路由器件可 采用i p 隧道( t u n n e l i n g ) 技術(shù)作為過(guò)渡方案，這些說(shuō)明i p 組播技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境已基本 具備?！? j 三、校園網(wǎng)組播的設(shè)計(jì)思想、原則 教學(xué)情景能否吸引學(xué)生的注意力對(duì)多媒體直播課堂而苦至關(guān)重要，授課過(guò)程中學(xué)生 不能和教師進(jìn)行面對(duì)面的直接交流，使得教學(xué)情景再創(chuàng)造成為授課過(guò)程成敗的關(guān)鍵。本 系統(tǒng)采用采集卡、攝像機(jī)等多種信息載體將主播端的實(shí)況通過(guò)接收端的播放器、音箱等 媒體呈現(xiàn)出來(lái)，以達(dá)到教學(xué)情景再創(chuàng)造的目的。 ( 一) 多媒體文件能夠在網(wǎng)絡(luò)中流暢傳輸 由于多媒體文件數(shù)據(jù)量大、實(shí)時(shí)性要求較高，而現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)帶寬又不能滿足大量多媒 體文件同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸。在采用流式傳輸方式的系統(tǒng)中，用戶不必像采用下載方式那 樣等到整個(gè)文件全部下載完畢，而是只需經(jīng)過(guò)幾秒或幾十秒的啟動(dòng)延時(shí)即可在用戶的計(jì) 算機(jī)上利用解壓設(shè)備( 硬件或軟件) 對(duì)壓縮的多媒體文件解壓后進(jìn)行播放。此時(shí)多媒體 文件的剩余部分將在后臺(tái)的服務(wù)器內(nèi)繼續(xù)下載。與單純的下載方式相比，這種對(duì)多媒體 文件邊下載邊播放的流式傳輸方式不僅使啟動(dòng)延時(shí)大幅度地縮短，而且對(duì)系統(tǒng)緩存容量 的需求也大大降低。因而采用流媒體技術(shù)是解決當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教學(xué)中視音頻傳輸?shù)膯?wèn)題 的有效途徑。在一個(gè)單播( u n i c a s t ) 環(huán)境早，如果有n 個(gè)客戶端接受服務(wù)，就必須發(fā)送 n 個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)拷貝，因此會(huì)占用大量的帶寬，而組播不管有幾個(gè)客戶端，服務(wù)器僅需要發(fā) 送一個(gè)數(shù)據(jù)拷貝，網(wǎng)絡(luò)上也只需傳送一個(gè)拷貝，這樣就可以節(jié)省大量的帶寬，同時(shí)也能 夠保證多媒體文件的流暢傳輸。 ( 二) 為學(xué)生提供良好的學(xué)習(xí)環(huán)境 學(xué)生支持主要就是要以學(xué)生為中心，為學(xué)習(xí)者提供良好的學(xué)習(xí)支持環(huán)境，支持學(xué)習(xí) 者方便的接入和使用，不需要繁瑣的安裝，并且支持隨時(shí)加入或恢復(fù)中斷前的狀態(tài)，保 證課堂教學(xué)的正常進(jìn)行。學(xué)習(xí)者可以清楚地看到教師講課的實(shí)況內(nèi)容，并可以和教師進(jìn) 行實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)的交流。 ( 三) 為教師提供簡(jiǎn)單方便的管理后臺(tái) 整個(gè)教學(xué)系統(tǒng)需要教師進(jìn)行管理和維護(hù)，教師的教學(xué)視頻教學(xué)資源等應(yīng)很方便的通 過(guò)服務(wù)器及時(shí)的傳遞到客戶端，教師還可以很方便的管理教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)教師界面可以 和學(xué)生進(jìn)行實(shí)時(shí)交流，回答學(xué)生的問(wèn)題。 ( 四) 提供大量可使用的學(xué)習(xí)資源 提供大量可使用的學(xué)習(xí)資源，并且支持按不同關(guān)鍵字進(jìn)行模糊搜索，把每+ 次實(shí)時(shí) 1 4 播放的視音頻存儲(chǔ)到服務(wù)器里，并把這些資源位置放入數(shù)據(jù)庫(kù)，在用戶界面分明別類的 將這些資源列出呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者，如果學(xué)習(xí)者錯(cuò)過(guò)了實(shí)時(shí)觀看的機(jī)會(huì)，或者查找資源里的 些信息就可以直接點(diǎn)擊資源名稱播放這些視音頻資源，并且設(shè)置按不同關(guān)鍵字進(jìn)行搜 索的搜索引擎，以方便學(xué)習(xí)者查找。 