（通信与信息系统专业论文）电力保护及自动化远程培训系统的研究与实现.pdf

华北电力大学硕士学位论文目录 摘要 随着多媒体技术和因特网的日益普及，信息技术正在改变社会的生活方 式、工作方式和学习方式，而且这种变化与日俱增。网络远程培训系统就是 在这样的背景下蓬勃兴起。网络远程培训无论是在节约开销、动态地满足用 户需求和统一培训标准等方面都有着巨大的优势。 在网络发展的基础上，结合多媒体技术在远程培训系统中的运用，设计 并买现了基于b s 结构的远动培训系统。系统应用模块化的设计理念，采用 j s p 及o r a c l e9 i 数据库构建，完成了诸如组播培训，视频点播培训，考试信 息管理，学习交流，用户信息管理等多种功能。 关键词：i p 组播，v o d ，流媒体，j s p ，远程培训系统 a bs t r a c t w i t hp o p u l a r i t yo fm u l t i m e d i at e c h n o l o g ya n di n t e m e td a yb yd a y ；t h e j n f 0 瑚a t i o nt e c h n o l o g yi sc h a n g i n gl h em o d eo fp r o d u c t i o no ft h es o c i e t y ；j o bw a y a n dw a yo fs t u d y i n g ，a n dt h i sk i n do fc h a n g ei sa l s og r o w i n gw i t he a c hp a s s i n g d a y n e t w o r kt r a i n i n gs y s t e mi sj u s tu n d e rs u c ha ne r ab a c k g r o u n d sn o u r i s h i n gt o r i s e m o s ta d v a n t a g e so fn e t w o r k t r a i n i n gs y s t e ml i ei ns a v i n gc o s t ，a h a n g i n gt i m e o fl e a m i n gf t e e l yf b r u s e r u n i f y i n gt r a i n i n g 。s t a n d a i d sa n d e ta 1 b a s e d0 nt h ed e v e l o p m e n to fn e t w o r k ，c o m b i n ew i t ht h e a p p l i c a t i o no f m u l t i m e d i at e c h n o l o g yo nd i s t a n c e t r a i n i n gs y s t e m ， t h et r a i n i n gs y s t e mf o r p o w e r - p r o t e c tb a s e do nb sa r c h i t e c t u r ei sd e s i g n e da n dr e a l i z e d t h i ss y s t e m a d o p t sm o d u l a r i z a t i o nd e s i g n s ，a n di sc o n s t i t u t e dg r o u n d e do nj s pt e c h n o l o g ya n d o r a c l e9 id a t a b a s e m a n yf u n c t i o nt e m p l a t e so ft h i s s y s t e m ，f o re x a m p l e ，i p m u l t i c a s tt r a i n i n g ，v i d e oo nd e m o pt r a i n i n g ，m a n a g e m e n tf o rt e s ti n f o m a t i o n ， d i s c u s sa n di n t e r c o m m u n i c a t i o nf o m m ，m a n a g e m e n tf o ru s e ri n f o r m a t i o n ，h a v e b e e nf e a l i z e d w uj i e ( c o m m u n i c a t i o na n di n f o f m a t i o ns y s t e m ) d i r e c t e db yp r o f q i1 y h l i n k e yw o r d s ：i p m u l t i c a s t ，v o d ，m e d i as t r e a m ，j s p ，d i s t a n c et r a i n i n g s y s t e m 华北电力大学硕士学位论文目录 摘要 随着多媒体技术和因特网的日益普及，信息技术正在改变社会的生活方 式、工作方式和学习方式，而且这种变化与日俱增。