教育论文-基于HTML5与CSS3技术的移动教务管理系统的设计与实现.doc

摘 要教务管理是学校日常教育工作中非常重要的环节，开发一款适合自己教学特点的教务管理系统会对学校带来非常大的收益。每年都会新的有关教务管理方面的文献或系统出现。教务管理系统主要实现的功能包括：学籍管理、选课管理、教务管理、视频管理、教师管理、选修课管理、教材管理、教学计划管理、开课和排课管理、毕业设计管理、教学资源管理、毕业审核、教学质量发掘等。随着福建省晋江职业中专学校（以下简称晋江职校）对教学质量要求的不断提高，学校对教务管理系统的辅助功能也提出了更高的要求。从学校教学角度来说，学校越来越重视对学生的实践性的培养，因此要求教学方式灵活多变，课程设置贴近市场需求与企业需求。这也就需要教务管理系统适应新的教学方式的变化；从学生使用角度来说，中职生更容易对技术产生好奇，因此前卫的移动教务管理系统更加容易被学生接受和使用。传统的基于校内网的教务管理系统难以承担教务管理的需求，访问者对于系统的访问不可能局限于学校内的电脑前面，要求系统的接入方式更加的多样与方便。文章针对晋江职校特点，采用移动无线访问方式，以HTML5和CSS3技术整合业务流程，开发这样一个晋江职校随身教务管理系统，不但是为学校解决了教务管理信息化的问题，更是对现有学校教务管理系统开发理念的一个创新，作为移动互联时代管理信息系统发展的一个方向，具有前瞻性与创造性，具有较高的研究价值与研究意义。关键词： 移动教务；晋江职校；管理系统ABSTRACTEducational management is very important in schools daily work, a suitable management system will bring great benefits to the school. There is a number of new literature of educational management every year. Educational management system should includes: student management, course management, academic management, achievement management, teacher management, management of elective courses, teaching management, teaching plan management, course and course scheduling management, graduation design management, teaching resource management, the graduation examination, the quality of teaching award.With the increasing teaching quality requirements of Fujian JinJiang vocational school, the auxiliary function of the school educational administration management system is also looking forward to higher requirements. For school, school is more and more emphasis on training the creativity of students, thus requiring flexible teaching methods, curriculum, close to the market demand and the needs of enterprises. It also requires the educational management system adapt to the new changes of teaching mode; from the other side, students of vocational school is different with ordinary, easier for technical curiosity, so mobile educational management system will be more easily accepted by the student.For the educational administration management system of campus network is difficult to bear the educational administration management requirements, visitors to access to the system can not be limited to the computer, access of the system requires more diverse and convenient.According to the characteristics