【毕业学位论文】（Word原稿）高校多媒体教学信息管理系统的设计与实现-软件工程

硕士学位论文 （专业学位） 高校多媒体教学信息 管理系统的设计与实现 姓 名： 学 号： 所在院系：软件学院 职业类型： 专业领域：软件工程 指导教师： 二 一三年九 月 A in 2013 高校多媒体教学信息管理系统的设计与实现 同济大学 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关 于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名： 年 月 日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 年 月 日同济大学 硕士学位论文 摘要 I 摘要 随着互联网越来越多地介入到高校教育中，各种多媒体信息的产生也随之增多，由于多媒体信息格式复杂多样，信息量很大，所以多媒体教学管理已成为高等院校教学工作中一项重要的任务。传统的多媒体教学管理系统大多数采用客户端 /服务器端模式， 这种模式使得多媒体教学无法大面积普及开来，高校内部的信息资源得不到很好的共享。另外，该模式还存在很多缺点，如系统的维护代价较大，系统模块不利于扩展等，这些缺点都在很大程度上影响了高校多媒体教学的信息共享和普及。因此，为了改善现有系统中存在的问题， 从而 充分发挥多媒体教学信息的作 用，采用先进的系统开发技术 来建设高校多媒体教学信息管理系统非常有必要。 本文介绍了基于 多媒体教学信息管理系统的设计与实现。首先探讨了国内外研究现状和课题研究的相关技术，从而根据实际调研并给出了系统的需求分析过程，分析系统功能需求并利用 例图及数据流图进行系统的详细分析；其次，在系统建设原则及建设方法的指导下对系统的结构及模块进行设计，在此基础上给出了系统数据库的设计方案；最后，在前期工作的基础上对系统进行了详细设计和实现工作，并对实现了的功能模块进行了测试验证，确保系统以达到建设的目标。 系统 采用微软 台下的 术，并同时结合其数据库管理系统005，开发一套基于组件思想的网络多媒体教学管理系统，系统利用网络多媒体技术和分布式对象技术，可以极大的发 挥教师教学潜力，学生的学习能力，从而为高等教育添加新的活力。目标 系统已上线运行，目前运行状态稳定。 关键词： 多媒体 ， 多媒体信息管理系统， I s in of to is so of an of of it is to so on of of in to to in of to a of of is EB of to ML of in of of on on of on to of to to of at 005, a of of to is 济大学 硕士学位论文 目录 录 第一章 绪论 . 1 究背景及意义 . 1 内外研究现状 . 2 文主要研究内容 . 3 文的组织结构 . 4 第二章 开发技术介绍 . 5 术 . 5 据库访问技术 . 6 本交互技术 . 8 页布局技术 . 9 章小结 . 10 第三章 系统分析 . 11 统概述 . 11 行性分析 . 11 统功能需求 . 12 统用例分析 . 13 统数据流分析 . 17 章小结 . 23 第四章 系统设计 . 24 统设计原则 . 24 统结构设计 . 25 统模块设计 . 26 础数据管理模块设计 . 26 媒体信息管理模块设计 . 27 人信息管理模块设计 . 28 统管理模块设计 . 29 统架构设计 . 30 据库设计 . 32 据库概念设计 . 32 据库物理设计 . 37 章小结 . 42 第五章 系统实现与测试 . 43 统代码实现简介 . 