时间:2022-03-16 09:19:02
序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇流媒体技术论文范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
流媒体技术在教学信息化中的应用主要体现在远程教学与现实教学这两个方面。
1.1流媒体技术在远程教学中的应用
远程教育作为在数字化信号环境视域下的一种师生分离的教学活动,以流式技术的发展为基础,在终身、素质、继续教育理念的影响下,使远程教育教学成为了现实。流媒体技术在远程教学中的应用主要体现在以下几点:
1.1.1课件点播
课件点播是基于流媒体技术的基础上进行远程网络教学的一种重要的组织形式。课件点播过程是教学资源管理中心将教师的授课过程录像,与课程相关的音、视频资料,以及与教师授课过程中同步的电脑屏幕信息等多媒体内容存储到点播服务器上,学习者登录远程学习网络系统后,根据自身需要,即可点播教师的授课实况进行自主型学习,并同步查看相关的学习资源。如,流技术制作的实时\非实IP课件。与传统教学模式相比,凸显“以学生为本”,根据学生的实际,选择运用相关的教学资源,对学生进行教学。学生可以随时、随地点播自己所需的教学课件,这种教学方式使学生的学习更加自由、灵活,从而充分发挥了学生学习上的主动性,同时,达到以“学习者”为中心目标。
1.1.2实时同步授课
随着教育教学的改革,受时间、地点等因素的限制,大部分学生很难听到名师的授课,而流媒体技术却使其成为了现实。远程网络教学资源中心将名师现场授课的音频、视频、数据等实时地传送到目的地,这样远端的学生可以像现场一样倾听名师授课。这样在实现资源共享、解决师资力量短缺的同时,最大限度的获得了良好的教学效果。
1.1.3网上教学与培训
利用流媒体技术制作出网页型的课件,能使教师讲解的视频图像、音频信号及讲义内容同屏显示,学生上网即可学习课程。使用流媒体技术制作的动画、演示可以直接插入到网页中,学生可以使用网页型在线帮助方式,获得操作演示路径。在技能培训上,许多基本的培训项目,可以使用文字、图像、声音与视频来制作多媒体演示,使教学过程变得更加生动形象[3]。例如,当前研究生考前的教学与培训,多数还是进行网上自我学习与培训。
1.2流媒体技术在实际教学中的应用
相对于流媒体技术在远程教学中的运用,其在实际教学中的应用度还相对较低,主要应用在以下几点:
1.2.1流媒体技术在课件制作中的应用
计算机技术在教学中的应用已经不能适应教育教学改革的需求,例如,当前在教学过程中,应用的是PPT教学,无论是从视频上,还是音频上都不能像流媒体技术制作出的课件那样给予学生生动、形象的视听觉效应。教师利用流媒体技术实现了一个用户多媒体课件制作的平台,利用此平台制作出的课件,用于校园的课件点播系统中,并取得良好的教学效益。
1.2.2实时性的多媒体教学
在传统的教学模式中未引入流媒体技术,而现在大部分中小学及高等院校都已配备了计算机、DVD\CVD、投影仪、交换机、音响等一整套的多媒体教学系统。通过多媒体教学系统的运用不仅减少了教师的工作量,而且使学生形成了良好的视觉、听觉形象。
1.2.3教学监控、电子考勤功能
大部分学校基于流媒体技术建立流媒体教学平台,并应用于教学管理过程中,可以充分利用次系统对教师与学生进行教育教学管理。管理过程具体表现是通过定时、定点地打卡或录像来对教师教学与学生的出勤、上课情况进行考核和检查,为教师教学与学生的学习创造了和谐的氛围。
1.2.4数字化网络图书馆
各高等院校在图书馆资源、信息管理等方面已加强了流媒体技术的应用。例如,学生可以通过网络检索、预定自己所需图书,还可以下载相关的期刊文献、电子书等资源,实现了不同高校之间资源共享的同时,也为教育教学奠定了良好的基础。
1.2.5远程视频会议
通过流媒体技术的应用,建立远程视频会议交流的平台,有利于不同地区的教育工作者参与到教育教学的发展中来。教育工作者通过远程视频会议使教育教学的发展取得了良好的效果,实现了资源的共享,为学校也节省了大量的经费。
2、流媒体技术在教学中的应用前景
随着计算机网络技术与数据通信的快速发展,流媒体技术的应用也会变的越来越普及。就目前情况来看,流媒体技术多应用于网络电台、远程教育、收费播放、视频点播、互联网直播等领域。而流媒体技术在教学信息化中的应用还存在诸多瑕疵,需要流媒体技术工作人员不断改进,促进信息化教学的实现。从流媒体技术在教学信息化中的应用现状中,我们不难看出:我国的远程网络教学还处在起步阶段,其巨大潜力有待开发,而流媒体技术在实际教学与数字化图书馆中具有更加广阔的发展前景。这就需要教育工作者立足本地区教育技术现状,在信息化教育教学理念的指导下,积极实践,勇于探索,使网络充分发挥其教学功能。例如,实现点播式自主学习、在线直播教学及异地协作式学习,解决师资力量匮乏的问题,实现资源共享,促进我国教育教学信息化的可持续发展。
