（计算机应用技术专业论文）网上实时答疑系统的研究与实现.pdf

沈阳工业大学硕士。羊位论文 r e s e a r c ha n di m p l e m e n t a t i o no ft h er e a i - t i m ea n s w e r i n gs y s t e m o n n e t w o r k t n e t w o r ko f e d u c a t i o nh a sa l r e a d yb e e nat r e n di nu n i v e r s i t y a n s w e ri sa l li m p o r t a n tt a c h e o ft e a c h i n g d i f f e r i n gf r o m h a v i n gc l a s s ，a n s w e rp a y sm o t e a t t e n t i o nt oo n e - t o - o n e c o m m u n i c a t i o nb e t w e e nt e a c h e r sa n ds t u d e n t si n t h i sp a p e r , b a s e do nt h ea n s w e r i n gc h a r a c t e r o f o u ru n i v e r s i t y ，f o c u s e do nt h ec o u r s e st a u g h tb yt h et e a c h e r , a i m e da tt h ea n s w e rb e t w e e nt h e t e a c h e ra n dh e rs t u d e n t s , t h er e a l t i m ea n s w e r i n gs y s t e mo nn e t w o r kw a sd e s i g n e da n d i m p l e m e n t e di ts o l v e dt h ep r o b l e mo ft h ep e e r - t o - p e e rc o n n e c t i n gc o m m u n i c a t i o nb ym a k i n g s t u d e n t sa n dt e a c h e r sa sc l i e n t ss t u d e n t sa n dt e a c h e r sc a nc o m m u n i c a t em o r ed i r e c t l yo n n e t w o r k a n s w e r ；sm o r ed i r e c ta n dc o n v e n i e n t。 t h i st a s km o s t l ys o l v e dt w oq u e s t i o n so n ew a st h ep r o b l e mo ft h et e a c h e ra n ds t u d e n t s c o m m u n i c a t i o na sp e e r sd i r e c t l yi nt h ei n t e m e t ，t h ea i mh o s ti sa c c e s s e db yt h ei pa d d r e s s t h e i pa d d r e s si sv a r i o u sb e c a u s et e a c h e r sa n ds t u d e n t sg ot ot h ei n t e r a c ti nd i f f e r e n tp l a c e sa n d d i f f e r e n tc o n n e c t i o nu s i n ：- t h em i x e da r c h i t er ：f l i teo ft h es e r v e rp r o g r a m m i n g , t h ec l i e n t s i m m e d i a t e l yc o m m u n i c a t ea sp e e r sa n dt h es e ：v c ri so n l yc o n n e c t i n gf u n c t i o n a sc l i e n t s , t e a c h e r sa n ds t u d e n t sc a nd i r e c t l yd e a lw i t hd a t aw i t h o u ts e r v e r , t h eq u a n t i t i e so fi n f o r m a t i o no n s e r v e rw e r er e d u c e da n dt h em i d d l et a c h ed u r i n gt r a n s f e r r i n gd a t aw a sa v o i d e d a n o t h e ri st h e i m p l e m