43 同济大学 硕士学位论文 高校多媒体教学信息管理 系统的设计与实现 统部分模块的实现 . 44 统登录与登出模块的实现 . 44 据字典管理模块的实现 . 46 程信息模块的实现 . 48 媒体基础信息维护模块的实现 . 49 媒体附加信息管理模块的实现 . 52 媒体演示模块的实现 . 53 限管理模块的实现 . 55 据维护模块的实现 . 57 统测试 . 59 试方法介绍 . 59 统功能测试 . 60 统性能测试 . 61 试分析 . 63 章小结 . 63 第六章 总结与展望 . 64 结 . 64 望 . 64 致谢 . 66 参考文献 . 67 个人简历、在读期间发表的学术论文与研究成果 . 69 第一章 绪论 1 第一章 绪论 究背景及 意义 随着互联网越来越多地介入到高校教育 工作 中，各种 多媒体信息的产生也随之增多，由于多媒体信息格式复杂多样，信息量很大，所以多媒体教学管理已成为高等院校教学工作中一项重要的任务 1。 过去的多媒体教学管理采用的是 B/S 机构模式，这种传统的系统管理模式制约了多媒体的推广，同时也不利于高校信息资源的共享，相应的维修费用也较高，且系统的升级存在很多的不便 2。为了高校多媒体教学信息的普及，大力发挥多媒体教学在高校教学中的作用，迫切需要重复利用多媒体开发技术，开发出一套适合高校教育的、利于高校多媒体教学管理的系统。 随着信息技术的飞速发展，多媒体技术已成为该领域 最活跃的技术，逐渐成为电子技术竞争的焦点 3。 多媒体技术就是把声 音 、图 像 、文 本 、视频等 多种 媒体通过计算机 融合 在一起的技术 ， 采用计算机的数字 方式进行数据的 记录和传输 ，借助“ 信息高速公路 ”的推动，实现全球范围内的信息资源共享。因此，多媒体技术被越来越多的行业应用，并开始渗透到我们生活中的每个细节，并提升了我们的生活质量。 随着多媒体在高校教学领域的不断发展，已发展到了第四代多媒体技术，由于数字多媒体的普遍使用、高校多媒体教学资料的多样性和复用性，越来越揭示出其内在的价值 4。目前如果要回放或者查看某个视频、 录像、音频等资料时，就要通过电脑操作在众多光盘、录像带中查看、播放，找到需要的媒体资料，要花费大量的时间和人力投入，效率非常低，这种操作方式与现在的高速信息化发展已形成落差，不能满足高校数字化教育的需求。与此同时，由于传统的媒体不利于保存，使得大量宝贵的教育资料已成为独一无二的，迫切需要重视其保存工作 5。为了对高校媒体资料的进行保护和管理，且充分利用多媒体教育的优势，提高高校教育的质量，提高对资料的有序管理、便于审阅，迫切需要建立起高校的多媒体教育系统。 随着计算机技术、网络技术和软件技术的不断发展与进 步，多媒体信息管理系统在许多高校也得到了良好的应用和发展。多媒体网络教学对高校诸多课程提供了灵活、开放、个性化的自主学习方式，充分利用优质教育教学资源，既解决了师资力量不足的问题，又可以使学生不受时间、空间的限制进行课程的学习 6。建立高校 多媒体教学管理系统， 便于合理的对教育资料信息进行整合，且通过电同济大学 硕士学位论文 高校多媒体教学信息管理 系统的设计与实现 2 脑检索，可以提高查找和调用数据的效率，节省了大量的时间和人力的投入，提高了资源利用率。且利于信息的共享和反复使用，减少了多余的重复劳作，并保证了数据的准确性和一致性。采用现代多媒体教学技术，是对传统的教学和管 理手段的变革，提高了高校教师制作媒体教学资料的效率，优化了多媒体信息的管理，大大提高了高校教师教学的质量和效率。 内外研究现状 根据多媒体教育系统的设计原理和工作方式，可将网络多媒体教学系统分为三种：纯软件方式、软硬件结合方式、纯硬件方式。