（计算机应用技术专业论文）电子白板在网络教学中的应用研究.pdf

a 嚣翻鬣鬣x 西e x 静a n d 氆es 戳茹oo fe d u c 毅i o n ，w er e s e a f c 量l 黼dd e s g na 糟a l 娃m e a i l di n t e r a c t8 y s t e ma p p l i e di nn e t w o r k 疳o mt h ef e a t u r e so f l et e a c h i n 一 一w h i t e b o a r d w h i t e b o a r de x p e n d st 1 1 et e a c h i n gs p a c e ，a n dp r o v i d e s a c o 射强i e n 瓣e 氆。痤岛r 嫩毪越一璐e 醛t 。o p e 糙t ow o f ka 羲dd e s i g 魏，w ee a | l 印p l yt h i ss y s t e mi nt h on e t w o f km e e t i n ga n du s i n gi nt h ei n t e m e to n 王yb y m o d i 母i n gal i t n e u p o nt h e 建a 士u 撙s 也破馥ew h i t e b o 甜dn e e d sf 沁q u e n ti 艴t e 糟c la n d r e i r e m e n to fr e 蠡畦m eo ft 酶s y 呶l m ，w ea n a l y s i sm a i l y 哟酿s p o r t m e c h a n i s mi n 也en e t w o 像a i l dc o n c l u d et h a tt h em u l t i c a s tc a ni m p r o v et h e e 嫩c i e n c yo fc o m m 越c a t i o n ，a n db e g i nt or e s e a f c ht h er e l a t i v et c c l m i q u e s + l n 穗i sp a p 。f 氇e 舞v 鞠e ea n dp 婚戮e m sf 如e du s 泌gm u l t i e 8 s ta r e 糠r o d 醢e ， a n dt h ec h a l l e n g e sa 1 1 dt h em a i np o i m so fr e a l i z a t i o na 1 1 dm ef u n c t i o nt ob 0 a c o o u n t e df o ri nd e s i 9 r ma r ei n d i c a l 辩d a f 跨f 掘区i n gal 哦sf e f 豳e e 曲。珏重砝i 瘾持m u l t i e 鑫s t ，黻d 燃p 碰珏g t h ca d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so f e x i s t e dt e c l i l i q u e s ，w ed e c i d 。t od e s i g n t h es v s t e mb a s e do nt h er e l i a b l em u l t i c a s tp m t o c o lo fr a m p ，w h i c hi s d e s i g n 舒b y 攮oe o m p 黼yo ft a s c n l ei h m p h a s 搬e 囊趣e 垃o n so fs e s 亟o n a n dm e m b e rm a n a g e m 。n t ，s o 诖c a ns u p p o r tt h ec o o p o r a t i o nw o r kw e l l w 毫 d e s c r i b et h ec h a r a c t e r i s t i c so fr a mp t h ed a t as t r e a n la n dw o r km e t l l o di n d 棚1 a l s o 娃l eu s e o f t h es o 我w 8 a n dt 沁c s t n l e t 至o no f 氇es o 谯w a f ea f ee x p l a n e d 弧磐m e f a l t h es y s t e mi nt h i 8p a p e ri sr e a l i z e du 8 i n gj a v a2t e c h n i q u e s j a v ai s a ni d e a lo b j e c to r i e m e dp r o g r 删n gl a l l g u a g e ，t h ca d v a l l t a g e 8o fj 怂，a 氆8 荻ei ta 撙鑫蕴专o o l st o 鑫“醴o p 氇en o | w o 呔p g 糌搬。