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东北大学硕士学位论文摘要 多媒体网络教学系统的设计与开发 摘要 本文以辽宁省农电局农电电工多媒体网络教学、考试系统为背景，采用.n e t 开发环境将客户端用 及 务器、 浏览器用 民 务器两种开发模式结合起来， 将多媒体课件 和网络考试以网页的形式表现，使课件具有较低使用代价、较强表现力、较高独 立性与较好的扩展性。所设计的教学系统提供了统一模式与自由 模式两种学习模 式。 本文首先介绍了开发平台、开发工具，并进行了用户的需求分析，主要包括 功能需求分析和非功能需求分析。其次，在对多媒体教学、考试系统设计的内容 进行分析的基础上，介绍了总体设计的思路和模式，以及复用模块的设计。然后， 本文详细介绍了多媒体网络教学系统和考试系统的具体实现，综合考虑系统的经 济性、可行性等多方面因素，设计了多媒体教学系统和考试系统。同时，根据数 据库的设计方法、步骤和数据库的规范，对数据库进行了设计，划分了 功能 模块， 并详细介绍了系统运行的主要界面。 本系统平台在应用上主要针对定期或不定期举行考试培训的政府机关、单位 企业，致力于提高培训和考试的实际效果和效率，解决现有的问题，摒弃旧模式 的缺陷，提高企事业单位的办公自 动化和信息化水平。 本系统不但具有多媒体教 学系统的通用功能，而且还有一些特殊的功能，如具有试卷生成、进行考试等功 能;并在考试系统中实现通过指纹验证才能进行考试的功能等。 关键词:多媒体网络电工培训教学系统 东北大学硕士学位论文 d e s i g n i n g a n d e x p l o i t a t i o n o f t h e mu l t i m e d i a n e t w o r k t e a c h i n g s y s t e m ab s t r a c t t h i s t h e s i s i s b a s e d o n t h e s y s t e m o f mu l t i m e d i a n e t w o r k t e a c h i n g a n d t e s t i n g t o c o u n t r y e l e c t r i c i a n o f l i a o n i n g p r o v i n c e . wit h t h e a p p l i c a t i o n o f .n e t t e c h n o l o g y m o d e c / s a n d b / s w a s m i x e d . t h e s y s t e m t h a t w a s d e s i g n e d s u p p l i e d t h e m o d e u n it e a n d m o d e fr e e l y . e x p l o i t a t i o n fl a t r o o f e x p lo i t a t i o n t o o l a n d u s e r s r e q u i r e m e n t a n a l y s i s a r e i n t r o d u c e d f i r s t l y , m a in l y i n c l u d i n g f u n c t i o n a n d n o n - fu n c t i o n r e q u i r e m e n t a n a l y s i s . s e c o n d l y , t h e w h o l e d e s i g n t h o u g h t m o d e a n d t h e d e s i g n o f d u p l i c a t e m o d u l e a r e i n t r o d u c e d o n t h e a n a l y s i s o f mu l t i m e d i a t h e r e a l i z a t i o n o f t e a c h i n g a n d t e s t i n g s y s t e m . t h e n t h e r e a l i z a t i o n o f mu l t im e d i a w a s p a r t i c u l a r l y i n t r o d u c e d t e a c h i n g a n d t e s t in g s y s te m a r e d e s i g n e d . c o n s i d e r i n g s u c h a s e l e c tr i c a n d f e a s i b i l i t y m a n y a s p e c t e l e m e n t t h e d a t a b a s e i s d e s i g n e d a n d fu n c t i o n m o d u l e a r e c o m p a r t m e n t