基于J2EE的实践性教学管理平台 ——教学资源管理模块设计与实现---毕业论文

本 科 毕 业 论 文基于J2EE的实践性网络教学管理平台 教学资源管理模块设计与实现Network Practice Teaching Management PlatformBased On J2EEDesign and Implement of Teaching Resources姓 名：陈闽奎学 号：23020051204447学院：软件学院系：软件工程专 业：软件工程年 级：2005级指导教师：邱明助理教授二九 年 六 月摘要网络教学平台由专业人员设计，为教师和学生及管理者提供一个教学、学习、管理环境。实践性教学是大学工科教育的重要环节。然而由于实践性教学与理论教学同步进行，大量的工作由同学在课外完成，同学之间的相互沟通不畅，无法实现知识的有效共享。虽然目前国外已经有一些网络教学平台在一定程度上解决了以上问题，但多数只是针对理论教学的内容，能完成教学过程的基本任务，而对学习小组间的协调的支持不够。因此，从实践性教学各环节的具体内在联系出发，设计与实现一个以培养学生自主学习能力为特色的实践性网络教学平台成为了一个值得研究的课题。本文首先分析了当前教学管理系统建设的现状，在此基础上提出了自己的研究目标和研究思路。系统设计的目的是使得老师的教学更加方便，可以在线发布教学视频和教学课件，可以发布课程通知，发布课程信息等。使助教作业评审可以在网上进行，包括项目的前、中、后分阶段性项目检查。使得同学可以在线共享资源，可以在线进行申报项目，进行项目小组管理。还可以使得学生成绩的计算变得更加多元化、更加方便、也更加公平。本论文着重讨论实践性网络教学平台的教学资源管理模块，从分析需求、建模设计、编码、测试软件工程全过程，对教学资源管理模块进行实现。该模块在系统中起到了一定的作用，将教学资源进行系统化、科学化的分类，构成统一的教学资源库，为教师提供方便、高效的备课功能，为助教提供方便的批改和考核项目，为学生提供内容丰富的优秀的教学资源和方便的团队项目申请等功能。基于JZEE分布式理论，MVC三层和B/S思想。系统的页面层主要采用JSF技术，部分采用RichFaces技术；逻辑控制层采用EJB3.0技术；数据库采用MYSQL语言。关键词：J2EE;网络教学管理平台;教学资源管理AbstractWith the education of the rapid development of information technology, teaching and learning management platform, has gradually become an important teaching tool for teaching aids. Teachers and students in teaching management platform for more and more pressing needs: high-quality teachers in high-efficiency can not be separated from the preparation rich teaching resources; improve the information literacy of students, improve research and problem-solving abilities, develop the same vision from the non - open a powerful management platform. In this way, on the urgent need to establish a management platform for teaching, teaching resources will be systematic and scientific classification, constitutes a unified database of teaching resources for teachers to provide convenient and efficient preparation functions, for teaching assistants to facilitate the marking and assessment projects, for provide students with excellent content-rich teaching resources and convenient features such as team projects. The paper first