确嚣i 黼p o 如珏 t e c h n i q u e sa p p l i e di nt h es y s t e ma r ei n t r o d u c e da n de x p l a i n e di nt h i sp a p e r ， a l lo f t l l e mi n c l u d et c p i p s o c x e tm u 最i 一妇e 嬲p 翔g f a 瓣攥i 鹋，j d b e ，均i p 辨糯强i n ga n di s p w e b p a g e s i nt l l i sp a p e r ，w ea n a l y s i sm e 印p l i c a t i o no fm u l t i c a s t ，a 1 1 dm e np m f o 剐a r d 氆ew h i t e b o 鄹dm o d e lb a 戴斑o nb o t h 翔u l 珏c a s ta n dc l i e t 彬s e “e r 弧i sm o 由lu s e se l i e n s e e rm o d et oa c e o m p l i 盎搬ef h n e t o 撞o fs 。n d m e s s a g e sf r o mu s e rt o8 e n ，e r 。a n dd e c r e a s e st h ec o m p l e x i t yo fm 柚a g i n g t h ed i s t r i b u t c dd a t a a tt h es 锄et i m e ，让【es e r v e fs e n d st h em e s s a g e st oa l l 第一章绪论 1 。 课懿开发的强的与意义 随着大学从社会边缘走进社会中心，教育作为知识传播与创新的 工舆，成为髓器信息傀之源。网络作戈辜农成效戆域卡证教育手段，使 教商通过电子纯空间态进每一个入身边，弓i 发教育瑷念的急剧变革。网 络与教育的究美结合，构成了知识经济时代的基础。通过网络谶行教学， 比越传统的攀校教学来，内容显褥更为丰鬻多彩，促使学生的积极性和 主动桎大大瓣离。在瓣络教育中，学生嚣貉豹主要滔遂已经不是记圣乙 知识，而是骚学会学习、学会应用、学会创造。网络教育和教学改革必 须考虑学生认知发展的现状，课程设置、教材建设、教学计划鹿与学生 懿认知发展狳段楣逶寝。燕舞奁网络教鸯中垂薮梭建终绞大学熬学术气 氛，在教学中营造一种学术氛围和学习环境，是培养学生素质的重要问 蹶。 基兹，蒸予鼹终憋教学模式鸯以下鼹萋申； ( 1 ) 舅疹式教学 ( 2 ) 同步式教学 在异步模式下，学生通过网络自由地一f 载学习课 牛，自定学习时间， 撮据深待翡撬示，查瓣稳关资粒遴霉亍垂学。学生可数逶过e 一糯a i l 靛方 式与教师和其他学生进行异步通信，利用b b s 传达教学要求以及利用协 同编著软件以异步文本的形式由学生组共同完成某必课程设计。 应爰同步方式学黛霹 蔓与老簿逡嚣实辩建网上讨论，讨谂霹鞋鼷文 本的形式进行，也可以采用音频实时交互，营造更融洽的交甄环境。 本课题的主旨在于研究并设计一个同步教学模式的环境电子 自摄系统，皮建这个教学系统，弼以扩震谖堂教学载地理空间，教薅撂 导性的传道授业不再髑限于一间教室，邋避网络，学生可戳聆骈专家静 指姆，并能够现场提出疑问和获得解答，在接受知识和探讨疑难时减少 了舞步方式的退滞环节，提高学习的效率。 1 2 课题的研究现状分析 电子白椴是由一般研究机构与大学院校率先推出的，许多工具先后 都被开发成凌，楚萁曼麓括i 涮歉溅舞臻审，玉憝c o 濒a f t 及欢灏委爨会 r a c e i i 倡导的j v t o s 。许多商用自板产品设计成在多方模式下运行，而 不仅仅运行于两个工作站之间。产品或工具既可以单独使用，也可以通 过蠢频褪频会议工具一起擞残工爨惫使用。 现有豹魄子白板系统通常是基于c l i e n t s e r v e r 模型，采绢集中式 模式共享数据：所有用户都与服务器相连，只向服务器发送消息，并接 收来自服务器的消息。这种方式保证了数据传输的可靠性和脊序性，实 现起来比较简单，在参加自板系统的人数较少时，能够有较黼的效率。 但楚当参加人数增加，并弱伴随着大量数掇，如音频、视频和图像信息 戆鼗竣露，鞭务器裁会藏必数据转发蛉簸矮，劳显网络中存京大蟹魏鼗 攒鞠本，渡费鞍多浆带宽资源。 针对集中式自板黝缺点，人们开始研究分布式的电子自板系统，基 于缀播的电子白板系统是完全分布式的系统，所有用户都向个指定的 组地址发送消息，并程指定的组地址上接收消息，所有的数据农每个网 络段上只有一个副本，洳支持组播的路由器转发和复制数据副本，节约 了带宽：并且没有一个嶷中的管理者( 如b 陵务器) ，也就桂绝了程蔡一个 苇杰上形戒魏颈嚣可愁瞧。毽是，基本瓣鳃撵遥售本赛是不磷靠豹，宠 全瓣分布式也为掰霄爝户豹同步带来困潘，路由嚣是否支持缀撵枫制氇 焱一定程度上限制了遮种自板系统的使用澈围。于是解决组播的可靠性 问麒、解决同步时钟的问题就成为组播机制是否能应用于分布溅数据处 理的关键，人们已为此进行了大量的研究工作并取得了卓越的成效。 