a l iz e a n d m a i n s u r f a c e i s i n t r o d u c e d a c c o r d i n g t o t h e d e s i g n m e t h o d s p r o c e d u r e s a n d c r i t e r i o n s . t h e s y s t e m i s u s e d f o r g o v e r n m e n t a n d u n i t c o r p o r a t i o n t h a t h o l d e x a m i n a t i o n i n o r d e r t o i m p r o v i n g e x a m i n a t o r i a l e f f i c i e n c y a n d s o l v i n g e x i s t in g p r o b l e m . b y s p u r n i n g o ld m o l d a u t o m a t i z a t i o n a n d c o m m u n i c a t i o n l e v e l a r e i m p r o v e d . t h e s y s t e m n o t o n l y h a v e t h e f u n c t i o n o f mu l t i m e d i a n e t w o r k t e a c h i n g b u t a l s o h a v e s p e c i a l fu n c t io n s u c h a s m a k i n g t e s t p a p e r , t e s t i n g a n d v a l i d a t in g d a c t y l o g r a m . k e y w o r d s : mu l t i m e d i ae l e c t r i c i a n t r a i n i n g t e a c h i n g s y s t e m - 1 1 1 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。 论文中取 得的研究成果除加以标注和致谢的地方外， 不包含其他人己经发表或 撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名 日期: 否则视为不同 意。 ) 学位论文作者签名: 六 多 礴 签 字 日 期 : d 5 -, s - 二， 余 导师签名 签字日期 东北大学硕士学位论文第一章概述 第一章概述 随着各行业对内 部员工素质要求的不断提高，相关的专业知识学习、技能培 训和测试、考试也就变得越来越重要了。传统的培训和测试，多是选择专门的培 训教师和场地，寻找固定的时间，对被培训人员进行讲授，形式单调、死板，培 训效果不理想。 在培训和考试的过程当中，教师还要进行出 题、判分等繁重的工 作。这无异于是对时间和人力的浪费，因此出现了 用计算机及软件、硬件系统实 现的辅助甚至替代的自 动化形式。 当前现存的培训、考试系统多采用单机或网络两种运行模式，通过访问 本地 或网 络数 据库进行素 材和题目 的 选择川 ， 提取 所需的 数据， 通常 这些系 统 存在着素 材库开放性差，交互控制能力弱、安全性低等缺点和不足。 这种现实情况下，根据对有关行业培训、考试业务的深入学习与研究，将数 据库技术、 信息安全技术、 w e b 技术、 面向对象软件开发技术集合起来， 针对市场 需求的 特点， 开发了 集多媒体培训系统和在线考试系统为一体的软件平台。 本系 统在设计实现上主要采用了基于. n e t框架的关键技术，集合多媒体、数据库、网 络和 w e b技术，构建出功能强大的软件平台。在设计中将客户端/ 服务器( c / s ) , 浏览器/ 服务器( b / s ) 两种开发模式结合起来，将多媒体课件和考试卷面以网页的 形式表现。 多媒体网络教学系统就是为了解决目 前的不能集中培训、培训形式单调， 培训效果差的缺点，达到有针对性地学习和考核职工的技能水平的目的。 1 . 1 开发平台、开发工具简介 ( 一).n e t 集成开发环境 为了 适 应未来社会的 发展， m i c r o s o ft 推出了 n e t 战 略2 1 ，以 此作为下 一代的 网络应用基础。mi c r o s o f t的所有产品包括操作系统、办公软件和开发工具等都将 转移到n e t 平台上来，n e t所包含的技术全面而先进， 它是一种面向网络、 支持 各种用户终端的开发平台环境。 m i c r o s o ft的 宏伟目 标是彻底改变软件的开发方式、 发行方式、使用方式等等，.n e t的核心内容之一是要搭建第三代因 特网平台， 这 个网 络平台 将解决网站之间的 协同 合作问 题， 从而最大限度的获取信息。 在.n e t 平台上，不同网站之间通过相关的协定联系在一起，网站之间形成自 动交流、协 同工作、提供最全面的服务。 ( 二) c # 语言 - i - 东北大学硕士学位论文第一章概述 第一章概述 随着各行业对内 部员工素质要求的不断提高，相关的专业知识学习、技能培 训和测试、考试也就变得越来越重要了。传统的培训和测试，多是选择专门的培 训教师和场地，寻找固定的时间，对被培训人员进行讲授，形式单调、死板，培 训效果不理想。 在培训和考试的过程当中，教师还要进行出 题、判分等繁重的工 作。这无异于是对时间和人力的浪费，因此出现了 用计算机及软件、硬件系统实 现的辅助甚至替代的自 动化形式。 当前现存的培训、考试系统多采用单机或网络两种运行模式，通过访问 本地 或网 络数 据库进行素 材和题目 的 选择川 ， 提取 所需的 数据， 通常 这些系 统 存在着素 材库开放性差，交互控制能力弱、安全性低等缺点和不足。 这种现实情况下，根据对有关行业培训、考试业务的深入学习与研究，将数 据库技术、 信息安全技术、 w e b 技术、 面向对象软件开发技术集合起来， 针对市场 需求的 特点， 开发了 集多媒体培训系统和在线考试系统为一体的软件平台。 本系 统在设计实现上主要采用了基于. n e t框架的关键技术，集合多媒体、数据库、网 络和 w e b技术，构建出功能强大的软件平台。在设计中将客户端/ 服务器( c / s ) , 浏览器/ 服务器( b / s ) 两种开发模式结合起来，将多媒体课件和考试卷面以网页的 形式表现。 多媒体网络教学系统就是为了解决目 前的不能集中培训、培训形式单调， 培训效果差的缺点，达到有针对性地学习和考核职工的技能水平的目的。 1 . 1 开发平台、开发工具简介 ( 一).n e t 集成开发环境 为了 适 应未来社会的 发展， m i c r o s o ft 推出了 n e t 战 略2 1 ，以 此作为下 一代的 网络应用基础。mi c r o s o f t的所有产品包括操作系统、办公软件和开发工具等都将 转移到n e t 平台上来，n e t所包含的技术全面而先进， 它是一种面向网络、 支持 各种用户终端的开发平台环境。 m i c r o s o ft的 宏伟目 标是彻底改变软件的开发方式、 发行方式、使用方式等等，.n e t的核心内容之一是要搭建第三代因 特网平台， 这 个网 络平台 将解决网站之间的 协同 合作问 题， 从而最大限度的获取信息。 在.n e t 平台上，不同网站之间通过相关的协定联系在一起，网站之间形成自 动交流、协 同工作、提供最全面的服务。 ( 二) c # 语言 - i - 东北大学硕士 学位论文第一章概述 为了 促进. n e t 应用程序的开发， m i c r o s o f t 推出了v i s u a l s t u d i o . n e t 集成 开发环境。这个集成环境里包含了许多强大的工具，并且支持多种编程语言， 如 c # , v i s u a l b a s i c . n e t , c + + 托管 扩展 等 3 -4 ， 其中c # 就 是m i c r o s o f t 为 了 适 应 未 来网络技术的发展而推出的新一代编程语言， 它是专门为. n e t 战略所开发的语言。 c # 本身作为一种功能强大的语言， 它从著名的c + + 进化而来， 并综合了c + + 和j a v a 的优点， 是. n e t 的主推语言， 在. n e t 中 起着不可或缺的作用。 它有以 下几个特点: ( 1 )简洁的语法 ( 2 ) 精心的面向 对象设计 ( 3 )与 w e b的紧密结合 ( 4 ， 完整的 安全性与错误处理 ( 5 )灵活性与兼容性。 本系统在设计实现上主要采用了基于. n e t的关键技术， 集合多媒体、网络和 w e b技术，综合运用了面向对象分析、设计、客户端/ 服务器、浏览器/ 服务器、 a d o . n e t , c # , a c t i v e x , a s p . n e t s , x m l 文档d o m 支持、i n t e r n e t 信息服务6 等 众多 现代软件设计方法、开发模型模式、技术技巧和最新的开发工具， 最终实现 了较好的实践效果。 1 .2需求分析 需求分析主要是采集客户的具体开发要求，客户的开发需求从总体上决定了 软件系统最重要实现的功能轮廓。由于工作领域及专业知识的限定，一般的客户 是难以 准确的描述其所需要的东西， 这就要求软件开发设计人员，站在客户的角 度，帮助客户完成其所想要获得的产品的功能的描述。 1 . 2 . 1功能需求分析 ( 一)用户要求 由于农村电工的工作时间不固定，工作地点分散，组织一次全员正规培训比 较困 难，这对提高农电职工的业务水平很不利。农村电工的培训工作必须随着科 学技术的进步而进步，电 业局希望能改变目 前的培训考试现状，改善培训教师的 繁重劳动和重复性工作，提高农电职工的素质和业务水平。解决目 前的不能集中 培训、培训形式单调，培训效果差的缺点，可以有针对性地学习和考核职工的技 能水平。并且用户要求通过声音、图片、动画、视频、文字说明等多种手段，以 达到 较好的学习效果。 根据客户的需求，我们将要开发的系统分为两大部分:多媒体教学系统和考 试系统。 ( 二)顶层用例 ( u s e c a s e )描述 2 - 东北大学硕士 学位论文第一章概述 为了 促进. n e t 应用程序的开发， m i c r o s o f t 推出了v i s u a l s t u d i o . n e t 集成 开发环境。这个集成环境里包含了许多强大的工具，并且支持多种编程语言， 如 c # , v i s u a l b a s i c . n e t , c + + 托管 扩展 等 3 -4 ， 其中c # 就 是m i c r o s o f t 为 了 适 应 未 来网络技术的发展而推出的新一代编程语言， 它是专门为. n e t 战略所开发的语言。 c # 本身作为一种功能强大的语言， 它从著名的c + + 进化而来， 并综合了c + + 和j a v a 的优点， 是. n e t 的主推语言， 在. n e t 中 起着不可或缺的作用。 它有以 下几个特点: ( 1 )简洁的语法 ( 2 ) 精心的面向 对象设计 ( 3 )与 w e b的紧密结合 ( 4 ， 完整的 安全性与错误处理 ( 5 )灵活性与兼容性。 本系统在设计实现上主要采用了基于. n e t的关键技术， 集合多媒体、网络和 w e b技术，综合运用了面向对象分析、设计、客户端/ 服务器、浏览器/ 服务器、 a d o . n e t , c # , a c t i v e x , a s p . n e t s , x m l 文档d o m 支持、i n t e r n e t 信息服务6 等 众多 现代软件设计方法、开发模型模式、技术技巧和最新的开发工具， 最终实现 了较好的实践效果。 1 .2需求分析 需求分析主要是采集客户的具体开发要求，客户的开发需求从总体上决定了 软件系统最重要实现的功能轮廓。由于工作领域及专业知识的限定，一般的客户 是难以 准确的描述其所需要的东西， 这就要求软件开发设计人员，站在客户的角 度，帮助客户完成其所想要获得的产品的功能的描述。 1 . 2 . 1功能需求分析 ( 一)用户要求 由于农村电工的工作时间不固定，工作地点分散，组织一次全员正规培训比 较困 难，这对提高农电职工的业务水平很不利。农村电工的培训工作必须随着科 学技术的进步而进步，电 业局希望能改变目 前的培训考试现状，改善培训教师的 繁重劳动和重复性工作，提高农电职工的素质和业务水平。解决目 前的不能集中 培训、培训形式单调，培训效果差的缺点，可以有针对性地学习和考核职工的技 能水平。并且用户要求通过声音、图片、动画、视频、文字说明等多种手段，以 达到 较好的学习效果。 根据客户的需求，我们将要开发的系统分为两大部分:多媒体教学系统和考 试系统。 ( 二)顶层用例 ( u s e c a s e )描述 2 - 东北大学硕士学位论文第一章概述 为了促进n e t 应用程序的开发，m i c r o s o f t 推出了v i s u a ls t u d i o n e t 集成 开发环境。这个集成环境里包含了许多强大的工具，并且支持多种编程语言，如 c # 、v i s u a lb a s i c n e t 、c 十+ 托管扩展等【】，其中c # 就是m i c r o s o f l ：为了适应未 来网络技术的发展而推出的新一代编程语言，它是专门为n e t 战略所开发的语言。 c # 本身作为种功能强大的语言，它从著名的c + + 进化而来，并综合了c + + 和j a v a 的优点，是n e t 的主推语言，在n e t 中起着不可或缺的作用。它有以下几个特点： ( 1 ) 简洁的语法( 2 ) 精心的面向对象设计( 3 ) 与w e b 的紧密结合( 4 ) 完整的 安全性与错误处理( 5 ) 灵活性与兼容性。 本系统在设计实现上主要采用了基于n e t 的关键技术，集合多媒体、网络和 w e b 技术，综合运用了面向对象分析、设计、客户端服务器、浏览器服务器、 a d o n e t 、e # 、a c t i v e x 、a s p n e t t 引、x m l 文档d 嘲支持、i n t e r n e t 信息服务【6 】等 众多现代软件设计方法、开发模型模式、技术技巧和最新的开发工具，最终实现 了较好的实践效果。 1 2 需求分析 需求分析主要是采集客户的具体开发要求，客户的开发需求从总体上决定了 软件系统最重要实现的功能轮廓。由于工作领域及专业知识的限定，一般的客户 是难以准确的描述其所需要的东西，这就要求软件开发设计人员，站在客户的角 度，帮助客户完成其所想要获得的产品的功能的描述。 1 2 i 功能需求分析 ( 一) 用户要求 由于农村电工的工作时间不固定，工作地点分散，组织一次全员正规培训比 较困难，这对提高农电职工的业务水平很不利。农村电工的培训工作必须随着科 学技术的进步而进步，电业局希望能改变目前的培训考试现状，改善培训教师的 繁重劳动和重复性工作，提高农电职工的素质和业务水平。解决目前的不能集中 培训、培训形式单调，培训效果差的缺点，可以有针对性地学习和考核职工的技 能水平。并且用户要求通过声音、图片、动画、视频、文字说明等多种手段，以 达到较好的学习效果。 