毕业论文（设计）-视频点播系统课程设计1.doc

中央广播电视大学毕业论文 题目：视频点播系统课程设计专 业 计算机 年 级 09秋季 学 号 学生姓名 指导教师 论文完成日期 年 月 一、需求分析和概要设计1.1视频点播简介1.1.1视频点播的含义视频点播，英文简称vod(video on demand)，指的是按照用户的要求播放视频。vod有很广泛的含义，包含了娱乐、教育、商业等领域的多种应用，如影片点播( movie on demand)、热点新闻点播( hot-news on demand)、交互视频游戏( interactive video games)和远程教学( long distance learning)等。vod是一种受用户控制的视频分配业务，它使得用户可以交互的访问远端服务器所存储的丰富节目源。“它的实质是信息的使用者根据自己的需要主动获得多媒体信息。”视频点播与传统电视有本质不同，主要体现在以下两个方面:首先，视频点播具有交互性，用户可根据个人需求选择视频节目，并指定该节目的起始时间，从这一点来说，视频点播也可以称为交互式视频点播;而传统电视是按事先安排好的程序播放节目，用户在选择和观看节目方面是被动的，只有频道选择权，没有播放控制权，更不能对视频进行交互式操作。其次，vod系统中的信号是数字化的，而传统电视中的信号是模拟的。1.2可行性分析1.2.1 市场可行性分析目前具有vod点播功能的网站很多，如天天在线影视、互动影视城。目前都是基于单台pc服务器的方案，最大链接数不超过100个。不适合用于大型的vod系统。虽然有专门的vod视频服务器可以支持大流数，但价格一般极其昂贵。从应用范围上看，由于产品支持流数有限，只能应用 在一些小型的vod系统中，如酒店、卡拉ok包房、中小企事业学校的培训、商场等等，不适合长宽应用在大型社区网和城域网中。从价格上看，尽管几家都采用pc服务器方案，相对于专业视频服务器的价格的确很低，但方案仍然要采用高档pc服务器、scsiraid卡 和scsi硬盘，硬件成本仍然较高。综合几方面，我们开发出一套支持多并发流数、软硬 件成本低、管理完善的大型vod集群服务器系统是有其市场空间和优势。1.2.2 技术可行性分析 系统的主要技术难度是解决并发流数。国外许多大公司推出的专有视频服务器可以支持几百个并发流，但价格相当昂贵。国内的几个厂家采用的是高档服务器作为视频服务器 ，可以支持几十个流，最多100个。采用服务器替代专有视频服务器硬件成本大大降低， 但单台服务器的并发流数和硬盘扩充的极限太小，不能满足大型的市场需求。1.2.3经济可行性分析软件的经济可行性是指软件所能带来的经济效益与开发设计所需要的投资相比，是否相适宜，同时还要看此软件能否真正给用户带来足够的经济效益，我们开发的这套系统正是考虑系统开发的成本而设计。本系统的开发在经济上是完全可行的。开发此软件不需要大量的经费，而且是个人独立设计，可以节省许多费用，同时也可提高个人的实际动手能力。综合以上技术特点，为了降低成本，我们采用pc服务器作为视频服务器，而且pc服务器 的性能还在不断提高，支持的并发流数也在增加。pc服务器作为视频服务器的方案正逐步取代以前的专有视频服务器。为了解决多并发流数，我们采用多台pc服务器以集群的形式，通过控制网关完成服务器之间的协调，提高系统的利用率。控制网关以及集群服务器技术是我们的技术增值点。另外，由于采用集群形式，我们不要求pc服务器实现最 大流数，可以采用低档pc服务器和ide硬盘，这样又可以提高单台视频服务器的性能价格比。经过我们预研和测试，服务器的瓶颈不在cpu，这样可以用低档cpu和主板。采用ide raid卡和7200转ide硬盘的服务器仍可支持三、四十个并发流。控制网关的技术经过前 期的预研也是可行的。系统的整个方案都是我们自行开发并在通用的软硬件平台上运行 ，具有较强的灵活性。1.3系统目标设计目标：该系统设计目标为1000个并发流，采用机架式结构设计，主要由多台支持较少并发流的视频服务器组成。