（机械设计及理论专业论文）工具型网络化教案生成系统的研究与实现.pdf

南京航空航失火学硕十学位论文 摘要 教育现代化促进了教学内容、教学象譬 、教掌手段的全面改革发震，但遐 彀学改革发袋的其俸蠢容帮存在着鞠鼹的不平衡性，尤其是教鄹备课方式斡笈 展与教学技术的现代化水平相脱节。针对该问题，本论文实现的工具型网络化 激寨生成系统为教师提供了一个通用的、兼具当前铸课功能和现代网络特性的 各漂系绞。餐麴该系统不仅哥氍生袋熬森令缝纯豹教寨文辖，势越霹班充分秘 用网络的特性进行备课资源、教案文档的共享、交流。论文同日寸实现了教案生 成系统的后静数据库维护予系统，以维护和扩展前裔教案生成系统的数据。 论文骤入疆究了j 2 e e 整体絮构、j 2 e ew e b 系统各屡次豹实现手段，其锩 涉及到教案生成系统所慕用的包括t a p e s t r y 网络框架、e j b 组件开发、采用c m p 实现对象关系数据库映射以及数据库逻辑模型的合理设计等关键技术。实 酥开发出的工具型网络化教案生成系统具备面向教师的备课功能模块和面向赞 疆虽静鼗擐群维护功憝挨绥。论文给畿了系统酌篡体实瑗过程。 关键词：教案，j 2 e e ，t a p e s t r y ，e j b ，m y s q l 具犁网络化教棠生成系统的研究i 实现 a b s t r a c t t h em o d e r n i z a t i o no fe d u c a t i o n p r o m o t e d 强ed e v e l o p m e n to ft h e c o n t e n t c o n d i t i o na n dm e t h o d so fe d u c a t i o ng r e a t l y b u tt h ed e v e l o p m e n to fe d u c a t i o ni sn o t b a l a n c e e s p e c i a l l y , t h em e t h o do ft e a c h i n gp l a ni sd e v e l o p e ds os l o w l yt h a ti ti sn o t f i tt ot h er e q u i r e m e n to f t h em o d e r n i z a t i o no f t h ee d u c a t i o n t h et h e s i sp r o v i d e sf o r t e a c h e r sas y s t e mo f p r e p a r i n g 岛rl e s s o n sn a m e dt o o l e da n dn e t w o r k e dt e a c h i n g p l a n s g e n e r a t i v es y s t e m a n dt h i ss y s t e mi si nc o m m o nu s ea n dh a st h ef u n c t i o n si n t m d i t i o n a lm e t h o do fp r e p a r i n gf o rl e s s o n sa n dt h em o d e mn e t w o r kc h a r a c t e r s b a s e do nt h i ss y s t e m ，t e a c h e r sc a r ln o to n l yg e n e r a t ei n d i v i d u a lt e a c h i n gp l a n sb u t a l s ou t i l i z en e t w o r kt os h a r ea n dc o m m u n i c a t et h es o u r c e sa n dt e a c h i n g p l a n s d o c u m e n t s 秘e 坊e s i sa l s or e a l i z e st h eb a c k g r o u n dd a t a b a g es a f e g u a r d i n gs y s t e m a c c o r d i n gt ot h et e a c h i n gp l a n s g e n e r a t i v es y s t e m ，b yw h i c ht od e f e n da n de x p a n d t h ed a t ao f t h e f o r e g r o u n dt e a c h i n gp l a n s g e n e r a t i v es y s t e m n l et h e s i ss t u d i e sd e e p l yt h er e a l i z a t i o no ft h et o o l e da n dn e t w o r k e dt e a c h i n g p l a n s g e n e r a t i v es y s t e m ，i tr e f e r st o 氆et e c h n o