机电系统智能控制技术网络教学整体设计方案[定稿]

第一篇：机电系统智能控制技术网络教学整体设计方案[定稿]

机电系统智能控制技术网络教学整体设计方案 中央电大理工部冼健生 2006年11月10日

一、课程的性质和任务

《机电系统智能控制技术》是机械设计制造及其自动化专业智能控制方向学生必修的一门专业课。本课程涉及机电控制、人工智能、自动控制等众多相关技术，其内容由模糊控制、神经网络控制、专家控制、遗传算法和智能控制系统设计等部分组成。通过这些内容的学习，使学生了解机电系统智能控制的基本结构、各类主要智能控制方法的基本知识；掌握模糊控制与神经网络控制的基本理论、算法和基本设计方法，为今后从事机电智能控制系统的控制、设计和产品开发工作打下一定基础。

本课程的课内学时为72学时，在第六学期开设，一学期授完。它的先修课程有电工电子技术、机电控制工程基础等。

二、教学内容

1．绪论

（1）智能控制概述智能控制的应用对象和主要特点；

（2）智能控制系统的主要类型典型的智能控制系统的特点与结构；

（3）智能控制的产生和发展

2．模糊控制及应用

（1）普通集合基础普通集合及其运算，关系与映射；

（2）模糊集合基础模糊集合及其运算，隶属度函数及其确定，模糊关系，模糊语言变量与模糊语句，模糊推理；

（3）模糊控制器的工作原理模糊控制概述，模糊控制系统的组成，确定量的模糊化，模糊控制算法的设计，模糊推理与输出信息的模糊判决，基本模糊控制器的设计，模糊模型的建立；

（4）模糊控制系统设计与应用实例全自动洗衣机、地铁机车模糊控制，模糊控制在交流伺服系统中的应用。

3．神经网络控制及应用

（1）神经网络基础神经网络的基本特征与功能，生物神经元及其信息处理机制，人工神经元模型以及神经网络模型，多层前馈神经网络，反馈神经网络，小脑模型神经网络；

（2）神经网络系统辨识神经网络系统辨识原理，系统正模型及逆模型的辨识；

（3）神经网络控制神经网络控制系统结构，神经网络PID控制，神经网络内模控制，神经网络非线性预测控制；

（4）神经网络控制系统设计与应用实例冰柜温度控制系统，石灰炉窑的内模控制系统，机器人手臂控制。

4．专家控制与仿人控制简介

（1）专家系统基础专家系统的定义与组成结构，专家系统的知识表示、推理机制，专家系统的知识获取；

（2）专家控制系统的结构与原理专家控制概述，专家控制的结构与原理，直接式专家控制（专家控制器），间接式专家控制；

（3）专家控制系统的设计与应用实例造纸过程的专家智能控制，直流调速系统的专家协调控制；

（4）仿人智能控制原理仿人智能控制的基本思想、特征变量；

（5）仿人智能控制系统仿人智能开关控制、比例控制、积分控制，仿人分层递阶智能控制器，仿人智能控制系统的设计与应用实例。

5．遗传算法及应用

（1）遗传算法的原理与特点；

（2）遗传算法的基本操作与模式理论；

（3）遗传算法的实现与改进编码问题，初始种群的产生，适配度的设计，遗传算法的操作步骤，遗传算法中的参数选择，遗传算法的改进；

（4）遗传算法在智能控制中的应用概述，遗传算法用于控制系统建模与设计，遗传算法在神经网络优化中的应用，遗传算法在模糊控制中的应用。

6.智能控制系统设计及其应用软件

（1）智能控制系统总体设计与需求分析方法；

（2）模糊控制软件的开发环境；

（3）神经网络控制软件开发基础；

（4）专家系统的开发环境。

三、课程多媒体资源情况

1．文字教材

本课程的教材为分立型，主教材是机械工业出版社出版的《机电系统智能控制技术》。教材为学习者提供了智能控制技术中最常用的三种主要智能控制技术的教学内容：模糊控制、神经网络控制和专家控制，对其基本概念、基本原理和基本设计方法进行了提炼，并分析了多种智能控制系统在机电系统中的应用实例。根据现代远程开放教育的特点和成人业余学习的实际情况，教材内容力求简明实用，深入浅出，便于自学和理解。辅导教材为《机电系统智能控制技术学习指导》，该教材对课程各章节的教学重点内容进行了更为详细的阐述，并针对各章的思考题与习题进行了解答。

2．电视录像

录像教材作为文字教材的强化媒体侧重表现教学内容的重点和难点，利用录像教材的形象化优势，讲述不宜于文字表述的内容、特别是涉及实践性教学环节的内容，可强化视听效果，是帮助学生学习的重要手段，有利于学生对基本教学内容的掌握和理解。

本课程录像教材20 讲，每讲50 分钟。

四、学生学习状况分析

进入本专业学习的学生，大多数是广播电视大学机械类或机电类的专科毕业生。他们是在职的成人，主要特征是：学习的目的明确，他们或为提高自身的业务水平而学习，或为就业做准备而学习。因此要求所学内容针对性强，能够学以致用。他们实践经验丰富，自学能力较强，但工学矛盾突出、缺少必要的学习环境，负担较重，希望学习媒体具有方便、经济和高效的特点。此外，他们的基础和素质参差不齐，要求学习媒体能具备较低起点、做到因材施教。

为使学生做到理论联系实际，提高分析问题和解决问题的能力。我们把导学的重点放在引导学生高质量地完成规定的习题作业，并给出更多的学习资料供学生选用。

五、网上教学内容及表现形式设计

本课程的网上教学媒体采用文本辅导材料,主要有辅导答疑、课程作业与自测习题。同时，在本课程网页上还将列出本课程的教学大纲、课程教学设计方案、参考书目录等栏目，供学生上网浏览查询。

（一）文本辅导

文本辅导主要是介绍本课程学习的思路和方法，课程教学内容的重点及教学要求，并对课程的重点难点作出必要的分析与说明。文本辅导具体内容的安排见附表。文本辅导内容安排表

课程名称：机电系统智能控制技术 序号

文本辅导内容

备注

智能控制概述；智能控制系统的主要类型和特点

模糊集合基础

模糊控制器的工作原理（1）

模糊控制器的工作原理（2）

神经网络基础

神经网络系统辨识

神经网络控制

专家控制与仿人控制

遗传算法及应用

（二）课程作业

按照教学进度要求分四次发布课程作业，学生课程作业的完成情况经教师评定后计入形考成绩，每期作业中较难的题目均给出必要的解题思路或提示。

（三）网上讨论

利用电大在线的课程讨论板进行网上讨论和答疑活动，解答学生的疑难问题，对学生的个体化、自主化学习提供支持；与各级辅导教师保持信息畅通，了解各地的教学情况。

本课程每次实时文本答疑或教研活动的时间为2小时。网上教学进度安排见附表。

网上教学进度实施表

课程名称：机电系统智能控制技术 栏目 发布时间

辅导文本

IP课件 作业与自测

网上实时讨论

网上联席教学

网上教师研讨

文本讨论

视频讨论

第一周√

第二周第三周 第四周√

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第五周 第六周第七周第八周√

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第九周√

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第十周第十一周√

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第十二周第十三周第十四周第十五周√

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第十六周第十七周 第十八周

第二篇：智能网络门禁系统设计方案

智能网络门禁系统设计方案

随着科学技术的不断进步，人们对工作，生活的自动化水平也提出了越来越高的要求，“智能门禁管理系统”就是为了满足人们对现代化办公和生活场所的更高层次 安全管理的需要应运而生的。目前智能门禁管理系统已广泛应用于工厂、学校、写字楼宇、物业小区、商店、金融系统、电信系统、军事系统、宾馆等多种场合，大 大提高了整体的工作效率及系统安全管理需求。传统的方法是工作人员对出入人员进行登记放行，这种方法费事、费力又容易出错，而且管理不严格。因而智能、安 全、高效的现代化门禁管理已经成为社会发展的必然趋势，同时它也是现代化智能建筑的一个重要组成部分

门禁系统,又称为出入口控制系统，是一套现代化的、功能齐全的门禁系统,不止是作为进出口管理使用，而且还有助于内部的有序化管理。它将时刻自动记录人员 的出入情况,限制内部人员的出入区域,出入时间,礼貌地拒绝不速之客.同时也将有效的保护您的财产不受非法侵犯。

通过使用本公司门禁系统，您将体会到以下诸多优势：

1、可以树立公司或机关规范化管理形象，提高公司在客户心中的管理档次，同时规范化公司或内部的管理体制。

2、一张感应卡可以替代所有的门钥匙，而且可以将每张卡设置不同的开门权限，授权持卡员工进入公司内其职责范围内可以进入的门。所有的进出情况在电脑里都有记录，便于针对具体事情的发生时间进行查询，落实责任。

3、可以将不受欢迎的人员拒之门外，例如可以杜绝传销、保险等行业的业务员在未经许可的情况下擅自闯入您的办公室，干扰您正常的办公秩序。同行的竞争者不会轻易地进入您的办公或开发场所顺手拿走您的业务资料或核心技术资料。