系统支持mpeg1，mpeg2，mpeg4的 影片效果。 实现方案：硬件：视频服务器采用机架式pcserver、千兆switch、电源模块、机柜、调度服务器。软件：每台视频服务器上的并发流软件，调度网关服务器上的管理和负载均衡软件二、系统开发工具及开发平台现在的软件开发语言有很多种，但一定要找一个功能强大，易学易用易掌握且适合自己的语言也就不多了。本系统经过多种语言的优缺点的对比之后，采用的是asp.net作为本系统的开发语言，以sql server2000作后台的数据支持。2.1 系统开发平台本系统采用asp.net作为后台开发工具。asp.net 不仅仅是 active server page (asp) 的下一个版本；它还提供了一个统一的 web 开发模型，其中包括开发人员生成企业级 web 应用程序所需的各种服务。asp.net 的语法在很大程度上与 asp 兼容，同时它还提供一种新的编程模型和结构，可生成伸缩性和稳定性更好的应用程序，并提供更好的安全保护。可以通过在现有 asp 应用程序中逐渐添加 asp.net 功能，随时增强 asp 应用程序的功能。asp.net是一个已编译的、基于 .net 的环境，可以用任何与 .net 兼容的语言（包括 visual basic .net、c# 和 jscript .net.）创作应用程序。另外，任何 asp.net 应用程序都可以使用整个 .net framework。开发人员可以方便地获得这些技术的优点，其中包括托管的公共语言运行库环境、类型安全、继承等等。asp.net 可以无缝地与 wysiwyg html 编辑器和其他编程工具（包括 microsoft visual studio .net）一起工作。这不仅使得 web 开发更加方便，而且还能提供这些工具必须提供的所有优点，包括开发人员可以用来将服务器控件拖放到 web 页的 gui 和完全集成的调试支持。当创建asp.net 应用程序时，开发人员可以使用 web 窗体或xml web services，或以他们认为合适的任何方式进行组合。每个功能都能得到同一结构的支持，能够使用身份验证方案，缓存经常使用的数据，或者对应用程序的配置进行自定义，这里只是列出几种可能性而已。2.2数据库平台asp.net所支持的数据库很多，因此我们要根据实际需要来使用最合理的数据库。数据库分为平面数据库和关系数据库，但平面数据库会使存储空间被重复和浪费，而关系数据库则是由若干个平面数据库连接在一起而形成的，采用关系数据库，用户不仅能像在平面数据库管理中那样搜索各个独立的记录，而且能够建立一个记录集合与另一个记录集合的关系，就能使用户的效率更高，操作更简捷。数据库，简单而言就是要存储这些大量的数据而且要能正确的存储。数据会随着时间的增加，而积累，导致数据量日渐庞大。我们常常需要快速地在大量的数据中，找出设备的存储记录，同时也希望数据能有一定的保密性。而数据的最终作用，就是提供决策分析的信息。如果我们不能利用大量数据的分析，以最快的速度找到我们要找寻的数据，则数据只是简单的资料罗列而己。由最基本的元素组合成数据叫记录(record)。由相同性质的记录组合起来叫表(table)，相关的表组合起来就叫数据库 (database)。处理数据的建立、查询、更新等工作的程序就叫做数据库管理系统(database management system, dbms)。纵向的每一列叫做字段，横向组合起来就成为一条记录所有记录的集合就是表，与其他相关的表组合起来就叫做数据库。数据库应用系统是以数据库为基础的信息管理系统。手工方式的数据处理是繁琐的重复劳动。因此，也就有低效率、准确性差以及复杂化等缺点的不可避免性，随着计算机的出现，开辟了电子数据处理的新纪元。本系统采用sql server 2000作为后台开发工具。因有其重要特性及优点，详细介绍如下：internet 集成sql server 2000数据库引擎提供完整的xml支持。它还具有构成最大的web站点的数据存储组件所还需的可伸缩性、可用性和安全功能。