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文档简介
1、目 录 TOC o 1-4 h z HYPERLINK l _Toc45968745 目录 PAGEREF _Toc45968745 h 1 HYPERLINK l _Toc45968746 中文摘要 PAGEREF _Toc45968746 h 2 HYPERLINK l _Toc45968747 abstract PAGEREF _Toc45968747 h 3 HYPERLINK l _Toc45968748 第 1 章绪论 PAGEREF _Toc45968748 h 4 HYPERLINK l _Toc45968749 概述 PAGEREF _Toc45968749 h 4 HYPE
2、RLINK l _Toc45968752 传统教育模式 PAGEREF _Toc45968752 h 4现代教学模式1.4 网络课件概念及意义1.5 传统课件的不足及网络课件的发展趋势1.6 国内外网络课件教育对比 HYPERLINK l _Toc45968753 第 2 章网络系统的基本理论与Web应用 PAGEREF _Toc45968753 h 42.1 Internet技术及发展2.1.1 Internet主要应用服务2.1.2 Internet技术及WWW服务.2.2 系统模式的发展2.2.1 文件/服务器(File/Server)结构.2.2.2 客户机/服务器(Client/Se
3、rver)结构.2.2.3 浏览器/服务器(Browser/Server)结构. WEB系统构成.2.3.1 WEB体系结构.2.3.2 TCP/IP与HTTP协议 TCP/IP协议. HTTP协议.2.3.3 WEB服务器 WEB服务器软、硬件要求. WEB服务器软件的选择2.4 WEB设计语言2.4.1 HTML语言2.4.2 脚本语言 Javascript Asp语言 PHP语言2.5 MySQL数据库2.5.1 什么是MySQL2.5.2 MySQL主要特性第3章 系统分析与设计3.1 网络课件系统规划目标.3.2 系统平台的比较与选择3.3 网络课件系统需求分析.3.3.1 借助课堂
4、设计理论,提高网络课件的教学水平.3.3.2 根据网络课件特点,制作高质量的网络课件3.3.3 根据网络传输特性,合理选择制作媒体3.3.4 公网发布,加强访问控制策略3.4 系统功能构想3.4.1 网上注册中心3.4.2 网上选课中心3.4.3 课件点播子系统3.4.4 辅助教学子系统3.4.5 系统管理子系统3.5 基于PHP技术ODBC访问MySQL数据库的系统开发3.6 系统开发平台及工具第4章 网络课件系统实现及测试4.1 系统的功能模块及课件组成4.1.1 用户注册4.1.2 选定课程4.1.3 用户界面4.1.4 管理员界面4.2 系统数据库实现4.2.1 数据库设计概念4.2.
5、2 数据库需求分析4.2.3 创建MySQL数据库4.3 PHP实现第5章 系统管理及安全机制 HYPERLINK l _Toc45968754 鸣 谢 PAGEREF _Toc45968754 h 5 HYPERLINK l _Toc45968755 参考文献 PAGEREF _Toc45968755 h 5中文摘要培养具有创新能力、适应21 世纪信息社会需求的新型人才,这是现代教育系统的最终目标。交互式的网上教学将成为新世纪重要的教学模式,这也是网络时代的必然产物。可运行的网上辅助教学系统为我们系统设计的近期目标,解决系统建立过程中的重点、难点问题,探索并积累网上辅助教学的管理、技术开发等
6、方面的经验。在辅助教学系统的基础上,建成并完善基于英特网的网上课件管理系统,在现代化的大学教育中具有深远意义。大学的各个校区,远程教育学院,通过专线VPN与校园网相连,实现教学资源共享,课件共享,全校主干课程的课件管理人员管理可以在校园网的环境下进行,注册、选课、成绩等教务管理以及作业提交、讨论、答疑等活动实现网络化,同时数字图书馆以及特种数据库的建设也为网上教学创造了良好的资源共享环境。远期目标是到2008 年,网络带宽10M 到桌面时,将实现真正的基于广域网的网上教学系统,主要包括实时的同步教学系统、非实时的辅助教学系统、多媒体课件制作系统、网上教务管理系统、网上考试系统等。lamp开发近
7、年来在全球范围内倍受推崇,因为他们优异的商业级性能、极底的成本和开源的宗旨,曾被评为WEB服务的最佳搭配,广泛应用在政府、军事、教育、医疗等社会各行业。这也是近年来开源运动的功劳。这个网络课件系统就是采用这种开发模式: linux+apache+PHP+MySQL。关键词: 网络课件;在线学习系统;PHP;MySQLabstract(此处为英文摘要, 字体:Time New Roman,5号,固定值=20磅)Key words: 基于PHP技术的网络课件研制1绪论11概述以计算机和现代网络技术为特征的现代信息技术极大地促进了社会经济的发展,也引发了一场知识和信息的革命。现行的教育方式和方法面临