4、如果员工的感应卡遗失可以在系统内即时挂失，这样即使其他人捡到了该感应卡也无法进入公司，这样相对与普通机械锁要方便得多，您不必为了安全起见重新换 锁，为公司的每个人重新配钥匙。对于辞职或开除的员工感应卡采用禁用的方式，该员工以后都无法进入公司进行窃取或破坏等报复活动，如果您不采用感应卡门禁 管理方式，您恐怕为了以防万一必须多次更换公司大门的锁。

5、采用先进的分体式结构控制，即读卡部分与控制部分进行分离，外人无法通过机械或其他高科技方法打开您的电锁进入您的办公场所。而其他诸如密码门禁，机械锁都无相应安全机制，可以通过电路短路或万能钥匙轻易进入您的办公场所。

6、系统扩展性好，具有联网功能，您可以随时以低成本升级增加新的控制门。

7、采用原装全天候感应器，确保系统的稳定运行。系统对设备的故障进行自检和跟踪监测,并有灯光提示,以便维护人员及时维修。系统运行时无需连接专用电脑，停电时系统信息不遗失，并可以配备UPS后备电源，维持系统的正常运作。

8、基于WIN2K/NT的全中文操作系统，人性化设计、软件短小精悍、形象直观、界面友好，操作方便简单。普通文员就可以胜任相应管理软件操作。

9、嵌入式数据库管理：即将所有门禁系统管理数据库资料全部存储在设备里面，全面提高系统数据的安全性及可靠性，同时系统数据可以随时映相到管理PC机上，方便将数据备份或重新下载。

10、高速度数据传输：十万条开门记录信息只需三分钟的时间便可以全部采集完成，大大缩短了系统数据采集的时间。

11、系统管理无地域限制：由于整个系统全部是基于以太网络进行数据通信，因而整个网络范围内的任何一台电脑（在授权许可的条件下）均可实现对整个门禁系统的管理与控制，而且可以跨Internet实时高速的进行远程管理与控制，您可以轻松的实现运筹帷幄、决控千里的。

12、大容量数据存储：系统每台门禁控制器均可以存储17920个持卡人数据信息及十万条开门记录信息。

13、系统布线及接线简单方便：系统布线只需按照以太网络布线方式及要求实施即可，接线只有很少的几个端子接线，甚至连接线工具都可不备。一

系统设计依据：

1.以人为本

“人”是企业管理的主体，系统设计应紧紧围绕着人们的实际需求，以实用、简便、经济、安全的原则，同时照顾到不同职务层次、不同部门的需要，满足企业管理这一特定使用功能。

2.适用性

当今科技发展迅速，可应用于门禁系统的技术和产品可谓层出不穷，工程中选用的系统和产品都应能使用户得到实实在在的受益，并满足近期使用和远期发展的需要。在多种实现途经中，选择最经济可行的途经。

3.先进性

系统的设计和产品选用在投入使用时应具有一定的技术先进性，但不盲目追求尚不成熟的新技术或不实用的新功能，以充分保护用户的投资。

4.可靠性

系统的设计应具有较高的可靠性，在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能。

5.实施的可行性

以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势，并考虑行政主管部门归口管理的要求，使设计的方案现实可行。

6.标准化、开放性

标准化、开放性是信息技术发展的必然趋势，在可能的条件正点，设计中采用的产品都尽可能是标准化、具良好开放性的，并遵循国际上通行的通信协议。应用软件尽量采用已商品化的通用软件，以减少二次开发的工作量和利于日后的使用和维护。

7.可扩充性

系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能。

8.数据安全

采取必要的措施保障内各智能化系统数据的安全。

9.易操作性

小区智能化系统是面向各种管理层次使用的系统，系统及其功能的配置以能给用户提供舒、安全、方便、快捷为准则，其操作应简便易学，而绝不能因“智能”而给用户带来不便，甚至烦恼。

10.针对性

企业智能化系统的设置并非千篇一律的，而应根据工程的实际情况，如工程规模、配套设施、市场定位、用户对象、管理要求、规划及平面布局等等因素，作出有针对性的设计。

二

系统组成

本系统主要是由管理微机、打印机、门禁控制器、非接触式IC卡读卡器、数据传感器、系统管理软件、出门按钮、再配合电子开门器（电控锁）组成整套门禁管理系

三、系统设计所遵循的规范：

1、《智能建筑设计标准》(DBJ08-47-95)

2、《商用建筑线缆标准》(EIA/TIA-569)

3、《民用建筑电气设计规范（JGJ/T16-92）》

4、《电气装置安装工程施工及验收规范（GBJ23-90，92）》

5、《安全防范工程程序与要求（GA/T75-94）》

第三篇：智能厨房系统设计方案

智能厨房系统设计方案

智能概念厨房能够识别出进入厨房的人，并在厨房中的显示屏上显示主人所需要的任何信息，并与家庭出行计划同步，让家里的每个成员看到他们今天需要做的事情，比如学校的公交时刻表，早上开会时间，与某人约会时间，以及做一顿健康午餐的建议。此外，它还能显示本地温度。

厨房控制面板

灯光控制

水电控制

柜体调节

APP

智能厨房的组成功能智能化

当精彩赛事正在直播，当重要资讯新鲜出炉，而你只能抑制激情，在厨房继续忙碌吗？答案是显而易见的你可以通过显示屏在厨房边看咨讯边做饭或通过手机APP链接厨房电子产品让智能厨房按照你的意愿开始做饭。

智能照明

自动感应室外明暗程度，以此调节灯光亮度，也可通过手机APP调节，可设置为温馨、炫酷等多种模式。主题主要考虑人的心情和状态。当用户走进厨房时，整套系统会根据读取到的脑电波来调整LED照明、气味，尽量让用户感到放松，而全息图像的虚拟厨师还会给出最合适的菜谱。

电动升降吊柜

在做饭前厨房被你收拾的很整齐但在做饭时厨房总是一团糟，最心烦的就是在火候最猛的时候，你却发现调料还放在高高的吊柜里，一时半会还够不着。你可通过手势控制电动升降吊柜来轻松解决这个难题。

触摸式电动抽屉

在厨房中，当人的双手被劳作占用的时候，你如何打开柜门呢？用腿部一碰，触摸式的电动抽屉一样可以实现开启。之后可通过手机APP调节开关速度。

温度感应水龙头

不少家庭的厨房里，水槽都装有冷热出水，忙得团团转时难免不小心被水烫伤。温度感应的水龙头，它采用独有阀芯技术，始终保持从冷水到混合水到全热水的循环。最为独特的是，随水龙头开关旋转方向改变，水温渐由冷至热、或由热至冷，而水的颜色渐渐由绿变红、由红变黄、由黄变绿。

未来展望

随着物联网和5G技术的普及，一些看似天方夜谭的事情正在逐渐成为现实。英国咨询机构未来实验室预测，到2020年，厨房将全面智能化。冰箱、炉灶等不仅能与主人“交流”，甚至还能为人们生活提供建议。智能厨房集结了物联网、5G互联、智能管理等技术，真正实现了智能控制、远程操作、多方交流、及时把控等功能。

第四篇：智能控制技术及其发展趋势（模版）

智能控制技术及其发展趋势

智能控制（intelligent controls）在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。对许多复杂的系统，难以建立有效的数学模型和用常规的控制理论去进行定量计算和分析，而必须采用定量方法与定性方法相结合的控制方式。定量方法与定性方法相结合的目的是，要由机器用类似于人的智慧和经验来引导求解过程。因此，在研究和设计智能系统时，主要注意力不放在数学公式的表达、计算和处理方面，而是放在对任务和现实模型的描述、符号和环境的识别以及知识库和推理机的开发上，即智能控制的关键问题不是设计常规控制器，而是研制智能机器的模型。此外，智能控制的核心在高层控制，即组织控制。高 层控 制 是 对实际环境或过程进行组织、决策和规划，以实现问题求解。为了完成这些任务，需要采用符号信息处理、启发式程序设计、知识表示、自动推理和决策等有关技术。这些问题求解过程与人脑的思维过程有一定的相似性，即具有一定程度的“智能”。

随着人工智能和计算机技术的发展，已经有可能把自动控制和人工智能以及系统科学中一些有关学科分支（如系统工程、系统学、运筹学、信息论）结合起来，建立一种适用于复杂系统的控制理论和技术。智能控制正是在这种条件下产生的。它是自动控制技术的最新发展阶段，也是用计算机模拟人类智能进行控制的研究领域。1965年，傅京孙首先提出把人工智能的启发式推理规则用于学习控制系统。1985年，在美国首次召开了智能控制学术讨论会。1987年又在美国召开了智能控制的首届国际学术会议，标志着智能控制作为一个新的学科分支得到承认。智能控制具有交叉学科和定量与定性相结合的分析方法和特点。

一个系统如果具有感知环境、不断获得信息以减小不确定性和计划、产生以及执行控制行为的能力,即称为智能控制系统。智能控制技术是在向人脑学习的过程中不断发展起来的,人脑是一个超级智能控制系统,具有实时推理、决策、学习和记忆等功能,能适应各种复杂的控制环境。

