毕业设计（论文）-VB+SQL_多媒体授课系统论文.doc

多媒体授课系统摘要：当今社会，信息技术高速发展，人们正逐步进人一个崭新的信息时代，计算机和网络逐渐成为人们学习、生活和娱乐必不可少的工具。“多媒体授课系统”是以VB语言为基础开发研制的一个多媒体系统。它向教师提供了一个图形化的多媒体工具;向学员提供了一个类似于电视效果的功能完备的学习环境本文介绍了VB语言在远程教育中的应用以及基于VB语言的“多媒体课件系统”的设计与实现。关键字：多媒体；授课；VBAbstract: In todays society, the rapid development of information technology, people who are gradually into a new information age, computer and the Internet has gradually become people to study, live entertainment and an indispensable tool. Multimedia teaching system is based on the VB language developed a multimedia system. It provided to teachers a graphical multimedia tools; students to provide a similar effect of television fully functional learning environment for this paper, VB language in the application of distance education based on the VB language and the multimedia courseware system Design and Implementation. Keyword: Multimedia; Medium of instruction; VB目录第一章 前言41.1远程教育的出现及其发展现状41.2网络远程教育的优势6l.2.1良好的交互性61.2.2巨大的灵活性71.2.3低廉的教育成本71.3网络远程教育的几种模式71.4网络远程教育系统应具备的功能8第二章 多媒体系统的分析92.1简介92.2 开发工具的选择和介绍92.2.1可视化编程102.2.2面向对象的程序设计102.2.3结构化程序设计语言112.2.4事件驱动编程机制112.2.5访问数据库112.2.6对象的链接与嵌入(OLE)122.2.7动态链接库(DLL)122.3可行性分析122.3.1 技术可行性分析122.3.2 经济可行性分析132.3.3 操作的可行性132.3.4 成本-效益分析132.4 数据库技术152.4.2 数据库体系结构182.5多媒体子系统的具体分析212.5.1第一步:划分演示内容的空间布局232.5.2第二步:确定媒体对象的时间行为242.5.3第三步:上载教学组件26第三章 多媒体授课系统的设计和实现283.2RealPlayer控件293.3“多媒体授课子系统”的具体实现30参考文献32第一章 前言在科学技术飞速发展的今天，人类已经进人知识经济的时代。这是一个知识创造财富、知识决定命运的新纪元。社会需要越来越多掌握丰富知识的高素质的劳动者。同时，这也是一个知识爆炸的时代，知识的总量爆炸性的增长，知识的更新速度更是以往任何时代所无法比拟的。在这样的时代，劳动者面临着巨大的挑战。一方面是需要掌握的知识总量急速增长，另一方面是已有知识的迅速老化。劳动者不仅需要通过学校学习掌握丰富的专业基础知识，更重要的是要在工作过程中不断的更新自己的知识结构以适应科学技术迅猛发展的需要。这使我们的教育已经进人了一个“终生教育”的时代。劳动者必须在其一生中不断的学习新的知识和技术。这对我们的教育提出了新的挑战和要求，传统的学校课堂教育已经不能满足社会大众对知识学习越来越迫切的需求。在这样的时代背景下，网络远程教育显现出了巨大的优越性，为教育事业注人了新的活力。1.1远程教育的出现及其发展现状简而言之，远程教育就是利用各种通信手段，在地理位置上分离的教师和学生之间传送教学内容和教学反馈信息，使教学活动不再受时间和空间的限制。远程教育的概念由来已久，1892年美国Wisconsin大学的课程目录中就首先出现了此术语。传统的远程教育是指函授教育、无线电广播教育、电视教育等等，而网络远程教育则是将多媒体计算机技术和网络通信技术结合而形成的新型远程教育方式。网络远程教育打破了时间与空间的限制，老师和学生可以天各一方，学生可以自由地选择学习时间。借助于多媒体计算机与国际互联网提供的强大的计算和通信能力，网络远程教育使学习变得更为轻松，使得学生和教师之间的交流更为容易。八十年代以来，西方发达国家的学校和研究机构纷纷进行了网络远程教育的研究工作，并取得了许多研究成果。