e n t a t k mo ft h e l n s t v c li n 苎f u n c t i o na n s w e r i n gs y s t e m l v c dt h er e a l t i m ea n s w e l b e t w e e nt e a c h e r sa n ds t u d e n t sa n dt h es h a r i n go ft h et e a c h e r sr e s o u r c e s i no r d e rt om a k e t e a c h i n gb e t t e r ，b a s e do nt h ep e e rc o n n e c t i o n ，i tc o m p l e t e dt h ef u n c t i o no fo n e - t o - o n e ，o n e - t o m a n ya n da n s w e r i n gr o o ms t u d e n t sd i r e c t l ys h a r er e s 0 1 1 r c e so ft e a c h e r sa c c o r d i n gt ot h e i r t e a c h e r s n a m e sa n da n s w e r i n gs u b j e c t s t h i sp a p e ra n a l y z e da n dc o m p a r e dt h ee x i s t i n gn e t w o r ka n s w e r i n gs y s t e ma n dt h er e a l - t i m ec o m m u n i c a t i o nt o o l so nt h eb a c k g r o u n do ft h ea c t u a lt e a c h i n g i ti n t r o d u c e dt h eo v e r a l l d e s i g no ft h i ss y s t e m i n c l u d i n gt h ed e s i g no fn e t w o r ka r c h i t e c t u r ea n dt h ef o u rm o d u l e s i t 一2 ， 沈阳工业大学硕士学位论文 a l s oi n t r o d u c e dt h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fc o m m u n i c a t i n gc o n n e c t i o n ，a n s w e r i n g a p p l i c a t i o nm o d u l e , c o n n e c t i n gd a t a b a s ea n ds e r v e rm a n a g e , e r e k e yw o r d s ：+ n e t w o r ke d u c a t i o n ；p e e r - t o - p e e rc o n n e c t i o n ；r e a b t i m ea n s w e r f i l es h a r i n g ：s o c k e t 3 独创说明 本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得 沈阳工业大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同 工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表 示了谢意。 签名：盔塑! 日期：塑i ：! ! 三 关于论文使用授权的说明 本人完全了解沈阳一刖业大学有关保留、使用学位沦文的规定，即： 学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公 布论文的令部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论 文。 ( 保密的论文在艇密后应遵循此规定) 签名：锄争拓 蝴答名：缒嗍： d 帕 专，2 沈阳工业大学硬士学位论文 1 绪论 1 l 前言 远程教育是汁算机网络和多媒体技术相结合的新一代教育技术。它利用现代f i i 息技 术克服空间地域限制，使教师、学生可以在异地完成教学活动，这样的教学活动可以突 傲传统教育在教育状况和教育方法( 统一进度、集中式、和单向传授等) 方面臼勺限制， 受教育青可以根据【1 1 己的水i f 和n j 问情况安排自己的学习计划和学习进度，实现传统教 育无法做到的“个性化教育”。目前，高校教学管理网络化已成为一种趋羚，备大商校 都利用现有的网络和多媒体技术建囊自己f 掩校园网，数以百万计的学生通过网络注册学 二j ，给学生和数师提供自由灵活的学习教学环境。 网j 二学习，由于教师和学生在地理位置上的分离。没有了教师面对面的解释和演 绎，学习者必须进行门- i ：学习。