（教育技术学专业论文）针灸网络实训系统的研究与开发.pdf

中文摘要 当前，医疗管理不够规范导致医患纠纷不断增多，患者维权意识加强，医 学生临床学习观摩和动手操作的机会越来越少，这对医学本科教育特别是实训 环节提出了更高的要求。由于高校扩招致使实训资源紧张，难以满足学生实训 需求，进而影响其临床实习的效果，通过计算机技术辅助提高医学生临床实训 技能水平显得尤为重要。 作为教育部“质量工程实验教学示范中心建设项目”，天津中医药大学 “中医临床技能实训教学中心 是一个以建构主义学习理论为指导，应用网络 技术和虚拟现实技术进行开发的，旨在增强中医本科学生实训动手能力、医患 沟通能力和中医临床思维的网络学习平台。本课题针灸网络实训系统的研究 与开发是“中医临床技能实训教学中心”的一个子项目，专门研究开发“针 灸网络实训系统”，本人承担了其中网络平台和针灸实训模块的开发工作。 本文通过需求分析，明确了整体性、模块化、实用性、人性化的设计原则， 确定了系统的目标、要求、结构和功能。“针灸网络实训系统”以天津中医药大 学校园网络为基础，采用浏览器服务器( b s ) 模式，采用v i s u a ls t u d i 0 2 0 0 5 + s o ls e r v e r 2 0 0 5 的模式进行网络平台开发，采用3 d sm a x 8 + v r m l 的模式进行 针灸实训模块开发。 本文设计开发的“针灸网络实训系统 具有课程资源展示、课程资源管理、 课程资源推荐、用户管理、权限管理、信息维护、小组讨论、三维实训等功能。 针灸实训模块使用图形建模软件对人体、经络、穴位等进行建模，导出为v r m l 编辑软件v r m l p a d 可执行的w r l 文件，在v r m l p a d 中进行编程添加显示、声音、 文字等交互功能，最终发布为可在i e 浏览器使用的可执行文件。 教师根据授课需要添加、修改或删除课程资源，并向不同专业的学生进行 有选择的推荐；学生根据教师推荐的课程资源自主学习或以小组形式进行讨论 交流；教师根据学生反馈的学习效果进行评价( 评分) ，并根据学生学习情况继 续推荐新一轮需要学习的课程资源和学习建议。经测试表明该系统符合针灸专 业学习特点和实训特点，适应教师授课需要和学生使用需求，可以满足针灸课 程网络实训的授课和练习需要。 关键词：针灸实训系统，网络技术，虚拟现实，a s p n e t a b s t r a c t c u r r e n t l y ，t h em e d i c a ld i s p u t e sk e e pi n c r e a s i n g ，w h i l et h er i g h t d e f e n d i n g c o n s c i o u s n e s so fp a t i e n t si sa l s ob e i n gs t r e n g t h e n e d h o w e v e r , t h em e d i c a ls t u d e n t s h a v ef e w e ro p p o r t u n i t i e so fc l i n i c a lo b s e r v a t i o na n dp r a c t i c e ，w h i c hs e t sh i g h e r r e q u i r e m e n t sf o rt h em e d i c a le d u c a t i o no fu n d e r g r a d u a t e s m e a n w h i l e ，t h ec o l l e g e e x p a n s i o ni nr e c e n ty e a r sh a sr e s u l t e di nr e s o u r c ec o n s t r a i n t s ，d u et ow h i c ht h en e e d s o fs t u d e n t si np r a c t i c a lt r a i n i n gc a n n o tb es a t i s f i e d ，a n dt h ee f f e c t i v e n e s so fc l i n i c a l i n t e r n s h i pi sa l s oa f f e c t e d t h e r e f o r e ，i ti sp a r t i c u l a r l ys i g n i f i c a n tt oi m p r o v et h e c l i n i c a ls k i l l so fm e d i c a ls t u d e n t sw i t ht h ea s s i s t a n c eo fc o m p u t e rt e c h n o l o g y a sp a r to ft h e “q u a l i t yp r o j e c t w e x p e r i m e n t a lt e a c h i n gd e m o n s t r a t i o nc e n t e r c o n s t r u c t