FI114881B - Kielenoppimisjärjestelmä ja digitaalinen tallennusyksikkö - Google Patents

Description

114881

Kielenoppimisjärjestelmä ja digitaalinen tallennusyksikkö

Keksintö koskee interaktiivisia kielenoppimisjärjestelmiä. Kielistudiojärjestelmät liittyvät yleensä järjestelmiin, joiden tavoittee-5 na on, että oppilaat harjoitelevat vieraan kielen puhumista ja kuullun ymmärtämistä luokkaympäristössä. Tyypillisesti kielistudiojärjestelmiin tai kielenoppi-misjärjestelmiin kuuluu opettajan työasema ja joukko siihen yhteydessä olevia oppilastyöasemia. Perinteisimmissä järjestelmissä käytetään nauhuria muistivälineenä tallentamaan opetusmateriaalia ja oppilaan puhetta. Opettaja voi 10 omasta työasemastaan kontrolloida kaikkia ohjelmalähteitä ja oppilasnauhurei-ta, valita ryhmiä ja pareja, seurata oppilaiden työskentelyä sekä ottaa yhteyden yksittäiseen oppilaaseen, oppilasryhmään tai koko luokkaan. Oppilas voi toistaa äänitetyn tuotoksensa ja verrata sitä malliääntämiseen sekä seurata omaa edistymistään oppimisessa.

15 Uudemmissa kielenoppimisjärjestelmissä käytetään nauhurin sijaan elektronista (digitaalista) äänityksen tallennusmenetelmää kuten puolijohde-muistia.

Patentti U.S. Patent No. 5,065,317 käsittelee kielistudiojärjestel-mää, jossa monta oppilastyöasemaa on kytketty digitaaliseen tallennusyksik-20 köön. Työasemien kuulokkeet on kytketty analogisten sisäänmeno- ja ulostu-loaudiokaapelien avulla digitaalisen tallennusvälineen erityisiin A/D-D/A- • ♦ # v ; muuntimiin. Lisäksi kunkin työaseman ohjauspaneeli on liitetty erityisellä ana- ·,·*: logisella ohjausjohtoparilla digitaalisen tallennusvälineen ohjausyksikköön si- ten, että toisen johdon kautta kulkee äänityskomentosignaali ja toisen kautta *:*·: 25 toistokomentosignaali. Digitaalisessa tallennusvälineessä on myös äänimuisti, ....: joka sisältää useita tallennusosioita. Digitaalinen tallennusväline sisältää myös ,···. osoitemuistin, joka tallentaa aloitusosoitedatan ja lopetusosoitedatan, joilla · merkitään aloituskohta ja lopetuskohta tallennusosiolle, johon A/D-, muuntimelta vastaanotettu ääni-informaatiodata tallennetaan. Kun ohjausyk- < t · *;;; 30 sikkö esimerkiksi vastaanottaa oppilasyksiköltä äänityskomentosignaalin vas- * · ’···* taavan ohjausjohdon kautta, ohjausyksikkö tallentaa A/D-muuntimelta saadun ääni-informaatiodatan äänimuistin vastaavalle tallennusosiolle. Ohjausyksikkö tallentaa myös osoitemuistiin aloitusosoite- ja lopetusosoitedataparin, jotka

I · I

.* , määrittävät tallennusosion vastaavan tallennusalueen, johon ääni- > * * 35 informaatiodata tallennetaan. Toisaalta, kun jokin sellainen toistokomentosig-'<‘>1 naali, jonka taso on ennalta määritetty esimerkiksi loogiseksi “1 ”:ksi, välitetään 114881 2 ohjausyksikölle, ohjausyksikkö lukee osoitemuistista yhden aloitusosoite- ja lopetusosoitedataparin sekä tätä aloitusosoite- ja lopetusosoitedataa käyttäen lisäksi muistiin tallennetun ääni-informaation siltä äänimuistin tallennusosion tallennusalueelta, jonka luettu aloitusosoite- ja lopetusosoitedata määrittää.

5 Luettu ääni-informaatiodata D/A-muunnetaan analogiseksi audiosignaaliksi, joka sitten erityistä kaapelia käyttäen välitetään oppilaan työasemalle.

Eräs ongelma tällaisessa tunnetun tekniikan mukaisessa, digitaali-muistitallennusta käyttävässä kielistudiojärjestelmässä on muistiin tallennetun materiaalin hyvin monimutkainen hallinta. Lisäksi tunnetun tekniikan mukainen 10 järjestelmä on suljettu järjestelmä siinä mielessä, että opetus- ja ohjelmamate-riaalin siirtäminen tallennusyksikköön ja oppilasäänitysten siirtäminen tallen-nusyksiköstä on mahdotonta. Tarvitaan myös monta monisäiekaapelia.

Keksinnön tavoitteena on uudentyyppinen digitaalista tallennusta käyttävä kielenoppimisjärjestelmä.

