1、 Southwest university of science and technology本 科 毕 业 设 计 （ 论 文 ）在线视频学习系统的设计与实现学 院 名 称 计 算 机 科 学 与 技 术 学 院专 业 名 称 信 安学 生 姓 名学 号指 导 教 师西南科技大学本科生毕业论文 I在线视频学习系统摘要：在线视频教育网站目前同质化严重，视频的分类不完善，视频管理不科学，学员的考核与统计没有科学的方法，网站权限简单等诸多问题。系统在涪城区远程教育系统的基础上，为方便用户更好的了解自身的学习情况，提供了更加安全可靠的系统环境、增加更人性化的交互体验。采用 J2EE 开发技术实现在线
2、视频网站的建设。使用 AXURE RP 工具设计系统原始模型；采用 Photoshop 完成设计系统的 UI 界面设计；使用 springmvc+hibernate技术实现 MVC 控制，完成视频播放、视频控制、视频统计、视频发布、新闻展示、用户管理、后台管理、数据备份、搜索等功能；提出了一种新的 API 路径权限控制方法，减少了系统开发成本；采用 MYSQL 数据库进行数据的存储和统筹。通过Javascript、Ajax、Jquery 技术完成页面数据绑定。测试证明，系统实现了设计任务的功能、性能需求。在“互联网+”的时代背景下，系统能有效发挥远程教育在基层党员中的价值。关键词：在线视频，远
3、程教育，J2EE，springMVC，hibernate；西南科技大学本科生毕业论文 IIOnline Video Education SystemsAbstract：Online video education site is currently homogeneity, video classification imperfect, video management unscientific, student assessment and statistics is no scientific way, site permissions simple and many other issu
4、es. System based on distance education system Fucheng District on, to facilitate the users to better understand their own learning, and to provide a more secure and reliable system environment, increased more humane interactive experience.Developed using J2EE technology proposed construction of onli
5、ne video sites. AXURE RP tools to design systems using the original model; use Photoshop to complete the design of the system UI interface design; use springmvc + hibernate technology MVC control, complete video playback, video control, video statistics, video releases, news shows, user management,
6、management background, data backup, search and other functions; propose a new path API access control methods to reduce the cost of system development; with MYSQL database storage and integrated data. By Javascript, Ajax, Jquery technology to complete page data binding. Tests proved the system to ac
7、hieve the functionality, performance requirements, design tasks. Under the “Internet +“ in the background, the system can effectively play the value of distance education at the grassroots party members in.Key words: Online video, Distance Education,Education,J2EE，springMVC，hibernate；西南科技大学本科生毕业论文 I
8、II目 录第一章 绪论 .11.1 概述 .11.2 国内外研究现状 .21.3 问题的定义与约束 .2第二章 系统关键技术的选择与比较 .32.1 视频播放架构设计与选择 .32.2 MVC 架构选择 .42.3 数据库系统和数据绑定方式的选择 .42.4 数据库访问技术选择 .52.5 本章小结 .6第三章 系统的分析与设计 .73.1 系统设计 .73.1.1 系统物理架构 .73.1.2 软件逻辑架构 .83.1.3 系统安全设计 .93.1.4 数据模型设计 .93.2 数据库设计 .103.3 系统功能分析与设计 .123.4 用户界面设计与实现 .133.4.1 主界面 .143
9、.4.2 注册登陆界面 .143.4.3 视频播放界面 .163.4.4 后台管理界面 .16西南科技大学本科生毕业论文 IV3.4.5 学习记录图 .173.5 本章小结 .17第四章 系统关键技术的设计与实现 .184.1 hibernate 访问数据库 .184.1.1 XML 文件配置 .184.1.2 数据库操作实现 .194.2 权限管理模块的设计 .204.2.1 描述 .204.2.2 传统的基于 java 语言的角色访问控制方案 .204.2.3 api 路径角色访问控制 .214.2.4 访问控制检验 .224.3 视频播放实时在线检测 .234.3.1 描述 .234.3
10、.2 设计思想 .234.3.3 具体的实现方式 .244.4 本章小结 .27第五章 应用与测试 .275.1 软件测试的必要性和重要性 .275.2 测试环境 .285.3 测试目的 .285.4 测试结果及分析 .295.4.1 功能测试 .295.4.2 性能测试 .305.4.3 测试结果分析 .305.5 本章小结 .30第六章 系统部署 .31西南科技大学本科生毕业论文 V6.1 软件部署 .316.2 网络安全技术部署 .326.2.1 基于 VLAN 的端口隔离 .326.2.2 端口安全 .326.2.3 防 IP 伪装 .336.3 系统备份 .33第七章 总结与展望 .
