1、高校中多媒体技术课程设计方案研究摘要：本文从课程内容、考核方式等方面讨论了我校对大学本科阶段的“多媒体技术基础”课程教学的一些改革实践。 关键词本文来自：计算机毕业网 ：多媒体技术课程；同步多媒体集成语言(SMIL)；课程方案设计 1 引言 华东师范大学自 1979 年计算机系成立以来，就开设了“多媒体技术”课程，长期以来由于学生人数众多及实践条件的限制，这门课程主要以理论知识的教学为主。随着 PC 机的日益普及以及多媒体技术应用的日益广泛，学生对多媒体技术课程实践方面也提出了更高的要求。笔者总结多年来的教学经验，并借鉴国外同类课程的教学经验，根据目前的教学条件，针对计算机专业本科高年级学生的
2、实际情况的基础上，提出了下面的课程设计方案。 2 课程设计方案 多媒体技术方面国内外有不少教材，但覆盖的主要内容都差不多，其核心的主题如表 1 中主题列所示，而主要设计的内容如表 1 课堂实验考察的内容列所示。以往教学主要强调多媒体的概念的讲解，以及多媒体涉及的算法等，其中涉及较多的微积分公式、矩阵运算和复杂的概率问题。查阅以往的调查表，学生反应该课程内容过于枯燥，而且比较抽象和深奥。为了方便学生理解和提高教学效率，该课程在保持传授内容不变的基础上，调整一下教学方式，通过课堂实验来增强学生对于多媒体概念的理解，并在课时安排上压缩了以往对某些算法及公式的详细推导，而采用实验对比方式让学生对这些算
3、法及公式有一个直观的印象。学有余力的学生可以在课后仔细研究那些推导过程，也鼓励他们研究与改进算法。3 实施方案 多媒体技术课程由教师授课和学生课堂实践两部分组成。实践方面的实施方案采用 NAS 为主的硬件环境，学生最终要提交一份实验演示系统，架设 Helix Server 流媒体服务器，并利用 SMIL 语言进行布局和管理，编写简单的 PHP 脚本，以 WEB 的方式来远程管理流媒体服务器。 3.1 实验内容 针对表 1 中的教学安排设想，针对应该完成的十大主题内容，相应的实践内容设计如下。 将图片和视频以 CMY/RGB/YUV/YCbCr 存储，观察高分辨率下效果； 通过电视、电脑、摄像头
4、等设备理解模拟视频和数字视频；通过麦克风、混音器等理解声音数字化与 MIDI； 利用 GIMP、MSPaint 等工具查看不同算法下的图像的边缘轮廓等； 利用 ImageJ 观看图像不同压缩率下像素频率分布图； 利用Adobe Premiere 采集，Vegas Video 编辑视频和重现素材； 利用 Audacity 录制音频并编辑，利用 Sound Forge 进行音频压缩； 利用QuickTimePro，RealProducer 及 WindowsMediaEncoder 对视频和音频进行编码； 配置 Helix 服务器，编写 SMIL 文本，实现多媒体动态网页，及了解流媒体的传输机制；
5、 利用 Ekiga 和 Skype 进行视频会议，考察手机接受多媒体的同步化、吞吐量、延迟、抖动和错误率指标； 编写简单 PHP 脚本，实现内容管理系统，自动生成个性化的流媒体文件。 3.2 硬件环境设计 NAS 是一种将分布、独立的数据整合为大型、集中化管理的数据中心，在架构上类似简单的个人电脑，只需电源与简单的控制钮，适合作为课堂实验硬件环境中重要的流媒体服务器和存储控制设备。网络摄像头作为廉价的视频采集工具，可通过路由器直接将视频信号存储在 NAS 中。话筒和音响设备作为音响的采集和重现工具，通过数字媒体适配器，将音频信号送入 NAS 中，并可以通过电视机观看最终的影音效果。扫描仪和打印
6、机可以让学生手工修改某些图像或者加入自己的签名，而外接的 USB 硬盘和闪存可以作为镜像服务器，在 NAS 崩溃时进行恢复。USB 不间断电源可以保证视频和音频采集过程不被中断，也可以确保 NAS 崩溃时恢复过程不被中断。通过支持多种协议(如 NFS、CIFS、FTP 、HTTP 等)和多种操作系统的NAS，学生可以通过任何一台手机/PC/Mac，在互联网上采用 IE 或 Firefox 浏览器就可以对NAS 设备进行直观方便的管理。多媒体服务器硬件整体环境如图 1 所示： 图 1 硬件整体环境 3.3 流媒体服务器的选择 目前常见的流媒体服务器，主要有 RealNetworks Helix