sql server 2000程序设计模型与windows dna构架集成，用以开发web应用程序，并且sql server 2000支持english query和microsoft搜索服务等功能，在web应用程序中包含了用户友好的查询和强大的搜索功能。可伸缩性和可用性同一个数据库引擎可以在不同的平台上使用，从运行microsoft windows 98的便携式电脑，到运行microsoft windows 2000数据中心版的大型多处理器服务器。sql server 2000企业版支持联合服务器、索引视图和大型内存支持等功能，使其得以升级到最大web站点所需要的性能级别。sql server 2000 与windows nt和windows 2000故障转移群集共同支持不间断地将故障即时转移到备份服务器。sql server 2000还引入了日志传送功能，使您得以在可用性要求较低的环境中维护备用服务器。企业级数据库功能sql sever2000关系数据库引擎支持当今苛刻的数据处理所需的功能。数据库引擎充分保护数据完整性，同时将管理上使并发修改数据库用户的开销减到最小。sql server 2000分布式查询使您可以引用来自不同的分布式事务支持充分保护任何分布式数据更新的完整性。复制同样使您能维护多个数据复本，同时确保单独的数据复本保持同步。可将一组数据复制到多个移动的脱机用户，使这些用户自主地工作，然后将他们所做的修改合并回发到服务器。易于安装、部署和使用sql server 2000中包括一系列管理和开发工具，这些工具可改进在多个站点上安装、部署、管理和使用sql server 2000的过程。sql server 2000还支持基于标准的、与windows dna集成的程序设计模型，使sql server 2000数据库和数据仓库的使用成为生成强大的可伸缩系统的无缝部分。这些功能使您得以快速交付sql server应用程序，使客户只需最少的安装和管理开销即可实现这些应用程序。数据仓库sql server 2000中包括析取和分析汇总数据以进行联机分析处理(olap)的工具。sql server中还包括一些工具，可用来直观地设计数据库并通过english query来分析数据。2.3系统运行环境2.3.1软件运行平台本系统设计运行在windows98/2000/nt/xp操作系统环境下，因为该系统用户界面友好，易学易用。适合于本学院学籍管理数据吞吐量大使用。2.3.2 硬件运行平台cpu: intel的pentiumn处理器，可扩展2个cpu.硬盘:40g scsi硬盘，可扩至4-6个硬盘内存:512mb显卡:32位真彩色网卡:loom，与ieee 802.1p标准兼容客户端是普通的pc机:cpu: intel的pentium11 266mhz或更高硬盘:e工de硬盘内存:32mb ram显卡:16位真彩色网卡:10/loom支持数据连接的普通适配卡三、系统分析为了实现本系统，必须对整个系统的全面功能做出详细的分析。一个好的系统必定有好的分析，因此本章我们将对在线视频点播系统做出具体的分析。3.1系统基本情况描述在线视频点播系统需要实现的功能包括用户的管理，以及视频信息的管理和使用等。具体来讲，它包含用户管理中常见的注册、登录操作，视频信息的显示、播放、搜索操作，视频管理中的添加、删除、修改等。同时为了方便用户使用，增加了按影片类别来显示等功能，这使得系统需要在视频信息之外保留栏目信息，于是增加了对栏目信息的增加、删除和修改的功能。在线视频点播系统是在对一些用户观看电影的实际方式调研后，以实际为基础进行设计的。该系统属于b/s模式，用户可以在线搜索、浏览、点播视频。管理员可对用户、视频信息进行增加、删除以及修改等操作。该系统包括四大模块：会员管理、视频信息显示播放、视频信息搜索、管理员模块。3.2系统数据流分析本系统根据使用该网站的用户角色的不同分为下面两种用户。管理员：采用自行设置方式进入网站，负责管理网站上用户信息和视频信息的管理，以及栏目信息的管理。