15 Keksinnön tavoite saavutetaan kielenoppimisjärjestelmän ja digitaa lisen tallennusyksikön avulla, kuten liitteenä olevissa itsenäisissä patenttivaatimuksissa on määritetty. Keksinnön ensisijaiset suoritusmuodot on määritetty liitteenä olevissa epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Keksinnössä audioäänitykset ja -ohjelmat tallennetaan audiotiedos- 20 töinä digitaaliseen tallennusyksikköön kielenoppimisjäijestelmässä, johon kuu- ,., luvat digitaaliseen tallennusyksikköön kytketyt oppilasyksiköt. Tavalliset audio- • · · ' · ' tiedostojen luomis- ja käsittelykeinot eivät riitä aikakriittiseen (reaaliaikaiseen) ·' · ·; : äänitykseen ja toistoon. Sen vuoksi digitaalinen tallennusyksikkö varustetaan ; audiorajapintaohjaimella, jossa on erillinen luku/kirjoitus-RAM-puskuri jokaista 25 oppilastyöasemaa varten. Toisin sanoen jokainen RAM-puskuri voidaan nähdä *:*·: tallennusyksikön massamuistiin kirjoittamisena tai sieltä lukemisena. Jokai- seen RAM-puskuriin on assosioitu tiedosto, joka on joko kiinteä tiedosto tai • I · sellainen, joka voidaan määrittää kutakin tapausta varten. Erikoistapauksissa sama tiedosto voidaan assosioida useaan puskuriin. Kun tallennusyksikkö 30 vastaanottaa tiettyyn puskuriin liittyvän äänityskomennon, se avaa tähän pus-T kuriin assosioidun audiotiedoston, puskuroi oppilastyöasemalta tai muusta läh- : : teestä vastaanotetun digitaalisen audiodatan puskuriin ja siirtää tietyn puskurin sisällön avattuun, assosioituun audiotiedostoon. Vasteena vastaanottamalleen lopetuskomennolle tallennusyksikkö lopettaa meneillään olevan äänityksen ja 35 sulkee assosioidun tiedoston. Vasteena tiettyyn RAM-puskuriin liittyvään tois-tokomentoon tallennusyksikkö puolestaan avaa digitaalisessa tallennusyksi- 114881 3 kössä sijaitsevan assosioidun audiotiedoston, siirtää audiodatan avatusta au-diotiedostosta puskuriin ja lähettää puskurista digitaalisen audiodatan vastaavalle oppilastyöasemalle tai muulle kohteelle. Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa audiotiedosto koostuu puskurin kokoisten lohkojen kokonaislu-5 vuista, ja kokonaisia datalohkoja luetaan tai kirjoitetaan. Toisin sanoen digitaalinen audiodata siirretään puskurista assosioituun audiotiedostoon silloin, kun puskuri täyttyy vastaanotetusta audiodatasta. Vastaavasti audiotiedostosta siirretään puskuriin kokonainen audiodatalohko ja uusi lohko siirretään vasta, kun kaikki data edellisestä lohkosta on lähetetty kohteeseen. Jos äänitys lope-10 tetaan RAM-puskurin ollessa vasta osaksi täynnä, keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti osaksi täynnä olevan puskurin sisältö siirretään tiedostoon, tiedosto suljetaan ja tieto osaksi täynnä olevan lohkon koosta tallennetaan. Keksinnön eräässä suoritusmuodossa käytetään puskurikokoa pienempiä lohkokokoja. Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa siirto puskurista 15 assosioituun audiotiedostoon ja päinvastoin toteutetaan DMA-siirtona (direct memory access, muistin suorasaanti).

Luku/kirjoituspuskuri mahdollistaa audiomateriaalin suurinopeuksi-sen äänittämisen ja toistamisen sekä audiotiedostojen käyttämisen äänityksien tallennuksessa. Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa audiodata ja ko-20 mennot lähetetään datapaketteina audioverkon kuten audiolähiverkon (ALAN) yli. Oppilastyöasema voi olla hyvin yksinkertainen, yleensä tarvitaan vain akus-·’ * tiset/sähköiset muuttimet (esim. kuulokkeet, joissa on mikrofoni), A/D- ja D/A- : muuntimet, käyttöliittymä komentojen syöttämistä varten (esim. näppäimistöjä ‘ mahdollisesti näyttö) sekä kommunikaatiorajapinta audioverkon yli digitaalisen 25 tallennusyksikön kanssa tapahtuvaa pakettimuotoista kommunikaatiota varten.

·:*·: Tämän ansiosta paneelin valmistuskustannukset ovat erittäin alhaiset. Paket- timuotoisen kommunikaation ansiosta audioverkko voidaan toteuttaa mahdolli- < (· simman vähäisin kaapeloinnein. Digitaalisen tallennusyksikön audiotiedostojen käyttö mahdollistaa standardimassamuistien kuten kiintolevyjen käyttämisen, 30 mikä vähentää tallennusyksikön kustannuksia. Patentissa U.S. patent No. 5,065,317 kuvatut erityistarkoituksiin käytettävät muistit ja mutkikas muistinoh- * * t v ·* jaus vältetään. Koska äänitykset ja opetusmateriaali tallennetaan tallennusyk- sikön audiotiedostoihin, voidaan näihin audiotiedostoihin kohdistaa lisäksi ta-,·’ ; vallisia tietokoneissa käytettäviä tiedostonhallintaoperaatioita. Keksinnön » I | ’ 35 eräässä suoritusmuodossa digitaalinen tallennusyksikkö koostuu palvelimesta, joka mahdollistaa mainitun tallennusyksikön audiotiedostojen hallinnan tieto- 114881 4 koneen avulla tavallisia tiedostonhallintaoperaatioita hyödyntäen. Näin voidaan esimerkiksi opettajan työaseman kautta ladata äänitettyjä oppilasaudiotiedos-toja digitaalisesta tallennusyksiköstä ja/tai tallentaa digitaaliseen tallennusyk-sikköön mediatiedostoja oppilastyöasemassa toistettavaksi.