智能控制与传统的或常规的控制有密切的关系,不是相互排斥的。常规控制往往包含在智能控制之中,智能控制也利用常规控制的方法来解决“低级”的控制问题,力图扩充常规控制方法并建立一系列新的理论与方法来解决更具有挑战性的复杂控制问题。

1． 传统的自动控制是建立在确定的模型基础上的,而智能控制的研究对象则存在模型严重的不确定性,即模型未知或知之甚少者模型的结构和参数在很大的范围内变动,比如工业过程的病态结构问题、某些干扰的无法预测,致使无法建立其模型,这些问题对基于模型的传统自动控制来说很难解决。

2． 传统的自动控制系统的输入或输出设备与人及外界环境的信息交换很不方便,希望制造出能接受印刷体、图形甚至手写体和口头命令等形式的信息输入装置,能够更加深入而灵活地和系统进行信息交流,同时还要扩大输出装置的能力,能够用文字、图纸、立体形象、语言等形式输出信息。另外,通常的自动装置不能接受、分析和感知各种看得见、听得着的形象、声音的组合以及外界其它的情况。为扩大信息通道,就必须给自动装置安上能够以机械方式模拟各种感觉的精确的送音器,即文字、声音、物体识别装置。可喜的是,近几年计算机及多媒体技术的迅速发展,为智能控制在这一方面的发展提供了物质上的准备,使智能控制变成了多方位“立体”的控制系统。

3． 传统的自动控制系统对控制任务的要求要么使输出量为定值(调节系统),要么使输出量跟随期望的运动轨迹(跟随系统),因此具有控制任务单一性的特点,而智能控制系统的控制任务可比较复杂,例如在智能机器人系统中,它要求系统对一个复杂的任务具有自动规划和决策的能力,有自动躲避障碍物运动到某一预期目标位置的能力等。对于这些具有复杂的任务要求的系统,采用智能控制的方式便可以满足。

4． 传统的控制理论对线性问题有较成熟的理论,而对高度非线性的控制对象虽然有一些非线性方法可以利用,但不尽人意。而智能控制为解决这类复杂的非线性问题找到了一个出路,成为解决这类问题行之有效的途径。工业过程智能控制系统除具有上述几个特点外,又有另外一些特点,如被控对象往往是动态的,而且控制系统在线运动,一般要求有较高的实时响应速度等,恰恰是这些特点又决定了它与其它智能控制系统如智能机器人系统、航空航天控制系统、交通运输控制系统等的区别,决定了它的控制方法以及形式的独特之处。

5． 与传统自动控制系统相比,智能控制系统具有足够的关于人的控制策略、被控对象及环境的有关知识以及运用这些知识的能力

6． 与传统自动控制系统相比,智能控制系统能以知识表示的非数学广义模型和以数学表示的混合控制过程,采用开闭环控制和定性及定量控制结合的多模态控制方式。

7． 与传统自动控制系统相比,智能控制系统具有变结构特点,能总体自寻优,具有自适应、自组织、自学习和自协调能力。

8． 与传统自动控制系统相比,智能控制系统有补偿及自修复能力和判断决策能力。

总之,智能控制系统通过智能机自动地完成其目标的控制过程,其智能机可以在熟悉或不熟悉的环境中自动地或人—机交互地完成拟人任务。

[编辑本段]智能控制的主要技术方法

智能控制是以控制理论、计算机科学、人工智能、运筹学等学科为基础,扩展了相关的理论和技术,其中应用较多的有模糊逻辑、神经网络、专家系统、遗传算法等理论和自适应控制、自组织控制、自学习控制等技术。

专家系统

专家系统是利用专家知识对专门的或困难的问题进行描述。用专家系统所构成的专家控制,无论是专家控制系统还是专家控制器,其相对工程费用较高,而且还涉及自动地获取知识困难、无自学能力、知识面太窄等问题。尽管专家系统在解决复杂的高级推理中获得较为成功的应用,但是专家控制的实际应用相对还是比较少。

模糊逻辑

模糊逻辑用模糊语言描述系统,既可以描述应用系统的定量模型也可以描述其定性模型。模糊逻辑可适用于任意复杂的对象控制。但在实际应用中模糊逻辑实现简单的应用控制比较容易。简单控制是指单输入单输出系统(SISO)或多输入单输出系统(MISO)的控制。因为随着输入输出变量的增加,模糊逻辑的推理将变得非常复杂。

遗传算法

遗传算法作为一种非确定的拟自然随机优化工具,具有并行计算、快速寻找全局最优解等特点,它可以和其他技术混合使用,用于智能控制的参数、结构或环境的最优控制。

神经网络

神经网络是利用大量的神经元按一定的拓扑结构和学习调整方法。它能表示出丰富的特性：并行计算、分布存储、可变结构、高度容错、非线性运算、自我组织、学习或自学习等。这些特性是人们长期追求和期望的系统特性。它在智能控制的参数、结构或环境的自适应、自组织、自学习等控制方面具有独特的能力。神经网络可以和模糊逻辑一样适用于任意复杂对象的控制,但它与模糊逻辑不同的是擅长单输入多输出系统和多输入多输出系统的多变量控制。在模糊逻辑表示的SIMO 系统和MIMO 系统中,其模糊推理、解模糊过程以及学习控制等功能常用神经网络来实现。模糊神经网络技术和神经模糊逻辑技术：模糊逻辑和神经网络作为智能控制的主要技术已被广泛应用。两者既有相同性又有不同性。其相同性为：两者都可作为万能逼近器解决非线性问题,并且两者都可以应用到控制器设计中。不同的是：模糊逻辑可以利用语言信息描述系统,而神经网络则不行;模糊逻辑应用到控制器设计中,其参数定义有明确的物理意义,因而可提出有效的初始参数选择方法;神经网络的初始参数(如权值等)只能随机选择。但在学习方式下,神经网络经过各种训练,其参数设置可以达到满足控制所需的行为。模糊逻辑和神经网络都是模仿人类大脑的运行机制,可以认为神经网络技术模仿人类大脑的硬件,模糊逻辑技术模仿人类大脑的软件。根据模糊逻辑和神经网络的各自特点,所结合的技术即为模糊神经网络技术和神经模糊逻辑技术。模糊逻辑、神经网络和它们混合技术适用于各种学习方式 智能控制的相关技术与控制方式结合或综合交叉结合,构成风格和功能各异的智能控制系统和智能控制器是智能控制技术方法的一个主要特点。

第五篇：多媒体网络教学系统设计方案

多媒体网络教学系统

设计方案

多媒体网络教学系统

目

录

多媒体网络教学系统

4.2 业务流程.....................................................................................................................................22

4.3 性能要求.....................................................................................................................................26

4.4 存储容量估算.............................................................................................................................27

4.4.1 存储数据类型....................................................................................................................27

4.4.2 存储容量估算....................................................................................................................28

4.5 带宽估算.....................................................................................................................................29

4.5.1 课程内容............................................................................................................................29

4.5.2 应用程序与数据................................................................................................................30

4.5.3 单人带宽计算....................................................................................................................30

4.5.4 服务器所需要的带宽........................................................................................................30

4.6 功能要求.....................................................................................................................................31

4.6.1 基本功能............................................................................................................................31

4.6.2 教学管理............................................................................................................................32

4.6.2.1 在线学习....................................................................................................................................32

4.6.2.2 教师授课....................................................................................................................................33

4.6.2.3 作业管理....................................................................................................................................34

4.6.2.4 考试管理....................................................................................................................................35

4.6.2.5 教学统计....................................................................................................................................36

多媒体网络教学系统

4.6.2.6 问卷调查....................................................................................................................................37

4.6.3 教学资源管理....................................................................................................................38

4.6.3.1 课程管理....................................................................................................................................39

4.6.3.2 题库管理....................................................................................................................................40

4.6.3.3 试卷管理....................................................................................................................................41

4.6.3.4 成绩管理....................................................................................................................................42

4.6.3.5 电子图书馆................................................................................................................................42

4.6.4 学习互动............................................................................................................................42

4.6.4.1 汉语学习BBS............................................................................................................................43

4.6.4.2 在线答疑室................................................................................................................................44

4.6.4.3 协作学习....................................................................................................................................44

4.6.4.4 文档共享....................................................................................................................................44

4.6.4.5 消息中心....................................................................................................................................44

4.6.5 资讯发布管理....................................................................................................................45

4.6.6 系统管理............................................................................................................................45

4.6.6.1 用户管理....................................................................................................................................45

4.6.6.2 权限管理....................................................................................................................................46

4.6.6.3 工作流程管理............................................................................................................................47

多媒体网络教学系统

4.6.6.4 系统日志管理............................................................................................................................47

4.7 多媒体课件制作工具.................................................................................................................47

4.7.1 工具特点............................................................................................................................47

4.7.2 功能说明............................................................................................................................49

4.8 可选功能.....................................................................................................................................49

4.8.1 在线字典/词典...................................................................................................................50

4.9 接口要求.....................................................................................................................................50