analyzes the current management system for the construction of teaching the status quo, in this based on the objectives of their research ideas and research. The purpose of system design is to make teachers more convenient, you can video and online courseware teaching, courses can be published to inform, publish course information. Assistant operations so that assessment can be conducted online, including the project before, during and after sub-item inspection stage. Allows students to share resources online, you can declare online project management for project teams. Students can also make the calculation results become more diversified, more convenient, but also more equitable.In this article, focusing on practical teaching platform network management module of teaching resources analysis, the demand from the analysis, modeling, design, coding, testing, software engineering, the whole process of management of teaching resources to enhance the sharing of system resources and utilization. JZEE based on the theory of distributed, MVC and three-tier thinking. Page layer system using JSF technology, part of the use of RichFaces technology; logic control layer using EJB3.0 technology; database using MYSQL language.Key Words: J2EE；Network Teaching Platform; Teaching Resources目录第一章 绪 论11.1 研究背景及选题意义11.2 研究现状及存在问题21.3 主要研究内容31.4 本文结构安排4第二章 系统需求分析与总体设计62.1 系统的需求分析62.1.1系统功能需求62.1.2教学资源管理模块需求82.1.3 数据流分析142.1.4 数据字典172.1.5系统的运行要求172.2 系统总体设计172.2.1网络教学平台的逻辑模型172.2.2 系统总体UI页面导航192.2.3 系统整体架构202.2.4 系统内部的包层次结构212.3本章小结22第三章 系统数据库设计233.1 系统数据分析233.1.1 数据初步分析233.1.2 数据的实体关系图233.2 确定数据表243.3 表关系视图313.4本章小结32第四章 教学资源管理及计分系统的设计334.1组件图334.2教学资源模块设计344.2.1模块类图344.2.2 模块顺序图354.3计分系统的设计384.4本章小结39第五章 教学资源管理模块的实现405.1基本功能405.2学生权限功能405.2.1查看最新教学资源415.2.2查看某课程的教学资源425.2.3下载布置的作业445.2.4提交个人作业455.3助教权限功能465.3.1 查看作业提交情况465.3.2下载已提交作业475.3.3 提交作业打分485.4老师权限功能495.4.1发布某课程的教学资源495.4.2布置作业515.5本章小结53第六章 总结与展望54致谢55参考文献56ContentsChapter 1 Introduction11.1 Background and Significance11.2 Research Status and Problems21.3 