局域网内多媒体教学系统的研究与实现-毕业论文.doc
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1、毕 业 论 文论文题目 局域网内多媒体教学系统 的研究与实现 系 别 计算机与电子信息工程系 专 业 计算机科学与技术 摘要随着我国计算机科学技术的迅速发展,多媒体教学已经成为现代教育的重要组成部分,教育信息化势在必行,网络多媒体教学正在逐渐成为主流的教育形式。网络多媒体教学为学习者提供了更为丰富、优质的学习资源,对提高教学质量、转变教学观念以及推进全民教育产生积极影响。本课题针对本校计算机教室的教学和管理需要,设计并实现了一个局域网内多媒体教学系统。在屏幕广播功能上,采用java.util.Robot类来进行全屏捕捉,捕捉后的桌面图片以JPEG的格式进行存储,并在存储的过程中进行了快速压缩,
2、在确保图片质量的同时降低传输的信息量,解决了现有的商业化网络教学系统广播时网速卡的问题;在屏幕录制功能上,采用Robot类来完成对屏幕的捕获;在多媒体数据压缩技术上,根据不同的媒体信息的特性采用了不同的压缩方式;在提交作业功能上,通过应用层协议,用UDP方式把要上交的作业高效率地传到教师端。本系统实现了屏幕广播、屏幕录制、屏幕回放、教师端发布作业和学生端提交作业等功能, 并且测试结果表明,本系统取得了广播延时小、发送文件速度快、系统运行稳定的效果。关键词:局域网 多媒体教学系统 屏幕广播 屏幕录制The research and implement of Multimedia Teaching
3、 System on local area networkAbstractAlong with the rapid development of computer science technology in our country, the multimedia teaching already became the important constituent of the modern education,the education informationization imperative, the network multimedia teaching were becoming the
4、 gradually education form of the mainstream.The network multimedia teaching have provided richly, the high quality study resources for the learner, to improves the quality of teaching, the transformation teaching idea as well as advances to educate all the people has the positive influence.This topi
5、c in view of the school computer engine room teaching and the management need, designed and has realized in a local area network the multimedia teaching system.In the function of the screen broadcast,use the java.util.Robot to carries on entire screen capture, after the capture tabletop image carrie
6、s on the memory by the JPEG form, and has carried on the fast compression in the memory process, while guarantees the quality of picture to reduce the transmission the information content, has solved when the existing commercialization network teaching system broadcast network card question; In the
7、function of screen transcribing,use in Java JDK1.4 the Robot to complete to the screen capture; In the multimedia data compression technology, has selected the different compression method according to the different media information characteristic; In the submission job function, through the applic
8、ation layer agreement, the work high efficiency which must deliver passes to the teacher with the UDP way to send.This system has completed the screen broadcast, screen transcribing, screen playbacking,the teacher is held announcing school assignment and the student is held submitting school assignm
9、ent and so on.and indicated of the test result, this system has obtained the broadcast time delay slightly, the transmission document fast, the system movement stable effect.Keyword: Local Area Network Multimedia Teaching System ScreenbroadcastScreenbranscribing目录第一章 绪论11.1 开发背景11.2 当前多媒体教学系统技术现状11.