5 Seuraavaksi keksintö kuvataan yksityiskohtaisesti ensisijaisten suo ritusmuotojen ja liitteenä olevien piirrosten avulla, joissa

Kuva 1 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaista oppimisjärjestelmää,

Kuva 2 on mediantallennusyksikön lohkokaavio, 10 Kuva 3 esittää RAM-puskureita, audiotiedostoja sekä DMA-siirtoa puskurien ja tiedostojen välillä ja

Kuva 4 esittää datapakettiformaattia.

Keksinnön ensisijaisen suoritusmuodon mukaisen kielenoppimisjär-jestelmän järjestelmäkomponentit on esitetty Kuvassa 1. Oppimisjärjestelmään 15 kuuluu lukumäärän N osoittama määrä oppilasaudiopaneeleita 2i...2n, audio-lähde 5, opettajan audiopaneeli 6 ja mediantallennusyksikkö (MSU) 1, jotka on kytketty toisiinsa audioverkon, esimerkiksi audiolähiverkon 4 kautta. Kuvassa 1 esitetyssä suoritusmuodossa audioverkko 4 käsittää kytkentäyksikön 3, jossa on useita liitäntöjä 31, joihin oppilasaudiopaneelit, mediantallennusyksikkö 1, 20 audiolähde 5 ja opettajan audiopaneeli 6 on kytketty tähtiverkkokonfiguraation ... mukaisesti. Kielenoppimisjärjestelmään kuuluu lisäksi opettajan työasema 7 • I · [·'/ (esim. tavallinen PC), joka on kytketty mediantallennusyksikköön 1 tavallisen :·: ‘ LANin tai kaapelin 8 avulla.

Oppilasaudiopaneeleihin 2i...2N ja opettajan audiopaneeliin 6 kuu-25 luvat kuulokkeet 9 (eli kuulokkeet ja mikrofoni), jotka on kytketty audiopanee-’."•ί liin. Audiopaneelit muuntavat mikrofonista tulevan analogisen audiosignaalin :’.· digitaaliseksi (A/D) ja audioverkon 4 yli vastaanotetun digitaalisen audiosig-

* # I

naalin vastaavasti analogiseksi (D/A). Audiopaneelit 2, 6 sisältävät lisäksi käyt- töliittymän, esim. näppäimistön ja näytön, komentojen syöttämistä ja viestien /"·.*_ 30 näyttämistä varten. Audiopaneelit 2, 6 sisältävät lisäksi kommunikaatiorajapin- * · nan komentojen, viestien ja pakettimuotoisen digitaalisen audiodatan lähettä- I I t mistä ja vastaanottamista varten. Paneelit 2, 6 on kytketty kytkentäyksikköön 3 käyttäen kaapeleita 10, esimerkiksi Ethernet-kaapeleita, joiden kautta myös .·.’ ; virta kulkee kytkentäyksiköstä 3 audiopaneeleihin 2, 6 niin, ettei audiopanee- • t # , ’.. ’ 35 leissa tarvita virtalähdettä.

» · 114881 5

Audiolähdettä 5 voidaan käyttää ulkoisena ohjelmalähteenä. Jos analoginen ulkoinen ohjelmalähde annetaan syötteenä, audiolähde 5 suorittaa tarvittavan A/D-muunnoksen. Audiolähde 5 sisältää myös kommunikaatioraja-pinnan digitaalisen audiodatan lähettämiseksi ja vastaanottamiseksi datapa-5 ketteina audioverkon 4 yli. Audiolähde 5 voi myös sisältää audioulostuloliitän-nän analogisen audiosignaalin välittämiseksi ulkoiselle laitteelle. Audiolähde 5 voi myös sisältää D/A-muunnoksen analogisen lähtösignaalin tuottamiseksi. Audiolähteeseen 5 kytketty ulkoinen ohjelmalähde voi olla mikä tahansa soveltuva ohjelmalähde. Kuvassa 1 opettajan työaseman 7 äänikortti SC on kytketty 10 audiolähteeseen 5 kaapelin 11 avulla. Tämä mahdollistaa sen, että mitä tahansa audio-CD:llä, mediatiedostossa jne. olevaa audio-ohjelmaa, jota voidaan äänikortin kautta toistaa tavallisessa työasemassa, voidaan toistaa myös oppilasaudiopaneeleihin ja äänittää mediantallennusyksikköön masterohjel-maksi silloin, kun audiosignaali välitetään audiolähteelle 5 ja lähetetään data-15 paketteina audioverkon 4 yli. Muita mahdollisia esimerkkejä ulkoisista ohjelmalähteistä ovat MP3-soitin, kasettinauhuri jne.