网络远程培训系统就是 在这样的背景下蓬勃兴起。网络远程培训无论是在节约开销、动态地满足用 户需求和统一培训标准等方面都有着巨大的优势。 在网络发展的基础上，结合多媒体技术在远程培训系统中的运用，设计 并买现了基于b s 结构的远动培训系统。系统应用模块化的设计理念，采用 j s p 及o r a c l e9 i 数据库构建，完成了诸如组播培训，视频点播培训，考试信 息管理，学习交流，用户信息管理等多种功能。 关键词：i p 组播，v o d ，流媒体，j s p ，远程培训系统 a bs t r a c t w i t hp o p u l a r i t yo fm u l t i m e d i at e c h n o l o g ya n di n t e m e td a yb yd a y ；t h e j n f 0 瑚a t i o nt e c h n o l o g yi sc h a n g i n gl h em o d eo fp r o d u c t i o no ft h es o c i e t y ；j o bw a y a n dw a yo fs t u d y i n g ，a n dt h i sk i n do fc h a n g ei sa l s og r o w i n gw i t he a c hp a s s i n g d a y n e t w o r kt r a i n i n gs y s t e mi sj u s tu n d e rs u c ha ne r ab a c k g r o u n d sn o u r i s h i n gt o r i s e m o s ta d v a n t a g e so fn e t w o r k t r a i n i n gs y s t e ml i ei ns a v i n gc o s t ，a h a n g i n gt i m e o fl e a m i n gf t e e l yf b r u s e r u n i f y i n gt r a i n i n g 。s t a n d a i d sa n d e ta 1 b a s e d0 nt h ed e v e l o p m e n to fn e t w o r k ，c o m b i n ew i t ht h e a p p l i c a t i o no f m u l t i m e d i at e c h n o l o g yo nd i s t a n c e t r a i n i n gs y s t e m ， t h et r a i n i n gs y s t e mf o r p o w e r - p r o t e c tb a s e do nb sa r c h i t e c t u r ei sd e s i g n e da n dr e a l i z e d t h i ss y s t e m a d o p t sm o d u l a r i z a t i o nd e s i g n s ，a n di sc o n s t i t u t e dg r o u n d e do nj s pt e c h n o l o g ya n d o r a c l e9 id a t a b a s e m a n yf u n c t i o nt e m p l a t e so ft h i s s y s t e m ，f o re x a m p l e ，i p m u l t i c a s tt r a i n i n g ，v i d e oo nd e m o pt r a i n i n g ，m a n a g e m e n tf o rt e s ti n f o m a t i o n ， d i s c u s sa n di n t e r c o m m u n i c a t i o nf o m m ，m a n a g e m e n tf o ru s e ri n f o r m a t i o n ，h a v e b e e nf e a l i z e d w uj i e ( c o m m u n i c a t i o na n di n f o f m a t i o ns y s t e m ) d i r e c t e db yp r o f q i1 y h l i n k e yw o r d s ：i p m u l t i c a s t ，v o d ，m e d i as t r e a m ，j s p ，d i s t a n c et r a i n i n g s y s t e m 声明尸明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文电力保护及自动化远程培训系 统的研究与实现，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行 的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电 力大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本 研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：黑、查! 