計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程多媒體教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計

王軍

摘要：為解決傳統(tǒng)教學(xué)系統(tǒng)并發(fā)性能差，導(dǎo)致計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程教學(xué)資源分配不均勻的問題，借助多媒體設(shè)計新的教學(xué)系統(tǒng)。設(shè)計系統(tǒng)硬件，包括教學(xué)錄制設(shè)備、數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換設(shè)備、多媒體教學(xué)顯示設(shè)備，最后設(shè)計相應(yīng)的功能模塊，包括教學(xué)課件制作模塊、教學(xué)內(nèi)容傳遞模塊、交互模塊以及登錄注冊模塊。對系統(tǒng)性能進(jìn)行測試，結(jié)果表明：系統(tǒng)應(yīng)用下，每秒鐘request/事務(wù)數(shù)量都在1000以上，錯誤率均低于2%，平均響應(yīng)時間均在2s以下，說明該系統(tǒng)性能較好，能滿足多人同時順暢登錄并進(jìn)行操作，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)系統(tǒng)的不足。

關(guān)鍵詞：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程;多媒體;教學(xué)系統(tǒng);教學(xué)顯示設(shè)備

中圖分類號：N945.23? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）26-0115-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)出現(xiàn)和發(fā)展，給各行各業(yè)帶來了巨大的變革，使得生產(chǎn)活動變得更加智能化、自動化和機(jī)械化，因此掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對于每個學(xué)生未來就業(yè)來說，能夠極大提高競爭力，因此計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程成為當(dāng)代大學(xué)生必選課程之一[1]。然而，自從2019年年底新冠疫情暴發(fā)以來，全國所有大學(xué)都不得不停課處理，給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來了巨大的影響。在此背景下，各大高校紛紛興起多媒體在線教學(xué)模式。借助多媒體教學(xué)系統(tǒng)打破空間對于教學(xué)的限制，使教學(xué)任務(wù)能夠通過遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)[2]。然而，由于使用人數(shù)眾多，當(dāng)前多媒體教學(xué)系統(tǒng)并發(fā)性能無法滿足要求，存在教學(xué)資源分配不均勻的問題?；诖?，有必要對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程多媒體教學(xué)系統(tǒng)展開優(yōu)化設(shè)計。為此，針對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程設(shè)計一款并發(fā)性能高的系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過設(shè)計的系統(tǒng)致力于提高計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程多媒體教學(xué)質(zhì)量，并通過實(shí)踐的方式，證明其在實(shí)際應(yīng)用中的有效性。

1 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程多媒體教學(xué)系統(tǒng)框架設(shè)計

本文當(dāng)中以B/S三層架構(gòu)為基礎(chǔ)設(shè)計計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程多媒體教學(xué)系統(tǒng)框架。在系統(tǒng)中，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程多媒體教學(xué)的具體步驟為：首先教師在上課前應(yīng)當(dāng)對課程內(nèi)容設(shè)計的教學(xué)方法和相關(guān)資料進(jìn)行查閱和整理;其次，根據(jù)課程內(nèi)容及學(xué)生學(xué)習(xí)需要，設(shè)計學(xué)生教學(xué)思維導(dǎo)圖，并將詳細(xì)的知識脈絡(luò)設(shè)計出來;最后，在課程進(jìn)行過程中教師通過系統(tǒng)將學(xué)習(xí)資源與學(xué)生共享，并讓學(xué)生組成多個學(xué)習(xí)小組，對課程內(nèi)容進(jìn)行討論，或以教師與學(xué)生交流的形式進(jìn)行討論[3]。在整個討論過程中，學(xué)生會產(chǎn)生相應(yīng)的學(xué)習(xí)問題，再由教師有針對性地對各個問題進(jìn)行在線解答，從而讓學(xué)生在系統(tǒng)教學(xué)過程中能夠查缺補(bǔ)漏，對教學(xué)內(nèi)容全方面掌握。

2 多媒體系統(tǒng)硬件設(shè)計

根據(jù)圖1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程多媒體教學(xué)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)框架，下面對系統(tǒng)中的具體硬件進(jìn)行設(shè)計。