其中包括视频信息的增加、删除、修改，以及栏目信息的增加，删除和修改。普通用户：采用先注册后登录的方式进入管理网站，在网站中可以在线浏览视频信息，搜索视频信息，以及在线观看视频信息。根据用户的角色和需求进行划分后，可以归纳出整个系统的数据流图如图3-13-4所示。 3.3系统流程3.3.1业务流程分析调查视频点播的业务流程应顺着系统信息流动的过程逐步地进行，内容包括各环节的处理业务、信息来源、处理方法、信息流的去向提供信息的时间和形态（报告、单据等）通过对视频点播业务的实际调查分析，系统的系统分析阶段，我们设计出我们系统的业务流程图，弄清了视频点播系统的业务流程，系统的业务流程如图3-1所示。图3-5视频点播业务流程图3.3.2系统数据实体及关系分析为了把用户的数据要求清楚、准确的描述出来，通常建立一个概念性的数据模型（也称为信息模型）。概念性数据模型是一种面向问题的数据模型，是按照用户的观点对数据建立的模型。它描述了从用户角度看到的数据，它反映了用户的实现环境，而且与在软件系统中的实现的方法无关。数据模型中包含3种相互关联的信息：数据对象、数据对象的属性及数据对象彼此间的相互连接的关系。1、数据对象数据对象是对软件必须理解的复合信息的抽象，数据对象彼此之间是相互关联的。2、属性属性定义了数据对象的性质。必须把一个或多个属性定义为标识符也就是说，当我们希望找到数据对象的一个实例时用标识符属性作为关键字（通常简称为“键”）。3、联系客观世界中的事物彼此间往往是有联系的。数据对象之间相互连接的方式称为联系，也称为关系。联系可分以下3种类型：一对一联系（1：1）一对多联系（1：m）多对多联系（m：n）本系统的整体数据库的e-r图的详细描述见图3-6所示。图3-6视频点播数据库e-r图3.4系统的技术要求功能要求(1)系统设计的各项功能能够正确完成。(2)对输入的数据能判断出是否为非法数据或越界数据，系统会自动给出提示，告诉用户重新输入。(3)各模块在运行时互不干扰，各种操作的快捷键能够正确运行。(4)对非法操作能够给出正确处理。编码要求主应用程序的命名：主应用程序的命名应由项目负责人确定，能完全表达出本系统意义的英文字符串即可，包括应用程序对象名，应用所在的库名、项目名，可执行文件名都必须统一使用本命名。界面要求1.各窗口的大小适中，布局合理，插有图版，界面美观大方。2.各窗口的控件及按钮的文字命名正确，有时还配有图标。数据库要求1.表的设计合理，没有冗余的数据。2.表及字段的命名采用英文方式，字段类型及长度合理。3.表的主键、外键和索引正确无误。4.前台操作与后台数据库之间的连接正确。四、 系统设计在系统需求分析阶段，已经搞清楚了系统“做什么”的问题，并通过需求说明书将这些需求描述出来，这也是目标系统的逻辑模型。进入了设计阶段，要把系统“做什么”的逻辑模型变化为“怎么做”的物理模型，即着手实现软件的需求，并将设计的结果反映在“设计说明书”文档中，所以系统设计是一个把系统需求转换为系统表示的过程，最初这种表示只是描述了软件的总的体系结构，成为系统概要设计或结构设计。然后对结构进一步细化，称为详细设计或过程设计。软件系统设计过程首先寻找实现目标系统的各种不同的方案，需求分析阶段得到的数据流成图是设想各种可能方案的基础。本章主要介绍系统功能设计和系统数据结构设计。4.1系统功能设计在线视频点播系统需要实现的功能包括用户的管理、以及视频信息的管理和使用等。具体来讲，它包含用户管理中常见的注册、登录操作，视频信息的显示、播放、搜索、评论以及个人信息资料操作，视频管理和说评论管理中的添加、删除、修改等。在线视频点播系统是在对一些用户观看电影的实际方式调研后，以实际为基础进行设计的。该系统属于b/s模式，用户可以在线搜索、浏览、点播以及评论视频，并可通过用户服务模块对个人信息进行修改以及申请密码保护等操作。管理员可对用户、视频信息、评论信息进行增加、删除以及修改等操作。该系统包括四大模块：会员管理、视频信息显示播放、视频信息搜索、管理员模块。