【毕业学位论文】（Word原稿）电视台硬盘播出系统后台管理子系统的设计与实现-软件工程

硕士学位论文 （专业学位） 电视台硬盘播出系统后台管理子系统的设计与实现 姓 名：亚汝 学 号： 1021170110 所在院系：软件学院 职业类型：工程硕士 专业领域：软件工程 指导教师：张惠娟教授 副指导教师： 董瑞军 二 一三年三月 in 2013 1021170110 of of of 视台硬盘播出系统后台管理 子系统的设计与实现 亚汝 同济大学 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 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 硕士学位论文 摘要 I 摘 要 电视台硬盘播出系统 是决定电视台节目播出质量的重要环节。经过多年的发展， 电视台硬盘播出系统 经历了原来的纯手动系统过渡到半自动化系统，进而发展到现在的全自动化系统。随着数字化进程的加快， 电视台硬盘播出系统 以其数字化和自动化程度高、安全性和稳定性好、扩展能力强的优势逐渐得到了各电视台的青睐。 电视台硬盘播出系统最主要功能有播出控制、节目在后台的制作以及编播人员的管理等。而电视台硬盘播出系统后台管理子系统主要完成相关编播人员 和素材 的 管理工作，在 电视台硬盘播出系统 中十分重要。只有有效的 管理好 编播 人员和素材才能保证整个 电视台硬盘播出系统 精准、稳定 的 运行，它是整个 电视台硬盘播出 系统的后勤保障部。 内蒙古电视台现有的 硬盘播出系统 虽然能满足基本的功能需求，但已跟不上硬盘播出 系统快速发展的脚步。它体现出诸多问题，比如用户的权限管理仍然采用的是 用户管理机制，给数据库备份和还原带来了困难；系统采用基于文件共享的的素材传输方式，这种方式不仅给服务器带来了负担，也给系统的安全埋下了隐患；系统中的无效素材不能得到及时的清理，也给服务器和数据库增加了负担； 编播人员 权限混乱，越权操作频繁等 。 本课题以内蒙古电视台 硬盘播出 系统为依托，设计了一套适应现实需求的 电视台硬盘播出系统 后台管理子系统。在充分考虑系统稳定性和可延续性的基础上，选择了 开发平台，使用 005 对数据库进行管理，通过 式实现素材文件的传输。本课题 设计出的 电视台硬盘播出系统 后台 管理子系统可以有效的解决以往系统中存在的问题，提高了内蒙古电视台硬盘播出系统 的安全性和稳定性。 最后，通过对本系统的各项测试，本论文所设计的 电视台硬盘播出系统 后台管理子系统达到设计目标要求，该系统已经在内蒙古电视内实 际应用，并且收到了良好地效果。 关键词： 后台管理、用户管理、 材审核、自动迁移 is an of to to a of to a of of of of V in is in of to of it is of V to up of it as s is to on to to no of to on to as a of of In of of as II 005 to in of in of V to V, 硕士学位论文 目录 V 目 录 第一章 引 言 . 1 究背景 . 1 究意义 . 1 究现状 . 2 究目标及内容 . 3 文组织结构 . 5 第二章 相关技术 . 7 发技术 . 7 系结构 . 9 发工具 . 13 第三章 后台管理子系统的需求分析 . 15 统整体需求 . 15 统功能需求 . 16 户登录功能 . 17 户管理功能 . 17 材审核功能 . 18 材迁移功能 . 19 目播出表编辑功能 . 19 统性能需求 . 20 统安全需求 . 21 章小结 . 22 第四章 后台管理子系统 的设计 . 23 统架构设计 . 23 统主要功能模块设计 . 24 户登录模块设计 . 25 户管理模块设计 . 26 材审核模块设计 . 31 材迁移模块设计 . 33 目播出表编辑模块设计 . 39 统数据表设计 . 42 据库设计规范 . 42 据库逻辑结构设计 . 43 据库物理结构设计 . 45 章小结 . 49 第五章 后台管理子系统 的实现 . 50 统数据库的实现 . 50 统主要功能 的实现 . 54 户登录模块的实现 . 54 户管理模块的实现 . 55 材审查模块的实现 . 