它要求学习者从听众变成索求者，进行深入的思考，但 到r 百思小错其样时，及时的答殛茸l l 帮助则成了必不少的内容。这就婴求嘲上教学系 统能够及时解答学生的疑难问题，消除学生的学习障碍。因此答疑是教学中一个十分重 要教学环节。答疑与课堂上一对多的讲授不同，答疑是教师和学生间一对一的交流，通 过答疑，学生可以弄清不少课堂 i 群体教育未涉及的细节并获得教师彳r 针对性的指导， 教师也可以通过答疑了解学生对课程的掌握和适应隋况，并利用这些信息来修正课堂教 学。而传统的答疑一般采取类似于医院里专家门诊看病的形式，由任课教师定期在同定 地点“啦i 连”，接待前米答疑的学q 三，f 解决他们的“疑难杂症”，教师和学生面对面的 进行答疑解惑，此这种积q - l f l f 的实n t 交流：茂教学中起到很重要的作用。但高校教师具 有“不! 庄班”、任务遁、二i _ 。作时问灵活的特点，这种方式答疑同时也就存在着t ：i f i 及时、 不灵活等缺点。； 本课题根据本校现有教学环境，针对任课教师对自己所教的课程以及所教的任课班 级进行答疑情况，利用计算机网络技术，让任课教师与任课班级的学生进行网上答疑， 将替疑场j j i i 从定教l 骑移剑i 州络j ：，将答疑的时间从有限f f j l , i 定寸n u 变成无限彩的l 州 定的时刻，从而实现更加方便、商效的答疑活动，更好为教学服务。 沈阳工业大学硕士学位论文 1 2 网上答疑系统的现状 、 i n t e m e t 飞速发展及应片j 水平的不断提高，利用计算机网络技术实现的远程教育克 服了传统教育在时间、空间上的限制，使得远程教育越来越为广大的学生和家长所应 用。远程教育实现最早出现在美国，1 9 9 8 年9 月斯坦福大学正式在互联网上开办t 程 硕士班，直接在网授课的有3 0 门课程。中国远程教育应用虽然与瞅荚发达国家有一 定的差距，但教育部早在1 9 9 8 年8 月就批准清华大学、北京邮电大学、浙江大学、湖 南大学作为首批现代远程教育试点，还有西安交通大学、湖南大学、华中师范大学先后 建成自己的远程教学系统。l 二海交通大学已经实现了远程教学，它的远程教育研究室建 立了自己的网站，并已推出网上课程。1 1 6 1 答疑系统是网上教育平台的重要组成部分之一，它在加强教师和学生的交流帮助 学生明确问题的所在和获得自己真正需要的答案信息方面具有不可或缺的作用。根据曰 l 姒习内的具有代表性的远程教育系统中有关答疑部分的特点，可以将之分为以一卜j l 炎： 1 ) 没有争门的答疑部件。 此类系统。p 教师与学生的信息交流方式仅局限于电子邮件直接联系，或者利用系统 留言版发前i 公告信息。h 】 2 ) 具仃 j 步的答疑部什 此类系统的特点是提供了w e bb b s 的讨论方式，并可以进行教师主持f 的w e b 实 时聊天讨论。如清华大学远程教育系统和湖南大学多媒体信息教育学院都提供了这种疗 式。 3 ) 动态交，i 答疑系统， 此系统具有一个动念交吒的数捌库如清华大学远程教育系统。数据库以课袱逊仃引 织，存放4 i f 寸课程的答疑信息包括学，l 三的问题和教师的解答等等。学生提出问题，以课 程编号为二e 笑键字，提出自己的问题，这个n d 题将被增加刊数拂m ! j 泶抒起米。# 叩浦t 卉再f a o 列戎f ： 至0 自己问题的答案。教师对r 日题进行删除、修改、给 袈，i i ：t ! j 川题泼肖为f a q 。1 2 1 4 ) l 器rf l 动铃疑功i l f ( , j 拎斑f i j 什 一2 沈阳工业大学硕士学位论文 此类系统的典型代表是上海交通大学的远程教育设计中心设计开发的a n s w e rw e b 自动答疑系统。a n 删e rw e b 自动答疑系统也是具有一个动态的问题及答案的数据库。 所不同的是，用户可以输入关键词，在系统的已有的问题和答案数据库中查找相关的材 料，新的提问和爸寨将被增加副系统库中。如果没有找至q 答案，则会自动转发给专家请 求帮助解答。北京师范大学现代教育技术研究所设计智能答疑系统强调汉语分词问题， 即从自然语言文本中抽取能够代表问题的关键词，具有一定智能性。f l l 【协1 在远程教育站点巾，大都利用w e b 实施，克服了传统教育在时间、空问上的限制， 使得原先分敞的教学资源能融为一体，i n t e m e t , 的用户可以使，t j 浏览器随时获得课程信 息，达到学习目的。但是被动的浏览不能成为教学活动，尤其用户在学习过程中，会要 求教师解答疑问，用户也需要及时与教师沟通来强化学习效果。而从上面的分析可以看 出，上述的远程答疑系统巾，用户提问或袁参加讨论的方式基本上以同步的w w w 浏 览方式为主，与网上的信息库也就是数据库进行信息交互。学生通过浏览找到自己的问 越解豁，如粜术找到答案，i ，j 将自乙的问题放到数据侔中，以便学，l i 在登录时进行浏 览。这种答疑足舅步的交互答疑，而答疑更多是教师与学生之间信息交流，是人与人之 间的探讨和研究，是人与人的对话，而不仅仅是面对一个知识库。因此如果每一位用户 能及时与教r j m c - l 对提 _ “的问题哪怕十分钟甚至几分钟的实时的交流与答疑，无疑起到重 要的转折意义，对于用户的学习也起到至关重要的作用。 