The issues of teaching Resources Management Module31.4 Outline of Thesis4Chapter 2 The Overall Design and Analysis62.1 System Requirements Analysis62.1.1 The Solution of The System62.1.2 Functional Structure82.1.3 Data Flow Analysis142.1.4 Data Dictionary172.1.5 Running requirement172.2 System Design172.2.1 Logic model172.2.2 Page Navigation192.2.3 Overall Framework for Decency202.2.4 System Hierarchical structure of the Package212.3 Summary22Chapter 3 The Database Design of the System233.1 Data Analysis of the System233.1.1 Preliminary Analysis of Data233.1.2 Entity Relationship Diagram233.2 Determine the Data Table243.3 The View of the Table Relations313.4 Summary32Chapter 4 Design of Teaching Resources Management334.1 Component Diagram334.2 The Design of Teaching Resources Management344.2.1 Class Diagram344.2.2 System Sequence Diagrams354.3 The Design of Scoring384.4 Summary39Chapter 5 Implement of Teaching Resources Management405.1 Basic functions405.2 Fuctions of the Student right405.2.1 View the latest Teaching Resources415.2.2 View the Teaching Resourses of the Course425.2.3 Download the Homework445.2.4 Upload the Implement Homework455.3 Functions of the Assistant465.3.1 View the Submission of the Homework465.3.2 Download the Implement Homework475.3.3 Marks the Implement Homework485.4 Functions of the Teacher495.4.1 Published Teaching Resources495.4.2 Homework Arrangements515.5 Summary53Chapter 6 Conclusions and Discussion54Acknowledgements55References56Error! No text of specified style in document.第一章 绪 论随着计算机技术和计算机网络技术的发展和普及，基于Internet和Intranet的网络教学蓬勃发展，融合影像、语音和数据等多媒体信息的网络技术的成熟，使通过网络开展多媒体教学获得强大的技术支持。1所谓网络教学，是指基于计算机网络开展的教学活动。网络教学通过网络技术来协助时空分离的教师和学生共同完成课堂教学交互活动并实现学生自主化学习。2本部分先从实践性教学平台的研究现状以及存在的问题加以阐述，最后对本文研究内容以及本文结构安排等进行总体阐述。1.1 研究背景及选题意义随着计算机技术和网络技术的发展和普及，基于Internet和Intranet的网络教学蓬勃发展。融合影像、语音等多媒体信息的网络技术的日渐成熟，为开展网络教学提供强大的技术支持。所谓网络教学，是指基于计算机网络开展的教学活动。网络教学通过利用网络技术来协助时空分离的教师和学生共同完成交互教学活动，并实现学生的自主化学习1,2。基于计算机网络技术和多媒体技术的现代网络教学，是传统课堂教学能力上的延伸，也是网络环境下共享信息资源的重要方式11。我国各高校在这样一个信息化发展趋势下也纷纷开展了大量的网络教学研究工作。