在早期多媒体教学中，大都是采用纯硬件工作方式实现，但是随着高速信息化发展和网络速度的飞跃，对工作能力和效率提出了更高的要求，以往的纯硬件处理方式速度已明显不够，而且传统的纯硬件不仅费用高，也不利于升级和维护。软件能很好的克服硬件的各种确定，实现的起来方便快捷，对 于个人电脑的配置要求不是很高，足够实现其功能 7。因此就成为市场发展的趋势。下面介绍几种市场上面与多媒体教学相关的软件： 1、方正多媒体网络教室 方正多媒体网络教室是一款全新的多媒体教学系统， 采用全新的压缩 技术和内核 处理 技术， 充分利用最新的网络技术而后多媒体技术，以纯软件实现方式构建的 多媒体网络教室。 该多媒体教室以广播形式教学，利用辅助教学工作便于教师和学生的实时交流，同时方便了教师对学生的监督，丰富了教师的教学手段，实现了一对一教学和异步教学。提高了高校或企业的教学效率。 2、红蜘蛛多媒体网络教室 红蜘 蛛多媒体教学系统是广州讯创软件有限公司开发的，是利用 现在 多媒体技术，网络技术实现 多媒体网络教学 的 软件产品， 它兼容于目前市场上的所有操作系统，可实现同步教学，同时教师可远程获取远端电脑上的信息，并能够实现远程协助、监测和控制。并支持网络考试功能，在现代教学反面实用性非常强。 3、豪杰多媒体网络教室 豪杰多媒体网络教室不同于以往的多媒体教学软件，采用的是纯软件实现方式，无论在设计构思还是开发技术上面，北京豪杰公司的研发人员团队利用扎实的深层的内核技术和网络技术，将其综合运用于多媒体网络教学软件中，使得豪杰多媒体 教室突破传统技术，成为一款先进的多媒体教学软件。 4、 司开发的一款软件，该软件是目前全球多第一章 绪论 3 媒体教室的销量冠军。它的突出特点是功能强大、操作简单方便、安装快速，可运用于广域网和局域网，支持教室示范和遥控控制，也提供了其他软件都有的交互教学功能。且可同时对 200 名学生同步进行互动教学，目前世上唯一能实现的此功能的就是 5、东石虚拟教室 传统的多媒体网络教学软件不仅要花费很长的时间搭建，并且费用较高，搭建好后的 维护和升级也不方便，使用者要研读使用说明，学习复杂、繁多的操作，而东石咨询的虚拟教室彻底解决了这些问题，它利用顶尖的网络多媒体技术，建成一款成本较低、维护方便的多媒体网络教室。该虚拟教室软件的安装快捷，简化了繁琐的过程，可迅速搭建起功能强大的多媒体网络教室，且界面友好、操作方便，用户无须花大量时间去研究使用说明。 由上面的几款多媒体教学软件我们可以看出，它们在功能上已基本满足了现在多媒体教学的需求，包括广播教学、双语音互动、远程的监测与控制、电子白板、一对一或一对多教学、电子板书等功能。但随着教学需求是增长 ，还是有一些功能没有达到，且在系统的可靠性、稳定性等方面还是存在很多的不足，迫切需要加强 8。 文 主要研究内容 设计开发基于网络的多媒体教学信息系统 ，主要有以下两个方面的目的：首先， 系统在设计过程中必须采用先进的软件开发技术和多媒体技术，合理设计系统的体系结构，充分体现多媒体信息的 方便性 ，满足高校教育的需求；其次， 要加强系统的通用性，避免重复开发带来的高成本。因此，在开发系统时，必须充分考虑到这两个方面的内容，坚持将高校教学内容与信息技术手段进行结合，以教学内容为主，技术手段为辅，从而进行系统的 开发。在教学内容方面， 由于学科不同，其教学方式也不尽相同，因此必须兼顾各个学科的特点来进行教学内容的安排； 在技术方面，除了 了解 目前较为先进的网络技术和多媒体信息技术外，还要考虑到未来的技术发展， 综合考虑后来选择系统的开发技术，使系统在具备通用性的同时，还具有长久的使用寿命而不会过时。这样在降低了系统开发投入成本的基础上，还获得了更为高效的教学效益。 从系统设计方面来说，主要分为两大部分的设计工作，一个是系统的前台程序设计，一个是后台数据库的结构设计。