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开放性的超媒体远程教育系统的关键技术、存在的问题和未来的发展趋势

开放性的超媒体远程教育系统的关键技术、存在的问题和未来的发展趋势

点击数:7812 次   录入时间:03-04 12:03:21   整理:http://www.55dianzi.com   科研成果

  1概述

  一个好的远程教育系统应该是一个开放性的超媒体智能网络。它是受多媒体计算机控制的,由多媒体光纤孤子通信系统、多媒体信息处理系统和多媒体智能网络构成的大系统。这样的系统应该具有适合于人类习惯的人.机交流的方式,即具有交互性。简而言之,这样的系统必须是一个高速、大容量、智能化的超空间的网络教育系统。在一定程度上来说,目前的Internet是一个超媒体系统的范例。

  超文本是指具有链的文本,它没有严格的顺序。它可能含有链,链就是指向文档中别的地方或指向别的文档的引用。链系在锚上,锚是任意一部分文本,如一个字或一个段落等,链也是文档之间的指针,它应具有访问目标文件时所需的全部信息。

  超媒体是一种特殊的超文本,其中的信息既可以是文本结构也可以是任何一种类型结构。在超媒体中,不仅要描述各部分之间的链,而且还要描述各部分之间的时序关系,后面这一点是与超文本本质上的区别。

  超媒体是超文本概念在多媒体文档中的应用。换言之,超媒体是一个信息概念,是信息中的某些部分被指向实际文档的指针所取代。大多数可从网络上进行访问的服务器中的文档使用了超媒体结构。而大部分独立的交互式的多媒体标题,如分布在CD-ROM或CD-1中的那些标题,也都使用超媒体技术,建立具有很丰实的交互性的内部逻辑结构。

  必须指出,通常由于超媒体主要关心的是信息的管理和访问,因此所有基于服务器的应用都可以使用超媒体的有关概念和工具。超媒体的概念和技术不仅仅适应于由服务器分配的文档或者可从服务器中查阅的文档,它们也影响人与人之间通信的应用。超媒体与多媒体的界限正在逐渐变得模糊。

  现在,许多独立的超文本和超媒体系统在商业和研究领域中已经得到实现,这其中包括Aug-ment、HyperCara、Hyperties、Intermedia、KMS、Nep-tune、NoteCards,然而,大部分系统是不兼容的。在Internet中,超媒体概念的简单实现是全球网技术。

  开放性的超媒体是超媒体概念的延伸,更确切地说,它是形成某种超级媒体的一种方法。这样就会由于许多超媒体系统的实现为用户提供了各种选择的可能性,在某种意义上说,它更接近于人们习惯的交流方式(即具有很强的交互性)。这对网络多媒体的开发与应用,尤其是在应用方面更能为人们所接受,而成为一种开放性的超媒体网络系统。在一定意义上Internet开创了部分的先例。

  2系统的关键技术

  该系统的关键技术,即ATM技术、个人通信、超媒体智能网、光纤通信、硬件和软件技术等。2.1ATM技术ATM(异步转移模式)目的是给出~套对网络用户的服务,这些服务由ATM提供了对高层的服务以及操作和维护。通常交换结构将决定ATM网络的规模和性能。其中交换设计中采用的方法将影响交换吞吐量、信元阻塞、信元丢失和交换延迟。而交换结构将影响交换机的性能和扩展特性,同时也将影响交换机支持广播和多点转发的能力。

  现代通信网中广泛使用的交换方式有两种:电路交换方式适用于电话业务;分组交换方式适用于数据业务。ATM信元中承载的是宽带综合业务,既有电话业务,又有数据业务,还有其他业务。因此,ATM信元交换应是一种新的交换方式,它既能像电话交换机一样适用于电话业务,又能像分组交换方式一样适用于数据业务,当然还适用于其他业务。

  目前,ATM宽带交换是实现B-ISDN(宽带综合业务数字网)的关键和核心,它是一种快速分组交换,是一种面向分组的转移模式。关键技术是实现具有内部速率很高的、无阻塞的交换结构,具有能同时处理语音、数据、视频等通信交换的大于几个Gbit/s速率(如大于5Gbit/s)的高吞量;具有能有效实时处理各种业务的小的(如小于Ims)交换时延;具有较强的网络业务流量控制、管理和维护功能等。

  尤其是光交换结构,随着光纤传输技术在不断地进步,以程控技术为主要的交换方式已很难适应其高速、宽带的传输要求。80年代后,对传送高速数据、动态图像以及高清晰度电视的需求日益迫切,对光交换(指对光纤传输的光信号直接进行交换)的研究迅速展开。

  总之,ATM的设计目标是对网络中的用户和用户应用提供一套公共的传输服务。用户应用也许是高层协议功能,如数据协议、语音和视频应用等。

  2.2个人通信

  个人通信指的是用户能在任何时间、任何地点,通过配置个人号码和个人终端进入全球性的通信网络,与网络内的任何一个用户进行的通信,其通信的自由度最大。

  个人通信与当前的通信是不同的,当前的通信是面向终端的通信,而个人通信则是面向个人的通信,这对参与远程教育的广大用户来说,更为方便,更显示出互操性强的优越性。因此,从理论上看,个人通信不受时间、地理位置的限制(即在全球任何地方、任何时候都能与任何人通信),只受网络、终端性能和运营公司的影响。