例如，英国在1989年设立的对英国高等院校的教学进行重大革新的eTI(eo娜uterinTeaehingxnitiative)工程，其目标就是通过计算机、多媒体与网络通信技术的结合实现对所有学科从教学模式、教学内容到教学组织形式的彻底变革，以达到提高学习质量与教学效率的目的。随着远程教育活动的发展，一些关于远程教学的协会也相继成立。第十八届远程教学国际会议ICDE(IntemationalCouncilofDistaneeEducation)已于1997年7月4日一6日在美国宾夕法尼亚大学举行。进人九十年代以后，国外发达国家的网络远程教育获得了迅速的发展。例如在美国，几乎每所大学都有自己的网络远程教育系统，它们有自己的高带宽的专用网络，完全满足了高质量的实时媒体的传送和交互。甚至出现了许多专业的从事远程教育的网络学校。国内的网络远程教育虽然发展较晚，但其发展速度是十分惊人的。特别是在高等院校中，网络远程教育正在如火如茶的开展。许多高等院校都建立了自己的网上学校，将许多课程的教学都搬到了国际互联网上，大大降低了教育成本，提供了教学效率。国家已选定清华大学、浙江大学、北京邮电大学和湖南大学作为全国首批开展远程教育试点的四所高校。以清华大学为例，清华大学远程教育系统租用了亚洲二号卫星的Ku波段的转发器的4MHz带宽，采用双向数字压缩技术，通过卫星专用信道加密传输，将清华大学直播教室内的课堂授课内容、多媒体课件、图文资料及相关数据通过卫星信道传输到设置在全国各地的校外站，利用电视教室或多媒体教室，组织远地的学生学习课程。教师和学生之间的实时交互讨论可以根据需要通过工sDN、可视电话或桌面视频会议系统进行，有条件的校外站可以利用卫星视频会议系统。作业的提交、批改和辅导答疑和其他非实时讨论可以通过互联网和电子邮件完成。人类正进人一个新的千年，在这样一个知识爆炸的新世纪中，为了跟上科学技术发展的脉搏，每个社会成员的一生都需要不断的学习，这使现有的教师、教室和教材等教育资源捉襟见肘。传统的课堂教学由于其对教学时间和空间的限制，也不能满足社会成员对更加灵活的教学方式的需求。这些都促使了以多媒体计算机技术和网络通信技术为依托的网络远程教育的快速发展。在技术上，随着个人计算机价格的降低并逐渐普及以及网络基础设施和宽带网络接人技术的发展，网络远程教育在新的世纪中必定会有更加广阔的发展前景。1.2网络远程教育的优势网络远程教育与传统的远程教育相比，在灵活性、交互性等许多方面都有巨大的优势。传统的远程教育如广播、电视教育对学习的时间有严格的限制，学生必须在规定的时间收听或收看教育节目，这给学生的学习和生活都带来了很大的不便和限制。而且广播、电视教育的交互性很不理想，基本上是一种单向的授课模式。网络远程教育与桌面环境下的计算机辅助教学(CAI)相比也有着巨大的优势，具有更加广阔的发展空间。桌面环境下的计算机辅助教学(CAD其教学内容都是刻制在CD一ROM中，其中的内容是无法改变和更新的。这使教学内容失去了灵活性，使其更新和升级都变得困难。特别是对于一些更新发展很快的学科，如计算机、通信等科目，这样的问题就更加严重了。网络远程教育作为一种全新的教育方式具有以下的优点:l.2.1良好的交互性传统的远程教育(如广播、电视教育)和桌面环境下的计算机辅助教学，它们的教学模式基本上都是单向的向学生灌输知识，而学生的反馈信息却无法及时的被传递给教师。这样教师无法及时的了解教学的效果和学生的学习情况，也就无法根据学生的反馈及时的调整教学内容和进度。交互性的缺乏使学生只是被动的接受教育，无法主动的参与到教学活动中去，这必然严重的影响教学的效果。网络远程教育具有良好的交互性。在教学过程中，学生可以通过电子邮件、留言板、BBS等许多方式将自己的反馈信息或者疑问传递给教师;教师也可以通过相同的方式向学生布置作业、发布信息、解答疑问。良好的交互性促进了学生和教师之间的交流和沟通，提高了教学的效果。1.2.2巨大的灵活性网络远程教育对学生的学习时间和地点没有任何的限制，学生可以在世界的任何地方、任何时间学习。网络远程教育通过遍布世界的国际互联网(Intemet)传输教学信息，因此它的教学信息可以在全球范围内共享。而广播、电视教育的覆盖范围是非常有限的;而桌面环境下的计算机辅助教育其教学内容只能被CD一ROM的购买者所专有，这些都不利于教学资源的共享和交流。在时间上，由于学生可以自由的选择学习的时间，因而也就可以更为合理的安排自己的生活和工作。网络远程教育的教学内容是以计算机文件的形式存放的，因此其内容的更新和修改是非常方便和灵活的，更能满足知识经济时代知识迅速更新的需要。1.2.3低廉的教育成本基于网络的远程教育不需要学校、教室，建立一个网络学校仅仅需要一台接人国际互联网(Intemet)的计算机。它的教育成本与传统教育、广播、电视教育相比都是非常低廉的。在空间上，由于打破了地域的限制，学生和教师可以天各一方，也为学生节省了往返的时间和金钱。