60 硕士学位论文 目录 素材迁移模块的实现 . 63 目播出表编辑模块的实现 . 66 章小结 . 67 第六章 系统测试 . 68 第七章 结论与展望 . 75 结 . 75 期工作 . 75 致 谢 . 76 参考文献 . 77 硕士学位论文 第一章 引言 1 第一章 引 言 本章首先介绍了课题的 研究背景和 研究 意义 , 然后对国内外的相关研究情况进行文献综述，最后介绍了本文的主要研究 目标 、研究内容和论文组织结构。 究背景 随着数字化技术的发展，尤其是计算机软硬件技术和多媒体技术的日趋完善，各种性能优良、功能齐全和自动化程度高的广播电视数字化产品纷纷面市。电视台硬盘播出系统 以其非线性编辑、非线 性播出以及视频数字信号在传输过程中可靠性等优点，受到广大电视台 极大 的 青睐。 在电视台硬盘播出系统 中编播人员 的 管理和 视 频素材在整个播出过程中的播前编辑、播中操作、播后存储都可以使用计算机进行控制和管理，在给电 视台带来极大方便的同时也提高了 节目播出的 可靠性和安全性。所以在我 国电视台硬盘播出系统正 在 从各 省级大型电视台迅速向各中小电视台普及，从东部沿海发达地区向中西部地区发展。 此课题来源于作者参与 内蒙古电视台硬盘播出系统后台管 理子系统开发建设的整个实践过程，属于理论与实践相结合的课题。内蒙古电视台 开办至今已有七套节目，即：蒙 语卫视 1 套 、 蒙 语卫视 2 套、 汉语卫视 、新闻综合、文体娱乐、经济生活、影视剧、少儿，每天播出 约 144 小时，开办有新闻 栏目 、经济 栏目 、少 儿栏目、法制栏目、科教栏目、文艺栏目、体育栏目、译制等 40 多个蒙 汉语栏目。当前使用的电视台硬盘播出系统，虽然可以完成其基本功能，但已不能满足 现 今电视台硬盘播出系统 的要求。比如用户管理 直接采用 用户管理机制，给数据库备份还原带来了困难；系统中采用的文件共享方式来传输素材，不仅给服务器带来很大负担，还给系统造成一定的安全隐患；先素材后节目单再播出表的工作模式不能完全适应 内蒙古 电视台的工作流程。由于上述问题的存在，需要开发 电视台硬盘播出系统 新一 代 的 后台 管理子系统来适应发展 要求。 究意义 数字化时代的来临对人们的生活产生了巨大的影响，随着数字技术的 蓬勃发展，它正以惊人的速度渗透到社会生活的各个层面。当然广播电视领域也不可避免的受其影响。所以清楚地把握数字化技术的发展动向，硕士学位论文 电视台硬盘播出系统后台管理子系统的设计与实现 2 域的数字化进程有着极其重要的意义 。电视台硬盘播出系统是以 计算机技术为基础，以视频服务器、数据库服务器、素材管理站、播出控制站等为物理平台，利用网络进行数据传输、存储和共享；用软件实现人机交流的计算机系统。它与传统播出系统相比具有如下优势： 1 使 用数字化的方式管理素材文件。这可以保证素材文件经过无数次的复制、传输、编辑 ， 其 播放 质量不会有任何损失，这与传统的播出系 统相比有明显优势。 2不仅能满足电视节目制作所需的全部要求，而且比传统方式更方便、更精确、更有效。 3能保证节目定点定时、准确无误的播放，播放质量高。能满足广大观众的需求。 4数据库服务器能有效管理大量数据，实现资源共享，大大降低节目制作时间和成本。 5节目制作与存储的数字化、节目传送的网络化、节目播出的自动化，给管理维护带来了极大的方便，大大提高了电视台的工作效率。 但是随着技术和市场的快速发展，作为传统媒体的广播电视在面对互联网等新兴媒体挑战的同时，还要解决自身发展所出现的诸多困难。在这种情况下 ，势必要求广播电视行业打破传统、勇于创新，大量采用先进的技术以增加媒体内容、提高节目传播速度和广度。在这样的背景下，为了适应广播电视行业的发展，对其工作平台 电视台硬盘播出系统提出了更高的要求。如何增强节目资源的信息量，如何增强节目的制作水平和播出质量，这些问题都将是 电视台硬盘播出系统 在今后的发展过程中需要解决的。在电视台硬盘播出系统中， 后台管理子系统占据着相当重要的地位，可以说，是电视台硬盘播出系统的基础。它的基本功能是实现 编播 人员管理、素材审核、素材管理和节目编排等过程的数字化。由于它在电视台硬盘播出 系统中的重要作用，设计一个合理的 后台管理子系统 结构来满足电视台工作流程的需要至关重要。