前者主要采用 术和 C#语言进行程序的编写工作 ，完成数据在系统中的传递工作；后者主要采用 005 数据库管理系统来进行设计 ，为了构建高效教学信息资源库，便于多媒体同济大学 硕士学位论文 高校多媒体教学信息管理 系统的设计与实现 4 教学信息的共享和使用。 高效多媒体教学系统的本质就是一个数据库管理系统，它将学校内的各种教学信息资源集中起来供教师和学生使用，也就是为学生提供一个网络学习环境，能够帮助学生更好地学习且进行学习效果的评价。 研究工作要实现的最终目标旨在建设一套适合某大学使用的多媒体教学管理系统，该系统能够合理整合多媒体教学信息资源，有效实现对这些资源的组织、存储、检索、查询等功能，方便 教师在 教 学 过程 中查找与使用数据， 减少不必要的人力精力，大大提升了教学信息的利用价值，也加强了教师和信息之间的交互性， 保证了信息的一致性，大大提高多媒体教学管理工作的效率，为教学信息的使用者和管理者提供方便。 文的组织结构 论文共分 为 六 章，具体内容 安排 如下： 第一章：绪论。 主要介绍了系统的研究背景及意义，系统的国内外研究现状以及论文的主要研究内容，最后对论文的组织结构进行了安排。 第二章： 开发 技术 介绍 。 简要介绍了系统建设所采用的相关开发技术，具体包括 态网页开发技术、 据库访问技 术、 本交互技术和 页布局技术。 第三章：系统 分析。 主要介绍了高校多媒体教学信息管理系统的分析，分析过程包括可行性分析、功能需求分析、用例分析、数据流分析等内容。 第 四 章：系统 设计。 根据系统设计原则和设计方法，本章主要介绍了系统的相关设计过程，包括系统的结构设计、模块设计、架构设计以及数据库设计等几个阶段。 第 五 章：系统 实现 与测试 。 本章介绍了系统部分功能模块的实现过程，给出了这些功能模块的相关程序流程图、核心代码和页面截图，最后进行了相关测试。 第 六 章：总结与 展望。 主要 对 论 文 工作进行了 总结 ， 并指出下一步工作的研究方向。 第二章 开发技术介绍 5 第二章 开发技术介绍 术 术它的前身就是 译成中文就是活动服务器网页，在 页中主要使用的两种语言代码为 本语言代码9。当客户或是浏览者打开 页时，网页接收客户的请求后，将所要展示的网页转换成对应的 构的静态页面。 序运行的原理主为是，首先用户打开浏览器中浏览器的地址栏内输入所要浏览网页的网页地址，然后点击转到，此时浏览器进行页面地址的解 析，通过解析判断该地址所请求的服务器，然后将请求信息发送到运程的 面服务器，服务器当扫描到请求后，将服务器上对应的 面通过脚本引擎进行页面的解释，同时生成 态页面，最后将这静态页面发送到客户请求的浏览器内显示出来。 根据上面的描述可以得知，利用 本语言编写的 其实是运行在服务器端的，服务器端接收到用户的页面请求时，通过将相应的 面进行解释成静态页面，然后将这静态页面发送回客户端，这其实就是发送给客户端一个副本。另外，通过这种方式，客 户端是看不到程序原本的逻辑代码的，因发送到客户端的是已经通过脚本引擎解释过程静态页面了，这样就可保证 面的安全性了。 序的工作原理示意图如图 示。 图 工作原理 由微软公司继 后推出的一种新应用系统开发架构，同时也是 系中一个不可或缺的一块，相比之前的 发技术， 能显然更加的强大，而且开发的效率也更加的得到提高 10。 台上 的应用程序架构，利用它可以编写出很多复同济大学 硕士学位论文 高校多媒体教学信息管理 系统的设计与实现 6 杂的软件系统。 经发布，立刻受到 发人员追捧，迅速成为统下 务端的主流开发技术。相对于另一主流的 发技术说， 得灵巧而轻量。 术拥有简洁的设计和实施，完全面向对象、具有平台无关性且安全可靠、主要面向互联网的所有特点。