l o g i e si n c l u d i n gt h er e s e a r c ho fj 2 e e s t r u c t u r e s ，t h er e a l i z i n gm e a n so fd i f f e r e n tl e v e l so fj 2 e ew e bs y s t e ma n dt h e r e a s o n a b l eo r g a n i z a t i o no fd a t a b a s el o g i c a ls t r u c t u r ea n ds oo ni nf a c tt h et o o l e da n d n e t w o r k e d t e a c h i n gp l a n s g e n e r a t i v es y s t e mh a sp r o v i d e d t h et e a c h e r - o r i e n t e d f u n c t i o nm o d u l eo fp r e p a r i n gf o rl e s s o n sa n d 幽ea d m i n i s t r a t o r - o r i e n t e dd a t a b a s e s a f e g u a r d i n gf u n c t i o nm o d u l e a n da l lt h e s ea r es h o w ni nd e t a i li nt h et h e s i s k e ) 一v o r d ：t e a c h i n gp l a n ，j 2 e e ，t a p e s t r y , e j b ，m y s q l 承诺书 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立 进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容 外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本 论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明 确方式标明。 本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允 许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本承诺书) 作者签名： 日期： 巡：i ：! 南京航空航犬人学硕+ 学伊论文 1 教弯教学的发展形势 第一耄绪论 世纪之交以来，我圈的教育事业取得了前所未脊的成绩，特别是高等教育 规模实现了跨越式发展，教育方式已渐渐转变到大众教育、终尉教育的阶段。 大众教育、终隽教寅时麓瓣毫等教育簧求高校全藤遴幸亍教育教攀豹改革，以髂 患化带动离铰教育教学现代化l ，适波造域广、缀模大、种类多、学员分散、 教育教学资源利用和发挥达到最大化社会效益的社会与市场的需求。国家予 1 9 9 8 年启动的“面向2 l 世纪教育振兴计划”中的熬大工程“中鼷教育和科研计 算辊隧c e 烈譬 高速圭予溺建设顼霹”已通过国家验收，标志饕我国教育信怠 化建设全面驶上快车道，为网络教育猩全国的铺开，打下了坚j 实基础。在充分 总结前期成果的基础上，教育部又在“2 0 0 3 - 2 0 0 7 筇教育振兴行动计划”中明 确挺窭实撼“教旁薅患纯建设工程”，援撅参与羧一代互袋弱稳潮疆( c h i n a g r i d ) 的建设，可见我豳政府对教育领域实行信息化网络教育和服务管理的追 切心情与蛏定信心。 在国家猿瓠建设全蹦教育教学硬件设施环境，推进高等教帮媲援持续发鼹 懿同时，非常重褫教蠢教学的软环境、软内涵的建设和发菇，在教育部静 “2 0 0 3 一2 0 0 7 年教育振行动计划”指导下，全面熨施了“国家精品课程建设”、 “品牌专业栩特色专业建设”等强调质量内涵的工程，已经取褥了初步成效。 不缓如此，在最近装教育帮壹毽裹校王终瓷谗委爨会筹五次金髂会议主，璃 济部长明确指出，在新时期新阶段，商等学校要实现工作重心的转移，把工作 重点进一步转移到提高质量上来。这将进一步指导今后高等教育的发展是办学 援棱保持鸯节奏、可控制懿稳步发震，主要是优化缝梭，掇内潇建设，爨庚瀵 提高，更好魄满足入民群众对优质教帮资源的需要。这为广大教育工作者主动、 积极投身于激育教学改革，充分发挥主观能动性、创造性，提徽了广阔的空白j 。 2 l 世纪是信息化腿代，随着国家经济发展，综仓国力增强，各级政府和社 会薅教旁投入静蹭热，隧繁多媒舔按零蟊弱络菝零的飞速发震莠全瑟应薅，教 育教学技术的现代化取得了飞速的发媵，教育创新思想和先进技术的全面引入 激发了整个教育领域尤其是高等教育的深刻变革，新的教育观忿、教育方法和 。具型网络化教案生成系统的研究与实现 教学组织方式层出不穷。借助于先进的数字化教学环境为支撑，多媒体教学、 个性化学习、虚拟教师实验室、远程教育等新兴教学形式纷纷涌现。这种教学 技术的现代化发展为提高教育教学效率、提高教学质量、增强学生综合素质、 适应创新人才的培养需求提供了有力保障。 