计算机基础课程远程教学系统的设计与实现
教学》系统的特点
《计算机基础课程远程教学》系统功能涵盖了教学活动的各个方面，用户界面完全由浏览器提供，维护方便。其中采用了多项现时多媒体和网络的最新技术，如下所述：
3.1 组件对象模型（COM）技术
组件对象模型（Component Object Model，简称COM）是一个软件规范，它是基于对象的编程模型，只要遵循COM规范，应用程序和组件对象之间就可实现二进制代码级别上的重用，解决了对编程语言和环境的依赖。COM是Microsoft其它许多技术的核心，它允许用某种语言编写的位于二进制代码中的对象，为其它语言所访问（或称二进制兼容）。COM技术已经渗透到Microsoft的各个产品中，如：Windows NT/2000、SQL Server、Visual Studio、Office 97/2000、BackOffice等。《计算机基础课程远程教学》系统使用C++或ASP脚本、Perl脚本作为编程语言，其中大量采用了基于COM的技术，例如：
3.1.1 ADO（ActiveX Data Object）
ADO是数据库访问组件，应用程序
图2 ADO存取数据示意图
上图中OLEDB是Microsoft 继ODBC后新的数据访问机制，它不但可以访问数据库数据，而且还可以访问其它非数据库类型的数据，如Email、目录服务（LDAP）等。ADO是位于OLEDB上层的应用程序接口，操作较为简单。
《计算机基础课程远程教学》系统中作业、试卷、考试结果等信息都是保存在SQL Server数据库中，系统使用ASP脚本通过ADO对象访问数据库以及电子邮件、进行全文索引，如下图所示：
图 3 《计算机基础课程远程教学》系统数据存取示意图
3.1.2 Office Automation对象
《计算机基础课程远程教学》系统利用Office Automation对象，使教师利用程序自动批改学生提交的《计算机应用基础》课程（Word、Excel）的作业，以此提高教学效率。
3.1.3 ADSI
ADSI（Active Directory Service Interface）是Window NT/2000活动目录接口。利用该接口对象实现操作系统帐号的管理（开帐号、删除帐号、帐号属性设置）以及访问权限设置，简化帐号管理任务。
3.1.4 Developer Studio对象
Microsoft 的Visual Studio相信是广大程序员喜爱的开发工具，但大家都不太注意其中的Developer Studio对象：
Application Debugger
Breakpoint Project
使用他们，可以使程序的开发达到一定程度的自动化。许多在Visual Studio集成环境下通过菜单完成的命令或功能，都可以用Developer Studio组件对象的属性或方法来实现，如程序的语法分析、编译、链接、调试、表达式求值等。而这些都是教师批改C语言作业所要进行的操作。我们使用这些对象辅助教师批改C语言作业，减轻教师负担。
3.2 视频流技术
在Internet/Intranet环境下，文字、静态图像信息的传输是不成问题的。对于视频/音频信息的传送，则由于网络带宽等原因，需要进行特殊处理。而远程教学系统中的授课功能就要求在Internet/Intranet环境下传送大量视频/音频数据，以便实现教师授课的实时广播和视频点播（VOD）。在有限的网络带宽资源的限制下，视频/音频数据必须经压缩处理后才在网络中传输。以往多采用MPEG I等压缩技术，其特点是用户必须等待压缩文件完全下载到客户端后再播放，增加了客户等待的时间。目前，视频/音频数据采用经特殊算法处理的流技术，使视频/音频数据边下载边播放。流技术的典型代表是Microsoft 的Media Technologies（Netshow）和Real Network的Real Video/Audio。《计算机基础课程远程教学》系统主要采用了Media Technologies压缩技术，使用其Multibit功能在一个流文件中压缩适合多种网络带宽（从28.8Kbps~3Mbps）的视频/音频流（最多6个）。由视频服务器根据客户访问时的实际网络传输能力选择其中一种带宽流向客户传输。另外，还根据Netshow和Real Video/Audio支持多播（Multicast）的特点，在网上对教师授课场景进行直播（广播）。在授课功能中，单是教师的授课图像是远远不够的，还必须配有同步的教师授课演示文稿（Powerpoint或HTML网页），真正将课堂搬到网上。
图4 同步视频点播
3.3 网上实时交互
《计算机基础课程远程教学》系统中的一个重要的特点就是教师与学生之间、学生与学生之间在网络环境下通过文字、视频、音频的实时交互，以此实现课堂讨论、教师操作示范演示、学生个别辅导等功能。教师通过浏览器或Outlook向系统发出联机会议（Online Conference）请求，在联机会议持续时间内，学生可通过浏览器加入会议，并使用系统提供的聊天（文本）、白板（图画）功能与与会者进行讨论；教师可通过应用程序共享功能向全体与会者演示某个程序的操作过程，或（通过语音）要求指定学生完成某个操作（个别辅导）。客户端使用NetMeeting，还可以实现一对一的视频/音频交互、聊天、白板、文件传输等。
4 结束语
《计算机基础课程远程教学》系统使用一年多来，极大地促进了我单位计算机公共课 《计算机基础课程远程教学系统的设计与实现(第2页)》