3、结论
论文关键词:流媒体,信息,安全,策略
1 流媒体应用以及信息安全需求分析
流媒体的安全问题,在很大程度不仅仅受到相关技术的应用,更加受到其应用领域特征的影响。
流媒体在传输的过程中,是将整个流媒体文件分割成为多个数据段,并且分别展开压缩和传输。有赖于当前光通路环境的实现,多个数据段包在传输的过程中其速率能够基本得到保证,传输到目的端之后会顺序实现解码并且播放。时间先序的数据包会在播放的过程中为后序的数据包传输赢取时间,从而在播放的过程中实现顺畅的流播放。
从传统的技术角度看,流媒体安全问题需要关注传输过程中数据包的有效以及完整送达问题。这些方面直接关系到信息传输接收端的用户体验,如果处于企业或者工业环境中,还会进一步影响到正常工作的展开。另一个方面,流媒体传输过程中对于授权和数字证书的管理,也是必须实现的安全问题,这一方面在当前而言融入了版权的思想。数字证书能够避免数据发送和传输过程中的抵赖行为发生,对数据发送方的行为进行约束,而授权和版权,则是以解密方法等相关手段,来实现对于数据接收方的身份的识别,同时避免相关数据泄露造成损失。
当前流媒体所面临的在传输和使用过程中的主要问题包括三个方面,即机密性破坏、完整性破坏以及版权破坏。其中机密性破坏主要指未授权用户通过网络环境中非法获取并且阅读和使用流媒体数据;而完整性则是指由外界人员在流媒体中加入或者删除部分数据,从而使得信息的发送端和接收端信息不一致。这两种安全威胁同时也存在于传统的网络安全环境之中,但是对于版权破坏而言,则相对更多出现在流媒体应用环境中。所谓版权破坏,即指数据信息在未经所有者许可的情况下进行销售或者再传播等问题,此种问题对于流媒体而言相对常见,其对于信息本身的破坏性较小,但是会造成对应的数据泄露问题发生。
2 流媒体安全策略浅析
对于流媒体的安全,当前除了必要的授权管理以及数字水印以外,加密仍然是确保流媒体信息安全的主要手段。授权管理在企业环境中的应用尤其广泛,为不同的用户授以不同的权限,能够确保对于流媒体数据的非法使用问题发生,同时对于推动优化版权也有积极价值。而流媒体领域中的数字水印技术,即指嵌入在宿主数据中具有可鉴别性的数字信号或数字模式,同时尊重宿主数据可用性,避免对其形成不良影响。通常利用流媒体数据中的时间以及空间冗余加以实现,是在不影响流媒体数据传输和播放质量的基础上的版权保护手段。法律论文
在流媒体加密工作领域,其安全问题本质由数字版权管理体系(DRM,Digital Rights Management)加以实现,在当前数据量大规模提升的环境下,加密以及解密的效率和准确性成为该领域的关注重点。传统的DRM基本能够实现对于流媒体的安全保护,能够有效实现对于流媒体内容的有效加密,并且对于非法内容注册和传播进行控制,同时实现对用户行为的有效监控,支持用户身份验证和授权。但是在当前数据总量陡然增加的环境下,尤其是流媒体的应用骤然增多,使得传统DRM在工作效率方面体现出一定的不足。目前主要在传统DRM体系之下,针对其工作效率和保密技术两个方面实现进一步的改善,形成DRM系统的改进算法。
在新的DRM系统中,流媒体数据分为其本身内容以及消息摘要两个部分,摘要在一定程度上作为原信息的冗余形式存在,采用成熟的RSA算法进行加密,而对于内容,则采用效率表现良好的AES方法进行加密。采用两种方式进行加密的算法切实提升了流媒体数据安全性,并且有效实现了内容和秘钥的分离。
从工作流程的角度看,改进的DRM体系首先由客户端DRM控制器进行本地许可证查询,如果未能找到,则需要结合本地用户证书面向许可证服务器发起请求。而后许可证服务器接收该请求,并且对用户证书,即用户身份进行验证确认。用后信息通过验证的那前提之下,许可证服务器会将许可证加密通过SSL协议发送给用户,同时为了方式传输过程中存在的攻击行为,在传输之前需要再次展开身份认证。终端DRM控制器会对许可证展开接收,并且利用许可证对相应的流媒体进行授权。具体而言,DRM控制器会进一步依据接收到的秘钥来对许可证和流媒体进行解密,并且发送给播放器呈献给用户,从而完成整个传输。
3 结论
改进的DRM系统将许可证和流媒体数据分别进行加密传输,并且在进行用户身份验证的时候采用STS协议,传输许可证的时候采用SSL协议,都对传输过程中安全水平的提升有着积极价值。这些细节的改善,必然会成为推动流媒体传输以及应用深入发展的积极动力。
参考文献
[1]许林,白光伟.流控制传输协议传输流媒体性能研究[J].计算机工程与应用,2008,44(1):112-116.