1.3网络远程教育的几种模式目前网络远程教育从教学模式出发可分为同步教学模式和异步教学模式同步教学模式主要以实时视频交互和实时音频交互为特点，学生能同步地与教师或其他同学进行交流，就如同在真实的课堂上一样。成功的同步教学与传统教育模式非常相似，因此很容易被学生和教师接受，而且可以为教师和学生之间的交流提供良好的实时性。但是同步教学对教学时间有一定的限制，而且对网络带宽等资源也有一定的要求。异步教学模式主要以wEb技术为依托，将教学课件以计算机文件的形式存放在web服务器上供学生通过网络浏览器使用。这种教学模式彻底解放了学生和教师，只要有一个网络浏览器，学生可在任何时间，任何地方用任何可以接人互联网的设备进行上网学习，它是网络远程教育系统一个必不可少的部分。但目前由于Web技术和网络带宽等原因，使教学课件的表现形式受到了很大限制，教学效果还不够理想。在本文中，将详细阐述如何制作生动的教学课件，提高网络远程教育的教学效果。1.4网络远程教育系统应具备的功能网络远程教育作为一种新颖的教学方式，归根到底还是以学校的教学活动为基础的，一个完善的网络远程教学系统应该提供与学校教学活动相应的全部服务，包括:.网络远程教育系统应为学生提供充足的学习资源，使学生能顺利地完成课程的学习;.参与远程教学的学生应该能够及时获得教师的指导，同时教师也应该及时得到学生的反馈信息:.网络远程教育系统应提供实时传输的工具，以支持教师的实时教学;.网络远程教育系统应该为学生提供模拟实验环境;.网络远程教育应该具有一个完备的考试评估系统;.网络远程教育系统应该向教师提供一个功能强大的备课工具，即一个教学课件的制作工具。使教师或教学课件的制作人员可以方便的制作大量的教学课件。第二章 多媒体系统的分析2.1简介“多媒体子系统”是一个图形化的网络多媒体制作工具，以所见即所得的方式编辑SMIL文档。它提供了一个操作简单、功能强大的网络教学组件环境，使普通用户可以不经过培训便可以直接使用该工具制作出高质量的的网络多媒体，并将其作为远程教育多媒体系统的教学组件上载至服务器，存放在共享的组件库中。2.2 开发工具的选择和介绍针对目前世界上流行的大量软件和开发工具，经过认真分析其优缺点，结合排课系统的需要和目前的硬件环境，我们选用微软WINDOWS平台下的Visual Basic 6.0（简写为VB6.0）作为软件开发工具和SQL Server 2000数据库进行连接。作为数据库系统的开发，Visual Basic是一个非常理想选择。Visual Basic是一种可视化的、面对对象和条用事件驱动方式的结构化高级程序设计，可用于开发Windows环境下的应用程序。它简单易学、效率高，且功能强大，可以与Windows的专业开发工具SDK相媲美，而且程序开发人员不必具有C/C+编程基础。在Visual Basic环境下，利用事件驱动的编程机制、新颖易用的可视化设计工具，使用Windows内部的应用程序接口(API)函数，以及动态链接库(DLL)、动态数据交换(DDE)、对象的链接与嵌入(OLE)、开放式数据访问(ODBC)等技术，可以高效、快速地开发出Windows环境下功能强大、图形界面丰富的应用软件系统。总的来说，Visual Basic具有以下特点：2.2.1可视化编程用传统程序设计语言设计程序时，都是通过编写程序代码来设计用户界面，在设计过程中看不到界面的实际显示效果，必须编译后运行程序才能观察。如果对界面的效果不满意，还要回到程序中修改。有时候，这种编程-编译-修改的操作可能要反复多次，大大影响了软件开发效率。Visual Basic提供了可视化设计工具，把Windows界面设计的复杂性“封装”起来，开发人员不必为界面设计而编写大量程序代码。只需要按设计要求的屏幕布局，用系统提供的工具，在屏幕上画出各种“部件”，即图形对象，并设置这些图形对象的属性。Visual Basic自动产生界面设计代码，程序设计人员只需要编写实现程序功能的那部分代码，从而可以大大提高程序设计的效率。2.2.2面向对象的程序设计4.0版 以后的Visual Basic支持面向对象的程序设计，但它与一般的面向对象的程序设计语言(C+)不完全相同。在一般的面向对象程序设计语言中，对象由程序代码和数据组成，是抽象的概念；而Visual Basic则是应用面向对象的程序设计方法(OOP)，把程序和数据封装起来作为一个对象，并为每个对象赋予应有的属性，使对象成为实在的东西。在设计对象时，不必编写建立和描述每个对象的程序代码，而是用工具画在界面上，Visual Basic自动生成对象的程序代码并封装起来。每个对象以图形方式显示在界面上，都是可视的。2.2.3结构化程序设计语言Visual Basic是在BASIC语言的基础上发展起来的，具有高级程序设计语言的语句结构，接近于自然语言和人类的逻辑思维方式。Visual Basic语句简单易懂，其编辑器支持彩色代码，可自动进行语法错误检查，同时具有功能强大且使用灵活的调试器和编译器。