i o np r o j e c t o ft h em i n i s t r yo fe d u c a t i o n ，t h ep r o j e c tn a m e d “t r a d i t i o n a l c h i n e s em e d i c i n ec l i n i c a ls k i l l s t r a i n i n g c e n t e r o ft i a n j i nu n i v e r s i t yo f t r a d i t i o n a lc h i n e s em e d i c i n e ，o nt h eb a s i so fc o n s t r u c t i v i s ml e a r n i n gt h e o r ya n d n e t w o r kt e c h n o l o g ya n dv i r t u a lr e a l i t yt e c h n o l o g y , i sap l a t f o r mf o rn e t w o r kl e a r n i n g w h i c ha i m st oe n h a n c et h ep r a c t i c a lc a p a c i t yo fu n d e r g r a d u a t es t u d e n t so ft c m ，a s w e l la st h e i rd o c t o r - p a t i e n tc o m m u n i c a t i o ns k i l l sa n dt h e i rt c mc l i n i c a lt h i n k i n g t h i sp r o j e c t “r e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n to fa c u p u n c t u r en e t w o r kt r a i n i n gs y s t e m ”， a sas u b - p r o j e c to f “t r a d i t i o n a lc h i n e s em e d i c i n ec l i n i c a ls k i l l st r a i n i n gc e n t e r ”， s p e c i a l i z ei n “a c u p u n c t u r en e t w o r kt r a i n i n gs y s t e m ”，a n d ia s s u m e dt h e d e v e l o p m e n to fn e t w o r kp l a t f o r ma n da c u p u n c t u r et r a i n i n gm o d u l e b ya n a l y z i n gt h eu s e r s n e e d ，t h i st h e s i sm a k e sc l e a rt h ep r i n c i p l e so fi n t e g r i t y , m o d u l a r i t y , p r a c t i c a l i t ya n dh u m a n i t y , a n de s t a b l i s h e st h eo b j e c t i v e s ，r e q u i r e m e n t s ， s t r u c t u r ea n df u n c t i o n so ft h es y s t e m t h e a c u p u n c t u r en e t w o r kt r a i n i n gs y s t e m ”， w h i c hi sb a s e do nt h ec a m p u sn e t w o r ka n da d o p t sb r o w s e r s e r v e r ( b s ) m o d e l t h e n e t w o r kp l a t f o r ma p p l i e st h ed e v e l o p m e n tm o d eo fv i s u a ls t u d i 0 2 0 0 5 + s q l s e r v e r 2 0 0 5 ，a n dt h ea c u p u n c t u r et r a i n i n gm o d u l ea p p l i e st h ed e v e l o p m e n tm o d eo f 3 d s m a x 8 + v r m l t h e “a c u p u n c t u r en e t w o r kt r a i n i n gs y s t e m ”h a ss u c hf u n c t i o n sa st h ed i s p l a y ， m a n a g e m e n ta n dr e c o m m e n d a t i o no fc u r r i c