of Fujian JinJiang vocational school, the mobile HTML5 wireless access mode, using CSS3 technology to integrate business processes, the development of Fujian JinJiang vocational schools educational management system, not only for solve the problems of Fujian JinJiang vocational schools educational management, it is also an innovation to the existing educational management systems. As the direction of the mobile Internet management information systems development, its forward-looking and creative, with high research value and significance of the study.Key words: Mobile educational management system; Fujian JinJiang vocational school分享到翻译结果重试抱歉，系统响应超时，请稍后再试 支持中英、中日在线互译 支持网页翻译，在输入框输入网页地址即可 提供一键清空、复制功能、支持双语对照查看，使您体验更加流畅目录第1章 绪 论11.1 研究背景11.2 国内外应用现状31.2.1 国外研究及应用现状31.2.2 国内研究及应用现状51.3 本文的研究内容81.3.1 课题来源81.3.2 本文创新点81.4 论文的结构8第2章 相关工具与技术概述102.1 移动WEB开发技术102.1.1 移动WEB与桌面WEB开发环境对比102.1.2 无线标记语言WML102.1.3 设备数据库112.1.4 WAP服务器112.1.5 HTML5移动数据交换技术112.2 移动系统开发相关技术142.2.1 ASP技术简介142.2.2 B/S开发模式简介162.3 小结17第3章 需求分析183.1 业务需求183.1.1 业务描述183.1.2 主要业务流程图183.2 功能需求193.2.1 角色分析193.2.2 业务功能203.3 数据需求223.3.1 课程移动设备展示的数据需求223.3.2 用户安全认证的数据需求253.3.3 调停课移动设备展示的数据需求293.3.4 视频点播的数据需求323.4 非功能需求393.4.1 环境需求393.4.2 性能需求403.4.3 安全需求41第4章 系统设计424.1 总体设计424.1.1 设计原则424.1.2 系统体系结构设计434.1.3 系统功能结构设计444.2 系统功能模块设计454.2.1 视频点播设计454.2.2 用户安全认证设计484.2.3 调停课移动设备展示设计504.2.4 课程移动设备展示设计534.3 数据库设计564.3.1 主要实体关系图564.3.2 主要数据库表设计56第5章 实现与应用615.1 系统实施背景615.2 系统应用现状615.3 主要模块的实现625.3.1 展示生成实现625.3.2 用户安全认证实现645.3.3 展示移动设备展示实现65第6章 结论666.1 总结666.2 不足与展望66致 谢67参考文献68III第1章 绪 论第1章 绪 论1.1 研究背景学校的教育管理信息（相对较为广泛）和各个班级的教育管理信息（相对较为细致）这两个方面就是现在学校的教育管理信息。设计一个校级教务管理信息系统用来管理和维护教务管理中的日常性事务，根据分析和统计教务管理中的相关数据来服务于所有工作人员和所有学生，这就可以通过查询、录入、打印教务数据，从而由多个方面、多个角度分析和统计教务数据。该系统基本上实现了教务管理工作的信息化，通过计算机代替原来的手工操作，减轻了教务管理人员的劳动强度，这样人们就能把更多的时间用于其它的分析评估管理等工作1。教务管理系统随着我国信息化建设的浪潮成为每个学校都在建设的系统，它的好处是：其一，方便了学籍管理；其二，让教务排课变得容易了；其三，让学生选课更加轻松；其四，让考试管理更加规范，其五，让视频管理更加合理；其六，有利于教材管理的透明化；其七，减少了视频统计、课表安排、教室安排等人为错误等等。这些优点使得教务管理系统变得越来越受追捧。开发一款优秀的教务管理系统对于节约人力资源、提升物力资源的使用率、精简财力资源的支出、提高教务管理水平、精简管理流程、优化管理结构、提升教学管理效果有着非常重大的意义。据统计我国90.1%的高校都建立了自己的教务管理系统，有8%的高校的教务系统正在建设中，只有小部分还没有建设自己的教务管理系统。目前我国教务系统在中小学的普及率也在逐年提高，预计到2020年我国中小学将实现教务管理的信息化2。众所周知，高校在校园信息化建设的进程上走得比较前列。互动办公、移动教学应用等都是高校现阶段数字校园建设的关键。