與每一視頻課堂相對(duì)應(yīng)，教師要為學(xué)生提供適當(dāng) 的輔助學(xué)習(xí)資源供學(xué)牛查找。 四、校園網(wǎng)組播系統(tǒng)構(gòu)成 基于組播的校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是為了更好的傳輸教師講課的視音 頻，流媒體傳輸技術(shù)是解決多媒體資源傳輸?shù)挠行Х椒?，目前市?chǎng)上主流的流媒體技術(shù) 有三種，分別是r e a l n e t w o r k s 公司的r e a l m e d i a ，m i c i o s o f t 的w i n d o w s e d i a 和a p p l e 公司的q u i e k t i m e 。這三家公司都有自己的專利算法、專利文件格式甚至專利傳輸控制 協(xié)議。a p p l e 公司的q u i c kt i m e 是一個(gè)非常老牌的媒體集成技術(shù)，是數(shù)字媒體領(lǐng)域事 實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但是a p p l e 公司的產(chǎn)品價(jià)格比較高專業(yè)性比較強(qiáng)，r e a l n e t w o r k s 公司 是在2 0 世紀(jì)9 0 年代中期首先推出了流媒體技術(shù)，并隨著互聯(lián)網(wǎng)的急速發(fā)展壯大，在市 場(chǎng)上處于主導(dǎo)地位并擁有最多的用戶，m i c r o s o f t 是三家公司中最后進(jìn)入這個(gè)市場(chǎng)的， 但是m i c r o s o f t 公司依靠其在操作系統(tǒng)方面的優(yōu)勢(shì)迅速占據(jù)了一定的市場(chǎng)。綜合考慮各 方面的因素并結(jié)合實(shí)際，我們選擇m i c r o s o f t 公司的w i n d o w s i e d i a 技術(shù)。 資 源 j 年 視頻編碼器 圖2 校園網(wǎng)組播結(jié)構(gòu)圖 基于組播的校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2 所示，本系統(tǒng)共出三大部分組成，視音頻 的采集、編碼和壓縮：視音頻資源的發(fā)布和存儲(chǔ)；視音頻文件的客戶端播放；另外為了 給學(xué)習(xí)者提供一個(gè)更好的學(xué)習(xí)環(huán)境，我們還設(shè)置了一些輔助模塊如電子白板、自動(dòng)答疑、 討論交流、評(píng)價(jià)反饋、點(diǎn)播系統(tǒng)、相關(guān)資源等。 1 5 通過(guò)視頻采集卡采集實(shí)時(shí)的視音頻，將這些采集的視音頻經(jīng)過(guò)編碼和壓縮后，形成 流媒體文件存儲(chǔ)( 直播的方式不需要文件存儲(chǔ)) ，流媒體服務(wù)器根據(jù)用戶的請(qǐng)求把媒體 文件( 或者直播的媒體流) 通過(guò)多播的形式傳遞到用戶端的媒體播放器?；诮M播的網(wǎng) 絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)工作流程如圖3 所示 圖3 基于鰓播的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)j 二作流程圖 器 流媒體文件轉(zhuǎn)發(fā)的整個(gè)過(guò)程，視頻控制系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)站點(diǎn)進(jìn)行控制，建立和管理轉(zhuǎn)發(fā) 站點(diǎn)上的i p 組播數(shù)據(jù)組的傳輸?？刂葡到y(tǒng)要完成指向需求用戶的數(shù)據(jù)發(fā)送，同時(shí)通過(guò) 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)隨時(shí)監(jiān)控視頻傳輸?shù)馁|(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)其他各項(xiàng)參數(shù)啟動(dòng)調(diào)整帶寬。