第三章网络教育应用的技术基础

网络教育应用网络教育应用Web-BasedEducation第三章网络教育应用的技术基础第三章网络教育应用的技术基础•本章重点介绍了对网络教育产生重大影响的几种技术：计算机网络技术、多媒体技术、流媒体技术、虚拟现实技术和Agent技术，并对这些技术在网络教育中的应用进行了阐述。第三章网络教育应用的技术基础学习目标1．了解计算机网络的发展趋势及其对网络教育的影响。2．了解网络多媒体数据解压缩技术的基本原理，掌握流媒体技术的基本概念，阐述流媒体技术在教育中的用途。3．归纳VRML虚拟现实技术在教育中应用的特点，论述认知灵活性理论对网络教育的理论指导。4．了解Agent技术的基本概念、原理，阐述其在教育中的作用。第三章网络教育应用的技术基础章节题目•第一节计算机网络技术•第二节网络多媒体技术及应用•第三节虚拟现实技术及应用•第四节Agent技术及应用第三章网络教育应用的技术基础第一节计算机网络技术3.1.1网格技术3.1.2下一代Internet技术3.1.3无线网络技术第三章网络教育应用的技术基础3.1.1网格技术•1.网格定义中国科学院计算所所长李国杰院士的观点，他认为，网格实际上是继传统互联网、Web之后的第三个大浪潮，可以称之为第三代互联网。即传统互联网实现了计算机硬件的连通，Web实现了网页的连通，而网格试图实现互联网上所有资源的全面连通，包括计算资源、存储资源、通信资源、软件资源、信息资源、知识资源等。IBM公司的观点认为，网格就是将互联网上的分布式计算资源整合在一起而构成的一种大型虚拟计算系统。它打破了原有资源集中的数据共享模式，实现了不同地域资源的协作与共享，从而达到充分利用全球IT资源的目的。第三章网络教育应用的技术基础２.网格研究现状(1)英国英国政府已投资1亿英镑，用来研制“英国国家网格（UKNationalGrid）”。(2)美国。美国政府用于网格技术基础研究经费则已达5亿美元。美国军方正规划实施一个宏大的网格计划，叫做“全球信息网格（GlobalInformationGrid）”，预计在2020年完成。作为这个计划的一部分，美国海军和海军陆战队已启动了一个耗资160亿美元历时8年的项目，包括系统的研制、建设、维护和升级。第三章网络教育应用的技术基础（3）公司。随着网格研究在学术界的加速，信息产业界的大公司也相继公布了与网格目标一致的研究开发计划。惠普、IBM、微软、Sun等公司已取得共识，支持XML、SOAP、UDDI等万维网标准，从而更有利于开发新一代的网络应用，即万维网服务。IBM最近宣布，将投资40亿美元，启动一个全公司的“网格计算创新计划”；Sun则在2000年9月公布了其网格引擎软件。(4)我国。在国内，中国科学院计算技术研究所对网格技术的研究已较为深入。计算所的网格技术研究在尽量使用国际上已有的先进技术的同时，坚持自己的创新。有特色，才能参与国际标准的制订。计算所网格研究的最大特色是“服务网格”的思想，而国际上的网格研究目前主要面向科学计算。第三章网络教育应用的技术基础网格应用研究现状•网格现状第三章网络教育应用的技术基础下一代Internet技术•下一代Internet技术：NGI（NextGenerationInternet）1997年5月在美国的计算机研究学会召开的工作组会议上提出，指的是比现行的Internet具有更快的传输速率、更强的功能、更安全和更多的网址，能基本达到信息高速公路计划目标的新一代Internet。第三章网络教育应用的技术基础我国的发展情况•（1）中国高速互连研究试验网络“NSFCNET”中国高速互联研究试验网络NSFCNET是在国家自然科学基金委的资助下，由清华大学、中国科学院计算机信息中心、北京大学、北京航空航天大学和北京邮电大学联合承担建设。项目从1999年11月正式启动，2000年9月试验网络成功。是我国第一个与Internet2实现互联的计算机互联网。第三章网络教育应用的技术基础（2）2003年8月，国家发展和改革委员会、科技部、原信息产业部、教育部、原国信办、中国工程院、中科院、国家自然科学基金会等部门联合酝酿并启动了中国下一代互联网示范工程（CNGI）建设。2008年CNGI现已建成包括6个核心网络，22个城市59个节点，2个交换中心，273个驻地网的IPv6示范网络，均远远超过了项目当初的设计及要求。依托CNGI，已开展了大规模的基于下一代互联网的应用研究，如视频监控、环境监测等，并成功服务于北京奥运，开通了基于IPv6的奥运官方网站。•CERNET2是CNGI中规模最大、也是唯一的学术性网络，并率先建成。第三章网络教育应用的技术基础•2011年1月19日，下一代互联网核心网国家工程实验室成立。•2010年8月21日，IPv6城域网在渝成功试运营，用户已达1千户。重庆的Ipv6城域网络在今后两年投入商用，可以抢先夺得10亿元以上的商机。第三章网络教育应用的技术基础•依托CNGI项目建设，下一代互联网研究获得了一系列创新性成果，使中国在下一代互联网研究上走到了世界前列。其中CNGI最大的核心网CERNET2在“建设纯IPv6大型互联网核心网”、“基于真实IPv6源地址的网络寻址体系结构”和“IPv4overIPv6网状体系结构过渡技术”等方面均属国际首创，已向国际互联网标准化组织IETF提交标准草案9项，其中RFC4925和RFC5210已获批准，这也是中国第一次进入国际互联网核心标准。