7、Server，Microsoft Corona Server ，QuickTime Darwin Server，其中以 Helix Server 较为流行。Helix Server 是整个流媒体架设平台的核心软件，通过 Helix Server 的建立，可以使浏览者访问服务器上的影音文件，由此实现网上在线视听。通过修改服务器的配置文件，定义服务器最大连接数，分配 IP 地址和端口号，启用缓存管理，添加用户和分发许可证等，可以利用 RealProducer 将原始的影音文件转化成多流的影音文件，这种文件是可以根据浏览者的网速而传送不同质量的影音文件，以适应用户的不同网速(如拨号上网、ISDN、局
8、域网、DSL/Cable) 。 在 NAS 上安装 Helix Server，提高了资源信息服务的效率和安全性，同时具有良好的可扩展性，且成本低廉。Helix 服务器的日志功能可以整合 NAS 的日志功能，提供全面的性能分析和故障排除，提供数据在线备份的环境，减少系统崩溃几率。 3.4 多媒体同步集成语言的使用 SMIL(多媒体同步集成语言)是基于 XML 标准用来描述多媒体内容互动展示的工具。学生制作好多媒体文件后，可以通过 SMIL 布局模块，添加屏幕左上方偶尔翻转的电台标记或节目标记，在屏幕右下方不断滚动前置的微型广告，在屏幕的底端从左到右滚动某些特殊友情提示或其他信息。学生还可以通过
9、SMIL 的计时模块，执行基本配置文件处理 DOM 事件(如点击、鼠标移过，事件可以用来开始、中断和终止多媒体对象和时间容器)来实现交互式体验，利用提供的 3 种时间容器(eq、par、excl) 对多媒体对象或时间容器的排序来实现同步。学生可以利用内容控制模块来个性化和预取多媒体对象，定义多媒体流之间的过渡效果(如淡入淡出 )。 3.5 内容管理系统的实现 多媒体课程的实验演示系统如图 2 所见，学生使用 PHP 开发内容管理系统(CMS)，后台运行的WEB 服务器是 Apache，数据库是 MySQL，学生需要扩展他的系统使其适应交互式多媒体对象的演示。在 CMS 中，样板参数预先存储在数
10、据库中，当有请求需要时被调用填入预定义的样板中。样板处理器是 CMS 中的 PHP 脚本，响应来自 WEB 服务器端的 CGI 呼叫请求。由客户端提交的 XHTML 表单文件，最终生成 SMIL 文档。样板是 SMIL 文档，通过样板处理器从 MySQl 数据库中收集的样板参数，通过 CGI 请求中收集多媒体对象 ID 参数。基于效率的考虑，多媒体对象直接以二进制文件方式存储在网络硬盘上(而非以 BLOB的方式存储在数据库上)，通过 SMIL 文档调用，以 URL 链接的方式嵌入用户浏览的页面中。 图 2 内容管理系统 这个项目建议用户端采用RealPlayer，RealPlayer 比其他播
11、放器有更多的优势：RealPlayer 能安装在各类操作系统(Windows，Linux/Unix，Mac) 上并得到了广泛应用，RealPlayer 支持 SMIL 2.0 几乎所有的标准(QuickTime 只支持基本配置文件 )。图 2 的 SMIL 文档网页页面是生成的 SMIL 演示文档的屏幕截图，该页面的布局、内容等都可以通过用户提交的表单来定义。 随着时间或者通过用户的交互，演示页面不停的变化，可以通过底部导航栏来设置自己想看的图片、声音或视频。可以通过向左(“)按钮来选择所需要的多媒体对象，标题栏的信息通过数据库取出显示在网页上，并且会随时间变化而产生变化的。通过这个Web 版
12、的管理工具，可以自由展示各种图片、音乐、影片等，并将文字、字幕等信息，并以自定义的方式同步显示。 4 学生考核评价 通过废除传统的课堂的出席率，和减少期末的理论考试比重，引进同学互评和用户体验投票，使考评结果趋向公正。学生期末设计和制作的演示系统将面向普通用户，用户对该系统体验后，将对内容、版式、易用性、稳定性等进行综合投票。所有学生的作品以匿名的方式发布，用户体验投票采用匿名方式，而同学互评采用记名方式。同学互评由选修该课程的其他同学进行评估，采用评估结果的平均值作为该考核方式的最终结果。同时，每位学生都要面对其他学生的提问进行回答，而被考核的学生也有权向其他同学质疑对自己的考核分数是否能体