当前多数高校十分重视学校校园网的建设，己经做了大量的基础硬件设施建设工作；同时，各高校还拥有大量的教学信息和资源，如教学课件、教学模式、论文文献等。当务之急是如何将软硬件条件有效地结合起来为教学服务，因此，一个网络教学辅助平台的建立势在必行。网络教学平台由专业人员设计的，为学生、教师及管理者提供一个集学习、教学、教学信息管理于一体的，为课堂教学提供课外辅助的虚拟的教学环境7。利用这个平台，教师可以有效地编写并管理属于自己的网上课程，将他们多年教学方面的知识和经验整合到网络课程的设计中，将主要精力投入到教学内容的更新、教学策略的实施上，而不用考虑网页本身的制作和网站的建设过程；学生也能方便的利用平台辅助相关课程的学习。实践性教学是大学工科教育的重要环节。实践性教学帮助巩固学生所学的理论知识，培养学生的开放性思维以及独立分析和解决问题的能力，实现课程体系的纵向连贯性和系统性。然而由于实践性教学与理论教学的同步进行，导致了大量的工作要由学生在课外完成，学生之间的沟通不畅，难以实现知识信息的有效共享。与此同时，任课教师缺乏有力的手段对于实践性教学进行监督和管理，从而无法准确了解学生在实践性教学中的学习状况1,5,6。基于Web的网络教学平台是解决以上问题的有效途径之一。目前，国外的多数网络教学平台主要是对理论教学的内容的补充，只能完成教学过程的基本任务，如教学通知的发布等，而对于学生之间的协调支持不够、对收集到的数据的分析不精确、不全面6。尤其是这些平台在设计中缺乏实践性教学理念和教学策略的渗透，缺乏对于教学过程的支持和对学生在实践过程中自主学习的引导，没有体现出实践性教学活动中各要点之间的内在联系。本研究正是基于这种情况下提出的。开发网络教学辅助平台这一工作，将充分利用各高校软硬件教学资源，简化教学工作中复杂的信息管理方式，辅助教学工作的顺利开展。1.2 研究现状及存在问题随着计算机技术和网络技术的飞速发展，互联网上的各种应用应运而生。网络教学是目前网络应用的一个重要发展方向。网络教育是一种新型的教育模式。这种教育模式以网络课程为依托，以现代教育思想为理论指导，以现代信息技术为手段。网络课程是网络教育的重要载体，其设计开发既要充分发挥网络技术的优势，又应该符合现代教育思想。几年前，美国等国家的很多高校都曾计划尝试利用网络来进行远程教育，一些学校还开设了虚拟大学。几年过去了，随着网络泡沫的破灭，很多虚拟大学、远程教育纷纷倒闭，但是，利用网络进行辅助课堂教学的大学却越来越多，这种辅助方式的发展势头也越来越好。目前，在发达国家的多数大学里，利用网络教学平台辅助课堂教学已经成为大学教育不可或缺的手段9。网络辅助教学是指将网络作为教学活动的辅助手段来实现教学过程的教学模式，它是总体教学环境中一个积极有益的补充部分4,5,6。相对于传统教学方式而言，网络辅助教学活动的中心仍然是教师和学生，教学活动的环境还是学校。但是，采用网络来辅助教学，与单纯的传统教学方式相比，发生了以下变化12:1.教学观念由以前的教师为主体的观念，改变为教师为主导、学生为主体的“双主”方针，树立了开放式教育和学生自主学习的观念。2. 教学环境由以前的课堂为主的教学环境改变为由课堂、电脑、网络等多种媒介组合在一起的教学环境。3. 教学手段由黑板加粉笔的传统手段改变为电子讲义、多媒体课件、网络交互教学等多种方式。4. 教学方法由以前的以讲授型为主，变成了现在的自主型、协作型、资源型、探索型、研究型的教学方式，对于现代教育方法的改革起到巨大的促进作用，这是最重要的变化。另外，目前我国各高校网络辅助教学的开展良莠不齐，大多数高校还停留在简单的静态网站的方式，即将一些教学的讲义、课外阅读资料、课视频等多媒体资源做成连接放到网页上，供学生浏览和下载，这是一种比较初级的方式，不能发挥网络教学的许多优势。而且每门课程均要建立对应的网页，使网络课程缺乏统一的模式并不易于管理；网页的建设存在大量重复的工作，严重浪费了人力资源10,11。由此可见，面对现今网络的逐渐普及以及网络资源越发丰富的情况，如何更好地利用网络为我们的教学提供服务，是当前教育者急待考虑的问题。1.3 主要研究内容网络课程作为教学的辅助手段，在各个高等院校内日益受到教师和学生的重视，已经逐步成为教学过程的重要支撑。由于目前大部分多媒体教室没有充分利用网络资源，仍旧不能摆脱以教师讲课为主的教学模式，因此设计和开发网络教学平台势必会成为各高校教学工作的重要组成部分6。根据当前网络教学平台存在的问题，依据当代教学理论和计算机技术的理论与实践，建立一个网络教学平台（以下简称“平台”）将主要在如下几个方面做出研究17：1. 针对现有平台缺乏协作设计的现状，本平台将设计一个系统对课程的项目采用分组的形式，以小组为单位进行项目开发，从而形成小组内与小组间协作学习的局面。