u l u mr e s o u r c e s ，u s e ra d m i n i s t r a t i o n ， p u r v i e w a d m i n i s t r a t i o n ， i n f o r m a t i o n m a i n t e n a n c e ，g r o u p d i s c u s s i o n ， t h r e e d i m e n s i o n a lt r a i n i n g ，a n ds oo n t h et h r e e - d i m e n s i o n a la c u p u n c t u r et r a i n i n g m o d u l eu s e sg r a p h i cm o d e l i n gs o f t w a r et om o d e lh u m a nb o d y , m e r i d i a na n dp o i n t s ， a n dt h e ya r eo u t p u ta s w r lf i l e st h a tc a nb ee x e c u t e db yt h es o f t w a r en a m e d v r m l p a d t h e nw ep r o g r a mi nv r m l p a dt oa d ds o m ei n t e r a c t i v ef u n c t i o n ss u c h a st h ed i s p l a y ，s o u n d ，a n dt e x t f i n a l l yi tc a nb ep u b l i s h e da sa ne x e c u t a b l ef i l ei ni e b r o w s e r t e a c h e r sc a na d d ，m o d i f y ，o rd e l e t ec u r r i c u l u mr e s o u r c e si fn e e d e d ，a n dc a n g i v es e l e c t i v er e c o m m e n d a t i o nt os t u d e n t sf r o mv a r i o u sm a j o r s s t u d e n t sc a nt e a c h t h e m s e l v e so re x c h a n g ei nt h ef o r mo fg r o u pd i s c u s s i o n t e a c h e r se v a l u a t e ( r a t e ) a c c o r d i n gt ot h ef e e d b a c kf r o ms t u d e n t s ，a n dc o n t i n u et or e c o m m e n dan e wr o u n do f c u r r i c u l u mr e s o u r c e sa n dp r o p o s a l t h et e s t ss h o wt h a tt h es y s t e mc o n f o r m st ot h e c h a r a c t e r i s t i c so fa c u p u n c t u r et r a i n i n g ，a n dm e e t st h en e e d so ft e a c h e r sa n ds t u d e n t s i tc a na l s os a t i s f yt h en e e d so fa c u p u n c t u r en e t w o r kt r a i n i n g k e yw o r d s ：a c u p u n c t u r et r a i n i n gs y s t e m ，n e t w o r kt e c h n o l o g y ，v i r t u a lr e a l i t y ， a s p n e t i i i 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽 我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过 的研究成果，也不包含为获得苤盗堙蕉盘堂或其它教育机构的学位或证书而使用过的 材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示 了谢意。 学位论文版权使用授权书 期：4 ，l 本人完全了解天津师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权将学位论 文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、 汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：趔导师签名： 第一章绪论 1 1 课题的研究背景 第一章绪论 2 0 0 9 年1 月1 日，卫生部、教育部制定的医学教育临床实践管理暂行规 定正式实施执行，规定中明确指出医院的带教教师和指导医师，在安排和指 导临床实践活动前，应尽到告知义务并得到患者同意。