基于struts的《rational可视化模式》学习环境的设计与实现 毕业设计

JIUJIANGUNIVERSITY毕业论文题目基于STRUTS的RATIONAL可视化模式学习环境的实现英文题目THEREALIZATIONOFLEARNINGENVIRONMENTOF“RATIONALVISUALMODEL“BASEDONSTRUTS院系信息科学与技术学院专业计算机科学与技术姓名陈建云班级学号A081133指导教师杨振宇二一二年五月摘要随着现在网络教学的快速发展，教学和学习的环境都有了比较大的变化。基于网络的教学相对于传统的教学有两个明显的特征。首先，网络教学师生间可以实现互动，反馈和交流都比传统的教学更方便、更有效率；其次，可共享的丰富的网络教学学习资源给师生提供了有利的学习支持。系统采用当前最流行的JSP在线编程技术，结合当前最流行的STRUTS框架，可以实现数据的高效、动态、交互访问。系统的用户可分成管理员、教师、学生三个角色，管理员可以添加教师和学生的信息、发布公告，教师可以上传课件、批阅学生试卷，学生可以在线交流、在线测试。基于STRUTS的RATIONAL可视化模式学习环境的实现，使得教师和学生可以实现互动，学习资源能够共享，学生能够在线自测，从而达到学生能够在线学习RATIONAL可视化模式这门课程的目的。关键词可视化模式，在线学习，框架技术ABSTRACTWITHTHERAPIDDEVELOPMENTOFONLINETEACHING,TEACHINGANDLEARNINGENVIRONMENTHASARELATIVELYLARGECHANGEWEBBASEDTEACHINGHASTWODISTINCTFEATURESCOMPAREDTOTRADITIONALTEACHINGFIRST,THENETWORKTEACHINGBETWEENTEACHERSANDSTUDENTSCANINTERACTMORECONVENIENTTHANTHETRADITIONALTEACHINGOFTHEFEEDBACKANDCOMMUNICATION,MOREEFFICIENTSECOND,SHAREDAWEALTHOFONLINETEACHINGLEARNINGRESOURCESTOTEACHERSANDSTUDENTSTOPROVIDEACONDUCIVELEARNINGSUPPORTTHESYSTEMUSESTHEMOSTPOPULARJSPONLINEPROGRAMMINGTECHNOLOGY,COMBINEDWITHTHEMOSTPOPULARSTRUTSFRAMEWORK,YOUCANACHIEVEDATAEFFICIENT,DYNAMIC,INTERACTIVEACCESSTHEUSERSOFTHESYSTEMCANBEDIVIDEDINTOTHREEROLESOFADMINISTRATORS,TEACHERS,STUDENTS,ADMINISTRATORSCANADDTHEINFORMATIONOFTEACHERSANDSTUDENTS,ISSUEDAPUBLICNOTICE,TEACHERSCANUPLOADCOURSEWARE,MARKINGSTUDENTPAPERS,STUDENTSCANCOMMUNICATEONLINE,ONLINETESTINGTOACHIEVETHELEARNINGENVIRONMENTBASEDONTHESTRUTS“RATIONALVIDEOMODE,MAKINGTEACHERSANDSTUDENTSCANINTERACT,LEARNINGRESOURCESCANBESHAREDONLINESELFTEST,STUDENTSWEREABLETOACHIEVETHESTUDENTSTOONLINELEARNING“RATIONALVISUALMODE“THISCOURSEPURPOSEKEYWORDSVISUALIZATIONMODE,ONLINELEARNING,FRAMEWORKTECHNOLOGY目录摘要IABSTRACTII第一章绪论11系统开发背景及目标112论文组织结构113小结2第二章可行性研究21经济可行性322技术可行性323操作可行性424小结4第三章系统需求分析31课程学习环境实现分析532系统功能需求分析633系统用例模型分析734系统业务活动分析1435系统性能需求1636小结17第四章系统设计41系统设计目标1842功能模块设计1943数据库设计2244类图设计2745小结31第五章系统实现51在线测试模块的实现3252在线交流模块代码的实现3453文件上传下载模块代码的实现3554留言板模块代码的实现3755公告模块代码的实现3856小结40第六章系统测试61在线测试模块测试4162数据录入测试4363数据查询测试4464小结44总结与展望46致谢47参考文献48第一章绪论课程在线学习环境的实现，扩展了学生学习某门课程的途径，从而达到老师不用在课堂上教学，学生也能够和老师互动，高效学习某门课程的目的。11系统开发背景及目标近年来我国高校信息化建设取得了巨大的成就，主要表现在所有高校都接入了INTERNET，绝大部分高校建成了自己的校园网，主管部门和高校自身在这方面也投入巨大的人力和物力。