为此，作者在建设系统时参考了国内外很多高校建设的相关文献和资料，在向高校同行前辈们学习先进经验的同时，充分考虑了职业教育和中职生的独特性，进行改善和融合。目前教务管理系统普遍存在的问题主要表现在如下几个方面：其一，算法不合理导致排课管理效率低下甚至错误百出；其二，界面安排不合理导致用户界面非人性化，师生使用不方便；其三，数据库设计存在缺陷，导致系统容易崩溃，数据不易恢复甚至难以恢复；其四，系统结构设计不合理导致系统扩展性差；其五，系统开发使用的技术落后导致系统升级困难；其六，需求分析不透彻导致师生使用不方便；其七，系统安全性能指标不达标导致系统容易被攻击；其八，系统无输出功能导致无法生成报表等等。职业教育的特点造成了职业学校的教务管理工作也有着与普通高职院校不一样的特征。首先，职业教育的实践性与创造性要求学校的教学方式灵活多变,课程设置贴近市场需求与企业需求，如采用工作室形式的教学方式等，这对教务管理工作提出了更大的挑战，要求教务管理系统全面覆盖整个教学过程，包括教学前的教学计划管理、选课排课管理，教学中的教学过程管理、教学纪律管理，教学后的考试视频管理，反馈评估管理，以及贯穿全教学过程的教学资源管理，教学主体管理，各方面都要求纳入教务管理工作中，并且具有方便性、灵活性、安全性与可靠性。其次，中职生具有与普通的高校学生不同的特殊性。从情感上看，他们个性化明显，崇尚自由，难以接受千篇一律的管理手段以及严格的管理纪律；从行为上看，他们中部分具有明显的非理性化、有的行为充满叛逆倾向、容易受到感情的影响冲动行事等、但又有乐于和能较快接受新事物等特点。所以，职业学校的教务管理工作要更加的细致灵活，多样化与个性化，并且适应学生的活动规律与心理特点，其教务管理系统要更加方便学生对教务信息的获取，让学生对教务系统的访问更具喜闻乐见性及灵活化，贴身化，个性化，日常化。最后也是最重要的是在移动通讯发达的大环境下导致对教务系统产生的新需求。由于职业教育的商业性，要求学生与老师的教学与实践活动尽可能地贴近社会，贴近市场，教学主体的社会活动更加多，可能会在校外有各自的商业活动，所以传统的基于校内网的教务管理系统难以承担教务管理的新需求，访问者对于系统的访问不可能局限于学校内的电脑前面，要求系统的接入方式更加的多样与方便。要求考虑访问者在校外的电脑上，或者智能手机，平板电脑的移动浏览器上，或者用纯手机展示方式对系统进行访问于操作，形成一个全方位立体式的个人教务活动助理系统，使所有的教育活动主体统一在该教务管理系统中，形成完整的教务活动链，真正发挥信息化在职校教育教学中的作用。本课题针对信息时代对教务系统的新需求、结合晋江职校特点，采用移动无线访问方式，以HTML5和CSS3技术整合业务流程，开发这样一个晋江职校随身教务管理系统，不但是为现有的晋江职校解决了教务管理信息化的问题，更是对现有学校教务管理系统升级版本的开发理念的一个创新，作为移动互联时代管理信息系统发展的一个方向，具有前瞻性与创造性，具有很高的研究价值与研究意义及广泛的应用前景。1.2 国内外现状 1.2.1 国外研究及应用现状（1）从国外学校教务管理信息系统应用方面来说，做的比较成功的有美国、新西兰和法国和韩国。美国的学校教务管理信息系统主要有三方面成就：第一，系统需求研究合理，每项教务管理功能都选择使用信息化的方式来实现，学生可以通过电子化的途径获得想要的任何信息；第二是，系统设计选择面向客户需求的设计理念，而放弃了以往系统设计以部门组织结构为系统设计的主体的原则；第三，对于因为残疾或生病导致的不方便上网的用户，建立自助服务机制，由义工组织负责为他们提供必要的服务3。新西兰延续了“普遍存在的，无所不在”系统设计理念，将系统设计成为基于大众的、面向用户的信息系统。使用对象的广泛性、面向用户以及独创性成为了信息系统设计的三原则。这种设计理念可以让残障学生都可以通过网络资源进行沟通4。韩国的学校教务管理信息系统主要有三方面成就：系统需求研究合理，每项教务管理功能都选择使用信息化的方式来实现，学生可以通过电子化的途径获得想要的任何信息；系统设计选择面向客户需求的设计理念，而放弃了以往系统设计以部门组织结构为系统设计的主体的原则；对于因为残疾或生病导致的不方便上网的用户，建立自助服务机制，由义工组织负责为他们提供必要的服务。法国在设计学校教务管理系统的过程中突出体现了“数字时代的人本主义”的思想。突出体现在以下三个方面：其一，将宽带、数字多媒体、INTERNET网络、通讯设备有机的整合在一起；其二，确保系统与用户间的沟通不受时间和空间的限制；其三，系统集成的智能化使信息更加便利。（2）就国外学校教务管理信息系统发展过程来说，学校教务管理信息系统主要历经五个阶段。以简单用于信息发布为特点的第一阶段。学校通过网站发布与自身有关的各种信息（这些信息多为静态的），例如，学校各项工作流程、教学管理流程、校规校纪、法律条文等；第二阶段的主要特点是能够实现简单的交流功能。在第一阶段的基础上，学校通过对学生提供特定形式的技术支持来实现有关方面的单向交流；第三阶段是以双向交流为特点的。双向交流是指学校和学生间通过系统建立双向的联系。学校通过信息系统向学生征求广泛的意见和建议。学生通过信息系统向学校反应实际的情况并实现教学管理的功能；第四阶段也成为教务信息化管理阶段。这个阶段的主要特点是通过电子办公的方式实现学校的各项政务办理过程；第五阶段，资源整合阶段。