11、347.1 全文总结 .347.2 研究展望 .35致 谢 .36参考文献 .37西南科技大学本科生毕业论文1第一章 绪论1.1 概述互联网的兴起，远程教育发展变得迅速起来， 数据显示，国内在线】【艾 瑞 咨 询 1教育用户人数在 2013 年达 6720 万人，预计到 2017 年将达到 12032.6 万人。2014 年在线教育市场总额 1200 亿人民币，市场年度复合增长率高达 19%。淘宝、网易、新浪、腾讯等一大批互联网企业在其中投入了大量的精力，也存在一些明显的问题：1.交互方式简单大部分在线教育网站内容资源投入很多，但教学互动重视不足，其中大部分只有留言区一个交互功能。这种简单的交
12、互方式不利于提高用户的学习吸收率。2.学习记录管理单调大部分在线教育网站的对学习记录的管理做得很简单，只单纯的记录用户的学习记录，没有做横向比较，也没有复合比较。对于学习记录的利用率很低，用户学习完过后没有深刻理解自己的学习轨道。3.用户在线检测教育网站很少做用户在线检测，网站可以确定视频在播放，但是没办法确定视频是否一直有人在学习。导致的后果是没有办法准确统计用户的学习情况。其带来更严重的影响是大部分网站的学习统计是有错误的，不是真实的。4.视频质量的把控不够由于每个网站对于视频的审核方式不同，对于视频质量的检测方式也不同，但是大部分网站采取由机器录入，人工审核的方式。这种方式可能会在大规模
13、视频录入时夹杂“有问题”的视频。针对以上问题，本文提出在线视频学习系统的建设方案。按照以视频学习、学习记录、在线检测为核心来设计本系统。1.2 国内外研究现状学术界在在线视频学习领域有两个最为突出的研究方向，一是如何在技术上进一步加强在线视频的高清性和流畅性，即如何不断开发技术以便使同样带宽获取更高清的视频资源；二是如何不断提高实现在线视频学习的可信性。当前学术界的最新热点逐渐转移至利用移动终端、人脑逻辑、实时视频等方案实现高可信度认证。 西南科技大学本科生毕业论文2比如网易公司的在线课堂，就利用学习者的摄像头来实时认证。中国大部分的驾校考试学习系统也是通过在线摄像完成实名认证的。北美科技数字
14、线上调查报告发现，在线视频教育已成为美国成人教育的主要方式，67%的美国成人教育者习惯在网上利用视频学习。Courser 上线四个月，就形成了 100 万量级的用户数。1.3 问题的定义与约束本设计课题是“在线视频学习系统”，设计的整体目标是实现一个符合软件工程结构的视频学习系统。1、设计目标约束：(1) 系统实现功能：视频资源功能、学习记录功能、学用成果功能、创优争先功能、后台管理功能；(2) 系统建模：使用 AXURER RP 构建系统的软件原型；(3) 核心视频播放设计：使用最新的 HTML5 技术，采用 MPEG 4 标准视频格式；(4) 数据库系统设计：设计一个高解耦的可扩展的 MY
15、SQL 数据库，使用程序来约定数据一致性。2、性能目标约束：(1) 多用户，多线程，稳定稳定访问；(2) 数据库保证正确性和完整性；(3) 权限安全，数据安全。实现这些目标的关键技术问题主要包括：(1) WEB 服务器设计：使用 TOMCAT8 搭建一个多线程非阻塞应用服务器，对服务器开启 GZIP 数据压缩、使用 Spring+redis 搭建全局应用缓存、开启 hibernate cache 持久层缓存。(2) 数据库设计：使用最新的 InnoDB MySql 数据库表类型，搭建一个支持高效事务和索性的数据库系统。在关键字段上使用唯一性索引，配合程序约束一致性，使数据在效率和安全稳定达到一