因此，研发出一套功能齐备、性能稳定、安全的 后台管理子系统 具有十分重要的意义。 硕士学位论文 第一章 引言 3 国外在电视台硬盘播出领域有着 一定的优势，有着以 司、司和索尼公司等为代表的很有实力的公司。相较 电视台 硬盘播出系统的控制软件方面他们在视频服务器领域有着更大的优势，他们的产品性能优越、稳定性强，但价格也较贵，不是一般电视台可以承受的。现阶段国内虽然相对落后，但发展速度十分惊人，这几年已有一批实力 不错的公司涌现，这其中具有代表性的有北京格非公司、广州现代视讯公司和北京华科飞扬公司。他们的产品以其物美价廉在省级及其以下电视台得到广泛的应用。硬件水平的提高还需时日，但软件系统的水平可以快速提高，且各个电视台有着自己特定的需求，这就要求软件必须非常切合具体用户需求，在这方面国内企业有着很大的发展空间。目前，各大电视台使用的硬盘播出系统，根据各自需要定制，各有其特点。但都有其共通的作业方式，比如通过数据库管理庞大的视频素材文件；并根据电视台节目制作流程设置权限，形成流水线作业；最后把电视节目送到千家万户。目 前中央电视台采用的是国外的设备，其他各大省级电视台，除一些很有财力的之外，其它采用的都是国产的 电视台 硬盘播出系统。这也标志着我国的 电视台 硬盘播出系统相关技术发展到了相当成熟的水平。但是，基于我国的国情， 电视台 硬盘播出系统的发展还面临许多问题。尽管如此，在经历了起步和初创阶段后，目前国内已有一些厂商开发出了有自主知识产权的 电视台 硬盘播出系统，并已成功应用于电视台的节目制作和播出。随着多年发展和技术积累，各项基本功能日趋完善。但由于技术进步和电视台需求的增长， 电视台 硬盘播出系统的原有模式与技术架构正在发生着变化 ，需要有新一代的 后台管理子系统 与之适应。 究目标及内容 本文论述的研究是在本人参与的为内蒙古电视台开发的一款电视台硬盘播出系统后台子管理系统，研究系统基于 言在 作平台下进行，基于 C/S 体系结构，采用 发 平台 ，采用 005数据库 系统 ，用 式代替文件共享方式。 在整个系统的研发过程中，具体要 实现 的 目标主要体现在以下几个方面： 1、 系统的可靠性：要保证对系统 各种操作的精准性。例如在用户管理模块中添加一个新的部门 ，那么在 完成添加的操作并保存后，数据要添加到数 硕士学位论文 电视台硬盘播出系统后台管理子系统的设计与实现 4 应的表格中去。 2、 系统的稳定性：保证系统 在 正常条件和正常环境下 能够持续高效稳定的运行 。不会在 非人为因素 下 导致播出系统崩溃或者播出设备运行不正常。 3、 系统的安全性：为不同栏目和频道的 编播 人员合理分配角色权限，只允许具有 编播 权限的 编播 人员完成相应的操作，防止越权操作；自动迁移软件运行时会自动启动软件状态监视功能，当软件出现异常而无法继续工作时，要及时重启迁移软件并重新执行迁移任务；在自动迁移垃圾信息清理过程中，要判断数 据库中的节目存储 的位置 和实际节目 存储 的 位置是否匹配，若不匹配，就将其视作垃圾文件删除掉。除此以外，后台管理子系统中对各模块的任何操作都应有相应的跟踪记录，当 编播人 员出现误操作或是系统发生故障时，能根据这些记录及时恢复数据，从而进一步提高系统的安全性能。 4、系统的高效性：用户进入自动迁移模块后，系统要自动开始创建任务列表并按优先级先后顺序依次执行，同时还要允许多个客户端同时执行不同的迁移任务。 5、系统的可扩展性：例如当出现新的业务需求时，系统在数据库的存储容量、各功能模块的可扩展性方面应该具有良好的适应能力。 本论文主要研究了内蒙古电视台硬 盘播出系统后台管理子系统的整体 业务流程 以及编播人员和 节目素材的管理手段，首先从 业务流程的范围入手，确定该系统是整个电视台硬盘播出系统的关键子系统 ，也是节目制作与存储的数字化、节目传送的网络化、节目播出的自动化的重要管理平台，基于该核心要求，本论文结合该电视台实际 业务需要 做了如下研究工作。 1、分析了当前 电视台硬盘出 系统的 关键 技术；分析 目前内蒙古电视节目编播和管理人员的权限安排；分析了内蒙古电视台现有部门的设置情况；分析了内蒙古电视现有硬盘播出系统的模块结构；分析了现有内蒙古电视台编播人员对节目素材的管理流程 （包括：素材审核、素材上传下载、节目播出表编辑情况）；分析了内蒙古电视现有硬盘播出系统的数据库结构等几方面。 