日期：圣丝墨! 墨! 壑 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩 印或其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅； 学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方 式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名：差查 日期：p 昂疆 导师签名： 日期：塑墨：篁! 写 华北电力大学硕士学位论文 1 1 论文选题背景及意义 第一章引言 现代社会已经步入了一个信息化的时代，科学技术和生产力在飞速的进步和发 展，新技术、新产品、新方法层出不穷，人们要不断快速学习、更新知识、调整知 识结构才能跟上时代前进的步伐。对于企业而言，为了保证企业的竞争能力不断增 强，就要经常组织各个层次的培训以提高员工素质，但随着企业规模的不断扩大， 传统形式的培训组织方式的局限性逐渐显示出来。伴随网络产生的远程培训系统则 越来越受到企业培训者的关注，最终会成为培训的主流方式。 传统培训系统一般采用集中面授的方式，这就导致了组织实施周期长，培训教 学资源缺乏有效的重复利用，增加了企业用于培训的开销。由于培训是在一定的时 间内集中进行的，必然无法满足员工的动态需求，使得企业的培训缺乏保持性，这 就进一步增加了企业的培训费用。企业培训往往是通过培训分支机构自身的讲师来 拓展培训课程覆盖面，传统培训对实施人员的依赖性决定了企业内各区域的培训实 施缺乏统一的标准，容易引起企业管理或者其他协作方面的不协调甚至混乱。 随着网络的飞速发展，使多媒体文件在网络上得以顺利的传输。在远程培训系 统中使用多媒体教学能极大的丰富教学过程，使学员能够按照自己的意愿随时随地 的进行学习，变被动为主动，能够增强学习的积极性，增加培训的效率。整个系统 建立在现有网络的基础上，b s 结构的设计模式使得用户在使用时不用安装任何软 件，只需要有一台接入i n t e r n e t 的p c 机用户就可以访问培训系统的服务器，参加 各种培训活动，缩短了培训的组织周期，节约培训费用。通过服务器方便的获得各 种培训资料，从而提高了资源的重复利用率，实现了资源共享。远程培训系统在节 约培训费用、培训资源的重复利用和员工培训管理方面都有着传统培训无法比拟的 优势。 1 2 远程教育的特点 所谓远程教育就是教育机构借助多媒体技术和各种教育资源而实施的超越传 统校园时空限制的教育活动形式。远程教育是适应社会发展的需要，并且伴随现代 媒体技术的发展而迅速成长壮大的教育活动形式。称之为教育活动形式是因为它有 着特定的教育信息传输和交流手段，有着适应远程教育方式的信息资源，有着特定 华北电力大学硕士学位论文 的教育管理制度和方法，有着特定的教育管理机构等。与常规的学校教育相比，远 程教育有如下特点n 1 ： 开放性 这是远程教育最基本的特征。所谓开放，是指目标开放即学校向学习的对象开 放，教育资源开放即教学课程开放，教学方式开放即管理方式开放，教育场所和时 间开放。 延伸性 这是远程教育的功能特征。远程教育把教育信息传送给四面八方的学习者，借 助各种媒体把教育信息向外传输，实际上，就是把教育资源和教育功能向外扩散。 远程教育就是通过这种扩散，将自己的教育功能向整个社会延伸。这种延伸性符合 现代教育的终生学习理念。 灵活性 从各个国家的情况看，远程教育一般面向成人，承担了在职教育、成人教育的 工作。于是，远程教育在高等教育、成人教育领域得到迅速发展。这样一来，远程 教育在课程设置、学籍管理、教育管理等方面要比常规的学校教育灵活多样，充分 适应成人学习者的特点。 管理性 尽管远程教育是具有开放性、延伸性和灵活性的教育形式，但它依然是在一定 制度下有目标、有管理、有评价、有反馈、有调控的教育活动。远程教育的开放性、 延伸性和灵活性，并不意味着随意性和盲目性，它依然以特有的方式和制度调控教 育活动的运行。不能把大众传播的信息接受方式随意点击网页、随意调换电视 频道等行为理解为远程教育，这种行为不是远程教育，而是广义的个人化的“学习 。 1 3 流媒体技术在远程培训中的应用 现代远程教育以计算机和通信技术为基础，提供富含音频、视频等多媒体信号， 融面授、函授和自学等教育形式于一体，打破传统教学模式在时空上的限制，使受 教育者可以在岗不脱产，通过多种媒体进行相关的教学培训，完成知识的积累及技 能的培训，同时使教育管理部门拥有一套专人专用的培训管理信息系统，这样可以 方便、经济、高效地通过电子化的手段综合管理传统的培训教育等工作，实现人才 培训的规模化瞄。 在系统中实时授课子系统和远程点播子系统是整个系统的重要组成部分，绝大 部分的内容是通过这两种方式传达给学员的。