六、计算机辅助教学的硬件组成
多媒体计算机系统由硬件系统和软件系统组成。其中硬件系统主要包括计算机主要配置和各种外部设备以及与各种外部设备的控制接口卡(其中包括多媒体实时压缩和解压缩电路)。软件系统包括多媒体驱动软件、多媒体操作系统、多媒体课件创作软件和多媒体素材软件。
计算机辅助教学硬件系统主要由系统硬件、多媒体教室、多媒体机房、交互多媒体系统组成,主要完成对文本、图形、图像、动画、视频、音频等多媒体信息进行逻辑互连、获取、编辑、存储和播放的一个计算机系统。
1.硬件系统
计算机辅助教学系统中所有的设备装置称为硬件(Hardware)。常规的硬件包括:主机、内存、硬盘、显示器、网卡、音频信息处理硬件、视频信息处理硬件及光盘驱动器等。硬件是CAI系统的基础,在CAI活动中它们呈现具体的教学内容、接受学生的反应,并执行各种具体的教学信息的处理、分析,进行决策判断和控制等等。
2.多媒体教室系统
多媒体教室的硬件设备主要包括一台由主讲教师控制的多媒体计算机和相应的投影设备,以及教师所利用的各种教学资源。
多媒体教室的功能主要是利用教室内配备的多媒体计算机和大屏幕投影等设备向学生呈现多媒体课件,辅助教师进行课堂教学。如果接入校园网,还可以登录到各种教学网站和各种教学资源库,点播所需要的CAI课件或者下载所需的CAI课件并在本地进行呈现。
3.交互式多媒体教室系统
交互式多媒体教室的设备主要包括教师主控的多媒体计算机、学生用的多媒体计算机、多媒体教学控制设备等。
交互式多媒体教室不仅能实现对CAI课件的点播功能,而且教师和学生之间可以通过多媒体教室内各自的多媒体计算机进行交流。在交互式多媒体教室中,教师通过自己控制的多媒体计算机播放所需的多媒体教学课件,每台学生用机能同时显示教师用主控机上所播放的教学内容,主讲教师还可以通过主控计算机的控制平台监视每一台学生用机的具体情况。更重要的是每个学生可以通过学生机根据自己实际的学习情况与教师进行必要的交流。
4.多媒体存储系统
(1)光盘存储。数字化的多媒体信息量非常大,要占用巨大的存储空间,光存储技术的发展为存储多媒体信息提供了保证。光存储技术是通过激光在记录介质上进行读写数据的存储技术。其基本原理是:改变一个存储单元的某种性质(如反射率、反射光极化方向等),使其性质的变化反映被存储的二进制数0、1。在读取数据时,光电检测器检测出光强和光极性的变化,从而读出存储在介质上的数据。
光盘如何存储数字信息:光盘的信息是沿着盘面由内向外螺旋形信息轨道(光道)的一系列凹坑的形式存储的。光道上不论内圈还是外圈,各处的存储密度是一样的。光道的间距为1.6μm,光道宽度为0.6μm,光道上凹坑深约为0.12μm。记录数字信息的时候,在由凹坑到凸区或者凸区向凹坑跳变的时候记录为1,其他为0,因此光盘记录信息需要经过调制,不能出现连续的1。
光盘存储器具有存储容量大、工作稳定、密度高、寿命长、介质可换、便于携带、价格低廉等优点,已成为多媒体信息存储普遍使用的载体。根据不同的存储介质和使用性能,光盘分类如表2-2所示。
表2-2 光盘分类
(2) U盘存储。U盘即“USB闪存盘”的简称,是基于USB接口、以闪存芯片为存储介质的无需驱动器的新一代存储设备。U盘的出现是移动存储技术领域的一大突破,其具有体积小、功能齐全、使用安全可靠、资料数据交换轻松等特点,能够在各种主流操作系统及硬件平台之间作大容量数据存储及交换,是理想的移动办公及数据存储交换产品。
U盘的存储原理是:计算机把二进制数字信号转为复合二进制数字信号(加入分配、核对、堆栈等指令)读写到USB芯片适配接口,通过芯片处理信号分配给EPROM2存储芯片的相应地址存储二进制数据,实现数据的存储。
U盘的结构基本上由五部分组成: USB端口、主控芯片、FLASH(闪存)芯片、PCB底板、外壳封装。
U盘的工作过程: USB端口负责连接电脑,是数据输入或输出的通道;主控芯片负责各部件的协调管理和下达各项动作指令,并使计算机将U盘识别为“可移动磁盘”,是U盘的“大脑”; FLASH芯片与电脑中内存条的原理基本相同,是保存数据的实体,其特点是断电后数据不会丢失,能长期保存; PCB底板是负责提供相应处理数据平台,且将各部件连接在一起。当U盘被操作系统识别后,使用者下达数据存取的动作指令后,USB移动存储盘的工作便包含了这几个处理过程。
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