l 3 实时通讯的工具 随蓿i n t e r n e t 的飞迷发展，人们可以通过网络进行及时的沟通从实时和有效性上 都超过了f j 信件和e - m a i l ，并n 在费用上要低于电话：而n 事实上很多上网的用户都通 过各种各样的实时通讯 ：具交流信息。下面对各种实时通讯工具按照它们使用协议的不 同和各自的特点进行了分类，并比较它们各自的优缺点。 1 ) 基于t e l n e t 的用户实时通讯系统 最常用的就是在b b s 系统上，用户可以选择一个特定的用户进行交谈，也可以进 入不同聊灭冀i 进行交谈。 2 ) 基于i r c 的用户实时通讯系统 3 沈阳工业大学硕士学位论文 此类系统的典型代表是上海交通大学的远程教育设计中心设计开发的a n s w e rw e b 自动答疑系统。a n 删e rw e b 自动答疑系统也是具有一个动态的问题及答案的数据库。 所不同的是，用户可以输入关键词，在系统的已有的问题和答案数据库中查找相关的材 料，新的提问和爸寨将被增加副系统库中。如果没有找至q 答案，则会自动转发给专家请 求帮助解答。北京师范大学现代教育技术研究所设计智能答疑系统强调汉语分词问题， 即从自然语言文本中抽取能够代表问题的关键词，具有一定智能性。f l l 【协1 在远程教育站点巾，大都利用w e b 实施，克服了传统教育在时间、空问上的限制， 使得原先分敞的教学资源能融为一体，i n t e m e t , 的用户可以使，t j 浏览器随时获得课程信 息，达到学习目的。但是被动的浏览不能成为教学活动，尤其用户在学习过程中，会要 求教师解答疑问，用户也需要及时与教师沟通来强化学习效果。而从上面的分析可以看 出，上述的远程答疑系统巾，用户提问或袁参加讨论的方式基本上以同步的w w w 浏 览方式为主，与网上的信息库也就是数据库进行信息交互。学生通过浏览找到自己的问 越解豁，如粜术找到答案，i ，j 将自乙的问题放到数据侔中，以便学，l i 在登录时进行浏 览。这种答疑足舅步的交互答疑，而答疑更多是教师与学生之间信息交流，是人与人之 间的探讨和研究，是人与人的对话，而不仅仅是面对一个知识库。因此如果每一位用户 能及时与教r j m c - l 对提 _ “的问题哪怕十分钟甚至几分钟的实时的交流与答疑，无疑起到重 要的转折意义，对于用户的学习也起到至关重要的作用。 l 3 实时通讯的工具 随蓿i n t e r n e t 的飞迷发展，人们可以通过网络进行及时的沟通从实时和有效性上 都超过了f j 信件和e - m a i l ，并n 在费用上要低于电话：而n 事实上很多上网的用户都通 过各种各样的实时通讯 ：具交流信息。下面对各种实时通讯工具按照它们使用协议的不 同和各自的特点进行了分类，并比较它们各自的优缺点。 1 ) 基于t e l n e t 的用户实时通讯系统 最常用的就是在b b s 系统上，用户可以选择一个特定的用户进行交谈，也可以进 入不同聊灭冀i 进行交谈。 2 ) 基于i r c 的用户实时通讯系统 3 婆坚三些查兰堡圭兰垡堡茎 在i r c 系统中，用户可以选择不同的频道，每一个频道都有各自的管理员，可以 对用户设置不同的级别。 基于t e l n e t 和i r c 协议的实时通讯系统由于其协议本身主要是基于字符传输的， 如果需要传送多媒体信息，必须加入自己的应用协议。但是它们有自己各自的优点。 t e l n e t 协议决定了客户端键入的每一字符是立刻发送到服务器端的，所以进行通话的用 户可以立刻看至q 用户键入的每一个字符，当然服务器可以根据实际情况决定是立刻发送 用户的每一个字符，还是在遇到回车换行以后再发送一个相对比较完整的信息。1 r c 协 议的优点是由于它是完全基于字符信息传送的，因此速度非常快，而且协议本身使分布 式服务器之汹的用户通信成为可能。当然使用t e l n e t 和i r e 协议的实时通讯程序的最大 特点是因为协议都是标准和公开的，所以用户可以根据r f c 文档自己设计程序的客户 端和服务器，同时客户端的数据交流时是通过服务器进行。 3 1 基于即时消息协议( ，i n s t a n t m e s s a g e p r o t o c 0 1 ) 近来流行起来的i c q ，o i c q ，a i m ，微软公司的m s n ( 包括最近发布的w i n d o w s x p 小的m e s s a g e r ) 从本质l 实际都足基于这种协议的实时通讯系统。即时消息实际上 和打电话过程相类似，在这个过程中只有相关的两个人，即信息的发送者和信息的接收 者，没有其它的人参与或者是看至4 这个消息。“即时信息传递? 是一种互联网通讯服务， 它可以确保用户创造一个私人的“交谈室”( c h a tr o o m ) ，与其他人进行即时通讯；同时， 它也可以发出信息，使用户知道有另外入在线上，并能安排用户与这个人进行即时通 讯。 4 ) 基j 二w e b 的实时通讯系统 用户通过浏览器登录一个w w w 站点，输入用户的名称和密码，然后进入相关的 聊天室。 