本系统根据使用该网站的用户角色不同可分为三种用户：管理员：负责管理网站上用户信息、视频信息、评论信息的管理。其中包括视频信息的增加、删除、修改，用户信息和评论信息的删除和修改。普通用户：采用先注册后登录的方式进入网站，在网站中可以在线浏览视频信息，搜索、评论、下载视频等操作以及对自己个人信息管理。 普通游客：只能对本站的视频信息进行浏览，不可以观看、评论、下载等操作。本系统的功能模块如图41所示。图4-1 系统功能模块图4.2系统数据结构设计数据库结构设计是在完成了描述系统各种数据之间的依赖关系和信息分类的基础上，将各种信息转换成相应的数据项定义表。数据项定义表的作用主要是定义每个表的表名、表中各字段的名称、数据类型长度和允许空，但在不同的数据库，数据类型的表示符号和长度有所差别。本系统的数据库建表详见如下：1、在数据库中建立用户表，用户表包括了用户的用户名、密码、邮件地址、是否为管理员、密码保护提示问题、回答等信息，详见表4-1学籍表。表4-1用户表 列 名 数据类型 可否为空说 明idint(4)not null自动编号namechar(8)not null 用户名passwordvarchar(50)not null密码emailvarchar(50)not null l邮件地址issuperbit(1) not null l是否为管理员questvarchar(50)null密码保护提示问题answervarchar(50)null回客2、在数据库里建立一个最新消息表，其中字段包括编号、站内公告消息1、站内公告消息2。详见表4-2最新消息表。表4-2最新消息表 列 名 数据类型 可否为空说 明idint(4)notnull自动编号topmessint(4)notnull站内公告消息1leftmessvarchar(20)notnull站内公告消息23、在数据库里建立一个评论表，其中包括编号、影片名、评论者、评论时间、评论内容、评论者。评论表详见表4-3评论表。表4-3评论表 列 名 数据类型 可否为空说 明idint(4)not null自动编号vnamevarchar(20)not null影片名autorvarchar(20)not null评论者timesdatatime(8)not null 评论时间msgvarchar(50)not null 评论内容addressvarchar(20)not null评论者4、在数据库里建立一个视频信息表，其中字段包括编号、视频信息名、视频文件名、点击次数、分类、视频大小、图片、上传时间、主要演员、内容简介、评论等基本信息，详见表4-4视频信息表。表4-4视频信息表 列 名 数据类型 可否为空说 明idint(4)not null自动编号namevarchar(50) not null影片名filenamevarchar(50)not null文件名hitsint(4)not null点击次数class1int(4)not null影片分类sizevint(4)not null影片大小imagevarchar(50)not null图片名称timesdatatime(8)not null上传时间descrvarchar(50)not null内容简介zyyyvarchar(50)not null主要演员talkint(4)not null评论次数4.3系统安全设计由于设备管理系统的数据量大，涉及面广，为使系统有效地运行，并始终保持数据的正确性和完整性，防止数据的泄漏。需要采取一定的安全保密措施。本系统的安全保密设计围绕以下两个方面进行：1.源程序编译源程序经过编译生成特殊代码，可避免非法操作，起到安全保密的作用。另外，源程序编译后，计算机执行编译后的目标文件，也可以大大提高程序执行速度。当然，系统正式交付使用后，仍需维护和完善，因此，不能抛开源程序。较好的做法是，源程序由专人负责保管，未经许可不能随意使用，一般操作人员只能接触目标文件。2.程序文件属性修改为防止对库文件的单独操作，在程