电子邮件作为Internet网信息交流方式为人们广泛采用,随信息技术的发展人们对视听媒体信息交流有了更多的要求。目前,以电子邮件发送视、听媒体信息采用2种方式实现:1.视、听媒体以附件发送;2.视、听媒体信息存放地址的超链接,通过超链接可以下载或点播观看。以上方式不足的是:需求收发方邮箱都有大的附件空间;媒体信息私密性弱;邮件系统视、邮件系统视、听功能集成度弱。
我们设计的视、听邮件系统,实现了视听收发功能的集成。克服了目前电子邮件系统发送视、听媒体信息的不足。系统的基本工作模式是:在客户端完成采集、编码、加密媒体信息,通过网络上传媒体信息到邮件服务器和流媒体服务器。在邮件接收客户端,通过帐号、口令到邮件服务器和流媒体服务器接收邮件,邮件中如有媒体信息的话直接点击就可以通过流媒体服务器直接传输并在接收客户端播放。该系统是我们提出的一种具有特定功能的邮件系统,系统已经设计实现,并已通过项目专家组的验收。
2系统设计
2.1系统功能
系统建立在流媒体技术基础上,具有在线观看音、视频信件的电子邮件系统,包括:客户端、邮件服务器与媒体服务器三部分组成。邮件客户端完成邮件编辑、音视频数据采集、音视频数据压缩/加密,上传至媒体服务器;媒体服务器存储媒体数据并返回媒体访问信息,发信端接收并处理媒体访问信息,然后将信送至邮件服务器。
接收邮件客户端,登入邮件服务器后收到发来的邮件,邮件的媒体内容保存在媒体服务器上。邮件客户端收到的仅仅是媒体内容在媒体服务器上的存储信息,通过点播连接客户端与服务器,内容以ASF(AdvancedStreamingFormat(ASF)/高级流格式)流从服务器传到客户端实时播放。系统工作原理如图1所示。
2.2系统结构
系统由三部分构成:邮件客户端、流媒体服务器、邮件服务器,如图2所示。
2.2.1邮件客户端模块
由10个子模块组成,如图3所示。
2.2.2流媒体服务器模块
由文件接收模块、WindowsMediaServer组件、多媒体数据库组成。文件接收模块运行在流媒体服务器上,实现文件的接收功能。主要用于接收来自客户端软件上传的文件。并把接收到的文件放置在流媒体服务器上,供流媒体服务处理。
文件接收模块框图,如图4所示:
2.3系统实现
2.3.1开发环境与运行平台
邮件客户端运行在Windows2000或以上操作系统平台,流媒体服务器、邮件服务器模块运行在WindowsServer2000操作系统平台。开发环境有WindowsMedia9、WinMail4.2、Delphi7.0开发平台。
2.3.2系统运行界面
1.邮件客户端界面:
2.视频采集界面:
3系统设计技术问题
3.1媒体文件接收模块
WindowsMedia服务器能够用.asf、.wma、.MP3和.wav格式向邮件客户端提供多媒体内容。ASF是建议的流格式,若选择传送流式化.wav或.MP3格式文件,服务器性能会受影响。ASF是一种支持在各类网络和协议下进行数据传递的公开标准。ASF是一种数据格式,适于通过网络发送多媒体流,也同样适于在本地播放。
文件接收模块运行在流媒体服务器上,实现媒体文件的接收、媒体文件数据标记、媒体文件的传输与管理功能。媒体文件接收模块框图,如图4所示,与WindowsMedia服务器同时启动,监听服务端口:5555,程序源代码略。
3.2媒体信息的编码/解码
在邮件客户端媒体信息的采集、上传与接受播放是系统设计中必须认真考虑和解决的问题,与系统结构密切相关。流媒体的使用,客户端经过网络接收媒体内容并通过客户端媒体解码功能,实时播放媒体内容。流媒体大大减少了客户端上的等待时间和存储需求。
WindowsMediaTools/WindowsMedia工具,是一套用来为WindowsMedia服务创建ASF内容的工具。这些工具包含WindowsMedia编码器、WindowsMediaAuthor和WindowsMediaASF索引程序;转换实用工具VidToASF和WavToASF;以及文件工具ASFCheck和ASFChop。
邮件客户端模块通过控件直接调用WindowsMedia编码器采集、编码完成媒体信息的采集编码,也可通过编码器完成媒体文件格式的转换。对媒体信息编码为ASF流,它可按任何基础网络传输协议传输。ASF流通过多播或单播从WindowsMedia服务器流向客户端。
对ASF流媒体文件测试,视频(分辨度:800×600;比特率:42kbps;帧/秒:8),音频(比特率:32kbps),编码与分辨度和时间成正比,测试结果如图7所示。
4结束语
视听电子邮件系统作为对传统邮件的创新,通过设计、实验,探索出系统构造的可行性方案,在此基础上完成了系统的设计实现。我们主要设计、编码完成了邮件客户端模块;媒体文件接收模块等程序模块。系统通过测试、运行达到了功能要求,并通过了项目演示和验收。
随计算机媒体技术的发展,对今后工作有如下展望:(1)使系统功能完善,能够满足应用需求;(2)在视听电子邮件系统开发基础上,开发出更多符合社会需求的视听系统。
参考文献:
[1]WindowsMedia服务帮助文件[Z]
[2]MediaFoundationProgrammingGuide,MicrosoftMediaFoundationSDK[Z]
[3]张海藩.软件工程导论[M].4版北京清华大学出版社,2003.