基于w e b 和即时消息协议实际上不同系统有不同的实现方式，即它们的应用层协 议虽然都是黎j 二h t t p 协议但数据报格式定义事实上都跫不一样的而其一般都是不 公开的，所以j 1 p 7 1 ：t f , f i , 够自己设计客户端应用程序。只能通过浏览器或抒足特定的客 户端程序和服务器进行通信，因此使用不同即时消息服务商提供服务的用户之间是不能 d 沈阳工业大笔硕士学位论文 通讯的。l 蚰这样学生或教师利用此答疑就必须在几个软件中交替，不便于答疑，因此有 必要开发应用在教学中的答疑系统。 上网用浏览器浏览服务器页面的过程，实际上是浏览器先通过t c p 艘协议与主机 通信并下传文件，再断开t c p ，妒连接并显示收到文件的过程，浏览器浏览网页是一种 无连接的方式，它不能与服务器实时动态地交换数据并即时更新客户端的浏览信息。这 样。在类似网上实时交谈、聊天、寻呼的时候，就只有采取定时刷新去取服务器信息更 新客户端页面的方法来实现。这样做并不是真正实时，而只是定时的，总会有一定的时 间问隔；同时当连接用户增多时，大量的届新请求将会造成服务器资源的巨大消耗，另 外，利用测览器表单向服务器或扩编的程序提交信息，由h t t p 全连接链路返回信息， 是目前大多数聊天室系统采用的技术。所谓h t t p 全连接，就是测览器在向服务器发送 文件传输请求后，服务器向浏览器返回数据后不向浏览器发送传输完毕信号，而是一直 维持这条连接。当有数据需要传送到该客户端时，就可以通过这条链路迅速、实时的送 往客户端。以后系统有新信息需要刷新客户端页面，就直接通过这条链路发送出去。p 】 以上无论哪一种连接方式，其网络应用的核心是中央服务器，所有信息处理都过分依赖 中央服务器。但随着信息处理量的增加，会使网络数据通信量增大，而客户端资源利用 率很低。微软n e t 项i = ：l 组的平台策略主任c h 删e s f i t z g e r m d 认为：“w e b 就是与聪明的 服务器谈话的哑客户机。我们则想要使聪明的客户机与聪明的服务器谈话、聪明的服务 器与聪明的服务器谈话，此外聪明的客户机也能够和聪明的客户机谈话。” 以上实时通讯：【具系统更注重的足信息的交流，利用网络进行实n 寸的沟通；答疑系 统不仅应是实时的沟通工具，还应具有教学中答疑特点，同时还应让学生共享教师的有 关教学的资源。 因此，本课题中，基j ：校内教学环境，在答疑方面，让学生和教师作为客户端，让 服务器只起到握手连接的作用，学生与教师的信息交流无须通过服务器，教师和学生直 接传递数据信息，其带来的一个变化就是改变了”内容“所在的位置，内容从”中心”走向” 边缘“，内容将1 i 要j i i 足存柞姒务器h 丽足存以：所有f 玎，。叫内个人r b 腑 ：，使学生和教 师之间的数据信息流并不汇聚到中央服务器，每一教师客户端将承担它所任课班级学生 5 沈阳工业大学硕士学位论艾 的信息交流，服务器的信息流量负壬【l 将得到极大的缓解，而教师和学生客户端的进行i f c i 对面的实时交流，使信息交流更加真接、高效，学生更能有效的年q 用教师资源。 1 4 课题的任务和主要研究的问题 、 本课题研究的内容是研发“一个实时的网上答疑系统。该系统以网络教育- p 答疑作如 研究对象，基于本校网络和教学环境，让教师与学生作为对等客户端，实现学生和数j j l l j 之问实时交互答疑系统。闳此。本课题主要完成两大任务： 1 ) 实现客户两对等端直接连接进行实时在线点对点交流通讯。 2 ) 将这种通讯方式应用到答疑系统中，实现教学中答疑的功能，使学生和教师更 好利用网络完成实时吲步答疑。 本课题研究的：蟠娶内容如f ： 1 ) 本系统中教师和学生作为客户端，如何实现学生和教师对等端的连接通信问 题，使学生和教师直接连接起来，是本课题首先要解决的问题。 2 ) 让教师和学生作为客户端，教师和学生他们之间进行实时答疑，服务器只起到 连接作用，学生与教师的信息数掘无需通过服务器，降低服务器信息处理量，从而消除 了数拼传递的巾问环节，使系统j 轩r 既集中又分布式的管理。 3 ) 如何处理窑，、端与服务器端、窖，。端之问的发送和接收到的数据，使系统完成 刁i 同的任务。 4 ) 如何能使答疑系统更具有人陛化，充分体现教学答疑的特点，实现人与人的实 时答疑功能，让学生感到如同在教室中与教师l 面对面的直接答疑。 5 ) 如何能够提供学生在教师个人机器共享目录中文件( 包括教师的教寨、源程序 等等) 。文件目录与共享文件的全部信息资源如何建立与保存，使教师个人教学资源更 好共事。 6 ) 实现对用户的统一管哩j 力能，更好为答疑服务。 l 。5 本课题研究和实现的意义 应用j t 等通讯模式，让学_ l ! 三和教师作为客户端，使学生与教师真正实现1 酊对面的直 接交流与答疑，实现人与人的交互，而不是入与机器、数据库的交互，将实时答疑搬到 网络中，同时实现学生共事教师教学资源应用，极大的方便教师和学生l j 交流与学习。 一6 - 沈阳工业大学硕士学位论艾 的信息交流，服务器的信息流量负壬【l 将得到极大的缓解，而教师和学生客户端的进行i f c i 对面的实时交流，使信息交流更加真接、高效，学生更能有效的年q 用教师资源。 1 4 课题的任务和主要研究的问题 、 本课题研究的内容是研发“一个实时的网上答疑系统。