根据客户的需求，我们将要开发的系统分为两大部分：多媒体教学系统和考 试系统。 ( 二) 顶层用例( u s ec a s e ) 描述 2 东北大学硕士学位论文 第一苹概述 客户的描述只是粗略的，不足以立即指导开发。下面采用u s ec a s e 分析技术， 逐层进行，步一步细化、实际化问题。 ( 1 ) 多媒体教学培训系统 首先从使用系统的众多角色入手，分析这些角色需要的各种功能，在顶层用 例分析的时候，将这些功能粗略描述为单位较大的功能予系统，具体如图i 1 所示。 s t u d e n t s k i l li r e m 。e d i t o r 图1 1 顶层用例图 f i g 1 1t h ee x a m p l ec h a r to f t i pl a y e r 其中的角色列表及其意义说明见表1 1 。 表1 1 角色及意义 t a b l e l 1r o l ea n dm e a n i n g + 彳裂精鸯骥群簿鬻鬻麓鬟麟疆嚣曩鬟i g 翼羲溪露秽j 篷譬”：1 “： s t u d e n t 上课的学生，即分布在各教室的学生机上的学生 授课老师，授课的内容包括c o u r s e w a r e ( 课件) 教 t e a c h e r学、s k i l lt r a i n i n g ( 技能训练) 教学，教师通常在每个 教室的教师机上使用软件系统 a d m i n i s t r a t o r 网络教学系统的管理员 c o u r s e w a r ee d i t o r 课件编辑人员 m o u l d i n gb o a r de d i t o r模板编辑人员 s k i t ii t e m se d i t o r 技能训练项目编辑人员 d a t a b a s e 数据库系统 东北大学硕士学位论文 第一章概述 在用例分析技术中，d a t a b a s e 系统也可以作为别的功能模块参与角色。上述 需求顶级描述图例中有t e a c h 、s t u d y 、s y s t e ma d m i n 、c o n t e n te d i t 四项子功能 需求。 ( a ) t e a c h 是教师机子系统完成课件讲授所需要的一些功能的包括，对教师而 言，在教学的应用中需要一些更多的功能支持，具有h a n du p ( 电子举手) 的功能， c l a s s r o o mm o n i t o r 就是对教室的监控，可以方便的查看在线学习的学生，掌握学 生上课的情况。s y sl o g i n 即系统登陆，也就是教师授课权限的认证，在系统的总 体设计中，会解释到系统给予角色的权限控制的概念。c h a n g em o d e 就是进行教学 模式的切换。简单的说，教学模式包括自由学习模式、统一学习模式，教师可以 对上课的学生进行学习模式的切换。 ( b ) s t u d y 是指学生机子系统所需要的功能，学生机子系统需要给学生提供一 个学习课件、进行技能训练的支撑平台，具有h a n du p ( 电子举手) 的功能和自主 学习的功能，学生要求可以与教师进行对话。 ( c ) s y s t e ma d m i n 即系统管理，为a d m i n i s t r a t o r ( 系统管理员) 提供管理多媒 体网络管理系统的操作接口。包含客户所需的以下功能：t e a c h e ra d m i n 主要管理 使用本系统的教师，进行教师权限的配置、管理。p a r a m e t e rs e t t i n g 是一个能保 证s y s t e ma d m i n 系统能够正常运行所需的参数的配置。 ( d ) c o n t e n te d i t 即内容制作( n e e _ b u i l d e r ) 子系统，内容制作子系统提供一 个编辑课件、技能训练项目的平台，方便相关角色( e d i t o r 类) 进行内容的编辑。 其中包含：l o g i n 是进行使用系统的用户的登录管理，实际中一个老师可以同时具 有多种角色，以符合实际应用的需要。具体的有关权限设计请参阅系统的具体设 计相关章节：p a r a m e t e rs e t t i n g ( 参数设定) 是系统运行所需的各种数据库、网 络、配置参数的设定，这是一个系统的必须的功能；c o u r s e w a r ee d i t ( 课件编辑) 、 s k i l li t e m se d i t ( 技能训练项目编辑) 、m o u l d i n gb o a r de d i t o r ( 模板编辑) 就是内容制作系统的主体用例，均是内容制作的用例。 ( 2 ) 考试系统 从考试系统的众多角色入手，分析这些角色需要的各种功能，具体如图1 2 所示。 东北大学硕士学位论文 第一章概述 图1 2 顶层用例图 f 遮12t h ee x a m p l ec h a r to f t i pl a y e r 其中的角色列表及其意义说明如表1 2 ： 表1 2 角色及意义 t a b l e l 2r o l ea n dm e a n i n g 擎攀磊憩簿豁豢鞫濑臻渊辫麓臻溱黼臻麟鼗萋黧攀露麓霹? o 恤“一+ “一一 ”“、。 