8、着前所未有的挑战,计算机形式教育作为一种新的重要的教学形式具有重要的意义,并呈现出广阔的发展前景。自Intemet 在全球广泛应用以来,基于Intemet 的教学在世界范围内得到了迅速的发展。国内的一些大学已经开始计算机远程教育的研究和试验,并已有不少简体中文远程教育试验网站出现。这些网站无论从数量还是质量上来看,都呈现出网上教学作为现代教学的一种重要形式,具有强劲的发展态势。12传统教育模式教育是一种上层建筑,它的形式一定与当时的生产力相适应。传统的教学模式基本上是以教师教、学生学的以教师为中心的教学模式;作为向成人或未能进入人学校门的学生进行的教学也是沿用这种教学模式,只是为了他们的方便,
9、采用晚间上课或半日制等形式;到了60 年代以后,广播电视大学的教学方式使教师的讲课可以多次重复播放,而学生也不一定要到教室去听讲,人人地提高了教学的效率,但这种教学方式仍然使单向的以教师为主的教学模式。这种教学模式有利于教师主导作用的发挥,便于教师组织、监控整个教学活动进程,便于师生之间的情感交流,因而有利于系统的科学知识的传授。其严重弊病则是:完全由教师主宰课堂,忽视学生的认知主体作用,不能快速、有效地进行信息的反馈。这种模式培养出的绝大部分是知识型人材,不利于培养具有创新思维和创新能力的创造型人材,而创新型人材正是适应21 世纪激烈的国际竞争所需要的人材。两种主要的传统教学方式有:1 面授
10、、辅导学习者士要通过教师的课堂教学来实现学习目的。这种方式的优点是教师和学生之间的直接接触,有利于师生之间的情感交流,缩短了教学效果反馈的时间。同时,教师还可以根据学生的差异性进行个别引导和指导。2 函授学习学习者利用信件、 等通讯工具与教师进行交流,从而实现教学过程。在贫困地区,这种学习方式还发挥着极为重要的作用。13现代教学模式以学生为中心的教学模式,则是随着多媒体和网络技术的日益普及,才逐渐发展起来的。多媒体和网络技术由于能提供界面友好、形象直观的交互式学习环境,有利于激发学生的学习兴趣和进行协商会话、协作学习,能提供图文声像并茂的多种感官综合刺激,有利于情境创设和大量知识的获取与保持,
11、还能按超文本、超链接方式组织管理学科知识和各种教学信息。目前在Intemet 上按这种方式组织建构的知识库、信息库浩如烟海,并己成为世界上最大的信息资源,这不仅有利于学生的主动发现、主动探索,还有利于发展联想思维和建立新旧知识之间的联系,因而对学生认知结构的形成与发展,即促进学生关于当前所学知识的意义建构是非常有利的,也是其他的教学媒体或其他学习环境无法比拟的。但是,这种以学生为中心的教学模式由于强调学生的“学”,往往忽视教师主导作用的发挥,忽视师生之间的情感交流和情感因素在学习过程中的重要作用;另外,由于忽视教师主导作用,当学生自主学习的自由度过大时,还容易偏离教学目标的要求。现代远程教育的
12、特点主要体现在学习方式上。在远程教育中,教师和学生的分离,使学生的学习方式变得更为灵活、多样。具体讲,主要有以下儿种:1 音像教学这种学习方式曾在远距离教学中起过主要作用,进入90 年代中期后它逐渐被VCD 所代替,而且更加家庭化。学习者直接购买VCD 光盘就可以获得学习信息。2 电视教学这种学习方式主要是指通过有线电视、卫星电视和交互电视获取教学信息的一种方式。随着电视技术的发展和普及,电视教学也将趋于家庭化。3 网上自学这是远程教育中最基本的学习方式,它是指学习者借助教学课件进行学习的方式。在学习过程中学习者自由选择学习内容,制定学习计划,自由安排学习时间和地点,因而这种学习方式的优点是灵
13、活、自由。4 网上教学这是指学习者通过计算机技术、多媒体技术、网络技术、可视 、视频会议、虚拟技术等现代信息技术获取信息的一种学习方式。其优点是形象、直观、生动、活泼,打破了时空限制,学习者在一个很广阔的领域进行学习。重要的是学习者可以进行交互式学习,它是指学习者利用媒体与教师、同学进行网上交流或收集信息。这种方式可增加教师、学生之间的了解与帮助,体现相互协作的精神。这两种教学模式都有其优点与不足,如能将二者结合起来,互相取长补短,优势互补则可相得益彰。改变传统的以教师为中心的教学模式,建构一种既能发挥教师的主导作用又能充分体现学生认知主体作用的新型教学模式。基于Intemet 的新型网上教学
14、模式正是基于这种考虑而提出的。在基于Intemet 的教育网络环起来,是一种全新的网上教学模式。这种教学模式可以完全按照个人的需要进行,包括对教学内容、教学时间、教学方式、学习地点甚至指导教师的选择。这种教学模式能为学习者提供图文音像并茂的、丰富多彩的交互式人机界面,提供符合人类联想思维与联想记忆特点的、按超文本结构组织的大规模知识库与信息库,因而很易于激发学习者的学习兴趣,并为其实现探索式、发现式学习创造有利条件。从而有可能在这种教学模式卜,真正达到让学习者主动建构知识的意义、实现白己获取知识白我更新甚至创造知识的理想目标。14网络课件概念及意义网络课件是一种利用计算机、计算机网络的各种功能
15、和特性,通过人机交互的作用让学生实现有效学习的形态。网络课件系统既是一种计算机系统,更是一种教学系统。计算机硬件、计算机软件及包含教学内容、反映教学过程的课件是构成网络课件系统的三个组成部份。其中课件是最重要的部份。与传统课堂教学相比,网络课件系统的特点十分突出,可大致概括如下:(l )抽象内容形象化,激发学习兴趣。计算机功能越来发越强,不仅具有传统的计算功能,还能将声音、图形、图像、动画、文字集于一体,构成多媒体计算机系统,可以把许多课堂上难以表达的抽象概念和理论通过多媒体形象直观地表现出来,尤其是对一些动态过程的模拟、演示,其形象逼真,这是传统课堂教学所不及的。(2)实验仿真。为实验教学开