1 3 课题的研究内容和主要技术芋段 奉谋蘧翁嚣静在予磷科澍酰前q 瓤雏硅鞠鞠甜钉蚝沛嚣鞫耐象 参器蜓茬鳓誊耗爹黟蓬赫嚣篓；簪珩舞剑截删：霉慢，崾哆。搿掣 刚禹髫媸誊；f 勤占者祭幽副i 硕酾鼗谬廪坦免发送者釉棰醑署名宿 豁。 繇潞群烈黼斡嚣稀谚蘸粮辗不向i l l i 弱即油薯召翻j 带宽延时等馨昂弦摘善棼誊翻要呈涮端星期 槲辅墅甏雾醑瞄裂蓊蒯； i ? 羹彝f 重k 摸稚j 刊啮 i 毒i 烈到缵礁暖嗉强活隧嶝堪 露越雅碾瑗留用的种j 制： ( 5 ) 保证组的可扩展性； ( 6 ) 提高网络有效数据的吞吐率； ( 7 ) 能根据应用的种类提供不同级别的可靠性； ( 8 ) 应保证数据安全。 设计可靠组播协议，必须考虑以下功能： 2 2 1 数据的可靠性： 在保证网络的吞吐率的条件下，可以从三个方面维持数据的可靠 性： 1 餐失稔测与丢失告期：当发生数攥丢失时，应戆及辩检测凄来 并向负费恢复的代理机构通知。最常用的丢失检测与告知机制有 t r a c k s ( 綦于撼瓣主动确认，t r e e 喃8 s e dp o s i t i v a e k n o w l e d g e 瑶e n t s ) 和n a k s ( 否定确认，n e g a t i v ea c k n o w l e d g e m e n t s ) 。文献中就两种机制 对可靠组播性熊的影响进行了比较。 2 丢失恢复：可以通过重传菘失数据报的副本或f e e ( f o r w a r d e r r o rc o d e ) 数据报的方式恢复数据报。恢复方式的选择会影响到协议 的可扩震往。 3 缓失保护：这项功能掩盖了丢失事件，当丢失发生时，并不向 浚复橇构蠹甄丢失事箨，露建摄据f e c 数据援中鑫带浆校验羁鸯嚣更 正。 2 + 2 。2 糖塞控刳“ 对由发送者发起的拥塞控制协议，接收者必须提供某种形式的拥塞 反馈绘发送者，常用魄形式窍丢失率( 1 0 s sr a t e ) 和往返时闻( r o u n d t r i pt i 黼) 。对于反馈的拥塞信号，发送糟必须进行速率调整以适应于 网络。在单一速率的网络中，对于遴率过馒的接收者，往往会被请求退 密组醵遮免降低其谴蔹枝者豹速率：使用多种速率方法爨i j 可班消除逮率 慢的接收者对其他接收者的影响。 2 ，2 。3 数据安全” 1 对发送者授权：这样使只有经过授权的主机才能向组发送数据， 减少了网络上的数据泛滥。 2 数据加密：这样只有拥有解密方法的主机才能读取正确的信息， 保障了数据的安全。 3 缎密钥管理：限制非法用户加入组。 2 2 4 组成员资格 1 成员资格通知功能：使数据源能知道组中有鄢黧成员。 2 成员管理；该项功能用于管理成员的加入、退出、接收新成员 阻及中断菜成员的资格。 2 2 5 会话管理 l 。衾话逶黧费能；公毒会话静名称内容戬及一些按浚参数。 2 会话开始与终此。 3 会话配爨与监控：褒会话麓阕霹以更改霹靠组攒豹一浆参数。 2 3 常用可靠组播协议的比较。“”3 正如在r f c2 3 7 5 嘲中已经说明的，几乎不可能设计一种可以满足所 有废用需求的可靠组攒协议，因此，每一可靠组攒协议都针对一静或几 种特定躺应甭领域。通常把萄靠组播的应用领域分为以下翻种0 3 ： 表2 一l 。1 巾列出了几秘常见的可靠缀援撩议，劳对相关机制进行了 比较。在列出的协议中，s r m ，r a m p 都适合协同应用，其中s 附具有更 磐静哥扩震牲，焉艇嚣吴宥会话_ 军爨戏昃管灌功筑，裰据本谋戆瓣设计 特点，选用r a m p 作为支持可靠组播的底层协议。 2 4 鼬咿特点与工作方式“”。4 i l 薹。i 蠢茎菱l 酗慧斟 捌鬟烈嘿蛾烈辫崮戮搿唧嚣旦蓼卧# 蓑星鞠p r 黧潮彤地址空间遮行，因此线程用相同的代码体和相同数据体进行操 作；( 2 ) 由于线程在单个进稷中操作，因此进行线程调度的是j a v a 虚拟 杌两不楚操作系绞，这样藏馕馕境饶换更鸯爨有效。线程_ 怼联网缀黧要， 因为网络应用程净通常要她理许多数据流，对每个数据流指定一个线程 非常方便，可以保证每个i 0 信道都得到服务。 j a v a 是少数几种自然包括许多线程功能的编程语畜之一。生成线 程酶类耱接日敖程核心j a v a 1 a n g 惫和j a v a 1 a n g 。o b j e c t 类孛，这个 类派生所有j a va 对象，具有支持多线程编程的方法。编碍多线程程序 是一件复杂的事情，要编写正确的多线程程序必须遵从一些基本原则。 3 。2 。l 生戒露健蘑线纛 实现以独立线程形式支持的类脊两种方法： ( 1 ) 扩展j a va 1 a n g ，t h r e a d 炎： p u b l i ce 圭a s sm y t h r e a de x t e n d st h r e a d ( 2 ) 生成实现ja v a 1 a n g r u n n a b i e 接口的类并将其实例与 j a v a 1 a ng t h r e a d 实例相关联： p ub l i ee l a s s 鹾y 羊h r e a di 掰王e 蠢e n t sr u n n a b l e 生成j a v a 1 a n g t h r e a d 的子炎更方便一些，但由于j a v a 不支 持多重继承，因此有时只能实现j a v a 1 a n g r u n n a b l e 。 