s z u d e n t 参与考试的考生，即分布在各教室的考试机上的考生 监考老师，进行的内容有n e te x a m ( 网络考试) ：监 t e a c h e r 控考试、中断( 继续) 考试，收卷。 h d m i n is t r a t o r 网络教学系统的管理员 l o g i ns y s t e m登陆系统，考生需要进行指纹验证才能进入考场。 m a i nt e s t 考务主机子系统，进行试卷的编辑，生成 c l i e n t 考试机子系统，考生进行考试的终端。 d a t a b a s e数据库系统 在用例分析技术中，d a t a b a s e 系统也是可以作为别的功能模块的参与角色。 上述需求顶级描述图例中有m a i n t e s t 、c 1 i e n t 、s y s t e ma d m i n 三项子功能需求。 ( a ) m a i n t e s t 是考试系统中最重要的环节，完成考试过程中的主要功能：进行 考试的设置( 包括考场的设置、监考教师的设置) 、试卷的制作、生成等工作，提 供一个进行网络考试的支撑平台。s y s l o g i n 即系统登陆，也就是进入考务主机子 系统的权限认证；m a n a g e r 进行考试的监督，对正在考试的情况进行监控，包括计 时功能和中断考试、重新进行考试的功能；还包括考试成绩查询系统；p r i n t t e s t p a p e r ( 打印试卷) 等功能。 ( b ) c 1 i e n t 是指考试机子系统所需要的功能，系统需要给考生提供一个参与网 络考试的支撑平台。具有进行答卷功能和随时交卷的功能。特别提出的是在考生 5 东北大学硕士学位论文第一幸概述 进入考场之前要进行的l o g i n ( 登陆) 功能，在本系统中，为了给定一个公平竞争 的环境，考生进行考试前需要先进行考生指纹验证，只有与数据库保存的指纹相 符合的考生才能进入考场。 ( c ) s y s t e ma d m i n 即系统管理，为a d m i n i s t r a t o r ( 系统管理员) 提供管理多媒 体网络管理系统的操作接口。包含客户所需的以下功能：t e a c h e ra d m i n 主要管理 使用本系统的教师，进行教师权限的配置、管理。p a r a m e t e rs e t t i n g 是一个能保 证s y s t e ma d m i n 系统能够正常运行所需的参数的配置。 1 2 2 非功能性需求分析 非功能性需求分析主要考虑经济成本、性能、使用难易度、扩展性方面的要 求。 ( 1 ) 系统性能 在多媒体网络教学系统中有很多的图片、音频与视频文件需要传送，这些视 频与音频文件的播放时间均长达5 分钟左右。每次课堂中，可能连接到授课教师 机的最多可达1 2 0 台机器。网络考试和技能训练中需要支持同时1 2 0 多人进行在 线的答题读取题目或训练项目中的说明、讲解性视频、音频文件。客户当前能 够提供的网络环境是i o m 局域网。 ( 2 ) 使用难易度 客户方多为工人，刚刚会使用w i n d o w s 操作系统，对电脑操作的掌握能够只 能够算作初学者。这就要求本系统具有极强的易使用性，尤其是针对授课老师和 昕课学习的学生子系统和教师子系统。 ( 3 ) 系统可扩展性 在将来的时间，要对使用的软件系统进行修改和扩展，因此需要考虑到系统 的可扩展性。多媒体网络教室作为一种数字化教育的手段毕竟有其缺陷，将课堂 局限于一个特定的物理区域，课件的内容不能得到广泛的浏览使用的支持，宝贵 的教学内容数据不能共用于多个系统。特别的是，虽然目前主要使用在局域网中， 但客户仍希望可以进一步扩展功能发布到i n t e r n e t 中。因此，我们为客户设计的 系统应该考虑到上面提及的方面。 ( 4 ) 经济成本 客户经济成本一方面来自于使用本系统的硬件系统的造价，另一方面来自于 实现本软件系统的开发成本。良好的软件设计系统可以在满足扩展性的前提下最 好的节约硬件成本，这方面往往能节约出很多的资金。另一方面，考虑用户所需 的功能，采取合适的技术实现方案，也会影响到项目成本的预算。 东北大学硕士 学位论文第一章概述 进入考场之前要进行的l o g i n( 登陆) 功能， 在本系统中， 为了给定一个公平竞争 的环境，考生进行考试前需要先进行考生指纹验证，只有与数据库保存的指纹相 符合的考生才能进入考场。 ( c ) s y s t e m a d m i n 即系统管理， 为a d m i n i s t r a t o r ( 系统管理员 ) 提供管理多媒 体网络管理系统的操作接口。 包含客户所需的以 下功能: t e a c h e r a d m i n 主要管理 使用本系统的教师，进行教师权限的配置、 管理。 p a r a m e t e r s e t t i n g 是一个能 保 证s y s t e m a d m i n系统能够正常运行所需的参数的配置。 1 . 2 . 