目前教务信息化管理信息化系统的建设的最新进展就是要实现通过信息化系统将各种资源整合在一起。据2012年全球信息工业协会的一项统计报告显示，目前能够实现资源整合阶段的国家还很少，只有小部分达到了第四阶段，大部分还处于前三阶段。目前国外发达国家的学校教学管理信息化水平已经非常高了，他们的教务管理系统一般都拥有较为完备的网络环境、先进的管理模式、高度的教学信息化水平等。据统计，美国四千多所公立和私立学校中，全部配备了自己的教务管理系统。新西兰学校教务管理系统的普及率也达到了百分之百。欧洲各国学校的教务系统的普及率也超过了99%。（3）从国外国外对教务管理系统的研究来说，目前国外对学校教务管理信息系统研究的文献非常多。例如，特里肯（Turkmen）于2011年发表了Information system design for educational management一文，文中指出信息系统与教务管理系统的融合方式、其中包括整体架构的设计、数据库的设计、业务系统的实现等。斯坦福大学的赛菲尔德（Seinfeld）教授、杰佛瑞（Jeffrey I）博士以及来自新西兰的塔卡奇（Takashi）博士在国外教育方面的核心期刊“Education for Sustainable Development”上共同发表的The challenge of trans-disciplinarily5。文章中将教学信息化、教育办公自动化、学习网络化等有效地融合在了一起。笔者在分析和借鉴国内外有关教育、教学和教务信息管理系统的成果的基础上，完成了本文的主要工作。1.2.2 国内研究及应用现状 国内教务管理信息系统的研究与应用现状从教务管理信息系统的发展上来说，我国教务管理系统的发展要落后于国外，但是，近年来，我国充分利用了后发优势学校教务管理系统的发展非常迅速，很多学校自主开发的教务管理系统已经接近甚至超过了国际先进水准。例如，清华大学开发的“泰山教务管理系统”不仅综合了教务管理系统的所有功能，而且还增加了办公自动化功能。又例如，人民大学在我国最早开发了教务管理系统，至2012年完成了第四次升级，由最初的C/S模式的只能进行学籍管理和视频管理的小系统升级到现在的集教务排课模块、学籍管理、视频管理模块、学生管理模块、学生选课模块、考试管理模块、教师管理模块、毕业管理模块、教学资源管理模块于一体的，基于B/S与C/S混合架构的，、功能强大的教务管理信息系统。此外，还有“西安交通大学教务信息管理系统”、“北京师范大学教务管理系统”、“国防科技大学教务管理系统”等优秀的信息化教务管理系统。随着科学技术的进步，网络时代的开始，现代学校面临着学生数量大及教学任务重的问题。具体表现在：教师安排课时数量有限与学生选课需求课时量较大的矛盾；教室资源的紧缺导致的排课难的问题；期末集中考试导致的考试安排紧张的问题；学籍信息的查询和保存问题；教学计划的安排问题；学生自主选课与分流问题等等。这些问题给学校的正常教学工作改革带来了挑战的同时，也对学校相对落后的教学管理现代化改革给予了改革的机遇。这对于改变我国学校人工管理为主、管理水平不高、管理效率地下的现状有着积极的促进作用。学生不能及时得到自己的相关信息及科目的视频。但近些年来学校教务管理有了很大的发展。从教务管理信息化的研究上来说，目前我国系统开发企业和学者都非常重视对教务管理系统的开发与研究。在中国知网、万方数据库、百度上可以查到的相关文献都非常多。以2013年2月份的相关文献搜索情况为例，中国知网可以搜索到的相关文献有1250多条，万方数据库中可以搜索到的相关文献有500多篇，百度上命中的文献有12000多篇。如下表1-1所示。表1-1 有关教务管理信息系统的文献篇数统计文献数据库关键词教务管理系统移动教务管理中国知网6250篇3250篇万方数据库12700多篇11700多篇百度文献112000多篇113200多篇目前我国学者对教务信息系统的研究主要集中在以下几个方面：其一，重点研究系统架构的设计。例如，2010年，徐萍在他的硕士论文学校教务管理系统的设计与实现中，提出了教务管理总体框架的SOA设计。文章的优点是对系统架构做了较为合理的设计，但是C/S模式设计的缺点也很突出：系统不易移植，系统不易更新换代，界面缺乏人性化设计等。又例如，武晓春、王晓明在基于C/S和B/S模式的教务管理信息系统的设计与实现6中提出了综合C/S和B/S结构的优点，进行混合结构的设计。文章的思路获得了广泛认可，但是文章只是探讨了混合设计的可行性，并没有真正的提出具体的设计。而管岭在基于BS结构的教务管理信息系统设计与实现7一文中则采用BS结构设计和实现了教学管理信息系统，对考试自动排考的实现进行了重点介绍。其二，以研究系统安全为主要目标。随着我国中小学以及学校陆续开发出来的教务管理系统越来越多，但是系统安全一直都没有得到有效的保障，因此出现了很多研究系统安全的文献。例如，朱俊峰、贾礼远于2009年发表的论文基于C/S架构的教务管理系统安全策略探析8。文中详细分析了C/S架构存在的重大安全隐患，并根据MD5算法，优化了系统的身份认证问题，并在全面分析现有安全机制的基础上，对数据备份、系统二次开发、系统架构优化等进行了研究。其三，以研究系统集成为主要方向。如何将系统模块化、集成化、使系统拥有较好的可移植性、可扩展性、实用性是目前教务管理系统研究的又一个重要方向。