  个人通信应包括下述三个特征:第一是个人的移动性;第二是通用个人通信号码,一个唯一识别UPT(universalpersonaLTElecommunICation,即通用个人通信)使用者的号码;第三是对UPT使用者的控制,以及UPT使用者对通信业务选择的灵活性。

  2.3超媒体智能网

  所谓超媒体智能网,在某种意义来说是多媒体技术在智能网上的实施和应用。

  就多媒体技术来说,由于这里指的多媒体是人机信息交互的多媒体,因此多媒体技术主要是指多媒体计算机、多媒体通信、多媒体网络、多媒体信息处理,以及多媒体数据压缩、同步和表示。

  2.3.1多媒体计算机

  多媒体计算机是具有多媒体功能的计算机系统,它既可以单机工作也可以联网工作。

  2.3.2多媒体通信

  多媒体技术与有线和无线电话、广播和闭路电视、卫星和微波通信、远程和地区局域网等各种通信技术相结合,发展成为多媒体通信技术。多媒体通信技术把计算机的交互性、通信的分布性和电视的真实性融为一体。通过计算机网络,进行远程教育,以及生动、直观、快速、多选择、全方位地进行校园教育、家庭教育、个人自学和继续教育等等。

  2.3.3多媒体网络

  多媒体网络把电话、电视、计算机三者融合成一体,集电话的双向沟通功能、有线电视的高载荷影像传输能力和电脑的强大信息处理功能于一身,因而它能以交互方式传输多媒体信息。所以,多媒体网络是融合多种传播媒介的手段于一体的信息网络。

  2.3.4多媒体信息处理

  多媒体智能处理大致如下:

  (1)文字的识别与输入。

  (2)自然语言理解和机器翻译。

  (3)图形识别与理解。

  (4)汉语语音的识别和输入。

  (5)机器人视觉和计算机视觉。

  总之,把人工智能领域某些研究课题和多媒体信息处理技术很好结合,就是多媒体信息处理的长远发展方向。

  2.3.5多媒体数据压缩、同步和表示

  多媒体技术的最重要课题是信息数据的压缩编码技术,在未来的多媒体网络中无论信息的传输或存储,都覆盖着非常宽的速率带和非常高的存储容量。若不进行数据压缩,则难以在现时的通信或计算机设备中应用。

  由于各种多媒体源往往分布在不同数据库中,或位于不同的局域网内,因此多媒体制作中的同步就是从不同的库,将数据按时间顺序为空间的安排恰当地组合起来,这就是所谓的多媒体同步技术。

  多媒体信息必须有一个统一的表示法,因为:

  (1)多媒体信息覆盖面宽、种类多、功能要求差别悬殊。

  (2)压缩方法类别多,且在数据录放时,压缩后的数据恢复到统一的原始数上,须使用统一的格式去读取。

  (3)多媒体协同工作,使整个网络的任意结点上均可自由插入,利用不同的计算机,不同的操作系统,还需达到统一对话环境有一致的理解。

  (4)当多媒体数据存放在分布式网络上,可以被很多用户读取,也需要有统一的表示。最后指出的是作为供多媒体传输使用的通信,它包括了计算机网络、通信网、交换网结构以及传输协议等一系列问题。它们的传输速率可以各不相同,一般来说,作为会议电视要求传输的速率约为2Mbit/s的范围,高质量的电视(活动图像)约为5~6Mbit/s,若要提供交互式电视,则速率要求为622Mbit/s的范围。

  2.3.6智能网

  智能网IN(intelligentnetwork)的概念是1984年美国首先提出的,其目标是根据用户的需要,更快、更灵活、更经济地引入多种新业务。

  通常将网络业务功能和网络管理功能从信息传输网中分离出来,集中于含有数据库的处理中心,并以此处理中心为核心进行网络管理,以提供高级的通信业务,具有这种网络结构的通信被称为智能网。而将通用计算机领域中的数据库技术用于公用网的控制,是实现智能网的关键。

  目前,对IN的研究方向是,以IN的最终目标为主线,研究其适应范围很宽的全新的网络结构和重点考虑采取怎样的措施,在现有的网络上导入IN,通信网络功能的逻辑化、模块化、分散化和部分化使IN具有灵活性。未来的通信网的提供还将部分的业务的生成与管理的内容作为业务的一部分向用户开放。

  2.4光纤通信

  光纤通信将成为世界范围通信网络的主要手段。在干线上,它是信息流通的超级高速公路,在本地网和用户网中,它日益成为宽带信息存取、通向数据库和高速信息通道的出入口。

  光纤通信属于有线通信的范畴,它仍然可以分为数字通信和模拟通信两类。在实现传输的方式、系统的性能和复杂性等方面,光纤比同轴电缆有着许多突出的优点。

  光纤通信正向着高速化、联网化、长波长化及集成化的方向发展。目前,光纤通信处于蓬勃发展的新时期,人们一方面利用现有技术大规模建设光纤网,同时为满足将来发展的需要,不断进行新产品和新技术的研究和开发,其中包括超高速和多波长技术以及光纤孤子通信技术。

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