得到患者同意后，医学 生和试用期医学毕业生( 下文简称“实习医生) 须在带教教师或指导医师 的监督、指导下，参与医学教育临床诊疗活动，不能独自为患者提供临床诊疗 服务。 近年来，医患纠纷不断增多，患者维权意识加强，实习医生临床实习的动 手机会越来越少，随着医学教育临床实践管理暂行规定的出台实施，实习 医生如何从事临床诊疗活动终于以行业规定的形式进行了规范，但这也意味着 实习医生将更难得到临床学习观摩和动手操作的机会。据武汉晨报记者随 机采访2 0 位患者的结果显示，仅l 位患者表示如果是小病，实习医生接诊无所 谓，其余1 9 位患者明确表示不愿意接受实习医生治疗，甚至反感治疗时被实习 医生观摩。 这对医学本科教育特别是实训环节提出了更高的要求，即在学生临床实习 之前，就应通过实训课程培养良好的临床操作技能和医患沟通能力。但由于我 国医学高等院校的普遍扩招，学校的实验室和实训室在安排正常授课教学方面 都有一定的困难，学生自学和练习的需要就更加难以满足，这也就导致了学生 实训环节动手能力差，进而影响其临床实习的效果。 作为教育部“质量工程实验教学示范中心建设项目 ，天津中医药大学 “中医临床技能实训教学中心”是一个以建构主义学习理论为指导，应用网络 技术和虚拟现实技术进行开发的，旨在增强中医本科学生实训动手能力、医患 沟通能力和中医临床思维的网络学习平台。本课题睾- i - 灸网络实训系统的研究 与开发是“中医临床技能实训教学中心”的一个子项目，专门研究开发“针 灸网络实训系统”，本人承担了其中网络平台和针灸实训模块的开发工作。 1 2 课题的国内外研究现状 当前，世界各国为实现教育现代化都十分重视教育信息化建设，从而促进 了网络教育和远程教育的发展，在这方面美国一直处于领先地位。到目前为止， 第一章绪论 一个覆盖美国全国主要教育机构的网络己经形成，几乎全国所有的学校都能开 展网络教育并且远程教育的办学形式呈现多样性，以加快网络运行速度为目标 的第二代i n t e r n e t 工程也已开展实施。 我国的网络教育也发展迅速。自1 9 9 9 年以来，我国教育部己批准6 7 所普 通高校和中央电大开展网络高等学历教育，累计注册学生5 0 0 多万人，毕业学 生2 0 0 多万人。目前，我国教育部和有关机构已建设了3 0 0 多门新世纪网络课 程、1 7 0 0 多门国家精品课程、1 8 个大学数字博物馆、1 2 个重点学科信息资源 镜像系统、高等教育文献保障系统等，特别是高校网站建设了2 万多门网络教 育课程，并有部分高校参与了校内、校际课程共享和学分互认口1 。 网络教育和远程教育的迅速发展促使大量网络课程及教学支撑平台陆续出 现，国外的网络教学平台有w i s h 、l u v i t 、w e bc t 、v i r t u a l 刈、w e bc o u r s ei n ab o x 、l e a r n i n gs p a c e 等。例如w i s h 是由美国p e n n s y l v a n i a 州立大学开发， 包括课堂管理、课程新闻、实时会议、创作工具、邮件列表、群件、教学资源 等多项基于i n t e r n e t 的教学服务。国内的网络教学平台则有vc l a s s 、网梯、 上海交通大学网络教学平台等。例如vc l a s s 是由北京师范大学现代教育技术 研究所开发的网络教学平台，包括网络教学系统、网络教务管理系统、网络课 件开发工具、教学资源管理系统，其中的网络教学系统提供了流媒体授课、自 动答疑、学习管理等功能h 1 。 目前网络教学平台在网络课程开发方面有了较大的改进，可以提供多媒体 的课程展示平台、标准化试题的在线测试和b b s 等交互手段，但应用人工智能 技术和虚拟现实技术的网络教学平台仍处于研究开发阶段。中医药教育教学领 域，特别是其实训教学领域的网络教学平台开发和应用相对较少。 1 3 课题的研究目的与意义 本课题的研究目的是：以建构主义学习理论为指导，通过网络技术和虚拟 现实技术开发一个针灸网络实训系统，达到夯实学生专业基础知识、提高实训 课程学习效率、增强学生临床实习动手能力的目的。 本课题的研究意义主要体现在以下四个方面： 1 当前，医患纠纷不断增多，患者维权意识加强，通过计算机技术辅助提 高学生针灸技能实训水平具有格外突出的意义。 2 通过开发针灸网络实训系统，将网络技术和虚拟现实技术引入针灸实训 教学领域，可以加强学生自主学习能力、增强实训动手能力、培养医患沟通能 力和中医临床思维。 3 通过开发针灸网络实训系统，可以拓展针灸技能实训课程的学习空间和 时间，从而提升实训课程的实际授课效果，提高实训实验室的使用效率。 2 第一章绪论 4 开发针灸网络实训系统，较之传统实训实验室，具有建设投资少、维护 成本低、安全可靠、使用便捷等优点。 1 4 课题的研究方法 1 4 1 以建构主义学习理论为指导 建构主义学习理论是行为主义发展到认知主义以后的进一步发展，认为学 习是学习者在与环境交互作用的过程中主动地建构内部心理表征的过程，强调 以学习者为中心。