例如，武晓春、王晓明的基于校园网的教务管理信息系统9中指出如何将兰州交通大学的教务管理系统集成为一个有机的整体，既要保证各个模块间的相对独立和数据传输的安全，又能保证系统的整体性。由于办学模式、管理制度的差异以及中职学院特有的一些特点，普通高校的MIS并不完全适合中职学校的实际需求，BS模式高职学生管理系统研究与设计（刘振华 著）10一文中专门为高职院校设计了B/S模式的MIS更具参考意义。同时，我参考了袁小艳11、喻翔玮12对于教务管理系统设计的真知灼见。 国内移动教务管理信息系统的研究与应用现状在我国对移动教务管理系统研究比较有代表性的文献有很多。其中，梁律（2012）13在3G背景下移动教学信息服务平台的设计与实现中指出学校教务管理系统主要存在的问题在于：首先，基于C/S或者B/S架构的传统教务信息系统无法实现随身教务管理的功能；其次，传统教务管理系统因无法实现随时随地地对教职工或课程进行投票，导致学生投票弃权的现象较为普遍；第三，传统的教务管理系统信息更新较慢。基于以上问题本文在原有的B/S架构下的教务管理系统的基础上，提出了建设基于HTML5技术和CSS3技术整合的晋江职校教务管理系统。许飞在其论文基于 J2ME, J2EE, WAP 的移动终端教务管理信息系统的设计与实现14中指出，教务管理系统随着我国信息化建设的浪潮成为每个学校都在建设的系统，它的好处是：其一，方便了学籍管理；其二，让教务排课变得容易了；其三，让学生选课更加轻松；其四，让考试管理更加规范，其五，让视频管理更加合理；其六，有利于教材管理的透明化；其七，减少了视频统计、课表安排、教室安排等人为错误等等。这些优点使得教务管理系统变得越来越受追捧。开发一款优秀的教务管理系统对于节约人力资源、提升物力资源的使用率、精简财力资源的支出、提高教务管理水平、精简管理流程、优化管理结构、提升教学管理效果有着非常重大的意义。 国内HTML5及CSS3应用现状HTML5是HTML下一个主要的修订版本，现在仍处于发展阶段。目标是取代1999年所制定的HTML 4.01和XHTML 1.0标准，以期能在网际网路应用迅速发展的时候，使网路标准达到符合当代的网路需求。在手持设备高速发展的当下，网页设计者和开发者都在孜孜不倦地追求使用HTML5来开发新一代的产品。15CSS即层叠样式表（Cascading Stylesheet）。 在网页制作时采用CSS技术，可以有效地对页面的布局、字体、颜色、背景和其它效果实现更加精确的控制。 只要对相应的代码做一些简单的修改，就可以改变同一页面的不同部分，或者页数不同的网页的外观和格式。16CSS3是CSS技术的升级版本，对于 CSS2.1 有很多的修改和补充。CSS3语言开发是朝着模块化发展的。以前的规范作为一个模块实在是太庞大而且比较复杂，所以，把它分解为一些小的模块，更多新的模块也被加入进来。这些模块包括： 盒子模型、列表模块、超链接方式 、语言模块 、背景和边框 、文字特效 、多栏布局等。使用 HTML5 和 CSS3 可以更容易创造视觉上充满吸引力的网页效果，不容置疑HTML5 和CSS3 是 Web 网站开发技术的趋势。目前也有很多学者将HTML5和CSS3在WAP平台上进行开发。用户可以通过租用WAP服务器的方式将自己的公司业务接入移动信息业务中，通过WAP管理平台进行二次开发，开发出自己的数据处理平台，对信息的发布，收集，整合方面具有非常方便的应用。基于HTML5和CSS3技术的移动教务管理系统，用来发布教务信息，收集教学评价意见等等非常方便，十分适合流动性大、不经常在电脑前面的师生的使用。同时，可以直接使用移动设备展示HTML5页面，通过链接到用户的手机上，作为整合教务管理系统的工作流的粘合剂，方便教务管理业务工作流中的各种用户对系统的快速接入，并保证接入的安全性。1.3 本文的研究内容1.3.1 课题来源本文以福建省晋江职业中专学校的“基于CSS3和HTML5技术的教务管理系统”的设计与实现为课题来源。针对当前基于移动终端的教务管理系统的设计没有直接参考标准的问题，提出了符合学校移动教务管理系统的移动信息化设计方案，并构建了符合晋江职校自身特色的移动教务管理平台。在上述项目中，本文作者有幸参与到了项目的具体设计与实施的部分过程，对系统的设计与实现有了一个较为全面的认识。本文作者主要接触的工作包括：教务管理系统的需求分析、系统数据库设计、CSS3接口编程等方面的内容。1.3.2 本文创新点本文的主要创新点包括三个方面：第一，本文基于HTML5移动互联技术与移动CSS3代理服务器技术的全方位立体式个人教务活动助理式访问接口技术；第二，适应中职生个性化管理需求的教务管理系统内容设计；第三，针对晋江职校教学实践活动特点的全过程服务的教务管理系统设计。1.4 论文的结构本文由六章内容组成，其中：第一章介绍了本文的研究背景，对所需要解决的问题进行了概述，讨论了移动教务管理信息系统的研究意义与重要性，介绍了移动教务管理系统的国内外研究和发展现状，阐述了论文的主要内容以及本人的主要工作。第二章阐述的是本文所涉及到的开发方法及相关技术，包括： HTML5技术与CSS3等。第三章是本文的核心内容之一，针对系统的业务需求、功能需求、数据需求和非功能需求等进行了详细分析，给出了主要的业务流程图和数据流图，并利用数据字典进行了详细的描述，同时进行了功能数据分析。