計(jì)算機(jī)實(shí) 時(shí)控制的好壞直接決定了i p 組播的效果?！? i 流媒體文件的采集壓縮、文件的發(fā)布以及流 媒體的傳輸?shù)雀鱾€(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)影響到流媒體的質(zhì)量，為了實(shí)現(xiàn)較好質(zhì)量的流媒體實(shí)時(shí)播 放，我們需要著重考慮考慮編碼壓縮的性能、效率；媒體服務(wù)器的性能；媒體流傳輸控 制這3 個(gè)最關(guān)鍵的因素。 第四章基于組播的校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)在教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn) 一個(gè)完整的w i n d o w sm e d i as e r v j c e 系統(tǒng)包括三大部分：流媒體文件的制作、流媒 體文件的發(fā)御和流媒體文件的播放。 一、流媒體文件的生成 ( 一) 采集卡 采集卡也稱視頻采集卡，按照其用途可分為廣播級(jí)視頻采集卡、專業(yè)級(jí)視頻采集卡、 民用級(jí)視頻采集卡三類。廣播級(jí)視頻采集卡采集的圖像分辨率高，視頻信噪比高，但采 集的視頻文件龐大；專業(yè)級(jí)的視頻采集卡比廣播級(jí)的性能稍微低一些，分辨率兩者相同， 但壓縮比稍大一些；民用級(jí)視頻采集卡相對(duì)前兩者而言，性能低一些，壓縮比更大一些。 0 s p r e v 采集卡是為多媒體數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)的專業(yè)級(jí)視頻捕捉卡，它在互聯(lián)網(wǎng)上掀起視頻流 的革命，現(xiàn)在o s p r c y 已經(jīng)成為事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，r e a l n e t w o r k s 公司、微軟公司等許多 著名公司都把o s p r e y 作為首選。0 s p r e y 采集卡的功能如下： 1 在單一的一臺(tái)n t 工作站下實(shí)現(xiàn)多卡對(duì)多個(gè)視頻源進(jìn)行流處理。 2 支持大多數(shù)的視頻和音頻的應(yīng)用程序接口。 3 除了進(jìn)行流處理外，還可以在網(wǎng)上進(jìn)行視頻會(huì)議。 4 能跨平臺(tái)運(yùn)行在多種計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)上。 5 支持多種視頻源在計(jì)算機(jī)上重現(xiàn)活潑的電視質(zhì)量的畫面。 ( 二) w i n d o w sm e d i ae n c o d e r 編碼器 w i n d o w sm e d i ae n c o d e r 編碼器可以將實(shí)況的或預(yù)先錄制的音頻和視頻轉(zhuǎn)換為 w i n d o w s m e d i a 格式，w i n d o w s m e d i a e n c o d e r 編碼器可以為客戶計(jì)算機(jī)輸送實(shí)況內(nèi)容， 或是將實(shí)況內(nèi)容轉(zhuǎn)換為文件以備以后使用。音頻和視頻的實(shí)時(shí)源可以是插入聲卡和視頻 卡的任何設(shè)備，包括話筒、攝像機(jī)、攝像頭、視頻播放器等，被保存的源是音頻和視頻 文件。 w i n d o w sm e d i a 編碼器9 o 提供了四種最常用的編碼方案：廣播實(shí)況事件、捕獲音 頻和視頻、轉(zhuǎn)換文件和捕獲屏幕，如圖4 。 圖4 新建會(huì)話窗口 廣播實(shí)況事件：通過(guò)安裝在計(jì)算機(jī)上的設(shè)備捕獲音頻和視頻，然后對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行 實(shí)況廣播。廣播方式有兩種：通過(guò)推傳遞將流傳輸?shù)搅髅襟w服務(wù)器上和播放器通過(guò)拉傳 遞直接從編碼器接收流。 捕獲視頻或音頻：通過(guò)安裝在計(jì)算機(jī)上的設(shè)備捕獲音頻和視頻，然后將捕獲的內(nèi)容 轉(zhuǎn)換為w i n d o w sm e d i a 以便以后進(jìn)行分發(fā)。 轉(zhuǎn)換文件：將音頻或視頻文件轉(zhuǎn)換為w i n d o w sm e d i a 格式。 捕獲屏幕：捕獲計(jì)算機(jī)屏幕上的圖像包括鼠標(biāo)的移動(dòng)，可以捕獲屏幕上的一個(gè)區(qū)域 或特定的窗口。 