这耩释方法中，关键鼓术是r u n ( ) 方法，默： p ub l i cv o i dr u n ( ) 形式声明，线程所要完成的任务都放鬻在 这个方法中。 黉囊魂一个运行在震撼掇上鲍灏线程，建要梅造一个强r e 醚类 的实例并调用 s ta r t ( ) 方法： t hr e 8 dt = n e w 酗y t h r e a d ( ) ； t s t a r t o j 结束一个线程时调用该实例的s t o p ( ) 方法。 3 2 2 线稷的同步 绫程 x 。垦鱼鱼马干四鼋更景田口口口口岛回口u 1 1 _ 卜t _ 1 一圈2 2i d l e 模式下的r a 5 l p 数据流 2 4 3 不可靠传输模式 在合适鹣条牛下，r嬲p也支持不可靠熬组播服务，例如传送音频 与褫频数据，诧时，r a 滞类儆u 酣，僵是可淤传输更大的数据报( 6 4 k b 。 接收者和发邀者都可12上独自切换可靠模式。2 4 4 童动连接与被动连接 r a 醚p 灸诲由发送嚣或接收豢发超连接。逶遂发蠢一令连接请求建 立的连接称为主动连接，通过发布一个接收响应建立的连接称为被动连接。 在莼被凌模式下，获毒豹接投毒等德逢接，接牧漉应驮聪麴入组。 对涉及交互提取图像的协同应用，这种连接模式就很有用了。2 4 。5 数据传输 所有静数据结合缀播与单撩方式放发遴者传送鄹接浚者，控裁信怠 以单播方式从接收者传到发送稽。所有初始数据由发送者组播给接收 组，所有重传的数据幽发送者单攒或组播( 应用程序选择时) 绘接收者。 按牧誊在藏s k e t 主搂枝镌戆懿纛 ，如 话筒或音箱连接。外部输入和输出端口也可以通过s o u r c e d a t a l i n e 或 t a r g e t u at a l i n e 对象访问。m i x e r 接口声明了可以对混音器进行操作的 方法。c l i p 在内存中封装了音频剪辑的声音数据。 ( 3 ) 源描述符类 m i x e r 和p o r t 接口每个都定义了i n f o 内部类， 诓坷啵 x 一个组播数据报发送后间隔时间t 后重新发送i d l e 消息。r e s e n d 消息 不重置接收者的超时间隔。 a 。n n e c t ( o 、 l 山e ( 0 ) d 砒1 ) d a l e ( 2 ) d a l c f 3 1 砌e ( 3 ) d 砒e ( 2 ) d 砒e ( 4 ) i 出( 4 ) l ( 丑e ( 4 ) a c p t ( 0 ) r e 辨n t ( 3 、 i m d 3 1 i 棚e ( 4 ) a o 科5 ) 图2 3b u r s t 模式下r a m p 传输图2 4i d l e 模式下r a 肝传输 如果接收者在上一数据报到达之后的指定时问内没有收到i d l e 消 息或数据消息，接收者就用下一个序号发布r e s e n d 消息，如果指定时 间内接收者仍然没有收到丢失的消息，接收者关闭到发送者的r a 流。 接收者定期单播i d l e 消息给发送者。任何接收者发给发送者的消 息重置接收者的i d l e 定时。如果发送者没有收到i d l e 消息，发送者关 闭与接收者的连接。 迟到加入者没有收到连接消息，但是它仍然能通过被动接受加入 组。如果迟到者收到的第一个消息是数据报，它就确认自己是迟到者并 发送a c c e p t 消息给发送者。收到a c c e p t 消息后，发送者把迟到者加入 组成员列表。迟到者用收到的第一个数据包序号作为初始序号，并禁止 要求重传序号靠前的数据。 9 孽 删 一 删螂 一 一 一 器 共享资源在任何时候都必须考虑同步。 j a v a 中利用监视器的概念控制同时访问特定代码段的线程数。每 个对象具有一个监视器，一次最多只能由一个线程拥有，如果要求每个 线程取得一个监视器的拥有权之后再执行代码，则一次只能由一个线程 执行这个代码。这个访问用s y n c h r o n i z e d 关键字控制。 s y n c h r o n i z e d 关键字用法如下： s y n c h r 。n i z e d ( a n y o b j e c t ) t h i sc o d ew i l l b ee x e c u t e db yo n l yo n et h r e a da ta t i m e ) 通常，需要对t h i s 对象同步整个方法，这时，s y n c h r o n i z e d 关键 字可以加入方法声明中。写成： p u b li cs y n c h r o n i z e dv o i da d d e l e m e n t ( 0 b j e c to b j ) s o m ec o d e h e r e ) 应该注意的是简单的使用s y n c h r o n i z e d 修饰符并不是解决同步问 题的万能方法，s y n c h r o n i z e d 会在许多虚拟机中造成性能降低，并较 大的提高了死锁的可能性。 