第四章是本文的重点，在进行了系统总体设计的基础上，采用功能结构图、核心处理流程图等对系统的子模块进行了功能性详细设计，同时通过实体E-R图和数据库表结构对数据库进行了详细设计。第五章是本文的实现部分，在进行了系统总体设计的基础上，对本文涉及到的部分功能模块进行了实现展示，包括图片展示和代码展示两种形式。第六章对基于HTML5技术与CSS3技术整合的晋江职校随身教务管理系统的设计中产生的问题与不足进行了归纳和总结并对进一步的工作进行了展望。71第2章 相关工具与技术概述第2章 相关工具与技术概述2.1 移动WEB开发技术移动WEB开发必须考虑到显示屏幕的限制、移动客户端电池续航能力的限制、移动端输入功能的限制、客户端CPU计算性能的限制、移动设备内存容量的限制、移动端带宽的限制等。2.2.1 移动WEB与桌面WEB开发环境对比由于移动设备（手机、ipad等）的内存、屏幕大小、CPU性能、带宽等各方面性能都较台式机和笔记本电脑有着明显的差距，因此在设计移动教务管理系统之前必须对移动设备的特性有一个全面地了解。表2-1 固定上网设备与移动设备主要WEB性能对比表固定设备移动设备平均会话时间11.5分钟3.4分钟屏幕尺寸12-18寸1.8-5.0寸带宽范围0Kbps-1000Mbps0kbps-56KBPS是否支持JS支持不支持是否支持COOKIE是部分支持主要标记语言HTML/XHTMLWML/XHTML-MPWEB标准有固定的标准无固定标准是否支持AJAX支持不支持主要代表浏览器IE7、IE8、360浏览器、火狐浏览器等UC浏览器2.2.2 无线标记语言WML当前移动WEB的标记语言主要包括：WML（Wireless Markup Language，无线标记语言）、XHTML、HTML、XHTML-MP（移动配置文件）等。WAP的早期版本的页面语言是WML，WML是一种纯粹的页面标记语言，它是一种从HTML继承而来基于XML的标记语言，代码的编写结构比HTML严格。但WML只支持显示文本和图片信息，界面比较简单，由功能单一的文本，链接和图片组成。为利于W3C开发的标准，05年后WAP由1.0过渡到2.0，WAP 2.0采用了XHTML和CSS作为WML 2.0的底层支持，在功能，性能，安全，传输方面比早期WAP 1.0强大。17 18WAP 2.0支持CSS，支持背景音乐等等。由于特殊的物理环境，WML语言不包含其他脚本语言所包含的花哨功能，因此对内存和CPU的要求相对很低，通过手机内置或应用安装的手机浏览器可以直接浏览WAP网站，目前市面上绝大多数手机都支持GPRS上网功能，可以浏览所有的WAP 1.0网站，也有相当一部分低端手机，不支持WAP 2.0网站。2.2.3 设备数据库设备数据库建立的主要目的是防止移动设备浏览器在接收请求时发生缺少请求头甚至请求头发生错误的现象。设备数据库的特征包括：其一，通常会是一组XML格式的文件；其二，主要通过移动设备自带的API进行移动浏览器的通信；其三，通过移动设备的唯一标识符来查找出移动设备。目前市面上的主要设备数据库包括WURFL设备数据库和Device Atlas设备数据库。第一章..4 WAP服务器WAP(Wireless Application Protocol)即无线应用协议，是一个开放式标准协议，利用它可以把网络上的信息传送到移动电话或其他无线通讯终端上。用户可以通过租用WAP服务器的方式将自己的公司业务接入移动信息业务中，通过WAP管理平台进行二次开发，开发出自己的数据处理平台，对信息的发布、收集、整合方面具有非常方便的应用。19不过运营商一般会给wap服务提供位于其内网的服务器，这样手机用户可以不收取流量费用，速度也更快。考虑到学生用的手机运营商不同，可能需要学校租借多家运营商的服务器。2.2.5 HTML5移动数据交换协议在开发的过程中，针对手机用户设计专门的HTML5页面接口，使用户能够通过手机访问该教务管理系统，进行选课，查询，申办业务等等操作，从而更加方便对该系统的利用。图2-1 HTML5网络架构图从图2-1可以看出，WAP网关的主要作用就是通过实现HTML5协议与TCP/IP协议间的转化将无线网络和桌面网络联合在一起。表2-2 WAP网关的功能特征功能编码和译码协议转化WAP网关二进制形式完成从WSP到HTTP的转化传统因特网文本形式无法实现与移动设备的协议转化HTML5的协议分层主要包括五层，具体描述如表2-2所示：表2-2 HTML5协议栈应用层会话层事务层安全层传输层简写WAEWSPWTPWTLSWDP全称Wireless Application EnvironmentWireless Session ProtocolWireless Transaction ProtocolWireless Transport Layer SecurityWireless Datagram Protocol存在目的方便编写可以适应各种承载网络的应用向WAE提供两个接口实现不可靠的单向传输、可靠的单向传输和可靠的双向传输优化了低速带宽传送数据运行环境WSPWTP在数据服务上运行WDP实现的功能开发出各种基于HTML5技术的应用向WAE提供面向连接的接口和面向无连接的接口提供了一个简化的面向传输的协议为应用之间的通信提供安全的链接移动设备展示和接收消息应用的技术包含了WML语言、WMLScript语言、WTA和Push协议的基础是SSL,移动WEB系统与传统因特网的B/S模式的系统设计还存在着一定的不同，主要表现在使用的设备方面的不同。