基于P2P模式的计算机远程教育系统

论文摘要

我国的远程教育经历了函授教育、广播电视教育等阶段,随着信息技术和网络技术的发展,以网络远程教育为主体的新一代远程教育模式逐渐形成。这种模式打破的以往各模式的空间上和时间上的限制,改变了以教师为主的规定时间地点集中授课的教学模式,学生可以自由分配时间,随时随地利用网络远程教育提供的各种形式的共享资源,以下载或视频点播等方式,寻找适合自己的学习内容,完成自己的学习计划和目标。同时减轻了各远程教育学院的教学和管理压力,使其将更多精力使用到改进教学内容与方法,及时更新学习知识,提高教育教学质量等方面,节省了学校的人力、物力、财力资源。在现阶段,网络远程教育中心所使用的组成模式多是以C/S或者B/S的服务器集中控制模式,可通过视频点播、在线同步课程等方式进行课堂教学,教师或学生都可以通过服务器所提供的在线教室、论坛、留言板等形式进行交流,同时可以从网站上下载相关的教学资源。但是在此两种模式的控制之下,当大量用户同时访问统一资源或者多个用户访问多种资源的情况下,服务器极易出现负荷过大、服务响应延迟时间长等现象,此举将大大影响教学活动的顺利进行。同时,所有教学资源均需通过网络上传到服务器,随着教学过程的深入和科目的增加,教学资源数据总量增加迅速,服务器使用空间有限,如需扩容将提高硬件数量,增加成本费用。本文通过P2P技术来建立网络教学系统。P2P网络技术所特有的点对点技术,可以充分利用学生客户端空闲的CPU、存储器、网络带宽等资源,分散集中管理模式下服务器的数据流量,将部分服务器所接收的数据下载任务分散到客户端,减少服务器的负荷,相应提高服务器的使用效率,节省资源。使用P2P技术,老师或学生在客户端可以自建资源共享或资源下载的主节点,使得师生之间,学生之间更方便的进行交流。此举可改善教师教学管理模式,提高学生的学习积极性,灵活自由。所以说,使用P2P技术是改善的网络远程教学的一项重要技术,可以在网络教学中推广实施。本文通过围绕4个关键问题展开论述,给出了以下解决办法:第一,教学科目五花八门,教学过程之间存在较大的差异。在系统设计上必须简化教学流程、精简教学模块功能,提供统一的模块,实现各类教学功能在教学系统端的聚合。第二,由于教学内容是不断随着时间变化而不更新的,教学系统的发展也是不断更新的。开发中遵循模块化编程,采用公共函数库和分类程序模板,降低程序之间的耦合度,保证开发质量,控制系统开发成本。第三,如何在复杂的网络环境中保证软件运行中的稳定性。通过P2P层树的建立机制、P2P节点的搜索算法、白板技术等技术可以满足高安全性、高可靠性、高效率的要求。第四、课堂模式的多样性。在教学模块中实现多种模式,保证各种教学情景顺利进行是系统成功实施的关键。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 系统开发的历史背景
• 1.2 系统的发展趋势
• 1.3 系统开发过程需解决的问题
• 1.4 本文的主要贡献及组织结构
• 1.4.1 本论文的主要贡献
• 1.4.2 本文的组织结构
• 第2章 需求分析
• 2.1 系统概述
• 2.2 系统目标
• 2.3 系统需求获取模式
• 2.3.1 需求获取的细化
• 2.3.2 需求动员会议
• 2.3.3 需求调研的方法
• 2.4 系统需求分析的描述
• 2.4.1 识别参与者
• 2.4.2 系统分析的图表展示
• 2.4.3 功能性需求
• 2.4.4 非功能性需求
• 第3章 系统架构设计
• 3.1 架构设计目标和原则
• 3.1.1 架构设计目标
• 3.1.2 架构设计原则
• 3.2 系统技术架构
• 3.2.1 系统的整体架构
• 3.2.2 系统运行架构
• 3.3 系统的教学信息流程图
• 3.4 系统功能架构
• 第4章 系统详细设计
• 4.1 同步课堂正常教学流程
• 4.2 P2P底层抽象模型
• 4.2.1 P2P的组播树模型
• 4.2.2 树的建立算法
• 4.2.3 P2P搜索算法
• 4.3 媒体控制层模块设计
• 4.4 共享白板模块
• 4.5 数据表设计
• 第5章 系统的模块实现
• 5.1 消息处理模块
• 5.2 用户登录
• 5.3 文字通信
• 5.4 视频音频通信模块
• 第6章 结论
• 6.1 P2P对远程系统的改进
• 6.2 工作总结
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表