[4]朱亮.Delphi7多媒体应用技术与实例[M].1版北京中国水利水电出版社,2003.
[5]李茹李弼程夏阳。E-mail邮件结构分析及其在邮件筛选中的应用[J],微计算机信息2005(11-3).24-27
[6]李志玲石志伟基于XML的文本分类在邮件监控系统中的应用研究[J],微计算机信息2007(1-3).244-246
关键词:流媒体 智能 视频 高铁
中图分类号:TP277 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2012)06-0046-01
随着中国高速铁路事业的迅速发展,高速铁路领域的安防问题受到越来越多人们的关注。利用流媒体技术的网络视频监控系统的引入,使得高速铁路的运行和管理更加安全、方便,实现了视频网络资源和信息资源共享。
1、高速铁路视频监控的主要需求
(1)路基、路口、桥梁、隧道、公跨铁、咽喉区的视频监视,保证车辆安全运行;
(2)车站广场、站台、候车大厅、旅客通道等人流密集区域视频监视,了解旅客情况;
(3)对出现的紧急状况如暴风雪、泥石流、洪水、交通意外等可远程了解并及时做出反应;
(4)对突发紧急事件进行无线视频传输到控制中心,以便应急指挥调度。
要满足高速铁路领域各部门视频监控及调度、应急管理、救援抢险等需求,就必须实现视频网络资源和信息资源的共享,因此网络化、数字化、实时化系统成为高铁视频监控系统建设首选和基本要求。
2、以流媒体技术为载体的视频监控的定义及特点
流媒体技术与网络息息相关,所应用的视频监控是数字化网络化的视频监控,这种监控系统,由视频采集的摄像机、视频传输的网络等部分组成。它以数字视频处理技术为核心,结合网络技术、流媒体技术等,彻底克服了模拟监控缺点,充分发挥了网络化数字视频监控的优点。并且,集视频切换、智能控制、远程传输等功能于一身,并支持多种传输介质。流媒体技术能实时的压缩、解压缩、传输视频信号;能将不同位置的现场采集图像和接收、显示的主机通过网络相连。其主要特点:
(1)流媒体技术可实现在低带宽环境下,提供高质量的音频、视频;
(2)智能流技术可保证不同连接速率下的用户,得到相应质量的媒体播放效果;
(3)流媒体多址广播技术可显著减少服务器负荷,同时能最大限度地节约带宽。
3、流媒体技术在高速铁路监控系统中的应用现状和发展方向
3.1 流媒体技术在高速铁路监控系统中的应用现状
高速铁路监控系统采用多级平台架构,铁道部的一级管理平台能管理下级路局的高速铁路调度所的二级平台,二级平台下还设置要来自各站、段视频监控系统的三级平台。
一级中心管理服务器主要管理系统内所有的用户,二级中心只对本平台内的用户进行管理,实现了灵活的容灾冗余备份机制,充分满足“分权分域”的管理要求;而分布在各级内的流媒体分发服务器也起到了至关重要的作用,在针对本级平台内的客户端用户,根据平台内中心管理服务器下发的指令,进行用户权限范围内的视频转发,同时还可根据管理服务器对不同级系统间视频请求的判定结果,实现下级节点对上级节点的视频流转发。
3.2 流媒体技术在高速铁路监控系统中的发展方向
未来流媒体在网络监控系统中的地位将会越来越重要。第一个发展方向是聚集化和更具有兼容性。这意味着监控系统的结构将由集总式向集散式系统过渡,多层分级的结构形态能够实现实时多任务、多用户、分布式操作系统,进行人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化,系统运行互为热备份,容错可靠等功能的加入。其次是管理智能化。将计算机作为控制系统的中心,通过媒体和数字软件的相互转换,使通过流媒体采集的信息转化为计算机可以识别的信号,然后实现可视化,进而达到对事件的分析、统计、处理,实现流媒体转化成视频监控的智能管理。
4、流媒体在高速铁路监控系统应用中存在的问题及解决方法
总体来看,随着相关技术的不断更新和发展,高速铁路视频监控系统已经取得了一定的进展,但限于原有技术的制约以及阶段性需求的变化,现有的系统在很多方面仍存在明显的缺陷:
(1)监控图像的清晰度不够。在大多数高速铁路现有的监控系统中,图像的清晰度只有4CIF,这样的图像清晰度已远远达不到高速铁路管理部门的实际应用要求。
(2)路网运行监测体系智能化程度不高。针对目前高速铁路监控系统中流媒体的现状与存在的问题,提出基于高清、智能监控系统以上问题的解决方案:1)运用高水平摄像机保持图像清晰度和系统的稳定性。既要增加图像的清晰度,还要保持系统的稳定性,系统的不稳定将会给后期维护带来巨大的压力。另外,设备还需要具有远程维护能力,如远程升级、远程备份、远程启动等。所以摄像机一般采用知名品牌安防产品,不然可能造成系统维护成本的剧增,摄像机应具有以下重要功能:长距离变焦和高清晰度。绵延的铁路,是长距摄像机的绝对用武之地。2)实现指挥平台的统一管理与上层应用。建设具有监测监控、预测预警、综合研判、辅助决策、路网协调、辅助调度于一体的路网级应急处置指挥平台,是目前路网级视频监控的趋势与迫切需要。这样可以实现视频监控、智能分析、联网共享、的统一管理与应用。同时引入智能视频检测技术,与其它传感系统(天气、报警)共同构成监测体系,将有助于及时发现隐患,防范于未然。
5、结语
虽然流媒体技术在高速铁路智能视频监控系统上的应用还有许多不足和挑战,但它在视频监控智能化发展的过程中起到不可代替的作用,随着科技的发展和流媒体技术的完善,其在高速铁路视频监控系统中的应用将会越来越广泛。
参考文献
[1]江拥辉.浅谈流媒体技术在智能分析系统中的应用[J].科技信息,2010.11.