表2-3说明了主流移动设备对HTML5的支持特征。表2-3 市场主流移动设备对HTML5的支持特征表高端智能机中端智能机普通功能机典型设备Iphone5/iphone4s/ipad/htc/SAMSUNGNokia n79/索爱 18i联想n17屏幕大小大屏幕，4.0寸以上中屏幕3.0寸以上，3.9寸以下中小屏幕1.8寸以上，2.9寸以下是否支持重力自适应是是一般不支持是否支持cookie和post是是不支持文本超链接识别是否支持HTML5是是是2.2 移动系统开发相关技术2.2.1 HTML5简介HTML5 标准的发布必将给互联网的发展带来一个新的高潮，这是因为 HTML5标准将赋予浏览器更多的功能，使得浏览器能够不通过插件就能够实现目前已经存在的功能和现在还不存在的功能，通过 HTML5 浏览器不需要插件就能够实现位置跟踪、本地存储、离线应用、视频音频的播放以及通信功能。它将把互联网带向一个新的时代，使得基于互联网的应用更加方便、高效和安全。现今的 Web 应用依靠单纯的 HTML 已经很难满足用户的需求，这是因为HTML4.0 不支持音频、视频和动画，要想在 Web 应用中实现这些功能就必须安装特定的插件，正是因为插件的存在和使用才使得 Web 应用如此丰富多彩，让人耳目一新。但是插件的存在也带来了一些问题，插件本身就是一个应用程序，这些应用程序是对所有人开放的，这一方面使得插件有更多的应用，另一方面也使得插件的开发变得混乱不堪。HTML5 与 HTML4 最大的区别主要有两个方面，第一个就是强化了 Web 页面的表现能力，以往要使用 Web 页面来播放视频、音频和动画浏览器需要安装各种各样的浏览器插件，但是 HTML5 标准中，浏览器原生的对这些多媒体表现进行了支持。第二个就是丰富的 API 可供调用，包括本地缓存、离线应用、地理信息和通信等等。HTML5 中新引入的特性主要有：1、新的元素和结构：以往构建一个 HTML 页面的时候，在页面的最顶部要写明文档类型。现在构建一个 HTML5 的页面不再需要这么复杂了，只需要就可以标示这是一个HTML5的页面了。同时HTML5中增加了一些新的语义元素，它是在对现有的网页的总结和分析基础上提出的，这些语义化元素能够使得页面开发人员在设计页面的时候更加的方便和简洁，同时也能够使得搜索引擎在建立索引的时候，充分利用这些结构化的语义元素的优势。2、表单HTML中的表单就是Web页面中数据的集合体，通常由一个个的Web控件组成，表单担当了客户端浏览器和 Web 服务器之间数据传输的一个载体。在现有的HTML4 标准中，表单对于 Web 应用来说只是一个数据的收集和组织的功能，但是在新的 HTML5 中，表单不仅仅是一个数据收集的载体，同时它添加了许多新的功能与特性，这些包括输入的合法性验证，表单内容格式的验证还有表单错误的异常处理等等。之前的 Web 应用对用户的输入都是首先通过前台的 Javascript来进行输入的合法性验证，然后后台服务器再对客户端提交的数据进行验证。20 而HTML5 中新的控件如表 2-2 所示，通过使用这些控件，浏览器可以自己对用户的数据进行判断，假如用户输入错误，浏览器还会给出错误提示，而不需要开发人员在客户端使用 Javascript 对用户的输入进行验证。3、多媒体HTML5 提供了一个新的开放的标准用于在 Web 应用中使用多媒体，标准中包括了视频、音频、动画以及操作这些对象的 API。在此之前，要在 Web 应用中添加视频资源，浏览器需要安装第三方的插件，同时这些视频数据一般都是锁定的，用户无法对这些视频数据进行操作，HTML5中的元素支持原生的视频数据，而且这些数据对用户来说是自由的，就像 Web 上的图片一样，你可以对 Web 上的视频数据进行任意的操作。4、数据存储现在的 Web 程序对于数据的存储有两种方式，一种是通过本地的 cookies，另外一种是将客户端的数据直接存储到服务器上面去。HTML5 支持两种新的存储方式，一种是 Web Storage, 另外一种是 Web SQL Databases， Web Storage 就是一个加强版的 cookies，但是 HTML4 中的 cookies 的数据在每次服务器请求的时候都会随着请求移动设备展示过去，这极大影响了网络带宽和程序效率。通过 HTML5 的本地存储功能，开发人员能够在客户端存储更多的数据并且不会对系统的性能造成影响。2.2.2 B/S开发模式简介下面对移动教务管理系统所采用的B/S开发模式介绍如下：B/S模式通常采用PC服务器或高性能的PC作为服务器，对于大型系统还有可能选用工作站或小型机作为服务器。对于小型管理信息系统一般会采用开源的MYSQL作为数据库，对于中型和大型的系统一般会选用性能比较稳定并发性好的Oracle或SQL Server作为数据库，少数情况下系统开发还会选用Excel、Sybase、Informix等非主流数据库。本文中针对移动教务管理系统的实际需求选用的是戴尔7410E作为器，以及SQL Server作为数据库。B/S结构的特点主要有：特点一，针对小范围的网络环境进行的专网建设。