第七章%20计算机辅助教学中的数据库及其管理

1、第七章：数据库及其在计算机辅助教学中的管理，多媒体资源库及其在网络教学中的管理。1多媒体资源库的基本组成包括多媒体素材库、视频点播系统、多媒体课件库、网络课程库、教学案例库和试题库。(1)多媒体素材库多媒体素材库的建立是为了方便教师制作多媒体课件和多媒体电子教案。多媒体素材库包含了大量的多媒体信息，如文字资料、图片、图表、动画、声音、视频等。教师可以方便地从多媒体素材库中查找和调用各种素材制作多媒体课件，也可以在课堂上直接调用和显示一些图片、声音、动画和视频材料进行课堂教学。学生还可以通过网络查询、观看和下载各种自主学习材料。多媒体课件库用于各种专业和课程的多媒体教学软件存储在多媒体课件库中。

2、教学软件有两个来源，一是购买一张有效实用的多媒体教学光盘，然后将光盘的内容复制到服务器上。二是由学科教师设计制作的多媒体课件。因为市场上真正高质量、适用的多媒体教学光盘并不多。教师根据实际教学需要开发的多媒体课件往往能取得良好的教学效果。教师可以将课件上传到服务器上的多媒体课件库中，形成共享。分享的简单方法是通过关键词找到需要的课件，然后下载并使用它。课件上传、管理、下载等功能和链接对不同用户(教师和学生)有权限，从而维护和管理整个系统，保护教师作品的版权。视频点播系统视频点播系统包含了大量的教育教学视频资料，如教育电视电影、教学电视电影、各种经典电影、爱国主义教育电影以及各种课程实践教学环节

3、的视频。老师和学生可以搜索所有的视频资料，找到他们需要的资料。教师可以在决定是否将它用于教学之前预览它。学生可以随时进入该系统，选择自己感兴趣的视频资料观看和学习。(4)网络课程库网络课程库中有成熟的网络课程。在线课程库中的大多数课程软件都需要教师来开发，因为市场上可供使用的在线课程非常少。网络课程的开发是基于WEB格式的，每个网络课程都有几个功能模块，如教学目标、教学计划、教学进度、教师特点、学生特点、教师电子教案、各种参考文献、背景资料(或超链接)、练习库、EMAIL作业和答疑、BBS论坛、各种图片、声音、动画和视频素材库等。它还应该具有注册、登录和用户认证的功能，教师是这门在线课程的管理

4、员，学生的权限应该相应地受到限制。(5)教学案例库教学案例库中有各专业、各门课程的教学案例。案例以多媒体课件或视频的形式存在。一方面，来源是通过各种大众媒体传播的内容，如电视台播放的案例、报纸上刊登的案例、互联网上的例子等。如央视焦点访谈、法律报道等。可以作为现有案例进行教学；另一种是自己开发和生产的，用于教学需要。教师和学生都可以使用案例库中的材料进行教学。教学案例库的组织和管理类似于视频点播系统。题库里有很多问题。试题可以按照部门、专业和课程进行分类和存储。题库是开放和可扩展的。本课程的管理员或教师可以在试题库中灵活添加和删除试题，从而更新试题库。教师和学生可以使用试题库灵活生成试卷并自动

5、选择题目。每个问题都可以自动判断，考试可以模拟，分数可以自动统计和排序。多媒体资源库的特点网络教学对多媒体资源库的需求很多，各种需求综合形成了网络资源库的特点，其中主要特点如下：(1)能够存储海量信息；(2)教学资源有多种形式，如文本、图像、视频、动画、声音和游戏等。教学资源的结构可以通过层次模型(大纲法)、网络模型(超文本)、关系模型(关系数据库)和对象模型(面向对象法)来组织；(4)随着对高质量产品的认识，多媒体应用于教学时，需要一定规格的硬件设备来满足其大容量的内容，同时其在网络上的使用也限制了其过度使用。因此，多媒体资源库的素材内容必须精心选择，表现形式的设计也需要一定的思考和精力；(