Kaikki audioverkon 4 yli tapahtuva kommunikaatio on pakettimuo-tokommunikaatiota. Datapaketti voi olla Kuvassa 4 esitetyn muotoinen. Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa datapaketit sisältävät lähinnä ASCII-20 merkkejä seurannan ja virheenetsinnän helpottamiseksi. Binäärinen data esitetään HEX ASCII -muodossa. Datapaketin osat ovat ALKU (START, sisältää • * · .· / yhden merkin), OSOITE (ADDRESS, sisältää neljä merkkiä, 12 bittiä), » f · :·* j TUNNISTE (IDENTIFIER, vähintään yksi merkki) joka määrittää viestin tyypin ' ; tai komentokoodin, DATA-kenttä, TARKISTUSSUMMA (CHECKSUM, kaksi 25 merkkiä), joka voi olla yksinkertainen kahdeksan bitin summa (voi käyttää XOR-operaatiota) sekä LOPPU (END, yksi merkki). Kytkentäyksikkö 3 hoitaa kaiken miksaamisen ja reitittämisen audiopaneelista 2, 6 toiseen sekä audio-paneelien 2, 6 ja mediantallennusyksikön 1 välillä. Porttien numeroiden sekä portteihin 31 kytkettyjen eri laitteiden 1, 2, 5 ja 6 välinen määrittely tehdään sii- .*··, 30 nä vaiheessa, kun järjestelmä asennetaan. Kuten myöhemmin selitetään, tätä konfiguraatiota voidaan muuttaa opettajan työaseman kautta mediantallen- * * t v ·’ nusyksikön 1 avulla. Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa opettajan työasema 7 kykenee myös muokkaamaan kytkentäyksikön reititystauluja oppi-: lasparien tai -ryhmien muuttamiseksi harjoituksia varten. Oppilasaudiopanee- , · · · ’ 35 lien ja kytkentäyksikön välinen tiedonsiirron kaistanleveys voi olla esimerkiksi 1

Mb/s audiota varten ja 16 kb/s ohjausdataa varten. Olettaen, että kytkentäyk- 114881 6 sikköön on kytketty 32 audiopaneelia, kytkentäyksikön 3 ja mediantallen-nusyksikön 1 välinen tiedonsiirron kaistanleveys voi olla esimerkiksi 4 Mb/s ohjausdataa varten ja 32 Mb/s audiota varten. Tuettu äänikaistan leveys on edullisesti 15 kHz tai suurempi. Digitaalisen audiodatan etuja ovat mm. korkea sig-5 naali-kohinasuhde (SNR), korkea ulkoisten häiriöiden sieto sekä se, ettei oppi-laskaapelin 10 pituus vaikuta audiolaatuun.

Mediantallennusyksikkö 1 toimii tallennuspaikkana opetusohjelmalle (master) ja oppilasäänityksille. Kuvassa 2 esitetään keksinnön erään suoritusmuodon mukainen lohkokaavio mediantallennusyksiköstä. Keksinnön ensi-10 sijaisessa suoritusmuodossa mediantallennusyksikön 1 massamuistina käytetään kiintolevyasemaa (HDD) 202. Se on edullisesti tavallinen henkilökohtaisia tietokoneita tai palvelimia varten valmistettu HDD. Mediantallennusyksikössä (MSU) 1 on myös audioverkkorajapinta 200 audioverkkoon 4, esimerkiksi Et-hernet-rajapinta. Kaikki audioverkolta 4 vastaanotetut datapaketit lähetetään 15 rajapinnalta 200 eteenpäin rajapinnan ohjaimelle 201. Päinvastaiseen suuntaan rajapinnan ohjaimen 201 lähettämät datapaketit lähetetään rajapinnan 200 kautta audioverkkoon 4.

Rajapinnan ohjain 201 sisältää useita RAM-puskureita, kaksi jokaista audioverkkoon 4 kytkettävää audiopaneelia varten. Jokainen RAM-puskuri 20 toimii HDD:llä 202 sijaitsevan assosioidun tiedoston syötteenä tai tulosteena riippuen siitä, äänitetäänkö audiodataa tiedostoon vai toistetaanko sitä tiedos-,v,’ tosta.

'** : Viitaten Kuvaan 3, 64 puskuria BO, B1, B2....B62 ja B63 näkyvät ra- : ; japinnan ohjaimessa 201. Olettakaamme, että puskurit BO ja B1 määritetään ’·"· 25 oppilasaudiopaneelille 2i, puskurit B2 ja B3 määritetään oppilasaudiopaneelil- le 22 jne. Puskurit, joilla on pariton numero, eli B1, B3, B5....B63, ovat oppilaan äänen äänittämistä ja toistamista varten. Näihin puskureihin B1, B3....B63 assosioidut audiotiedostot ovat kiinteitä eli aina samoja tiedostoja. Kuvassa 3 näitä kiinteitä tiedostoja kuvaavat tiedostot B1.Wav, B3.Wav, ...B63.Wav.

.··, 30 Puskurit, joilla on parillinen numero, eli puskurit BO, B2,...B62, on tarkoitettu I » ‘T masterohjelman äänittämiseksi, jota yleensä toistetaan ulkoisesta masteriksi v : nimitetystä audiolähteestä. Audiotiedostoihin assosioidut puskurit BO, :,,,· B2,...B62 ovat muuttujia (voidaan määrittää kutakin tapausta varten). Tämä : mahdollistaa myös saman tiedoston assosioimisen kahteen tai useampaan , ···’ 35 puskuriin BO, B2,...B62. Kuvassa 3 audiotiedosto Eng 99 Spring.WAV on as sosioitu puskuriin BO. Audiotiedosto master.WAV on assosioitu sekä puskuriin 114881 7 62 että puskuriin 662. Audiodata siirretään puskureista 60-663 assosioituihin tiedostoihin ja assosioiduista tiedostoista DMA-siirtona puskureihin. Jokainen HDD:llä 202 sijaitseva audiotiedosto koostuu kokonaisista, puskurien kokoisista tai niitä pienemmistä datalohkoista. Puskurin koko voi olla esimerkiksi 128 5 kb, joka vastaa kahta sekuntia audiota käytettäessä 32 kHz:n näytteenottotaajuutta ja 16 bitin resoluutiota. Puskurin koko voi vaihdella dynaamisesti. Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa puskureista kirjoitetaan tiedostoihin tai tiedostoista luetaan puskureihin vain kokonaisia 128 kb:n lohkoja. Vain jos äänitys lopetetaan RAM-puskurin ollessa vasta osittain täynnä, siirretään osit-10 tain täynnä olevan puskurin sisältö tiedostoon ja tieto lyhyemmän datalohkon pituudesta tallennetaan.