校园综合信息平台是数字化校园得以实现的基础，这也是各高校校园网未来发展的趋势，它的实现也是以网络为基础的，利用先进的信息化手段和工具，实现从硬件环境（如设备、教室、办公室等）、到教学资源（如图书杂志库、教案讲义库、软件课件库等）全部数字化。虽然国内大多数院校的硬件环境、管理和部分教学资源已经实现网络化，但是对于教学活动仍停留在人工的水平上，在线教学平台就是在这种情况下应运而生的。对于在线学习环境的实现，它提供了一些教学活动所需的资源，学生课后可通过网络下载课件、在线交流等，从而实现了教师和学生的交流与互动，提高了教学质量。学校里教师上课是人工的，但其它如教案、课件和答疑等都可以通过网络实现，避免了教师因公务繁忙而不能及时解决学生问题的冲突，同时也能调动学生自主学习的积极性，有助于教学活动的高效进行，而国外也正是这样做的。系统主要实现了教师和学生的信息管理，公告管理，资源的上传和下载，在线交流，在线自测等功能，从而弥补校园网对教学活动支持的不足，有利于教学活动的更有效地进行。通过学习环境平台的实现，老师和学生能够高效互动，学生能够达到在线学习的目的。12论文组织结构在论文中第一章主要是介绍基于STRUTS的RATIONAL可视化模式学习环境实现的开发背景，以及开发的目标1。第二章主要介绍了系统的可行性，包括经济可行性，技术可行性，操作可行性，其中技术可行性，重点分析了系统中使用到的STRUTS框架2。第三章主要介绍了系统的需求分析，包括系统的功能需求，用例模型分析，系统的业务活动以及系统的性能分析。第四章主要介绍系统的设计，包括系统的设计目标，功能模块的设计，数据库的设计，类图设计。第五章主要介绍了系统的实现，包括在线测试模块的实现，在线答疑模块的实现，文件上传下载模块的实现，留言板模块的实现，公告模块功能的实现。第六章主要介绍系统的测试，包括在线测试模块的测试，以及其他的测试方法。第七章主要介绍了对系统开发的总结和展望。总之，系统的论文结构，经过了大量软件开发资料的调研，包括系统的开发目的及背景，系统的需求分析，系统的设计，系统的实现，以及最后系统的测试。13小结这一章节主要就是介绍了一下系统开发的背景以及目的，系统的开发是为了加快学生在线学习课程的进度，通过学习环境平台的实现，老师和学生能够互动。学生能提出自已的疑问。首先论述了在线学习的开发背景，只有很好的了解了当前高校在线学习的现状，那样才能对系统前期的工作任务进行一个很好的规划，才能明确学习环境实现的设计理念以及改善系统要达到的目标。其次，介绍了系统开发的目标，明确了要将系统设计成学生和老师互动的平台，通过这个平台，学生能够下载老师的课件，能够提出自已的问题，能够实现简单的在线测试，同时学生也能够查看管理员发布的公告，查看教师或者其他同学的留言，并且给予回复。老师能够上传课件或者上传有关学习资料，对学生提出的问题进行解答，同时也能够批阅学生的试卷，同时教师也能够查看管理员发布的公告，查看学生的留言，并且给予回复。而管理员能够实现对学生、老师的管理，能够发布公告。从而达到了在线高效学习某门课程的目的。最后重点介绍了论文的组织结构，通过这个结构，能够快速浏览论文，能够很快的明白系统开发的流程，对于后期系统的代码开发能够有指明灯的作用，开发时可以少走弯路。第二章可行性研究学习环境的实现，需要考虑资金的投入，分析需要使用到的技术，下面将从经济可行性，技术可行性以及操作可行性对系统开发进行探讨和研究。21经济可行性学习平台环境的实现不需要投入太多的资金，并可以节省大量的人力和物力去实现教学的每个环节，可以提高教学的工作效率，可以有效地改变教学环境。学生不需要花费任何经济费用就可以下载老师的课件，可以提出自已不懂的问题，并且能够加入到对问题的讨论中去，从而达到学习某门课程的目的。22技术可行性学习平台环境的实现利用了计算机和网络，利用了UML建模语言，进行用例建模3。同时使用面向对象的思想，进行开发4。开发环境需要J2SDK，ECLIPSE的插件MYECLIPSE，后台数据库为MYSQL，最后通过TOMCAT进行发布5。系统主要是使用JAVA在STRUTS框架下实现的。STRUTS架构实际上是建立在MODEL2（即JSP设计模式2，是传统的JSP设计模式，综合应用了JSP、SERVLET和JAVABEAN技术）基础之上的，其实现方式如图21STRUTSMVC结构图所示。图21STRUTSMVC结构图（1）CONTROLLER控制器CONTROLLERSERVLETBUSINESSLOGICACTIONCLIENTBROWSERMODELAPPLICATIONSTATEVIEWJSPSTRUTSCONFIGXMLHTTPRESPONSEDISPATCHERRHTTPREQUESTUPDATEFORWARDSTRUTS中的CONTROLLER控制器部分是通过专门的SERVLET来实现的，该SERVLET是一个STRUTSAPI中提供的ACTIONSERVLET类型的实例，ACTIONSERVLET类继承了JAVAXSERVLETHTTPHTTPSERVLET类，因此该类的实例可以和普通的SERVLET一样工作，作用是接收客户端浏览器的请求，然后选择执行相应的业务逻辑，再把响应结果送回到客户端。（2）MODEL模型MVC系统中的MODEL模型部分一般由JAVABEAN组成。对于复杂的系统也可以使用EJB（ENTITYBEAN和SESSIONBEAN）等组件来实现系统状态维护。