建构的意义是指事物的性质、规律以及事物之间的内在联系。 本课题正是以建构主义学习理论为指导而设计开发的能引导学生自主学习、协 作学习、系统学习的网络学习平台。 1 4 2 采用网络技术开发实训平台 本课题采用v is u a ls t u d i 0 2 0 0 5 + s q ls e r v e r 2 0 0 5 的模式开发针灸网络实 训平台。v i s u a ls t u d i 0 2 0 0 5 是建立在n e tc o m m o nl a n g u a g er u n t i m e ( c l r ) 之 上的新一代网络开发平台，运行在服务器端，用以开发、部署和运行功能强大 的w e b 应用程序。s q ls e r v e r 2 0 0 5 是m i c r o s o f t 公司开发的用于大规模联机事 务处理、数据仓库和电子商务应用的数据库和数据分析平台璐1 。 1 4 3 采用虚拟现实技术开发针灸实训模块 本课题中的针灸实训模块采用虚拟现实技术开发，首先使用3 d sm a x 8 依据 人体骨骼、肌肉、皮肤等结构特点构建出虚拟的三维人体模型1 ，根据中医经 络穴位理论将经络标注在虚拟的三维人体模型上，并将穴位点标注在所属经络 的相应位置上。然后将标注穴位的三维人体模型转换为v r m l 格式文件，使用 v r m l p a d 软件对v r m l 文件进行交互设计、场景优化和功能调试。 1 5 课题的可行性分析 1 5 1 技术可行性 技术可行性主要分析现有技术条件能否顺利完成开发工作，硬件、软件配 置能否满足开发者的需要，开发者的水平等。本课题采用v i s u a ls t u d i 0 2 0 0 5 + s q ls e r v e r 2 0 0 5 的模式开发网络实训平台。v i s u a ls t u d i 0 2 0 0 5 是目前用于创 建、管理和部署w e b 应用程序的最理想平台，s q ls e r v e r 2 0 0 5 具有功能强大、 性能卓越，操作简单、易于维护等优点。v i s u a ls t u d i 0 2 0 0 5 和s q ls e r v e r 2 0 0 5 同是微软的产品，因此具有良好的兼容性和稳健的接口，两者结合是进行网络 第一章绪论 平台开发的最佳组合之一h 1 。针灸实训模块采用3 d sm a x 8 和v r m l 联合开发， 在技术上也已十分成熟阳1 。 1 5 2 操作可行性 操作可行性主要论证新系统在机构开发和运行的可能性以及运行后的影 响，即组织内外是否具备接受和使用新系统的条件旧1 。本课题以天津中医药大 学校园网络为基础，采用浏览器服务器( b s ) 模式，可以拓展实训学习的空 间和时间，具有很强的可操作性。 1 5 3 经济可行性 本课题具有良好的经济效益和社会效益。一方面，开发针灸网络实训系统 可以加强自主学习，增强动手能力，提升实训课程效果，提高实训实验室的使 用效率。较之建设一个实训实验室而言，该系统具有建设投资少、维护成本低、 安全可靠、使用便捷等优点。另一方面，开发针灸网络实训系统可以整合现有 教学资源，通过网络平台服务学生、服务患者、服务社会。 1 6 论文结构 本文共分为五章，内容安排如下： 第一章“绪论”，简要介绍了针灸网络实训系统的研究背景和国内外研究现 状，阐述了课题研究的目的、意义、方法、可行性分析以及论文结构。 第二章“相关教育理论与计算机技术 ，简要介绍了建构主义学习理论，并 对a s p n e t 、a d o n e t 、3 d sm a x 、v r m l 等开发所需的应用软件及技术进行了系 统深入的整理。 第三章“针灸网络实训系统的设计”，本章简要介绍了系统的需求分析， 确定了系统的目标、要求、结构和功能，设计了系统的工作流程，明确了系统 的设计原则，并对各个子系统的功能和数据库分别进行了详细的设计。 第四章“针灸网络实训系统的实现 ，本章简要介绍了系统的开发环境， 对课程资源模块、教师管理模块、学生管理模块、其他典型功能模块和针灸实 训模块等系统核心模块的开发和实现进行了较为详细地描述，重点介绍了课程 资源推荐查询功能和针灸三维模拟实训功能的实现方法和实现过程，初步构建 了“针灸网络实训系统 。 第五章“总结与展望”。 4 第二章相关教育理论与计算机技术 第二章相关教育理论与计算机技术 2 1 建构主义学习理论简介 建构主义学习理论由行为主义发展到认知主义以后的进一步发展。建构主 义理论从认识论的高度揭示了认识的建构型原则，强调了认识的能动性。目前， 一般认为建构主义学习理论是皮亚杰、布鲁纳和维果斯基理论的发展n 引。 建构主义学习理论认为学习是学习者在与环境交互作用的过程中主动地建 构内部心理表征的过程。知识不是通过教师讲授得到的，而是学习者在一定的 情境即社会文化背景下，借助其他辅助手段，利用必要的学习材料和学习资源， 通过建构的方式而获得的。所谓建构的意义是指事物的性质、规律以及事物之 间的内在联系。在学习过程中帮助学习者建构知识意义就是要帮助学习者对当 前学习内容所反映的事物的性质、规律以及该事物与其他事物之间的内在联系 达到较深刻的理解。这种理解在大脑中的长期存储形式就是关于当前所学内容 的认知结构。