4.9.1 功能扩展接口....................................................................................................................50

4.9.2 与其他系统接口................................................................................................................51

4.10 后期扩展功能描述...................................................................................................................51

4.10.1 HSK网上考试..................................................................................................................51

4.10.2 网考相关权限管理..........................................................................................................52

4.10.3 用户管理..........................................................................................................................52

4.10.4 在线社区..........................................................................................................................53

4.10.5 在线娱乐..........................................................................................................................53

4.10.6 商务服务..........................................................................................................................53

4.11 系统示意图...............................................................................................................................54

多媒体网络教学系统

5.1 数据库服务器及软件.................................................................................................................57

5.2 应用服务器.................................................................................................................................60

5.3 流媒体服务器.............................................................................................................................63

5.4 服务器负载均衡设备.................................................................................................................65

5.5 存储设备.....................................................................................................................................66

5.6 存储交换设备.............................................................................................................................68

5.7 设备安装部署设计.....................................................................................................................69

多媒体网络教学系统

多媒体网络教学系统

系统提供整体的托管环境，大部分的网站访问运行环境均部署在此，提供静态、部分动态内容和部分流媒体形式的发布。2.站内部分主要分为网络核心部署区、DMZ区、网站台内部署区、SAN存储区和其他应用区几个部分，分别提供不同的处理功能。3.站内的各个功能区之间通过VLAN进行逻辑划分，主干及核心交换机之间均采用千兆方式连接，其他次要连接和桌面系统均采用百兆方式连接。

4.整个环境共有IDC和站内两个因特网出口，IDC托管设备直接连接到因特网出口，两条链路采用主备方式部署。站内系统通过网通和电信通两个运营商连接设备通过两条链路与因特网连接，两条链路采用并行方式部署。

网络教学系统也将部署到IDC托管机房中，估计本期需要租用五个机柜。后面我们还将根据业务发展的需要不段扩充系统规模。

多媒体网络教学系统

语的服务。

系统要实现多媒体网络教学的全部管理功能，实现对多媒体教学内容的制作和管理，并能对系统中所有资源进行有效的管理，能够对在线学习、教师授课、考试等教学活动进行支持，提供有偿信息服务、通过手机学汉语、在线购买汉语学习教材、书籍和音像制品等商务服务。

通过多媒体网络教学系统，我们要发展具有鲜明特色的多语种、多媒体语音在线教学的新的业务亮点。而通过这一新的业务增长点，能够吸引并留住大量的网站用户，逐渐树立国际在线网站的教育品牌。

按照分期建设、逐步完善的原则，多媒体网络教学系统的建设分两期完成。

2.2 一期（本期）建设目标

完成多媒体网络教学系统平台的搭建，实现多媒体语音教学的核心功能，并实现为英语、法语、西班牙语、俄语、阿拉伯语、韩语、日语、泰语和德语九个语种的用户提供汉语教学服务，完成多媒体、多语种汉语教学门户网站的建设。本期需要达到支持50万注册用户和1万同时在线的用户建设规模。

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2.3 二期建设目标

分阶段实现对其他语种的汉语网络教学服务，以及实现有偿信息服务、通过手机学汉语、在线购买汉语学习教材、书籍和音像制品等商务服务功能。二期需要支持至少18个语种。

系统将建成以自主学习、协同学习为特征的网络互动教育平台，从而逐步建成 “教育资源网格”，实现自主学习和教学互动的网络环境。同时建立资源建设体系，和多媒体网络教学系统相结合。最终本系统需要有扩展到2000万注册用户，5万在线用户的能力。

2.4 本系统设计原则

 总体规划，分步实施

由于教学、培训业务类型较多、培训需求复杂、学生需要逐步适用等因素，远程多媒体网络教学系统的应用和完善是一个长期的过程，因此系统需要分阶段，分层次实施。同时为提高系统的可扩展性，保护培训投资，一定要整体规划，站在整体和全局的观点上筹划。

 可扩展性和保护现有资源的原则

项目设计要考虑到业务未来发展的需要，便于系统的扩展。对于现有的数据需要充分考虑兼容性。要充分考虑利用现有设备和技术能力，保护现有的投资。

 实用性与先进性

项目设计必须满足本项目需求，针对业务的具体要求进行设计，符

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合本系统3至5年内业务发展规划。要符合业务特点并考虑到具体的使用人员的工作习惯。在实用性的前提下，积极采用先进的技术和设备。

 高可靠和高可用性

必须保证整个系统能够提供24小时不间断正常运行的能力，同时保证高度可用并具有强大有效的容错能力。

 安全和可管理性

遵循国家制定的信息安全标准，必须在网络和系统的设计中充分考虑整体信息安全的需要，系统要有完备的安全防护、认证及加密和管理的措施，具有抵御外部和内部攻击的能力，并能够对系统整体提供有效的管理。

 通用性和节约原则

工程设计要尽量避免依赖专用软件、设备和器材，遵循通用性原则。在充分满足未来3至5年之内业务发展需要的前提下，以节约的原则设计所用设备、器材和材料的数量和性能指标。

 标准化

本工程各项技术应遵循已有的国家标准及行业标准，没有国标及行标的则遵循国际标准。

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在软件系统的实现技术体系上，采用国际上最新的J2EE技术来构建整个多媒体网络教学系统的软件平台。在J2EE技术体系下的软件系统的实现完全采用三层结构模式进行软件设计。采用国际通用的最佳设计模式MVC设计模式作为整个软件系统的设计蓝本。采用JAVA语言进行软件系统的开发。基于Internet技术，系统采用B/S结构，采用开放的设计体系结构。

体系结构：J2EE 开发语言：JAVA Release 2 设计模式：MVC(model 2)流媒体服务器：Windows Media Server 9 应用服务器：WebLogic 9.0 数据库：关系型数据库ORACLE10g 3.1.1 软件技术架构

J2EE技术体系结构是SUN公司为开发基于JAVA平台的企业级应用所提出的一种JAVA开发技术规范。它具有编“写一次，到处运行”的便利，是一个经过验证的安全模型。J2EE是一种功能完备、稳定可靠、安全快速的企业级计算平台，它由多种基于JAVA的技术组成，包括Enterprise JavaBeans(EJB)，JavaServer Pages(JSP)，servlets，Java Naming and Directory Interface(JNDI)，Java Transaction API(JTA)，CORBA，JDBC data access API等。采用J2EE作为应用开发平台具有以下优点：

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平台无关性

用户不必将自己捆绑在某一种硬件或操作系统上，可以根据自身的情况选择合适的硬件、操作系统、数据库。保证系统的开放性。

J2EE是一种组件技术，已完成的组件能被方便地移植到任何其它地方。J2EE作为中间件，提供了强大的功能，使开发人员只需要关注商业逻辑，因而能加快开发速度，提高系统的运行效率和稳定性。

 保护用户投资

当用户更换平台时，由于基于J2EE的系统能方便地移植到其它平台上，而无须重新开发，因此能有效地保护用户的投资。 广泛的支持

J2EE技术规范得到了从国际性大公司到自由软件开发者的广泛支持，SUN，IBM，ORACLE，NETSCAPE，BEA等纷纷推出基于J2EE的软件产品。根据SUN的定义，J2EE体系具有如下图所示的结构：

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3.1.2 MVC设计模式

众所周知，当一个应用系统包含了数据访问代码，业务逻辑代码、前台表现陈述代码时，如果不能采用一种较好的设计模式及设计方法，应用程序很容易就成为这些代码的简单混合物，在这种情况下，应用系统将会常常出现或这或那的异常情况。

由于应用系统各模块间的强藕合，系统的各个部分互相依赖，使得系统的组件化变得相当的困难及代码重用的不可实现，当系统的任何一部分发生变化时将直接影响整个系统的稳定运行，比如要对系统增加一个数据视图时，常常需要对业务逻辑方法进行重新实现或者是拷贝粘贴相关的业务逻辑方法，当这样的需求在系统的多个地方提出时，就会发现系统里面充斥着许许多多的重复代码，数据访问也会出现这样那样的不可预见的错误，导致对应用的维护变成非常艰难。

因此，在软件系统的设计过程中，采用一种好的设计模式给目标系

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统带来的好处将是无穷尽的。在技术体系即定的条件下，寻求一种好的设计模式无疑是系统开发的一个重要部分，MVC设计模式正是解决这些问题的绝佳方法。在MVC的设计模式中，真正实现了M(model)、V(View)、C(controller)三层分离的目标。其模式定义如下图所示：

其中模型表达了企业数据以及对于数据的访问更新等业务逻辑规则，通常情况下，模型作为接近真实世界过程的一个服务软件，因此，在进行业务建模的时候常常使用一些简单的实体建模技术。

视图是对于模型内容的一个体现，它通过业务模型及指定的业务数据表现规则访问业务数据并呈现给用户。视图的责任就是当业务模型发生变化时维护表现层的稳固及一致性。它能够通过两种方式来达到这个目的，一种是称之为“push model”的模式，也就是主动模式。在这种模式下，视图当其自身使用这个模型进行注册，以监听业务模型的改变，当业务数据发生变化时，视图可主动调整其对于企业数据的表现。另一种