在现有的网络基础上实现这两个子系 统就需要用到流媒体技术。 2 华北电力大学硕士学位论文 流媒体是指在i n t e r n e t i n t r a n e t 中使用流式传输技术的连续时基媒体，如：音 频、视频或多媒体文件。流媒体并不拘泥于某种特定的媒体文件格式，它实现的关 键技术就是流式传输。流式传输是指利用流技术传输多媒体文件，在传统的多媒体 文件传输中，我们要等到这个媒体从服务器下载到本地客户端才能打开观看，通常 情况下多媒体文件较大要等待相当长的时间；流式传输总是将大文件分成许多小 块，依次发送给客户端，客户端使用流媒体播放器，在收到一定量的文件后就可以 打开观看了，这样只需要一定的缓存就可以极大的减少启动延时u 1 。 流媒体技术应用到远程培训系统中，使多媒体文件在原有网络设施基础上得以 顺畅的传输。 1 4 本文的主要研究内容 本文以保定供电公司综自、远动保护培训系统为基础，设计一个面向管理人员 和操作人员的基于b s 模式的培训系统。该系统为培训技术人员提供一个网络化、 标准化的平台。 本课题根据多媒体文件信息量大的特点，结合网络传输方面的组播技术和应用 设计开发b s 结构的组播实时授课系统，以及网络点播系统，使学员能够随时的学 习和补充知识。本文工作的创新点如下： 在现有的网络基础上，实现软件i p 流媒体组播。 运用j s p 技术实现b s 模式的流媒体播放过程。 实现系统各个模块的主要功能，并提高系统的可扩展性。 1 5 论文组织情况 本文共分六章，具体组织情况如下： 第一章引言：介绍论文的选题背景及意义，并对远程教育的特点及其发展作出 详细分析，最后对论文的主要工作和组织情况进行了说明。 第二章培训系统开发的基本理论：介绍c s 及b s 结构，并对其作了对比分析， 在此基础上详细介绍了j s p 开发技术。介绍了流媒体技术的特点及传输原理。 本章最后对系统选用的开发工具及开发环境的配置作了详细说明。 第三章培训系统组播系统的实现：介绍了组播系统的基本理论，并在此基础上 介绍了流媒体在组播组中传输的实现问题。结合w e b 页面，利用组播组流媒体 传输技术实现了b s 结构的流媒体组播传输。 第四章v o d 点播技术的实现：介绍了v o d 技术在远程教育系统中的应用现状； 华北电力大学硕士学位论文 介绍了v o d 点播在w 髓页面中的实现，及不同媒体文件对播放器的需求判断； 并介绍了媒体服务器中虚拟路径的建立。 第五章系统整体的设计与实现：对培训系统进行总体分析与设计，并详细介绍 了各功能模块的设计思路与实现过程。 第六章总结：对论文的所有工作进行总结，并对系统存在的问题和下一步的工 作做了说明。 4 华北电力大学硕士学位论文 第二章培训系统开发的基本理论 在开始设计整个软件时，首先要确定软件的体系结构，不同的应用需求需要不 同的体系结构，软件的设计很大程度上取决于体系结构。 2 1 b s 与c s 模式的比较 随着计算机的发展过程，软件体系也在不断发展。主要经历了集中式结构、客 户机服务器( c l i e n t s e r v e r ) 结构、浏览器服务器( b r o w s e r s e r v e r ) 结构。 下面主要分析c s 结构和b s 结构。 2 1 1c s 结构 在计算机发展的早期，由于受到硬件资源的限制，主要采用c s 的形式。随着 计算机软硬件的飞速发展，c s 结构以其良好的开发性和可伸缩性迅速流行起来。 在c s 体系中，客户机服务器是这样一个概念：两个逻辑上独立的客户机和 服务器通过某种方法合作完成一个任务，客户机和服务器是服务和被服务的关系， 客户机向服务器提出请求，服务器按一定的调度策略完成该请求并返回执行结果。 在物理上，c 1 i e n t s e r v e r 首先是软件上的两个部分即c l i e n t 与s e r v e r 分别是不 同的软件系统，通常c l i e n t 与s e r v e r 分别在不同计算机上，一般把运行c 1 i e n t 软件部分的称为客户机，运行s e r v e r 软件部分的称为服务器h 5 1 。 在一个c l i e n t s e r v e r 系统中，可以有多个服务器和成百上千个客户机。一个 服务器可以为多个客户机提供服务，这一过程是被动的，即当客户向服务器发了服 务请求后，服务器才响应。这就导致了服务器不得不消耗部分资源用于处理与客户 端的连接工作。因此，当同时存在大量客户端数据请求时，服务器的系统资源可能 在应付频繁的连接工作上消耗，也就不能很好地响应数据请求，客户端数据请求的 堆积可能导致系统整体效率的大幅降低甚至崩溃。服务器的崩溃会导致整个系统陷 入瘫痪状态。 2 1 2b s 结构 本质上b s 结构也是一种c s 结构，它是一种由传统的二层c s 结构发展而来 的三层c s 结构在w e b 上应用的特例。b s 结构极大的简化了客户机的工作，客户机 上只需安装、配置少量的客户端软件即可，服务器将担负更多的工作，对数据库的 5 华北电力大学硕士学位论文 访问和应用程序的执行将在服务器上完成。 三层的b s 体系结构是把二层c s 结构的事务处理逻辑模块从客户机的任务 中分离出来，单独组成一层来负担其任务，这样客户机的压力大大减轻了，把负荷 均衡地分配给了w e b 服务器，于是由原来的二层的c s 结构转变成三层的b s 结构。 