基于流媒体技术远程教学系统设计【摘要】远程教学系统是基于Internet网和现代计算机 技术、与教学理论相结合、为教学系统的远程教学过程提供 服务的软件系统系统运用面向对象的设计思想，采用UML 语言抽象对象，完成了一个远程教学系统的设计关键词】远程教学；流媒体；统一建模语言1.概述随着通信技术和网络技术的快速发展，流媒体应用在多 个领域得到迅速的推广，现代教育可以通过各种通信媒体和 网络来进行，传统的课堂教学过程已经在向通过通信和网络 实现的虚拟或者分布式的课堂与学生进行交互的教学的转 变，整个教学过程都在网络上进行交互、学习和工作，网络 可以提供和开放各种教学和学习资源在远程教学中，教师的图像，声音，课件等资源，以及 学生的图像，声音等资源都是以视频、音频等多媒体文件的 形式存在的利用流媒体技术来构建远程教学的网络结构， 可以在网络上实时的、动态的实现教学过程，学生也能积极 的参与到网络化的教学过程中来许多高等院校和教育培训 机构开始使用流媒体来建设自己的远程教学系统，来实现视 频点播，全方位服务于远程教学、教学视频点播、新闻播放、 数字图书馆、影视服务等学习、生活及娱乐各种领域，以实 现网上教学，促进对新教育的研究和发展。
2•软件体系结构远程教学系统平台通常使用C/S结构、B/S结构和P2P 结构C/S结构是二层结构方式，作为客户端的一方需要安 装专门的客户端程序，系统由客户端程序和服务器端程序共 同完成服务器端接受和处理客户端的发出来的请求B/S 结构是三层结构，在客户端和服务器端增加一个中间层在 客户端，系统只需要安装了浏览器就可以像服务器端提出请 求了中间层Web服务器响应来自于浏览器的请求，Web服 务器和数据库服务器协同处理请求，并将处理的结果返回给 客户端P2P结构中不存在占据主导地位的服务器，在网络 中的所有计算机都是对等的，多被看成节点每个节点不仅 可以作为客户端提出请求，也可作为服务器端处理请求每 个节点都可以提供服务和接受服务远程教学系统主要采用P2P结构的形式，在系统的教学 过程中，教师建立网上教室，学生加入教室参与教学随着 学生参与的数目越来越多，服务器的负荷会越来越重采用 P2P结构形式，可以让参与到教学中的所有节点都可以提供 服务，减轻系统的压力网络上的学生可以从就近的学生获 取到服务对于远程教学系统的网站建设和公共资源的访 问、点播等服务主要采用B/S结构形式利用Web服务 器提供各种网络服务。
3. 系统设计3. 1定义对象类通过对远程教学系统的分析和研究，发现系统中的对象 类，确定系统中类的属性和主要操作对于远程教学系统可 以抽象出以下的对象类：(1) 教师类(2) 学生类(3) 教务人员类(4) 系统管理员类(5) 课程类(6) 服务器类(7) 数据流类对于每一个类都要明确其职责、属性、主要操作和其他 性质说明以下对远程教学系统中的主要对象类，主要属性和主要 操作做简要的说明教师类负责教师信息的处理属性有工号、姓名、密码、 性别、E-mail,联系等操作有新增，修改，删除等学生类负责维护学生的基本信息属性有：学号，姓名, 密码，性别，班级编号，学院编号等操作有新增、修改、 删除等课程类负责维护课程的基本信息属性有：课程编号、 课程名、开课开始时间、开课结束时间等操作有新增、删 除、修改等服务器类主要提供服务器的信息属性有：服务器编号、 服务器名等，操作有验证帐号、验证密码、流文件编码解码 等数据流类负责维护数据流的基本信息属性有：流对象 序号、流的大小等操作有新增流对象、发送流对象、接受 流对象等3.2动态行为模型顺序图(Sequence Diagram)用来表示对象间按照时间 顺序排列的交互活动。
交互图(Interaction Diagram)表 示用例图怎么来实现对象之间的交互状态图(Statechait Diagram)表示对象存在的不同状态用例图是系统的静态 状态，表示系统的外部视图，在对系统的用例图进行分析和 绘制后，要对主要的用例图做交互行为和状态分析，使之能 够清晰的表现用例图的行为方便进一步调整用例视图，明 确问题的解决方法远程教学系统中主要的动态行为模型分析如下：(1) Use Case教师登录教师要登录系统时，首先输入用户名和密码，经过Web 服务器的注册表单接口对象进行验证，连接数据库，将传送 过来的用户名和密码与数据库中的信息进行匹配验证，验证 成功后，将成功结构返回给Web服务器，最后返回给教师端, 教师进入教师端界面教师登录时先通过Web获取登录信息, 然后使用 Flash Remoting Gateway 与 Coldfusion 应用程序 服务器进行远程方法的调用，实现与后台数据库交互交互 内容是查询验证输入信息与数据库中教师的信息是否一致， 有没有注册相关的课程内容，验证成功后才能与FMS服务器 进行连接，并且还要记录教师的登录时间，返回从数据库获 取的教师与课程信息，显示授课的虚拟教室界面。