16、辟了新途径。在计算机上可以模拟许多实验室难以实现、观察、控制或由于实验条件欠缺的、危险性大等无法真实实现的实验。可达到节省资金、缩短时间、安全逼真的目的。(3)教、学、练三者融为一体,提高教学效率。网络课件采用人机对话交互方式,计算机提问题,并对学生的回答立即判断,对学生的回答及时反馈,缩短学习周期。(4)减轻教师负担,避免重复性劳动。在批改作业、辅导答疑等教学活动中,常常有许多重复性工作,可以将这些内容编制成教学软件,交由计算机完成,同时也实现远程部分教育功能。(5)实现启发式教学,有利于因材施教。网络课件系统适用于不同学习对象、不同阶段的要求,可以由学生任意选择学习内容,不受课堂教学的束缚
17、。(6)课件将高于一般教师水平。通过开发课件,可以集中许多优秀教师的智慧,从而达到最好教师的水平。在某种程度上,将有利于解决优秀教师来源与数量问题。15传统课件的不足及网络课件的发展趋势计算机辅助教学(CAI )作为信息时代的必然产物经过几十年的发展,所取得的成就有目共睹。但无法否认的是,传统的CAI 也存在一些自身难以克服的不足。传统的CAI 与课堂教学相比具有两大特点,一是个别化,二是交互性。但这种以独立式个人计算机为基础的CAI 也存在一些问题,除了不利于教学管理和资源共享处,这种以纯粹人一一机通讯(HMC 一一Human 一Manchine Communication )为主的学习方式
18、缺乏人际情感交流,过多依赖这种CAI 方式会对学生的人格发展产生不利影响。此外,传统CAI 下的课件开发也存在以下问题:(l)课件的开发往往需要整个课件完成后才能发放使用,开周期长,且升级困难,一旦成型发售后短时间内无法再做修改。现有的绝大多数CAI 课件是被刻录在光盘上,运行在单机环境下的。它们无法利用网络在知识更新上的方便与快捷的优势。这样的CAI 课件一旦生产完成就难以对教学的内容进行更新和维护,因而是没有生命力的,将随着时间的发展而逐步被淘汰。(2)教师,课件设计者难以及时收取反馈意见和对学生进行跟踪。同样是因为缺少网络环境,对学生的学习情况的跟踪,和对学生的反馈信息的收集都很困难。教
19、师无法了解学生掌握知识的情况,课件设计者也很难了解课件的优缺点。(3)开发出的课件无法适应不同的运行环境。由于计算机硬件、操作系统不同,导致为了在不同的平台上运行同一教学软件,不得不为每一种平台开发相应的版本,在人力及物力上都是极大的浪费。 而近十多年来通讯技术和网络技术的飞速发展,国际互联网( Internet )和企业网(Intranet )的迅速推广,又给计算机辅助教学提供了新方法和新思路,扩展了新的空间。计算机网络技术迅速融合到计算机辅助教学中,并逐步将计算机辅助教学扩展到校园网、局域网、广域网及Internet 网上。目前,计算机辅助教学不再是狭域的、单机化的,而正在转变为广域的、网
20、络化的CAI 技术,即网络计算机辅助教学。网络化计算机辅助教学系统可以依托网络把多种现代化的教学设备有机地结合为一体,实时、高效地采集、加工处理和传输及播放文、图、声、像信息,充分发挥人和设备的潜力与整体效能,达到教学信息资源和设备资源共享,从而丰富教学手段,改善教学环境,给多学科、多课题的教学、科研、管理提供广阔的活动空间,为教学内容、方法与手段的改革,提高教学质量和效益提供重要条件。计算机网络远程教育系统通过校园网与远程站互联,实现局域网与远程网的资源共享,利用网络通信技术和计算机协同工作环境,开展同时异地或异时异地的教学讨论和辅导答疑。计算机网络的重要作用之一就是支持人际通讯,通常称为“
21、计算机媒介通讯”( CMC - 一Computer 一Mediated Communication )。网络化CAI 能够把HMC 与CMC 二者有机地结合起来,在一定程度上克服了传统CAI 的不足。它通过工nternet 把分布于不同地方的学生,教师和基于Internet 的网上CA 工课件分别或同时汇聚在工nternet 的“虚拟教室”中进行学习。归纳起来,以工nternet 为基础的CAI 有以下优点:(l)信息资源丰富。Internet 实际上已经成为全球最大的电子信息资源库,利用它所提供的信息服务功能,特别是通过www 服务,学习者可以在这个广阔的信息空间中自由探索。(2)时空的随意
22、性。工nternet 为用户提供了几乎无限的时空自由度,无论何时何地,只要有工nternet 终端,人们都可上网学习。这种时空自由度特别适合远程教育、业余教育、开放教育。(3)人机优势互补。利用Internet 进行教学,学员既可通过过HMC 方式与网上的教学软件和信息资源库进行交互活动,又可通过各种CMC工具如E 一mail , BBS ,电子白板等与教师或其他学员进行交流和讨论。此外,与传统的课件开发相比,网上CAI 课件具有以下优点:(l)课件可以边开发边发布边修改,真正实现零等待,缩短了课件开发周期。(2)教师、课件设计者可通过Internet 及时跟踪学生的学习进度、掌握学生的学习状