Visual Basic是解释型语言，在输入代码的同时，解释系统将高级语言分解翻译成计算机可以识别的机器指令，并判断每个语句的语法错误。在设计Visual Basic程序的过程中，随时可以运行程序，而在整个程序设计好之后，可以编译生成可执行文件(.EXE)，脱离Visual Basic环境，直接在Windows环境下运行。2.2.4事件驱动编程机制Visual Basic通过事件来执行对象的操作。一个对象可能会产生多个事件，每个事件都可以通过一段程序来响应。例如，命令按钮是一个对象，当用户单击该按钮时，将产生一个“单击”(CLICK)事件，而在产生该事件时将执行一段程序，用来实现指定的操作。在用Visual Basic设计大型应用软件时，不必建立具有明显开始和结束的程序，而是编写若干个微小的子程序，即过程。这些过程分别面向不同的对象，由用户操作引发某个事件来驱动完成某种特定的功能，或者由事件驱动程序调用通用过程来执行指定的操作，这样可以方便编程人员，提高效率。2.2.5访问数据库Visual Basic具有强大的数据库考试功能，利用数据控件和数据库考试窗口，可以直接建立或处理SQL Server 2000数据库，并提供了强大的数据存储功能。Visual Basic提供开放式数据连接，即ODBC功能，可通过直接访问或建立连接的方式使用并操作后台大型网络数据库，如SQL Server，Oracle等。在应用程序中，可以使用结构化查询语言SQL数据标准，直接访问服务器上的数据库。2.2.6对象的链接与嵌入(OLE)对象的链接与嵌入(OLE)将每个应用程序都看作是一个对象(object)，将不同的对象链接(link)起来，再嵌入(embed)某个应用程序中，从而可以得到具有声音、影像、图像、动画、文字等各种信息的集合式的文件。OLE技术是Microsoft公司对象技术的战略，它把多个应用程序合为一体，将每个应用程序看作是一个对象进行链接和嵌入，是一种应用程序一体化的技术。利用OLE技术，可以方便地建立复合式文档(compound document)，这种文档由来自多个不同应用程序的对象组成，文档中的每个对象都与原来的应用程序相联系，并可执行与原来应用程序完全相同的操作。2.2.7动态链接库(DLL)Visual Basic是一种高级程序设计语言，不具备低级语言的功能，对访问机器硬件的操作不太容易实现。但它可以通过动态链接库技术将C/C+或汇编语言编写的程序加入到Visual Basic应用程序中，可以像调用内部函数一样调用其他语言编写的函数。此外，通过动态链接库，还可以调用Windows应用程序接口(API)函数，实现SDK所具有的功能。2.3可行性分析可行性分析也称为可行性研究，是在系统调查的基础上，针对新系统的开发是否具备必要性和可能性，对新系统的开发从技术、经济、社会的方面进行分析和研究，以避免投资失误，保证新系统的开发成功。可行性研究的目的就是用最小的代价在尽可能短的时间内确定问题是否能够解决。2.3.1 技术可行性分析数据库是指自描述的完整记录的集合。数据库技术在20世纪60年代中期产生，它的出现使信息系统的研制从以加工数据的程序为中心转变为以共享数据库为中心来进行。数据库开始是在大公司或机构中进行大规模数据处理后来随着计算机的逐渐普及，数据库才应用到计算机上。数据库发展的到今天，已经是相当成熟的阶段，它对大量数据处理能力的不断提高，发展和完善。本系统在技术上是通过基于本地机的数据库，在技术上是可行的。利用VB技术开发本应用程序，可以降低对机器的需求。VB可以封装大部分逻辑代码，可以做到最大代码重用。数据库使用ACCESS，该数据库可以在Windows下运行，支持SQL 语句，同时是具有本地体系结构的关系型数据库系统。2.3.2 经济可行性分析近几年，计算机技术的发展和计算机办公自动化的普及和应用，计算机的应用也有了较大的提高。计算机也都成为工作中的重要设备，每个单位、每个部门都有不同程度的计算机应用。在硬件方面，无需单独购买计算机，只需利用目前已有的奔腾、奔腾的计算机即可，并附有打印机等附件。所以从硬件方面上完全可行。根据用户的要求，分析其特点，在经济上本项目是可行的，采集，编辑，发布，人员不需要专业的编程知识就可以快速高效地发布题库信息。这样加快了信息发布速度，减少了人力的开销，缩短了从采集到发布的时间周期，从而提高了服务的质量，而且由于考试周期缩短和人力开销的减少，可以在信息化中获得更多的好处。2.3.3 操作的可行性现代计算机软硬件的发展使得本系统具有良好的操作界面，简单直接的操作界面，具有较强的人机对话能力，支持多种汉字输入方式，其适应性强，显示内容简单明了，使操作者不必具有较高高的计算机专业知识，也不必进行专门培训，稍一接触就可以上手进行所有操作。2.3.4 成本-效益分析成本效益分析的目的是从经济角度评价开发一个新的软件项目是否可行。成本-效益分析首先是估算将要开发的系统开发成本，然后与可能取得效益进行对比和权衡。显然本系统开发代价不大，而且大大的提高了工作的效率。