要進(jìn)行視音頻的實(shí)時(shí)傳輸，教師端要配備視頻采集卡、攝像機(jī)和麥克，并且要安裝 w i n d o w s 舶e d i ae n c o d e r 編碼器，通過(guò)視頻采集卡、攝像頭和麥克將老師講課的實(shí)時(shí)視 頻錄制下來(lái)，直接通過(guò)w i n d o w sm e d i ae n c o d e r 編碼器進(jìn)行編碼壓縮處理，將視音頻編 碼成a s f ( 或w m v ) 流格式，這些視頻流可以通過(guò)編碼器推傳遞方式或者拉傳遞的方式 傳遞到視頻多播服務(wù)器。也可以通過(guò)采集卡和聲卡捕獲音頻和視頻，然后將捕獲的內(nèi)容 轉(zhuǎn)換為w i n d o w sm e d i a 以便以后進(jìn)行分發(fā)。 二、流媒體文件的發(fā)布 前+ 章已經(jīng)介紹主流的流媒體服務(wù)器目前有r e a l n e t w o r k s 公司的r e a lh e l i xs e f v e r ， m i d o s o f t 的w i n d o w s m e d i as e n ，e r 和a p p l e 公司的q u i c k t i m es e r v c r 。由于m i c i o s o f i 的 w i n d o w sm e d i as e e r 集成在w i n d o w s 2 0 0 0s e r v e r 中，對(duì)用戶免費(fèi)，并且使用比較方便， 所以我們選擇w i n d o w sm e d i as e r v e r 作為媒體服務(wù)器。 在w i n d o w sm e d i a 服務(wù)器組件多播a s f 流之前，必須首先提供廣播站、節(jié)目和 流信息。如果沒(méi)有該信息，w i n d o w sm e d i a 服務(wù)器將只能發(fā)送點(diǎn)播a s f 文件流。 圖5 和表1 顯示m i c r o s o f t w i n d o w sm e d i ap l a y e r 如何訪問(wèn)多播a s f 流。 圖6 為流對(duì)象指定一個(gè)源 所以在下一步“指定流對(duì)象來(lái)源u rl ，屏幕上輸入到w i n d o w sm e d i a 編碼器的 w i n d o w sm e d i au r l ，可以用m s d b 協(xié)議或r r p 協(xié)議，用d n s 或i p 地址標(biāo)示編碼器 名稱，建議使用i p 地址，如果編碼器的端口不是7 0 0 7 一定要注明端口號(hào)，如圖7 所示。 圖7 指定流對(duì)象u r l 在葉旨定流格式信息”屏幕上，指定流來(lái)源的路徑，以便將流格式信息添加到廣播站 定義中。 6 將多播廣播站信息文件( n s c 文件) 存儲(chǔ)到m i c r o s o f tw i n d o w sm e d i a p l a v e r 可 以訪問(wèn)的位置。n s c 文件包含播放器所必需的重要信息，確定如何接收多播包以及解碼 多播流，播放器將從h t t p 服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)共享中下載此文件。 在“導(dǎo)出廣播站信息文件的路徑”屏幕上，鍵入n s c 文件存儲(chǔ)位置的路徑。 在“廣播站信息文件u rl 屏幕上，指定u r l 或u n c 路徑，w i n d o w sm e d i a p l a v e r 將使用它來(lái)訪問(wèn)己存儲(chǔ)的n s c 文件。 7 在“選擇發(fā)布方法”屏幕上，選擇用束發(fā)布流的方法。這里我們選擇創(chuàng)建一個(gè)具 有 標(biāo)記的_ h t m 文件，該標(biāo)記連接到一個(gè)a s x 文件；也可以選擇為m i c r o s o f tw i n d o w s m e d i ap l a y e r 創(chuàng)建一個(gè)含有 和 的_ h t m 文件。 8 在“準(zhǔn)備發(fā)布”屏幕中，復(fù)查已選擇的選項(xiàng)列表。如果要編輯任何選項(xiàng)，請(qǐng)單擊“后 退”返回到相府的廣播站信息。 多播廣播站建立好以后會(huì)出現(xiàn)一個(gè)測(cè)試頁(yè)面，點(diǎn)擊測(cè)試可以檢查廣播站是否建好， 檢驗(yàn)廣播站建好后，通過(guò)后臺(tái)管理界面將剛才創(chuàng)建的a s x 文件的路徑加入播放列表，這 樣在用戶界面上就可以直接點(diǎn)擊相應(yīng)文件名稱觀看教師講課的實(shí)時(shí)視音頻了。 三、后臺(tái)管理的制作 ( 一) 后臺(tái)管理制作所采用的技術(shù) 1 a s p n e t 技術(shù) 本系統(tǒng)后臺(tái)管理采用a s p n e t + a c c e s s 技術(shù)設(shè)計(jì)制作，采用a d o n e t 連接s q l s e n r e r 數(shù)據(jù)庫(kù)。