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是称之为“pull model”的模式，也就是被动模式。在这种模式下，当需求视图接收当前最新数据时，相应的方法会被调用。

控制负责在模式及视图之间进行动作的交互及请求转分派。当一个GET或者POST之类的HTTP请求到达控制器后，控制器负责将请求按照特定的规则转发到业务模型上，以激活业务处理过程或是业务模型的状态转换，当业务逻辑处理请求后，控制器将选择一个合适的视图去表现这些处理结果。

在一般的基于B/S结构的WEB应用系统中，JSP程序被定义为视图的表现形式，而Servlet作为控制器的角色出现，而EJB或者JavaBean负责业务逻辑的

采用J2EE架构，可根据自身的实际情况选择最适合的软硬件平台，并保证系统平台的安全、稳定、易用、高效。

系统设计应采用良好的、易扩展的分层体系结构，具体如下图：

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系统体系结构图

3.1.3 关系型数据库ORACLE

一、概论

Oracle 是以高级结构化查询语言(SQL)为基础的大型关系数据库，通俗地讲它是用方便逻辑管理的语言操纵大量有规律数据的集合。是目前最流行的客户/服务器(CLIENT/SERVER)体系结构的数据库之一。

二、特点

1、ORACLE7.X以来引入了共享SQL和多线索服务器体系结构。这减少了ORACLE的资源占用，并增强了ORACLE的能力，使之在低档软硬件平台上用较少的资源就可以支持更多的用户，而在高档平台上可以支持成百上千个用户。

2、提供了基于角色(ROLE)分工的安全保密管理。在数据库管理功能、完整性检查、安全性、一致性方面都有良好的表现。

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3、支持大量多媒体数据，如二进制图形、声音、动画以及多维数据结构等。

4、提供了与

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间和非系统表空间。非系统表空间内存储着各项应用的数据、索引、程序等相关信息。准备上马一个较大的ORACLE应用系统时，应该创建它所独占的表空间，同时定义物理文件的存放路径和所占硬盘的大小。

下图为ORACLE数据库逻辑结构与物理结构的对照关系：

四、分布式数据库管理介绍

1、原理

物理上存放于网络的多个ORACLE数据库，逻辑上可以看成一个单个的大数据库。用户可以通过网络对异地数据库中的数据同时进行存取，而服务器之间的协同处理对于工作站用户及应用程序而言是完全透明的：开发人员无需关心网络的连接细节、无需关心数据在网络接点中的具体分布情况、也无需关心服务器之间的协调工作过程。

2、过程

由网络相连的两个ORACLE数据库之间通过数据库链接(DB-LINKS)建立访问机制，相当于一方以另一方的某用户远程登录所做的操作。但

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ORACLE采用的一些高级管理方法，如同义词(SYNONME)等使我们觉察不到这个过程，似乎远端的数据就在本地。数据库复制技术包括：实时复制、定时复制、储存转发复制。对复制的力度而言，有整个数据库表的复制，表中部分行的复制。在复制的过程中，有自动冲突检测和解决的手段。

3.2 系统模块化结构

多媒体网络教学系统应全部采用模块化设计，各功能模块既相对独立又相互联系，能适应企业最终复杂的实际应用。通过对核心模块的扩展、定制方式，避免不必要的系统功能冗余，学习更高效。

系统模块化结构图

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3.3 总体功能要求

本系统共分两期进行建设，全部完成后，将建设成集网上学习、授课、教学教务管理、有偿信息服务、商务服务为一体的综合性远程教育管理及商务服务平台。

一期（即本期）要建立一个运行稳定的多媒体网络教学系统平台，完成教学管理、教学资源管理、学习互动、资讯发布管理、系统管理等功能模块的建设，支持以下基本业务形式：

学员可以通过网络进行注册、选课、课程学习，与教师和同学协作学习和交流，做练习，完成老师布置的作业并递交作业，参加在线测试、查看学习成绩等。

教师可以通过网络进行授课以及多种教学辅导活动：管理教学、组织教学内容、编辑课件、与学生讨论，回答学生问题，布置作业，批改作业，出习题，维护习题库、统计分析学生学习情况等。

管理员可以个性化定制平台界面风格、功能；设定、添加、管理用户；统计并管理整个平台的使用情况；为其他合作伙伴的系统提供服务和接口。

考虑到二期要完成资讯类有偿信息服务、通过手机学汉语、在线购买汉语学习教材、书籍和音像制品等商务服务功能，本期的建设，必须为之留有扩展接口。

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4.1 系统要求

本项目要建设一套完善的多媒体网络教学系统，以实现系统化的远程语言教学环境为目标，包含多媒体课件管理、学生学习、教师授课、网上辅导及讨论、在线考试、统计分析和系统管理等内容。

要求支持多语言。支持windows media流媒体平台。

系统符合网络教学的相关国际技术标准，全部采用模块化设计，便于进行管理、维护和功能扩充。全部采用Unicode编码，构建多语种汉语教学平台。

4.2 业务流程

建立知识体系开发制作课件培训总体流程建立课程体系设计课程元素指定学员发布培训通知选择课程指定教师在线答疑在线学习建立试题题库设计制作试卷指定考生公开考试在线考试设计调查问卷启动调查计划指定填表者在线调查

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业务流程图

上图显示的是多媒体网络教学系统培训的整体流程，具体包含以下几个主要子流程：

1.课程发布流程

312指定课程内容4指定课程作业、测验指定授课教师5发布课程设计课程体系开发制作课件建立课程3(1)由教学小组针对教学内容设计相关课程和作业等内容，委托课件制作公司按照设计制作全部课件；

(2)管理员在多媒体网络教学系统中建立此门培训课程；(3)为此培训课程添加相关课件和作业；(4)指定此课程的培训教师；

(5)发布课程后，学员就可以在系统中选修这门课程。2.教师授课流程

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21批改作业3批改试卷4统计学生成绩5给出评语选择负责课程查看学生信息2在线答疑(1)教师选择自己负责的课程后，可以查看选修这门课程的全部学员的信息，如：学习进度，以前参加的课程等，掌握每位学员的基本情况；

(2)批改每位学员的主观题作业，并通过汉语学习BBS和在线答疑室回答学员的问题；

(3)批改此课程的相关测试和考试中的主观题；

(4)当学员完成课程学习后，统计相关的作业、测试和考试成绩；

(5)根据综合成绩，为每位学员给出评语，指导学员进一步的学习方向。3.学生学习流程

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2课程学习2能力测试1选修课程2课程笔记3在线提问完成测验4查看评语2完成作业(1)学员

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(3)将组好的试卷进行发布，可以设置一些试券属性，如是否限制答题次数，是否限制答题时间等，试卷既可以针对某门课程，也可以针对某个章节，学员就可以在线进行答卷。5.调查流程

设置调查1添加内容2发布调查3统计结果(1)管理员或教师根据需要设置调查，并添加调查内容，如：调查的类型，选项等；

(2)将调查发布到指定位置，如：课程调查、学习情况调查等；(3)根据学员的反馈信息，统计相应的数据。

4.3 性能要求

平台和社区主要面向海外用户，针对具备强大的性能及高的可靠性，项目一期要求能支撑50万注册用户，以及10000人以上同时在线；

 整个信息系统具有高可用性，应保证7×24小时长期安全运行，每年非计划性停机时间原则上应少于2小时。 可扩展性：

数据源可灵活扩展，可以方便的将新的数据信息来源加入到整个平台之中；

系统性能可灵活扩展，系统的处理能力，包括处理的最大信息量，最大并发访问量以及索引能力都可以方便的进行扩展；

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系统功能可灵活扩展，以便后期方便地实现有偿信息服务、商务服务以及其他新功能的增加。

 系统要支持百万级以上的信息量，在实际应用中还需要不断扩大信息量；

4.4 存储容量估算 4.4.1 存储数据类型

多媒体网络教学系统的数据类型主要分为以下类别： 1）页面数据

主要实现多媒体网络教学系统各级页面发布的功能，数据主要以小文件为主，一个页面是由多个文件组合而成，包括页面主文件、文字、图片等。

2）多媒体数据

主要是各种教学课件资源，如音视频课件、Flash课件、富媒体课件等，文件以大文件为主，每个文件独立存在，而且数据量比较大。网站的此类数据非常丰富，而且新开发的多媒体课件增长率也很快，从而所需要的存储空间要求也非常高。

3）数据库文件

主要是多媒体网络教学系统使用的数据库数据，以表空间数据文件的形式存在，对存储空间需求很大。

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所以，多媒体网络教学系统对于数据存储与共享也有较高的要求。4.4.2 存储容量估算

根据对外汉语推广工作的需要，本项目初期以9个语种的网络汉语教学为主，逐步在5年内实现38个语种的网络汉语教学建设。所以，在存储容量的估算上，先按照3年内实现18个语种计算。

1）多媒体文件 视频课程：

 情景剧：提供高码流(500K)及低码流(300K)两种码率格式，每集30分钟，100集/课，三年内达到每语种5课，每语种占用存储空间90G，以18个语种计算，共计1620G；

