第三章远程教育技术系统的结构与模式.

第三章远程教育技术系统的结构与模式学习目标•1、掌握远程教育技术系统的基本构成，能够对一个实际的远程教育技术系统的结构与功能进行分析。•2、了解远程教育技术系统中涉及的信息处理技术与信息传输技术及其在远程教育中的应用形式与功能。•3、理解现代远程教育三种技术模式的特点，能够对一个实际的远程教育系统的技术模式进行分析。知识结构第一节远程教育技术系统的基本结构•远程教育的技术系统就是远程教育系统的软硬件系统。•从工程实践的角度来看，远程教育系统大体上可以由通信网络、终端设备和教学资源等三部分组成。•通信系统和终端设备构成了远程教育系统的硬件基础，教学资源则是远程教育系统的软件基础。远程教育技术系统的结构一、通信网络•通信网络处于系统的中心位置•远程教育的通信网络几经变迁，从广播电视教育——网络教育——移动教育•目前，现代远程教育技术系统的通信网络是一个融合了卫星广播网、计算机网络、有线电视网以及邮电通讯网的综合网络系统。–为了支持信息量极大的多媒体学习材料的传递，在条件允许的情况下采用宽带网络系统是最佳选择。二、终端设备•功能：–接收教学信息以供学生学习；–对教学信息进行加工、处理，以满足教学的需要；–作为一个网络的接入端口将教学信息发送至网上，供其他用户使用。•远程教育系统的终端设备主要是负责教育信息的处理、传播和接收工作。二、终端设备•常见的终端设备：–计算机，电视机，手机，PDA，电子书包等三、教学资源•教学资源是远程教育系统的核心内容。•教学资源为远程学习创设一个虚拟的课堂环境，提供学生学习的材料，管理学习活动，以及给出学生学习结果的评价等等。–例如：供学生学习的丰富的教学材料，对教学活动进行组织管理和对教学成果进行评价的软件系统等等都属于教学资源的范畴。第二节远程教育中的信息技术•现代远程教育中涉及的关键信息技术按照功能来划分可以分为：–信息处理技术–信息传输技术一、远程教育中的信息处理技术•（一）多媒体数据压缩编码技术•（二）网络信息发布技术（一）多媒体数据压缩编码技术•衡量一种压缩技术的好坏主要综合考虑三个指标：–压缩比要大；–算法要简单，压缩/解压缩速度快，能够满足实时性要求；–压缩损失要少，即解压缩的效果要好。•数据压缩的技术核心是压缩算法，目前常用的压缩方法有两类：–无损失压缩（又称冗余压缩法或熵编码法），主要用于文本和数据压缩，典型的有Huffman算法、游程编码。–有损失压缩（熵压缩法），主要用于图像和声音的压缩，常用的有模型编码、矢量量化、子带编码等，如用于静态图像压缩的JPEG（一）多媒体数据压缩编码技术•国际标准化组织（ISO）、国际电子学委员会（IEC）、国际电信协会（ITU）等国际组织，领导制定了三个有关多媒体数据压缩编码的国际标准：①JPEG标准，②H.261，③MPEG标准。•静态图像压缩标准JPEG是适用于彩色和单色多灰度或连续色调静止图像的数字压缩国际标准。•视听通信编码标准H.261标准全称为“VideoCodeforAudio-VisualServicesatp*64kbit/s（p=1~30）”，它具有覆盖整个ISDN（综合业务数字网）基群信道的功能，适合于有会话业务的活动图象压缩编码，广泛应用于会议电视和可视电话。（一）多媒体数据压缩编码技术•动态图像压缩编码标准MPEG公布了多个版本，其中MPEG－4的压缩率可以超过100倍，且仍保有极佳的音质和画质；它更适合于交互式AV服务及远程监控。–今后MPEG-4可能应用于多媒体电脑、掌上电脑、网络电视、远程视频监控、视频会议和可视电话等范围，具有广泛的适应性和可扩展性。–目前，MPEG专家组又推出了专门支持多媒体信息且基于内容检索的编码方案MPEG－7及多媒体框架标准MPEG－21。（二）网络信息发布技术•1、技术–技术•在现代的远程教育中都运用技术来发布多媒体的课件、教学信息•学习者可以通过浏览多媒体页面进行学习，还提供了“传统的”Internet服务，比如Telnet、FTP、E-mail和UsenetNews等。