该系统以网络教育- p 答疑作如 研究对象，基于本校网络和教学环境，让教师与学生作为对等客户端，实现学生和数j j l l j 之问实时交互答疑系统。闳此。本课题主要完成两大任务： 1 ) 实现客户两对等端直接连接进行实时在线点对点交流通讯。 2 ) 将这种通讯方式应用到答疑系统中，实现教学中答疑的功能，使学生和教师更 好利用网络完成实时吲步答疑。 本课题研究的：蟠娶内容如f ： 1 ) 本系统中教师和学生作为客户端，如何实现学生和教师对等端的连接通信问 题，使学生和教师直接连接起来，是本课题首先要解决的问题。 2 ) 让教师和学生作为客户端，教师和学生他们之间进行实时答疑，服务器只起到 、 ， 连接作用，学生与教师的信息数掘无需通过服务器，降低服务器信息处理量，从而消除 了数拼传递的巾问环节，使系统j 轩r 既集中又分布式的管理。 3 ) 如何处理窑，、端与服务器端、窖，。端之问的发送和接收到的数据，使系统完成 刁i 同的任务。 4 ) 如何能使答疑系统更具有人陛化，充分体现教学答疑的特点，实现人与人的实 时答疑功能，让学生感到如同在教室中与教师l 面对面的直接答疑。 5 ) 如何能够提供学生在教师个人机器共享目录中文件( 包括教师的教寨、源程序 等等) 。文件目录与共享文件的全部信息资源如何建立与保存，使教师个人教学资源更 好共事。 6 ) 实现对用户的统一管哩j 力能，更好为答疑服务。 l 。5 本课题研究和实现的意义 应用j t 等通讯模式，让学_ l ! 三和教师作为客户端，使学生与教师真正实现1 酊对面的直 接交流与答疑，实现人与人的交互，而不是入与机器、数据库的交互，将实时答疑搬到 网络中，同时实现学生共事教师教学资源应用，极大的方便教师和学生l j 交流与学习。 一6 - 沈阳工业大学硕士学位论艾 的信息交流，服务器的信息流量负壬【l 将得到极大的缓解，而教师和学生客户端的进行i f c i 对面的实时交流，使信息交流更加真接、高效，学生更能有效的年q 用教师资源。 1 4 课题的任务和主要研究的问题 、 本课题研究的内容是研发“一个实时的网上答疑系统。该系统以网络教育- p 答疑作如 研究对象，基于本校网络和教学环境，让教师与学生作为对等客户端，实现学生和数j j l l j 之问实时交互答疑系统。闳此。本课题主要完成两大任务： 1 ) 实现客户两对等端直接连接进行实时在线点对点交流通讯。 2 ) 将这种通讯方式应用到答疑系统中，实现教学中答疑的功能，使学生和教师更 好利用网络完成实时吲步答疑。 本课题研究的：蟠娶内容如f ： 1 ) 本系统中教师和学生作为客户端，如何实现学生和教师对等端的连接通信问 题，使学生和教师直接连接起来，是本课题首先要解决的问题。 2 ) 让教师和学生作为客户端，教师和学生他们之间进行实时答疑，服务器只起到 、 ， 连接作用，学生与教师的信息数掘无需通过服务器，降低服务器信息处理量，从而消除 了数拼传递的巾问环节，使系统j 轩r 既集中又分布式的管理。 3 ) 如何处理窑，、端与服务器端、窖，。端之问的发送和接收到的数据，使系统完成 刁i 同的任务。 4 ) 如何能使答疑系统更具有人陛化，充分体现教学答疑的特点，实现人与人的实 时答疑功能，让学生感到如同在教室中与教师l 面对面的直接答疑。 5 ) 如何能够提供学生在教师个人机器共享目录中文件( 包括教师的教寨、源程序 等等) 。文件目录与共享文件的全部信息资源如何建立与保存，使教师个人教学资源更 好共事。 6 ) 实现对用户的统一管哩j 力能，更好为答疑服务。 l 。5 本课题研究和实现的意义 应用j t 等通讯模式，让学_ l ! 三和教师作为客户端，使学生与教师真正实现1 酊对面的直 接交流与答疑，实现人与人的交互，而不是入与机器、数据库的交互，将实时答疑搬到 网络中，同时实现学生共事教师教学资源应用，极大的方便教师和学生l j 交流与学习。 一6 - 沈阳工业大学硕士学位论文 随着中国教育和科研计算机的发展，教育改革的不断深入，越来越多的大学和中小 学开始连入i n t e m e t ，各大高校都利用现有的网络和多媒体技术建立自己的校园网，这 无疑为网上的实时答疑提供了前提条件，让一个教师回答一个班级学生的实时答疑是可 能的。本系统作为答疑部分是利用客户端的处理能力，实现客户端之间的点到点通信， 实现数据通信与服务端的无关性，能够更好扩充与远程教育系统统一起来，弥补传统的 。远程教育系统中实时交互性差的缺陷，给网络教育行业及其它行业带来一个新的应用。 一7 沈阳工业大学硕士学位论文 2 系统的总体设计及模块的划分 2 1 系统结构 论文的出发点是设计并实现网上实时答疑系统，解决客户对等端直接通信问题，在 网络中实现教学答疑功能，使学生直接与教师进行实时答疑，而不是面对知识数据库， ，实现人与人面对面的交流，学生直接从教师机器上共享教学资源，使学生和教师在网络 上的交流更加直接、方便。 婴实现这种想法，需要确定系统结构，查阅资料，反复比较总结。 1 ) c s 模式 在信息技术的管理领域，各种命令和五花) k f - j 的预测就是其商务规则。最终企业 和事务数据统统都在功能强大、集中处理的计算机上聚集了起来，这就是在我们这个世 界上无所不在的客户端服务器( c l i e n t s e r v e r ) 计算模式。