13、现其课堂实践的相应水平，而所有评估资料(包含同学的评语等) 都将被存档一段时间以便日后查看。 课堂表现考察方式也发生变化，以教师为主的课堂提问方式(老师通过向学生提问)，变成以学生为主的课堂提问方式 (学生可以向老师或其他同学提问 )。在课堂实践过程中，学生可以自由地向教师或其他学生提问，该问题和相应答案作为 FAQ备份下来，以便以后选修该课程的学生查看。教师可对学生提出的问题或其他同学给出的答复进行考核，如果具备创新性，建设性的意见，可给予该生较高的评价。多媒体技术课程课堂实验评价方案如表 2 所示。 摘要：本文提出了在教学中结合计算机病毒样本进行基于windows 操作系统的演示教学方法，
14、给出了整个教学方法的设计与实施流程，以及相关的注意事项。实践证明，结合病毒木马样本的教学能极大提高学生学习兴趣，帮助学生深刻地理解操作系统基本原理和概念。 关键词：演示教学；教学方法；计算机病毒；操作系统 1 引言 “操作系统”是计算机相关专业的一门重要专业基础课，传统的课程教学一般是先讲述理论部分的基本原理和概念，然后在实例部分则讲解 UNIX/Linux 和 Windows 两类的操作系统实例123。结合日常的教学工作以及与同行们的交流456，我们发现该课程的目前的教学模式中有这样几个问题是值得注意的：(1)教材内容包含大量枯燥难懂的原理和概念，而且教材的内容以及课堂的讲解都很少与实际应用
15、相联系，学生往往较难理解，由此对课程学习缺乏兴趣，最后考试以死记硬背应付了事；(2)课程的基本原理和概念内容大多结合 Unix 或者 Linux 操作系统进行讲解，而学生缺乏专门的 Unix 或者 Linux 课程学习，并且日常使用的电脑大多都是Windows 系列的操作系统，所以学生理解起来比较费力；(3) 在 Windows 操作系统实例讲解的时候，大多也仅仅是采用从概念到概念的教学方法，学生学习完后对日常所用的操作系统还是非常陌生，碰到系统故障例如系统注册表修复被简单的网页木马修改束手无策，这对他们以后从事企业、政府和学校桌面计算机系统维护和管理工作是十分不利的。本文提出应用计算机病毒木
16、马样本的基于 windows 操作系统的演示教学方法，对以上教学模式的不足进行了改进。 2 教学方法的设计与实施 2.1 教学和实验内容的安排 在教学内容方面，我们对教学内容的教学顺序做了一点调整。常见操作系统教材内容的安排是先讲述基础理论，然后讲述操作系统实例。例如先讲述操作系统发展历史、进程及其管理、调度与死锁、存储器管理、虚拟存储器、设备管理、文件系统等基础理论，然后再进行 UNIX 和 Linux 实例分析、Windows 系统实例分析2。为了吸引学生的学习兴趣和考虑到学生的熟悉情况，我们对教学内容的教学顺序做了一点调整。我们是首先讲述最后一部分，也就是学生相对熟悉的 Windows
17、操作系统实例开始进行讲述。学期的前六个课时，除了根据基础理论分类，大致介绍 windows 的进程、微内核、NTFS 文件系统等概念外，我们是引入计算机病毒木马样本进行课堂教学演示，结合病毒样本对操作系统的感染机制，让学生在教师的演示过程中逐步深入地理解不同的概念，演示的详细流程参见本文 2.2 节。 在实验实训部分，我们在传统的操作系统实验基础上，增加了两个小实验：实验 1 名称是“计算机病毒感染操作系统的过程分析”和实验2 名称是“服务器防病毒和木马攻击的配置” 。其中实验 1 的实验时间安排在讲完 windows实例理论内容之后，实验地点并不在学校机房，而要求学生寻找宿舍周围或者其他专业
18、学生中毒的计算机进行。实验的要求是提交一个病毒木马样本，并提交包含描述该病毒感染的过程、感染后的驻留文件以及对应的手工清理方法的实验报告。实验 2 的实验时间是安排在讲完所有操作系统理论内容之后进行，是一个综合性的实验。实验 2 安排在学校机房进行，实验的操作系统选择 window2003。实验主要是要求学生收集各种病毒和木马对操作系统攻击的资料，从对操作系统攻击的角度对操作系统进行一些系列的配置，包括配置对应的服务器。通过这 2 个小实验的引入，学生不仅仅停留在对操作系统基本概念的理解上，而且他们还为能够为其他专业学生清理病毒，将自己电脑的操作系统进行一系列的配置减少中病毒木马的机率而乐在其