–文件传输协议FTP（FileTransferProtocol）•是Internet的传统服务之一。•FTP使用户能在两个联网的计算机之间传输文件，它是Internet最主要的传递文件方法。（二）网络信息发布技术•2、Web交互技术–通用网关接口（CGI，CommonGateInterface）–ActiveServerPages（简称ASP）•在Microsoft的有关文档中ASP被描述为：一个服务器端的脚本环境，可以生成和运行动态的、交互的、高性能的Web服务器应用程序。ASP是目前公认的建立WindowsNT动态站点最好的工具。（二）网络信息发布技术–JavaServerPages（简称JSP）•JSP是SUN公司推出的类似于微软ASP的服务器端技术，它具有ASP的所有功能。•由于它是基于JAVA虚拟机的，在大多数JSP引擎上使用的编程语言是JAVA（也有一些JSP/Servlet容器支持使用其他的编程语言来编写JSP，例如Resin，它支持JAVA和Javascript作为编程语言），所以可扩展性和可移植性很好，支持大多数系统平台。（二）网络信息发布技术–另外还有一些WEB交互技术，例如JDBC和RAD。•JDBC是Java数据库接口，它使得Java程序与数据库连接更为容易。•RAD（RapidApplicationDevelopment）工具的主要特点是具有图形开发界面和可视计算技术的支持，它有几十种代表性的工具，比如IntraBuilder、PowerBuilder。（二）网络信息发布技术–另外还有一些WEB交互技术，例如JDBC和RAD。•JDBC是Java数据库接口，它使得Java程序与数据库连接更为容易。•RAD（RapidApplicationDevelopment）工具的主要特点是具有图形开发界面和可视计算技术的支持，它有几十种代表性的工具，比如IntraBuilder、PowerBuilder。（二）网络信息发布技术•3、IP组播技术–网络平台上开发了各种业务，如E-mail、Telnet、FTP、等业务，这些都是点到点的数据传输；–在Internet上开视频会议、听现场音乐会、看实况转播等，这些是点到多点或多点到多点的数据传输，需要采用IP组播（IPmulticast）通信技术。（二）网络信息发布技术•IP组播：利用一种协议将IP数据包从一个源传送到多个目的地，将信息的拷贝发送到一组地址，到达所有想要接收它的接收者处。•同单播（unicast）和广播（broadcast）相比，组播效率非常高，因为任何给定的链路至多用一次，可以节省网络带宽和资源。（二）网络信息发布技术•单播与组播的区别：–单播环境里，视频服务器依次送出n个信息流，由网络中的用户接收，共需要n*1.5Mbit/s的带宽；•例如：服务器处于10Mbit/s的以太网内，6~7个信息流就占满了带宽；若在一个高速的以太网里，最多只能容纳250~300个1.5Mbit/s的视频流，所以服务器与主机接口间的容量是一个巨大的瓶颈。–组播环境里，不论网络中的用户数目有多少，服务器发出的一个视频流，由网络中的路由器或交换器同时复制出n个视频流，广播到每个用户，仅需1.5Mbit/s的带宽。（二）网络信息发布技术•单播与组播的区别：（二）网络信息发布技术•IP组播的特点和优势：–能够有效地节省网络带宽和资源，管理网络的增容和控制开销，大大减轻发送服务器的负荷，从而高性能地发送信息。–组播传送的信息能同时到达用户端，时延小，且网络中的服务器不需要知道每个客户机的地址。–IP组播技术有效地解决了单点发送到多点、多点发送到多点的问题，实现了IP网络中点到多点的高效数据传送，能够有效地节约网络带宽、降低网络负载，基于IP组播技术可以很好地开展流媒体、视频等各种宽带增值业务。