成本绝对的能在最短的时间内收回。2.4 数据库技术从文件系统发展到数据库系统是信息处理领域的一个重大变化。在文件系统阶段，人们关注的中心问题是系统功能的设计，因而程序设计处于主导地位，数据只起着服从程序需要的作用。在数据库方式下，信息处理观念已为新体系所取代，数据占据了中心位置。数据结构的设计成为信息系统首先关心的问题，而利用这些数据的应用程序设计则退居到以既定的数据结构为基础的外围地位。目前世界上已有数百万个数据库系统在运行，其应用已经深入到人类社会生活的各个领域，从企业管理、银行业务、资源分配、经济预测一直到信息检索、档案管理、普查统计等。并在通信网络基础上，建立了许多国际性的联机检索系统。我国20世纪90年代初在全国范围内装备了12个以数据库技术为基础的大型计算机系统，这些系分布在邮电、计委、银行、电力、铁路、气象、民航、情报、公安、军事、航天和财税等行业。数据库技术还在不断的发展，并且不断地与其它计算机技术相互渗透。数据库技术与网络通信技术相结合，产生了分布式数据库系统。数据库技术与面向对象技术相结合，产生了面向对象数据库系统。在数据库技术中有四个名词，其概念应该分清。（1）数据库（database，db）:db是统一管理的相关数据的集合。db能为各种用户共享，具有最小冗余度，数据间联系密切，而又有较高的数据独立性。（2）数据库管理系统（database management system,dbms）：dbms是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，为用户或应用程序提供访问db的方法，包括db的建立、查询、更新及各种数据控制。dbms总是基于某种数据模型，可以分为层次型、网状型、关系型和面向对象型dbms。（3）数据库系统（database system,dbs）:dbs是实现有组织地、动态地存储大量关联数据，方便多用户访问的计算机软件、硬件和数据资源组成的系统，即采用了数据库技术的计算机系统。（4）数据库技术：这是一门研究数据库的结构、存储、管理和使用的软件学科。数据库技术是操作系统的文件系统基础上发展起来的。而dbms本身要在操作系统的支持下才能工作。数据库不仅用到数据结构的知识，而且丰富了数据结构的内容。在关系数据库中要用到集合论、数理逻辑的理论。因此，数据库技术是一门综合性较强的学科。2.4.1 数据库模型从20世纪50年代中期开始，计算机的应用由科学研究部门逐步扩展到企业、行政部门。至60年代，数据处理成为计算机的主要应用。数据库技术作为数据管理技术，是计算机软件领域的一个重要分支，产生于60年代末。现已形成相当规模的理论体系和实用技术。模型是对现实世界的抽象。在数据库技术中，我们用模型的概念描述数据库的结构与语义，对现实世界进行抽象，表示实体类型及实体间联系的模型称为“数据模型” 。目前广泛作用的数据模型可分为两种类型。一种是独立于计算机系统的模型，完全不涉及信息在系统中的表示，只是用来描述某个特定组织所关心的信息结构，这类模型称为“概念数据模型” 。要领模型用于建立信息世界的数据模型，强调其语义表达功能，应该概念简单、清晰，易于用户理解，它是现实世界的第一层抽象，是用户和数据库设计人员之间进行交流的工具。这一其中著名的模型是“实体联系模型” 。另一种数据模型是直接面向数据库的逻辑结构，它是现实世界的第二层抽象。 这类模型涉及到计算机系统和数据库管理系统，又称为“结构数据模型” 。例如，层次、网状、关系、面向对象等模型。这类模型有严格的形式化定义，以便于在计算机系统中实现。（1）层次模型。用树型结构表示实体类型及实体间联系的数据模型。树的结点是记录类型，每个非根结点有且只有一个父结点。上一层记录类型和下一层记录类型间联系是1n联系。层次模型的特点是记录之间的联系通过指针实现，查询效率较高。但层次模型有两个缺点：一是只能表示1n联系，虽然有多种辅助手段实现了mn联系，但都较复杂，用户不易掌握，二是由于树型结构层次顺序的严格和复杂，引起数据的查询和更新操作也很复杂，因此，编写应用程序也很复杂。（2）网状模型。用有向图结构表示实体类型及实体间联系的数据模型。1969年dbtg报告提出的数据模型是网状模型的主要代表。有向图中的结点是记录类型，有向边表示从箭尾一端的记录类型到箭头一端的记录类型间联系是1n联系。网状模型的特点：记录之间联系通过指针实现，mn联系也容易实现（每个mn联系可拆成两个1n联系），查询效率较高。网状模型的缺点是编写应用程序比较复杂，程序员必须熟悉数据库的逻辑结构。由于层次系统和网状系统的应用程序编制比较复杂，因此，从20世纪80年代中期起，其市场已被关系系统所取代。但是使用这两种模型建立起的许多数据库仍然在正常运转，只是在外层加了个关系数据库语言的接口。网状模型有许多成功的产品,20世纪70年代的产品大部分网状系统,例如,honeywell公司的ids/、hp公司的image/3000、burroughs公司的dms、umivac公司的dms1100、cullinet公司的idms、cimcom公司的total等（3）关系模型。