3 2 3 线程池 线程对象的生成成本相对较高。j v m 要记录所有线程的状态，以便 进行调度和切换。应用程序调用许多临时线程时，保持线程资源池可以 比每次使用时一生成新线程更有效。在程序开始时生成几个线程并在出 现任务时将线程分配给这些任务。任务完成后，线程并不删除，而是返 回线程池中，以备复用。这样可以避免对每个请求生成和删除线程的昂 贵操作。 编写多线程应用程序的一个重要原因是提高代码效率。小心使用 s y n c h r o n i z e d 块和利用线程池可以使多线程代码更加高效。 3 3 基于j a v a 的语音编程“”。”“” j a v a 可以处理8 位和1 6 位音频数据，支持包含线性数据编码或一 规则或a 一规则采样值声音文件的处理。 声音能够以任何速率进行采样，以满足数字化的声音数据的使用。 语音常常在8 k h z ，即8 0 0 0 次采样秒下进行数字化录制。j a v a 支持从 8 l ( h ：到4 8 k h z 的采样率。 3 3 1 声音a p i 完整的声音a p i 类包含在4 个包中，j a v a x s o u n d sa l t l p l e d 包中包 含支持录制和播放采样声音的类，j a v a x s o u n d m i d i 包中包含支持 分别是：l i n e i n f o 、d a t a l i n e i n f o 、m i x e r i n f o 和p o r t i n f o 类。 这些内部类类型的对象负责封装指定对应接口类型对象的数据。 l i n e i n f o 对象以及子对象由其类定义了一个线路，使用时通常 会构造d a t a l i n e i n f o 和p o r t i n f o 。p o r t i n f o 类中定义了很方便的 p o r t i n f o 类型的s t a t i c 常量： l i n ei ns p a k e rh e a d p h o n e l i n eo u t m i c r o p h o n e c o m p e c t d i s k 这些常量通常对应于用户声卡上的插孔。 d a t a l i n e i n f o 对象描述一个源或目标数据线路或一个剪辑。 d a t a l i n e i n f o 类有三个构造器，其中d a t a l i n e i n f o ( c l a s sc l a s s ， a u d i o f o r m a tf o r m a t ) 指定了给定类的线路的音频格式。使用 a u d i o f o r m a t 类的对象定义特定的音频格式。最通用的构造器需要7 个 参数：a u d i o f o r m a t( a u d i o f o r m a t e n c o d i n ge n c o d i n g ， f l o a t s a m p l e r a t e ， i n ts a m p l e s i z e i n b i t s ，i n tc h a n n e l s ，i n tf r a m e s i z e ， f l o a tf r a m e r a t e ，b o o l e a n b i g c n d i n g ) 。对于网络中实时传输的语音格 式可以定义为： a u d i o f o r m a t f o r m a t = n e wa u d i o f o r m a t ( a u d i o f o r m a t e n d o d i n g u l a w ，u 规贝0 编码 8 0 0 0 0 f 采样率为8 0 0 0 k h z 8 ，8 位采样 2 ，双声道 2 ，帧大小= 采样位8 $ 声道数 8 0 0 0 o f 通常帧速率= 采样率 t r u e ) ：b i g e n d i a n 定义音频格式之后，可以生成一个对象封装我们想使用的特定线路 的规范，例如： d a t a li n e i n f os o u r c e i n f o = n e wd a t a lin e t n f o ( s o u r c e d a t a lin e c l a s s 。f o r m a t ) ( 4 ) 访问声音设备 使用a u d i o s y s t e m 类获得对系统上物理声源的访问，它定义的静态 方法返回对封装各种可用资源类型的对象的引用。 3 3 2 播放声音 在线播放实时音频流的过程如下： ( 1 ) 生成音频流：使用a u d i o i n p u t s t r e a m 对象的r e a d ( ) 方法从缓 冲内存中读取采样块； ( 2 ) 生成对s o u r c e d a t a l i n e 对象的引用，用户写向它的数据将由 混音器佟输给喇弧输出。生成的数撼线路登须其有和打算褥给它的数据 一样的静频格式。 ( 3 ) 生成d a t a 乙i n e i n f o 对象指定线路类型，然后调用a u d i o s y s t e i i l 类静静态方法g e t l i n e ( ) 著叛d a t 乱i n e i n f o 雩| 罐箨为参数，获褥一个 s o u r c e d a t a l i n e 对象的引用。调用该对象的o p e n ( ) 方法打开线路使线 路保留需要的系统资源。之聪使用该对象的w r i t e ( ) 方法对它写入数据。 3 3 3 录裁黟啻 通j 建获得混啻器的目标数据线路泶制声音。定义想从线路获得的音 频格式的a u d i o f o r i l l a t 对象，使用音频格式对浆定义l i n e i n f o 对琢， 撂定线鼹斡特征，使用a u d i o s y s t e m 类中的g e t l i n e ( ) 方法从l n e 。l n f o 对象获褥线路弓i 鞠。 3 。4 j d b c j 转8 0 ( 西v a 转a t a 弛s ec o 糯e e t i v i t y ) 是一琴孛哥弱s e c o 糯e e t i v i t y ) 是一琴孛哥弱髑予魏芎亍s 镰语句的j a v a api，主骚提供从java跨平台、跨数据库的数据库访问方法， 为数据库应用开发人员、数据库前台工具开发人员提供了一种标准的应 雳程序羧墨，搜开发人员可黻廷缝j a v a 语言缓写宠整瓣数据库应瑟程序。l jdbca p ij p b ea p i 包攮5 个组成部分，它们分别怒： 黔i v e r m a n a g e r ( 驱动稷序管理) ：用束装入数据库驱动程序以及管理应用穰序与驱动程序之间的连接。 driver(驱动程序)：搬api调用翻译成针对特定数摄源的操作。 conneetion(连接)：一个应蔫稳海与一令数据库之鬻豹会话。 statement(语句)：一个sql语匍，执行一项查询或者更新操作。 resultset(结果集)：由执行一祭语句而得到的列和行数据的逻辑集合。 jdbc还用metedata(元数据)来表示关于邋回数据、数据库和驱动程序的信息。 应髑j d b ca p l 操俸数摄痒缒过程露鼹图3 2 表示。 圈中方框代表的是jdbc裳或接鞠，j髓e的类和接翻都由java。sql 包提供。 图3 。2 帕b c 操作数据库的过程 2 j d b c 的使用 使爆j d b c 连接数握库一般包撅下列步骤： 导入必要的类：装入j d b c 驱动程序；识别数据源；分配一个 g o n n o c t i o n 对象；分配一个s t a t e m e n t 对象；使蹭s t a t e l i 】e n t 执行 一个查询；从返回的r e s u l t s e t 对缀中梭索数据；依次关闭r e s u l t s e t 、 s t a t e m e n t 对象和e o n n e c t i o n 对象。下面一个例子程序说明了j d b c 访 阕数据库嬲最熬本蛇操转过援； i m p o r tj a v a s q l i8 ；引入j d b c 库的类和接口； p u b l i cc l a s se s s e n t i a lj d b c p u b l i cs t a t i cv o i dm a i n ( s t r i n g a r g s ) t r y c 1 8 s s 。f o r 辩a l 鞋e ( ”s u n j d b e o d b c 。，d b e o 娃b c 龄i ￥e r ”) ； 装入j d b c o d b cb r i 抛e 驱动程序： s t r i n gs o u r c e u r l = “j d b c ： o d b c ： 擀h i t e b o a r d d a t a ”； 表示在w h it e b o a r d d a t 8 的o d b c 数据元使用b c 驱动程序： e o n n e c t i o nd a t a b a s e c o n n e c t i o n = d r i v e r 5 堍n 8 9 e r 。g e t e o 珏n e e t i o 秘( s o 珏r e e 馨r l ) ； 由d r i v o r m a n a g e r 生成一个对指定数据源( s o u r c e u r l ) 的 e o n n e c t i o n 对象。 s t a t e m e n ts t 8 t e 强e n t = d a t a b a s e c o n n e e t i o n e r e a t s t a t e 秘e n to ； 由一个合法的e o n n e c ti0 n 对象生成一个s t a t e m e n t 对象： r e s 鞋l 专s e tt i t 圭e 嚣鑫融e s 蒿 s t a t e m e n t e x c u t e q u e r y ( ”s e l e c tt i t l ef r o mw b t i t l e ”) 稍e x c u t e q u e r y ( ) 方法蠢询数据库，查询缩采返回副一个 r e s u l t s e t 对象： c a t c h ( c l a s s n o t f o u n d e x c e p t i o nc n f e ) ) 信任的服务器，出服务器根据白板系统提供的数据协议决定如何处联自 板消息，客户程序不能直接向组发送消息，这样就在一定程度上提供了 安全保蹲。 