另外， 由于 用程序运行在公共语言运行时上，公共语言运行时为 装的核心通用框架，系统具体很高的可移植性可适用性。目前它可以广泛的应用于网络应用程序开发平台上 13。 似 于 是采用 发语言，比如目前最为流行的是 言。另外，利用 行 用程序的开发时，它提供了 面编辑器，并且可以使页面的展示和业务逻辑代码的编写分离出来，使得开发人员在进行合作开发时效率更高，而且在后期的维护时更加的方便。 已被编译过，可以与包括 C#、 众多与 行合作开发的平台上进行系统开发，并且每一个利用 发的软件系统都可以在装有 境的平台运行。系统开发工程师可以便捷的获取 台下的任何技术。 对于 一些优点和一些特性在前面内容中基本上进行了简要的说明，这里不再多述。通过以上的了解， 开发者提供这些功能以及给应用程序提供了这么多的特性，使得目前 应用系统的开发上占据了一份重要的地位。现在许多的企业或是网络开发的， 是首要的选择。而基于这样一种趋势，微软方面则会更多对这一门技术进行完善，从而使得技术的发展更加的全面和实用。 利用 行软件系统开发时还有着设计简洁 与实施便捷的特性。它基于 思想，完成可以利用 言进行系统开发，这使得系统开发扩展性更高。另外，由于 应用程序提供了一切能用到甚至是没有用到的功能，使得开发出来的软件系统没有平台的要求。 据库访问技术 据访问技术的前身是 据对象 )，是由 台为开发人员提供访问数据库的一组对象。 由来是 在 象作为访问数据库的接口，故而在 面加上了 识 11。图 象组成结构图。 第二章 开发技术介绍 7 图 象结构 从图 要以看出， 是基于一种数据源比如 用程序将数据信息放置在内存对象中，然后通过这些对象对数据进行获取和其它操作 12。 台下与数据进行通讯的一门技术。在 ，拥有很多的数据源提供商，开发人员根据其使用的数据库或数据源来对不同的数据进行访问操作，并且在 对不同的数据进行操作的数据 访问类基本都是相似的，以便开发人员使用更加容易的使用 12。在 是用来执行数据操作的命令，比如 言等。 类似于一个阅读器，通过获取相关的数据然后以只向前的方式进行数据的读取。 结合，便可进行断开数据连接进行数据的操作。 定义了许多对数据进行操纵的类以及方法，在 境下包含在 命名空间里 面。由于新建的页面中并没有引用这个数据库操纵的命名空间，因此系统开发人员如果要用到数据维护时，必须先要进行命名空间的引用方可使用 供的数据操纵方法。在 台下，它为开发者人提供了多种可操作的数据源，比如 等，在对这引起数据源进行数据操纵时，都是需要引用其对应的命名空间，这些命名空间基本上都相同，只是前面几个标识性的字符有些差异，不过从这几个字符中可以看出其命名空间所对应的操纵数据源信息。比如 标识为 为 此类推，其它数据源的操作对象一看便就很清晰了 。 同济大学 硕士学位论文 高校多媒体教学信息管理 系统的设计与实现 8 在 发环境下，开发人员利用 显示层与数据访问层有效的联系起来。当使用者通过显示层进行数据请求或交互时，首页通过业务逻辑层进行业务流程分析，然后将具体数据请求交予 用内部数据访问类向数据库发送数据执行命令，当数据库执行完数据命令后，将执行结果返回至业务逻辑层，最终由业务逻辑层将处理后的数据反馈至显示层。 本交互技术 由 司创造的一种脚本语言。为便于推广，被定为是 两门不相干的语言，作用也不一样。作为一门独立的编程语言， 以做很多的事情，但它最主流的应用还是在 于 创建动态网页 （ 即网页特效 ） 。 网络上应用广泛，几乎所有的动态网页里都能找到它的身影 14。目前流行的 是依赖于 存在的。 不是一门相同的语言， 微软开发 的两种脚本语言，微软， 司以及其他语言开发商为减少 发者的兼容麻烦，所以成立 组织专门制定脚本语言的标准和规范。 