（计算机应用技术专业论文）基于aspnet与xml技术的通用网络教学系统的设计与实现.pdf

中文摘要 现代远程教育是随着现代信息技术的发展而产生的一种新型的教育方式，它 打破了传统教育时间和空间的限制，使人们可以在任何时间、任何地点进行学 习，实现了教育资源的共享，也是快速地、有效地和经济地满足国家扩大教育 规模、普及全民教育的重要手段。 本文认真分析了国内外网络教学应用的实际情况，认为目前我国网络教学应 用虽然取得了一定的发展，但在技术实现、设计思路、系统实现等方面仍存在 着一些问题，这些从不同角度影响了网络教学的质量和效率。基于以上的认识， 文章在对网络教学系统建设需求进行分析的基础上，研究了目前较为流行的几 种实现技术，论述了一个基于a s p n e t 与x m l 技术的网络教学应用系统的实 现。具体来说，本文主要讨论了以下内容： 首先介绍并探讨了m i c r o s o f t 公司的n e t 开发平台及当前流行的x m l 技 术。n e t 框架是一种m i c r o s o f t 新推出的计算平台，它简化了在高度分布式 i n t e r n e t 环境中的应用程序开发。a s p n e t 是n e t 计划中非常关键的技术，用于 生成w e b 应用程序和x m l w e bs e r v i c e s 的技术。a d o n e t 是m i c r o s o f t 在n e t 平台上对数据存取闯题的解决方案，是对a d o 的继承。脱胎于s g m l 的x m l 继承了s g m l 的丰富功能和h t m l 的易懂易读，可以用来定义各种不同的标 志语言以满足不同的需要。 其次讨论了远程教学系统的总体设计。本系统采用b s 体系结构，结合“计 算机网络”课程教学的实际需求，确定了本系统的系统管理、课程学习、作业提 交、网上答疑等基本功能。 然后论文介绍了远程教学系统的技术实现。利用a s p n e t 技术进行实际的 程序开发，以达到对后台数据库的操作，实现网站注册及登录和为教学提供的 作业提交和网上答疑等各种网站功能。提供了系统的部分界面和流程，并详细 讨论了系统实现过程当中的难点和关键技术问题。 最后是总结和展望。总结了本文目前所做的主要工作，提出今后在整个远程 教育领域需要继续研究的课题。 关键字：网络教学系统、a s p n e t 、x m l 、b s a b s t r a c t m o d e r nd i s t a n c ee d u c a t i o ni sn e wt y p eo fe d u c a t i o na p p e a r e dw i t ht h em o d e r n i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y p e o p l ec a ns t u d yi na n y t i m ea n da n y w h e r eb yt h ed i s t a n c e e d u c a t i o nb e c a u s ei tb r e a k st h et i m ea n ds p a c er e s t r i c t i o no ft r a d i t i o n a l e d u c a t i o n d i s t a n c ee d u c a t i o nn o to n l yr e a l i z e st h es h a r i n go fl e a r n i n gr e s o u r c eb u ta l s o b e c o m e sai m p o r t a n tw a yt oe x t e n dt h ee d u c a t i o ns c a l e sa n dp r e v a l e n c ec i v i l e d u c a t i o n t h i sp a p e ra n a l y s e st h er e a lp r a c t i c a l i t yo ft h ed i s t a n c et e a c h i n ga p p l i c a t i o ni n a n do u to ft h ec o u n t r y i tp u t sf o r w a r dt h a tt h e r eh a sb e e ng r e a tp r o g r e s si no u r c o u n t r y ，b u tt h e r ee x i s t sl o t so fs h o r t a g ea tt h ea s p e c t so fi m p l e m e n t o ft e c h n o l o g y ， t h o u g h t s o fm a n a g e m e n t ，r e a l i z a t i o no fs y s t e m t h e s ei m p a c tt h eq u a l i t ya n d e f f i c i e n c yo ft h ed i s t a n c et e a c h i n gi nd i f f e r e n tp o i n t so fv i e w t h i sp a p e r ，o nt h eb a s i s o ft h ea n a l y s i so ft h ed i s t a n c et e a c h i n gr e q u i r e m e n t s ，a n do ft h es t u d yo ft h ep o p u l a r t e c h n o l o g yt or e a l i z et h es i m i l a rs y s t e m s ，d i s c u s s e st h ef e a l i z a t i o no fn t i sb a s e do n a s e n e ta n dx m l c o n c r e t e l y ，t h i st h e s i sm a i n l yi n c l u d e st h ef o l l o w i n g s ： t h i sp a p e ri n t r o d u c e sa n dd i s c u s s e sm i c r o s o f t n e td e v e l o p m e n tp l a t f o r ma n d c u r r e n tp o p u l a rx m lt e c h n o l o g y n e tf r a m ei san e wk i n do fc o m p u t i n gp l a t f o r m w h i c hi sp r o p o s e db ym i c r o s o f tc o r e c e n t l y a n di ts i m p l i f i e st h ed e v e l o p m e n to f a p p l i c a t i o n si n t h eh i g h l yd i s t r i b u t e di n f e e te n v i r o n m e n t a s e n e ti sak e y t e c h n o l o g yo f n e tp r o j e c tw h i c hi sa p p l i e di nw e ba p p l i c a t i