23、态、获取学生的反馈信息,从而对课件进行相应的修改。(3)开发出的课件可跨平台运行,真正实现“一次开发,到处运行”。由于WWW 服务使用的是HTML , JavascriPt , Java 等这些与硬件、软件平台无关的技术,因些可以在任何平台上运行,大大的减轻了重复劳动,降低了开发费用。正由于这种基于Internet 的分布式学习和课件开发具有巨大的优势,国外己在这方面进行了大量研究和实践,纷纷开发出基于Internet 的分布式学习的CA 工课件进行教学。16国内外网络课件教育对比由于基于工nternet 的教育网络在实现全新的教育体制与教学模式方面具有其它技术无可比拟的优越性,因此,世界各国
24、尤其是发达国家对此无不给予高度的重视,并投入大量的资金,开展这一领域的基础研究与应用开发。1997 年美国总统克林顿在向国会提交的国情咨文中提出,将要投入510 亿美元的巨额预算用于实施一项称之为”美国教育行动”的宏伟计划,以实现每一个12 岁的儿童都能上网,每一位18 岁的青年都能受到高等教育,每一位成年美国人都能进行终身学习的目标;美国政府1997 年决定,在5 年内拨款20 亿美元,做为公立学校建立网上教学系统的额外资助,学校所需的硬件设施则由国家全部包卜来:1998 年底,美国联邦通信委员会决定,每年陆续拨款帮助最贫困的学校早日进入信息高速公路。日本从19 年开始进行网上教学试验,为此
25、政府已拨款1200 亿日元,还将陆续拨款2000 亿日元,希望在2002 年以前使全国所有的学校入网,并将网上教学与正在实施中的多媒体计划相结合。巴西政府投资1 . 5 亿美元,建立了全国互联网教育科研系统。法国政府2000 年拨款5 亿法郎支持基金,用于全国小学配备电脑,为上网创造条件。据联合国教科文组织统计,1998 年全世界已经建立网站的大学就超过4500 所,预计到2000 年全世界85 的大学将在网上开辟自己的网站,其中的四分之一左右会在网上开设网上教学课程。有关资料表明,美国已有420 多所大学建立了网上虚拟学校,开设了200 多个专业,通过网络进行学习的人数正以每年300 以上的
26、速度增加。在德国,按计划到2000 年全国将有一万所学校上网,其中的四分之一学校将推出网上教学。英国的多媒体和网上教学十分发达,很多家庭都有多媒体电脑,人们在家可以通过网络与外界联系,可以参加各种课程的学习。1998 年英国政府制定了 全国网上教育五年计划 ,提出在2003 年以前将国内32000 所中小学全部联网,并决定在加01 年以前把全国的图书馆、科技情报机构、博物馆和各种文化设施全部联网。瑞典的互联网用户已占全国人口的44 . 3 % ,人均上网比例居世界第一,91 的公立高中和56 的九年制义务教育学校己与互联网相联。韩国的教育网站目前己达到加。多个,仍在以每天1 一2 个网站的速度
27、增加;韩国教育学术情报院主办的”教育网(EDLJNET ) ,目前已有会员160 万人,预计到2002 年可能突破800 万人。法国的初中、高中在去年9 月己全部使用互联网。巴西经过4 年建立的全国互联网教育科研系统,其数据传输速度比普通互联网快17 倍;目前,该网络联接着圣保罗、巴西利亚和贝洛奥里藏特3 个城市,到2001 年2 月份,巴西全国14 个主要城市都将加入这一系统。加拿大已有90 的中小学与互联网联通,政府计划把互联网扩至25 万个班级。我国的网上教育始于1994 年实施”中国教育科研网示范工程”,目前已经有了一定的发展。在高等教育领域,继1998 年教育部批准清华大学等6 所高
28、等院校开展网络大学试点运作之后,2000 年已设立研究生院的30 所高等院校又被获准开展网上远程教育,进行专科和本科学位学历教育和开设研究生课程。教育部己将大力推进网络教学列为高校工作的重点,在网络教育应用开发上,拟投资4000 万元支持高校网络教材和网络教育师资队伍建设,用两年的时间建立200 门左右网络课程,包括网上学习、师生交流、辅导答疑、网上作业和网上测试等。在基础教育领域,全国己有近3000 所中小学组建了校园网,上万所学校组建了网络化电子教室。为适应信息化社会的要求,教育部在 关于加快中小学信息技术课程建设的指导意见 中提出,要在10 年的时间里全面、逐步普及信息技术必修课:要用5
29、 一10 年时间,使全国90 左右的独立建制的中小学校能够联网,使每一名中小学师生都能共享网上教育资源。目前发展比较迅速的是中小学网校,据统计全国已有近200 所中小学网校,它以提供学校课程同步教育和中小学生课外补习为主。这类网校能使普通学校的学生接受到名校优秀教师的辅导,因而很受欢迎。下面将以北京邮电大学的网上教学系统为例做一个全面的介绍。1998 年初北京邮电大学就开始与中国电信合作进行广域网上的远程教学实验,先后与湖南的三个城市、北京电信、香港大学以及天津市成功地进行了四次双向、实时、交互式课堂教学实验,并在此基础上确定了北京邮电大学的远程教学系统的技术方案。1999 年北京邮电大学成为
30、教育部进行远程教学试点的大学之一,并获得了每年1000 名本科生的招生名额。目前首批招收的本科生已经正式在网上上课。北京邮电大学的远程教学系统包括实时授课系统、非实时的辅助教学系统、多媒体课件库和教学教务管理系统四个主要部分组成。实时授课系统将采用电信公网主、卫星通信网为辅的网络平台,非实时教学系统将采用计算机互连网为网络l 一作平台,它们与多媒体课件库和教学教务管理系统一起构成一个完整的远程教学系统。(l) 双向、实时、交互式授课系统北京邮电大学实时授课系统采用基于光纤、SDH 的ATM 作为传输和交换平台。由于光纤具有带宽宽、传输时延小,误码率低的特点,能满足多媒体交互式教学的需要。终端系