这种业务逻辑的细分可以增强代码的可重用性。（3）VIEW视图STRUTS中的VIEW视图部分依然可以采用JSP来实现。此外，STRUTS还提供了丰富的自定义标记库，VIEW部分使用这些自定义标记同样可以实现与MODEL部分的有效交互并能够增强显示功能。通过搭建了开发环境，按照上面基本流程编写了部分STRUTS框架下的代码并运行成功，证明学习环境平台的实现在技术上完全可行。23操作可行性学习平台操作简单、方便，参与的角色分别为管理员、老师、学生，他们只需有一些计算机操作的常识即可。系统使用的过程中，并不需要使用者掌握太多的相关开发技术，也可以完成在线学习课程的任务。24小结这一章主要介绍了系统开发的可行性。首先分析的是经济可行性，开发学习平台环境的实现，要考虑到投入资金，是否在可以承受的范围之内。RATIONAL可视化模式学习环境的实现，不需要投入大量的人力和物力，学生不需要花费任何经济费用就可以下载老师的课件，进行复习。其次分析了技术可行性，系统主要是使用JAVA在STRUTS框架下实现的。最后分析了操作的可行性，系统操作简单、方便6。第三章系统需求分析系统需求分析的目的是通过对系统进行调查与研究，开发人员对系统的功能和实现目标有了清楚的理解与深刻的认识，并从中对系统进行一系列的约束。论文中包括课程学习环境实现分析，系统的功能需求分析，系统中的用例模型分析，系统的业务活动分析，以及系统的性能需求分析。相对于传统的模型而言，每个阶段开发都是一个小的瀑布模型。在分析、设计过程中逐步细化，不断地去补充与完善系统及其模型，这体现了迭代开发的优势。软件开发的过程实质上就是一个多次反复修改、逐步完善的过程7。31课程学习环境实现分析作为一个新生事物,课程的学习环境需要进行深入的研究和探索,是教育改革的要求、信息时代的要求、素质教育的要求和终身教育的要求。系统实现RATIONAL可视化模式这门课程的学习环境，将从交互性、资源共享和在线测试几个方面分析。（1）交互性学生和老师是系统使用的主要角色，他们之间的交互性，关系着课程学习环境实现的成功和失败。系统中在线交流，留言管理两个功能模块，是教师和学生实现互动的平台。学生有问题，可以在线提出，等待老师的回答，也可以选择留言，教师可以查看学生的留言，并给以自已的答案解释。管理员可以对留言，交流问题进行管理，选择性的进行删除操作。（2）资源共享网络时代，最重要的就是实现了资源共享，教师上课的课件，可以进行上传，教师对于好的学习资料也可以进行上传。学生可以选择性的对上传的文件进行下载，方便了课后的复习。管理员可以对上传的文件进行删除的操作。（3）在线测试学生上完课后，可以对自已所学的课程进行简单的测试。页面生成的试题包括选择题和简单题，答完卷以后，可以进行交卷。老师登录系统后，可以查看学生的试卷，并进行批阅试卷的操作，而且老师也可以对学生的试卷进行删除操作。32系统功能需求分析分析出系统活动时所需要实现的功能，对于开发人员理解系统的功能及用户的使用情况是大有益处的，使得开发人员对整个系统有了一个准确的把握。系统各项需求功能大致如下（1）管理员登陆后，可以添加学生、教师，并且查看学生、教师的信息。管理员包括留言管理、答疑管理、公告管理模块。管理员可以选择删除留言的操作，同时，管理员自身也可以发表留言；对于答疑管理，管理员可以选择删除教师、学生的答疑信息；对于公告管理，管理员可以发布新的公告。（2）管理员添加一个教师后，教师可以登录系统。教师进入主界面后，可以进行个人信息的修改，同时也可以修改自已登录的密码；教师同时也可以对留言板进行操作，选择查看留言，同时自已也可以发布新的留言；教师也可以查看管理员发布的公告；教师包括在线交流、试卷管理、管理选择题题库、管理简答题题库、文件上传模块功能。在线交流模块，教师可以在线回答学生的问题；试卷管理模块，教师可以进行试卷的阅卷操作，同时录入对应的分数；管理选择题题库模块，教师可以出选择题，同时查看或者删除已经存在的选择题；管理简答题题库，教师可以出简答题，同时查看或者删除已经存在的简答题；文件上传模块，教师可以上传教学的课件或者跟学习有关的资料。（3）管理员添加一个学生后，学生可以登录系统。学生进入主界面后，可以进行个人信息的修改，同时也可以修改自已登录的密码；学生同时也可以对留言板进行操作，选择查看留言，同时发布新的留言；学生也可以查看管理员发布的公告；学生包括查询成绩、在线交流、在线测试功能模块。在线交流模块，学生可以提自已不懂的问题，在线等待老师或者其他同学的回答。同时，学生也可以针对其他同学的问题，给出自已的答案，达到在线交流的目的。查询成绩模块，学生参加在线测试后，可以查看自已的成绩。在线测试模块，学生可以选择测试，检测自已的对知识的掌握程度，题目的难易程度是随机生成的。系统中其他功能需求如下所示。（1）安全需求使用系统的用户必须登录，每个用户都有自己相应的操作，所有删除的权限都归管理员所有。所有的用户都必须是由管理员录入的，即管理员负责用户名（教师号或是学生学号）、密码、姓名录入。（2）软件需求由于系统主要使用JAVA语言结合JSP实现，所以具有良好的跨平台性，服务器端可以选用不同的操作系统，采用B/S结构进行搭建，客户端只需要有目前标准配置中所需的浏览器即可，厂家及版本不限。当然还得有网络支持8。（3）硬件需求只需按照校园网服务器的标准进行配置即可，也可以将系统集成到校园网中，并不对硬件有具体要求9。