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《计算机基础课程远程教学》系统功能涵盖了教学活动的各个方面，用户界面完全由浏览器提供，维护方便。其中采用了多项现时多媒体和网络的最新技术，如下所述：
3.1 组件对象模型（COM）技术
组件对象模型（Component Object Model，简称COM）是一个软件规范，它是基于对象的编程模型，只要遵循COM规范，应用程序和组件对象之间就可实现二进制代码级别上的重用，解决了对编程语言和环境的依赖。COM是Microsoft其它许多技术的核心，它允许用某种语言编写的位于二进制代码中的对象，为其它语言所访问（或称二进制兼容）。COM技术已经渗透到Microsoft的各个产品中，如：Windows NT/2000、SQL Server、Visual Studio、Office 97/2000、BackOffice等。《计算机基础课程远程教学》系统使用C++或ASP脚本、Perl脚本作为编程语言，其中大量采用了基于COM的技术，例如：
3.1.1 ADO（ActiveX Data Object）
ADO是数据库访问组件，应用程序
通过ADO访问数据库的原理如下：
图2 ADO存取数据示意图
上图中OLEDB是Microsoft 继ODBC后新的数据访问机制，它不但可以访问数据库数据，而且还可以访问其它非数据库类型的数据，如Email、目录服务（LDAP）等。ADO是位于OLEDB上层的应用程序接口，操作较为简单。
《计算机基础课程远程教学》系统中作业、试卷、考试结果等信息都是保存在SQL Server数据库中，系统使用ASP脚本通过ADO对象访问数据库以及电子邮件、进行全文索引，如下图所示：
图 3 《计算机基础课程远程教学》系统数据存取示意图
3.1.2 Office Automation对象
《计算机基础课程远程教学》系统利用Office Automation对象，使教师利用程序自动批改学生提交的《计算机应用基础》课程（Word、Excel）的作业，以此提高教学效率。
3.1.3 ADSI
ADSI（Active Directory Service Interface）是Window NT/2000活动目录接口。利用该接口对象实现操作系统帐号的管理（开帐号、删除帐号、帐号属性设置）以及访问权限设置，简化帐号管理任务。
3.1.4 Developer Studio对象
Microsoft 的Visual Studio相信是广大程序员喜爱的开发工具，但大家都不太注意其中的Developer Studio对象：
Application Debugger
Breakpoint Project
使用他们，可以使程序的开发达到一定程度的自动化。许多在Visual Studio集成环境下通过菜单完成的命令或功能，都可以用Developer Studio组件对象的属性或方法来实现，如程序的语法分析、编译、链接、调试、表达式求值等。而这些都是教师批改C语言作业所要进行的操作。我们使用这些对象辅助教师批改C语言作业，减轻教师负担。
3.2 视频流技术
在Internet/Intranet环境下，文字、静态图像信息的传输是不成问题的。对于视频/音频信息的传送，则由于网络带宽等原因，需要进行特殊处理。而远程教学系统中的授课功能就要求在Internet/Intranet环境下传送大量视频/音频数据，以便实现教师授课的实时广播和视频点播（VOD）。在有限的网络带宽资源的限制下，视频/音频数据必须经压缩处理后才在网络中传输。以往多采用MPEG I等压缩技术，其特点是用户必须等待压缩文件完全下载到客户端后再播放，增加了客户等待的时间。目前，视频/音频数据采用经特殊算法处理的流技术，使视频/音频数据边下载边播放。流技术的典型代表是Microsoft 的Media Technologies（Netshow）和Real Network的Real Video/Audio。《计算机基础课程远程教学》系统主要采用了Media Technologies压缩技术，使用其Multibit功能在一个流文件中压缩适合多种网络带宽（从28.8Kbps~3Mbps）的视频/音频流（最多6个）。由视频服务器根据客户访问时的实际网络传输能力选择其中一种带宽流向客户传输。另外，还根据Netshow和Real Video/Audio支持多播（Multicast）的特点，在网上对教师授课场景进行直播（广播）。在授课功能中，单是教师的授课图像是远远不够的，还必须配有同步的教师授课演示文稿（Powerpoint或HTML网页），真正将课堂搬到网上。
图4 同步视频点播
3.3 网上实时交互
《计算机基础课程远程教学》系统中的一个重要的特点就是教师与学生之间、学生与学生之间在网络环境下通过文字、视频、音频的实时交互，以此实现课堂讨论、教师操作示范演示、学生个别辅导等功能。教师通过浏览器或Outlook向系统发出联机会议（Online Conference）请求，在联机会议持续时间内，学生可通过浏览器加入会议，并使用系统提供的聊天（文本）、白板（图画）功能与与会者进行讨论；教师可通过应用程序共享功能向全体与会者演示某个程序的操作过程，或（通过语音）要求指定学生完成某个操作（个别辅导）。客户端使用NetMeeting，还可以实现一对一的视频/音频交互、聊天、白板、文件传输等。
4 结束语
《计算机基础课程远程教学》系统使用一年多来，极大地促进了我单位计算机公共课 《计算机基础课程远程教学系统的设计与实现(第2页)》
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