2. 针对现有网络教学环境交互性不强的问题，本平台将包含一些具有交互功能的模块，如答疑模块和教师作业点评模块等，不仅能实现最基本的师生交互功能，还能灵活的实现学生之间、教师之间、学生和教师之间的多种交互。3. 针对现有网络教学设计中存在的教师对学生学习情况以及项目开发进度缺乏详细了解的问题，在本平台中，学生可以提交本人的作业和项目开发进度情况，教师可查看到所有学生的学习情况，并可以对所提交的作业给予点评，给出详细的学习指导与建议，及时反馈给学生；教师还可以查看到当前项目的整体开发进度以及个人开发进度，并给予学生一定的指导14,16。4. 针对现有平台实用性不强的状况，在本平台的设计和开发的过程中，将遵循严格以教学理论为指导、时刻与教学实际相联系的原则。本平台主要是针对高校工科实践性课程专门设计的，因此，在整个平台搭建过程中，将始终以平台使用起来的实用性及今后的可扩展性作为首要的考虑，并会特别针对此类课程在未来的网络教学中所需要达到的功能而进行设计与实现3,7,8,10。5. 针对大多工科项目的提交与审查都是通过FTP服务器的方式或是项目文档的方式，在本平台中将提供项目提交管理机制，从而有效解决此问题，节省了大量的重复手工操作与时间。教学资源管理模块提供了教师发布教学课件和教学课件，可以让教师的备课更加的高效，对所有的课程提供了统一的管理。助教可以利用网络解决作业的批改和项目的审核功能，改变了过去必须现场收作业、批改作业等麻烦的工作。利用高效的网络教学资源，学生可以提前进行更加充分的教学预习和课后复习准备考试 13,15,18。1.4 本文结构安排本文重点讨论了基于J2EE实践性网络教学平台的设计与实现，共分六章，主要内容安排如下：第一章 绪论。介绍了课题研究背景及实际意义、网络教学平台的研究现状以及存在的问题等，最后阐述了本文的研究内容和结构安排。第二章 需求分析和总体设计。通过用例来确定系统总体和学习交流模块的功能性需求，接下来通过数据流图、数据字典进一步分析系统的功能要求，最后阐述了系统的一些非功能性需求。第三章 数据库设计。对系统的相关数据进行组织和分类，理清他们之间的逻辑关系，并设计后台数据库来映射数据之间的关系。第四章 教学资源管理模块详细设计，包括了该模块的组件图、类图、顺序图以及其对应的相关说明。第五章 教学资源管理模块的实现，展示模块的实现成果，以及该模块的使用方式和规则。第六章 总结和展望。总结已经取得的研究成果，分析该系统尚待优化之处，并对该系统的进一步研究进行展望。第二章 系统需求分析与总体设计2.1 系统的需求分析针对国内外网络教学平台应用的现状与存在问题分析后，提出具有协作性特色的实践性网络教学平台的解决方案，根据项目的功能需求、性能需求、数据字典、系统运行等方面要求生成平台的需求分析。2.1.1系统功能需求根据系统的需求分析，采用用例图表述系统的功能需求。整个系统的用例图：以权限为准则，角色为对象划分系统用例。1.管理员用例图图2-1：管理员用例图2.教师与助教用例图图2-2：教师和助教用例图3.组长与学生用例图图2-3：组长和学生用例图4.角色关系从管理员、教师、助教、组长、学生之间的权限依次递减。从权限角度出发，各角色之间有继承关系，如下图所示：图2-4:角色关系图2.1.2教学资源管理模块需求教学资源管理模块的用例及用例图:模块按照角色可以分成三个部分，编写系统的用例，采用面向对象分析方法和UML统一建模语言画出用例图。 教师部分：用例UC1：发布教学课件范围：教师级别权限可操作的范围级别：教师主要参与者：教师 、验证系统、权限系统涉众及其关注点： 教师：希望能够查看最新发布的教学课件，能够根据发布某一个课程的教学课件。 系统：希望能够得到正确的输入数据，将文件存在服务器的储存空间上。前置条件：教师必须经过确认和认证，输入的数据格式正确。主成功场景：l 教师以教工号和密码成功登陆系统l 教师查看最新发布的课件材料l 教师查看某个课程的课件，并在课件列表页面，上传一个符合课件格式的文件。以下是用例图UC1：发布教学课件图2-5：发布教学课件用例图用例图UC2:发布教学视频范围：教师级别权限可操作的范围级别：教师主要参与者：教师 、验证系统、权限系统涉众及其关注点： 教师：希望能够查看最新发布的教学视频，能够根据发布某一个课程的教学视频。 系统：希望能够得到正确的输入数据，将文件存在服务器的储存空间上。 前置条件：教师必须经过确认和认证，输入的数据格式正确。主成功场景：l 教师以教工号和密码成功登陆系统l 教师查看最新发布的视频材料l 教师查看某个课程的教学视频，并在视频列表页面，上传一个符合视频格式的文件。以下是用例图：图2-6：发布教学视频用例图用例图UC3:布置课程作业范围：教师级别权限可操作的范围级别：教师主要参与者：教师、验证系统、权限系统涉众及其关注点： 教师：希望能够查看课程发布的所有作业，能够发布新的课程作业。 