6、5)多媒体资源库的资源信息可以快速查询、实时访问和复用，满足多媒体教学的需要。基于网络教学多媒体资源库系统的设计，在设计网络教学多媒体资源库时，首先要明确需求和软硬件要求。1多媒体资源库系统的设计要求通用多媒体素材库的设计与建设服务于多媒体网络教学，适用于校园网。多媒体素材库的教与学功能是为以教师为主导的教学和以学生为中心的学习提供直接的技术支持。设计方案的基本要求可以从以下几个方面提出：(1)建立一套我校使用的多媒体素材库系统，主要面向教师，为教学提供服务，即为教师备课。该系统具有存储、管理和发布短视频和音频文件、图片、动画和文本的功能；(2)为各种教学资料的入库提供了入库工具，入库时自动生

7、成预览缩微胶片，尤其是图片数据文件，这对于基于表现的检索尤为重要；(3)多媒体素材库应具有海量存储能力，即使数据库中有50万条以上的记录，它仍具有很强的检索能力；(4)与多媒体素材库并行建立视频点播系统，面向师生，提供全方位的教学任务。系统采用可控视频流技术，支持100多个MEPG-1或MPEG-4点播视频流的传输，视频图像质量回放流畅流畅；(5)建立与多媒体素材库并行的多媒体课件库，支持上传和下载用PowerPoint、Authorware、Director等多媒体写作工具制作的电子教案。当它用于教师教学时，也为学生预习和复习课堂教学内容的个性化学习提供了有效的帮助；(6)整合多媒体素材库、

8、课件库和视频点播系统，形成后台数据多样、前台性能一致的多媒体资源库门户系统。搜索引擎实现了跨平台检索，为海量多媒体信息资源检索提供了高精度和高召回率的技术支持。构建多媒体资源库的硬件要求多媒体资源库的硬件和设备要求相对较高，主要实现大容量、高速、安全和多通道并发的性能。通常需要以下硬件条件。视频数据服务器是一个包含视频点播和管理在线多媒体课件的大型多媒体数据服务器，是多媒体资源库的核心设备。多媒体数据资料服务器：作为制作和管理多媒体课件资料的服务器。硬盘阵列：用于多媒体数据素材服务器，存储多媒体CAI课件、素材和视频数据。光盘库用于存储大多数购买的和自行开发的多媒体计算机辅助教学光盘和光盘。光

9、盘库服务器：作为光盘库管理和应用的服务器。光盘塔：存储高利用率的多媒体CAI光盘和VCD光盘，可高速读取。建设多媒体资源库的软件条件选择合适的软件也是一个重要条件目前，与多媒体资源库相关的主要软件是Solaris 7:Solaris 7中文版于1998年底在中国发布。它是一个基于互联网标准的64位环境，具有高度的可扩展性和可靠性，是视频服务器的最佳操作平台。Oracle 8 :Oracle 8通过其数据盒式磁带支持复杂的数据类型和所有类型的应用程序，并具有广泛的对象/关系支持定义，这使得在系统中加载和卸载扩展模块变得更加容易，并提供多维数据视图。SQL server 7.0 :SQL serv

10、er 7.0是一种通用语言，在关系数据库领域发挥着重要作用。智能光盘库管理软件：该软件主要管理光盘库的应用。视频点播软件：该软件主要满足互联网上视频流的实时阅读和多通道并发的需求。服务器/客户端应用：该程序可以连接多媒体资源库和用户之间的枢纽，保证多媒体资源库安全、可靠、高速的顺利应用。多媒体资源库的检索技术，简称检索，是指查询文献或记录的信息集合，找出能够满足个人或群体信息需求或兴趣的信息内容的过程。检索技术是应用于问题和文档表示的匹配和比较技术。根据检索文献集及其标引方法的特点，可分为两类：精确匹配技术和模糊匹配技术：精确匹配要求文献(标识)中包含的需求模式必须与问题表达的模式完全匹配，才

11、能作为热门文献输出；模糊匹配只要求文档(标记)中包含的需求模式与问题(即点击)表达的模式部分匹配。信息检索技术已经从基于关键词的检索发展到基于概念的检索，再到基于内容的检索。这一演变过程反映了某一材料的检索通过内容知识的检索取代了关键词和概念知识的检索。基于关键词的检索是最基本和最常用的方法，几乎每个搜索引擎都采用这种方法。其核心是关键字符的匹配。只要发现网页包含此关键字符，它就会作为查询结果返回给用户。它还可以提供结合布尔逻辑运算的更复杂的表达式，但是它们都是基于关键字符的匹配。该方法面临的突出问题是多义性，例如，计算机数据库中的表有两种含义：表和表，用户经常引用其中一个含义项。如果所有包含