19、中。 2.2 教学演示流程 在教学中我们使用计算机病毒木马样本按照如图 1 所示的流程进行演示。 (1) 系统感染演示。首先是从样本库中提取一个预先经过认真分析的病毒木马样本，并双击进行感染操作系统的演示，然后讲授病毒的感染途径，包括软盘、游戏光盘、移动存储设备(包括存储卡) 、网络(网页、QQ、邮件、一上网就中毒)、甚至通过无线通信设备( 例如手机)进行传播。 (2) 检查病毒驻留。首先讲授操作系统感染病毒后的常见症状，例如机器很慢、机器网络流量异常、杀毒软件不能运行、一些软件不能运行、任务管理器中有莫名其妙的进程。然后给学生讲解操作系统被感染后，病毒木马在硬盘中常见的驻留地方主要包括各盘根
20、目录和 C 盘的 C:windows、C:windowssystem32、C:Program FilesCommon Files 等目录下，以及注册表项目。根据操作系统感染前后的比较，引导学生发现病毒和木马确实向这些常见的驻留地方写入了一些可疑的文件。 (3) 病毒传染演示。例如演示 U 盘感染途径的方式。首先采用干净的 U 盘插入已经被感染的计算机 USB 接口，然后采用CMD、Dir/a 等 Dos 下面的命令给学生查看病毒往 U 盘写入的自动运行文件，最后在干净的机器上插入被感染的 U 盘，完成整个感染过程。 (4) 病毒检查演示。病毒感染操作系统后，一般在注册表启动项中会有新增的可疑项
21、、任务管理器中一般会有可以得进程、病毒常见的驻留地方也会有可疑的文件出现。通过检查以上三个主要方面一般都会发现病毒的痕迹。有些恶意病毒感染操作系统后，会禁止用户查看注册表、查看进程表和隐藏自身的文件，这时候必须使用第三方工具软件清除这些限制或者使用 Dos 下的命令进行操作。 (5) 病毒清除演示。根据操作系统中毒后在任务管理器中一定至少存在一个莫名其妙的进程的特点，强行终止这些进程(如果在任务管理器界面不能终止，则必须采用 Dos 下的 ntsd 命令)，然后在硬盘删除病毒对应的 exe、com、dll 文件，或者将后缀名改名然后收集起来形成样本。 2.3 教学示例 结合一个具体的 U 盘
22、pagefile.pif病毒，给出演示教学的过程如下：(1)系统感染演示。从样本库提取病毒样本，双击病毒可执行文件。根据以往经验，学生一般从来没有见过病毒样本或者从来不敢接触病毒可执行文件，所以学生往往在此时刻都会集中精神屏住呼吸看老师的演示；(2)检查病毒驻留。依据硬盘盘符顺序检查，最后是注册表的 顺序。最终检查出如图 2 所示的病毒驻留在硬盘的文件，同时注册表启动项目被添加 c:windowsservices.exe 一项。通过这一步的演示，学生们能感觉到病毒并不神秘，而且对 windows 系统的系统目录以及注册表有了初步的认识；(3)病毒传染演示。插入干净的 U 盘后，通过对图 3 和
23、图 4 的比较，学生会发现pagefile 病毒往 U 盘写入的自动运行文件 autorun.inf 和病毒可执行文件 pagefile.pif。与此同时可以提示学生，通过对操作系统的安全配置，可以关闭各磁盘的自动运行功能，避免病毒利用系统的这一原本有利于用户的功能。通过这一步的演示，学生能掌握操作系统组安全策略的编辑和修改，掌握根据病毒传播路径来防病毒这一思想；(4)病毒检查演示。通过检查任务管理器中的进程，除了正常的系统进程 service.exe 外，又多了一个 services.exe 进程。通过这一步的演示，学生能理解进程是程序的一次执行，病毒处于激活状态的时候必定有一个以上的进程在
24、运行。(5)病毒的清理。由于该病毒名称与系统进程名称相同，无法在任务管理器的界面中进行清理，必须使用 NTSD 命令进行手动终止。另外在硬盘上驻留的病毒可执行文件，因为文件属性都为 RHS，所以要先改掉属性才能进行删除，同时在注册表中清除 serivce.exe 自我启动项。最后由于病毒还篡改了可执行文件的关联，我们还必须通过 assoc.exe=exefile 进行恢复。尽管这一步病毒清除可以使用杀毒软件进行清理，但是杀毒软件隐藏了清理病毒的具体过程，操作界面傻瓜化，不利于专业的学习，所以这一步我们还是坚持使用手工清理病毒的方式。通过这一步的演示，学生可以掌握进程的终止，硬盘文件的隐藏、可读