2、设计了一个高效、稳定、安全的后台管理平台， 本研究通过对数据库的重新设计，考虑其通用性；用户登录、用户管理功能完全重新设计，并考虑其对其他模块的支持；由于数据库的变更，硕士学位论文 第一章 引言 5 的操作，权限管理重新设计，并规范审核流程和做详细日志记录；素材迁移其运行机制全部更换，用 式代替文件共享方式，更加严格的权限控制，更加有效的传输方式，保证占用较少的服务器资源；播出表编 辑在非线性编辑方面加强功能，增加虚拟节目生成功能，对节目编辑流程做一定修改，以适应内蒙古电视台的需求。 3、实现了后台管理子系统的各个 模块，系统模块包括：用户登录模块、 用户管理模块、素材审核模块、素材迁移模块、节目播出表编辑、 各模块具体实现的内容为： （ 1） 用户登录模块：完成 编播人员 的登录功能， 编播人员 通过用户名和密码登录系统，成功登录系统后可以修改用户密码。 （ 2）用户管理模块：新建和删除 编播人员 ，修改某个 编播人员 的用户名和密码及其所属部门和权限；新建和删除部门，修改某个部门的部门名和部门简介；添 加和删除权限，修改、权限简介。 （ 3）审核模块：完成对录制好的素材进行审查，在审查功能中， 编播人员可浏览 素材 文件 ,获取素材长度、入出点等信息，得出审核结论保存素材信息到数据库 中 。还可以编排节目。 （ 4）素材迁移模块：可根据需要播出的节目表，在素材库中选择素材，建立迁移任务表。迁移任务表可以保存，也可以读取已有任务表；根据需要任务可以立即执行也可以定时执行；按照迁移任务表进行素材传输，可中途终止正在迁移的任务；在播出库上建立 务器，客户端通过 式连接播出库，传输素材。支持断点续传。这可以保 证网络的安全性和传输的可靠性。 （ 5） 节目 播出表编辑模块：管理节目文件，可以按节目类别查询节目，也可具体查询某一节目，还可以生成虚拟节目。把各节目、素材添加进播出表，并设置其相应属性（如开始方式、播出开始时间、结束时间等）；可以实现分频道进行 节目 播出表的编排，将数据存放到数据库中，播出表能预先编排没有生成的素材或者节目单。 文组织结构 本论文将从后台管理子 系统的概念出发，详细介绍 了 硕士学位论文 电视台硬盘播出系统后台管理子系统的设计与实现 6 登录模块、用户管理模块 、 素材审核 模块、 自动迁移模块 、 播出表编辑 模块以及系统数据库的 设计和实现。 论文的组织结构 如下 ： 第一章，通过对 电视台 硬盘播出系统发展现状和存在的问题的介绍，着重分析了该课题的研究意义、工作重点以及论文的组织结构。 第 二 章， 相关技术与体系结构介绍：对系统设计实现涉及到的关键技术进行了讨论介绍 。 第 三 章 ， 对 后台 管理 子系统的需求进行了全面的分析，具体研究了的 整体架构需求、 功能 需求 、性能需求、系统数据库需求、安全需求等 。 第 四 章， 后台 管理 子 系统的 全面 详细设计，从 用户登录、 用户管理、素材审核、素材迁移和 节目 播出表编辑 以及系统数据库 等 几个 方面介绍了 后台 管理 子 系统的详细设计情况。 第 五 章， 后 台 管理 子 系统 的实现， 介绍了 从用户登录、 用户管理、素材审核、素材迁移和 节目 播出表编辑几个模块以及系统数据库 的实现情况 。 第 六 章，对各功能模块的操作结果进行验证并 进行了 详细 测试。 第 七 章，对整个课题研究的成果作一个总结，并对后台管理 子 系统中存在的不足提出一些个人的建议，最后对 电视台 硬盘播出系统的发展前景作出阶段性展望。 硕士学位论文 第二章 相关技术 7 第二章 相关技术 本章介绍在设计和实现后台管理子系统中应用到的相关技术 ，并 进行了详细的介绍 和 描述 。 发技术 1、开发语言 本后台管理子系统使用 开发语言 。 一种高级编译语言，建立于 上，具有强类型（对数据类型的检查非常严格）特性，支持结构化和面向对象编程。它的优点包括 ： 代码的易读性、快速编译，以及支持多个单元文件 ， 从而实现模块化编程。 面向对象的衍生分支，以 主要编程语言著称 。 2、运行环境 本后台管理子系统使用性能稳定可靠的 003 应用系统服务器。 003 应用 系统服务器具有以下优点。 