31、统我们采用基于会议电视系统而又高于会议电视系统的终端系统。这是因为会议电视系统只是语音、图像的交互,但双向、实时、交互课堂式远程教育系统除了语音和图象交互外,还有数据交互,比如电子白板交互、文件共享、应用程序共享等。因此,这个系统强大的数据功能是它区别于会议电视系统的重要特征之一。(2) 基于IP的非实时辅助系统基于IP 的多媒体互连网技术为真正突破时空限制提供了可能。学生可以在任何一台与Internet 相连的PC 上,上网搜索到各种学习资料,依自己的需要,采用适合自己的学习材料,实现远距离学习。教学过程的各个环节都可通过网络进行:通过电子邮件可实现传统教学中的答疑、交作业等,通过基于IP
32、的可视 可实现师生见面,通过电子白板可布置作业、发布通知,通过视频点播可以重复听讲,通过网上实时聊大可以开讨论会,还可以在网上检索参考资料、作练习、参加测验。基于IP 的多媒体教学将彻底突破时空的限制,提供多形式、多功能、全方位的教育服务,是远程教学发展的必然方向。北京邮电大学的远程教学系统除了采用了Internet 上常用的WWW 、FTP 、E 一mail 、BBS 等技术来提供非实时的远程教学手段之外,还开发了两个比较有特色的子系统:多媒体课件库和流广播、点播系统。(3) 基于多媒体的课件库系统多媒体课件库是远程教学系统的重要组成部分,其土要任务是保存课件供学生随时根据自己的学习情况访问
33、学习。课件库中包括课程内容、参考、习题、测验试题等等。除了提供课件浏览之外,多媒体课件库的另一个重要功能是对学生访问课件的情况进行统计以便跟踪学生的学习情况,评估教师的教学水平。课件库系统由一台“课件网关”和多台“课件服务器”组成。课件网关的主要功能是接受用户的教学请求,确认需求的合法性,并依一定的分配算法对用户的访问进行调度,保持多个课件服务器的负载平衡、提高网络带宽的利用率。系统配置两台同样功能的课件网关,其中一台为另一台的备份。课件服务器土要负责存储课件内容,并根据访问权限提供课件浏览,实现远程教学中ll 的教学内容的传输,它具有良好的并发特性、强大的I / o 能力、可靠性和稳定性。每
34、两台课件服务器互为镜像。这样可以解决用户集中点播某一课件而导致的输出瓶颈问题。课件服务器的另一个重要的特点是具有了一定的智能功能。比如当学生在课件库中进行自我测试时,课件服务器可以根据学生的测试成绩向他推荐不同的学习内容,对于成绩优秀的学生他可以直接浏览课件的后续部分,而成绩差的学生就没有这些权限而必须一步一步地进行学习。(4) 流广播、点播系统流广播、点播系统是远程教学系统设计的另一个重要的子系统。利用该系统我们可以在教学活动进行的同时将教学过程在网上进行广播,扩大听课学生群体,同时我们还能将广播的内容以数字的方式保存到流服务器上,供学生课后点播。这个系统可以向用户提供两种类型的服务:节目流
35、点播和节目流广播。节目流点播是指用户可以向服务器申请特定节目流的播放。在流点播过程中,每个用户与服务器之间均要建立单独的连接,点播的节目也只送给进行点播的用户,其他的网络用户无法接收此点播者点播的节目流。而节目流广播是指节目在网络上广播,所有在网络上的用户均可以收到广播的节目流。广播或点播的内容是音频、视频的节目流,而不是传统的基于HTML 的主页。节目流的广播方式完全则不同,在广播过程中只需要播出一个节目流,所以网络负担比较轻但在点播方式中,学生可以自由点播自己感兴趣的节目,而广播方式中学生只能被动地听课。这个系统由于采用了先进的流技术解决了流信息在Iniemet 和Intranet 上的传
36、输与播放问题。支持流播放的播放器只需要缓存很少的数据就可以开始播放,不需要等待信息卜载完毕后才开始播放。流播放器的这种特点也使得网上直播成为可能,只要编码器连续不断地进行编码产生流信息,流信息穿过网络后到达播放器,播放器就可以连续不断进行播放。目前这个系统用普通的PC 机做为媒体服务器已经在校园网上进行了试播,学生只要用普通的IE 浏览器就能观看在网上播出的节目并点播自己感兴趣的节目。2 网络系统的基础理论与WEB应用2.1 Internet技术及发展2.1.1 Internet主要应用服务Internet即国际计算机互联网,又叫国际计算机信息资源网,它是位于世界各地并且彼此相互通信的一个大型
37、计算机网络。组成Internet的计算机网络包括小规模的局域网(LAN,如图1-1)、城市规模的城域网(MAN)、以及大规模的广域网(WAN,如图1-2)。这些网络通过普通 线、高速专线、卫星、微波、光缆等把不同国家不同地区的大学、公司、科研机构和军事政府组织来。Internet是网络的网络,它将各种不同类型的网络连接起来,不论网络规模的大小,主机数量的多少、拓扑结构、地理位置的异同。把互联网连起来,也就是把网络的资源组合起来,这也是Internet的精华和迅速发展的原因。Internet也是社会的一个公共组织,世界各地数以亿计的人们可以通过Internet来进行信息交流和资源共享。在现在流行
38、的WWW实现之前,几乎所有的信息发布和交换都是通过电子邮件、FTP文件传输、TELNET远程登录、NEWSGROUP新闻组以及GOPHER来实现的。E 一mall (电子邮件)是Intemet 上使用最I “泛和最受欢迎的服务。它可以使得在)人地理区域中的个人、团体和机构方便快捷地交换信息,构成了网络用户之间进行快速、简便通信的重要手段。网络用户能够利用电子邮件发送和接收文字、图像和语音等多种形式的信息。利用电子邮件也可以获得其他各种服务(如FTP 、oopher 、A hie 、认叭15 等)。当用户想从这些信息中心查询资料时,只需要向其指定的电子信箱发一封含有一系列信息查询命令的电子邮件,