论文参考文献的引用当中,作者要在论文引用的地方准确的标注出来,然后在论文的末尾用数字加方括号依次列出参考文献。关注学术参考网查看更多优秀的论文参考文献,下面是小编整理的网站开发论文参考文献来和大家一起分享。
网站开发论文参考文献:
[1]黄宝玉,项国雄.国家精品课程建设现状分析及思考[J].中国高教研究,2007(9):72-75.
[2]史金昌.浅析基于ASP.NET的Web网络应用程序的安全开发[J].科技创新导报,2008(23):37.
[3]李志勇,魏红.高校精品课程数字化资源建设与推广应用研究[J].电脑知识与技术,20l0(2):485-486.
[4]张书梅,符蕴芳,刘智国.网站安全管理的方法与具体实现[J].石家庄学院学报,2005,7(6):54-56.
[5]阳卫文,王建斯,基于P2P流媒体系统模型的研究进展[J].现代电子技术,2008(2):159-161.
[6]万荣泽.基于ASP.NET技术的统一后台网站群的设计[J].微计算机信息,2007,23(8):260-262.
[7]王红雨,蔡成闻.基于ASP.NET的课程平台设计与实现[J].聊城大学学报:自然科学版,2007,20(1):78-82.
[8]顾正刚,毕海峰.网站规划与建设[M].北京:机械工业出版社,2007:4-8.
网站开发论文参考文献:
[1]孔祥鑫.基于PHP技术的校园网站的设计与实现[D].天津:天津师范大学,2012.
[2]李良.基于PHP的商业站点设计与实现[D].南昌:南昌大学,2010.
[3]杜闯.PHP在动态网站开发中的优势[J].电脑知识与技术,2010(13).
[4]贾素来.使用PHP和MySQL开发动态网站[J].大众科技,2011(3).
[5]李晶.PHP技术应用于中小企业网站开发探讨[J].软件开发设计,2014(10).
[6]杜闯.PHP在动态网站开发中的优势[J].电脑知识与技术,2010(13).
[7]贾素来.使用PHP和MySQL开发动态网站[J].大众科技,2011(3).
网站开发论文参考文献:
[1]靳莹.基于缓存技术的内容管理系统研究[D].吉林大学,2014.
[2]黄菊.分布式缓存技术及其在车辆监控系统中的应用[D].北京邮电大学,2015.
[3]崔解宾.分布式内存缓存技术在数据处理平台中的研究与应用[D].北京邮电大学,2015.
[4]李光瑞.Map/Reduce型海量数据处理平台中的内存级数据缓存技术研究[D].北京工业大学,2013.
[5]易会战,王锋,左克,杨灿群,杜云飞,马亚青.基于内存缓存的异步检查点容错技术[J].计算机研究与发展,2014(06):1229-1239.
[6]韩陵宜.网页制作课程教学及考核方式的研究与探索[J].计算机教学与教育信息,2008(03).