c s 本身也是属于发展到 9 0 年代较为先进的结构。这种模式将应用一分为二，服务器负责数据管理，客户机完 成与用户的交互任务。” 客户服务器模型最重要的特点是非对等相互作用，客户与服务器处于不平等的地 位。限务器拥有客户机所不具嵛的各种软硬件资源和运算处理能力，服务器提供服务， 客户请求服务，这种模式适应了网络资源、运算能力、信息分布不均等现象成为i p 应 用的主要模式。i n t e r n e t 中的w w w 、f r p 、t e l n e t 、e - m a i l 等许多典型应用都是采用客 户服务器模型发式，其中得到最广泛运用的是电子邮件和万维网。“，这两种应用都依 赖于遍及整个因特网的不仅昂贵而f i 规模庞大的服务器。用户则使用相对较小、类似哑 终端的应用软件来连结这些服务器，对w e b 来说，客户机的主要的功能就是显示信息， 丽非处理信息或把信息发却到其他机器。服务器客户机的架构逐渐变成了互联网的主 流，浏览变成了人们在互联网上最主要的生存方式。互联网的普通用户似乎在慢慢的退 化，和电视观众一样被动地测览着大网站们创造的内容。 8 0 年代初，s y b a s e 率先推了c s 模式，l l t t p 协议出现后。特别是j a v a 标准的 诞生，b s 结构、瘦客户端又开始逐渐占了一飒；同时也将网络的架构从分布式进入了 集中模式，腿络应朋的核心也成为中央服务器。客户端一直都被当作一个价格昂贵的哑 一8 沈阳工业大学硕士学位论文 2 系统的总体设计及模块的划分 2 1 系统结构 论文的出发点是设计并实现网上实时答疑系统，解决客户对等端直接通信问题，在 网络中实现教学答疑功能，使学生直接与教师进行实时答疑，而不是面对知识数据库， ，实现人与人面对面的交流，学生直接从教师机器上共享教学资源，使学生和教师在网络 上的交流更加直接、方便。 婴实现这种想法，需要确定系统结构，查阅资料，反复比较总结。 1 ) c s 模式 在信息技术的管理领域，各种命令和五花) k f - j 的预测就是其商务规则。最终企业 和事务数据统统都在功能强大、集中处理的计算机上聚集了起来，这就是在我们这个世 界上无所不在的客户端服务器( c l i e n t s e r v e r ) 计算模式。c s 本身也是属于发展到 9 0 年代较为先进的结构。这种模式将应用一分为二，服务器负责数据管理，客户机完 成与用户的交互任务。” 客户服务器模型最重要的特点是非对等相互作用，客户与服务器处于不平等的地 位。限务器拥有客户机所不具嵛的各种软硬件资源和运算处理能力，服务器提供服务， 客户请求服务，这种模式适应了网络资源、运算能力、信息分布不均等现象成为i p 应 用的主要模式。i n t e r n e t 中的w w w 、f r p 、t e l n e t 、e - m a i l 等许多典型应用都是采用客 户服务器模型发式，其中得到最广泛运用的是电子邮件和万维网。“，这两种应用都依 赖于遍及整个因特网的不仅昂贵而f i 规模庞大的服务器。用户则使用相对较小、类似哑 终端的应用软件来连结这些服务器，对w e b 来说，客户机的主要的功能就是显示信息， 丽非处理信息或把信息发却到其他机器。服务器客户机的架构逐渐变成了互联网的主 流，浏览变成了人们在互联网上最主要的生存方式。互联网的普通用户似乎在慢慢的退 化，和电视观众一样被动地测览着大网站们创造的内容。 8 0 年代初，s y b a s e 率先推了c s 模式，l l t t p 协议出现后。特别是j a v a 标准的 诞生，b s 结构、瘦客户端又开始逐渐占了一飒；同时也将网络的架构从分布式进入了 集中模式，腿络应朋的核心也成为中央服务器。客户端一直都被当作一个价格昂贵的哑 一8 沈阳工业大学硕士学位论文 客户端来对待，它们从来就不是i n t e r n e t 结构的组成部分，只能通过被动的访问服务 器来获取服务。“”即使客户端向服务器发送请求，然后浏览服务器回应的信息，由于有 中间环节，降低了数据传输的效率，过分依赖中央服务器，会消耗服务器更多的内存， 会使网络数据通信量增大。而客户端资源利用率很低。 2 ) 对等网络 p 2 p ( p e e r t o p e e r ) 可以称为对等网络，就是利用客户端的处理能力，实现客户 端之间的点到点通信，实现通信与服务端的无关性( 或者说客户终端就是服务端) 。它 使得网络上的每个用，值接连接到其他用户的计算机上，而不是连接到服务器上。其重 要特点就是改变互联网现在的以大网站为中心的状态，重返“非中心化”，、并把权力交 还给用户，因此也有人称之为“对等网络连接协议”。山1 网络的特点，应该是以用户为中心，所有的用户都是平等的伙伴。相隔万里的用户 可以通过直接互联电脑而共享他们认为最有价值的东西，用于数据检索和备份的数娟事 储可在客，机 二进行，使得h j ，- 感觉整个互鼷刚就象届域网一样，多个用户内容分 i ；【爆 存空间与中心服务器集中处理信息相比，提供更灵活、更可靠的服务，这将使互联网上 信息的价值得到极大的提升。现在互联网的存储模式又提出新的”内容位于边缘模式。 从这个角度看其带来了几个改变。