12、单词“table”的页面都未经处理就返回给用户，用户会得到很多不必要的信息垃圾，因此准确率不高。同义问题，“computer”和“computer”是同义的，但如果用户输入“computer”，关键字法将不会在搜索结果中包含包含“computer”的文档，显然召回率需要提高。该方法获得的结果与用户输入的关键词密切相关，关键词选择不当会严重影响搜索效果。如果你用心脏病作为关键词来搜索关于心脏病的文章，你可以得到很好的结果，但是你几乎找不到任何关于心脏病的文章。因此，在实际应用中，基于关键词的检索有一定的局限性。基于概念的检索(1)什么是概念检索概念检索通过在语义层次上用自然语言处理文档的原始信息

13、来提取各种概念信息，然后形成知识库，再根据用户对问题的理解来检索知识库中的相关信息，以提供直接的答案。请参见著名的SCISOR系统中用户和系统之间对话的摘录：用户：ACE硬件公司吞下ACME食品公司了吗？系统：是的，它是上周五被吞下去的。用户：ACE和ACME合并的细节是什么？系统：5月13日，有传言称ACME将被兼并。ACME的股票上涨了8美元。5月16日，ACE公司发布了兼并的消息，传言中提到ACE公司兼并了ACME公司，5月13日的谣言，5月16日的股票上涨和消息都是新闻报道中的零星消息。SCISOR系统通过对ACE公司兼并ACME公司的零散新闻信息进行分析和处理，形成一个公共知识库，通

14、过搜索该知识库可以获得相关信息，以回答用户的问题。概念检索与传统信息检索的比较概念检索作为一种新型的信息检索，与传统信息检索相比具有以下优势：概念检索突破了关键词障碍。由于传统的信息检索只通过关键词的有无来检索文献，因此查全率和查准率都很低。因此，关键词不适合表达文学的概念内容和意义。要突破这一关键词障碍，我们必须努力使信息检索系统具备分析和理解文献内容和意义的能力。由于这种能力，概念信息检索可以识别文档的相关性，避免漏检和误检，提高查全率和查准率。概念检索具有良好的自然语言界面。传统信息检索的检索语言高度专业化，有着特殊的规则和规定。用户必须学会掌握和使用它。因此，它在人机交互方面有很大的局

15、限性。概念信息检索采用自然语言提问和自然语言回答，提高了信息检索系统在人机交互中的用户友好性。概念检索可以为用户提供可以直接使用的信息。传统的信息检索只向用户提供检索到的文献信息，而文献信息是否有用需要用户根据情况进行识别和选择。概念信息检索能够理解文档的概念内容和含义，并为用户提供相关答案，因此提供的信息可以被用户直接使用，信息利用率高。基于内容的检索CBR是指根据媒体对象的语义和上下文进行的检索，可分为基于内容的图像检索、视频检索和音频检索。与传统的信息检索相比，基于内容的检索具有以下特点：(1)从媒体内容中提取信息。案例推理突破了传统的基于表达式的检索的局限性。它直接分析文本、图像、视频

16、和音频，提取特征，然后使用这些内容特征建立索引并检索它们。(2)基于内容的检索是一种近似匹配(或局部匹配)。传统的信息检索采用精确匹配技术，而案例推理采用相似性匹配方法逐步细化以获得查询结果。(3)具有大型数据库(集)的快速检索功能。案例推理通常有大量的多媒体数据库，可以实现多媒体信息的快速检索。(4)能够满足用户多层次的检索需求。案例推理数据库系统通常由媒体库、特征库和知识库组成。媒体库包含多媒体数据，如图像、视频、文本等。特征库包含用户输入的特征和通过预处理自动提取的内容特征。知识库包含领域知识和通用知识，知识表达可以改变以满足不同领域的应用需求。这是一个交互式和可视化检索。案例推理通常根据检索结果与用户输入的查询信息的相似性进行排列，可以为用户提供人机交互、可视化操作示例和浏览界面。本质上，基于内容