Rajapinnan ohjain 201 tarjoaa erilaisia äänitysoperaatioita riippuen audiopaneeleilta 2, 6 tai opettajan työasemalta vastaanotetuista komennoista. Neljä perusnauhurioperaatiota ovat 15 TOISTO (PLAY) täyttää määrätyn RAM-puskurin levyllä sijaitsevas ta, ennalta määritetystä tiedostosta, ÄÄNITYS (RECORD) siirtää määrätyn RAM-puskurin sisällön levyllä sijaitsevaan, ennalta määritettyyn tiedostoon, TAUKO (PAUSE) tauottaa meneillään olevan datasiirron, 20 PYSÄYTYS (STOP) pysäyttää meneillään olevan äänityksen tai toiston ja sulkee tiedoston.

’· ; Rajapinnan ohjaimelle 201 välitetyt komennot assosioivat tiedoston : puskuriin ja määrittävät datasiirron suunnan eli toisto/äänitys. Komennoilla ra- japinnan ohjain 201 myös aloittaa puskurin tai puskureiden ja assosioidun tie-r·': 25 doston tai assosioitujen tiedostojen toistamisen tai äänittämisen. Alla luetel- ; · laan esimerkkejä mahdollisista komennoista.

Äänitä vain master (Record master only) -komennolla rajapinnan ohjain äänittää määritetyn puskurin määritettyyn tiedostoon. Esimerkiksi puskurin 64 sisältö siirretään tiedostoon Eng 99 Spring.WAV.

30 Äänitä master ja oppilaat (Record master and students) - komennolla rajapinnan ohjain 201 äänittää määritetyn masterpuskurin määri-v ; tettyyn tiedostoon. Esimerkiksi puskurin BO sisältö siirretään audiotiedostoon : ' ' : Eng 99 Spring.WAV. Komennolla rajapinnan ohjain 201 äänittää myös oppi- laspuskurit B1, 63,...663 vastaaviin kiinteisiin tiedostoihin 61.WAV, 63.WAV, 35 ...663. WAV.

114881 8 Äänitä vain oppilaat (Record students only) -komennolla rajapinnan ohjain äänittää oppilaspuskurit B3, B5....B63 vastaaviin kiinteisiin tiedostoihin B3.WAV, B5.WAV,...B63.WAV.

Toista vain master (Play master only) -komennolla rajapinnan 5 ohjain 201 täyttää määritetyt puskurit määritetystä (master)tiedostosta. Esimerkiksi puskurit B2 ja B62 täytetään audiotiedostosta master.WAV.

Toista vain oppilaat (Play students only) -komennolla rajapinnan ohjain 201 täyttää nimetyt oppilaspuskurit B1, B3,...B63 vastaavista kiinteistä tiedostoista B1.WAV, B3.WAV,...B63.WAV.

10 Toista master ja oppilaat (Play master and students) - komennolla rajapinnan ohjain 201 täyttää masterpuskurien BO, B2,...B62 joukosta määritetyt puskurit määritetystä tiedostosta, esimerkiksi master.WAV, ja täyttää nimetyt oppilaspuskurit B1, B3,...B63 vastaavista kiinteistä tiedostoista B1.WAV, B3.WAV,...B63.WAV.

15 Havainnollistetaan kiintolevyllä sijaitseviin tiedostoihin äänittämistä ja tiedostoista toistamista esimerkkien avulla. Oletetaan, että rajapinnan ohjain saa komennon äänittää RAM-puskurista B1 audiotiedostoon B1.WAV. Rajapinnan ohjain vastaanottaa datapaketteja oppilasaudiopaneelilta 2-i audiover-kon 4 ja audiorajapinnan 200 kautta. Nämä datapaketit sisältävät puskurille B1 20 määritetyn osoitteen. Tämän perusteella rajapinnan ohjain siirtää datapakettien datakentissä olevan kertyneen audiodatan puskuriin B1. Täytettyään pus- • · / ‘ kurin B1 datapaketeissa vastaanotetulla audiodatalla rajapinnan ohjain 201 I r * siirtää datapuskurin 1 sisällön yhtenä datalohkona kiintolevyllä 202 sijaitse-vaan audiotiedostoon B1.WAV. Tämän jälkeen rajapinnan ohjain 201 alkaa ·”’·* 25 uudestaan täyttää puskuria B1 vastaanotetulla audiodatalla. Äänitys jatkuu, ; kunnes lopetuskomento vastaanotetaan tai audiotiedoston maksimikoko saa- ,· vutetaan. Vasteena lopetuskomennolle rajapinnan ohjain 201 lakkaa syöttä mästä uutta audiodataa puskuriin B1, mutta siirtää osittain täytetyn puskurin B1 sisällön tiedostoon B1.WAV ja sulkee tiedoston. Rajapinnan ohjain tallen-30 taa myös tiedon viimeisen datalohkon pituudesta.