定的标准脚本语言叫做 合 标准，其实可以叫做 符合 标准，但用户较少。 局限在微软的用户，支持。概括地说， 是一种基于对象和事件驱动，并具有安全性能的脚本语言，脚本语言简单理解就是在 客户端的浏览器就可以互动响应处理程序的语言，而不需要服务器的处理和响应，当然 可以做到与服务器的交互响应，而且功能也很强大。而相对的服务器语言像 需要将命令上传服务器，由服务器处理后回传处理结果。对象和事件是 两个核心。 以被嵌入到 件中，不需要经过 务器就可以对用户操作 出响应，使网页更好地与用户交互；在利用客户端个人电脑性能资源的同时，适当减小服务器端的压力，并减少用户等待时间 14。 一种解释性的，基于对象的脚本语言 (an 页在互动性方面能力较弱，例如下拉菜单，就是用户点击某一菜单项时，自动会出现该菜单项的所有子菜单，用纯 页无法实现；又如验证 单 (交信息的有效性，用户名不能为空，密码不能少于 4 位，邮政编码只能是数字之类，用纯 页也无法实现。要第二章 开发技术介绍 9 实现这些功能，就需要用到 一种脚本语言，比 复杂。不过即便你先前不懂编程，也不用担心，因为 的程序都是以源代码的形式出现的，也就是说你在一个网页里看到一段比较好的 码，恰好你也用得上，就可以直接拷贝，然后放到你的网页中去。正因为可以借鉴、参考优秀网页的代码，所以让身也变得非常受欢迎，从而被广泛应用。原来不懂编程的人，多参考 例代码，也能很快上手。 要是基于客户端运行的，用户点击带有 网页，网页里的 传 到浏览器，由浏览器对此作处理。前面提到的下拉菜单、验证表单有效性等大量互动性功能，都是在客户端完成的，不需要和 此，不会增加 负担。 几乎所有浏览器都支持 E)， 。 页布局技术 时下最为流行而且效率最高的网页布局技术，只要是进行 在这之前是利用表格进行网 页的布局，但是随着现在 目要求的提高，表格布局已显示力不从心了，于是设计人员就开始尝试利用 行布局，随着该技术不断应用不断的改进，目前已成为 发人员不可离弃的技术了 15。 自 言发展至今已到了第四代的版本了，然而发展到第四代版本后却不能一如既往的发展了，其主要原因就是在的 言随着 目应该得越来越广泛，用户对其的要求的也越来越高，使得 言也越来越复杂。言中标记也已经越来越多，从而满足 目的需求。然而正是因为如此，加上现在网 络浏览器的开发商也越来越多，他们都看中了 目前乃至未来网络应用的发展 前景 ，都发布了其自主的浏览器，但每家开发商的浏览之间又存在着一些差异，导致许多的 目出现了许多兼容性的问题，为开发者也为客户带来了许多的烦恼。因为项目开发人员通常也只是针对一些常用的浏览器进行页面的调试，但每一位客户都有着自己喜好的浏览器，然而对一些没有进行调试的浏览则会出现页面的布局混乱等一些兼容性的问题。 基于此， 织被迫不得不对现在的问题进行一些处理，然后就 发 布了一种可扩展标记语言 种语言相比 标记使用的约束更 多也更严格，人才稍微阻止灵活性非常大的 记语言 中出现的一 些 兼容性问题 。 同济大学 硕士学位论文 高校多媒体教学信息管理 系统的设计与实现 10 虽然 比 标记的使用上更加的严格，这对于使用习惯了言灵活性的开发来说在进行项目开发时也就加重了他们的复杂度， 其次是，对于目前众多的浏览器而言，它们原本的设计是根据 设计的，对于突如其来的 言倒有些架不住，因而想用 言来替换 言来进行 目的发开还是有着许多的阻碍。 但是就算是这样，一些设计人员还不甘心，他们又开发出了 言，可以说 合，这种语言将原来的 言添加了许多的规则，并且在言中也加入了一些 言的思想，这样两者结合后就可以使得开发的网页更加的具有扩展性和数据的交互规整性。 不过自从层叠样式表（即 世之后 ， 算是可以脱离以前的无章无序的问题，