由于学习是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人 ( 包括教师、同学、伙伴、同事) 的帮助，即通过人际间的协作活动而实现的 主动建构知识意义的过程，因此建构主义学习理论强调以学习者为中心，认为 “情境”、“协作”、“会话和“资源 是建构主义学习环境中的基本要素或基 本属性。 建构主义学习理论对学习有以下共识： 1 以学习者为中心。 2 学习是学习者主动建构内部心理表征的过程，强调学习过程中要充分发 挥的学习者的主动性。 3 学习过程同时包括两个方面的建构，既包括对旧知识的改组合重构，也 包括对新信息的意义建构。 4 学习既是个别化行为，又是社会性行为，学习需要交流与合作。 5 强调学习的情境性，重视教学过程对情境的创设。 6 强调资源对意义建构的重要性。 随着多媒体和网络技术的发展，建构主义学习理论得到了强有力的支持， 为这一理论的实际应用提供了广阔的舞台。以“学”为主的教学设计理论正是 顺应建构主义学习的上述要求而发展起来的，它为克服传统教学设计的不足( 传 统的教学设计往往是单向传输的、被动的和封闭的) 提供了新的设计与传输教 学的思路与途径，所以建构主义被认为是革新传统教学的理论基础。 第二章相关教育理论与计算机技术 2 2a s p n e t 简介 a s p n e t 是微软公司推出的一种i n t e r n e t 编程技术，它采用效率较高的、 面向对象的方法来创建动态w e b 应用程序。在原来的a s p 技术中，服务器端代 码和客户端h t m l 混合在一起，常常导致页面的代码冗长而复杂，程序的逻辑难 以理解。a s p n e t 是一种独立于浏览器的编程模型，可以在最新版本的i e 、 n e t s c a p en a v i g a t o r 以及诸如o p e r a 等被广泛使用的浏览器上运行1 。 a s p n e t 是一种建立在通用语言上的程序构架。一个已编译的、基于n e t 的环境，把基于通用语言的程序在服务器上运行。将程序在服务器端首次运行 时进行编译，比a s p 即时解释程序速度上要快很多。微软公司发布了包括v i s u a l b a s i c n e t 、c # n e t 、v is u a lc + + n e t 等与n e t 兼容的语言来创作应用程序。 2 2 1 n e tf r a m e w o r k 架构简介 f r a m e w o r k ( 框架) ，是开发人员对编程语言命令集的称呼。n e tf r a m e w o r k 的意义就在于只用统一的命令集支持任何的编程语言。n e tf r a m e w o r k 是n e t 平台的基础架构。其强大的功能来自于公共语言运行环境( c o m m o nl a n g u a g e r u n t i m e ，c l r ) 和类库。c l r 和类库( 包括：w i n d o w sf o r m s ，a d o n e t ，a s p n e t ) 紧密结合在一起，提供了不同系统之间交叉和综合的解决方案和服务。n e t 框 架创造了一个完全可操控的、全面的和特性丰富的应用执行环境。这不但使得 应用程序的开发和发布变得非常简单，而且使得多种语言无缝集成n 引。 n e tf r a m e w o r k 架构共分为五个部分，其中n e tf r a m e w o r k 本身具有的包 括公共语言运行环境( c l r ) 、公共语言规范( c l s ) 和类库( n e tf r a m e w o r kb a s e c l a s sl i b r a r y ) ；另外为承载n e tf r a m e w o r k 的操作系统以及支持n e t 语言的 开发工具v s n e t 。 1 公共语言运行环境c l r c l r ( c o m m o nl a n g u a g er u n ti m e 公共语言运行环境) 是整个n e t 平台的基 础，也是平台的核心。c l r 的核心是一个执行引擎，它加载、执行和管理已经 编译的“中间字节代码格式的代码，这种代码名字叫做m s i l 或者i l ( m i c r o s o f ti n t e r m e d i a t el a n g u a g e 微软中间语言) 。这种代码不被解释，在 执行前通过内置在c l r 中的即时编译器把它编译成本地的二进制代码。这就意 味着n e t 有两个级别的编译器，语言编译器把源代码编译成i l ，执行时再被编 译成二进制代码。这种技术，使交叉语言继承成为可能。 2 公共语言运行库 公共语言运行库管理内存、线程执行、代码执行、代码安全验证、编译以 及其他系统服务。这些功能是在公共语言运行库上运行的托管代码所固有的。 运行库提高了开发人员的工作效率。例如，程序员可以用他们选择的开发 6 第二章相关教育理论与计算机技术 语言编写应用程序，却仍能充分利用其他开发人员用其他语言编写的运行库、 类库和组件。任何选择以运行库为目标的编译器供应商都可以这样做。 3 n e tf r a m e w o r k 类库 n e tf r a m e w o r k 类库是一个与公共语言运行库紧密集成的可重用的类型集 合。