[发明专利]多机联屏计算机教学系统

说明书

在传统的授课过程中，教师要在黑板上书写大量的文字和图形，不仅浪费了大量时间，而且与实践脱节，不直观，缺乏连续性，特别是在计算机教学中，教师要在课堂上讲解大量的名词、概念和计算机特有的思想方法，而这些只有通过上机练习才能真正理解掌握。采用计算机进行教学，特别是在计算机和外语教学方面，具有突出的优势，减轻了教师的工作量，提高了学生的兴趣，可以大大地提高教学质量和教学速度。近年来，计算机教学在我国已有了相当大的发展，计算机拥有量变不仅大专院校，就连中、小学也具备了相当的规模。但是目前计算机在教学中的使用绝大部分停留在单机教学的水平。计算机教学是一种群体作业，单机教学不仅不能与计算机的应用规模相适应，而且没有把计算机的功能有效地发挥出来。

作为一个真正实用的计算机教学系统来说，应具有以下特点：（1）将各自独立的计算机连接起来，形成一个有机的整体，能够实现由点到点，由点到面的全方位控制;（2）整个系统实现资源共享，教师机和学生机之间可以互相传递文件，教师机甚至可以享用学生机的一切资源，学生机可以享用教师机的打印机;（3）具有语音控制功能，配合视频同步和通信功能，使计算机教学适合于各种教学;（4）系统软件与DOS系统并行运行，使之可兼容DOS系统所能支持的各种软件。而现有的计算机教学系统中，无一能够同时具有以上这些特点，有的不能达到视频同步，有的没有语音功能，甚至有的两者都没有。

本发明的目的在于提供一种集通信、视频、语音为一体的多机连屏计算机教学系统，以弥补现有计算机教学系统的缺陷，并改变以往的教学模式，提高教学水平。

基于上述目的，本发明在设计构想中着重解决以下四个主要技术问题。

（1）视频切换和灵活控制问题。

首先，在计算机教学中教师授课、学生示范等许多工作方式都要用到视频同步功能，教师授课时在本机的操作内容要通过屏幕传送给每个学生，这就要求教师与学生的显示器有同步显示，一方面各个显示器的工走作状态要统一起来，另一方面学生的显示器要随着教师的变化而变化;学生示范时教师和其他的学生的显示器也要与示范显示器同步显示，随着示范屏幕的变化而变化;个别辅导时教师的显示器与单个学生之间的同步显示也是如此。一般电教系统的视频同步功能都是用软件方式实现的，同步效果不理想，传送一屏幕文字大约要三到五秒，屏幕上小的变化也不能即时显现，一方面传送时间长影响视觉效果，令一方面软件传送屏幕占用了视频缓冲区，异地视频显示取消后本机原有的平凡是内容就很难恢复过来，同步显示前被中断的操作就不能再继续进行。本发明的视频同步功能是通过专门设计的硬件结构实现的，这种结构可将系统中任一计算机的屏幕切换到其它机器上，不同计算机的视频切换时间不到千分之一秒，没有视觉等待，切换后的异地显示效果完全一样。其视频同步不改动同步对象视频缓冲区的内容，异地视频同步显示结束后本地显示器仍恢复原来的显示内容，同步显示前被中断的操作仍可继续进行。这一点特别在示范或个别辅导时比较本地和异地内容有重要作用。

（2）语音的传输和控制问题。

计算机教学系统若不安具备语音功能，则不利于教师与学生之间的沟通，如果采用窗口对话形式，教师机与学术机之间的信息交换量很大，需要进行文字输入，这不但浪费时间，而且对初学者几乎是不可能的。为此本发明设计了语音通信卡，该通信卡的功能是在教师的控制下，可以做到教师讲给全体学生、部分学生及与某个学生对讲、某个学生讲给教师及其他学生，在语音系统中，允许教师讲解的同时还可以播放录音，学生也可以录下讲课或播放的内。这样一来，本系统不安仅完全具备了语音室的所有功能，可以进行听读练习，而且学生能够看到屏幕上的文字辛信息，这是一般语音室不具备的。

（3）同DOS系统并行运行，支持各外层软件问题。

本系统的软件是与DOS并行运行的，则要求系统必须支持各种DOS软件的运行，这就必须建立一个多任务系统，而DOS本身是一个单用户操作系统，这给系统的兼容性带来了困难，本发明在软件设计方面通过对DOS系统的深入分析，修改了该系统本身的八个中断服务程序，并保护了PSP指针，从而在DOS系统上实现了多任务，在此就不详述了。

（4）计算机教学系统任何命令的执行都必须保证实时处理，同时又不影响其它软件的运行，对此本发明采用了大循环无等待处理技术，并利用时钟中断捕捉以满足系统的实时性。