1 2 教学改革的发展现状 教学改革的具体内容包括教学内容的改革、教学条件的改革、教学手段方 法的改革等方面。在国家的重视和大力支持下，各方面均得到了良好的发展。 受国家倡导的“教育信息化”这一大环境的影响，各方面的改革过程中体现出 的共同特点就是网络的普遍使用。网络使当前教育获得了新的发展契机和强劲 的发展动力。 1 2 1 教学内容与方法的改革 教学内容与方法的改革是教学改革最直接、最核心、最体现内涵的内容。 无论在教学条件落后的过去，还是条件较为改善的现在，乃至条件更好的将来， 它永远都是教学改革的主题。这主要因为，一是客观方面，经济发展、科技进 步、社会文明要求教学体系完善、课程结构优化、教学内容适应社会对人的需 求；二是主观方面，各学校对教学改革的重视、投入和鼓励，促进教师积极地 投身于改革，主动地探究教学方法。因而，教学内容与方法的改革在各地学校 一直如火如荼地进行着，致使改革范围越来越广，程度越来越深。 1 2 2 教学条件与环境的改革 教学内容与方法的改革不应是孤立的，要使之取得显著效果，必然要求有 先进的教学条件与环境作保证。先进的教学条件与环境是传统教学方法的助推 器，能够实现直观生动的感受、事半功倍的效果，也是新颖教学方式方法的催 生剂，在提高教学效率为目标的前提下，会得到意想不到的收获。先进的教学 条件包括软、硬件的配套支持，诸如配备先进的教学设施、优化完善的教材等。 先进的教学环境是激活环境中各教学条件达到和谐，使它们发挥最大效益的平 台，特别是网络教学环境的构建使当前教育条件为教学改革的各个方面提供了 充分的保障。 网络教学是随着教育教学现代化改革发展而诞生的全新事物，它已成为教 南京航空航犬人学硕十学位论支 寅改摹帮笈疑戆总黉趋势。瓣络教学翼备阻下凡个主要功懿 2 1 ： 1 ) 共察功稚。胰个入诗嚣枫到麟城丽，然后发展到互联秘，滚源的荚事熊力越 来越强。这意味精网络教学的资源建设不掰霪簸；对于学，土柬蜕，利用汁黛 瓠瓣络燮溱荚事场霹汉离效率戆菝取蚤耱学翅爨滚，髑彝毒终叠己翁攀习缝 毅冬 龟久分享。 2 ) 交飘功能。计算机可以实现人机之间的双向沟通，利用计算机网络则可 以寨魂人与人之闻黪遮距离接惑蕊援。在这耱人机交互、入冬大之阉数交互 过裰中，学习馥蜜褥燮有痘敷牲黟鬟畜更黼豹煎率。 3 ) 协作功能。以往辩计算祝辅助教擎建单枕教学，这样耱够察瑶个剐化学习。 但怒个别化学习只能解决部分学习问题人们农实践中遇到的更多的问题鼹 熬毽与镘天合俸，莛阖宪或 壬务。计算撬溺缮掩貘了这耱耱俸熬羁境，捷嚣 爱瓣络教学毽螽餐了这挥熬协 事功熊，毒在瓣终教擎过糕串玎震各静镪佟学 习活动。 4 ) 检索功麓。计算嫒弱终上的赘添蹙嚣豢丰蜜瀚，嚣翻终按本本赛又鬟供了穰 多寓教攀熬捡索功簸，襞我弱西汉豢效率越获数这些资潦。跷麴通过i n t e m e t 上的搜索弓f 擎，学弼者可以邋遮找到自己所濡爨的各种学习谛葶料，对于促进 学习是非卷有帮助的。 + 2 3 教攀警羧与蠢畿豹浚荤 现代化的教学祭件和教学环境，促进了先避的教学手段与方式不断的得以 创新和涌璐。随着傣患技术的飞速发鼹，网络化、开放式麴教攀摸式最褥烈大 力筑捺广。教掌信患纯实魏了教商傣慧嚣示多媒亿、交互化，教襄瘙爨娥理数 字亿、餐熊亿、虚掰能，教学缓绞超文本亿，教育信患存储毙藏化，教商信患 传输网络化、自动化、离速化、梭索化。通过网络，实现了师生之间网络化、 运稷纯、窭鼙尊纯熬交互方式。掰终後缀搴鹜澎蹩三矮酌漾誊教学凳褥垒三凌懑浚、 丰喜多彩。 面对大众教育时期的机遇与挑战，面对扩招绘商校带来的愿力，利用先避 豹网终及多媒体技术，扩大教学艘壤，提赢教学效率，才戆实骥隧有藤的教学 瓷添支撵教带箨求，挺窝教擎爱爨，这是瑟辩麓霹教学手袋秘方式熬潦识敬慧 提出的全新黉求，也怒教学手段粕方式程今后檑当长时闻举的发展趋势。 足剌网络化教案生成系统的研究b 实现 3 课题磺究彗景 1 3 1 教学改革发展的不平衡 尽管当前教育信息化改革得到了大力推广，教学内窑、教学黎件、教学方 式葶器手段等方嚣均褥到了薅瑟未有懿敬饕纛曩趋会瑷倦、瑷代化，霹终教学懿 发展也在飞德发展。但是如果从教学改革整体过程的其体环节来鬻，其中不乏 存在着一些薄弱环节，显现出发展的不平衡性，明胜倾向于课常内、倾向于学 生对象懿教学改革方式，对于教薅冬潆这个漯稳教素准备环苇始终没有德 到足够莳薰税，一直与教举技术现代化的发展不同步，甚至相脱节。在备课手 段个性化、网络化以及集成化的结合方颟至今尚无这样的工具发现。 教师备课是决定教学过程成效的基础性关键环节，其重要性体现在诸多方 嚣：( 1 ) 教索辩震量壹搂影确教学蔟豢；( 2 ) 教寨避教筛智慧与努动懿结晶， 凝聚了教师大量的精力与心血；( 3 ) 教案的生成方式也从另一个侧面体现教商 教学的现代化水平。 兰蔻豹簧漾方式存在鬻糖静婺壤，已经与先送教学技末熬瘟爝帮教学瑰代 化的大环境极不相称，其不足与弊端主疆体现在： 1 ) 重复性势动过多，教师备课工作爨过大，备课效率低下。 2 ) 单机化麴蓥漂方式满足了个性化的滞要，但出于器谋资源分敖，教师否能方 便茯捷熊实现教案和蘩谍资源的交流与共享，导数毂筛难戬缀织蠢容先逶、 容量充分的教案。 3 ) 借助于单机版软件的餐课方式，投入过大，提高了备课的成衣。 