25、写、系统属性。同时还可以掌握文件关联的概念，深入理解常见的双击打开文件的执行过程，以及文件关联调用的机制 %systemroot%DebugDebugProgram.exe %systemroot%system32command.pif %systemroot% %systemroot% %systemroot%system32MSCONFIG.COM %systemroot% %systemroot% %systemroot% %systemroot%ExERoute.exe %systemroot% %systemroot% %systemroot%SERVICES.EXE D:autor
26、un.inf D:pagefile.pif 图 2病毒在硬盘中的文件 最后给学生总结，只有充分熟悉操作系统基本原理，才能根据病毒传播路径来防病毒，根据病毒驻留地址来查病毒，根据病毒中毒症状来杀病毒。并且引导学生深入了解操作系统如何启动、注册表大概结构、系统进程、系统服务等原理，熟悉系统的核心进程，以及用程序编写系统的相关服务和调用。 3 应用病毒样本进行教学的注意事项 3.1 注意收集各种病毒木马的样本 应用计算机病毒木马样本进行演示教学的前提是教师必须拥有病毒木马样本，这需要教师平时注意样本的收集和整理。笔者收集病毒样本的途径主要是(1)自己工作的计算机感染病毒或者木马后，及时清理并收集；(
27、2)兼任学校办公某一部门 (例如人事处)的网络维护工作。这些部门的计算机系统防护措施一般比较弱，更容易感染新的病毒木马，这也有利于我们病毒木马样本的收集；(3)兼任企业的技术顾问。企业的日常网络和系统维护一般有专人维护，但是碰到新流行、感染机制不明确、杀毒软件病毒库未能及时检测出的病毒的时候，企业的网络管理员往往束手无措并向技术顾问求援，这时候有助于我们收集市面上最新病毒木马样本。另外，病毒样本收集的一个技巧是将病毒相关文件的后缀名统摘要：本文通过对一个全新的实践课程“基于大规模集群的海量数据处理技术”的教学课程内容与教学设计的分析，对引入工业界最新的技术到教学实践过程进行了有益的尝试。通过实
28、践表明，在现有的本科课程体系中选取适当的工业界实践技术能够有效激发学生的学习热情，提高学习兴趣，并通过小组项目的形式有效增强了学生的创新能力，合作能力和动手能力。 关键词：集群；海量数据处理；工业界新技术；创新课程 1 课程简介 本课程是Google 公司与清华大学合作，在清华大学开设的有关集群分布式编程的课程。通过本课程的学习，学生将深入了解到通过大规模集群的模式处理海量数据的方式与编程方法。在课程进行的过程中，来自 Google 公司的工程师了讲述有关使用大规模集群处理海量数据的理论知识以及相应的实际编程方法。通过实践相关的课程内容，使用开源的 Apache Hadoop工具，学生亲身实践
29、了 Google 文件系统以及 Google 所使用的分布式编程方式MapReduce。学生需要完成特定的分布式应用程序设计来巩固所学的编程知识，用于处理实际的海量数据问题。 2 课程的内容 本课程的内容分成两个部分，一个部分是上课的内容，即是在课堂中讲述分布式编程的基本理论与方法，主要包括下面五个方面的内容： (1) 课程简介：主要讲述分布式编程的模式，分布式编程所需要涉及到的相关知识，包括分布式的应用问题，并行与分布的基础，分布式的历史，并行编程与同步等的相关内容。 (2) MapReduce 编程技术：主要讲述有关MapReduce 编程技术的来龙去脉，相关的理论与技术实现，包括函数式编
30、程语言的简介，大规模数据处理，MapReduce 的编程模型，MapReduce 编程实例，在实际编程中的错误处理以及优化等相关内容。 (3) 分布式系统的层次：主要简介分布式编程，包括网络的基本处理，远程过程调用，事务处理系统的工作流程，可靠性等方面的内容。 (4) 分布式文件系统：分布式文件系统是分布式编程的一块重要的内容，是构建上层应用的基础，用来存储各种应用的数据。本节的内容包括文件系统简介，网络文件系统 NFS 以及 AFS 相关的内容，Google 使用的 GFS(Google File System)等相关的内容。 (5) 其它的分布式系统：将通过具体的例子来讲述在实际的可运行的
31、分布式系统的内部结构，内容包括域名系统，PlanetLab 等，这些内容为学员将来的研究提供入门的知识。提高的内容还包括 Google 所使用的分布式锁技术 Chubby 以及分布式的结构化数据处理方法BigTable。 本课程的另外一个重要组成部分是实验和分组大项目。其中实验内容是固定的，分组大项目则由学生自由组合，一般由 23 人为一个小组。每个小组自主提出与课程内容相关的大实验内容，并有大约 3 个星期的时间完成大项目的内容。下面是固定实验的内容： 实验 0：实验环境 Hadoop/Eclipse/Map/Reduce 编程环境的介绍与熟悉。 实验 1：倒排索引实验 倒排索引是所有搜索引