a s p n e t 又稱a s p + ，但是它不是a s p ( a c t j v es e n 佗rp a g e s ) 動(dòng)態(tài)服務(wù)器網(wǎng)頁(yè) 技術(shù)的簡(jiǎn)單升級(jí)，而是微軟提出的n e t ( 如圖8 ) 框架的一部分，它足種以n e t 框 架為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)網(wǎng)上應(yīng)用程序的全新模式。n e t 的核心內(nèi)容之一就是要搭建第三代互聯(lián) 網(wǎng)平臺(tái)，從而最大限度的實(shí)現(xiàn)資源共享。 a sp n e t 是m 玎框架中用來(lái)開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的，它其實(shí)不是一種語(yǔ)言，而是一 個(gè)框架，在這個(gè)框架下可以采用n e t 、例等其他語(yǔ)言開(kāi)發(fā)網(wǎng)上程序。利用這種技術(shù) 可以創(chuàng)建動(dòng)態(tài)的、快速的、交互的w e b 站點(diǎn)，產(chǎn)生交互式動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)。由于它具有開(kāi)發(fā) 簡(jiǎn)單、移植方便、開(kāi)發(fā)效率高等優(yōu)點(diǎn)，受到了大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)教育開(kāi)發(fā)者的青睞。 ，n 玎樞架” ( 黼f l 糊e 種o f k ) t ； 困圍困圈 i 基礎(chǔ)糞庫(kù)* l i 公其語(yǔ)言運(yùn)行庫(kù)一 i i v 呱n d o 粥操作襄統(tǒng)t 圖8 n l 玎框架 在a sp n e t 中既可以用v b n e t 語(yǔ)言也可以用其他語(yǔ)言來(lái)開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序，本文主 要討論應(yīng)用v b n e t 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)。在v b n e t 中所有的控件都是用類實(shí)現(xiàn)的。 最能體現(xiàn)a sp n e t 強(qiáng)大功能的就是它可以通過(guò)n e t 框架提供的a d 0 m 玎對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn) 行存取等操作，這些控件及功能是我們開(kāi)發(fā)任何網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序所不可缺少的，也是本系 統(tǒng)丌發(fā)所使用的。 2 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù) 所謂數(shù)據(jù)庫(kù)就是按照一定數(shù)據(jù)模型組織、存貯在一起的，能為多個(gè)用戶共享的、 與應(yīng)用程序相對(duì)獨(dú)力、相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集合。簡(jiǎn)單的說(shuō)，數(shù)據(jù)庫(kù)就是把各種各樣的數(shù)據(jù) 按照一定的規(guī)則組合在一起形成的“數(shù)據(jù)”的“集合”。數(shù)據(jù)管理技術(shù)大體經(jīng)歷了三個(gè)階段： 人工管理階段、文件管理階段以及數(shù)據(jù)庫(kù)管理階段。幫助用戶建立和管理數(shù)據(jù)庫(kù)的軟件 系統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)?；陉P(guān)系型數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)稱為關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管 理系統(tǒng)?，F(xiàn)在比較流行的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)有s q ls e r v e r 、i b md b 2 、0 r a c l e 、 s y b a s e 、i n f o r m i x 等，常用的小型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)有a c c e s s s 、p r a d o x 、f o x p r 0 等。