l + 3 2 熬决溺越的对策 信息技术的发展将教育领域的变蕈导向一个全新的时代，网络教学的蓬勃 发展要求教絮包含更多的信息，信息的种类也要更加趋向于多样化。教师如何 方便浚捷熬懋爨更多豹资源，懿嚣实袋教簿阗教素豹筵享、交滚，阉靖又憝够 尽可能地减少额外的教学支出，这为备课方式的迸一步发展提出了全新的要求。 网络的一大特性就是实现了资源的在线共享与优化，将当前铸课方式和网 络摆缝合，为数爨提供一个工其型，对不同漾疆逶弱熬专门嚣囊务瀑过程斡弱 络系统，通过该系统教师既可以利用计算机的存储、编辑功能实现当静备课方 式的各项功能，也可以通过网络充分实现备课资源和教案文档方便快捷的交流 南京航空航天大学硕士学位论文 和共享，将大大减小外界在时间、空间、人力、物力等方面对教师备课过程的 限制，提高教案的质量水平、利用率和使用方便性。又因为这样一个系统对不 同课程具有一定的通用性，所以将大大减少教师备课过程的成本投入。这样一 个系统的实现无疑是对当前备课方式的一种本质上的变革和推动。 目前国内尚无这样一个面向教师备课的专用系统出现，因而教师备课方式 的网络化是一个极有探索价值的新课题。鉴于此，论文提出了研究和实现一种 工具型网络化教案生成系统的思想。该系统将具备以下特性： 1 1 工具性。系统不限于某一特定课程，具有对课程内容的定制特点。能够使用 户对不同科目的课程教案进行编辑组织，以适应多科目教案生成的需要。 2 ) 共享性。系统充分利用网络资源共享、资源优化和资源重用的特点，实现了 备课资源以及教案的共享与交流。 3 ) 个性化。系统在提供充分发挥资源重用、共享的基础上，特别留有给教师充 分发挥个性的自由空间，能让不同教师展示各自教案在内容和形式上的个性 化风格。 4 ) 开放性。系统使教师突破了现有备课方式在时间和空间上的局限，只要网络 存在并且支持，教师就能够随时随地进行备课工作。同时该系统在功能上支 持多课程，对于系统内课程数据的扩展同样存在着开放性。 5 ) 经济性。由于该系统所有功能都通过网络实现，教师通过浏览器就可以进行 全部操作，因而无需进行客户端安装，从而减少了成本的投入，较之单机版 的备课软件，具有不可比拟的经济性。 系统管理员 网络( 拱享教案资源) f学校b j 皿皿 0教师戟师 。、屯二? 吖学校c i 厘凰 l鞋柙幢师 图1 1 网络化备课方式中教师资源关系模式图解 具烈网络化教案生成系统的研究如实现 实现这榉一个工具型、基予网络的教寰生成系缓将豫 、觋鸯数学改革在教 师备课环节存在豹不足，俊教学改革鹊现代化更船完善与合理。闰i 1 展现了 集成了网络化、个性化和共享化等诸多特点的新型备课方式下教师与备课资源 之闻的关系模式。 1 4 课题泰甏研究工俸及论文内密结构 1 4 1 主要研究工作 本漂惑深入疆究了王蹙型舔络纯教案生成系统懿其俸实褒。谂文最终实魂 了一个支持多课程，具有工具性、共警性、个性化、丌放性和经济性等特点的 网络化教案生成系统。教师通过这个系统能够方便快捷的从数据脬中选用公共 敬蚕瀑瓷漾，著形成戆教絮文件送蠢令犍健熬凌套黪羧、格式缡辚等攥馋；教 室可对现有文字内容插入图片、声音、 的教案文件；通过设置教案文档的属性 图像等多媒体元素，生成内容丰富多彩 教师能够实现教案文件的私有与共享。 潮时开发的翘包括后台数攘库管理子系统，警理员w 在该管理系统中对数据摩 中的当前数疆避行维护警壤或者添船颏数据，对系统功能进章亍扩滕。 本系统的开发涉及到的主要技术包括j 2 e e 平台的研究，j 2 e e 关键技术的探 索，网络软件客户端的实现手段，t a p e s t r y 网络框架的具体实现，e j b 的构造 秘覆臻，数攘疼逻辑结梭瓣合理缝织，以及对象荚系数舞瘁 | 突瓣技术戆实 现等等。在对系统的需求肖明确认识的凝础上，着爨进行了相关技术的比较和 研究，对实现方案进行权衡，最终选用理想方案加以实现。 玎发系缓避程中斯暴鼷的釜静菝零主要基于经济性、适嗣憾、合理缝、先 进性等原剐。 1 4 2 论文内崧结构 第一牵缝论。零章阐述了教学发鼹戆凌饯纯形势，滔述了教学凑客与方法、 教学条件与环境等教学改犟发展现状，指出了了当前教学改革发鼹的不平衡及 存在的问题，并提出了解决问题的对策是开发一个工具型网络化的教案生成系 绕，最后介缨了论文的主鼷研究工 乍及内容结构安撼。 第二章辩发环壤关键技术豹研究。本章主要磷究了j 2 e e 平台髓褥点及应 用，依据j 2 e e 多层软件模式的不同层次分别给予介绍，并详细介缁关键技术的 特点、优势及_ i 作原理。 南京航空航天大学硕士学何论文 第三章教案生成系统的具体实现。对教案生成系统的技术框架做出了整体 的规划；按照j 2 f f e 多层软件的不同层次，结合教案生成系统的实例代码，对各 种关键技术的具体实现给出了详细的论述。 第四章教案生成系统的功能描述。本章阐述了工具型网络化教案生成系统 各功能模块的具体功用。 第五章总结与展望。总结了本系统所做的工作、研究的内容以及解决的技 术问题，对本系统未来的补充和完善做出了展望。 f ：贝剩网络化教絮生成系统的研究如实现 第二耄开发环境关键技术的研究 j 2 e e 平台在企监绦多蔗软件开发领域一盔以来酃扮演着重簧爱色。j 2 e e 使用多层的分布式应用模型，应用逻辑按功能划分成组件。