Oletetaan seuraavaksi, että rajapinnan ohjain 201 on vastaanottanut komennon toistaa audiodataa audiotiedostosta B1.WAV puskuriin B1. Puskuri B1 täytetään tiedostosta B1.WAV siirretyllä puskurin kokoisella ensimmäisellä datalohkolla. Rajapinnan ohjain 201 sijoittaa audiodatan puskuris-35 ta B1 oppilasaudiopaneelille 2i osoitettujen datapakettien datakenttiin ja lähettää nämä datapaketit audioverkkoon 4. Kun puskuri 1 on tyhjä, uusi puskurin 114881 9 kokoinen datalohko siirretään tiedostosta B1.WAV puskuriin B1 ja edellinen operaatio toistetaan. Näin jatketaan, kunnes rajapinnan ohjain 201 vastaanottaa lopetuskomennon tai kaikki data on luettu audiotiedostosta B1.WAV.

Audiotiedostojen tiedostomuoto voi olla mikä tahansa soveltuva, 5 mutta VVAV-tiedostomuotoa suositellaan.

Mediantallennusyksikkö 1 sisältää myös toisen kommunikaatioraja-pinnan 204, edullisesti TCP/IP-rajapinnan, jonka avulla kommunikoidaan opettajan työaseman 7 kanssa tavallisen LAN/kaapeliyhteyden 8 kautta. Rajapinta 204 on kytketty palvelimeen 203 ja rajapinnan ohjaimeen 201. Palvelin 203 10 tarjoaa palvelintoiminnon, jonka avulla työasema 7 voi kohdistaa kiintolevy-asemaan 200 tavallisia tiedostonhallintaoperaatioita samoin kuin mihin tahansa työasemassa tai tavallisessa LANissa sijaitsevaan levyyn. Näihin tiedoston-hallintaoperaatioihin kuuluvat ainakin tiedoston lataaminen ja tallentaminen.

Koska rajapinnan ohjaimen 201 luomat ja/tai käyttämät tiedostot ovat standar-15 ditiedostoja, palvelin 203 sallii näiden tiedostojen lataamisen opettajan työasemalle ja uusien mediatiedostojen tallentamisen HDDille sisäisenä maste-rohjelmalähteenä käytettäväksi. Tämä tekee mediantallennusyksiköstä 1 avoimen järjestelmän, mikä on merkittävä hyöty verrattuna tunnetun tekniikan suljettuihin digitaalisiin muistijärjestelmiin.

20 Opettajan työasema 7 voi myös kommunikoida rajapinnan ohjaimen .,. 201 kanssa ja edelleen kytkentäyksikön 3 tai audiopaneeleiden 2, 6 kanssa ra- * » ’·’/ japinnan 204 kautta. Kaikki rajapinnan ohjaimelle 201 tai audioverkossa 4 ole- * · · ·’·· ·’ ville laitteille osoitetut komennot tai data reititetään rajapinnasta 204 rajapin- nan ohjaimelle 201. Jos rajapinnan ohjain vastaanottaa itselleen osoitetun 25 komennon, se reagoi komennon mukaisesti. Jos data tai komento on tarkoitet-tu kytkentäyksikölle 3 tai jollekin audiopaneeleista, rajapinnan ohjain lähettää : datan tai komennon kohdelaitteelle datapaketteina. Samoin rajapinnan ohjain • i t 201 lähettää eteenpäin työasemalle 7 minkä tahansa audioverkolta 4 vastaan- ,:, otetun ja opettajan työasemalle osoitetun datan tai komennon rajapinnan 204 ]···, 30 kautta. Tämän ansiosta opettajan työasema voi lähettää viestejä ja komentoja * · mille tahansa järjestelmän laitteelle ja konfiguroida järjestelmää eri harjoituksia v : varten.

* t ·

Opettajan työasema 7 voi sisältää järjestelmänhallintatoiminnon SM ja graafisen käyttöliittymän GUI järjestelmän hallintaa ja ohjausta varten.

* « I

35 Keksinnön eräässä suoritusmuodossa graafinen käyttöliittymä pe rustuu harjoituslähestymistapaan. Harjoituksella tarkoitetaan ennalta määritet- 114881 10 tyä tuntisuunnitelmaa harjoitusta varten, esim. kuullunymmärtäminen ja toisto mallin mukaan. Käyttöliittymäohjelmistolla on oletustuntisuunnitelmina joitakin harjoituksia. Käyttöliittymässä näkyvä harjoituslista voi sisältää yhden tai useamman seuraavista: kuullunymmärtäminen; toisto mallin mukaan; ääneen lu-5 keminen; puhelinkeskustelu; parikeskustelu; ryhmäkeskustelu; simultaanitulkkaus; konsekutiivitulkkaus; vastauksen äänitys sekä monivalinta tai väittämä. Harjoituslähestymistavassa opettaja voi valita harjoituksen, jonka hän haluaa oppilaiden suorittavan. Harjoitus voidaan kohdentaa kaikille oppilaille tai ryhmälle oppilaita. Käyttäjä aloittaa harjoituksen istunnolle eli ryhmälle oppilaita.