论文关键词:P2P网络结构文件共享分布式
0,引言
P2P是英文Peer-to-Peer(对等)的简称,又被称为”点对点”。”对等”技术,是一种近几年兴起的网络新技术,属于覆盖层网络(OverlayNetwork)的范畴,是相对于客户机/服务器(C/S)模式来说的一种网络信息交换方式l}l,依赖网络中参与者的计算能力和带宽,而不是把依赖都聚集在较少的几台服务器上。P2P网络技术改变了人们使用网络的方式,也为未来网络的发展提供了一种新的思路。P2P网络具有良好的扩展性和健壮性,性价比也较高,P2P与其说是一种技术,不如说是一种思想。P2P网络是在IP网络基础之上,通过应用软件构筑起来的一个逻辑覆盖网,并不是独立于现行的IP网络之外的什么特殊网络。在实际物理网络中安装有某种P2P软件的节点可以构成一个逻辑覆盖网络,而没有安装这种P2P软件的节点则被排除在外。在P2P网络中,网络中的资源和服务分散在所有节点上,信息的传输和服务的实现都直接在节点之间进行,可以无需中间环节和服务器的介人,客户端实现了直接通讯。这样,庞大的终端资源被利用起来,降低了部署成本以及复杂性,从而一举解决了C/S模式中的两个弊端。
1.P2P的结构模式
P2P模式的主要结构形式有三种:集中式P2P、分布式P2P和混合式P2P,具体概括如下:
1.1集中式P2P
集中式P2P模型形式上有一个中心服务器负责记录共享信息以及应答对这些信息的查询。每一个对等实体对它将要共享的信息以及进行的通信负责,根据需要下载它所需要的其它对等实体上的信息。该模型的P2P网络又可以根据中心服务器提供的功能分为以下三类:
(1)带有提供发现、查询和内容存储功能服务器的P2P网络。在这种网络中,中心服务器正如在传统的C/S模型中一样,处于支配地位。所有资源都存放在服务器上,客户端只能被动地从服务器上读取信息,但是客户端之间并不具有交互能力。
(2)带有提供发现和查询功能服务器的P2P网络。在这种网络中,所有网上提供的资源都分布存放在提供资源的客户端上,服务器仅保留索引信息,此外服务器与客户端以及端与端之间都具有交互能力。
(3)带有提供发现功能服务器的P2P网络。在这种网络中,服务器仅提供在网上的客户端的清单,而端与端之间建立连接和通信是客户端之间的任务。为了查询某个文件,计算机必须逐个询问所有的端,直到找到所需的资源或者返回错误信息,可见这种网络的效率很低。
1.2分布式P2P模型
由于存在中心服务器,集中式P2P模型系统稳定性很大程度上取决于该服务器的稳定性。这种形式不需要有中心服务器和中心路由器,其中的每一个Peer都作为对等实体,地位是完全平等的。每一个Peer既可以作为客户机又可以作为服务器,并且它们与相邻的Peer有相同的能力。同时,P2P应用开发者也在不断力求技术创新,避免不必要的麻烦。目前分布式的P2P网络可以分为两类:
(1)非结构化的P2P网络。这种网络避免了对中心服务器的依赖,而且网络配置简单。但是由于没有确定的拓扑,采用这种网络的应用无法保证查找资源的确定性,往往会漏掉网络中的一些资源。
(2)结构化的P2P网络。这种网络利用网络的高度结构化实现信息的有效查询。BloomFilter以及动态型BloomFilter等BloomFilter的变种形式在这种网络中找到了用武之地。最新研究成果就是基于DHT的分布式发现和路由算法。
1.3混合式P2P模型
混合式P2P模型结合了集中式和分布式模型的优点,在设计思想和处理能力上都得到了进一步优化。将节点分为用户节点、搜索节点和索引节点3类,既避免了提供中心服务器带来的麻烦,又保留了中心服务器的优势。一方面,由于组合了多于一种方法,混合式模型增加了复杂性;另外,设计者克服了纯粹P2P方法的限制,混合式模型显示出了对环境条件的高度适应性。同时混合式模型也解决了大规模动态和异构P2P应用中所出现的大量冲突问题。
2.基于PZP网络的应用
随着P2P网络技术的不断发展。目前,P2P网络技术在高校校园网络中运用广泛。例如P2P网络技术在文件共享、流媒体直播与点播、分布式科学计算、信息检索中都得到了较好的运用。
2.1文件共享
在高校校园网络中,应用P2P技术可以使校内的任意两台计算机直接相互共享文本、音乐、影视或多媒体等文件;网上计算机之间可以直接进行交互,不需要使用任何一台中央服务器。在传统的Web方式中,要实现文件交换需要将文件上传到特定网站,用户再到网站上搜索需要的文件,然后进行下载,这对用户而言非常不方便。在PZP网络中,用户通过不同的查询机制定位含有所需资源的其他PC机后,可以直接与其建立连接并下载所需文件。
2.2流媒体直播与点播
在流媒体直播和点播过程中,人们发现P2P非常适合于流媒体的应用。在流媒体领域,P2P技术也由于其对等传输的特性被广为看好。P2P流媒体技术主要应用于视频直播和视频点播两种数据传输方式,两者之间最大区别在于对等节点之间的数据共享模式。视频直播用户在下载流媒体文件的同时进行数据的播放,它将下载到的流媒体数据直接放入系统内存中,并不对下载的流媒体数据进行保存,这样客户端下载的数据信息并不是存放在硬盘上而是在内存中。而视频点播正好相反,它首先采用一定的文件调度策略将所有的流媒体文件下载到系统硬盘上,当文件下载完毕后再进行播放。由于P2P流媒体的保证,网络视频直播、点播以高清晰的画面、高音质音频和流畅的播放速度给传统互联网用户带来“声色兼备”的强大冲击。