32、擎的基础，将一个文档中出现的单词以及相关的文档编号联系在一起，以便在检索的时候能够达到快速搜索的目的。本实验通过让学生对 Wikipedia 的数据进行倒排索引，使得学生初步具有使用分布式环境进行大规模文档索引的基本技能。 实验 2：图算法 PageRank 的实现 图算法 PageRank 是 Google 对一个网页进行评价的一个重要因素。本实验使用 Wikipedia网页数据，形成一个网络图的结构。通过实现一个分布式的 PageRank 算法，使得学生能够在分布式系统上实现算法有一个较为深入的认识。同时结合实验一的内容，使得学生能够了解到当前搜索引擎的基本架构。 实验 3：聚类算法 Ca
33、nopy 的实现 在分布式系统处理大规模数据的时候，还需要考虑很多算法，其中本实验的聚类算法即是一项比较重要的内容。聚类算法通过无监督的学习过程，从一个数据集中抽取有用的信息。聚类算法的计算量比较大，本实验则是通过分布式的方法，能够处理大数据集 Netflix 的数据。使得学生能够对于大规模数据处理有更进一步的认识。 3 课程实践我们在 2007 年和 2008 年暑假分别组织了两次课程。总体来说，两次课程还是非常成功的，许多学生在这个课程上第一次体验了分布式编程，观察到程序在多个节点上同时运行的情况。 3.1 课程的准备与授课 (1) 硬件环境的准备 Google 为本课程提供了一个 20
34、个节点的集群，集群节点配置为两路双核 Intel CPU 1.2GHz，每个节点配备 4G 内存，两块 SATA180G 的硬盘，集群的各个节点之间采用千兆以太网连接。 (2) 软件环境的准备 课程所需要的数据集从网络上采集，在实验开始之前在实验环境的存储设备上准备完毕。网络上的数据主要是两个部分，一部分是 Wikipedia 的数据，一部分是 Netflix 的数据。Wikipedia 的数据在硬盘上展开之后有10G 之多，存放到 Hadoop 的分布式文件系统 HDFS 中。 Netflix 的数据也有 1G 之多，同样放在 HDFS 中。学生的应用程序可以直接访问这些数据。 在应用软件上
35、，主要是软件包 Hadoop 的部署。由于 Hadoop 本身还需要 ssh 等软件的支持，以保证安全性以及远程执行，在配置上面需要一定的工作量。在编程环境方面，主要是 Java 环境的部署( 使用从 Sun 公司网站上下载的最新的 JDK 软件包) 以及 Eclipse 编程环境上 MapReduce 插件的安装。这几个软件安装比较方便，下载软件包解压缩，而后配置一下环境变量。 在教材的准备上，我们修改了一部分由 Google 提供的教材，使得教材能够更加符合计算机系现有的教学进度。主要修改的内容包括增加了一部分分布式系统系统内容的介绍，原因是本科生以前没有学习过分布式系统的课程(实际上本科
36、生还是十分需要了解分布式系统的) ，对分布式系统没有感性认识；减少了有关函数式编程语言的内容，因为本科生没有相关的课程，而此部分内容与分布式系统相关性不是很大。 (3) 授课的过程 暑期小学期的时间是 5 个星期，因此本课程的安排也是按照 5 个星期的时间进行。在前两周主要是固定的授课时间(上午 9 点到 11 点) ，隔天进行，同时穿插固定的实验内容。学生一般在两个星期之内完成 5 个规定的实验项目。在 2007 年授课的时候，我们还邀请了Google 公司内部的员工给学生做了三个特殊的讲座，分别是有关 Google 内部 RPC 的实现机制，对等网络的介绍以及 BigTable 内容的相关
37、讲座。学生对于这样的讲座非常感兴趣，因为这些内容实际上是在工业界正在使用的技术内容，对于平常课本的教学内容有进一步更深的认识。2007 年的夏季学期有 15 位同学选课，最后分成 7 个小组做大项目；2008 年有 14 位同学选课，分成 6 个小组做大项目。在完成大项目之后，每一个小组会派出一名代表在所有的同学面前讲述自己小组的工作以及小组成员的分工情况。2007 年的大项目总结会在 Google 中国公司进行，Google 公司总部、华盛顿分部以及 Google 中国公司的部分员工参与了最后的总结会。学生的项目创意和完成情况受到了他们的好评，有很多项目被认为具有研究生水平。 3.2 学生大