该类库是面向对象的，并提供您自己的托管代码可从中导出功能的类型。 这不但使n e tf r a m e w o r k 类型易于使用，而且还减少了学习n e tf r a m e w o r k 的 新功能所需要的时间。此外，第三方组件可与n e tf r a m e w o r k 中的类无缝集成。 n e tf r a m e w o r k 类型使您能够完成一系列常见编程任务( 包括诸如字符串管理、 数据收集、数据库连接以及文件访问等任务) 。 2 - 2 - 2a s p _ n e t 的特点 a s p n e t 是建立在公共语言运行库上的编程框架，可用于在服务器上生成 功能强大的w e b 应用程序。与以前的w e b 开发模型相比，a s p n e t 存在着许多 重要的优势n 引： 1 增强的性能 a s p n e t 是在服务器上运行的编译好的公共语言运行库代码。与被解释的 前辈不同，a s p n e t 可利用早期绑定、实时编译、本机优化和盒外缓存服务。 这相当于在编写代码行之前便显著提高了性能。 2 世界级的工具支持 a s p n e t 框架补充了v i s u a ls t u d i o 集成开发环境中的大量工具箱和设计 器。w y s i w y g 编辑、拖放服务器控件和自动部署只是这个强大的工具所提供功 能中的少数几种。 3 威力和灵活性 由于a s p n e t 基于公共语言运行库，因此w e b 应用程序开发人员可以利用 整个平台的威力和灵活性。m i c r o s o f t n e t 框架类库、消息处理和数据访问解 决方案都可从w e b 无缝访问。a s p n e t 也与语言无关，所以可以选择最适合应 用程序的语言，或跨多种语言分割应用程序。另外，公共语言运行库的交互性 保证在迁移到a s p n e t 时保留基于c o m 的开发中的现有投资。 4 简易性 a s p n e t 使执行常见任务变得容易，从简单的窗体提交和客户端身份验证 到部署和站点配置。例如，a s p n e t 页框架使您可以生成将应用程序逻辑与表 示代码清楚分开的用户界面，和在类似v i s u a lb a s i c 的简单窗体处理模型中处 理事件并不相同。另外，公共语言运行库利用托管代码服务( 如自动引用计数 和垃圾回收) 简化了开发。 5 可管理性 a s p n e t 采用基于文本的分层配置系统，简化了将设置应用于服务器环境 7 第二章相关教育理论与计算机技术 和w e b 应用程序。由于配置信息是以纯文本形式存储的，因此可以在没有本地 管理工具帮助的情况下应用新设置。此“零本地管理”哲学也扩展到了a s p n e t 框架应用程序的部署。只需将必要的文件复制到服务器，即可将a s p n e t 框架 应用程序部署到服务器。不需要重新启动服务器，即使是在部署或替换运行的 编译代码时。 6 可缩放性和可用性 a s p n e t 在设计时考虑了可缩放性，增加了专门用于在聚集环境和多处理 器环境中提高性能的功能。另外，进程受到a s p n e t 运行库的密切监视和管理， 以便当进程行为不正常( 泄漏、死锁) 时，可就地创建新进程，以帮助保持应 用程序始终可用于处理请求。 7 自定义性和扩展性 a s p n e t 随附了一个设计周到的结构，它使开发人员可以在适当的级别“插 入 代码。实际上，可以用自己编写的自定义组件扩展或替换a s p n e t 运行库 的任何子组件。 8 安全性 借助内置的w i n d o w s 身份验证和基于每个应用程序的配置，可以保证应用 程序是安全的。 2 2 3a sp n e t 的常用内置对象 a s p n e t 的常用内置对象有a p p li c a t i o n 对象、r e q u e s t 对象、r e s p o n s e 对象、s e s s i o n 对象n 引。 1 a p p l i c a t i o n 对象：对整个a s p n e t 执行环境而言，一个虚拟目录下的 所有a s p n e t 程序构成了一个w e b 应用程序。在多任务执行的情况下，来自四 面八方的众多用户可能执行同一个w e b 应用程序，这便依赖a p p l i c a t i o n 对象。 2 r e q u e s t 对象：获取从客户浏览器传给服务器端的数据，如接收来自表 单的数据。 3 r e s p o n s e 对象：r e q u e s t 对象与r e s p o n s e 对象就像一般程序语言里的 i n p u t 及o u t p u t 命令，若要让服务器端的n e t 程序能够接收来自客户端的信息， 须用r e q u e s t 对象：若想将服务器端的信息传递给客户端，须用r e s p o n s e 对象。 4 s e s s i o n 对象：s e s s i o n 对象和a p p l i c a t i o n 对象极为类似，但s e s s i o n 对象的信息只适用于同一位用户，即一个s e s s i o n 对象只属于一位用户。 