B/S模式的管理信息系统般建立在专用的网络上。针对大范围的网络环境一般选用专门服务器来传输局域网之间的数据和数据交换服务；特点二，用户群的针对性。基于B/S模式开发的管理信息系统一般是针对对固定的用户群的。因此这种信息管理系统对信息安全具有较高的控制能力；并且，国内外现有的大多数高度机密的管理信息系统均采用B/S模式进行开发和设计；特点三，流程控制性强。基于B/S模式的管理信息系统一般都是基于角色开发，不同的角色赋予不同的权限；特点四，系统运行速度一般是次要决定因素；特点五，操作系统无关性。基于B/S模式开发的系统可以同时为多种操作系统用户使用，无须考虑用户所使用的操作系统。系统数据库一般是通过Web Server来实现数据交互功能。2.3 小结本章重点介绍了移动WEB系统开发所需的工具与技术，其中包括：移动WEB开发技术和移动系统开发相关技术。第3章 需求分析第3章 需求分析当前学校教务管理系统主要存在的问题包括：其一，基于C/S或者B/S架构的传统教务信息系统无法实现随身教务管理的功能；其二，传统教务管理系统因无法实现随时随地地对教职工或课程进行投票，导致学生投票弃权的现象较为普遍；其三，传统的教务管理系统信息更新较慢。基于以上问题本文在原有的B/S架构下的教务管理系统的基础上，提出了基于HTML5技术和CSS3技术整合的晋江职校教务管理系统。本章重点对以上问题进行系统需求分析。3.1 业务需求3.1.1 业务描述其一，能够实现晋江职校移动教务管理系统的教务基本功能，即：教学资源管理功能的设计与实现，学籍管理功能的设计与实现，教学计划管理功能的设计与实现，开课和排课管理功能的设计与实现；选课管理功能的设计与实现，考试管理功能的设与实现，视频管理功能的设计与实现，教师管理功能的设计与实现，教材管理功能的设计与实现，毕业管理功能的设计与实现，毕业管理功能的设计与实现以及系统的业务流程分析功能的设计与实现。其二，实现对晋江职校移动教务管理系统的使用过程中所有数据的管理。其三，具有配套的系统后台管理维护功能，能够对教务管理信息、学生信息、教职工信息、系统日志等信息进行管理与维护，并能够进行对应的权限管理。其四，响应速度合理，安全性较高。其五，系统运行稳定，并且应易于维护。3.1.2 主要业务流程图系统的主要工作流程是：第一步，用户通过移动终端进入登陆首页；第二步，用户通过移动终端选择键盘输入或触摸屏输入选择自己的用户类别。用户类别包括：学生用户、教职工用户和管理员用户三类；第三步，WEB数据流通过WAP服务器向系统发出连接请求。服务器对收到的请求进行认证，如果符合要求则响应客户端服务，如果不合法返回输入界面；第四步，用户通过认证后获取相应的服务。图3-1 系统安全认证流程图3.2 功能需求功能(function)是刻画系统行为、特别是系统与环境关系的重要概念。用户需求(User Requirement)描述了待开发的软件必须完成的任务。功能需求(Functional Requirement)定义了必须实现的软件功能，使得用户通过这些功能完成他们的任务，从而满足业务需要。3.2.1 角色分析以下从移动教务管理系统的实际需求分析，系统涉及到以下角色：表 3-1 角色表角色职责或功能教务管理人员系统主要参与者，负责全校的日常维护与信息上传等学生系统主要参与者，系统各项任务的使用者教师系统主要参与者 系统超级管理员管理和维护整个系统的用户组织结构，负责对用户、角色、用户级别的增、删、改、查等管理。3.2.2 业务功能在设计移动WEB用户的认证过程中必须考虑移动设备的具体情况，具体如下表3-2所示：表3-2 业务功能要求智能手机普通功能机特点支持cookie不支持cookie输入方式触摸屏输入和键盘输入相结合键盘输入显示大小纵向三屏横向一屏纵向两屏横向一屏是否支持XHMTL支持只支持WML视频点播需求视频点播模块主要的需求是采用最新的HTML5和CSS3技术结合ASP程序开发技巧实现如下功能：其一，集中的精品教学视频展示、教学视频展示(教学录象或教学预告)、多功能厅多媒体教学预告片展示等等。其二，视频点播模块要求视频格式采用MP4或者OGG媒体流格式。其三，视频点播模块要求系统播放的视频拥有界面可塑、强大的可控性、体积小的特点。其四，视频点播模块要求视频格式要求系统拥有管理视频数据库,如添加、删除、修改数据库记录和生成XML/JSON等功能。其五，视频点播模块要求视频格式要求改模块必须能够使用一些辅助工具来完成添加前的准备工作,如视频转换、视频的可用性测试和缩略图生成等。其六，视频点播模块要求视频格式要求其客户端能够读取服务器端生成的视频数据库(如XML文件)。其七，视频点播模块要求视频格式要求其能够控制视频播放(主要包括：一般的播放准备完成、播放、停止、完成播放事件的编程)和响应用户操作。 移动用户安全认证需求相比传统的桌面WEB来说，智能手机的移动用户的安全认证也可以采用Cookie来存储用户的相关信息。但对于不支持对cookie过期属性的设置手机用户来说，以及部分不开启cookie的移动用户来说，用户的相关信息如何保存如何认证至关重要。因此，如何设计无cookie支持环境下的校园移动信息服务平台认证机制成为了本移动教务管理系统设计的重点。分析移动用户安全认证的需求时，必须考虑到如下问题:表3-3 移动用户安全认证存在的问题表移动设备的多