39、该邮件服务器程序将自动读取、分析该邮件中的命令,若无错误则将检索结果通过印件方式发给用户。FTP (文件传输协议)可以把数据和信息从一台计算机通过互联网络传到另一台计算机上。它实质上是一种实时的联机服务,在进行工作时,用户首先要登录到目的服务器上,在此之后用户可以在服务器目录中寻找所需文件。FTP 服务理论上可以传送儿乎任何类型的文件,如文本文件、二进制文件、图像文件和声音文件等。很多FTP 服务器都支持匿名( anonymous )登录,用户在登录到这些服务器时无须事先在这个服务器上拥有自己的用户名和口令,而只要以anonymous 为用户名和自己的Email 地址作为口令就可以访问该FTP
40、 服务器,以获得该服务器提供的服务。 Internet技术及WWW服务Intemet 起源于1969 年,当时美国国防部为了能在爆发核战争时保障军队内部的通信联络,由其下属的美国国防部高级计划研究局(Advanced Research Program Agency )建立了一个由4 台计算机互联而成的试验性的分组交换网络ARPANET 。ARPANET 的设计要求是要在发送信息时将信息分成最小单元,即将它的数据进行分组,这个分组有正确的地址,通信计算机负责确定传输是否完成。这就是Intemet 的雏形。到了1979 年,AR 只A 成立了一个非正式的委员会ICCB ( Internet con
41、trol and configuration Board ,网际控制与配置委员会),以协调和指导网际互连协议和体系结构的设计。ARPA 和美国国防部通讯局研制成功了新的网络协议TCP 八P 协议,即Transmission Control Protocol 八ntemet Protocol 传输控制协议网间协议。1983 年,当TCP / IP 成为ARPAnet 上的标准通信协议时,Intemet 才真正出现。ARPAnet 网络和TCP 八P 技术的成功,使美国国家自然科学基金会(National Science Foimdation , NsF )认识到网络通信很快将成为科学研究的重要手
42、段。为了使全国各科研教育机构的人员能够共享以前只供军方或为军方工作的少数科研人员使用的超级计算设施,NsF 于1985 年出资在全美建立了五大超级计算中心,并且于1986 年建立了一个新的称为NSFnet 的高速信息网络。该网络互联了NSF 所有超级计算中心,并且全部连入了ARPAnet , 这样NSFnet 就取代了ARPAnet 成为了Internet 的主干网。NSFnet 采用的也是TCP 八P 协议。80 年代开始的个人电脑革命使得大多数人可以利用桌面上的PC 从事日常的上作和学习活动。但是,单独的计算机环境使得人们在交换这些电子形式的文档时倍感不便 人们必须把存储在单独计算机中的文
43、字文档打印下来,把声音文档录制下来,然后使用传统的邮寄方式把这样的材料从一个地区传送到另一个地区,这不仅花费了人力和物力,还带来了时间的延迟和安全上的各种问题。为了解决这个问题,人们提出了这样的观点,即把分散在世界各处的计算机互相联结起来,通过某种网络的形式来传递各种电子形式的文档,而不管这些文档是文本、声音,还是别的什么形式。开发出一套规范的、跨平台使用的和可扩展的标准成为推动Intemet 向前发展的关键所在,于是HTM 以超文本标记语言)就应运而生了。这套语言规范是一种可以在Internet 上传递多媒体信息,易于学习和扩展的超文本标记语言。为了在Intemet 上传递HTML 文档,原
44、有的TCP / IP 协议也进一步演化成HTTP 协议(超文本传输协议)。www ( wodd wide web ) 是随着HTTP 协议和HTML 一起出现的一种全新的服务方式,这种服务也简称为Web 服务。它的出现有效地克服了早期信息传递的种种局限,把文本、声音、动画以及各种媒体的表现形式有机地融合在一起。提供WWW 服务的Web 服务器利用HTTP 协议来传递HTML 文件到用户计算机的浏览器上,以静态和交互的方式(如文本、图像、动画以及Java apPlet 等)显示各种对象。一旦必要,浏览器会通过网络向Web 服务器发出请求,查询的结果也由网络传回给用户。随着文本、图像、动画、声音和
45、交互程序的统一, www 己经成为信息交换和检索的有效工具。WWW 之所以取得如此的成功,其根本原因在于它克服了以前许多网络规范的固有缺点。在过去,Iniemet 上几乎所有的信息都是字符文本格式,这样信息不能按照多种形式表达,从而导致搜索和理解上的困难;而WWW 上的信息是可以有多种格式的,易于浏览和理解。例如,在讨论商业计划时,利用图表、影像甚至交互程序,可以使参与讨论的人更容易理解计划的重点和精华;而在学校教育领域,利用WWW 从学校中央的主服务器上得到各种媒体形式的教学材料和背景,无疑是教育学的一次意义重大的革命。总之,WWW 集成了多媒体的强大表现方式,从而被从商业、教育、服务到制造