33系统用例模型分析UML（UNIFIEDMODELINGLANGUAGE，UML）是一种可视化的建模语言，它能够让系统设计者用标准的、易于理解的方式建立起能够表达出他们想象力的系统蓝图，并提供一种机制，以便于不同的人之间有效地共享和交流设计结果。而用例（USECASE）是从外部用户的角度捕获系统、子系统或类的行为以及对其的描述，可以帮助开发者很好地把握系统的功能和目标。其中最为重要的一点就是一定要严格从用户的角度考虑UML的各个环节。系统中有些功能模块用到了STRUTS和HIBERNATE的整合技术，后期的用例设计，应加以注意10。对于用例图中主要有参与者和用例两部分。参与者（ACTOR）是直接与系统互相作用的系统、子系统或类的外部实体的抽象概念。用例是动作顺序的规格说明，系统、子系统或类能够通过与外部参与者的交互而执行。用例分析的一个好处就是它能展现出系统的外部世界之间的边界。参与者是典型的系统外部实体，而用例是典型的属于系统内部。331参与者及其使用目标对系统进行用例模型需求时所用到的参与者及其使用目标如下（1）参与者管理员。其使用目标查询用户，删除用户，添加用户；发布公告，删除公告；删除答疑信息；文件资源删除。（2）参与者教师。其使用目标浏览个人信息，更新个人信息；浏览公告信息；发布并回复答疑信息，浏览答疑信息；试卷管理；资源上传。（3）参与者学生。其使用目标浏览个人信息，更新个人信息；浏览公告信息；发布并回复答疑信息；提交问题信息；资源下载，参加考试测试。332用例图及其用例规约（1）管理员用例图，系统中管理员的功能模块如32管理员用例图所示。管理员学生管理教师管理留言管理系统公告管理答疑管理添加学生查看学生信息添加教师查看教师信息发表留言删除留言删除答疑查看公告发布公告图32管理员用例图管理员用例图中，管理员具有的功能，包括学生管理，教师管理，答疑管理，系统公告管理等模块，其中留言板模块中，管理员可以对留言进行发布和删除的操作。管理员可以查看留言，可以选择删除留言，操作成功和失败时会给出提示。删除答疑模块中，也只有管理员具有删除答疑的权利，管理员可以选择对答疑的问题进行删除操作。管理员用例图中只列举了它们两个功能模块为例，留言管理用例规约如表31，答疑管理用例规约如表32所示。表31留言管理用例规约用例名称留言管理用例规约角色管理员用例说明用例的主要功能是删除留言，发布留言前置条件成功登陆基本事件流参与者动作1管理员通过系统验证登录，进入主界面，用户点击留言管理链接，进入到留言板界面。2管理员选择删除留言模块，管理员可以先查看留言，然后进行删除留言的操作，成功给出提示，失败还回失败页面。3管理员选择发布留言链接，进行留言的发布。后置条件管理员操作成功，数据库已更新表32答疑管理用例规约用例名称答疑管理用例规约角色管理员用例说明用例的主要功能是删除学生、老师的答疑信息前置条件成功登陆基本事件流参与者动作1管理员通过系统验证登录，进入主界面，用户点击答疑管理链接，进入到答疑界面。2管理员选择答疑的的主题，查看里面的内容，若发现内容可以删除，则执行，删除操作，成功给出提示，失败还回失败的页面。后置条件管理员操作成功，数据库已更新（2）教师用例图，系统中教师的功能模块如33教师用例图所示。教师个人信息修改密码修改查看公告在线交流管理简答题题库上传课件资源留言板操作发表留言查看留言管理选择题题库试卷管理图33教师用例图教师用例图中，教师身份登录系统后，可以查看教师具有的功能模块。首先，教师能够查看自已的信息，能够根据自身的情况，修改自身的信息。并且对登录的密码进行修改。同时也能够查看管理员发布公告，发布自已的留言。当然，核心的功能模块是对试卷的管理，教师可以对参加自测的学生进行评阅，并且打出相应的分数。也可以出选择题，并且根据题目的难易程度，进行出题。简答题也是一样的情况，教师可以选择对难易程度进行出题，并且设置好标准的答案，待评阅试卷时，可以从数据库中取出，作为参考的标准进行评阅。最后，教师可以上传RATIONAL可视化模式这门课程的课件或者是布置的作业，同时学生登录系统后，他能够查看到教师上传的课件，进行下载，方便课后的复习。下面给出了教师管理选择题，教师管理简答题的用例规约，教师管理选择题题库用例规约如表33，教师管理简答题题库用例规约表34所示。表33教师管理选择题题库用例规约用例名称教师管理选择题题库用例规约角色教师用例说明用例的主要功能是对选择题进行出题的管理前置条件成功登陆基本事件流参与者动作1教师通过系统验证登录，进入主界面，点击管理选择题题库链接，显示选择题的相关信息，教师可出题目，操作成功给出提示，失败还回失败页面。2教师可以查看已经出过的题目，若发现题目不对，可以进行删除的操作。后置条件教师操作成功，数据库已更新表34教师管理简答题题库用例规约用例名称教师管理简答题题库用例规约角色教师用例说明用例的主要功能是对简单题进行出题的管理前置条件成功登陆基本事件流参与者动作1教师通过系统验证登录，进入主界面，点击管理简答题题库链接，显示简答题的相关信息，教师可出题目，操作成功给出提示，失败还回失败页面。2教师可以查看已经出过的题目，若发现题目不对，可以进行删除的操作。后置条件教师操作成功，数据库已更新（3）学生用例图，系统中学生的功能模块学生用例图如图34所示。