 在线授课：2小时/次，每周1次，提供高码流(500K)及低码流(300K)两种码率格式，每次占用存储空间720M，以18个语种存储3年计算，共计1868G； 音频内容

 音频广播：32K码流，每次5分钟，每天1次，每次占用存储空间1M，以18个语种存储3年计算，共计20G； Flash课件

 每个栏目30课，每课占用存储空间5M，预计每个语种建设15个栏目，18个语种共占用存储空间约为40G； 2）网站图片、文字内容

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按照多媒体网络汉语教学系统的5年发展规划，预计图片、文字内容共需要的存储空间约为5G；

3）用户数据存储

多媒体网络汉语教学系统，在3年内（项目二期）计划达到注册用户千万级，如果以千分之一为中级用户（中级用户是按照课程学习时间、论坛发表帖子的数量和质量等因素从初级用户升级的，他们可以在系统中拥有200M存储空间）计算，中级用户达到2万，那么需要4T存储空间，根据中级用户数可能存在的估算差异，计划将6T作为用户数据的存储空间。

上述内容共需存储空间约为10T，由于存储设备上要求实现RAID机制，保存数据快照以及预留热冗余盘，可用数据约占存储总量的三分之二，所以需要的存储设备的裸容量为16T。

4.5 带宽估算

多媒体网络教学系统对网络带宽的要求，由多种因素决定，包括：并发的用户数、课件的类型、用户访问类型、拓扑方式等。在网络教育培训项目部署中，网络中最繁重的负载由以下方面引起：

 课程内容(最严重负载，30K-135K/每用户) 应用程序(次要负载，3K/每用户) 数据(每个人每分钟少于1-3K字节的最低负载)4.5.1 课程内容

多媒体网络教学系统一般情况下，网络课件中多媒体课程占70%，流媒体课件占30％。多媒体课程：70%（每学员占用带宽28Kbps）流媒体课程：30%（每学员占用带宽56Kbps）4.5.2 应用程序与数据

 管理数据需要的带宽：一般情况下，管理数据包括用户验证、课程结构信息、用户学习活动跟踪信息等，一般比较小，一路为3Kbps以下。具体数值需要根据信息类型不同而不同。 在线交谈需要的带宽：每个用户使用文本交谈小于1Kbps。4.5.3 单人带宽计算

带宽负载计算： 30%）＋3K=39.4K 4.5.4 服务器所需要的带宽

服务器的带宽主要为服务器接入局域网带宽，为并发用户数目与所需带宽的乘积，课件服务器由于内容繁重，最可能会形成带宽的瓶颈。

计算并发访问对带宽资源占用的计算公式为：带宽资源占用≥同时在线培训人数×每用户占用带宽。

多媒体网络教学系统一期按照注册用户数量为50万人计算：  在比较理想的状态下，以1万人同时在线计算：1万人同时在线时，同时点播课件的并发人数通常不大于10％，大约1000人。以每人点播课件占用带宽为40K计算（算法见上），平均每在线人员带宽消耗：（28K×70%＋56K×

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1000*40K=40M，因此：1000人并发占用带宽为40M；  以上带宽计算是以单人40K计算，由于课程类型的不同，带宽也有相应变化

所以，根据多媒体网络教学系统一期的初步设想，同时考虑用户人数的不断拓展，以及不同类型课程资源对带宽的影响，建议租用100M的出口带宽，以确实保障网络教学系统的正常使用。

4.6 功能要求

本期建设中，要实现多媒体网络教学的核心功能，并要为后续功能扩展留下接口。4.6.1 基本功能

基本功能是每个用户都具备的系统基本功能。 用户注册

系统提供用户注册功能，用户可以输入用户名、邮箱地址等个人信息，生成系统用户。

 登录

系统提供一个用户登录的统一入口，输入学员编号、密码经验证合法后，方可登录到系统中，否则提示错误信息。

 忘记密码

用户忘记密码后，提示用户输入自己的学员编号，然后系统随机生

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成密码，并发送到学员注册时填写的电子信箱中。

 个人信息维护

登录的用户可以查看个人的注册信息，并且可以修改个人联系方式（联系电话、电子邮件等）。

 修改密码

维护登录密码。学员可修改自己的登录密码。 可定制的个人界面

由于学生、教师、管理员等不同角色用户在系统中具有不同的功能及权限，因此具有各自个性化的界面。4.6.2 教学管理 4.6.2.1 在线学习

在线学习功能模块是学生进行网络学习的平台，提供各种网络学习所需的功能及入口。

主要包含以下内容：

 学生能完成整个学习过程，可以通过网络进行注册、选课、课程学习。

 课程学习计划：学员通过课程汉语水平测试，确定个人的汉语水平，选择预期学习目标（中级汉语水平、高级汉语水平等），再选择适合自己的学习时间范围，由系统给出一个或多个适合该学员的课程学习计划，帮助学员更有效的进行汉语学习。

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 学员按课程安排（强制或非强制的学习顺序），用图书阅览器逐页阅读学习课件或图书，记录查看个人学习笔记，并被记录学习进度。

 进入课程相关的答疑室、讨论区进行交流，与教师和同学讨论问题。

 虚拟教室：在线文本聊天，共享的电子白板，教师可引导学生浏览课程内容，并可引导学生协作浏览网页内容，还可对网页作图形标记；并能实时的播放音频、视频课件给学生观看。 完成老师布置的作业并递交作业。

 参加练习、自测、网络课程、考试，填写调查问卷。 期间可以与课程相关的教师进行互动式学习。 学员能自行安排学习时间，自我管理学习进度。 学习状态跟踪：进入跟踪评价系统查看总体学习情况。4.6.2.2 教师授课

此功能模块是教师进行网络授课辅导的平台，提供各种网络授课辅导所需的功能及入口。教师可以通过网络进行授课以及多种教学辅导活动：与学生讨论，回答学生问题，布置作业，批改作业，出习题，维护习题库等。

主要提供以下功能：

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 网络课程浏览：打开网络课程进行浏览；

 学习辅导子系统入口：进入课程相关的答疑室、讨论区进行交流；  作业入口：进入布置、批阅作业环境；  阅卷入口：进入在线阅卷、线下成绩录入环境；

 学生学习状态跟踪：查看课程的学生列表，进入跟踪评价系统查看学生的学习情况。

4.6.2.3 作业管理

为了使教师能够随时了解学生对所学知识的掌握情况，以做出相应的指导。系统提供作业功能，使教师能够通过学生的作业了解学生的掌握情况。作业提供为教师及学生使用的不同的功能。作业可以在Web上布置发布，提供HTML在线编辑，可对题干的重点部分做出不同标示，提示学生仔细阅读，每道题均可以带若干附件作为对题目的补充。作业分为客观题、主观题，客观题由系统自动批改，以减轻教师的工作量。同时教师可以根据学生提交作业的形式创建作业项目，并跟踪学生的作业进度，从成绩簿下载整个班级的全部作业。他们可以给作业打分，并单独给每位学生提供在线反馈。

学生端：在线写作业、暂存作业、提交作业、查看作业批改情况、查看详细作业分析信息。

教师端：在线布置作业、批改作业、点评作业。

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4.6.2.4 考试管理

能够容纳大量的专业知识题库，为客户端提供更快和更稳定的运行环境。允许系统管理员和教师登录，能够管理题库，定义和管理考试，并能够进行手工评卷。

 开放式题库设计、题型完整、快速输入；

题型包括填空题、单选题、多选题、判断题和问答题。填空题和问答题需要手工判分；题库采用开放式设计，采用课程题库集、章节题库和知识点三级架构，并可包含图片；课程题库集可以通过文件的导入和导出进行复制，还可使用Excel导入和导出题目，通过Excel快速输入题库，通过题库集文件分发和部署题库；很容易根据自身需要建立各种专业题库，也可以组织编写认证的专业题库。 完整的用户管理和权限控制；

包括系统管理员、教师和学员三种权限。系统管理员拥有所有权限，主要是对学员、课程题库和作业的管理；教师可以针对某一作业进行管理，可以查看所有成绩和进行手工判卷；学员可以参加相关作业，并可以查看自己的分数。

 多种模式、满足企业不同需求；

提供考试、练习和自适应多种模式。考试要求比较严格，所有学员的成绩都将被记录；练习方式用于课程学习过程评价用途，分为计时练习和不计时练习，练习可指定学员范围和作业次数，可指定时间发布和关闭，并自动详细记录每次成绩，还可以给出答案提示，供学员培训和考前训练；自适应模式根据题目难度和学员对知识点掌握程度出题，以

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更合理的方式全面考查学员素质。 灵活组卷系统；

可以自定义出卷策略，按题型、知识点、难度定义出题数量，由系统自动生成作业，不满意还可以进行自动换题或手工换题。练习可以是随机，每个人考题都不同；也可以是固定的，每个人的考题都相同。 基于Web、安全稳定；

学员通过浏览器直接参加考试，不用安装客户端，简单方便。考试的考题将在本机缓存，过程中网络故障或服务器故障不影响考试继续；考试到时自动提交试卷，未答试卷提醒。 自动判分加手工改卷；