46、业等大多数领域的用户所接受和使用。正是由于WWW 的出现和发展,才使Internet 的使用迅速由传统的和研机构走向千家万户的生活。我们当中的每一个普通人,只要有一台联入Intenet 的计算机,就都可以感受汹涌澎湃的信息浪潮,并且可以很容易地通过各种“超级链接”从一种信息源转到另一种信息源而不必理会其中的传输细节。所谓的超级链接将指向Web 页面上的一个具有URL (统一资源定位器)的对象。当用户单击一个超级链接时,浏览器会自动地把超级链接的目标页面装入浏览器,供用户进行浏览。从这个意义上来说,URL 可以被用来定位Intenet 网上的各种资源。一些商业公司也利用WWW 服务获得了很多的商
47、业机会。Microsoft 公司在它的Windows 操作系统中集成了Internet Explorer 浏览器,促进了网络化的发展进程,力图在浏览器软件市场上占有更大的市场份额,以便获取更多的商业利润。Yahoo公司专门从事Internet 信息的分类和整理,在短短的几年时间里,迅速发展成为信息服务领域中的主流公司。实际上,Internet 所能提供的服务以及发展机会还远远不止这些。随着Internet 的飞速发展,每天都会诞生新的服务,如今像网络 (IP Phone )、网络会议(Netlneeting )和网上传呼(ICQ ) 等都得到极大的应用。课件服务器土要负责存储课件内容,并根据访
48、问权限提供课件浏览,实现远程教学中的教学内容的传输,它具有良好的并发特性、强大的I/O 能力、可靠性和稳定性。每两台课件服务器互为镜像。这样可以解决用户集中点播某一课件而导致的输出瓶颈问题。课件服务器的另一个重要的特点是具有了一定的智能功能。比如当学生在课件库中进行自我测试时,课件服务器可以根据学生的测试成绩向他推荐不同的学习内容,对于成绩优秀的学生他可以直接浏览课件的后续部分,而成绩差的学生就没有这些权限而必须一步一步地进行学习。系统模式的发展 文件/服务器(File/server )结构在六七十年代,计算机系统均以一台宿主机(大型机小型机)作为网络的核心,用户通过本地终端或拨号终端来访问文
49、件服务器。在文件服务器体系结构的应用软件中,网络以文件服务器为核心,数据库和全部应用程序全部存储在文件服务器上,但应用程序的执行则全部在微机上作站上进行,从而增加网络传输负担。同时由于F / S 体系结构的缺陷,当服务器的负荷超过某阀值后,其效率会出现明显的卜降,即使换用功能更强人的服务器或者增加网络带宽,也只能部分解决问题。因此,这类软件由于受数据库性能以及F / S 计算模式的制约,其应用不能有太多的网络用户,也不能进行大数据量处理,一般不适合于在大型企业应用。 客户机/服务器(Client/server )结构Client / Server 结构(简称C / S 模式)的出现把数据从封闭
50、的文件服务器中解放出来,使用户得到了更多的数据信息服务、更易使用的界面和更便宜的计算能力MIPS 。C / S 模式是一种将事务处理分开进行的网络系统,服务器通常采用高性能的PC 、作站或小型机,并采用大型数据库系统,如ora 。le 、Sybase 、Informix 或SQL server 。客户端采用Pc 机,安装专用的客户端软件。在C / S 模式卜,通常将数据库的增、删、改、查及计算等处理放在服务器上进行,而将数据的显示和界面放在客户端。其好处是减轻了主机系统的压力,充分利用客户端PC 机的处理能力,加强了应用程序的功能。C / S 模式经历了两个阶段。第一代C / S 系统是基于两
51、层结构的:第一层是客户端软件,由应用程序和相应的数据库连接程序组成,企业的业务过程都在程序中表现:第二层结合了数据库服务器,根据客户端软件的请求进行数据库操作,然后将结果传送给客户端软件。两层应用软件的开发工作主要集中在客户机端,客户端软件不但要完成用户界面和数据显示的!:作,还要完成对商业和应用逻辑的处理工作。这种两层结构的C / S 系统对于开发和管理企业应用程序具有很大的局限性。总的来说,两层结构的C / Sl 一具仅能在各白的客户机和数据库服务器之间使用,分割了界面和数据,使得客户机要管理复杂的软件,导致肥胖客户机的产生。两层C / S 系统不能进行有效的扩展,使这些系统不能支持大量用
52、户的访问和高容量事务处理的应用。两层C / S 应用软件的模型如图2 一l (两层应用软件的模型)所示:第二代C / S 系统是多层C / S 系统。这种系统结构从客户机上取消了商业和应用逻辑,将它们移到中间层,即应用服务器上。客户机上只需安装具有用户界面和简单的数据处理功能的应用程序,它负责处理与用户的交互和与应用服务器的交互。应用服务器负责处理商业和应用逻辑,具体地说就是接受客户端应用程序的请求,然后根据商业和应用逻辑将这个请求转化为数据库请求后与数据库服务器交互,并将与数据库服务器交互结果传送给客户端应用程序。数据库服务器软件根据应用服务器发送的请求进行数据库操作,并将操作的结果传送给应
53、用服务器。三层应用软件的模型如图2 一2 (二层C / S 应用软件的模型)所示图中C / S 模式的两层结构模型三层C / S 结构的特点是用户界面与商业和应用逻辑位于不同的平台上,所有用户都可以共享商业和应用逻辑。系统必须提供用户界面与商业和应用逻辑之间的连接,它们之间的通信协议是由系统自行定义的。这个协议必须定义正确的语法、语义和同步规则,保证传送数据的止确并且能够从错误中恢复过来。商业和应用逻辑被所有用户共享是两层C / S 结构和三层C / S 结构之间最大的区别。中间层即应用服务器是整个系统的核心,它必须为处理系统的具体应用而提供事务处理、安全控制以及为满足不同数量客户机请求而进行