关系模型的主要是用二维表格结构表达实体集，用外键表示实体间联系。关系模型是由若干个关系模式组成的集合。关系模式相当于前面提到的记录类型，它的实例称为关系，每个关系实际上是一张二维表格。关系模型和层次、网状模型的最大判别是用关键码而不是用指针导航数据，表格简单用户易懂，编程时并不涉及存储结构，访问技术等细节。关系模型是数学化模型。sql语言是关系数据库的标准化语言，已得到了广泛的应用。20世纪70年代对关系数据库的研究主要集中在理论和实验系统的开发方面。80年代初才形成产品，但很快得到广泛的应用和普及，并最终取代了层次、网状数据库产品。现在市场上典型的关系dbms产品有db2、oracle、sybase、informix和微机型产品foxpro、access等。关系模型和网状、层次模型的最大区别是：关系模型用表格数据而不是通过指针链来表示和实现实体间联系。关系模型的数据结构简单、易懂。只需用简单的查询语句就可对数据库进行操作。关系模型是数学化的模型，可把表格看成一个集合，因此集合论、数理逻辑等知识可引入到关系模型中来。关系模型已是一个成熟的有前途的模型，已得到广泛应用。（4）面向对象模型。目前，关系数据库的使用已相当普遍，但是，现实世界中仍然存在着许多含有复杂数据结构的应用领域，例如，cad数据、图形数据等，而关系模型在这方面的处理能力就显得力不从心。因此，人们需要更高级的数据库技术来表达这类信息。面向对象的概念最早出现在程序设计语言中，随后迅速渗透到计算机领域的每一个分支。面向对象数据库是面向对象概念与数据库技术相结合的产物。面向对象模型能完整地描述现实世界的数据结构，具有丰富的表达能力，但模型相对较复杂，涉及的知识面也广，因此面向对象数据库尚未达到关系数据库那样的普及程度。2.4.2 数据库体系结构数据库的体系结构分三级：内部级（internal）,概念级（conceptual）和外部级（external）。这个三级结构有时也称为“三级模式结构”，或“数据抽象的三个级别”，最早是在1971年通过的dbtg报告中提出，后来收入在1975年的美国ansi/sparc报告中。虽然现在dbms的产品多种多样，在不同的操作系统支持下工作，但是大多数系统在总的体系结构上都具有三级模式的结构特征。从某个角度看到的数据特性称为“数据视图”（data view）。外部级最接近用户，是单个用户所能看到的数据特性。单个用户使用的数据视图的描述称为“外模式”。概念级涉及到所有用户的数据定义，是全局的数据视图。全局数据视图的描述称为“概念模式”。内部级最接近于物理存储设备，涉及到实际数据存储的结构。物理存储数据视图的描述称为“内模式”。数据库的三级模式结构是数据的三个抽象级别。它把数据的具体组织留给dbms去做，用户只要抽象地处理数据，而不必关心数据在计算机中的表示和存储，这样就减轻了用户使用系统的负担。三级结构之间往往差别很大，为了实现这三个抽象级别的联系和转换，dbms在三级结构之间提供两个层次的映象（mappings）:外模式/模式映象，模式/内模式映象。此处模式是概念模式的简称。2.4.3 数据的独立性由于数据库系统采用三级模式结构，因此系统具有数据独立性的特点。在数据库技术中，数据独立性是指应用程序和数据之间相互独立，不受影响。数据独立性分成物理数据独立性和逻辑数据独立性两级。（1）物理数据独立性如果数据库的内模式要进行修改，即数据库的存储设备和存储方法有所变化，那么模式/内模式映象也要进行相当的修改，使概念模式尽可能保持不变。也就是对内模式的修改尽量不影响概念模式，当然，对于外模式和应用程序的影响更小，这样，我们称数据库达到了物理数据独立性。（2）逻辑数据独立性如果数据库的概念模式要进行修改，譬如增加记录类型或增加数据项，那么外模式/模式映象也要进行相应的修改，使外模式尽可能保持不变。也就是对概念模式的修改尽量不影响外模式和应用程序，这样，我们称数据库达到了逻辑数据独立性。现有关系系统产品均提供了较高的物理独立性，而对逻辑独立性的支持尚有欠缺，例如，对外模式的数据更新受到限制等。2.4.4 范式建立起一个良好的数据指标体系，是建立数据结构和数据库的最重要的一环。一个良好的数据指标体系是建立db的必要条件，但不是充分条件。我们完全可以认为所建指标体系中的一个指标类就是关系数据库中的一个基本表，而这个指标类下面的一个个具体指标就是这个基本表中的一个字段。但如果直接按照这种方式建库显然还不能算最佳。对于指标体系中数据的结构在建库前还必须进行规范化的重新组织。在数据的规范化表达中，一般将一组相互关联的数据称为一个关系(relation)，而在这个关系下的每个数据指标项则被称为数据元素(data element)，这种关系落实到具体数据库上就是基本表，而数据元素就是基本表中的一个字段(field)。