10 Vasteena harjoituksen valinnalle käyttöliittymään avautuu paneeli, joka sisältää kaikki ne toiminnot, jotka valitun harjoituksen jatkamiseen tarvitaan. Istun-topaneeli voi sisältää seuraavan toiminnallisuuden: 1) oppilaan valinta; 2) harjoituksen valinta; 3) lähteen valinta; 4) harjoituksen aloitus; 5) harjoituksen lopetus.

15 Harjoitus (proseduuri) on eräänlainen malli oppituntia varten, koska istuntopaneeli on suunniteltu noudattamaan varsinaisen harjoituksen proseduuria. Harjoituksia on hyvin helppo muokata. Lisäksi uusien harjoitusten lisääminen käyttöliittymään on hyvin helppoa. Vain ne toiminnot, joita harjoituksen kussakin vaiheessa tarvitaan, ovat kerrallaan näkyvissä/käytössä.

20 Vaikka keksintö on kuvattu ensisijaisen suoritusmuodon mukaisesti, tekniikkaan perehtyneen tuntemat erilaiset muutokset ja muokkaukset katso- ,1 ,' taan kuuluviksi keksinnön henkeen ja puitteisiin.

• 1 · * 1 · · • · I M ♦ « * 1 1 t · * · • I · t > · 4 t t ‘ 1 t

» I

> i

Claims (20)

114881 11

1. Kielenoppimisjärjestelmä, johon kuuluu useita oppilasaudio-asemia (21-2N) digitaaliseen tallennusyksikköön (1) kytkettyinä, mainittujen op-5 pilasasemien (21-2N) kyetessä itsenäisesti tallentamaan audioäänityksiä mainittuun tallennusyksikköön (1) ja toistamaan sinne tallennettuja audioäänityksiä, tunnettu siitä, että mainittu digitaalinen tallennusyksikkö (1) sisältää erityisen luku/kirjoitus-RAM-puskurin (B0-B63) jokaista oppilas-työasemaa varten (2-i-2n), 10 audiorajapintaohjaimen (201), joka vasteena äänityskomennolle avaa mainitussa digitaalisessa tallennusyksikössä (1) sijaitsevan audiotiedos-ton, puskuroi oppilastyöasemalta (2i-2N) vastaanotetun audiodatan vastaavaan mainittuun erityiseen puskuriin (BO-BN) ja siirtää puskurin sisällön mainittuun avattuun audiotiedostoon, 15 mainittu audiorajapintaohjain (201), vasteena toistokomennolle, avaa mainitussa digitaalisessa tallennusyksikössä (1) sijaitsevan audiotiedos-ton, siirtää tallennetun audiodatan mainitusta, avatusta audiotiedostosta vastaavaan luku/kirjoituspuskuriin (B0-B63) ja lähettää mainitun audiodatan mainitusta vastaavasta puskurista (BO) vastaavalle oppilastyöasemalle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että oppilasasemien (2-i-2n) ja mainitun digitaalisen tallennusyksikön (1) väliset /audiosignaalit ja komennot siirretään datapaketteina audioverkon (4) yli.

: 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen järjestelmä, tunnettu ' * siitä, että 25 mainittu audiorajapintaohjain (201) sisältää erityisen toisen lu- ku/kirjoitus-RAM-puskurin (BO, B2...B62) jokaista oppilastyöasemaa varten masterohjelman äänittämiseksi jostakin toisesta lähteestä (5) vastaavaan toiseen, määritettyyn tiedostoon ja/tai äänitetyn masterohjelman tai tallennetun mediatiedoston toistamiseksi mainitusta vastaavasta toisesta määritetystä au- .···. 30 diotiedostosta.

'** 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että jokaisen oppilaan mainittu erityinen luku/kirjoitus-RAM-puskuripari : (B0-B63) voidaan asettaa äänittämään samanaikaisesti, toistamaan samanai- * · I .·’·/ 35 kaisesti tai toinen puskuri äänittämään ja toinen puskuri toistamaan erilliseen audiotiedostoon ja/tai audiotiedostosta. 114881 12

5. Patenttivaatimuksen 1, 2, 3 tai 4 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu digitaalinen tallennusyksikkö (1) sisältää palvelimen (203) mahdollistaen mainitussa tallennusyksikössä (1) sijaitsevien audiotiedostojen 5 hallinnan tavallisten tiedostonhallintaoperaatioiden avulla tietokoneesta (7) käsin.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu työasema (7) on opettajan työasema ja mainitut tiedostonhallin-taoperaatiot sisältävät äänitettyjen oppilasaudiotiedostojen lataamisen maini- 10 tusta digitaalisesta tallennusyksiköstä (1) ja/tai mediatiedostojen tallentamisen mainittuun digitaaliseen tallennusyksikköön (1) mainituissa oppilasasemis-sa/mainittujen oppilasasemien toistettaviksi (2i-2n).

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen järjestelmä, t u n nettu siitä, että mainittu työasema (7) on kytketty mainittuun digitaaliseen tallen- 15 nusyksikköön (1) muun verkon (8) kuin mainitun audioverkon (4) yli.

8. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-7 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että audioverkko (4) sisältää kytkentäyksikön (3), joka sisältää erityisen portin (31) jokaista mainittua oppilastyöasemaa (2i-2N) varten ja mainittua digitaalista tallennusyksikköä (1) varten, mainitun kytkentäyksikön 20 (3) ollessa konfiguroitu reitittämään mainittuja datapaketteja mainittujen oppilasasemien (2γ2ν) ja mainitun digitaalisen tallennusyksikön (1) välillä.