2.3分布式科学计算
Intel将P2P计算定义为”通过系统间的直接交换所达成的计算机资源与信息的共享”,这些资源与服务包括信息交换、处理器时钟、缓存和磁盘空间等。P2P计算允许用户使用网络中集中的处理能力,它可以帮助相关组织进行以前不可能进行的繁重计算工作,譬如利用P2P技术的特性,将计算任务划分到数十万甚至数百万台个人计算机上,用来破解蛋白质或是DNA密码。P2P计算正在得到业内一致的看好,它成功地将许多有趣的分布计算技术重新拉回到人们视线当中。总之,对于任何一个高校校园网络的广大师生来说,P2P计算的好处是拥有更低的成本和更快的处理速度。
2.4信息检索
基于P2P的校园网络搜素引擎使信息检素更具有针对性,搜索更新周期缩短,并且引人了P2P资源共享技术,充分利用议大规模分布形式存在的信息,弥补传统搜索引擎无力深度挖掘信息的弱点。P2P网络的分散性使得基于P2P的信息检索可以挖掘到终端设备上动态存储的海量信息,从而改变了传统搜索引擎只能检索网站上静态页面的现状。
【关键字】网络教学平台;教学资源;微课;数字化;资源共享
在以多媒体、计算机、互联网为代表的信息技术推动下,20世纪80年代的粉笔加黑板、屏幕加投影的传统教学模式逐步被新型数字化教学形式冲击。我国社会信息化不断纵向深化、教育信息化不断推进,人们对教育信息化的需求愈加迫切,学习理念和方法发生着深刻变革。
一、 搭建网络教学平台 丰富数字化教学资源建设
近年来,各地教育部门积极响应国家“建网、建库、建队”的号召,加强校园数字化建设。“三通两平台”、世界大学城等随之兴起,信息技术的发展带来了教育上的革命,适合自主学习的网络教学平台逐步建成,为我们实现远程教学提供了可能,使4A(任何人、任何时间、任何地点、可以学习任何知识)教学模式成为现实。
诚然,网络教学平台作为教学资源的载体,与数字教学资源是相辅相成的,脱离了资源的平台就是一个空壳。
2003年4月,教育部提出建立国家级、省级、校级三级精品课程体系的要求,我国高校精品课程建设正式启动,历经十余年至今已建成上万余门课程,极大丰富了高校教学资源内涵;
2006年11月,教育部提出要重视优质教学资源和网络信息资源的利用,把现代信息技术作为提高教学质量的重要手段;面对在建设过程中暴露出“重基础设施而轻软件资源”、“建设重复浪费”“应用面窄”等问题,2010年3月,《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》提出要充分发挥现代信息技术作用,促进优质教学资源共享,加强网络教学资源建设;2011年8月,教育部副部长杜占元出席全国数字化教育资源建设与共享座谈会,并指出:“数字化教育资源建设和共享是科学推进教育信息化加速发展的基础工程和关键环节。
我校以申报自治区精品课程为契机,于2008年启动了网络教学资源共享平台的建设,并不断丰富扩充多形式的教学资源。至今,已建成省(自治区)级精品课程16门、校级精品课程15门,共计31门精品课程;总访问量达40余万人次;用于承载网络教学资源共享平台的服务器存储共计10TB。
通过对每门课程的点击率统计可以发现,开发了特色教学资源的课程更容易受到学习者青睐。例如,开发了Flash仿真动画、《专业术语释义》和全套习题集及答案解析的《建筑结构》课程以26307人次的总访问量成为点击率最高的课程。
2014年,在《建筑力学》《工程量清单计价》《电工基本知识及技能》三门课程的建设过程中,我们首次开发了微课资源。《建筑力学》课程以4678人次的访问量在月均访问量中排名第一。微课作为一种短小精悍、易传播,且制作方法相对较简单的新型数字化教学资源形式,为课程建设注入新活力。
二、 微课资源的研究情况
关于微课的话题是随着可汗学院和翻转课堂而兴起的。微课(Micro-lecture) 最早源于1993 年美国北爱荷华大学( Univrsity of Noahem Iowa) Mc Grew LeR A 教授所提出的60 秒课程( 60-second Course) 以及 1995 年英国纳皮尔大学(Napier University) Kee T P 提出的1分钟演讲( The One Minute Lecture,OML) [1]。
我国微课的发展始于2011年胡铁生发表的《“微课”:区域教育信息资源发展的新趋势》一文,直至2013年,关于微课的研究才逐渐兴起,并呈不断增长的研究趋势。近三年,微课凭借其微型化、便携化、碎片化等更为符合移动学习需求的特征得到广泛普及和应用。
知网上,与微课相关的文献共计4432篇。通过观察对比学术论文和学位论文数量,见图1、2,根据刘建设等人“学术论文代表了研究的广度,学位论文数代表了研究的深度”的观点可以看出,现今微课的研究在我国已引起了教育工作者的广泛关注,但研究深度未及理想。
利用万方数据库的知识脉络分析功能通过对“微课”进行热点分析得出如表1所示,自2012―2015年期间有关微课的研究热点分布表。可见,研究者更多的是将微课作为研究对象,以期将其作为一种新型教学资源形式应用于翻转课堂的实践,见图3。