基于b s 结构的系统具有良好的扩展性和伸缩性、开发模块好、维护方便、网络负 载轻等优点，因为系统中所有复杂的数据计算都在服务器端实现，浏览器和服务器 之间传送的仅仅是计算的条件和结果，大大降低了网络通信量，减轻了网络负载。 服务器提供的动态页面生成的能力、多层客户访问、安全性、处理逻辑以及数据库 访问等功能，也使得b s 结构成为当前w e b 应用开发中的主流体系结构一1 。 远程培训系统是建立在网络基础上的，因此，统一的页面设计，简单易学的操 作方式是必不少的。b s 结构完全符合该标准，浏览器拥有统一的用户界面、统一 的语言格式、统一的传输协议，因此该系统采用b s 结构。 2 2 几种开发语言比较 动态网页技术的原理是使用不同技术编写的动态页面保存在w e b 服务器内，当 客户端用户向w e b 服务器发出访问动态页面的请求时，w e b 服务器将根据用户所访 问页面的后缀名，确定该页面所使用的网络编程技术，然后把该页面提交给相应的 解释引擎。解释引擎扫描整个页面找到特定的定界符，并执行位于定界符内的脚本 代码以实现不同的功能，最终w e b 服务器把解释引擎的执行结果连同页面上的 h t m l ( h y p e r t e x tm a r k u pl a n g u a g e ，超文本标识语言) 内容以及各种客户端脚本一 同传送到客户端。虽然客户端用户所接收到的页面与传统页面并没有任何区别，但 实际上页面内容已经过服务器端处理，完成了动态的个性化设置。目前实现动态网 页的技术主要有以下4 种阳9 j 训： c g i ( c o 咖o ng a t e w a yi n t e r f a c e ，公用网关接口) 可称之为一种机制。可 以使用不同的程序编写适合的c g i 程序，如v i s u a lb a s i c 、d e l p h i 或c c + + 等。最 常用于编写c g i 技术的语言是p e r l ( p r a c t i c a le x t r a c t i o na n dr e p o r tl a n g u a g e ， 文字分析报告语言) 。这种编制方式比较困难而且效率低下，每一次修改程序都必 须重新将c g i 程序编译成可执行文件。 a s p ( a c t i v es e r v e rp a g e s ，活动服务器页面) 是微软开发的一种类似h t m l 、 s c r i p t ( 脚本) 与c g i 的结合体，它没有提供自己专门的编程语言，而是允许用户使 用包括v b s c r i p t 、j a v a s c r i p t 等在内的许多已有的脚本语言编写a s p 的应用程序， 其核心技术是对组件和对象技术的充分支持。通过使用a s p 的组件和对象技术，用 户可以直接使用a c t i v e x 控件，调用对象方法和属性，以简单的方式实现强大的功 6 华北电力大学硕士学位论文 能。但a s p 它基本上是局限于微软的操作系统平台之上，a s p 主要工作环境是微软 的i i s 应用程序结构。因a c t i v e x 对象具有平台特性，所以a s p 技术不容易实现在 跨平台的w e b 服务器上工作。 p h p ( h y p e r t e x tp r e p r o c e s s o r ，超文本预处理器) 是一种跨平台服务器端 的嵌入式脚本语言。其语法大部分是从c 、j a v a 、p e r l 语言而来，并形成了自己的 独有风格。p h p 是完全免费的，可以不受限制地获得源码，p h p 提供了标准的数据 库接口，几乎可以连接所有的数据库。但p h p 缺乏规模支持和多层结构，对于缺乏 多层结构支持的大负荷站点的解决方案只有一个，即分布式计算，这样数据库、应 用逻辑层、表示逻辑层彼此分开。这也就导致p h p 技术不适用于建设大型电子商务 网站。 j s p ( j a y as e r v e rp a g e s ，j a v a 服务器端语言) 是由s u n 公司于1 9 9 9 年6 月推出的新技术，是基于j a v as e r v l e t 以及整个j a v a 体系的w e b 开发技术。利用 这一技术可以建立先进、安全和跨平台的动态网站。为创建显示动态生成内容的w e b 页面提供了一个简捷而快速的方法，使得构造基于w e b 的应用程序更加容易、快捷， 而这些应用程序能够和各种w e b 服务器、应用服务器、浏览器和开发工具共同工作。 这四种技术中，j s p 和a s p 在技术方面有许多相似之处。两者都为基于w e b 应 用实现动态交互网页制作提供了技术环境支持。同等程度上，两者都能为程序开发 人员提供实现应用程序的编制与自带组件设计网页从逻辑上分离的技术。而且两者 都能够替代c g i 使网站建设与发展变得较为简单与快捷。不过两者是来源于不同的 技术规范组织，其实现的基础w e b 服务器平台要求不相同。