38、项目的情况 大项目是由学生自主提出项目内容，基于课程内容完成。2007 年的大项目概况： 项目 1：对 Netflix 数据进行处理，实现相应的矩阵算法 SVD，使得从这个数据集中获得比较好的电影推荐结果。 项目 2：通过对学校中各种不同角色的模拟以及他们之间的相互关系，可以用来模拟传染病在一个人群中的传播模式(如图 1 所示 )。 图 1Epidemic!传染病模拟( 学校生活模拟)项目 3：通过网络上的数据采集以及最后对采集到的数据进行后期处理，建立索引，对于用户采购 IT 产品，例如数码相机进行推荐，是一个垂直搜索的雏形。项目 4：NBody 系统的模拟，即通过模拟多个小球或者数量众多节
39、点的相互作用模型，用以研究行星的变化，气体的变化，布朗运动等。 项目 5：统计气象预报，通过对某一个地区几十年的气象数据进行统计，用来对未来的数据进行预报，主要实现一个分布式的神经网络算法。 项目 6：心电图数据处理，现有的心电图数据处理还停留在小规模的状态，大规模的心电图数据被大量浪费，本项目试图对大量的数据进行并行处理，从而能够利用长时间的心电图数据。 项目 7：网络音乐的模式分类，由于网络上各种 音乐数据非常的多，本项目则基于内容对音乐进行聚类和搜索。 2008 年的大项目概况： 项目 1：笔记本电脑信息的整合与搜索：从互联网上各大网站等信息来源获取各类笔记本产品的详细信息，对数据进行分
40、类和索引，根据用户的查询需求提供产品推荐，为用户在购买笔记本时提供有针对性的推荐和查询服务。 项目 2：水木精华区的全文搜索：为水木精华区建立全文搜索引擎，以网络爬虫为开始，将数据保存到分布式文件系统中并建立索引，最后建立搜索引擎。 项目 3：网络新闻分类：从互联网上下载各类新闻，并通过机器学习算法建立新闻分类。主要实现一个基于朴素贝叶斯方法的分类器以及网页下载与索引程序(如图 2 所示) 。 图 2 新闻分类搜索引擎 项目 4：跨论坛热门信息检索：网络上有多个论坛的内容，本项目是为了在多个论坛的热点新闻之间建立联系，在构造搜索引擎的过程中，将论坛热门信息因素加入到检索排序中。 项目 5：煎饼
41、大亨：本项目主题是实现一款模拟经营类游戏。使用 Apache Hadoop 大规模数据处理技术，对店铺、顾客进行模拟，并针对店铺信息等提供可供玩家设置的交互性，从而实现最简单的模拟经营效果。 项目 6：图片搜索引擎：实现了一个基本的图片搜索引擎的功能。根据关键字来查找互联网相关图片，返回图片缩略图，并给出文件名，文件大小，图片所在网页等信息。 3.3 经验，教训，反馈 (摘要：实践是教育理念中一个重要环节，相对于电子商务教学活动更是如此。本文从必要性、目的与意义、目标、实施方案、软硬件配置等五个方面阐述了上海第二工业大学电子商务实验室建设方案，具有一定的参考价值。 关键词本文来自：计算机毕业网
42、 ：电子商务实验室；建设；实践；实施方案；实验室配置。 1 高校建设电子商务实验室的必要性 电子商务是实践性很强的专业。但实际的电子商务系统由于涉及企业或政府部门的关键数据，只能由专人操作，在校学生难以接触到。特别是在今天，由于企业之间竞争的日益激烈和企业之间防范商业机密的泄露，即使学生有可能到企业进行实践，企业也不会让学生接触到具体的投资、管理、贸易和财会实务。 随着电子商务的迅猛发展，各行业急需大量具有创造思维、创新精神和实践能力强、既懂理论又会实践、融知识、能力、管理于一体的复合型电子商务专业人才。然而目前高校电子商务专业开设的专业课程，由于没有实践环境，主要以课堂讲授为主。在这种教学模
43、式下，学生缺少实际操作的体验，不仅难以增强对相关理论的深刻理解和融会贯通，而且难以激发主动创新的精神。高校培养的人才与社会需求严重脱节，毕业生很难在较短的时间内适应快节奏、多变化的实际工作，在激烈的竞争中处于不利地位。因此，在高校建立电子商务专业实验室迫在眉睫。上海第二工业大学计算机与信息学院电子商务专业 2006 年被评定为重点本科专业，同时开始建设电子商务专业实验室，预计投入资金 300 万元，一期建设资金 60 万元已经到位。 2 电子商务实验室建设目的与意义 （1）通过实践性教学使学生能够直接感受电子商务知识的商业化应用过程，并通过知识的运用深入理解电子商务原理和过程。 （2）通过模拟