三、 微课资源共享过程中存在的问题及解决办法
2014年,我校在《工程量清单计价》等3门课程的开发建设中,首次引入了微课,这些微课资源是由具备了一定信息技术素养和教育技术能力的一线教师,使用PPT课件(PowerPoint)、录屏软件(Screencast-O-Matic、CyberLink YouCam、屏幕录像专家)和视频编辑软件(会声会影、Adobe Premiere、Cool Edit)、其他辅助软件(思维导图、Snap、几何画板、SmoothDraw)等制作而成的。
经不断尝试,我们更倾向于使用同时具备了录制和编辑视频功能的Camtasia Studio制作微课。Camtasia Studio是TechSmith旗下一款专业的屏幕录像软件,同时包含Camtasia 录像器、Camtasia Studio(编辑器)、Camtasia 菜单制作器、Camtasia 剧场、Camtasia 播放器和Screencast的内置功能。
微课最终以MP4格式渲染导出,再由信息中心的工作人员通过转码,最终上传至服务器。在学习者访问资源的过程中,出现了播放不畅、无法播放等现象。经分析,产生这类问题的主要原因是浏览器不兼容和浏览器缺失所需插件。
(一)浏览器兼容性问题及解决办法
不同厂商开发的浏览器不同,例如Internet Explorer、Safari、Mozilla Firefox、Chrome等,或者同一厂商浏览器的版本不同,例如IE6、IE7,浏览器内核不同,对CSS的解析认识也不完全一样,从而导致生成的页面效果也不同。
2014年9月,W3C(World Wide Web Consortium,万维网联盟)了HTML5规范,相较之前的标记语言,HTML5开放性和兼容性更好。目前,主流的浏览器厂商,如Chrome、Opera、Firefox、Inter Explorer等,均支持HTML5标准[2],这为微课资源在跨浏览器传输方面提供了便利。
但是,即使开发设计人员已经严格遵照了规范的HTML及CSS代码书写原则,仍然无法避免信息错乱、播放不畅,甚至无法正常访问资源等问题。
为了能够同时兼容不同的浏览器,实现在不同的浏览器中能够得到一个与预期效果相同的显示效果,开发者大多采用CSS Hack的方法。该方法利用各个浏览器的私有属性甚至是浏览器漏洞,针对不同的浏览器它们专用的CSS样式,比如IE6能识别下划线“_”和星号“*”,IE7能识别星号“*”,但不能识别下划线“_”,而Firefox两个都不能识别。该方法有悖于W3C标准要求的通用性原则,并且还可能引起其他新的错误,使页面存在一定的风险。因此,这种不得已而为之的方法需谨慎使用。
(二)浏览器与插件问题及解决办法
尽管一个微课资源可能包含多种形式的元素,例如:思维导图、概念图及一般图片素材,PPT等课件素材,解说、配乐等音频素材,演示等视频素材,教师还可以考虑是否采用以画中画形式进行讲解等画面,而制作微课的过程就是将这些元素有机整合的过程。最终,微课是以MP4等视频格式生成并转换成适于网络传播的格式。从技术层面上看,微课本身就是一段短小的视频。
微课制作的最后一步是将其压缩生成视频,最终将微课转码上传至服务器以实现共享,这个过程涉及到流媒体技术。流媒体(StreamingMedia)是一种以音、视频数据流的方式在网络上传递多媒体信息的技术[3]。
具有跨平台优势的HTML5规范提供了多个API(Application Programming Interface,应用程序编程接口),音频和视频标签可以直接播放 Web 视频和音频而无需借助第三方工具。只要开发者在页面上放置和元素,只需要一小段的代码就能够实现多媒体的播放,利用和支持的属性如 autoplay、controls、preload 等[4],即可对视频音乐的播放进行控制。但是Flash Player 普及已久,技术发展相对HTML5 成熟许多,其地位在短期内无法动摇,因此想要正常访问微课资源,还需要在PC客户端安装相应的插件,例如:SWF格式的视频资源需要客户端安装Shockwave或Adobe Flash Player插件;访问RM视频影像格式和RA的音频格式的资源,客户端需要安装 Real Player 播放器;ASF文件需要Microsoft Media Player播放器,以确保资源的正常播放。
四、结束语
微课已然成为现今流行的教学资源形式,大多微课开发者凭借自己的热情做了一些有益尝试和摸索,但是始终没有统一技术指标作为参考,在资源共享的过程中容易出现问题,也影响了学习者的学习效率。作为信息中心的技术人员,一方面需要指导和配合一线教师制作微课,另一方面,在如何使学习者无障碍的访问资源,并使资源能好的适应移动学习等方面,还需要继续深入研究。
参考文献:
[1] 张中兴. 微课与微课程研究进展综述[J].中国医学教育技术,2014,06:586-589.
[2] 黄雄.基于 HTML5 的视频音频传输技术的研究与设计[D].广东技术师范学院, 2014.
[3] 齐丽君,阿迪雅. 流媒体技术在远程教育中的应用[J]. 现代农业,2015,08:100-102.
[4] 郑培纯. 基于HTML5的多媒体播放网站[D].吉林大学,2014.