54、性能调整的能力。应用服务器软件可以根据处理的逻辑的不同被划分成不同的模块,如财务应用服务器、生产应用服务器等,从而是客户端应用程序在需要某种应用的服务时只与应用服务器上处理这个应用逻辑的模块通信,并且一个模块能够同时响应多个客户端应用程序的请求。使用三层C / S 结构比两层C / S 结构的优点在于:(1)整个系统被分成不同的逻辑块,层次非常清晰,一层的改动不会影响其他层次;(2)能够使“肥胖的客户机变得较”瘦”一些;(3)开发和管理工作向服务器端转移,使得分布的数据处理成为可能;(4)管理和维护变得相对简单。然而,无论是两层还是三层,C/S 结构存在着很大的局限性。就像一块硬币有两个面一样
55、,C / S 原来的优点现在却成了它的缺点。C/S 将应用程序从主机系统中解放出来,由PC 处理一部分功能,但是随着业务计算的复杂化,C / S 结构的弱点逐渐显示出来:第一,C / S 结构的计算能力过于分散,网络中服务器和客户机的数目正发生“细胞”分裂,使得系统的管理费用以儿何级数的方式增长;第二,C / S 结构中数据库信息的使用,一般也只限于局域网的范围内,无法利用Internet 的网络资源;第三,在C / S 结构中,无论多小的企业都必须安装自己的服务器,而服务器和服务器软件的管理和维护都是非常复杂的作,需要专门人员负责,小企业往往无力购买高性能的服务器和聘用专门人员。因此,C /
56、 S 结构不利T 小企业计算机应用的发展。 浏览器/服务器(browser/server )结构随着Web 和Internet 计算环境的发展,将使企业能够以更快的速度、更低的费用去创建和布置企业的应用系统,因而,普遍认为C / S 架构将会被取代。Internet 为数据库应用系统提供了新的机会,就是去构建一种以Web 技术为中心的应用。即采用B / S 结构,客户机上只要安装一个浏览器(Browser ) ,如Netscape Navigator 或Internet Explorer ,最多再安装很小的支持库,如JAVA 或VB 的动态连接库;中间层采用Web 服务器,它接受客户端的请求,
57、将其转换为SQL 语句,通过ODBC 或其他手段传给数据库服务器,并将数据库服务器返回的结果用HTML 文件格式传回给客户机。客户机实际上就是一个将标准语言转化为界面的解释器,应用程序安装在Web 服务器上,其运行也是在这里进行的。有趣的是,在从主机系统、C / S 架构到B / S 演变中,应用程序走过了一个轮回,正重新向集中的方向发展。B / S 结构克服了C / S 模式客户端多种程序所带来的企业资料的不一致性,而服务器端的开放和基于标准的连接方案,大大加强了企业与外部的联系,同时,动态的、交互式的信息发布改进了企业对客户的服务质量,增加企业的商业机会。当企业网成为Iniemet 的一部
58、分之后,运行在客户端的应用软件将移植到服务器端。客户端将不再需要应用程序,它们完全集中在服务器端,这将永久地简化实际应用!这意味着用户完全可以通过浏览器来执行应用程序。同时,对诸如并行处理技术的支持也会接踵而至,而它的数据库容量会变得越来越庞大这些数据将统一集中在少数的大型服务器上,而非大量的小型服务器上。如果将程序集中到服务器端,则情形将大为不同。可以使用低成本的网络,通过浏览器传递网上众多的数据。不再需要应用程序来完成客户端与服务器端的通信,应用将以广域网而不是局域网为基础。其结构如图所示。逻辑上它分成了四个层次:客户机、认吧B 服务器、应用服务器、数据服务器。客户端主要负责人机交互,包括
59、一些与数据和应用关系的图形和界面运算;WEB 服务器主要负责对客户端应用程序的集中管理;应用服务器主要负责应用逻辑的集中管理,即事务处理,应用服务器又可以根据其处理的具体业务不同而分为多个:数据服务器则主要负责数据的存储和组织、数据库的分布式管理、数据库的备份和同步等等。BIS 结构的特点是客户机的规模被压缩,成为一个简单的浏览器;应用逻辑被集中起来,置于一个或多个服务器(应用服务器)上。( 1 ) 分布式应用以软件为核心的互联网推动着当代商业运作逐步迈向电子商务时代。企业内部的运营模式和企业间的交易方式发生重大改变,基于网络技术的虚拟企业已经成为现实。越来越多的经营将在网络中完成,“网上企业
60、”应运而生。在新的商业运作模式下,决定了未来软件必需具备以下能力:在Intemet 上应用该软件的能力:在Intemet 上有效管理数据的能力;以及最终实现在Intemet 上广泛开展业务的目标。以互联网技术为基础的B / s 结构很好地适应了这种变化。它通过应用服务器、数据库服务器的分布,前端客户机的简化,解决了分布应用的问题。( 2 ) 跨平台应用跨平台应用主要包含两种平台:操作系统平台、数据库平台。B / S 结构通过应用服务器的设计,在其上部署符合标准的应用逻辑部件,实现了应用的跨平台,由应用服务器统一处理客户端对数据库的操作,从而屏蔽了数据库的物理位置,以及各种数据库的差异。由于应用
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