10、3 选题的意义31.4课题目标3第二章 系统开发于相关技术52.1 Java语言与开发工具52.2 本系统采用的图像压缩算法5第三章 多媒体教学平台的设计73.1 需求分析73.2 系统基本结构83.3协议设计的模型9第四章 多媒体教学平台的实现114.1 屏幕录制114.2 屏幕播放134.3教师机与学生机的连接144.4屏幕广播164.5 教师端发布作业214.6学生端提交作业24第五章 软件测试过程275.1对屏幕录制、屏幕回放的测试275.2对教师机和学生机自动连接的测试275.2对屏幕广播、教师端发布作业的测试305.4对提交作业的测试30第六章 总结与改进32参考文献33致谢343
11、4第一章 绪论1.1 开发背景计算机辅助教学改变了以往教学中形式单一,信息量小等等诸多弊病,多媒体辅助教学能实现个性化教育,发展被教育者的积极主动性,具有良好的视觉、听觉效果、丰富的知识表达能力等多种有点。随着全球信息化进程的不断发展,教育信息化势在必行,多媒体教学正在逐渐成为主流教育形式。多媒体教学为学习者提供了更为丰富、优质的学习资源,必将对提高教学质量,转变教学观念以及推进全面教育产生了积极的影响。1.2 当前多媒体教学系统技术现状1多媒体教室随着教育事业的不断发展,教学改革的不断深入,借助计算机网络技术和多媒体技术,改变传统的教学手段,已成为各类学校改善教学条件、提高教学质量、强调素质
12、教育、培养顺应新时期要求的高素质人才的共同需求1。现在多媒体网络教室将多媒体计算机同网络技术紧密结合起来,在网络教学的基础之上更强调电脑辅助教学功能。既教师利用网络多媒体教学平台直接在计算机上进行课程教学,并能将有限的资源实现共享,达到一室多用,一室多能。多媒体网络教室在计算机网络的基础上,借助影音传输和控制系统,实现声音、图像等多媒体信息在计算机网络上的实时传输,使得各种文字、图形、图像、声音、动画等多媒体资料皆可用作教学素材,从而使得教学的内容和方式更加生动活泼、多姿多彩。传统意义上的多媒体网络教室包括计算机、网络设备以及操作系统。现代的多媒体网络教室还要具备教师和学生之间能够相互沟通、辅
13、导和控制的多媒体网络教室平台软件。有了这样的平台软件,教师就能够向学生广播、转播屏幕内容和声音,并能够进行远程控制学生机,使教学更加方便。因此,一个完整的多媒体电子教室应包括:计算机 (PC):教师机 (服务器),学生机;网络设备:网卡,网线,集线器或交换机等;操作系统:Windows;其它设备:配件 (耳麦),应用软件,教学软件,机房设备 (防静电设备,稳压电源等)。多媒体教室的基本构成如图1-1所示:投影仪扫描仪放像机光盘库教师机服务器学生机学生机学生机学生机学生机 图1-1 多媒体教室教学示意图2多媒体教学系统 多媒体教学系统,可以将教师的屏幕画面和声音传输 (播)给所有或特定的学生,并
14、可以监看学生的屏幕,控制学生的操作。教师与学生可以双向交谈,任何教学软件和多媒体声、像教学资料,均可以对学生实时播送和监看,从而达到多媒体的电脑教学的目的。多媒体教学系统,根据其设计原理和实现方式的不同可以归为三大类:硬件实现方式、软件实现方式、硬件结合实现方式,以前两种为主。2(1)硬件实现方式硬件实现方式完全利用传输模拟信号的多媒体卡实现多媒体信号的传输。由于模拟信号在传输视频信息上具有得天独厚的优势,因此在图像的质量上,由硬件实现方式的多媒体教学系统更具有优势。由于采用专用的视频和音频控制芯片、控制电缆和控制台,多媒体教学系统的图像清晰、传送可靠,而且不依赖于计算机原有的硬件平台和软件平
15、台。但由于采用专门的硬件设备,成本难以下降,由于使用专用的多媒体卡和线路连接使系统维护困难,系统升级困难,使用功能比较单一。(2)软件实现方式软件实现方式是指运行于底层数据网环境之上的,完全用软件来实现的多媒体教学系统,多媒体的影音信号及控制信号均通过底层数据网进行传输。软件版的多媒体教学系统通过一套专门设计的软件,利用计算机网络,来实现原来硬件多媒体教学系统的所有功能。此方式的特点是成本低,无需添加其它附件,安装维护简单,软件版本容易升级,可实现多种功能,但由于图像传输需经过压缩/解压缩技术完成,故对计算机硬件配置及网络速度有较高限定要求。目前软件方式在图像和声音传输效果,尤其语音教学功能方
16、面还有待于进一步提高与完善。(3)软硬件结合实现方式软硬件结合实现方式是通过在每台计算机中加装一块多媒体网卡,并用专门的多媒体传输网线将每台计算机串接起来,以此来实现多媒体影音信号的独立通道传输。这样就确保了影像的同步全屏传输,并且对学生机的硬件配置要求不高,不需要加声卡,多媒体网卡上自带语音功能。此方式成本太高,而且由于多媒体控制信号仍需借助底层数据网实现传输,每台计算机中需安装软件驱动程序,整个系统安装、维护起来有一定的难度,需具有一定的网络知识。基于网络设计的软件多媒体教学系统是多媒体网络教室的发展方向。1.3 选题的意义本课题针对多媒体教学模式由传统的黑板教学模式向多媒体教学模式发展的