典型的j 2 e e 系统分 为客户层、袭现层、业务逻辑层和持久层，每一层都存在着多种实现方式，针 对各耪实现按术蕊劣懿比较与争论篷一蠹存在。夔饕对w e b 系绞瞧藐秘功襞方 面需求的不断提高，诸如a s p 、j s p 簿较旱的表现滕实现技术雁在体现出丌发 效率慢、难以维护等弊端，为了满足企业级系统软件的需要，网络框架正在得 到| j 莶增多黔应用。对予业务逻辑层，通黉出j 2 e e 疑棱心组 孛技术e j b 给予 实现，不同炎型的e j b 封装了对不同娩务逻辑的处骥，大大减少了开发人员静 开发难度和工作强度。j 2 e e 的持久层通常由数掘庠服务器或其他数据存储载体 充当，它们对系统的关键数据实现了持久化保存。本蕈内容将对j 2 e e 平台各屡 的关毽技术邋辛亍搽素稻阐述。 2 1 总体架构概述 2 。1 。l 秀发乎套豹琵较选撵 目前在i n t e m e t i n t r a n e t e x t r a n e t 环境中，企业级】壹用系统大多采用三层或多 层应用模式，关于平台、框架、语言的觉争也愈演愈烈| 3j 。j 2 e e 平台在过去几年 警一壹 | 镶璐金壁级应瘸熬溱流，为了疫黠j 2 e e 乎螽豹强大攘藏，徽较强力黎 出的n e t 平台也开始逐渐吸引众多i t 企业和开发人员的注意力。 j 2 e e ( j a v a 2p l a t f o r me n t e r p r i s ee d i t i o n ) 是一种利用j a v a 2 平台柬简化诸多与 多级企业勰决方案的开发、部署和管遴楣关的复杂翘题静体系结擒。j 2 e e 接零 的基础就是核心j a v a 平螽或j a v a 2 平螽斡标准版，j 2 e e 不仅巩固了栎准敝中的许 多优点，例如“编写一次、到处运行”的特性、方便存取数据库的j d b ca p i 、 c o r b a 技术以及能够在i n t e r n e t 应用中保护数据的安全模式等等，同时还提供 了薄e j b ( e n t e r p r i s ej a v ab e a n ) 、j a v as e r v l e ta p i 、j s p ( j a v as e r v e rp a g e s ，戮及 x m l 技术的全面支持f 4 】。软件开发商们和企业在开发和配置企业内部网应用稔 序时能够利用j 2 e e 结构，从而有效的臀换两层和三滕模型，在丌发因特网应用 南京航空航天人学硕十学侮论文 程序时，利用该结构有效的替换基于c g i 的方法。j 2 e e 使用多层的分布式应用 模型，应用逻辑按功能划分成组件，各个组件根据它们所在的层分佰在不同的 机器上，一般分为客户层组件、w e b 层组件、业务逻辑层组件和信息系统层软 件。这种基于组件、具有平台无关性的j 2 e e 结构使得j 2 e e 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j 2 e e 服务器以容器的形式为所 有的组件类型提供后台服务，这些后台服务包含安全、事务管理、j n d i 寻址和 远程连接等服务。与组件类型相对应，容器类型也含有应用程序客户端容器、 w e b 容器、e j b 容器和企业信息系统层软件p 】。 n e t 是m i c r o s o f t 用以创建x m lw e b 服务( 下一代软件) 平台，该平台将信 息、设备和人以一种统一的、个性化的方式联系起来。借助于n e t 平台，可以 创建和使用基于x m l 的应用程序、进程和w e b 站点以及服务，它们之间可以 在任何平台或智能设备上共享和组合信息与功能，以向单位和个人提供定制好 的解决方案。n e t 是一个全面的产品家族，它建立在行业标准和i n t e m e t 标准 之上，提供开发( 工具) 、管理( 服务器) 、使用( 构造块服务和智能客户端) 以 及x m l w e b 服务体验。n e t 框架是n e t 平台中居于核心地位的编程引擎，它 通过其核心安全功能提供保护客户机和服务器的方法。由于公共语言运行库在 核心层透明地处理安全性，因此开发人员可将精力集中于应用程序逻辑，开发 人员仍然可以随时使用和扩展安全模型1 6 j 。 任何一个商业化的技术要想拥有良好的市场念势，业界内重要企业的大量 参与是十分重要的。j 2 e e 是出s u n 公司引导，各厂商共同发起的，并得到广 泛认可的工业标准。业内“企业计算”领域的大企业如：i b m ，b e as y s t e m ， o r a c l e 等业已参与。在j 2 e e 规范制定阶段让供应商参与进来，能够吸收他们在 企业计算领域多年来成熟的经验，而且能够推动迅速开发出j 2 e e 的产品。由于 采取了以上策略，现在已经超过2 5 个不同的服务器端平台支持j 2 e e 规范。由 于采用开放的协作制定规范，j 2 e e 也体现了众多企业计算领域供应商的知识和 专业技术。这意味着产品解决方案能够满足任何商业需求。由于有大量的厂商 支持，所以用户的选择范围会更广泛。与此相比，n e t 是由微软单独制定并完 成的。客户若是选择了这种没有得到业界广泛支持的专有架构，就会把他们局 限在某一个供应商的技术实现上。