a s p 一般只应用于 w i n d o w sn t 2 0 0 0 平台，而j s p 则可以不加修改地在8 5 以上的w e bs e r v e r 上运行， 其中包括了n t 系统，符合”w r i t eo n c e ，r u na n y w h e r e ”( ”一次编写，多平台运行 ”) 的j a v a 标准，实现平台和服务器的独立性，而且基于j s p 技术的应用程序比基 于a s p 的应用程序易于维护和管理。 2 3j s p 技术介绍 j s p 是将j a v a 代码嵌入h t m l 中来开发动态网页。在j s p 下，用j a v a 编写的代 码被编译成s e r v l e t 并由j a v a 虚拟机来执行，这种编译操作仅在对j s p 页面的第一 次请求时发生，它巧妙地将j a v a 的通用性、j s p 的易用性、s e r v l e t 的速度结合起 来，整合并平衡了已经存在的对j a v a 编程环境( 如：j a v as e r v l e t 、j a v a b e a n ) 进行支持的技术和工具，使基于组件应用逻辑的页面设计功能更强大1 副。 7 华北电力大学硕士学位论文 2 3 1j s p 技术特点 将内容的生成和显示进行分离 使用j s p 技术，w e b 页面开发人员可以使用h t m l 或者x m l ( e x t e n s i b l em a r k u p l a n g u a g e ，可扩展标记语言) 来设计和格式化最终页面，使用j s p 标识或者脚本来 生成页面上的动态内容。生成内容的逻辑被封装在标识和j a v a b e a n 组件中，并且 捆绑在脚本中，所有的脚本在服务器端运行。如果核心逻辑被封装在标识和j a v a b e a n 组件中，那么其他人，如w e b 管理人员和页面设计者，就能够编辑和使用j s p 页面而不影响内容的生成。 在服务器端，j s p 引擎解释j s p 标识和脚本，生成所请求的内容，并将结果以 h t m l 或者x m l 页面的形式发送回浏览器。这不仅有助于保护代码，并且保证了任何 基于h t m l 的w e b 浏览器的完全可用性。 强调可重用的组件 绝大多数j s p 页面依赖于可重用的、跨平台的组件( j a v a b e a n 或者e n t e r p r i s e j a v a b e a n ) 来执行应用程序所要求的更为复杂的处理。开发人员能够共享和交换执 行普通操作的组件，或者使得这些组件为更多的使用者或者客户团体所使用。基于 组件的方法加速了总体开发过程。 完善的存储管理和安全性 由于j s p 页面的内置脚本语言是基于j a v a 编程语言的，而其所有的j s p 页面 都被编译成为j a v as e r v l e t ，因此j s p 页面具有j a v a 技术的所有优点，包括完善 的存储管理和安全性。 j s p 的适应平台更广 这是j s p 比a s p 的优越之处。几乎所有平台都支持j a v a ，因此j s p + j a v a b e a n 可以在所有平台下通行无阻。n t 下i i s 通过一个插件，例如j r u n 或者s e r v l e t e x e c ， 就能支持j s p 。因为j a v a 字节码文件都是标准的与平台无关，所以从一个平台移植 到另外一个平台，j s p 和j a v a b e a n 甚至不用重新编译。开发者可以任意选择服务器 和开发工具，即使更改服务器或者开发工具都不会影响当前的应用。 j d b c ( j a v ad a t a b a s ec o n n e c t i v i t y ) 的数据库连接技术 很多数据库系统带有j d b c 驱动程序，j a v a 程序就通过j d b c 驱动程序与数据库 相连，执行查询、提取数据等操作。s u n 公司还开发了j d b c o d b cb r i d g e ，用此技 术j a v a 程序就可以访问带有o d b c 驱动程序的数据库，目前大多数数据库系统都带 有o d b c 驱动程序，所以j a v a 程序能访问诸如0 r a c l e 、s y b a s e 、m ss q ls e r v e r 和 8 华北电山人学顾十学协论文 s c 等数据库。 2 32j s p 技术原理 从本质上| 兑，j a v as e ri a g e s 是s e r v l c ta p i 的个扩展。事实上，j s p 页而在处理请求之前都要编译成s 1e t ，所以它具有s l 。t 的所仃优势，包括 l 疗问j a v aa p i 。简单地说，个1 s p 虫面就是包含了能够生成动态内容的可执行应 用程序代码的h t m l 州页。 红个j s p 文件第次被请求时，、i s p 引擎把浚s p 文件转换成一个t a v a 源文 什，存转换时如果发现j ”文件有任何语法错误，转换过程将i 一断，并向服务器端 和客户端输 lh ；错信息；如果转换成功，i s p 引擎调片jj a v a 虚拟帆的j a v a c 程序把 厂一查找相应的j s p 文什 。b _ i _ 。