17、新趋势,结合Java在Jbuilder平台成熟的技术,着重在于计算机汇集视听媒体于一身的发展,对多媒体教学系统做一些新的研究与应用。传统的电脑教室,一般辅以投影仪或硬件网络系统来建立多媒体教学系统,但由于高昂的成本和一些其它的原因,并不是一般教室可以配备的,而且硬件设备耗损大、维护繁琐、升级麻烦都是令学校困扰的问题,而作为一种纯软件的解决方案的多媒体教学系统,完全避免了这些硬件问题,而且教师可以把理论教学与实践操作相结合,直接在教师机上进行各种教学演示,并且把每一步操作过程都与实时同步传送到学生的电脑屏幕上。各种大量的多媒体课件资料、光盘教学资源、实验演示系统、教学方法和经验等都可以借助多媒体
18、教学系统软件这种汇集语言、图片、文字、动画于一体的现代交互式教学模式实现了。可以在整个多媒体教室共享文字、图像、语音、视频资料。这样,通过构建一种文字、语音、视频图像的相互交流环境,学生可以同时在自己的电脑屏幕上分享各种教学资源,不但大大较少了教师端工作负担,提高了教学效率,而且也使教学内容及其生动活泼,学生乐于接受。目前,国内已经有一些相对成熟的教学软件,比如凌波多媒体网络教室软件和博智多媒体电子教室系统,这些软件都有很强大的功能,而且操作方便;但是,这些软件在市场上都有着昂贵的价格,而且操作系统依赖强。介于这些软件以上的缺点,本课题选择用一种更新更快捷的语言JAVA来实现。并且是根据本校的
19、实际情况,量身定做,使它更加符合本校多媒体教学的要求,以进一步提高本校多媒体教学质量。1.4课题目标多媒体教学系统利用计算机教室现有的电脑网络设备,实现教师机对学生机的广播、监控、语音教学等操作,辅助学生完成电脑软件的学习和使用。多媒体教学系统适用于各类学校以及企事业单位、培训机构的电脑机房、计算机网络教室及电子阅览室中。本课题要实现以下功能:屏幕广播:实时传送教师或某个学生的电脑画面到某组或全体学生的电脑屏幕上,教师可以用这个功能进行多媒体课件的教学,演示Word、SQL数据库等软件的操作,还可以让某个学生进行示范; 屏幕录制:录制上课内容以便制作教学视频; 屏幕回放:对已录制的内容进行网络
20、回放;教师端发布作业:老师可以把要布置的作业放到所有已经与教师机连接上的学生机上。学生端提交作业:学生可以把相应格式的文件发送到教师的电脑中;提问、回答与讨论:当老师向学生提出问题的时候,同学回答老师的问题,当同学有疑问向老师请教的时候,老师帮同学解答问题;显示IP:显示已和教师机连接的学生机的IP;屏幕监视:让教师对选中IP的学生机的电脑屏幕进行实时监视,教师可以不离开座位就了解学生的学习情况,实现对整个网络上学生机的监控与管理; 在线人数:统计已经与教师机连接上的学生机数,以便老师了解学生到课情况;警告:教师机在对学生机进行屏幕监视的时候,发现学生没有按照老师的要求进行相关操作的时候,教师
21、机可以使用命令对其进行警告;关机、重启、注销:可以把选中IP的学生机关闭、重启和注销操作。第二章 系统开发于相关技术2.1 Java语言与开发工具2.1.1Java语言的特性本课题选择Java作为开发语言,因为它具有面向对象、分布式、平台无关、高性能、支持多线程等特性。2.1.2 Jbuilder的特点本课题选择Jbuilder为开发平台,它具有以下特性:1Jbuilder支持最新的JAVA技术,包括Applets、JSP/Servlets、JavaBean以及EJB(Enterprise JavaBeans)的应用。 2用户可以自动地生成基于后端数据库表的EJB Java类,Jbuilder
22、同时还简化了EJB的自动部署功能。此外它还支持CORBA,相应的向导程序有助于用户全面地管理IDL(分布应用程序所必需的接口定义语言Interface Definition Language)和控制远程对象。3Jbuilder支持各种应用服务器。Jbuilder与Inprise Application Server紧密集成,同时支持WebLogic Server,支持EJB 1.1和EJB 2.0,可以快速开发J2EE的电子商务应用。 4利用Jbuilder可创建(没有专有代码和标记)纯JAVA2应用。由于Jbuilder是用纯JAVA语言编写的,其代码不含任何专属代码和标记,它支持最新的JA
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