这会妨碍客户将来采用其他供应商的产品， 而这些产品很有可能最适合某一企业的特定需求【7 i 。 鉴于j 2 e e 的各种特点和优势，结合作者本人的技术特点，本文实现的工具 具列网络化教案生成系统的研究与实现 整霹络他教燕生戒系统采用j 2 e e 伟为墼个系统黪玎发乎台。 2 1 2j 2 e e 平静 企业应用程序开发j 下在出传统的两层结构、三屡结构向着r i 艨结构演进， 戳实现开发爨烫安全、舞级维护更方霞秘功能更宠饕懿应矮程序。 j 2 e e 傻飚多层的分布式应用模型，波用逻辑按功能划分为缀件，各个应用 组件根据他们所在的层分布在不同的机器上。事实上，s u n 设计j 2 e e 的初衷 正是为了解决两层模式( c l i e n t s e r v e r ) 的弊端，在传统模式中，客户端担当了过多 的角色而显褥臃瓣，在这耱模式辛，蒙次部署斡霹候篦较容易，僵难予蠢级 或改进，可伸展性也不理想，而且经常基于某种专有的协议，通常是某种数据 麾协议。它使得重用业务逻辑和表达逻辑非常困难。现在j 2 e e 的移层企业级应 愆摸型穆两嚣纯攘型孛熬不麓层蘑韬分戏许多层。令多层纯瘦薅蕤够为蚕曩 的每种服务提供一个独立的层l 懿。j 2 e e 熊型的四层结构如图2 1 所示l 吼。 ( 1 ) 运行在客户端机器上的客户层组件，j 2 e e 应阁程序可以怒蒸于w e b 方 式的，也可以怒基于传统方式的。( 2 瘟；行在j 2 e e 服务器上豹w e b 艨缓 牛，j 2 e e w 。b 屡组件可以是j s p 员磷戴s e r v l e t s 。按照j 2 e e 簸范，静态翡h t m l 页萄稀 a p p l e t s 不箅是w e b 层组件。( 3 ) 运行在j 2 e e 服势器上的业务逻辑层组件 e j b ( e n t e r p r i s ej a v ab e a n ) ，e j b 组件结构是j 2 e e 平螽的中枢。j 2 e e 应用程序的 核心枣一令袋咒令e j b 缀成，它翻囊麦疑行应蠲疆彦豹事务揉俘黢封装应矮纛 序的业务逻辑。j 2 e e 平台的其它部分，诸如j a v as e r v e rp a g e s ，怒对e j b 结构 所能提供的功能的补充，像是表达逻辑耥客户端的桶互控制逻辑这样的功能。 ( 4 ) 运行在e t s 鼹务器上的企业售惠系统( e n t e r p r i s e i n f o r m a t i o ns y s t e m ) 层软 孛。 j 2 e e 愚开发安全、可升绂、高可嗣往的企业应用程序所使用的种现行标 准。j 2 e e 规定，兼容j 2 e e 应用程序的服务器必须定义套容器柬放置j 2 e e 组 件。容器为缎件提供运行环境。上面提到的运行在客户端的组件要运行在a p p l e t 容器羲应蘑稳侉客户溃容器两，w e b 器缝 拳要运孬褒w e b 套器魂，e j b 缝 串簧 运行在e j b 脊器内。 j 2 e e 平台出一整套服务( s e r v i c e s ) 、应用程序接口( a p i s ) 和协议构成， 它对开发基于w e b 兹多屡应鬻疆袋了功缝支持，下蘸怼j 2 e e 中煞1 3 嵇鼓术麓 范进行简单的描述( 限于篇幅，这里只能进行简单的擒述) 。】： 0 南京航空航天人学硕+ 学何论文 幽2 1j 2 e e 四层结构示意幽 ：= = = = 二爿 数据库 1 1j d b c ( j a v ad a t a b a s ec o n n e c t i v i t y ) 。j d b ca p i 为访问不同的数据库提供了一 种统一的途径，像o d b c 一样，j d b c 对开发者屏蔽了一些细节问题，另外， j d c b 对数据库的访问也具有平台无关性。 2 1 j n d i ( j a v an a m ea n dd i r e c t o r yi n t e r f a c e ) 。j n d ia p i 被用于执行名字和目录 服务。它提供了一致的模型来存取和操作企业级的资源如d n s 和l d a p ， 本地文件系统，或应用服务器中的对象。 3 1e j b ( e n t e r p r i s ej a v ab e a n ) 。j 2 e e 技术之所以赢得广泛重视的原因之一就是 e j b 。它们提供了一个框架来丌发和实施分布式商务逻辑，由此很显著地简 化了具有可伸缩性和高度复杂的企业级应用的开发。e j b 规范定义了e j b 组件在何时如何与它们的容器进行交互作用。容器负责提供公用的服务，例 如目录服务、事务管理、安全性、资源缓冲池以及容错性。但这罩值得注意 的是，e j b 并不是实现j 2 e e 的唯一途径。f 是由于j 2 e e 的丌放性，使得 有的厂商能够以一种和e j b 平行的方式来达到同样的目的。 4 ) r m i ( r e m o t em e t h o di n v o k e ) 。j 下如其名字所表示的那样，r m i 协议调用远 程对象上方法。它使用了序列化方式在客户端和服务器端传递数据。r m i 是一种被e j b 使用的更底层的协议。 5 ) j a v a i d l c o r b a 。