学生个人信息修改密码修改成绩查询查看公告在线交流在线测试下载课件资源留言板操作发表留言查看留言图34学生用例图学生用例图中，学生身份登录系统后，学生具有的功能模块操作，包括个人信息进行修改、修改登录时的密码、对成绩进行查询、查看系统公告、在线进行交流、在线测试、下载课件资源等功能模块。其中在线测试模块中，学生可以根据自身的学习情况，选择参加考试的操作，以达到学习的检测目的。学生首先通过了系统的验证，进入到主界面，点击在线测试链接，系统自动随机生成试卷，学生可以进行答题的操作，答题完了以后，提交试卷成功或者失败时系统会给出提示。学生在线交流模块中，前提也是学生成功登录后，学生可以选择对自已平时不懂的问题进行提问操作，等待老师或者同学的回答，同时学生也可以在线回答其他同学不懂的问题，甚至学生、老师之间可以进行问题的讨论，达到学生之间，学生和老师之间在线交流的效果。其他的功能模块类似于在线测试和在线交流的操作，系统中只列举了它们两个功能模块为例，学生在线测试用例规约如表35，学生在线交流用例规约如表36所示。表35学生在线测试用例规约用例名称学生在线测试用例角色学生用例说明该用例的主要功能为学生登录后，可以进行简单的测试，检验自已的学习情况前置条件成功登陆基本事件流参与者动作学生通过系统验证登录，进入主界面，点击在线测试链接，显示出试题信息，学生可进行简单的测试，测试完可以选择提交。后置条件学生操作成功，数据库已更新表36学生在线交流用例规约用例名称学生在线交流用例角色学生用例说明该用例的主要功能为学生登录后，可以进行交流，提出自已不懂的问题，等待其他人的解决；或者回复其他人的疑问。前置条件成功登陆基本事件流参与者动作学生通过系统验证登录，进入主界面，点击在线交流链接，可以发布新的主题信息，也可以回复别人的主题。后置条件学生操作成功，数据库已更新上面三个用例图，主要反映了管理员、教师、学生的主要功能模块，而且分别给出了相对应的用例归约，给出了用例操作的规范，系统的主要功能可概括如下（1）学生、教师管理模块学生、教师的个人信息的添加和修改；学生、教师个人信息的查询和删除；学生、教师的密码修改。（2）答疑、留言管理模块答疑信息的提交、回复和删除；留言信息的提交和删除。（3）文件、试卷管理模块文件资源的上传、下载；试卷的生成以及删除操作。34系统业务活动分析对于需求分析阶段所建立的用例模型，每个用例是系统提供给用户使用并且用户可见的一个功能，具体的实现过程可以用活动图来表示，活动图表示出业务的处理过程，清楚地显示出这个功能涉及的对象以及对象间的消息传递。建立业务方面的活动图都用文字描述对象间传递的信息，系统用户很容易理解。每个用例一般选用一个活动图来表示业务流程。系统中分别列举了管理员，教师，学生三个活动图。显示的是管理员登录系统后进行操作的活动图如图35所示。教师管理管理员登陆系统学生管理留言管理系统公告管理答疑管理添加教师删除教师添加学生删除学生删除留言发布留言发布公告答疑删除退出系统图35管理员活动图管理员活动图中，管理员登录系统，登录成功后，然后可以分别对学生管理，教师管理，留言管理，系统公告管理，答疑管理进行操作。学生管理模块中，管理员可以进行添加学生，删除学生的操作；教师管理模块中，管理员可以进行教师的添加以及教师的删除操作；留言管理模块中，管理员可以发表留言，删除留言的操作；系统公告管理模块中，管理员可以发布公告；答疑模块中，管理员可以对学生或者老师的答疑以及回复进行删除作用。通过上面的活动图，可以看出，管理员登录系统后，更多的是对学生和老师的模块进行管理的作用。而发布公告只有管理员才具有，教师和学生只能查看公告。下图显示的是教师登录系统后的活动图，教师活动图如图36所示。个人信息修改教师登陆系统密码修改试卷管理在线交流文件上传阅卷管理选择题题库退出系统图36教师活动图教师活动图中，教师登录系统后，可以分别进行个人信息修改、密码修改、试卷管理、管理试卷题库、发布留言、课件上传、在线交流操作。在个人信息的修改中，学生可以根据自已的实际情况，进行信息的修改。对于密码的修改，则可以重新设定登录的密码。试卷管理是教师管理的核心，教师可以通过试卷管理对学生试卷进行批阅，而在学生登录系统后，可以查看自已考试时的分数。同时，教师还可以选择对选择题以及简单题进行管理，对于学生的留言，教师还可以给予解答。最后，当教师完成了自已的任务时，可以选择退出系统。下图显示的是学生登录系统后的活动图，学生活动图如图37所示。个人信息修改学生登陆系统密码修改留言操作在线交流文件下传发布留言查看留言退出系统在线测试图37学生活动图学生活动图中，学生前台提交，可以首先登录系统，然后可以分别进行个人信息修改，密码修改，在线测试，在线交流，发布留言，课件下载操作。35系统性能需求实用性学习环境平台的实现，教师能有效进行试题管理，尽量最大限度降低老师管理工作量，提高教学质量和效率，优化资源，实现效益最大化。操作简单系统应该适用于不同水平的使用者，包括教师和学生，同时系统不应太复杂和烦琐，因此要求系统的操作尽可能简单易行。技术先进产品的系统设计和开发应紧跟着整个计算机发展潮流，系统后台采用的数据库为当前流行的MYSQL,数据库虽小，但操作简单11。利用JAVA相关JSP开发技术和开发工具12。使系统能够无论在功能设计上，还是在技术实现上，都能适应同行业的竞争。