与究全应瑁缀播秘议构造翡鑫教系统穗魄，混合模鳖实瑷超寒爨为 简单。虽然数据传输使经过了从客户到服务器再到客户的过程，在时 间消耗上比组措多一倍，便是比完全基于t c p i p 的白板系统耗时要 低，够瀵是舀嫒系绞。趣叫珥弱，群塑蛙鼷赢；羹涨罐国溺降巍 擀“苎囊一i 基望i 妻手s ： 纂襄娶蒜擎嘉蛩菖 联型艮! a 女i 副蚓雾囊銎齄肄婆、鼙萑腰畚霸耍嚣豁繇籍驰琵琶 嚣嚣簖鳇，骢 8 a n 的属性 。 2 (6)在服务器端读取javabean的属性。2 0 x 据，保证了与其它客户的自板数据一致。如果需要对恢复错误数据，则 根据r a m p 的设置，从服务器获取恢复的数据。 4 2 系统功能简介 l 。簸务器鲻提供下麓动戆： ( 1 ) 提供动态豹囱板主页，使弼户熊够通过主页了解斧镬运行静自 扳主题等有关信息，决定是否加入某个自板； ( 2 ) 用户能够通过主页创建一个新主题的白板系统； ( 3 ) 管理员可以通过w e b 页面对白板数据库进行后期的维护： ( 4 ) 提供客户端程序的下载； ( 黪服务器实现盘叛消息的转发。 2 。客户端纛序支撼夔殛戆寿： ( 1 ) 提供g u i ，健溺户畿输入自板消慧； ( 2 ) 提供向服务器发送消息的功能； ( 3 ) 接收服务器组播的消息： ( 4 ) 支持语音信号的采集、传送和接收。 毒3 系统所需的软硬件环境 系统工 乍在e t h e r n e t 为基礁蕊校霾躅上； 服务器上安装j a v a 编译环境( ( j d k1 3 版本) 和t o m c a tx 1 o ； 客户机上安装有j a v a 编译环境( j d k1 3 版本) 。客户机上安靛有声卡、 耳机。 第五章系统主体设计 5 1 开发工具的选择 由于本课题中的主要内容与网络编程有关，所以在本课题中选择 j a v a 作为编程语言。现在已经有了许多优秀的j a v a 程序开发坏境，来 自b o l a n d 公司的j b u i l d e r 是目前最好的j a v a 开发工其之一，在协同 管理、对j 2 e e 和x m l 的支持等方面均走在其它产品的前面。j b u i l d e r 的主要特性有： ( 1 ) 提供与t o m c a t 集成，使w e b 开发更容易： ( 2 ) 提供了对企业应用的开发功能，可以集成多种应用服务器； ( 3 ) 提供了更简单的程序发稚功能，所有的应用都可以打包； ( 4 ) 提供了团队开发能力，可以集成多种版本控制产品。 在本课题中的应用程序与j s p 网页设计均使用j b u i l d e r 开发。 5 2 应用程序的主要结构 本课题中的应用程序分为服务器应用程序和客户端应用程序，分别 放在w b s e r v e r j p x 和w b c l i e n t j p x 工程文件中。 服务器端应用程序包括以下类和文件： w b s e r v e r 用于启动和初始化服务器应用程序，接收和发送各种 消息，并对各种消息进行处理： w b s e r v e r o b j 描述一个白板服务器对象的属性；处理客户端白 板消息； s e n d e r 描述一个r a m p 发送者对象：转包客户端白板消息并组 播发送： e l e m e n t 描述白板中绘制的元素； e l e m e n t l i s t 保存白板e 1 e m e n t 对象的列表； w b m s g 白板客户与服务器间通信的消息： $ j s p 包括白板主页和通过主页完成的各种输入、管理功能的 j s p 页面； w h i t e b o a r d m d b 白板系统中用到的数据库。 客户端应用程序主要包括以下类： w b c l i e n t 一一启动和初始化客户端应用程序，接收和发送各种消 息，并对各种消息进行处理； w b c l i e n t o b j 白板客户对象；处理服务器转发的白板消息； r e c e i v e r 描述一个u n i v e r s a l r e c e i v e r 对象；接收组播消息； w b f r a m e 客户端图形界面，用户通过它绘制白板元素、生成并 发送白板消息。 e 1 e m e n t 与服务器中e l e m e n t 类相同： e l e m e n t l i s t 与服务器中e 1 e m e n t l i s t 类相同，保存本地白板 元素。 w b m s g 与服务器w b m s g 类相同，从客户发往服务器的消息中应 写入白板服务器的编号。 5 3 系统工作过程 图5 一l 表示系统工作过程。 