如果考试中没有主观题，系统将自动判分，学员可以通过浏览器查阅分数；如果有主观题，教师可以通过浏览器进行手工判分；教师可以查看成绩列表，并可将成绩导出到Excel文件中；可对考试中标准化题的正确率进行统计。

 多种查询功能，Excel报表输出；

题库、学员、成绩都可进行综合查询，查询数据可以导入到Excel中分析和打印。 安全、稳定、易用。4.6.2.5 教学统计

要具备学员的线上学习档案的统一管理功能，并生成报表。对学员在

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平台中的学习情况，系统能自动跟踪、记录，可观察学生进度，显示学生是否已浏览特定的内容。例如：每门课程的考试成绩、完成情况、学习进度、作业情况、参加讨论次数、累计学习时间等等信息。

在课程的统计部分，提供整个课程的使用数据，可以就课程的学习时间、考试成绩、学习次数等信息进行统计。

同时平台应提供自定义报表功能，用户可以根据需要自定义报表，选择报表显示信息。4.6.2.6 问卷调查

问卷分为各种类型，例如：课程调查问卷、培训班调查问卷、需求调查问卷、综合调查问卷等等。

管理员可以自己定义调查问卷的模板，发布各类调查问卷。系统会自动对调查问卷的结果进行统计，同时生成直观的柱型图，便于管理员查看。

管理员可以在线编辑调查问卷。问卷题型包括：页眉、文字说明、判断题、单选题、多选题、填空题、简答题、问答题（字数不限）、组合单选题、组合多选题、页脚等。可以涵盖所有类型的调查或评估。

调查问卷包含以下步骤：  调查计划建立

编辑好了的一份调查（问卷），管理员可以建立其调查计划，设置调查计划的起止时间、启动方式（手动/自动），并指定调查参与者。一份调查（问卷），还可以通过多次建立调查计划来多次启动实施。

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 调查结果统计

每一次调查以及每一个参与者的问答都记录在案，形成统计数据。4.6.3 教学资源管理

主要功能是对各种教学资源（课程、题库、试卷、电子图书等）进行采集、管理、检索和利用，平台建立多类型、多层次的资源管理体系。资源管理当中不仅可以导入符合标准的AICC、SCROM的标准课件，对非标准的其它音、视频资源平台都做到同步支持。另外，对于常见的Word、PPT、Flash、Excel等格式的文件也可以进行很好的支持。

在兼容多种格式的资源管理平台中，使各种音、视频资源、电子课件、电子讲义、电子图书、各类案例资料都可以被统一管理起来，共同为培训服务。管理员可以根据权限把各类资源分配给相应的人员浏览、管理。应具备以下特点：

 科学的资源分类：所有资源提供两种分类方式，即按学科、知识段分类和按资源格式、类型分类，教学资源库整体结构严谨；  规范的资源格式：整个系统以现代远程教育工程资源建设基础教育项目的规定为标准；

 良好的可扩充性：可动态增加科目、知识段、知识单元、知识点及资源其它性质等；

 有效的资源积累机制：可进行单个资源导入、批量资源导入等方式扩充资源；

 多样的检索方式：提供高级搜索、导航式搜索、图片预览式搜索、多媒体网络教学系统

简单搜索、全文搜索等多种资源检索方式，使用户准确、高效地查找所需资源。

4.6.3.1 课程管理

支持多媒体课件的制作、上传、分类管理。4.6.3.1.1 课程内容制作

直观的文本编辑器提供丰富的文本编辑界面，包括所见即所得和拼写检查，用来创建有效的学习内容。快速编辑功能使教师可以在学生课程内容界面和教师课程界面间迅速切换。教师还可以导入由外部制作工具生成的电子学习内容，如Macromedia Dreamweaver，Microsoft Frontpage, 或任何和SCORM配套的制作工具。

4.6.3.1.2 课程创建和设置

能有效的创建和设置课程，同时提供学期间的课程转移工具和文档工具。

支持符合AICC、SCORM国际标准的课件，对非标准课件（URL、视音频、流媒体等）亦能良好支持。

4.6.3.1.3 课程发布

教师可以根据课程内容和活动定制教学计划。内容项目、讨论、测验、作业或其他教学活动可以根据一系列的标准有选择的发布给学生。这些标准包括：日期/时间，用户名，用户组，机构角色，某一次考试或作业的成绩，或者该用户是否预习了下一内容单元。

4.6.3.1.4 课程大纲

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教师可以容易地创建课程大纲。他们可以上传已有的大纲，或者用系统的大纲制作功能设计和开发自己的课程大纲和课程计划。

4.6.3.1.5 课程进度管理

教师可以创建有序的课程，控制学生是否必须根据该顺序学习所有的课程单元，或者允许学生从内容目录中选择单个的课程进行学习。学生可以保存他们在课程单元中的进度位置，以便以后从该位置继续。4.6.3.2 题库管理

题库系统用于支持教师和学生通过网络进行组卷并进行各种类型的测试。题目内容主要是各级内容的测试题、达标题等，支持各种类型的测试，并可以根据不同的测试目的提供相应的组卷策略，包括智能组卷、相对评价组卷、绝对评价组卷，教师可以根据不同的测试目的，通过网络自动组卷。基于Web的题库系统能够完成一般的题目管理功能，如题目增加、删除、修改等等。试题内容支持图形、语音、公式等多种形式的媒体。还应能对学生的测验结果进行统计分析。

系统管理员可以对系统的题库进行增加、删除、修改的操作，可以对题库集进行导入、导出操作，生成备份文件。题库管理采用题库集的方式，对题库进行了更好的分类，方便对题库的管理。

题库管理要支持多媒体试题。

试题按题型分为单选题、多选题、填空题、判断题和问答题，其中单选题、多选题和判断题是标准化试题，系统可以为这些试题自动判分；填空题和问答题是非标准题，需要管理员手工判分，试题管理有如下特

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点：

 试题可以按照知识点分类；

 试题难度最多有多个级别，分别表示不同的难度；

 试题中可以添加格式为bmp、jpg、gif、jpeg等图片、常见音视频、Flash等多媒体内容。

 能够提供单选、多选、判断正误、匹配、排序、填空和论述题等多种题型；

 题库内容可以导入、导出，或者形成.ZIP文件方便老师保存数据； 4.6.3.3 试卷管理

试卷可以用于考试、练习和作业，试卷由管理员或试卷管理员（教师）创建，可以由题库中随机取题生成试卷，或者由其他试卷导出文件生成试卷。由题库生成试卷可以自定义出卷策略，按题型、知识点、难度定义出题数量，由系统自动生成试卷，不满意还可以进行自动换题或手工换题。题目可以是随机，每个人考题都不同；也可以是固定，每个人的考题都相同。试卷分数可以由题库的题目产生并换算到100分，也可以由用户在试卷中自由指定。试卷可以指定有效时间和允许参加的考生，只有在规定的时间有权限的考生才能参加考试或作业。试卷可以定义是否允许考生多次参加考试。试卷中还可以定义允许考生查看标准答案，也可以从文件中导入生成试卷，支持多试卷同时导出和口令加密。试卷可以输出到Word文件中，同时满足传统的考试和作业模式。试卷管理有如下特点：

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 具有从题库中随机生成试卷的功能，试卷可多次重复使用；  录入原始试题可生成测验题目或者调查题目；

 可为学生提供受密码保护的测验、限时的测验，并得到即时的结果反馈；能按照时间表上指定的日期和时间，自动开放或关闭测验； 4.6.3.4 成绩管理

教师可以在成绩簿中存储学生的成绩，测验分数会自动存储在成绩簿中。成绩簿支持客户化的成绩表、成绩加权、项目分析和多种成绩簿浏览方式。在教师许可的条件下，学生可以查看他们各自的成绩，但看不到别人的成绩。成绩管理:有如下特点：

 可创建关于学生答案的统计数据报告：可倒入平台以外的作业或考核成绩，进行综合加权计算，自动得到综合测评分数；

 作业系统具有自测、测验、考试、调查和作业提交记分功能；  可针对特定用户、作业和考试进行深入分析，并产生报表。

4.6.3.5 电子图书馆

电子图书馆用于管理平台内的各种电子文档、资料的管理，并提供灵活树型分类管理。电子图书馆管理功能可以提供多种搜索条件对平台里的资源进行搜索，得到自己需要的资料。每一门课程都有自己的数字图书文件夹，这些文件夹可以由图书馆来管理，从而保证不会违反版权许可。4.6.4 学习互动

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为了有效的支持分布在异地的师生间交流，学习交互工具应不仅仅提供传统的基于文本交流，还应提供包括图形、语音、视频等多媒体的支持。

强大的远程多点交互功能。可实现同步学习，同时接入的学生数（或教室数）可方便地扩充。学生之间、师生之间均可通过BBS、在线聊天室、收发消息及电子邮件，以文字、图形、音频和视频等方式进行交流，适用于重要的学术交流和教学答疑场合。4.6.4.1 汉语学习BBS