安装使用简便服务器端的安装简洁明了，客户机无需再装任何软件，通过浏览器就可以直接访问，可以直接接入INTERNET，无论您身在何处，只要您可以访问INTERNET都可以使用学习平台，脱离了课堂教学的老师和学生面对面教学的情况，学生可以完全自学，在线学习RATIONAL可视化模式这门课程。适应性系统能广泛应用于在校学生。系统采用模块化设计，用户可以根据自己的实际情况自行组合，使系统在不同的硬件环境下都能得以应用。学生登录系统后，可以看到界面中自已的操作，比如下载老师上传的课件，对于平时学习不懂的问题，可以在线提出，等待学生或者老师给出满意的答复。甚至可以同他们进行讨论13。代码可读性好文中的代码将尽可能简洁，易懂，有利于后期的开发维护，若代码冗余度很高，代码很混乱，对于后期系统的升级，具有很大的困难14。因此一个成功系统的发布，不仅仅是功能完成就可以了，代码的质量同样也很重要。实际开发中，往往还需要对代码进行测试15。36小结软件开发中，需求分析占用了开发的大部分的时间，系统中首先分析了整个系统功能，将系统三个角色，即管理员，教师，学生的功能模块细化了，有利于后期的开发工作。其次根据系统分析的功能模块，进行系统的用例模型分析，包括分别对管理员，教师，学生三个角色中功能模块用例图进行用例规约。管理员选择的是留言板管理模块，以及答疑管理模块。对于留言板的管理模块，用例规约中指出管理员可以对留言进行删除或者发表新的留言的操作。教师选择的是管理选择题，管理简答题模块进行用例规约。对于管理选择题题库模块，用例规约中指出教师可以根据课程的情况，选择性的出难易程度不同的选择题。学生选择的是在线测试，以及在线交流模块进行用例规约。对于在线测试模块，用例规约中指出，学生能够根据自身情况，进行自我检测。系统设计中根据管理员，教师，学生用例图，画出了他们的对应的活动图，进行系统业务活动分析。最后，对系统的性能需求做出了相应分析，系统开发最重要的是实用性，系统开发出来，能够方便用户使用。对于系统的使用过程，也应该做到简单，对不懂计算机开发相关技术的同学，也可以方便的使用。同时，代码可读性要好，方便系统后期的开发和维护。第四章系统设计系统的设计，包括系统前台的设计以及系统后台的设计，前台的设计包括页面的设计，后台的设计包括系统数据库的设计等，分别才用了不同的技术。在关系数据库设计当中，我们往往会使用实体关系模型（ER模型）来创建数据库的逻辑模型。但是实体关系模型只关注于数据，往往无法体现与数据相关的业务规则，所以实体关系模型不适合描述面向对象方法的数据库设计的数据关系。而UML则提供了一种灵活的机制，可以使我们清楚地表达数据以及与数据相关的业务关系，它所建立的类图模型中的每个实体类要有明确数据存取方式，从而实现实体类向数据库类的完全映射，使数据库逻辑模型直接模拟现实世界的实体关系。同时还要对映射后的数据库进行冗余控制调整。41系统设计目标系统需求分析中，概述了整个系统的功能模块，这一章将依据系统需求分析，设计系统的整体功能体系结构。系统功能体系结构如图41所示。基于STRUTS的RATIONAL可视化模式学习环境学生管理教师管理留言管理答疑管理试卷管理在线测试在线交流文件管理公告管理信息查询图41系统功能体系结构系统功能体系结构，能够反映整个系统的功能模块。管理员包括学生管理、教师管理、留言管理、答疑管理、公告管理、信息查询功能模块。其中对于教师管理，管理员能够添加教师，删除教师，查询教师的基本信息；学生管理的功能类似于教师管理；对于留言管理，管理员能够发布留言，删除留言；同理，对于答疑的管理，管理员也能够删除答疑的信息；教师的核心功能模块为试卷管理，对于学生已经提交的试卷，教师可以对其进行批阅的操作，并且录入对应的成绩。学生的主要核心功能为在线交流以及在线测试。学生碰到不懂的问题，可以在线提出，等待其他人的回复，并且参与到讨论中去，与此同时，对于别人不懂的问题，学生也能够给予解答。在线测试是系统的一大亮点，学生可以随机选择试题，进行测试，检查自已的掌握程度。学习内容安排在屏幕的黄金分割区，内容太多可以用翻页按钮来连接，注意排版整齐，清楚。特别要说明的一点是，界面的设计也要根据学习者做出调整，这样会吸引他们的学习兴趣，但要注意减少干扰信息的出现。类图的设计采用UML建模工具，画出系统中的类图，客观清晰地呈现在开发者面前，有利于后期系统的开发。最后对于数据库的设计，应画出数据库中表之间的关联，数据库表的设计也应该具有扩展性，对于后期开发维护具有重要的作用。42功能模块设计这一小节主要介绍一下系统的一些主要功能模块。系统中主要功能模块包括（1）在线测试模块，主要功能是学生能够进行在线测试，学生登录后，单击在线测试，出现试题，可以选择对选择题或者简答题进行答题，在线测试功能模块如图42所示。图42在线测试功能模块图选择题答题简答题答题在线测试（2）在线交流模块，主要功能是系统参与者登录系统后，可以进行发表自已的疑问，也可以回复别人的疑问，管理员可以对疑问信息进行删除操作，在线交流功能模块如图43所示。在线交流模块发表疑问回复疑问图43在线交流功能模块图（3）文件上传下载模块，主要功能是教师、学生登录系统后，可以对文件进行上传或者下载，管理员可以对不需要的文件进行删除操作，文件上传下载模块如图44所示。