（三）流媒体技术•目前，流媒体技术广泛的应用于多媒体新闻发布、在线直播、网络广告、电子商务、视频点播、远程教育、远程医疗、网络电台、实时视频会议等互联网信息服务的方方面面。流媒体技术的应用将为网络信息交流带来革命性的变化，同时也给现代远程教育带来了新的机遇。（三）流媒体技术•1流媒体的概念–是指在Internet/Intranet中使用流式传输技术的连续媒体，如：音频、视频或多媒体文件。–流媒体实现的关键技术就是流式传输。–采用流媒体技术，能够有效地突破低比特率接入Internet方式下的带宽瓶颈，克服文件下载传输方式的不足，实现多媒体信息在Internet上的流式传输。（三）流媒体技术•与传统媒体不同之处:–流式媒体在播放前并不下载整个文件，只将开始部分内容存入内存，流式媒体的数据流随时传送随时播放，只是在开始时有一些延迟。–例如:两个人传递看书（三）流媒体技术•特点–1）流媒体的数据文件体积小;–2）流媒体最显著的特征是“边下载，边播放”.•即用户不必等到整个文件全部下载完毕，而只需经过几秒或十数秒的启动延时即可进行观看。（三）流媒体技术•优越性–免除了长时间等待的痛苦–文件体积小,节约了存储空间,及对带宽的要求–能实现网络实时广播,实时多点广播–可以实现多媒体的集成(SMIL)（三）流媒体技术•流媒体的应用–互联网多媒体新闻发布–在线直播–视频点播–远程教育–实时视频会议等（三）流媒体技术•实现流式传输有两种方法：–实时流式传输（Realtimestreaming）–顺序流式传输（progressivestreaming）（三）流媒体技术•1.顺序流式传输–顺序流式传输是顺序下载，在下载文件的同时用户可观看在线媒体，在给定时刻，用户只能观看已下载的那部分，而不能跳到还未下载的前头部分，顺序流式传输不象实时流式传输在传输期间根据用户连接的速度做调整。–由于标准的HTTP服务器可发送这种形式的文件，也不需要其他特殊协议，它经常被称作HTTP流式传输。（三）流媒体技术•顺序流式传输比较适合高质量的短片段，如片头、片尾和广告，•由于该文件在播放前观看的部分是无损下载的，这种方法保证电影播放的最终质量。•对通过调制解调器发布短片段，顺序流式传输显得很实用，它允许用比调制解调器更高的数据速率创建视频片段。尽管有延迟，毕竟可让你发布较高质量的视频片段。（三）流媒体技术•优点:–顺序流式文件是放在标准HTTP或FTP服务器上,易于管理，基本上与防火墙无关。•缺点:–顺序流式传输不适合长片段和有随机访问要求的视频，如：讲座、演说与演示。它也不支持现场广播，严格说来，它是一种点播技术。–（三）流媒体技术•2.实时流式传输–实时流式传输指保证媒体信号带宽与网络连接匹配，使媒体可被实时观看到。实时流与HTTP流式传输不同，他需要专用的流媒体服务器与传输协议。（三）流媒体技术–实时流式传输需要特定服务器，如QuickTimeStreamingServer、RealServer与WindowsMediaServer。这些服务器允许你对媒体发送进行更多级别的控制，因而系统设置、管理比标准HTTP服务器更复杂。–实时流式传输还需要特殊网络协议，如：RTSP(RealtimeStreamingProtocol)或MMS(MicrosoftMediaServer)。•实时流式传输的优缺点：–优点:•实时流式传输总是实时传送，特别适合现场事件，也支持随机访问，用户可快进或后退以观看前面或后面的内容。理论上，实时流一经播放就可不停止，但实际上，可能发生周期暂停。–缺点:•实时流式传输必须配匹连接带宽，这意味着在以调制解调器速度连接时图象质量较差。•由于出错丢失的信息被忽略掉，网络拥挤或出现问题时，视频质量很差。•协议在有防火墙时有时会出现问题，导致用户不能看到一些地点的实时内容。（三）流媒体技术•3.流媒体文件格式–现在最为流行的流媒体主要是微软、RealNetworks和Apple公司提供的。公司文件格式媒体类型微软ASF（AdvancedStreamFormat）V