除通用的BBS系统基本功能外，还需支持多语言。也可与现有的各语言的BBS对接实现。

学生端：

学生可以使用自己在系统内唯一的用户名称登录讨论区系统，并且可以查看到相关文章，并可以进行新文章（论题）的发表和对已有文章的回复。在学生发表文章时，系统应可以自动记录发表文章的学生的用户名称和发表时间，以便进行查找和管理。学生发表的主题和参与主题的跟踪和每个帖子的点击率等功能。

教师端：

讨论区支持多议题的异步讨论。教师可以围绕不同的主题设置多个论坛，并嵌入合适的内容区或课程中。教师可以决定学生是否能够修改、删除、匿名留言和粘贴附件等。论坛内容可以根据议题、作者、日期或主题排列和浏览，并支持完全搜索。教师在讨论区内，应该可以查看并管理讨论区的文章。除可以正常回复学生提出的问题和论点，还应该可

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以对文章及学生进行以下管理操作：管理精华区；删除某些内容与讨论无关的文章，保障讨论区的使用。4.6.4.2 在线答疑室

答疑室是为实时同步的交流互动而设计，支持文本聊天环境和完全的虚拟教室。除了文本聊天，虚拟教室提供协作白板、小组页面浏览（页面游历）、问题和解答集锦以及退出教室功能。它可以在课程模式或开放式参与模式下运行。用户能够“举手”回答问题或得到完全的参与控制权力。所有的聊天过程都能被记录和存档。4.6.4.3 协作学习

为了支持协作学习，教师可以使用工具建立不同的学习小组。每一个小组都有自己的文件交换区、讨论区、虚拟教室和给小组所有成员发送信息的小组邮件工具。学生可以同时属于多个小组，教师能够为不同的小组分配不同的作业或项目。4.6.4.4 文档共享

老师和学生都可以用电子档案夹来汇集、呈现和分享在线信息，记录自己学业或者学术上的进展、成绩和相关课程资料等。电子档案夹可以通过创建向导产生，也可以在档案夹标准模板的基础上进行个性化定制。学校还可以设计出统一风格的档案夹模板，供自己的学生使用。4.6.4.5 消息中心

为用户之间以消息方式提供了一个交互环境。如教师与学员之间的交流答疑、考试成绩通知的自动发布、课程和考试申请审批的结果通知

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等。

4.6.5 资讯发布管理

多媒体网络教学系统拥有九种语言的门户网站，不同语种的学员登录自己母语类型的门户，在自己母语的环境中学习。通过资讯发布管理功能，可以实现对各语种门户网站上的各类信息的增加、删除、修改和发布。

要求具备以下功能：

具备网页模板管理功能，支持对各级网页表现形式的定制，能轻松实现网页样式、版式、布局等的调整。

具备资讯内容管理发布功能。具备栏目管理功能，可增加、删除、修改栏目。支持文字内容的增加、删除、修改、发布。

支持可视化编辑，支持在文字内容中插入图片、flash、音视频等。4.6.6 系统管理 4.6.6.1 用户管理

 基本管理

用户管理具有管理用户账户、用户帐户分组、查看账户考试情况和导入、导出账户列表等基本功能。

 用户等级管理

用户注册后可以成为初级会员、中级会员。（后期将增加高级会员、VIP会员的级别）

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平台对用户实行分级管理，限制部分内容。

初级会员登陆后，可学习基础性的教学内容，可使用字典/词典，可使用注有“免费”字样的游戏、下载注有“免费”字样的音乐，可通过在线时长、论坛发帖、上载音乐等多种方式来增加积分，可浏览免费的资讯和信息，可使用BBS（除限制板块外），可参加语音聊天室活动。

中级会员与初级会员类似，只能使用免费的功能，中级会员与初级会员的区别在于，初级会员增加积分到一定程度才可以成为中级会员。除了初级会员享有的一切功能外，中级（含中级）以上的会员可以申请租一个语音聊天室来组织活动，可以损耗积分使用付费的游戏等功能。4.6.6.2 权限管理

支持多层分级权限机制。系统的角色和角色所具有的功能不是固定死的，系统管理员可以根据实际来定义角色，比如某个语种我们的课程管理需要一个专门的管理员，那总管理员就可以定义一个角色只能管理课程，而不具备其它任何操作权限。

系统可采用单个权限、角色的两种方式给某个用户或某些用户授权，系统初始化配置系统管理员、教学主管、教师、学生等标准角色。

系统管理员拥有所有权限，主要是对其他用户的权限管理。教师可以使用题库资源、定义试卷；并就自己的试卷管理考试和作业，查看考试和作业的分数和成绩统计，并进行手工判卷。可进行远程的教学管理（远程课堂、课时管理、课程管理），可上载或下载教学资源，发布公告，可在论坛发布帖文，可设置为只有教师才能查看。

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学生可以参加相关试卷的考试和作业，并可以查看自己的分数、成绩统计等。

4.6.6.3 工作流程管理

用户可以定义一项工作流程（比如审阅、批准或者评分），并为这项流程指定优先级、截止日期、文件读写权限等设置。资源项目或文件按照工作流程的规定发送到其它用户那里，发送者可以跟踪流程的进度，了解流程是否已经完成。4.6.6.4 系统日志管理

可以方便地对教师授课、管理员更改设定事务及日志记录范围等进行查看、删除和保存管理。

4.7 多媒体课件制作工具

多媒体课件制作工具软件针对教育培训中存在的各种需求，提供基于网络的多媒体课件制作与打包功能。

用户可根据实际的资源状况，将视频、音频、图像、文本、动画等多媒体素材进行有效的整合，通过软件自带的章节结构编辑器、教学结构编辑器、页面编辑器、课件模板组件库快速生成课件，也可直接将其它文档或课件的内容直接打包到课件中，提供课件的制作与打包功能。4.7.1 工具特点

 系统为后期网络课件制作的客户端程序；

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 以树形目录方式组织课程内容结构；

 提供教学设计规划器，支持灵活的总体教学流程与策略设计；  可支持多种素材的嵌入，如图片、表格、视音频（Microsoft Media、Real Media）、Flash动画等；

 支持PowerPoint、word、html等教学内容资源的导入打包，充分利用既有的教学内容资源；

 提供可扩充的内容组件与教学组件库，可快速制作交互式评估、测试及特征化内容，使系统能够灵活扩充或升级；

 内嵌所见即所得的HTML页面编辑器，页面制作简便，只需要简单地拖拽操作和属性设置，无须编写脚本，即可完成课件设计与制作；

 提供课件模板，快速生成模板式课件；

 提供多样化的课程界面、功能与导航模板供用户自由选择；  可生成不同的课件版本，可支持在单机、Intranet、Internet、多媒体网络教学系统等不同环境下的应用；

 提供SCO的导入导出功能，实现内容的可重用与灵活组合；  可打包生成符合SCORM国际标准的课件，可与任何符合国际标准的平台进行挂接，以实现课程学习时间、学习进度、学习状态等跟踪，并生成可重复利用的学习单元；

 支持与多媒体网络教学管理平台的无缝接口，生成的课件可直接

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上载到教学平台进行管理发布；  符合IMS内容打包规范。4.7.2 功能说明

多媒体课件工具软件功能总体划分为章节结构规划器、教学结构规划器、页面编辑器、界面模板、组件库、课件打包、平台系统挂接等。

章节结构规划器采用树形结构对课件的内容学习单元进行管理，包括课程章节节点的增加、修改、删除和移动等。

教学结构规划器用于帮助教师快速建立内容讲解的总体教学结构、详细的教学路线及逻辑关系，指导课程的总体开发。包括教学思路编辑器、教学结构编辑器、控制面板和语定义模板。

页面编辑器主要包括所见即所得的基本页面编辑、嵌入式内容组件、预览等功能。

课件界面模板提供全方位的多种风格的课件界面模板供用户自由选择，以达到美化课件界面的目的。包括总体布局模板、页面导航模板、内容页面模板、封面模板、章节结构导航模板等。

组件库提供教学组件与内容组件库，支持组件的灵活扩充。用户可通过安装或导入的方式加载新的组件，并在工具中使用。

课件打包功能主要包括内容资源导入、打包输出两个部分。

4.8 可选功能

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4.8.1 在线字典/词典

为九个语种（英语、法语、西班牙语、俄语、阿拉伯语、韩语、日语、泰语和德语）的汉语学习爱好者提供在线字典/词典功能。具体功能要求如下：

支持多语言；

支持输入查找：输入中文查询英文，输入英文查询中文等多语言与中文之间的查询；

支持鼠标取词：鼠标移动到词上可显示相对应的语言的词、包含读音、词义、例句；

具备朗读功能：按照设定语种朗读该词语的词音； 支持复制：复制该词的解释； 能勾记忆生词：记忆查阅过的生词；

具备帮助功能：帮助初次使用者使用字典/词典功能； 功能可扩展，并能够支持词库升级。

4.9 接口要求 4.9.1 功能扩展接口

本项目后期预新增HSK网上考试、商务服务等功能，并对用户管理、在线社区等功能进行完善，在本期建设中要求留有相应功能扩展的接口。