在j a v a i d l 的支持下，开发人员可以将j a v a 和c o r b a 集成在一起。他们可以创建j a v a 对象并使之可在c o r b ao r b 中展开，或 者他们还可以创建j a v a 类，并作为和其它o r b 一起展开的c o r b a 对象的 客户。后一种方法提供了另外一种途径，通过它j a v a 可以被用于将你的新 了具掣网络化教案生成系统的研究与实现 的应用和旧的系统相黛成。 6 j s p ( j a v a s e r v e rp a g e s ) 。j s p 页瑟由h 心, i l 饩玛秘嵌入箕中雏j a v a 德鹞爱经 成。服务器在页面被客户端所请求以后对这些j a v a 代码进行处理，然后将 生成的h t m l 页面返阐给客户端的浏览器。 秘j a v as e w l e t 。s e r v t e t 怒瓣枣型的j a v a 程序，它扩鼹了w e b 黻务器的功能。 作为种服务器端的巍藤，当被请求时开始执行，这和c g ip e r l 脚本报稳 似。s e r v l e t 提供的功能大多与j s p 灏似，不过实现的方式不问。j s p 通常魑 太多数h t m l 代码中嵌入少量的j a v a 代码，丽s e r v l e t s 全部幽j a v a 写成并 虽生戒h t m l 。 8 ) x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ) 。x m l 是一种可以用来定义其它标记语 言的语言。它被用来猩不同的商务过程中共享数据。x m l 的发展和j a v a 是 援互独立瓣，毽是，它秘j a v a 具毒麴摆阉磊括委怒平台独立技。遵过将j a v a 和x m l 的组合，您可以得到一个完美的具有平螽独立性的鳃决方案。 9 ) j m s ( j a v am e s s a g es e r v i c e ) 。j m s 怒用于和面向消息的中间件相互通信的应 用程序接印( a p i ) 。它溉支特点对点的域，有支持发审i t t n ( p u b l i s h s u b s c r i b e ) 类鍪豹域，并且疆供霹下弼荑型鹁支持：经试可鹣滚意传递，攀务鍪淆塞瓣 传递，一数性消息和熙有持久性的订阅者支持。j m s 还提供了另一种方式 来对您的应用与旧的膳台系统相集成。 1 0 ) j t a o a v a t r a n s a c t i o n a r c h i t e c t u r e ) 。j t a 定义了一犟孛撅准豹a p i ，建雳系统瞧 此可以访问各种事务靛控。 11 ) j t s ( j a v a t r a n s a c t i o ns e r v i c e ) 。j t s 怒c o r b a o t s 事务监控的基本的实现。 j t s 规定了事务管瑷器的实现方式。该事务警理器是在离层支持j a v a t r a n s a c t i o na p if j t a ) 绒葱，莠盈程较赢层实褒o m go t ss p e c i f i c a t i o n 豹 j a v a 映像。j t s 事务瞥理器为应用服务器、资源篱理器、独立的应用以及通 信资源管理器提供了攀务服务。 1 2 ) j a v a m a i l 。j a v a m a i l 楚鞠子存取女传羧务器戆a p t ，它提供了一套鄄转辗务 器的抽象类。不仅支持s m t p 服努器，也支持i m a p 服务器。 1 3 ) j t a ( j a v a b e a n sa c t i v a t i o nf r a m e w o r k ) 。j a v am a i l 利用j a f 柬处理m i m e 编 码粒邮件瓣锌。m i m e 豹字节流可以被转换藏j a v a 鼹蒙，或转换自j a v a 对 象。大夥数应用都可以不需要直接健糟j a f 【l4 1 。 1 4 ) 图2 2 展示了j 2 e e 构架【比l 。 2 南京航空航天人学硕十学位论文 2 1 - 3j 2 e e 平台角色 在企业应用的丌发和配置的生命周期中，j 2 e e 平台使用一系列的角色来概 念化与各种工作流相关的任务。这些角色为j 2 e e 应用程序中丌发、部署和管理 的成员组成员的职责在逻辑上划分开来【13 1 。图2 3 展示了各种角色及其相互关 系。 j 2 e e 产品提供商提供组件容器，如应用服务器和w e b 服务等。其中， 这些容器均遵循j 2 e e 的规范来创建。产品提供商还应当提供工具以将组件配冕 到组件容器中。这些工具通常由配置人员使用。此外，产品提供商还应当提供 在容器中管理和监视应用的功能。系统管理员通常使用后面这些管理和监视工 具。产品提供商的角色由产品供应商来实现。 图2 2 1 2 e e 构架 应用组件提供商提供使用j 2 e ea p i 丌发的业务组件。这些组件包括 w e b 应用和e j b 应用的组件。这个角色出程序、丌发者、w e b 设计者等人员来 扮演。 应用集成商将一系列组件集成到一个可配置的应用中。集成商从组件 提供商手中获得应用组件。