在 a s p n e t 中一般使用s q l s e r v e r 或a c c e s s s 數(shù)據(jù)庫(kù)。s q l s e e r 運(yùn)行穩(wěn)定、效率高、速 度快，但配置起來(lái)較困難，移植也比較復(fù)雜，適合大型網(wǎng)站使用；a c c e s s s 配置簡(jiǎn)單、 移植方便，假效率低，適合小型網(wǎng)站。本論文所設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)采用了a c c e s s 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，主要考慮以下幾個(gè)方面：第一，a c c e s s 數(shù)據(jù)庫(kù)配置簡(jiǎn)單、移植方便、操作 容易。第二，對(duì)于一般的個(gè)人網(wǎng)站或是網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)課程，a c c e s s 數(shù)據(jù)庫(kù)綽綽有余。第三， 如果希望以后用a c c e s s 數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)的程序轉(zhuǎn)化為s q ls e e r 數(shù)據(jù)庫(kù)也非常簡(jiǎn)單，只要 利用s o l s e r v e r 的導(dǎo)入功能就可以將a c c e s s 數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)化為s q l s e e r 數(shù)據(jù)庫(kù)【1 0 】。 ( 二) 實(shí)現(xiàn)功能 后臺(tái)管理界面主要實(shí)現(xiàn)的功能包括視頻直播的管理，自動(dòng)答疑管理，評(píng)價(jià)反饋管理， 相關(guān)資源管理，點(diǎn)播系統(tǒng)管理，討論交流管理和網(wǎng)絡(luò)同志管理。界面如圖9 所示。 圖9 后臺(tái)管理界面 視頻直播管理模塊，通過(guò)界面上的表單添加視頻課堂，包括視頻課堂名稱、主講人、 播放時(shí)間、主要內(nèi)容以及適合哪些學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)等信息，還可以通過(guò)修改和刪除界面修改 和刪除這些信息。 相關(guān)資源管理模塊，針對(duì)每一視頻課堂，教師需要為學(xué)生提供一些與課堂緊密相關(guān) 的資源，通過(guò)相關(guān)資源管理模塊將這些資源添加到數(shù)據(jù)庫(kù)，以供學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)時(shí)使用，這 樣學(xué)習(xí)者既可以節(jié)省時(shí)間，又能得到有效的學(xué)習(xí)資源。 自動(dòng)答疑管理模塊包括四個(gè)部分：新問(wèn)題的回答、未回答問(wèn)題的刪除、已回答問(wèn)題 的修改、已回答問(wèn)題的刪除。學(xué)生新提問(wèn)的問(wèn)題在“新問(wèn)題的回答”中顯示出來(lái)，教師可 以對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行回答，并通過(guò)這些問(wèn)題了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，教師如果感覺(jué)問(wèn)題沒(méi)必 要川答可以在“未回答問(wèn)題刪除”中刪除，如果對(duì)已經(jīng)回答過(guò)的問(wèn)題感覺(jué)不妥，還可以進(jìn) 行修改和刪除。 2 3 評(píng)價(jià)反饋管理模塊，學(xué)習(xí)者可以和教師進(jìn)行單獨(dú)交流，在這里教師可以看到學(xué)生的 一些評(píng)價(jià)反饋意見(jiàn)和問(wèn)題，然后對(duì)提問(wèn)者單獨(dú)作答。 視頻點(diǎn)播管理，我們可以把教師講課的視音頻文件保存到硬盤，通過(guò)點(diǎn)播管理把這 些視音頻的路徑添加到數(shù)據(jù)庫(kù)，學(xué)習(xí)者需要查看某個(gè)文件時(shí)可以在用戶界面上點(diǎn)擊播 放，還可以對(duì)一些文件進(jìn)行修改和刪除。 ( 三) 主要代碼 視頻直播管理是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，主要代碼如下 連接數(shù)據(jù)庫(kù)： s u bc l i c k ( ) d i m c o na sn e w o l e 曲c o n n e c t i o n ( ”p r o v i d e r = m i c r o s o f l j e t o l e d b 4 o ；d a t a s o u r c e = ”s e e l m a p p a t h ( ”k u i 【u m d b ”) ) d i md sa sn e wd a t a s e t c o n o p e n d i mo l ea sn e wo l e d b d a t a a d a p t e f ( ”s e l e 宅t 4 f o ms h i p i n ”，c o n ) o l e f i l l ( d s ，”t a b s t u d e n t ”) d g d a t a s o l l t c e = d s t a b l e s ( ”t 矗b s t u d e n t ”) d e f a l m v i e w d g d a t a b i n d n d o s e c o n = n o t h i n g e n ds u b 添加課堂： 課堂名稱： 暫缺，a s p ：t e x t b o x 4 ，4 主講教師： 暫缺 講課時(shí)問(wèn)： 牽宇缺 適合學(xué)習(xí)對(duì)象： 暫缺 御b 地點(diǎn)： 暫缺 內(nèi)容簡(jiǎn)介： 暫缺 w i n g f o ra s p e c t s ：t l l eb u i l d i n go fm u l t i - m e d i af i l e ，t h e p u b l i s h i n g ofm u l t i - m e d i a f i l e ，t h e p l a y i n f 鼻i 苴帚譽(yù)喜i i i 矍薹i i 妻l 科r 薺；b 王戰(zhàn)齊r 亡基寫囂矗n i 霉旦錯(cuò)；l 奏箝喜萋。鞋碧v l 群氣壁 ；葡 i 主；壁k ；章辯d l i 妻囂蠢p 一葛鞋。i ；渲r “薯藎驀封驀l 撩e 菖萋，p r 0 2a ss t r j n gd i m s t r id，introw a si n t e g e r d i mo b jast e x t b o xd i mo b j1a st e x t b o x dim o b j 2a s textbox i n t r o w =e i t e m i t e m i n d e x o b j = d g items(introw)cells(1)controls(o)o b j 1=dg i t e m s ( i n t r o w ) c e l l s ( 1 1 ) c o n t r o l s ( 0 )o b j 2 = d g items(introw)cells(12)controls(o)p r o = o b j x 四、前臺(tái)網(wǎng)站的制作 ( 一) 學(xué)習(xí)者界面 前臺(tái)網(wǎng)站制作遵循方便、美觀的原則，頁(yè)面的布局應(yīng)該符合學(xué)習(xí)者的使用習(xí)慣，另 一方面使用起來(lái)應(yīng)該簡(jiǎn)單方便，學(xué)習(xí)者很容易找到自己需要的內(nèi)容，為學(xué)習(xí)者提供的工 具也應(yīng)該簡(jiǎn)單易用?？蛻舳塑浖闹饕δ苁墙邮辗?wù)器端推送( p u s h ) 的多媒體數(shù)據(jù)， 并對(duì)壓縮的多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮等系列相關(guān)操作并以適當(dāng)?shù)姆绞匠尸F(xiàn)給用戶。 客戶端界面如圖1 0 所示，界面主要包括，嵌入網(wǎng)頁(yè)中的w i n d o w sm e d i a 播放器、 視頻課堂列表和一些輔助功能模塊。在給定的時(shí)間內(nèi)學(xué)習(xí)者通過(guò)點(diǎn)擊課堂名稱就可以播 放教師的講課實(shí)況。另外在學(xué)習(xí)的過(guò)程中學(xué)習(xí)者還可以通過(guò)自動(dòng)答疑、評(píng)價(jià)反饋、討論 交流這些輔助功能模塊與老師和同學(xué)進(jìn)行實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)的交互。 圖1 0 用戶界面 ( 二) 學(xué)習(xí)者界面各功能模塊 1 課堂列表和視頻直播 學(xué)習(xí)者進(jìn)入客戶