44、实验使学生了解电子商务应用的主要领域和类型以及体系、结构和流程。 （3）开阔学生视野、扩大知识领域、改善学习环境，使学生通过实践提高适应商业活动的综合素质。 （4）加强学生创造能力的培养，学会在实践中发现问题、提炼问题、概括问题，培养发现商业机会的意识和能力。 （5）实验室建成后，能满足电子商务本、专科所有实验的技术要求，能运行真实的电子商务软件，能同时满足 50 名学生实训。并能进行科研项目的开发和师资培训。 （6）实验室能满足相关专业（计算机科学与技术、软件工程、网络工程、物流管理、信息管理与信息系统）400 多名学生的电子商务类课程的实验和实训的需求。 （7）实验室建成后，每年开放时间可
45、达 200 天以上，教学实验时数大于 800 学时。 3 电子商务实验室建设目标 3.1 教学目标 3.1.1 全面满足教学的需要 （1）实验内容完全满足本科及高职的教学需要 实验内容的设计基于各种电子商务技术标准。本实验室可以完成教学所需的各类电子商务类实验，包括基础实验和专业特色实验。 基础性实验包括三个实验层次： * 认知性或演示性实验，用于学生对专业知识的理解； * 验证性或模拟性实验，在虚拟教学环境中对理论教学的重要结论进行验证，利用虚拟教学环境重现并观察电子商务过程、模拟性地参与电子商务活动； * 应用或制作性实验，根据理论教学的要求，完成实验操作和制作与设计。专业特色实验： 不同
46、学校根据对电子商务的不同理解和确定的专业特色设置的实验，以模拟实验为主。 （2）配有内容丰富的实验指导手册 每个实验课程配有实验指导手册，包含每个实验的教学目的、实验设备、实验设备间相连的关系、实验操作步骤、实验结果及验证等内容，描述详尽、图文并茂，可以直接当做教材用。（3）师资培训 电子商务实验室可提供专业的师资培训。通过培训可熟悉电子商务设备的配置、调试等技术，迅速开展对学生的实验教学，便于将实验课程快速融合到教学计划中。 3.1.2 实验教学管理便捷安全 （1）高效管理 电子商务实验室采用高效、科学的管理方法，做实验的时候，通过每个实验台（RACK）上的访问控制服务器（ACS）对实验台内
47、的电子商务设备进行管理、实验。该方案有如下优势： * 不用插拔配置线；最大限度的保护设备接口。 * 可在不同功能的实验台之间轻松切换，并且学生无需交换位置。 * 教师在教师机上即可登录到学生实验的设备上，指导、检查学生实验的过程和结果。 * 采用目前实际工作环境中最常用的配置方法，便于学生贴近市场潮流。 （2）安全管理 电子商务实验被局限在实验台内，任何两组实验设备之间没有网络连接，实验过程互不干扰、实验结果清晰可信，并有如下安全保障： * 无论怎样实验，均不会因协议震荡而冲击校园网。 * 每个学生的实验设备由教师指定，确保行为可控。 * 可控制学生能否访问外网。 * 通过防火墙防范病毒，确保
48、实验室网络安全。 3.2科研目标 上海第二工业大学作为一所新升格的本科院校，急需提高科研学术层次，学校的实验室不应只能做验证性实验，而应该更多得进行综合性和设计性的实验；不应只满足电子商务教学的需要，而应该作为一个开放性、综合性的实验平台，满足学校科研的需要。 电子商务实验室采用先进的网络设备，包括业界领先的交换机、路由器、高性能防火墙等，可以实现各种复杂的科研实验。 可以模拟大型电子商务网、电子政务网等复杂电子商务环境。并可针对电子商务最新技术专题开展多种实验。 3.3特色建设目标 本实验室建设的特色在于模拟实践环节。 3.3.1 模拟实践目的 利用实验室教学模拟环境、网络环境和社会环境对电子商务专业知识的商业化运用进行观察、了解、参与、模拟和再现；通过模拟环境理解、解剖、认知专业知识；并通过案例了解电子商务经营规律、工作原理和发展趋势。使学生学会发现需求、提出商业设想和找到解决关键技术的方法。 3.3.2 模拟实践内容 包括两个层次实验，即创新实验和创业实验。它是根据专业特点，将电子商务专业知识灵活运用的综合实验，是将实验室模拟环境下的虚拟实验与学生网上浏览、网上案例教学和创新教学结合起来的教学活动。 （1）创新实验 创新实验是指根据教师科研任务或者根据学生自己提出的科研设想在实验室中进行开发