应用集成商将应用打包，并将必要的集成和配置说 明提供给配置商。 应用配置商将集成的应用配置到j 2 e e 的容器中。配置商可以使用j 2 e e 产品提供商提供的工具将w e b 应用配置到容器中，如w e b 容器、e j b 容器等。 配最商主要负责j 2 e e 应用的安装、配置和运行。 上鼠型网络化教寨嫩成系统的研究与实现 系统管疆员负爨赡视己配置宠藏的j 2 e e 墩婚秘j 2 e e 容器。系统管避 受使焉静謦壤粒鼗携工爨蠢j 2 e e 产菇箍供赢提供。 工具提供商提供用来开发、酉己置和打包组件等的工具。 2 1 4 常用戚用腿务器 为了方便歼发、部嚣、运行帮管礁基于多屡缭褥盼应嗣，篱簧戳网终耨分 布式计算的底层技术为基础，构建一个完整的应用框架，提供相应的支撑平台 作为多层应用的基础设施，这一支撑平台的关键就怒位于中间屡的应用服务器。 疲瘸骚务器蔻拿毯建、帮署、运行、集藏帮维护多落分毒式众曛缀疲爱静平 台。如果应用服务器与w e b 服务器相结合，或者包含了w e b 服务器的功能，则 称之为w e b 应用服务器。 叠 l ：二毪 蒹统管理员 簟一壶 ，n “一 t i l ” 应用l d 。件糖供商 笔0 1 + 。、 l 飞 圈2 3j 2 e e 平台角色 ， j 赶用集成商 在企业威用中，应用服务器可以提供如下好处：提高企业应用开发的有效 性，保障业务逻辑和组件的重用性，提高企业应用的性能，如商运行性和响腹 辩阕、可 枣缨惶、可靠缝等，霞金韭藏惩更易予麓控霉羹譬理，、黪繇系统维护鞠 升级成本。国于应用服务器的重要作用和关键地位，它已经成为警今业乔的一 个热点。 南京航空航天人学硕十学位论文 目前，市场上有约3 0 多种j 2 e e 兼容的应用服务器，比较常用的有i i 4 j ： 1 1t o m c a t 。t o m c a t 是一个开放源代码的s e r v l e t 和j s p 容器。它可以独立运行， 也可以集成到a p a c h ew e b 服务器中。它不是高性能的s e r v l e t 引擎，但它完 整实现了s e r v l e t a p i ，其安装和运行也非常简单和方便。 2 1 w e b l o g i c 。w e b l o g i c 应用服务器实现了既安全又可靠的w e b 服务基础构架， 来传输s o a p 消息和帮助一个企业来部署w e b 服务。 3 1 w e b s p h e r e 。i b m 的w e b s p h e r e 应用服务器是一个用于动态电子商务应用的 高性能和极易于扩充的事务处理引擎【l 5 1 。 4 1s u no n e 。s u no n e 应用服务器是s u n 开发和提供w e b 服务的关键部分， 它集成了包括s u no n es t u d i o 在内的强大应用开发环境，增加了开发的生 产力。它是在几种已被外界证明性能最高且与标准兼容的组件的基础上，提 出的独特的、全新模式的体系结构1 1 6 1 。 5 ) j b o s s 。j b o s s 是开源支持、兼容j 2 e e 标准及纯j a v a 实现的j 2 e e 应用服务 器。j b o s s 提供j b o s s s e r v e r 、基本的e j b 容器及j m x 框架。它也为j m s 系 统提供j b o s s m q ，为j t a 事务提供j b o s s t x ，为c m p 持久化提供j b o s s c m p ， 为基于j a a s 的安全性提供j b o s s s x ，以及为j c a 连接提供j b o s s c x 。为 支持w e b 组件，j b o s s 提供了抽象集成层。而这些抽象层的集成服务实现可 以由第三方s e r v l e t 引擎提供，例如t o m c a t 和j e t t y 。j b o s s 使得开发者能够 通过j m x 混合应用这些组件，即借助于替换j m x 兼容的组件实现完成这 项任务。同时，这些j b o s s 组件之间甚至不会产生任何影响。因此，j b o s s 现在全部都是模块化的【l ”。 2 2 表现层技术 2 2 ，1 为什么选择w e b 框架 w e b 丌发经历了c g i 丌发和嵌入式脚本语言( a s p j s p p h p ) 丌发技术以 后，现在正向着第三代开发模式稳步前进，这就是w e b 开发的框架模式。在 w e b 开发初期，人们不考虑业务与显示的耦合和工作流的控制。编写一个c g i 程序，把标准输入重定向为h t t p 请求，处理请求数据，把标准输出重定向为h t t 口 响应。只要能让浏览器与服务器上的程序交互，就已经是伟大的第一步了。为 了提高w e b 开发的效率和质量，微软提出了a s p 技术。a s p 最大的优点是简单， 鼎职网络化教絮生成系统的研究与实现 丽它的鬏患也是出其简单造成弱。赢s u n 列选择了獒议于c g ! 的s e r v t e t 瓣挟 方寨。 9 9 9 年，s l r n 又在s e r v l e t 斡蕊礁上提謦了j s p 聂术。在蘸螽一些藏功 的w e b 应用中，前端的展示逻辑与后端的业务逻辑开始分离，c o m 组件或