16、个近似完美的节点。(3) 系统软件结构设计：从软件复用的角度分析，整个系统采用整体设计，层层继承、分布实现的原则。(4) 数据库信息访问：采用 Hibernate 框架技术对数据库中的信息进行管理。 西南科技大学本科生毕业论文3第二章 系统关键技术的选择与比较2.1 视频播放架构设计与选择在线视频播放在浏览器兼容和播放效率都有很高的要求，目前架构设计与实现主要有两种选择：(1)FLASH 视频：FLASH 视频需要在用户浏览器安装一个 FLASH PLAYER 来支持视频的解析和播放，网页加载 flash 插件过后将视频源，主要是 flv 格式，加载到用户浏览器缓存区，解析视频图层，以帧的方式
17、，在时间线上播放。只要帧率达到 16 的话，人眼就会观看的流畅的“视频”；(2)HTML5 视频：HTML5 视频 W3C 和 WHATWG 合作产生的第五代 html 标准，HTML5 新增了重要的 video 和 audio 元素，使得浏览器在无需外部插件的情况下就可以解析视频。1、FLASH 视频的设计具有如下优点：(1) 普及度高，基本上每台电脑都会安装 FLASH 解析器；(2) 拥有丰富的资源和解决方案、社区活跃。(3) FLASH 是嵌入式的虚拟机，不存在兼容性问题2、HTML5 视频的设计具有如下的优点：(1) 无需插件，轻巧灵活；(2) HTML5 应用范围广泛: 原生的视频
18、音频 API，2D 绘图Canvas，3DWebGL，即时通信 WebSockets，Local Storage 等都具有出色的发挥；(3) 系统直接嵌入到浏览器的安全沙箱中，不会访问本地文件系统，保障了系统的安全性；(4) 兼容全平台的移动设备；本文在设计系统架构的时候，根据用户的需求，要求播放快速，使用流畅，兼容性广，且必须保证数据的安全性。因此，本系统在设计时选用了 HTML5 视频播放架构设计。西南科技大学本科生毕业论文42.2 MVC 架构选择目前基于 JAVA 的 MVC 架构主要有两种：(1) S2SH：使用 APACHE 组织下的 struts2+spring+hibernat
19、e,这是传统的且经典的 MVC 架构。(2) SH：使用现在社区最活跃的 spring mvc + hibernate,这是一站式开发的方式，由 Springmvc 搭建前端交流模型。Spring ioc 负责松耦合连接显示层和持久层。Spring date 负责维护 hibernate 的数据访问。1、S2SH 的特点：(1) 需要使用大量的配置文件，但是对于单个请求的控制可以做到细粒度到JAVABEAN 的属性；(2) 严格的 MVC 传输流程。2、SH 的特点：(1) 配置文件小巧，使用全注解；(2) 支持 REST ful 接口。(3) 效率更高， springmvc 使用了对 ser
20、vlet 的封装、单例模式。本系统在设计时，考虑到开发效率、执行效率、后期维护等情况，采用了 SH的 MVC 架构。2.3 数据库系统和数据绑定方式的选择(1) 数据库系统作为 BS 系统的数据核心，在性能，安全，易用性，可维护性上要求很高，流行的数据存储有以下几种：SqlServer：Microsoft 公司的一个关系数据库管理系统，具有可视化操作界面、功能强大等优点，适用于中、大型数据量的存储；MySql:MySql 是多用户、多线程的 SQL 数据库服务器，具有快速、健壮、易用的优点，适用于中、小型数据量的存储；Oracle:Oracle 数据库是美国 Oracle 公司提供的以分布式数据库为核心的一组软件产品，它具有数据存储量大、数据存储可靠性高等特点，适用于大数据量的存储;SqlServer、MySql、Oracle 等。它们都具有一些公共的特性：性能出众、扩展性好、都支持集群搭建、读写分离等。对于三个数据库而言，都有适用于范围。本系统是一个数据总量较小，关系表简单的系统。作者决定采用 mysql5.6。