文件管理模块文件下载文件上传图44文件上传下载模块图（4）信息查询模块，管理员登录后，可以选择查询教师信息、学生信息、课程信息，可以根据自身的需求分别对教师、学生、课程信息进行查询操作，信息查询模块如图45所示。信息查询模块查询教师信息查询学生信息查询课程信息图45管理员信息查询模块图（5）留言管理模块，主要功能是系统角色登录后，可以发布自已的留言，而且可以查看别人发布的留言，管理员可以对留言进行管理，删除留言，留言板模块如图46所示。留言管理模块查看留言发布留言图46留言板模块图系统中功能模块很多，由于论文空间的关系，因此只列举了在线测试模块，在线交流模块，文件上传下载模块，管理员查询模块，留言板模块为例，其余功能模块图类似。43数据库设计数据库设计是指对于一个应用环境，能够构造数据库模式，建立了数据库及其应用系统，使之能够有效的存储数据，进而满足各种用户的应用需求。数据库设计是建立数据库及其应用系统的技术，是信息系统开发和建议中的核心技术。由于数据库应用系统的复杂性，为了支持相关程序运行，数据库设计就变得异常复杂，因此最佳设计不可能一蹴而就，而只能是一种“反复探寻，逐步求精”的过程，也就是规划和结构化数据库中的数据对象以及这些数据对象之间关系的过程。系统中数据库的设计，将从ER图以及逻辑设计两方面进行。逻辑设计主要工作是将现实世界的概念数据模型设计成数据库的一种逻辑模式，即适应于某种特定数据库管理系统所支持的逻辑数据模式。与此同时，可能还需为各种数据处理应用领域产生相应的逻辑子模式。这一步设计的结果就是所谓“逻辑数据库”。431数据库ER图ER方法是“实体联系方法”（ENTITYRELATIONSHIPAPPROACH）的简称。实体联系模型，实体关系模型或实体联系模式图ERD是由美籍华裔计算机科学家陈品山PETERCHEN发明，是概念数据模型的高层描述所使用的数据模型或模式图，它为表述这种实体联系模式图形式的数据模型提供了图形符号。这种数据模型典型的用在信息系统设计的第一阶段；比如它们在需求分析阶段用来描述信息需求和/或要存储在数据库中的信息的类型。在基于数据库的信息系统设计的情况下，在后面的阶段通常叫做逻辑设计，概念模型要映射到逻辑模型如关系模型上；它依次要在物理设计期间映射到物理模型上。注意，有时这两个阶段被一起称为“物理设计“。矩形表示实体型，矩形框内写明实体名；用椭圆表示实体的属性，并用无向边将其与相应的实体型连接起来；用菱形表示实体型之间的联系，在菱形框内写明联系名，并用无向边分别于有关实体型连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（11,1N或MN）。系统中的ER图如图41所示。ER图中反映了系统中表之间的关联关系。表现了系统的整体的关系，也表现了数据库中的表的关系，是后台设计的核心。是整个系统的关键所在。学生学号姓名年龄地址年龄课程学号年龄课程院系年龄教师教学职称院系教授学习N111课程学分年龄教师号年龄学生学号年龄课程名年龄文件ID文件名称文件发布人发布时间上传N简答题难易程度简答题ID题目答案资源信息N成绩学生学号分数查询11录入1N出题1N1N图47ER图学生、课程、教师等实体之间的联系在关系模型中可以如下表示。学生（年龄，学号，姓名，地址，院系）。课程（课程学号，课程名，学生学号，教师号，课程学分），教师号、学生学号是外键；教师（教师号，姓名，年龄，职称，院系）。资源信息（文件ID，文件名，文件发布者，文件发布时间）。成绩（分数，学生学号，教师号）教师号,是外键；简答题（简答题ID，题目，答案，难易程度）。由于系统是基于STRUTS的RATIONAL可视化模式学习环境的实现，则系统中其课程是固定的，所以学生和课程的关系是多对一的，也就是一门课程可以被多个学生学习，而学生和老师的关系也是多对一的，也就是一个老师可以教多个学生。但课程和老师的关系是一对多的。即一门课程可以被多个老师教授。同时老师可以为多个学生录入分数，老师也可以上传多个文件，老师也可以出多个试题。432数据库逻辑设计系统数据库逻辑设计在数据库的设计中占有重要的比例，数据库逻辑设计决定了数据库及其应用的整体性能，调优位置由于系统中表很多，论文中给出了部分数据库表设计。学生教师个人信息表如表41所示。表41教师个人信息表字段名类型是否为空是否主键字段描述NUMBERVARCHAR210否是教工IDPASSWORDVARCHAR220是否密码NAMEVARCHAR220是否教师姓名SEXVARCHAR210是否性别AGEINT4是否年龄DEPARTMENTVARCHAR220是否所在院系POSTVARCHAR250是否职称这里的用户名是一个教工代码，此表存储的是教师登录所需要的信息，此表只能由管理员录入，其他用户只能修改密码。所以这张表能够正确的反应用户的属性以及关系。学生个人信息表如表42所示。表42学生个人信息表字段名类型是否为空是否主键字段描述STUNOVARCHAR210否是学号STUNAMEVARCHAR220否否学生姓名SEXVARCHAR210是否性别TELEPHONEVARCHAR220是否联系电话EMAILVARCHAR250是否EMAILGRADEVARCHAR210是否入学年份TEA_NUMVARCHAR210是外教师号学生表存储的是学生的个人信息，由于基于一门课程，它通过学号TEA_NUM关联到教师表，形成一对一的关系，TEA_NUM为外关键字。