图5 1 系统1 二作过程 1 服务器主程序启动与白板数据库的连接，读取组播地址并生成 w b s e r v e r 0 dj 对象和s e n d e r 对象；生成s e r v e r s o c k e t 对象监听客户端 的t c p 连接； 2 客户机主程序首先启动用户界面，用户通过菜单选择要连接的 服务器和白板编号，生成c o n n e c t 消息，请求与指定服务器和指定 粕s e r v e r o bj 连接：根据i n i t 消息生成w b c l i e n t o b j 对象和r e c e i v e r 对象。 3 用户界面监听客户动作，生成白板消息并t c p 给服务器：服务 器接收消息，由w b s e r v e r o b j 对象处理，经s e n d e r 对象转发给组地址； 4 客户w b c l i e n t ，o b j 对象和r e c e i v e r 对象接收组播消息，处理 并更新用户界面。 5 4 详细设计 5 4 。1 数据库的设计 由于本系统中的数据库较小，仅用柬对注勰的教师用户积镣理员用 户逑李亍楚蕈瓣管理，良及存臻鑫叛逶信静缀撵遮蛙。疑以奁零袭绞中菠 瑙凝s a 蕊e s s 编辑数溅瘁，应矮程序遥遵j p b e g d b c i 电e 鹱动程序 访问数据库。 数据库中共有6 张寝，“白板表”存储自板地组播地址和使用状念， “用户表l ”、“用户表2 ”、“系名表”和“属性表”用于管理注册用户， “用户登陆表”记录注册用户使用白板系统的状况，为数据统计提供条 佟。刨建一个o d b c 数据源砰h i t e b o a r d d b ，生成如下戆式的 u 跹：j 秘e ：o 秘e ：餮h i t e 转o a r d 臻，建立与数攥疼连接爨语句磐下： e i a s s f o r n a m e ( “s u n j d h e o d b e ，i d b c o d b c 酚i v e r 界) ；载入、j d b c 驱动程序 s t r i n gs o u r c e u r l = “j d h c ：o d b c ：w h i t e b o a r d d b ”；窳义数据 源 c o n n e e t i o nc o n = d r i v e r m a n u g e r g e t c o n n e c t i o n ( s o u r c e u r l ) ： 建立连接 5 。4 。2 鑫叛元素熬疆述与存辏“8 共享自板内容商灏种方式，一种是将囱板内容作为一张饿图，每当 自板内容更新时，就产生一张新的位图，然后把位图传输出去。这种方 式实现起来最直观也最简单，但是在网上传送位图需要较大的骷宽，如 果频繁更新白板时，网络可能会被大量的数掘堵塞。另一种方法是把白 扳蠹容的组成元素用必爨遴镗描述，白投内容的更改被反映到元素的形 状、位嚣等搓述爨交像，系统蝰变讫接送翔瓣终上，皇板客户接浚登交 能之螽仅需稷据变亿修改本遣参数帮可。这秘方法太大减少了网络传输 的数据，是比较理想的选择。但是为了使所有的用户能识别自板的变化， 需戮对白板中可能容纳的元素进行描述，并且各个白板用户必颡在本地 保襻白板的元素，这就需要保证所有白板用户的本地元素必需是一样 的。 ( 1 ) 元素的描述； 我键为每令图形元素定义该元素夔凝簸、形凌、莛熹帮终焱，对话 溆激元素就是一个字符串对象。实现中我们为所有图形元素定义了一个 臀通的基础类e l e m e n t ，并包含每种元素类型的一个成员，存储一种或 另一种类型的s h a p e 对象。在类中包含一个多义方法，以s h a p e 类型返 回对元素的引用，用户可以在客户端的g u i 容器中用g r a p h i e s 2 d 对象 的d r 删( ) 方法绘制该元素。图5 3 显示了将在e l e m e 吐基础炎中声唆 j 在宓现中，我们设计e 1 e m e n t l i s t 类保存囱板中绘制的元素，对于 每个元索，服务器生成一个唯一的标识( i d ) 描述它，然后用户可以通过 标识来操纵元素。在e 1 e 珊e n t l i s t 类中定义了2 个v e c t o r 对象，分别 存放标谈i d 蠢对该元素躲弓| 溺： p r o 专e c t e d ￥e e t o ri d s 嚣n e wv e e t 。r ( ，； p r o t e c t e dv e c t o rli8 t = n e wv e c t o r ( ) ； e 1 0 m e n t l i s t 类主要安现以下方法： d u b l i co b j e c ta d d e l o m e n t ( o b j e c te l e m e n t ) 添加一个元索到 l i s t 对魏，分配并返回标识i d ； p u b l i co bj e e td e l e t e e l e m e n t ( 0 b j e c tid ) 删除i d 指定的元素， 如果元素存在剿黧豫该元素并返酉搔定豹标识i d ： p u b 珏e j e e t 掰o d i f y e l e 豫e n t ( ；e c ti d ，秘j e e te l e m e n