2非功能性需求分析 非功能性需求分析主要考虑经济成本、性能、使用难易度、扩展性方面的要 求。 a ) 系统性能 在多媒体网 络教学系统中有很多的图片、音频与视频文件需要传送， 这些视 频与音频文件的播放时间均长达 5分钟左右。 每次课堂中，可能连接到授课教师 机的最多可达 1 2 0台机器。 、 网络考试和技能训练中需要支持同时 1 2 0多人进行在 线的答题，读取题目 或训练项目中的说明、讲解性视频、音频文件。客户当前能 够提供的网络环境是1 0 m 局域网。 ( 2 ) 使用难易度 客户方多为工人，刚刚会使用 w i n d o w s操作系统，对电脑操作的掌握能够只 能够算作初学者。这就要求本系统具有极强的易使用性，尤其是针对授课老师和 听课学习的学生子系统和教师子系统。 ( 3 ) 系统可扩展性 在将来的时间，要对使用的软件系统进行修改和扩展，因此需要考虑到系统 的可扩展性。多媒体网络教室作为一种数字化教育的手段毕竟有其缺陷，将课堂 局限于一个特定的物理区域，课件的内容不能得到广泛的浏览使用的支持，宝贵 的教学内 容数据不能共用于多个系统。 特别的是， 虽然目 前主要使用在局域网中， 但客户仍希望可以 进一步扩展功能发布到工 n t e r n e t 中。因此，我们为客户设计的 系统应该考虑到上面提及的方面。 ( 4 ) 经济成本 客户经济成本一方面来自于使用本系统的硬件系统的造价，另一方面来自 于 实现本软件系统的开发成本。良 好的软件设计系统可以 在满足扩展性的前提下最 好的节约硬件成本，这方面往往能节约出很多的资金。另一方面，考虑用户所需 的功能， 采取合适的技术实现方案，也会影响到项目 成本的预算。 东北大学硕士学位论文第一章概述 以上的这些是根据客户的需求整理出来的一些用以参考的信息，通过对这些 信息的把握，对具体的项目的分析，可以整理出系统实现的技术方案、原则。 1 . 3开发的系统的功能和特点 1 . 3 . 1系统特点 根据用户的开发要求和具体分析，综上所述，需要开发的系统具备以下这些 特点: ( 1 ) 采用全新的.n e t 应用框架设计，具备良 好的可扩展性 ( 2 ) 具备单机、网 络不同的版本，提供流媒体和异构系统支持 ( 3 ) 可以 进行在线或离线学习、 在线考试，支持c / s ,b / c不同的工作模式 ( 4 ) 操作简明易用，功能设计齐全 ( 5 ) 提供完善的安全机制 ( 6 ) 减轻人员的劳动强度，提高办公效率 ( 7 ) 促进培训和考试流程的规范化和制度化 ( 8 ) 面向未来的知识管理 ( 9 ) 与企业中其他应用系统进行更好的集成 1 . 3 . 2本系统的技术指标 系统开发完后，经过长期的系统内部测试，并结合农电局的运行测试，取得 了良 好的实际效果，下面是本系统运行时的主要技术指标: 表1 . 3 主要技术指标测试 t a b i e 1 .3 t e s t o f ma i n t e c h n i c i n d e x 正常环境下服务器的c p u 负荷1 0 . 0 1 % 最大服务器连接容量5 0 正常环境下客户机的c p u 负荷 3 . 8 2 % 正常环境下网络负载 5 . 6 0 % 异常环境下网络负载 1 0 . 0 5 % 首次画面调用时间0 . 1 秒 自动刷新时间1 0 秒 东北大学硕士学位论文第一章概述 以上的这些是根据客户的需求整理出来的一些用以参考的信息，通过对这些 信息的把握，对具体的项目的分析，可以整理出系统实现的技术方案、原则。 1 . 3开发的系统的功能和特点 1 . 3 . 1系统特点 根据用户的开发要求和具体分析，综上所述，需要开发的系统具备以下这些 特点: ( 1 ) 采用全新的.n e t 应用框架设计，具备良 好的可扩展性 ( 2 ) 具备单机、网 络不同的版本，提供流媒体和异构系统支持 ( 3 ) 可以 进行在线或离线学习、 在线考试，支持c / s ,b / c不同的工作模式 ( 4 ) 操作简明易用，功能设计齐全 ( 5 ) 提供完善的安全机制 ( 6 ) 减轻人员的劳动强度，提高办公效率 ( 7 ) 促进培训和考试流程的规范化和制度化 ( 8 ) 面向未来的知识管理 ( 9 ) 与企业中其他应用系统进行更好的集成 1 . 3 . 2本系统的技术指标 系统开发完后，经过长期的系统内部测试，并结合农电局的运行测试，取得 了良 好的实际效果，下面是本系统运行时的主要技术指标: 表1 . 3 主要技术指标测试 t a b i e 1 .3 t e s t o f ma i n t e c h n i c i n d e x 正常环境下服务器的c p u 负荷1 0 . 0 1 % 最大服务器连接容量5 0 正常环境下客户机的c p u 负荷 3 . 8 2 % 正常环境下网络负载 5 . 6 0 % 异常环境下网络负载 1 0 . 0 5 % 首次画面调用时间0 . 1 秒 自动刷新时间1 0 秒 东北大学硕士学位论文第一章概述 1 . 4本文主要工作 本文以辽宁省农电局农电电工多媒体网络教学、 考试系统为背景， 采用.n e t 开 发环境， 将客户端/ 服务器、浏览器用 民 务器两种开发模式结合起来， 将多媒体课件 和网络考试以网页的形式表现，提供了统一模式与自由模式两种学习模式。