系统：希望能够得到正确的输入数据，将文件从本地上传到服务器。前置条件：教师必须经过确认和认证。主成功场景：l 教师以教工号和密码成功登陆系统l 教师查看课程发布的所有作业l 教师可以布置某个课程的作业以下是用例图：图2-7：布置课程作业用例图 助教部分：用例图UC4:给作业打分范围：助教级别权限可操作的范围级别：助教主要参与者：助教、验证系统、权限系统涉众及其关注点： 助教：希望能够查看提交的所有作业，能够给作业评分。 系统：希望能够得到正确的输入数据，插入、修改数据库数据并将文件从本地上传到服务器。前置条件：助教必须经过确认和认证。主成功场景：l 助教以注册号和密码成功登陆系统l 助教查阅所有提交作业l 助教给提交的作业打分以下是用例图：图2-8：打分作业用例图 学生部分：用例图UC5:下载教学课件范围：学生级别权限可操作的范围级别：学生主要参与者：学生、验证系统、权限系统涉众及其关注点： 学生：希望能够查看最新发布的教学课件，能够查看并下载某个课程的教学课件。 系统：希望能够得到正确的输入数据，将文件从服务器导出到本地。 前置条件：学生必须经过确认和认证。主成功场景：l 学生以学号和密码成功登陆系统l 学生查看最新发布的课件材料图2-9：下载教学课件用例图用例图UC6:下载教学视频范围：学生级别权限可操作的范围级别：学生主要参与者：学生、验证系统、权限系统涉众及其关注点： 学生：希望能够查看最新发布的教学视频，能够查看并下载某一个课程的教学视频。 系统：希望能够得到正确的输入数据，将文件从服务器导出到本地。前置条件：学生必须经过确认和认证。主成功场景：l 学生以学号和密码成功登陆系统l 学生查看最新发布的教学视频l 学生查看某个课程的教学视频，并在视频列表页面中，下载教学视频到本地系统上。以下是用例图：图2-10：下载教学视频用例图用例图UC7:提交作业范围：学生级别权限可操作的范围级别：学生主要参与者：学生、验证系统、权限系统涉众及其关注点： 学生：希望能够查看布置的作业，能够看到什么同学已经提交了。提交自己已经完成的作业。 系统：希望能够得到正确的输入数据，将文件从本地上传到服务器。前置条件：学生必须经过确认和认证。主成功场景：l 学生以学号和密码成功登陆系统l 学生查看作业和已经提交的作业l 学生提交自己的作业到服务器以下是用例图：图2-11：提交作业用例图2.1.3 数据流分析整个实践性网络教学平台从网页接受用户输入的命令或是数据，经过后台一系列的加工和处理，再以网页的形式呈现给用户。以下是针对当前系统逐步深化的数据流图：1.第0层数据流图系统从用户处接收到的消息都是从网页上输入的数据或是从网页上发起的命令，而数据在经过系统后台一系列处理之后得到的结果最终仍是以网页的形式反馈给用户。因此，得到的该平台的第0层DFD如图2-6所示。图2-12：系统第0层DFD图2.第1层数据流图系统主要分为教学资源管理模块、阶段性检查模块、学习交流模块（即活跃度管理模块.成绩计算模块以及权限验证模块。其中，各个模块负责响应从用户处发来的各自的请求，如成绩计算模块负责接收用户的关于成绩计算的请求。接收到请求之后的模块根据请求的不同从数据库得到不同的数据，然后对数据进行组织和转化，以得到用户可以理解的内容，最终以网页的形式显示数据处理的结果。数据流图如图2-7所示。图2-13：第1层DFD图3.第2层数据流图教学资源管理模块教学资源管理模块，目的在于对所有教学资源进行管理。学生可以查看最新发布的教学资源包括教学课件和教学视频，为了区别课件和视频需要传递一个标志信息；可以查看最新发布的教学资源；可以查看布置的作业列表，已提交的作业列表；可以提交完成的作业。助教可以给已经提交的作业打分。老师可以发布教学资源，布置课程作业。为了区别信息还需要传递一个用户权限的数据。图2-14：学习交流模块数据流图2.1.4 数据字典用户信息=用户的账号+用户密码+用户权限。用户命令=用户点击按钮或链接传递的参数。课程信息=编号+课程名。教学资源信息=编号+标志+描述+标题+发布人+文件名。布置的作业信息=编号+发布人+文件名+第几次作业+发布人+截止时间。提交的作业信息=编号+问题描述+提交时间+文件名。2.1.5系统的运行要求此网络教学平台满足了网络课程系统的一个基本要求：所开发的课程应该可以在标准浏览器下阅读，不需要用户安装特别的插件。更进一步的要求是不仅所产生的课程可以在多个操作系统平台上使用，网上课程开发系统本身也应该可以在多个操作系统平台上运行。因此系统采用的是基于J2EE技术可跨平台，可以在Windows 95/NT、Windows XP/Unix/ Linux上运行。