除了教师号、姓名和学生学号外，其他信息都可以是空的，因为这些信息为管理员录入，创建用户时个人具体信息是不需要录入的。但是学生对于自已的个人信息，可以选择对自已信息进行修改的操作。资源信息表如表43所示。表43资源信息表字段名类型是否为空是否主键字段描述IDVARCHAR210否是资料序号FILENAMEVARCHAR2100否否资料标题FILEDELIVERVARCHAR250否否上传人RESTIMEVARCHAR250是否上传时间表存储的是资源信息，包括资料序号、资料标题、资料内容、上传时间。资源上传的操作，由教师或者学生参与。教师可以选择上传学习的课件或者课外相关的学习资料，学生可以选择下载教师上传的课件。课程信息表如表44所示。表44课程信息表字段名类型是否为空是否主键字段描述COURSEIDVARCHAR210否是课程号COURSENAMEVARCHAR2100否否课程名STUIDVARCHAR250否否学生学号TEAIDVARCHAR250是否教师号表存储的是课程信息，包括课程号、课程名、学生学号、教师号。简单题信息表如表45所示。表45简答题信息表字段名类型是否为空是否主键字段描述IDVARCHAR210否是题目序号TITLEVARCHAR2100是否简单题题目ANSWERVARCHAR250是否答案DIFFICULTINT11是否难易程度表存储的是简答题信息表，包括题目ID、题目标题、题目答案、难易程度。成绩信息表如表46所示。表46成绩信息表字段名类型是否为空是否主键字段描述STUIDINT11否是学生学号SCORE_GRADEVARCHAR2100是否分数TESTPAPERINT11是否试卷号TEAIDVARCHAR210是否教师号VALIDATEBOOLEAN是否判断是否阅卷表存储的是成绩信息表，包括学生学号、试卷分数、试卷号以及判断是否阅卷了。公告表如表47所示。表47公告表字段名类型是否为空是否主键字段描述IDINT11否是公告IDTITLEVARCHAR2100是否公告标题CONTENTTVARCHAR2100是否公告内容表存储的是公告信息表，包括公告ID，公告标题，公告内容等字段属性。留言信息表如表48所示。表48留言信息表字段名类型是否为空是否主键字段描述IDINT11否是留言IDTITLEVARCHAR2100是否留言标题EMAILVARCHAR2100是否EMAILNAMEVARCHAR220是否姓名CONTENTVARCHAR2100是否留言内容表存储的是留言信息表，包括留言的ID号,留言的标题，留言的内容，留言者姓名，留言的EMAIL字段属性。系统用户，管理员、教师、学生都可以选择发布新的留言，其中管理可以删除留言。系统中数据库逻辑设计很重要，论文中只列举了一部分的的表。44类图设计系统设计中，类图的设计有助于后期的开发，但在这个系统中，类图的设计都大同小异，主类进行数据的增删修改，并且依赖于HIBERNATESESSIONFACTORY这个类创建的SESSION,同时通过ACTIONFORM接受前台的数据，然后经过ACTION进行处理，完成系统模块的功能。论文中重点列举了留言板类图，公告类图，文件上传类图，在线交流类图为例。留言板类图如图47所示。MESSAGESESSIONSESSIONTRTRANSACTIONVVECTORADDMESSAGEMESSAGEMESSAGEVOIDGETALLMESSAGECOLLECTIONGETMESSAGECOUNTINTDELETEMESSAGEMESSAGEMESSAGEMESSAGFORMIDSTRINGTITLESTRINGCONTENTSTRINGNAMESTRINGEMAILSTRINGTIMEVALIDATEMAPPINGACTIONMAPPING,REQUESTHTTPSERVLETREQUESTACTIONERRORSGETIDSTRINGSETTITLERVOIDGETTITLESTRINGSETCONTENTVOIDACTIONFORMMESSAGEACTIONEXECUTEMAPPINGACTIONMAPPING,FORMACTIONFORMACTIONFORWARDACTIONHIBERNATESESSIONFACTORYCONFIG_FILE_LOCATIONSTRINGCONFIGURATIONCONFIGURATIONSESSIONFACTORYSESSIONFACTORYSESSIONSESSIONGETSESSIONSESSIONREBUILDSESSIONFACTORYSESSIONFACTORYCLOSESESSIONVOID图47留言板类图类图中主要的实现类为MESSAGE这个类，它依赖HIBERNATESESSIONFACTORY这个类，它是一个通用类，获取操作需要的SESSION，然后利用了HIBERNATE框架提供的方法，主要操作为实现留言的增删修改。MESSAGE类由MESSAGEACITON这个类调用，其中依赖MESSGEFOM获取类中相关信息，它封装了前台输入的留言信息。MESSAGEACITON中的EXECUTE方法能够自动被调用，当调用这个方法时，首先获取了SESSION，通过SESSIONSAVEOBJECTO这个方法可以保存一个对象到数据库里面，通过SESSIONDELETEOBJECTO这个