围绕 着系统的设计与开发，做了如下工作: 1 、进行了用户的需求分析，主要包括功能需求分析和非功能需求分析。 2 、 在对多媒体教学、考试系统设计的内 容进行分析的 基础上，介绍了总体设 计的思路和模式，以及复用模块的设计。 3 、详细介绍了多媒体网 络教学系统和考试系统的具体实现， 综合考虑系统的 经济性、 可行性等多方面因素， 设计了多媒体教学系统和考试系统。 同时， 根据数据库的设计方法、步骤和数据库的规范，对数据库进行了设计， 划 分了功能模块，并详细介绍了系统运行的主要界面。 东北大学硕士学位论文第二章 总体设计 第二章总体设计 课件的概念应该包括课件的表现力、表现形式、使用代价、组织形式、独立 性、可复用性等相关问 题。在多媒体网 络教学系统中，要求课件有足够的表现能 力，不仅能够展示普通的文字资料，还需妥能够展示各种格式图片、视频、音频。 2 . 1教学课件的要求 (1 ) 表现形式说明课件的展示能够以某种方式被阅览，有很好表现形式的课件 是具有吸引力的。一方面应该具有良 好的展示界面，完美的展现课件的内 容， 使 读者可以 舒心的使用;另一方面，应该可以比 较容易的被阅读，也就是说具有较 低的使用代价。 ( z ) 组织形式就是课件的具体组织方式，之所以把组织形式与独立性放在一起 考虑是因为这里有一定的矛盾。比如都可以采取树型目 录组织较小单位的课件内 容，如果强调独立性，则需要将课件与其他的辅助系统独立开来，达到可以在任 何地方自由浏览的目的，如果放弃一些独立性，则可以将课件资源与数据库等辅 助系统相结合， 充分享受集中管理带来的便利与高效性。也可以使用一些折衷的 方法将独立性更为委婉的表达出来。例如，将所有课件使用的视频、音频资源统 一放到数据库中，本地使用可以 从数据库中读取，如果需要发布可独立使用的、 可分发的课件，则可以通过转化程序， 将资源提出来，重新整合，本系统的设计 采取这种折衷方法。 ( 3 ) 可复用性是软件行业发展至今一个不懈追求的目 标。课件的可复用性是指 该课件可以方便的自由使用，可以离开本系统独立使用或者可以较低的代价继承 到其他的系统中去。因为，课件是智力资源高度集中的一种资源，所以需要采取 很好的方式保证这种复用性。 本软件系统在具体的设计课件的时候需要综合考虑以上讨论到的各种因素。 采取以网页为具体的表现形式的课件， w e b 页面技术发展至今已 经可以 在页面中 加 入各种多媒体元素，与一些高级页面控制技术，如 c s s可以使得网页的现实效果 非常好。 系统的所有课件仍然使用通用的树型结构来组织，每个课件成为一个单独的 网页文件，其中一些课件元素，如较大的视频、音频、图像资料均存放在系统数 据中，这样更新工作会非常高效。同时，网页形式的课件具有很强的独立性和访 东北大学硕士学位论文第二章 总体设计 第二章总体设计 课件的概念应该包括课件的表现力、表现形式、使用代价、组织形式、独立 性、可复用性等相关问 题。在多媒体网 络教学系统中，要求课件有足够的表现能 力，不仅能够展示普通的文字资料，还需妥能够展示各种格式图片、视频、音频。 2 . 1教学课件的要求 (1 ) 表现形式说明课件的展示能够以某种方式被阅览，有很好表现形式的课件 是具有吸引力的。一方面应该具有良 好的展示界面，完美的展现课件的内 容， 使 读者可以 舒心的使用;另一方面，应该可以比 较容易的被阅读，也就是说具有较 低的使用代价。 ( z ) 组织形式就是课件的具体组织方式，之所以把组织形式与独立性放在一起 考虑是因为这里有一定的矛盾。比如都可以采取树型目 录组织较小单位的课件内 容，如果强调独立性，则需要将课件与其他的辅助系统独立开来，达到可以在任 何地方自由浏览的目的，如果放弃一些独立性，则可以将课件资源与数据库等辅 助系统相结合， 充分享受集中管理带来的便利与高效性。也可以使用一些折衷的 方法将独立性更为委婉的表达出来。例如，将所有课件使用的视频、音频资源统 一放到数据库中，本地使用可以 从数据库中读取，如果需要发布可独立使用的、 可分发的课件，则可以通过转化程序， 将资源提出来，重新整合，本系统的设计 采取这种折衷方法。 ( 3 ) 可复用性是软件行业发展至今一个不懈追求的目 标。课件的可复用性是指 该课件可以方便的自由使用，可以离开本系统独立使用或者可以较低的代价继承 到其他的系统中去。因为，课件是智力资源高度集中的一种资源，所以需要采取 很好的方式保证这种复用性。 本软件系统在具体的设计课件的时候需要综合考虑以上讨论到的各种因素。 采取以网页为具体的表现形式的课件， w e b 页面技术发展至今已 经可以 在页面中 加 入各种多媒体元素，与一些高级页面控制技术，如 c s s可以使得网页的现实效果 非常好。 系统的所有课件仍然使用通用的树型结构来组织，每个课件成为一个单独的 网页文件，其中一些课件元素，如较大的视频、音频、图像资料均存放在系统数 据中，这样更新工作会非常高效。同时，网页形式的课件具有很强的独立性和访 东北大学硕十学位论文第二章 总体设计 问的低代价性，容易发布，只需要浏览器软件便可以进行课件的阅览。 2