规范化表达还规定在每一个基本表中必须定义一个数据元素为关键字(key)，它可以唯一地标识出该表中其它相关的数据元素。在规范化理论中表是二维的，它有如下四个性质：在表中的任意一列上，数据项应属于同一个属性(如图中每一列都存放着不同合同记录的同一属性数据)。 表中所有行都是不相同的，不允许有重复组项出现(如图中每一行都是一个不同的合同记录)。在表中，行的顺序无关紧要(如图中每行存的都是合同记录，至于先放哪一个合同都没关系)。 在表中，列的顺序无关紧要，但不能重复(如图中合同号和合同名谁先谁后都没关系，但二者不可重复或同名)。 在对表的形式进行了规范化定义后，数据结构还有五种规范化定义，定名为规范化模式，称为范式。在这五种范式中，一般只用前三种，对于常用系统就足够了。而且这五种范式是“向上兼容”的，即满足第五范式的数据结构自动满足一、二、三、四范式，满足第四范式的数据结构自动满足第一、二、三范式，依此类推。第一范式(first normal form，简称1st nf)就是指在同一表中没有重复项出现，如果有则应将重复项去掉。这个去掉重复项的过程就称之为规范化处理。在本文所讨论的开发方法里，1st nf实际上是没有什么意义的。因为我们按规范化建立的指标体系和表的过程都自动保证了所有表都满足1st nf。 第二范式(second normal form，简称 2nd nf)是指每个表必须有一个(而且仅一个)数据元素为主关键字(primary key)，其它数据元素与主关键字一一对应。例如，在图l9.7中如果我们将合同号定义为主关键字(其它数据元素中的记录数据都有可能重名，故不能作为主关键字)，故只要知道了一个合同记录的合同号，就可以唯一地在同一行中找到该合同的任何一项具体信息。通常我们称这种关系为函数依赖(functional dependence)关系。即表中其它数据元素都依赖于主关键字，或称该数据元素唯一地被主关键字所标识。第三范式(third normal form，简称 3rd nf)就是指表中的所有数据元素不但要能够唯一地被主关键字所标识，而且它们之间还必须相互独立，不存在其它的函数关系。也就是说对于一个满足了 2nd nf的数据结构来说，表中有可能存在某些数据元素依赖于其它非关键宇数据元素的现象，必须加以消除。为防止数据库出现更新异常、插入异常、删除异常、数据冗余太大等现象，关系型数据库要尽量按关系规范化要求进行数据库设计。2.5多媒体子系统的具体分析“多媒体子系统”是一个三层模型的分布式应用程序。它的表现层是基于EXE的解决方案。之所以没有使用基于浏览器的解决方案是因为它的表现层是一个完整的SMIL文档的编辑工具，要处理的任务复杂，需要底层操作系统提供的丰富功能。在这种情况下，浏览器提供的有限功能是不能满足需要的。“多媒体子系统”的事务逻辑层是一个应用程序服务器，负责连接表现层和数据层。并且这个应用程序服务器是一个windowsNT服务。当操作系统启动的时候，这个应用程序服务器会作为操作系统的服务自动启动并运行。这样当客户端的应用程序执行时，可以立即得到应用程序服务器的服务，降低了服务器反应的时间。否则，当客户端的应用程序执行时，如果应用程序服务器还没有激活，那么COM刃COM会先激活应用程序服务器再服务客户端。如果应用程序服务器需要花费许多的时间激活，那么第一个使用服务的客户端得到的响应会非常慢。“网络教学组件制作子系统”的数据层是通过ADO访问MicrosoftSQLServer数据库实现的。根据sMIL的DTD，可知sMIL文档主要包括三个方面的内容:1、描述演示内容的空间布局;2、描述演示内容的时间行为;3、描述演示内容的超链接。其中第3点在“多媒体教学课件子系统”中实现的。“多媒体教学组件子系统”除了要实现SML文档的制作以外，还要将SMIL文档上载到用户指定的服务器，作为最终网络教学课件的组件存放在服务器上共享的组件库中。“多媒体教学课件子系统”使用向导的形式一步一步的引导使用者完成SMIL文档的制作，这样不仅可以使用户的使用更加简单，而且也使整个系统的结构更加清晰。SMIL文档的制作过程分为三个步骤，:l、划分演示内容中各个多媒体对象的空间布局，例如图片、动画、文字在屏幕上的位置。2、确定演示内容中各个多媒体对象的时间行为和同步关系，例如确定图片、动画、文字播放的时间长度，以及它们之间是否同时开始或同时结束等同步关系。3、将制作完成的SMIL文档以及与之相关的图片、动画、音频文件上载到服务器上的组件库，并且将新组件的相关信息，例如作者姓名、组件种类、组件的URL信息等记录到服务器上的数据库中。在“多媒体子系统”中有一点是必须为以后在“多媒体教学子系统”中将许多不同的组件合成为一个课件做准备的。sSMILDTD规定，在合法的SMIL文档中每一个元素几乎都有一个“记”属性，用以标示这个元素，而且在同一个SMIL文件中必须保证“id”属性值的唯一性，即不允许两个的元素有相同的“id”属性值。