得到的顺 序图(Sequence Diagram)如图 1 所示2) Use Case播放课件教师要播放课件时，首先要输入用户名和密码，经过系 统的注册表单接口对象验证，结果验证无误，进入教师端， 则进入下一步交互，否则拒绝进入然后，教师发出播放课 件请求，教师将已经存放在教师端的演示文档以列表的形式 显示在屏幕上，选择列表中的文件，将内容显示出来，教师 一边操作一边视频讲解教师端对采集到的文本数据进行文 件编码，编码后将文件传送给服务器，服务器程序对流媒体 文件进行处理，服务器将流媒体文件传送给学生端，学生端 将流媒体文件解码，供学生观看服务器也将流媒体文件传 送给教师端，教师端进行解码进行观看教师一边发布文本 文件，一边观看自己的文本文件实现的手段主要采用 PresentationText 组件或者用 PresentationSwf 组件，PresentationSwf需要将ppt文件转化为swf文件得到顺 序图如图2所示3) Use Case 发言学生通过麦克风和摄像头进行发言学生端对采集到的 数据进行音视频编码，编码后将文件传送给服务器，服务器 程序对流媒体文件进行处理，服务器将流媒体文件传送给其 他学生端和教师端，学生端和教师端将流媒体文件解码，供 自己观看。
服务器也将流媒体文件传送给发言学生端，发言 学生端进行解码进行观看学生一边发言，一边观看自己的 发言4. 系统架构设计远程教学系统的网上授课部分是采用P2P结构的形式， 网站的访问，视频点播和资料管理主要采用B/S结构形式， 所以整个系统可以分为客户端和服务器端从客户端来看， 需要完成3个功能模块的设计：(1) 教师客户端：教师客户端主要完成教师的各项功 能，实现网上开课，网上授课和授课管理等功能2) 学生客户端：学生客户端主要完成学生的各项功 能，实现网上上课，网上发言，网上文字交流，点播等 功能3) 网站信息管理：网站信息管理是对远程教学网站 的数据进行管理和维护，对课程信息、公共信息，教学信息 和视频信息进行管理并能对各种资源进行查询5. 结论将流媒体技术应用到远程教学系统中是一种趋势，在提 升远程教学系统性能的同时，增加了系统的实用性，远程教 学方式必然大大的解放了教师和学生在时间和空间上的冲 突，随着网络的进一步发展，计算机技术和流媒体技术的进 一步成熟，远程教学很可能成为一种全新的教学模式的主 流参考文献[1] Yunchuan Luo. Research on the Content Distri-bution Technology of Streaming Media Compromising P2P and CDN. DCABES 2007 PROCEEDINGS,2007：327-331・[2] John C. S. Lui. P2P Comp uting Sys terns ・ Performance Evaluation,2006,63：147-148.[3] Yu jianqiao. Resource Search in Unstruetured Peer-to-Peer System Based on Multiple-Tree Overlay Structure .Wuhan University Journal of Nature Science,2007,12 (5):887-892.[4] Seung-Hoon Kim .Efficient stream distribution algorithm for heterogeneous multimedia multicast with link capacity constraint・ Information Processing Letters,1997,63：309-315.[5] SHEN Derong.An Efficient Multi-Keyword Query Processing Strategy on P2P Based Web Search .Wuhan University Journal of NatureScience,2007,12 (5):881-886.作者简介：冯燕(1982—),女，湖南津市人，大学本 科，工学硕士，湖南机电职业技术学院讲师。