首先，客户不再需要将文件上载到服务器，而只需要 使对等端将共享信息提供出去；其次运行个人电脑不需要固定i p 地址和永久的互联网 连接，这使得那些拨号上网的用户也可以享受其带来的变革，这部分用户在所有用户中 占有极大的比重；最后，其完全改变过去控制互联网的客户机服务器模式，消除客户 机和服务器二者之间的差别“。能够实时地寻找和联络需要的人是商业应用的基本要 求，电话可以做到这点，而在网络上最常用的e - m a i l 并不能做到这一点。无论中心 化或者非中心化都只是工具，都是为了创造出使人们可以更有效地沟通的工具。 因此让客户端与客户端直接通讯，服务器只起到一个连接的作用，让网络的用户通 过网络直接互联或共享空间，使得人们在网络上进行实时的交互式交流变得更方便，使 网络t 每个设备都是”活跃的，而不是像过去那样有部分是非常活跃，而有的则被动 的，正如日常生活打电话一样，客户端如同打电话的两端人参与通话，服务器将两端连 9 。 沈阳工业大学硕士学位论文 接起来，简单的比喻就是，客户机就象是处理部分应用程序和传输数据的工蜂，而中央 服务器则只是负责宏观地协调蜂房的整体活动。 目前网络通讯连接从服务器作用来讲有以下三种：它们分别是客户服务器。由服 务器完全处理客户端提交的请求；完全对等通讯，脱离中心服务器独立运行的系统，这 类因为没有中间服务器，更接近于绝对的自由，如g n u t e l l a ，b e a r s h a r e 等，同时因为没 t 有中间服务器这样形成的对等网络无法进行诸如安全管理、身份认证等；混合型，由 服务器帮助客户端查找其他客户端的信息，目前大多数成功的p 2 p 应用系统都是混合型 系统，即时信息系统，例如i c q 、a o li n s t a n tm e s s e n g e r 、y a h o op a g e r 、微软的m s n m e s s e n g e r 以及国内的o i c q 都是混合型的p 2 p 应用。0 2 1 根据本系统的特点采用混合型 服务器应用程序设计，确立系统总体结构及解决方案。其具体内容如下，系统总体结构 图如图2 1 所示： 罔2 1 系统结构网 2 2 系统模块设计 系统分为四个模块：j e 模块阁如图2 2 ： 1 0 沈阳工业大学硕士学位论文 接起来，简单的比喻就是，客户机就象是处理部分应用程序和传输数据的工蜂，而中央 服务器则只是负责宏观地协调蜂房的整体活动。 目前网络通讯连接从服务器作用来讲有以下三种：它们分别是客户服务器。由服 务器完全处理客户端提交的请求；完全对等通讯，脱离中心服务器独立运行的系统，这 类因为没有中间服务器，更接近于绝对的自由，如g n u t e l l a ，b e a r s h a r e 等，同时因为没 t 有中间服务器这样形成的对等网络无法进行诸如安全管理、身份认证等；混合型，由 服务器帮助客户端查找其他客户端的信息，目前大多数成功的p 2 p 应用系统都是混合型 系统，即时信息系统，例如i c q 、a o l i n s t a n tm e s s e n g e r 、y a h o op a g e r 、微软的m s n m e s s e n g e r 以及国内的o i c q 都是混合型的p 2 p 应用。0 2 1 根据本系统的特点采用混合型 服务器应用程序设计，确立系统总体结构及解决方案。其具体内容如下，系统总体结构 图如图2 1 所示： 罔2 1 系统结构网 2 2 系统模块设计 系统分为四个模块：j e 模块阁如图2 2 ： 1 0 沈阳工业大学硕士学 赶论文 卜 二亟亟 二 卜 二至三蘧 l 厂磊磊磊i l 一 连接数据库模块1 l 一一j 阁2 2 系统模块跚 2 21 答疑应用系统模块 负责系统管理和答疑管理，实现实时答疑功能和教师教学资源的处理。其模块功能 如图2 3 ； 阐2 ，3m i1 疑应川系统模块纳功能罔 系统管理模块实现j 目j 、1 的髓录、注册、上线和f 线信息。 。 _ 0 答疑管理模块主要为- 完成答疑功能，实现用户查找、添加、接收和个人傣器繇 j 毒 功能。 | 、。誊 实时答疑榄块】+ 理实现对符疑、- 1 埘多符疑乖l 答疑譬f 的建证和篱理。 教师资源其享模块是为了学生能够直接在教师机器上共享教学资源。 沈阳工业大学硕士学 赶论文 卜 二亟亟 二 卜 二至三蘧 l 厂磊磊磊i l 一 连接数据库模块1 l 一一j 阁2 2 系统模块跚 2 21 答疑应用系统模块 负责系统管理和答疑管理，实现实时答疑功能和教师教学资源的处理。其模块功能 如图2 3 ； 阐2 ，3m i1 疑应川系统模块纳功能罔 系统管理模块实现j 目j 、1 的髓录、注册、上线和f 线信息。 。 _ 0 答疑管理模块主要为- 完成答疑功能，实现用户查找、添加、接收和个人傣器繇 j 毒 功能。 | 、。誊 实时答疑榄块】+ 理实现对符疑、- 1 埘多符疑乖l 答疑譬f 的建证和篱理。 教师资源其享模块是为了学生能够直接在教师机器上共享教学资源。 沈阳工业大学硕士学位论文 2 2 2 通讯连接模块 在i n t e r a c t 网络中，必须通过球地址来访问目的主机，口地址不方便记忆导致了 d n s 系统的出现。d n s 系统中只有固定磴地址