可操作性 ： 003 具有 作系统的特色 ,除了熟悉的使用界面以外 ,为了方便用户执行任务 ,003内置了许多向导程序 ,向导程序可以协助用户完成复杂的服务器设置 。 可管理性 ： 003 可以充当不同功能的服务器角色 ,只要是 以 管理员帐号登陆就会自动执行 。它 还提供了大量的控制台 ,用于执行不同的管理任务 。 可扩展性 ： 003 不仅支持最高 521内存 ,还支持使 003可以在高配置的计算机下轻松分配可用资源 。 可用性 ： 003通过使用多台服务器 (节点 )的 集 群功能 (不同节点象单个系统一样协同工作 )来提高了可用性 ,从而确保了当某个节点出现故障或维护而不可用时 ,另一个节点立即开始提供服务 (故障转移 ),服务器 集 群最多可以组合 8 个节点 。 可靠性 ：微软 在这几个核心特性上做了大量的修改 ,使得 硕士学位论文 电视台硬盘播出系统后台管理子系统的设计与实现 8 2003 中大多数安装补丁等操作 ,将不再要求重新启动计算机 。 3、数据库 005 是微软公司开发的数据库产品，被广泛使用，很多 企业内部信息化平台 都是基于 品 之 上。 其主要功能特点为： 高度的 可靠性和 可伸缩性 ： 在使用 005 系统中 可以 得到非常高 的 可靠性和 可伸缩性。通过 向外扩展和 向上伸缩的 非凡 能力， 005 很好 的 满足了 企业 各种 苛刻 的 应用程序要求。 向上伸缩 ： 可以利用 了对称 多任务 多处理器系统 。 以使用多达 32 个 中央 处理器和 64 存的应用服 务器系统 。 向外扩展 ： 005 可以将数据 和数据库 部门 负载分配给多台 应用 服务器。 可用性 ： 005 的 日志传送 、 增强的故障转移群集、和新增的备份策略，达到了最大 可利用 的可用性。 可扩展和 集成的 需求 分析服务 ： 编程人员 可以 在 005 建立一个 带有集成工具的端到端 需求 分析解决方案 。 另外 ， 可以根据 前期需求 分析结果 自动驱动商业过程以及从最复杂的计算灵活地检索自定义结果集。 快速开发、调试和数据转换 ： 005 带有交互式调节和调试查 询、从任何数据源快速移动和转化数据、以及按 式定义和使用函数等功能。您可以从任意 编程 工具以可视化方式设计和编写数据库应用程序。 简化的管理和调节 ： 使用 005，您可以很容易地在企业资源旁边集中管理数据库。可以在保持联机的同时轻松地在计算机间或实例间移动和复制数据库。 基于 005 的特点 特性 ， 所以 本 后台管理子 系统采用 005 关系型 数据库系统 。 4、文件传输技术 后台管理子系统是使用 术来移动、上传、 下载、迁移素材资料的。 硕士学位论文 第二章 相关技术 9 的全称是 件传输协议 )，顾名思义，就是专门用来传输文件的协议。 一个客户机 和 服务器 组成的 系统 (C/S)。 主要作用，就是让用户 在 运行着 务器程序 的 计算机上 连接 一个远程计算机 (远程 计算机上 也 运行着 务器程序 )察看远程计算机有 什么 文件，然后从远程计算机把文件拷到本地 的 计算机， 或者可以 把本地计算机的文件 上传到 远程计算机去。可由 用户通过客户机程序向服务器程序发出命令，服务器程序执行用户所发出的命令，并将执 行的结果返回到客户机。 5、核心组件 在 后台管理子系统开发中，使用 心 组件 开发，无缝集成到 后台 管理 子系统 中来。 微软为 B 设计的 ， 是一个功能非常强大的数据访问接口 。 B 可以高性能的访问 任何数据源， 主要 包括：关系型数据库、 件系统 、非关系型数据库、文本和 自定义业务对象 以及 图形 等。 要特点如下： 常 重要的特点之一 就是易于使用 。 持 +、 相关技术编程接口。 B 一样 可以访问 各 种数据源。 还可 使应用程序具有 优良的 灵活性和 通用性。 比其他接口访问数据源 效率 更 高。 对与 说具有面性对象的特点， 是高层数据库访问技术。 微软 当前 对 所支持的 各种 数据库进行 最直接 操作的 最简单和 最有效直接的 方式 ， 具有 非常强大的数据访问编程模式。可 以使用 编写紧凑简明的脚本以便连接到 兼容的数据库和 B 兼容的数据源，这样程序员就可以访问任何与 容的数据库，包括 005 等等。 系结构 目前为止，信息管理系统的发展经历了 4 个阶段：主机终端阶段、文件服务器阶段、客户机服务器阶段（ C