2.1 教學(xué)錄制設(shè)備

在多媒體教學(xué)系統(tǒng)中，最關(guān)鍵的在于將教師授課內(nèi)容精準(zhǔn)傳遞給學(xué)生，因此首要的環(huán)節(jié)就是教學(xué)內(nèi)容的采集。在本系統(tǒng)當(dāng)中，所采集的教學(xué)內(nèi)容包括教師操作的電腦屏幕數(shù)據(jù)以及教師講解的音頻數(shù)據(jù)[4]?；诖?，所使用的教學(xué)內(nèi)容錄制設(shè)備有兩種，即攝像機(jī)和麥克風(fēng)。

2.1.1攝像機(jī)

本系統(tǒng)當(dāng)中選擇的攝像機(jī)為具備網(wǎng)絡(luò)功能的IP攝像機(jī)，其型號為ANNKEI61DR，該攝像機(jī)主要功能參數(shù)如下：

1）1080P 高清視頻：1080P 觀看錄影和播放，讓您在家中和辦公室保持*的清晰度。

2）一鍵式配置：一鍵式觸控式 Wi-Fi 或 WPS 配置，隨時隨地在智能手機(jī)上觀看。

3）高靈敏 PIR 檢測：漸進(jìn)式 PIR 檢測警報適用于運(yùn)動檢測警報;即使嘗試也不例外。

4）支持 PoE 連接，清晰的雙向音頻，高壓縮率標(biāo)準(zhǔn) H.264 視頻壓縮，ROI（感興趣的區(qū)域）編碼[5]。

5）1×HD 相機(jī)//1×支架/1×電源適配器/1×快速入門指南/1×以太網(wǎng)電纜/1×CD。

2.1.2麥克風(fēng)

麥克風(fēng)主要作用是采集教師教學(xué)過程中的音頻內(nèi)容。本系統(tǒng)當(dāng)中的麥克風(fēng)為領(lǐng)夾式麥克風(fēng)。

1）UHF無線傳輸信號穩(wěn)定，室內(nèi)外均適用，體驗(yàn)無束縛傳輸?shù)母杏X;

2）高保真，智能降噪，清晰拾音咪芯讓每個聲音的細(xì)節(jié)都保留下來;

3）具有強(qiáng)效環(huán)境降噪芯片，采用雙MIC降噪技術(shù)處理讓環(huán)境的干擾噪音過濾在話筒之外;

4）采用5號電池供電，電池穩(wěn)定，續(xù)航能力強(qiáng);

5）具備通用實(shí)時耳返耳機(jī)接口，隨時掌握錄音狀態(tài);

6）腰包特設(shè)耳返接口，配合耳返耳機(jī)，可實(shí)時監(jiān)聽話筒收音情況。

2.2 數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換設(shè)備

為了將采集到老師講稿、多媒體課件、熒幕視頻信號或筆記本屏幕等數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成能夠被網(wǎng)絡(luò)傳輸形式，這里需要一種轉(zhuǎn)換硬件，即模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器[6]。根據(jù)系統(tǒng)的需要選擇模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器型號為AGVD-SDNV120的32位半閃速結(jié)構(gòu)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，該型號模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器不僅具備高速模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換的功能，并且AGVD-SDNV120模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器還具有轉(zhuǎn)換保持電路。該型號模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器主要性能指標(biāo)為：22V多電源供電、分辨率為32位、25MSPS最大轉(zhuǎn)換速率、100ms裝換周期、3.2個時鐘的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)等待時間。

2.3 多媒體教學(xué)顯示設(shè)備

在完成教學(xué)內(nèi)容錄制和上傳后，傳達(dá)到學(xué)生個人終端。學(xué)生通過這個終端完成學(xué)習(xí)任務(wù)。為了能夠允許更多終端接入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程教學(xué)可視化，在這里使用統(tǒng)一的多媒體教學(xué)顯示設(shè)備，其型號為CFR2548，尺寸為32寸，共有24路，通過串口通訊能夠直接獲得的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程多媒體教學(xué)數(shù)據(jù)。通過Sucount K網(wǎng)絡(luò)與教師終端相連[7-8]。該設(shè)備具體配置包括： 2Mbpspc端各類型瀏覽器及移動端各類型瀏覽器，類型為帶寬可支持瀏覽器。利用移動終端中的雙核多路，提高顯示速率。