2 3a d 0 n e t 简介 数据库访问是程序中应用最普遍的部分。随着c # 和a d o n e t 的引入，这种 操作变得更简单。微软公司在开发n e t 的同时，对数据访问模型进行了翻天覆 8 第二章相关教育理论与计算机技术 地的升级，把原来的a d o 模型升级为全新的a d o n e t 数据源。a d o n e t 是由一 系列的数据库相关类和接口组成的，它的基石是x m l 技术，所以通过a d o n e t 我们不仅能访问关系型数据库中的数据，而且还能访问层次化的x m l 数据n 副。 2 3 1a d 0 n e t 的新特性 微软公司将a d o 模型升级为a d o n e t 数据源，原来最重要的r e c o r d s e t 现 在消失了，取而代之的是d a t a s e t 和d a t a r e a d e r ，而且不再像原来r e c o r d s e t 那样一次只读取一条记录，而是读取整个数据库，然后在内存中建立一个映像， 从而实现了断开方式数据库连接和内存管理自动化，这是微软的一个重大的技 术突破。a d o n e t 是由一系列的数据库相关类和接口组成的，它的基石是x m l 技术，所以通过a d o n e t 我们不仅能访问关系型数据库中的数据，而且还能访 问层次化的x m l 数据。a d o n e t 为我们提供了两种数据访问的模式： 1 非连接模式( d i s c o n n e c t e d ) 与原来的a d o 的连接模式相兼容为另一种非连接模式，这是a d o n e t 中所 提供的新的技术。相比于传统的数据库访问模式，非连接的模式为我们提供了 更大的可升级性和灵活性。 2 支持n 层编程模式 a d o n e t 为断开式n 层编程环境提供了一流的支持，许多新的应用程序都 是为该环境编写的。使用断开式数据集这一概念已成为编程模型中的焦点，n 层编程的a d o n e t 解决方案就是d a t a s e t 。 2 3 2a d 0 n e t 的对象模型 a d o n e t 对象模型中有五个主要的组件，分别是c o n n e c t i o n 对象、c o m m a n d 对象、d a t a a d a p t e r 、d a t a s e t 以及d a t a r e a d e r 。这些组件中负责建立联机和数 据操作的部分我们称为数据操作组件( m a n a g e dp r o v i d e r s ) ，分别由c o n n e c t i o n 对象、c o m m a n d 对象、d a t a a d a p t e r 对象以及d a t a r e a d e r 对象所组成。数据操 作组件最主要是当作d a t a s e t 对象以及数据源之间的桥梁，负责将数据源中的 数据取出后植入d a t a s e t 对象中，以及将数据存回数据源的工作n 引。a d o n e t 对象模型如下图2 1 所示： 1 c o n n e c t i o n 组件 c o n n e c t i o n 对象主要是开启程序和数据库之间的连结。没有利用连结对象 将数据库打开，是无法从数据库中取得数据的。这个物件在a d o n e t 的最底层， 我们可以自己产生这个对象，或是由其它的对象自动产生。 2 c o m m a n d 组件 c o m m a n d 对象主要可以用来对数据库发出一些指令，例如可以对数据库下 达查询、新增、修改、删除数据等指令，以及呼叫存在数据库中的预存程序等。 9 第二章相关教育理论与计算机技术 这个对象是架构在c o n n e c ti o n 对象上，也就是c o m m a n d 对象是透过连结到数据 源的c o n n e c t i o n 对象来下命令的。所以c o n n e c t i o n 连结到哪个数据库，c o m m a n d 对象的命令就下到哪里。 3 d a t a a d a p t e r 组件 d a t a a d a p t e r 对象主要是在数据源以及d a t a s e t 之间执行数据传输的工作， 它可以透过c o m m a n d 对象下达命令后，并将取得的数据放入d a t a s e t 对象中。 这个对象是架构在c o m m a n d 对象上，并提供了许多配合d a t a s e t 使用的功能。 4 d a t a s e t 组件 d a t a s e t 这个对象可以视为一个暂存区( c a c h e ) ，可以把从数据库中所查 询到的数据保留起来，甚至可以将整个数据库显示出来。d a t a s e t 的能力不只 是可以储存多个t a b l e 而已，还可以透过d a t a a d a p t e r 对象取得一些例如主键 等的数据表结构，并可以记录数据表间的关联。d a t a s e t 对象可以说是a d o n e t 中重量级的对象，这个对象架构在d a t a a d a p t e r 对象上，本身不具备和数据源 沟通的能力，也就是说我们是将d a t a a d a p t e r 对象当做d a t a s e t 对象以及数据 源间传输数据的