i c * 一冷! i 、7 圈2lj s p 响应流程h 甚t a v a 源文件编昂成相应的c l a ss 文件，畦r l 文件也就足个k m 】。t 程序 华北电力大学硕士学位论文 然后创建一个该s e r v l e t 的实例，提供服务响应用户的请求，详细流程如图2 1 所 示n 羽。 2 4 流媒体技术 目前，在网络上传输音频、视频、三维动画等多媒体信息的方法主要有两种： 下载传输和流式传输。所谓下载就是将全部视、音频文件通过服务器传输到客户机， 并保存在当地硬盘，只有当下载的文件完全传送到客户机后才能开始播放。多媒体 文件通常较大，全部下载到本地硬盘需要大存储量；同时，由于网络带宽的限制， 下载通常要花费数分钟或者是数小时，延迟较大。流式传输方式是将多媒体文件经 过特殊的压缩方式分解成一个个压缩包，再由视频服务器向用户计算机连续地、实 时地传送信息的一种传输技术。 2 4 1 流媒体的特点 启动延时大幅度缩短n 4 1 用户不用等到所有内容都下载到硬盘上才开始浏览，文件不是依次读取、发送 所有的数据，而是首先发送文件的第一部分，在第_ 部分播放的同时发送第二部分。 对系统缓存容量的需求大大降低 由于i n t e r n e t 是以包传输为基础进行断续的异步传输，数据被分解为许多包 进行传输。动态变化的网络使各个包可能选择不同的路由，故到达用户端的时间延 迟也就不同。客户端需要一定的缓存系统来弥补延迟和抖动的影响并保证数据包传 输顺序的正确，保证多媒体数据能连续正确的播放。由于不需要把整个多媒体文件 都下载到缓存中，因此，对缓存的要求降低。 采用特定的实时传输协议 采用r s t p 等实时传输协议，更加适合动画、视频、音频在网上的实时传输。 对时间的敏感性 流媒体的一个重要特征是对时间的敏感性，这正是实时性要求高的应用所必需 的。 流媒体的实现主要取决与网络带宽和压缩算法的提高。今天，随着网络协议的 改善、网络基础设施和压缩技术的发展，流媒体实现已经变的越来越容易。 l o 2 4 2 流媒体的传输方式 流媒体的传输方式有两种：顺序式传输和实时流式传输口1 。 顺序流式传输 顺序流式传输就是顺序下载，并在下载文件的同时观看在线媒体；在给定时刻， 用户只能观看已下载的那部分，而不能跳到还未下载的部分。由于标准的h t t p 服 务器可发送流式传输的文件且不需要其他特殊协议，依次，顺序流式传输经常被乘 坐h t t p 流式传输。顺序流式文件是放在标准h t t p 或f t p 服务器上的，易于管理。 但是不适合长片段和有随机访问要求的视频，如讲座、演说与演示。严格来说，它 是一种点播方式。 实时流式传输 实时流式传输是实时传送、特别适合现场事件：支持随机访问，用户可快进或 后退，以观看前面或后面的内容。实时流式传输保证媒体信号与网络连接匹配，以 使媒体可被实时观看。它需要专用的流媒体服务器与传输协议。 2 4 3 流式传输的基本原理 由于i n t e r n e t 以包传输为基础进行断续的异步传输，各个包选择的路由器可能 不尽相同，故到达客户端的延迟也就不等。因此，流式传输的实现需要缓存，使用 缓存系统能弥补延迟和抖动的影响，从而使媒体数据能连续输出。流式传输的一般 过程为：用户选择某一流媒体服务后，w e b 浏览器与w e b 服务器之间使用h t t p t c p 交换控制信息，以便把需要传输的实时数据从原始信息中检索出来；然后，客户机 上的w e b 浏览器启动a vh e l p e r 程序，使用h t t p 从w e b 服务器检索相关参数对 h e l p e r 程序初始化。这些参数可能包括目录信息、a v 数据的编码类型及于a v 检 索相关的服务器地址。流式传输的基本原理如图2 2 所示。 r t sp ，t c hu d p ) 图2 2 流式传输的基本原理 华北电力大学硕士学位论文 2 5 开发环境 2 5 1 开发工具 j a v a 虚拟机：j 2 s d k l 4 j 2 s d k l 4 是目前比较通用的版本，1 4 版在j a v a 的跨平台和高安全性的基础 上增加了很多新的特性和功能，提供了更高的性能、可规划性、稳定性和服务能力。 j s p 开发集成工具：j b u i l d e r9 b o r l a n dj b u i l d e r 有着强大的功能，可自动检查页面错误，直接配置数据库连 接，以及自动提示用户属性和方法，采用j b u i l d e r 集成开发工具可以提高开发效 率。它提供了与t o m c a t 集成，使开发w e b 应用程序更为方便快捷。 数据库：o r a c l e9 i o r a c l e9 i 数据库是全世界最盛行的关系型数据库的最新一代产品。在众多新 功能中，有o r a c l e9 ir e a la p p l i c a t i o nc l u s t e r 具有的无限可伸缩性和业界领 先的可靠性，包括备用数据库技术( o r a c l ed a t ag u a r d ) 在内的高可用性新技术 以及内置的o l a p 、数据挖掘和e t l 功能。 o r a c l e9 i 数据库服务器在群集技术、高可靠性、商业智能、安全性、系统管 理等方面都实现了新的突破，成为较完整的i n t e r n e t 数据库之一。 ( d j s p 弓i 擎：t o m c a t5 o t o m c a t 是一个免费的、开源的s e r v l e t 容器，它是a p a c h e 基金会的j a k a r t a 项目中的一个核心项目，由a p a c h e 、s u n 和其它一些公司及个人共同开发而成。由 于有了s u n 的参与和支持，最新的s e r v l e t 和j s p 规范总能在t o m c a t 中得到体现。 2 5 2 环境配置 系统开发环境配置包括j a v a 环境的配置、j s p 解析器的配置、j b u i l d e r 集成 开发环境的配置及o r a c l e 数据库的安装。j a v a 环境的配置主要是由安装j d k 提供 j a v a 解析器；j s p 解析器的配置主要是完成对j s p 程序的编译执行；w e b 服务器的 配置主要是完成通过i n t e r n e t 发布j s p 程序及提供各种w e b 服务。 j a v a 环境的配置 配置基本的j a v a 开发环境是开发j a v a 应用程序的最基本前提，j 2 s d k 是j a v a 的开发工具。 1 2 华北电力大学硕士学位论文 下载j d k 后，执行j 2 s d k 一4 2 一0 2 一w i n d o w s i 5 8 6 一p e x e 文件，默认路径为c ： j 2 s d k l 4 一一0 2 ”，标准的j a v a 开发工具被放置在安装目录的b i n 子目录下。在 w i n d o w sx pp r o f e s s i o n a l 中进行系统环境变量的配置，将系统环境变量中的p a t h 值设定为c ：j 2 s d k l 4 一一0 2 b i n ”，同时新建c l a s s p a t h 变量，其值为c ： j 2 s d k l 4 2 0 2 l i b t o o l s j a r ：c ： j 2 s d k l 4 2 一0 2 1 i b d t j a r ；，亵吁建 j a v a h o m e 环境变量，其值为”c ：j 2 s d k l 4 一一0 2 ”。 j s p 解析器的配置 安装完j d k 后，安装w e b 服务器t o m c a t 。运行j a k a r t a t o m c a t 一5 0 2 8 e x e 按照提示安装，在选择要安装的组件时选择f u l l ，使得t o m c a t 作为w i n d o w s 服务 来运行。t 伽c a t 正常启动后会在系统栏加载图标，在图标上右键设置c o n f i g u r e 选择s t a r t u pt y p e 为a u t o m a t i c 自动启动，这样每次开机后就会自动运行t o m c a t 。 t o m c a t 服务器采用的h t t p 端口为8 0 8 0 ，因为在安装o r a c l e 9 i 数据库时，端口也 为8 0 8 0 ，所以修改 c o n f s e r v e r x m l 中 元素的p o r t 属性值为8 0 8 5 ，重新启动t o m c a t 服务器，至此安装与配置都完成，打开浏览器输 入h t t p ：1 0 c a l h o s t ：8 0 8 5 即可看到t o m c a t 的相关信息。 集成开发环境的设置 j b u i l d e r 9 0 企业版是b o r l a n d 公司最新推出的j a v a 集成开发环境，通过可视 化的开发工具，使得w e b s e r v i c e 、数据库应用程序的开发等更加简单、方便，大大 提高了开发人员的效率。双击安装盘中的i n s t a l l _ w i n d o w s e x e 文件进入安装，选 择j b u 订d e r 9 中的完全安装模式f u l li n s t a l l 安装所有j b u i l d e r 9 组件。 2 6 本章小结 本章详细论述了b s 与c s 结构的优缺点，结合系统特点确定采用b s 结构。 在此基础上讨论了目前常见的几种b s 开发语言，并着重介绍了j s p 的特点及其运 行原理。随后介绍了流媒体技术的相关内容，最后将开发环境的设置及开发工具做 了简单介绍。 华北电力大学硕十学位论文 第三章培训系统组播技术的实现 组播是培训系统中一项重要的功能，是实现远程视频教育的重要手段。在实现 过程中，组播技术是实现b s 结构的难点。本章结合s p 中 p p l e t 的特点，给出 了一种实现b s 结构流媒体组播的方法。 31 组播工作原理 目前，网络中的通信方式有三种：单播、组播和广播“”。 单播( u n l c a s t ) 传输：如图3l 所示，在发送者和每个接收者之间都需要 单独的数据通道。如果一台主机给很少量的接收者发送数据，一般没有什么问题， 但足如果有大量的接收者希望获得同一份数据的拷呱时卸很难实现。这将导致发送 路自捌 2 多 路由器 d 路m 器 重 旦 - o 一晕 镕自器 鼋多 幽3 一l 单播传输 一l 蜃