' " 9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, . : että opettajan työasema (7) voi uudelleenkonfiguroida mainittua kytkentäyksik- ; köä (3) joko suoraan tai mainitun digitaalisen tallennusyksikön (1) kautta. • i 25

10. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-9 mukainen järjestelmä, "· tunnettu siitä, että mainittu digitaalinen tallennusyksikkö (1) sisältää muisti- välineen (202), esimerkiksi kiintolevyn, mainittujen audiotiedostojen tallentamiseksi.

11. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-10 mukainen järjestelmin 30 mä, tunnettu siitä, että mainittu toistokomentoja/tai mainittu äänityskomen- to vastaanotetaan vastaavalta oppilastyöasemalta (2i-2n) tai opettajan tieto- • I · v ·’ koneelta(7).

12. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 6-11 mukainen järjestel- : mä, tunnettu siitä, että mainitussa opettajan työasemassa (7) on graafinen !.. 35 käyttöliittymä (GUI), joka käyttää harjoituslähestymistapaa oppimisharjoitusten ohjaamisessa. 114881 13

13. Digitaalinen tallennusyksikkö kielenoppimisjärjestelmää varten, sisältäen useita oppilasaudioasemia (2r2N) mainittuun digitaaliseen tal-lennusyksikköön (1) kytkettyinä, mainitun tallennusyksikön (1) tallentaessa au-dioäänityksiä ja toistaessa tallennettuja audioäänityksiä, tunnettu siitä, että 5 mainittu digitaalinen tallennusyksikkö (1) sisältää erityisen luku/kirjoitus-RAM-puskurin (B0-B63) jokaista oppilas-työasemaa varten (2i-2N), välineet (201), jotka vasteena äänityskomennolle avaavat mainitussa digitaalisessa tallennusyksikössä (1) sijaitsevan audiotiedoston, pusku-10 roivat oppilastyöasemalta vastaanotetun audiodatan vastaavaan mainittuun erityiseen puskuriin ja siirtävät puskurin sisällön mainittuun avattuun audiotie-dostoon, välineet (201), jotka vasteena toistokomennolle avaavat mainitussa digitaalisessa tallennusyksikössä (1) sijaitsevan audiotiedoston, siirtävät tal-15 lennetun audiodatan mainitusta, avatusta audiotiedostosta vastaavaan lu-ku/kirjoituspuskuriin (B0-B63) ja lähettävät mainitun audiodatan mainitusta vastaavasta puskurista vastaavalle oppilastyöasemalle (2i-2n).

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen yksikkö, tunnettu siitä, että oppilasasemien (2r2iM) ja mainitun digitaalisen tallennusyksikön (1) väliset 20 audiosignaalit ja komennot siirretään datapaketteina audioverkon (4) yli.

15. Patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen yksikkö, tunnettu * » · • ’ erityisestä toisesta luku/kirjoitus-RAM-puskurista (BO, B2...B62) - ί jokaista oppilastyöasemaa varten masterohjelman äänittämiseksi jostakin muusta lähteestä (5) vastaavaan toiseen, määritettyyn tiedostoon ja/tai äänite-“·* "·' 25 tyn masterohjelman tai tallennetun mediatiedoston toistamiseksi mainitusta : · ·: vastaavasta toisesta määritetystä audiotiedostosta.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen yksikkö, tunnettu siitä, että jokaisen oppilaan mainittu erityinen RAM-luku/kirjoitus-puskuripari [ 30 (B0-B63) voidaan asettaa äänittämään samanaikaisesti, toistamaan samanai- * I ’:' kaisesti tai toinen puskuri äänittämään erilliseen audiotiedostoon ja vastaavas- v : ti toinen puskuri toistamaan erillisestä audiotiedostosta.

: 17. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 13-16 mukainen yksikkö, ,[; tunnettu siitä, että l » » !..* 35 mainittu digitaalinen tallennusyksikkö (1) sisältää palvelimen (203) mahdollistaen mainitussa tallennusyksikössä (1) sijaitsevien audiotiedostojen 114881 14 hallinnan tavallisten tiedostonhallintaoperaatioiden avulla tietokoneesta (7) käsin.

18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen yksikkö, tunnettu siitä, että mainittu työasema (7) on opettajan työasema ja mainitut tiedostonhallin- 5 taoperaatiot sisältävät äänitettyjen oppilasaudiotiedostojen lataamisen mainitusta digitaalisesta tallennusyksiköstä ja/tai mediatiedostojen tallentamisen mainittuun digitaaliseen tallennusyksikköön mainituissa oppilasasemis-sa/mainittujen oppilasasemien toistettavaksi.

19. Patenttivaatimuksen 17 tai 18 mukainen yksikkö, tunnettu 10 siitä, että mainittu työasema (7) on kytketty mainittuun digitaaliseen tallennusyksikköön (1) muun verkon (8) kuin mainitun audioverkon (4) yli.

20. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 13-19 mukainen yksikkö, tunnettu siitä, että mainittu digitaalinen tallennusyksikkö (1) sisältää muistivälineen 15 (202), esimerkiksi kiintolevyn, mainittujen audiotiedostojen tallentamiseksi. * * ‘ 9 I I 9 • · > · ' » * • * · t I » I | * » 114881 15