硬件环境：操作系统必须是windows2000以上，256M内存配置：为了更好更快地运行，尽量采用内存较大的电脑。服务器：由于有视频教学视频文件的存放，要求服务器的存储空间尽可能的大。客户端：采用B/S架构模式开发，只需要求客户端能运行浏览器的环境便可，软件环境：服务器端：系统采用MYSQL数据库，为了管理员操作方便可以安装数据库可视化软件(如Navicat for MYSQL)。客户端：由于系统是基于B/S架构进行开发的，因此客户端需要安装浏览器。目前只在windows XP, IE7.0环境测试过。2.2 系统总体设计需求分析之后进行设计，采用架构图、页面导航图、包图的顺序进行，对整个系统做一个总体上的设计。2.2.1网络教学平台的逻辑模型系统基本的逻辑模型如下：网络教学平台教师模块kukua块学生模块交流模块上传课件添加视频发布作业新建项目课程公告答疑系统参加人数项目名称项目报名时 间项目报名截止日期浏览课程选择课程课程学习参加项目提交作业查看点评图2-15：系统基本逻辑模型2.2.2 系统总体UI页面导航由于系统采用的是B/S架构，因此如何给用户提供一个逻辑清晰的页面导航规则是至关重要的。下面是本系统的总体页面导航图：图2-16：系统总体UI导航图2.2.3 系统整体架构1. 采用J2EE框架的原因在传统C/S模式中，客户端担当了过多的角色而显得臃肿，在这种模式中，第一次部署的时候比较容易，但难于升级或改进，可伸展性也不理想，而且经常是基于某种专有的协议，通常是某种数据库协议。这使得重用业务逻辑和界面逻辑变得非常困难。J2EE技术的出现使得部署出现新的方法，使用多层的分布式应用模型，应用逻辑按功能划分为组件，各个应用组件根据他们所在的层分布在不同的机器上。组件使得开发变得更加容易，使得模块间耦合性降低，内聚性提高。这种基于组件，具有平台无关性的J2EE 结构使得J2EE 程序的编写十分简单，因为业务逻辑被封装成可复用的组件，并且J2EE 服务器以容器的形式为所有的组件类型提供后台服务。J2EE采用分布式访问。所谓分布式就是指数据和程序可以不位于一个服务器上，而是分散到多个服务器，以网络上分散分布的地理信息数据及受其影响的数据库操作为研究对象的一种理论计算模型。分布式访问，使得更加容易实现数据对象的共享服务，让开发人员编制高性能的系统，极大地提高了整体部署的伸缩性。与传统的的C/S模式不同，典型的J2EE采用四层的结构来实现分布式： 运行在客户端机器上的客户层组件。 运行在J2EE服务器上的Web层组件。 运行在J2EE服务器上的业务逻辑层组件。 运行在EIS服务器上的企业信息系统层软件2. 本系统的技术选择在本平台的开发中，我们采用了JSF + EJB 3.0 + MYSQL的组合模式。JSF，全称为Java Server Faces，是一种用于构建Java Web 应用程序的标准框架(是Java Community Process 规定的JSR-127标准)。 它提供了一种以组件为中心的用户界面(UI)构建方法，从而简化了Java服务器端应用程序的开发。由于由Java Community Process (JCP) 推动， 属于Java EE 5中的技术规范，而受到了厂商的广泛支持。EJB，全称是Enterprise Java Beans，是一种技术规范，定义了一个用于开发基于组件的企业多重应用程序的标准。它包含了Session Bean，Entity Bean，MessageDriven Bean，支持远程调用，还自带事务功能。MySQL是一个小型关系型数据库管理系统，开发者为瑞典MySQLAB公司，在2008年1月16号被Sun公司收购。MySQL被广泛地应用在Internet上的中小型网站中。由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，尤其是开放源码这一特点，许多中小型网站为了降低网站总体拥有成本而选择了MySQL作为网站数据库。3. 系统总体架构如前所述，本系统采用J2EE体系结构，综合JSF、EJB3.0等技术，并利用JSP技术来编辑网页，同时还选择Mysql来管理数据。系统的总体结构见图2-8。图2-17：J2EE四层结构模型2.2.4 系统内部的包层次结构由于本系统在前端采用JSF技术用于同用户交互，而在后台依靠EJB技术操作数据库，这其中涉及到了大量的数据和逻辑，因此，需要采用一个统一的架构，从而更好的组织业务逻辑和数据。以下是整个系统采用的包层次结构图：图2-18：系统包层次图2.3本章小结本章分析了整个系统的需求分析，按照功能需求，用例分析，数据流分析，数据字典，系统的运行要求这几个方面进行，经过分析需求的内容可以满足用户的要求；总体设计首先分析了系统的逻辑结构，之后画出系统的预想导航图，分析了系统的整个架构和包的层次关系。