第三章网络教育应用的技术基础•CNGI相关国产设备及产品占50%以上，部分甚至达到80%，设备运行良好。CNGI很好地将科学研究、技术开发、网络建设和产业发展结合，将高技术产业化项目与科学工程结合，为科学研究提供了一个通用平台，也为制造商提供了试验平台，成为可商用的网络。由此形成继美国之后最为完整成熟的下一代互联网产业体系。第三章网络教育应用的技术基础•（3）交互式VOD点播试验系统用于远程教育的交互式VOD点播试验系统，是包含多媒体课件点播服务器、多媒体课件管理服务器、基于的客户端视频播放插件和多媒体课件辅助制作模块的分布式远程教育视频点播系统。第三章网络教育应用的技术基础•国际压力中国在下一代互联网研究与建设上取得了一定成果，但面临的形势依然严峻。下一代互联网的研究开发特别是产业化是一个长期过程，国际竞争日趋激烈。美国、欧洲、日本等发达国家和地区在审视技术路线和发展趋势后，又制定了下一代互联网发展计划。欧盟已经明确要求在2010年前推动25%的个人及机构试用，美国也在今年突然加快了IPv6的部署与实施，所申请的IPv6地址从世界排名11位突然上升到第一位，中国仅处于第16位。因而要增强工作紧迫感，进一步加快CNGI项目向深度和广度发展。第三章网络教育应用的技术基础无线网络技术•无线局域网利用无线局域网将校园内多个地点的计算机与中心计算机设备实现快速的连接，实现学生在宿舍接入互连网络，并可为学生提供远程学习的机会。•蓝牙技术（短距离无线通信）增加了网络教学的可移动性。利用蓝牙技术还可以构建将各种媒体信息工具综合起来的蓝牙教室。对于学习者个人来说，利用蓝牙技术可以方便地搭建一个实时、快速、交互性强的多媒体学习空间，这样就可以把用户身边的设备都连接起来，形成一个“个人微型网”。第三章网络教育应用的技术基础第二节网络多媒体技术及应用多媒体技术：是指把文字、音频、视频、图形、图像、动画等多媒体信息通过计算机进行数字化采集、获取、压缩/解压缩、编辑、存储等加工处理，再以单独或合成形式表现出来的一体化技术。无损压缩：指压缩后的数据经解压缩还原得到的数据与原始数据完全相同。有损压缩：指压缩后的数据经解压缩还原得到的数据与原始数据不完全相同。第三章网络教育应用的技术基础流媒体流媒体：是一种可以使音频、视频和动画等多媒体文件能在Internet及Intranet上以实时的、无需下载等待的方式进行播放的技术。流式传输方式：是将多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包，并附加上与其传输有关的信息，形成实时数据流，由视频服务器向用户计算机连续、实时传送。第三章网络教育应用的技术基础流媒体的新趋势（1）IPTV：交互式网络电话（2）无线流媒体。3G无线网络发展使得流媒体技术可以在无线网络终端上使用。（3）第三章网络教育应用的技术基础第三节虚拟现实技术及应用•虚拟现实技术：也称灵境技术，是利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨显示技术，生成三维逼真的虚拟环境，使用者戴上特殊的头盔、数据手套等传感设备，或利用键盘、鼠标等输入设备，便可以进入虚拟空间，成为虚拟环境的一员，进行实时交互，感知和操作虚拟世界中的各种对象，从而获得身临其境的感受和体会。第三章网络教育应用的技术基础•下一代互联网上的虚拟现实新发展•关于虚拟现实的电影---《时空悍将》、《异次元骇客》、《幽灵战队》。•一本讲解虚拟现实的书----《虚拟现实及其教育应用》2008年8月，科学出版社•一篇文章---虚拟现实技术在空间认知心理学研究中的发展与应用现状第三章网络教育应用的技术基础•VRML(VirtualRealtyModelingLanguage)：虚拟现实建模语言，基于客户/服务器模式，是一种描述在Internet上创建三维复杂交互场景和对象的文件格式标准，通过网络传输的只是一个很小的描述文件，在服务器上提供VRML文件及图像、视频、声音等支持资源，客户端通过本地VRML浏览器交互地访问这些文件并解释执行。第三章网络教育应用的技术基础第四节Agent技术及应用•Agent技术来源于分布式人工智能DAI领域。也有人将其翻为智能主体或智能体。•Hewitt认为Agent技术是一种处于一定环境下包装的计算机系统，为实现设计目的，能在该环境下灵活的，自主的活动。•1995年Wooldrige给出了Agent的两中定义：•（弱定义）Agent用以最一般的说明一个软硬件系统，她具有这样的特性：自治性，社会性，反映性，能动性；（强定义）Agent除了具备弱定义中的所有特性外，还应具备一些人类才具有的特性，如知识，信念，义务，意图等。第三章网络教育应用的技术基础•Agent技术•一篇文章----《agent技术在internet中的应用》•身边的典型agent应用例子：office助手、金山毒霸、瑞星杀毒软件中的助手----桌面宠物（基于MicrosoftAgent）搜索引擎中的agent（基于移动agent）输入法中的agent（基于移动agent）