“id”属性是非常重要的;例如在一个sMIL文档中的每一个空间区域，region，都有一个“id”属性，用来唯一的标识这个区域，每一个媒体对象都有一个“region”属性，它的属性值便是这个媒体对象所在区域的“记”属性值，这样一来便确定了媒体对象的空间位置。在“网络教学课件合成子系统”中，课件的合成实际上是将若干个作为教学组件的SMIL文档按照用户指定的顺序和逻辑关系合并成一个作为课件的SM几文件。在服务器上的共享组件库中有大量的教学组件，必须保证这些组件中所有元素的“记”属性值是唯一的，否则在合成课件的时候就会发生错误。由于组件是由不同的使用者制作的，那么怎么才能保证这些地理上分布而无法集中统一管理的使用者不会使用相同的“记”属性值呢?从COM对象使用全局唯一标识符(GUID)中得到启发，使用GUm值为每一个组件中的“记”属性赋值。GUID是一个128位的随机数。理论上并不绝对保证唯一性，但发生标识符相同的可能性非常小。它的随机性是由两个方面的特性保证的:一方面是空间上，对于网络中的计算机，通常取网卡的MAC地址，没有网卡的计算机用其他的随机数生成算法产生:另一方面是时间上，同一机器在不同时间产生的标识符总不相同。所以，在实际应用中不用担心GUro发生冲突的危险性。在具体的实现上，使用者在编辑过程中并不对任何的“id”属性值赋值。所有的“记”属性值都是用编程方式产生的GUm来赋值的。cOM库提供了以下的API函数可以产生GUm:HRESULTCoCreateGuid(GUm*Pguid):如果创建GuD成功，则函数返回s_OK，并且pguld将指向所得到的GUID值。程序中的源代码如下:ifeoCreateGuid(myid)=s一Kthenidentity:=lowercase(GUDTOString(myid);此后，便可以用产生的GUID值为元素的“记”属性赋值。这样便可以轻易的保证由不同制作者编辑的SMIL文档中不会有相同的“记”属性值。2.5.1第一步:划分演示内容的空间布局为了确定演示内容的空间布局，用户需要确定每个空间区域在演示屏幕上的大小、位置、填充方式等属性。在SMIL中，空间区域的划分是使用标记“:egion”，“region”包括许多属性以描述这一空间区域的位置特性。例如属性“id”是这个区域的标示符，“t叩”是这个区域左上角的Y坐标，“wth”是这个区域的宽度，等等。程序将一个SMIL文件的所有空间区域以结构数组的形式存储起来。结构数组region-array的每一个元素代表一个空间区域，结构region的每一个数据成员对应着区域的一个属性。region=reeo/区域结构id:string;/标示符title:sng:/标题backGround-eoor:string:/背景颜色fit:string;/区域的填充方式toP:integer;/区域左上角的纵坐标left:integer;/区域左上角的横坐标height:integer;/区域的高度wid山:integer:、/区域的宽度efldregion_array=ayofregion;/区域结构数组“第一步、划分空间区域”的界面如下图所示。图2-1划分空间区域上图中右侧的白色区域代表整个演示屏幕。用户使用鼠标在演示屏幕中拖动，可以按自己的需要将整个演示屏幕划分成几个区域，下一步用户可以将多媒体对象放置在各个区域中。这样便可以实现对媒体对象在空间上的精确定位。2.5.2第二步:确定媒体对象的时间行为为演示内容加入实际的多媒体对象(包括声音、图象、图片、凡ASH动画等等)，包括确定这些对象的文件位置，对于图象、动画等视频对象确定将它们放置在哪一个空间区域，并为各个对象确定它们的时间行为，它们各自的播放时间、播放顺序、播放次数以及彼此之间的同步关系。在SM几DTD中使用ref、animation、audio、img、video、text和textstream等标记表示媒体对象元素。为了简化，在本系统中统一使用ref表示媒体对象元素。对于每一个媒体对象元素，都有许多属性，分别表示媒体元素的在演示屏幕上的空间位置、播放的开始、结束以及持续时间、原文件的位置等相关信息。程序将一个SMIL文件的所有媒体对象元素以结构数组的形式存储。结构数组。bjec y的每一个元素代表一个媒体对象元素，结构mediaobj ect的每一个数据成员对应着媒体元素的每一个属性。media-objeet=recordl/媒体对象数据结构object-type:string;/对象类型object -id:string/对象标示符object -sre:string;/对象的源文件位置object -fllstring;/对象的填充方式object -begin:string;/对象播放的开始时间object -end:string;/对象播放的结束时间object-dur:string:/对象播放的持续时间object-abstract:string;/媒体对象的名称，供用户使用region-id:integer;l/视频对象元素的所在区域color:tcolor:/媒体的颜色end;o