第三章 系统数据库设计3.1 系统数据分析编写了数据流图、数据字典之后，开始对系统的数据进行分析，设计出系统的数据库。3.1.1 数据初步分析数据库的设计整个系统的关键，系统的操作大部分时间都在执行数据库数据的输入、读出工作。设计好数据库的关键在于搞清楚需求，弄清数据的流向。根据需求，可以得出系统需要以下信息： 课程性网站教学平台需要课程信息表。 网站有一个登陆系统，需要用户表登记用户信息。 教师、学生信息中有一个专业系别，我们设置一张部门表。 教师发布课程课件和视频，对于教师而言都属于上传材料，对于学生而言都属于下载材料，所需属性基本相同，所以设计成同一个视频课件表，添加一个标记予以区分。 教师为课程发布项目，需要项目表。 教师发布作业，但学生也提交作业，所以为了区别我们分为布置的作业表。 教师发布课程通知，需要一个课程通知表。 学生提交作业，需要一张完成的作业表。 项目必定是由一个团队开发完成的，有一张团队表。 学生申请小组时候需要审批，所以设置一张用户群状态表，表明学生在团队中的状态，分为拒绝、通过。 学生有问题希望能到答疑区去提问，所以设置与论坛相关的表格关联到每一门课程。论坛由最基本的元素构成：版块、主贴、回帖。所以设置三张表格：论坛表、主贴表、回帖表。 助教检查时根据项目的进度，设置一个项目进度表。 助教检查完要给出分数与评论，所以需要评论表，包括给出的分数，检查的小组属性等信息。3.1.2 数据的实体关系图根据以上的分析，并结合教学的实际情况，得到如下实体关系（E-R）图：图3-1：实体关系图3.2 确定数据表关系型数据库是当前广泛应用的数据库类型，本系统即按照关系数据库设计的要求和标准设计。关系数据库设计是对数据进行组织化和结构化的过程，核心问题是关系模型的设计。简洁、结构明晰的表结构对数据库的设计是相当重要的。规范化的表结构设计，在以后的数据维护中，不会发生插入、删除和更新时的异常。要设计规范化的数据库，就要求我们根据数据库设计范式，也就是数据库设计的规范原则来做。一般情况下，要满足范式的前三级标准，即：第一范式（1NF）：数据库表的每一列都是不可分割的基本数据项，同一列中不能有多个值，即实体中的某个属性不能有多个值或者不能有重复的属性。第二范式（2NF）：第二范式（2NF）是在第一范式（1NF）的基础上建立起来的，满足第二范式（2NF）必须先满足第一范式（1NF）。第二范式（2NF）要求数据库表中的每个实例或行必须可以被唯一的区分，即若R1NF，且每一个非主属性完全函数依赖于码，则R2NF。第三范式（3NF）：满足第三范式（3NF）必须先满足第二范式（2NF）。若R3NF，则每一个非主属性既不部分依赖于码，也不传递依赖于码。根据提炼的数据信息，按照数据库设计范式，确定本系统数据表如下：用户信息表（User）用于保存用户信息，包括学号、密码、权限、联系方式等。如表3-1所示：表3-1：用户信息表列名称描述类型主键(PK)或外键(FK)Allow Nulluser_id用户编号intPKNoname用户姓名Varchar(255)Nolevel用户权限intNopassword用户密码Varchar(255)No student_number学生号/教工号Varchar(255)Nophone用户电话Varchar(255)email用户邮箱Varchar(255)department_id用户所属的年级intFK2发布作业表（HomeworkRequest）该表用于记录老师布置的作业的信息，并提供给学生查看和下载。如表3-2所示：表3-2：发布作业表列名称描述类型主键(PK)或外键(FK)Allow Nullhomeworkrequest_id作业编号IntPKNourl作业所在路径Varchar(50)Nopublisher发布人Varchar(50)Nocourse_time第几次作业IntNopublishdate发布时间DatetimeNodeadline截止时间DatetimeNocourse_id课程编号IntFKNo3提交作业表（HomeworkSubmit）该表用于记录学生提交作业的信息，供老师评阅。如表3-3所示：表3-3：提交作业表列名称描述类型主键(PK)或外键(FK)Allow Nullhomeworksubmit_id提交作业编号IntPKNodescription用于描述自己做作业中遇到的问题Varchar(255)publisher发布人Varchar(50)Nosubmit_date提交时间DatetimeNosubmit_url文件名Varchar(50)homeworkrequest_id布置的作业编号IntFK4课件和视频发布表（Videoslide）该表用于记录老师上传的视频和课件的信息，以供学生下载。如表3-4所示