o n sa n dx m l w e b s e r v i c e s a d o n e ti sar e s o l u t i o no fd a t aa s s e s s i n gi nt h e n e tp l a t f o r mo f m i c r o s o f t ，a n di tj s as u c c c s s o to fa d o x m lw h i c hc a m eo u to fs g m lh a s i n h e r i t e dt h ev a r i o u sf u n c t i o n so fx m la n dt h er e a d a b i l i t yo fh t m l a n dx m li s u s e dt od e f i n ea l lk i n d so fm a r k u pl a n g u a g e st om e e td i f f e r e n td e m a n d s s y s t e md e s i g no ft h ed i s t a n c et e a c h i n gs y s t e m t h i ss y s t e ma d o p t s s t r u c t u r e m o d e lo fb s c o m b i n e dw i t hd i d a c t i c a lr e q u i r e m e n t s ，t h es y s t e ms h o u l dh a v es u c h b a s i cf u n c t i o n sa ss y s t e mm a n a g e m e n t ，c o u r s e ss t u d y i n g ，o n l i n ee x a m i n a t i o n ， e x e r c i s e sp r o v i d i n g ， o n l i n ed i s c u s s i o n ，e t c r e a l i z a t i o no ft h es y s t e m b yu t i l i z i n ga s e n e tt e c h n o l o g yt oc a r r yo nr e a l p r o c e d u r em a k i n g ，t or e a c hv a r i o u sf u n c t i o n so fw e b s i t e sa n dt e a c h i n gp u r p o s e s ，s u c h i i a sm a n i p u l a t i n gs u p p o r t e r sd a t a b a s eb a c k s t a g e ，r e a l i z i n gw e b s i t e sr e g i s t r a t i o na n d l o go n ，r e a l i z i n gs e a r c ho f f e r e df o rs t u d y i n ga n dt r a c k i n gs t u d y i n g g i v es o m e i n t e r f a c e sa n dc o d e s ， a n dd i s c u s sd i f f i c u l t i e sa n dp i v o t a lt e c h n o l o g i cp r o b l e m si n d e t a i l s s u m m a r i z ep r i m a r yw o r ki nt h ep a p e r p o i n to u ts o m ew o r kt od oi nt h en e a r f u t u r e ，a n d 西v es o m er e s e a r c ht a s k st h a t n e e dt od oi nt h ef i e l d so f d i s t a n c e e d u c a t i o n k e yw o r d s ：t h ed i s t a n c et e a c h i n gs y s t e m ，a s p n e t ，x m l ，b s 1 1 i 此页若属实请申请人及导师签名。 独创性声明 繁6 0 6 3 9 本人声明，所里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。据我所知，除了文中特别加 ；：【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， 也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书丽使 用过鳃材料。与我一同工作的同志对本研究所傲前任何贡献均已 在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：盔遗盗日期捌：垒：幻 关于论文使用授权的说明 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定， 即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅； 学校可以公枢论文的金部内容，可以采用影印、缩印或其他复制 手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 研究生签名：j 地导师签名：啦日期上盟尘l 上。 注：请将此声明装订在论文的蠢录前。 武汉理工大学硕士学位论文 第1 章引言 1 1 远程网络教学概述 1 1 1 远程网络教学的发展及意义 随着现代信息技术的快速发展和科教兴国战略的实施，教育改革不断向纵 深发展，传统的教育格局已经被打破，各种办学模式纷纷涌现。远程教育是从2 0 世纪后半叶逐渐发展起来的一种新型的教育形式，它经历了传统的函授教育和 以广播、卫星为媒体传送教学内容的教育形式这两个阶段，发展成如今的现代 远程网络教育。 现代远程网络教育是随着当今计算机网络技术和多媒体数字技术的发展， 尤其是i n t e m e t i n t r a n e t 的应用和普及而产生的，它以学习者为主体，以计算机 技术、多媒体技术、通信技术和i n t e r n e t 网络等高新技术为主要教学手段和传 播媒体，是将图像、文字、动画、音频和视频相结合的一种新型的交互式网络 教育方式【1 6 】。这种教学模式通过计算机网络交互式地实现了远距离、快速度、 高质量的教学体系，对整个教育结构产生了重大而深远的影响，是未来教育发 展的一种趋势。 教育部面向二十一世纪教育振兴行动计划指出，现代远程教育是随着 现代信息技术的发展而产生的一种新型教育方式，是构筑知识经济时代人们终 生学习的主要手段。充分利用现代信息技术，在原有远程教育的基础上，实施“现 代远程教育工程”，可以有效地发挥现有各种教育资源的优势，符合世界可以教 育发展的潮流，是在我国教育资源短缺的条件下办好教育的战略措旌，要作为 重要的基础设旄加大建设力度旧。 1 1 2 远程网络教学的优势 远程网络教学不同于传统的教学方式，它把教与学从物理空间和时间上相 互分离丌来。远程网络教学的载体是多媒体计算机及网络，因此网络教学结合 了二者的特点，具有着传统教学方式所无法比拟的优点： 武汉理工大学硕士学位论文 1 突破传统教学中的空问和时间概念 在远程网络教学环境中，教师和学生在地理位置上的分离，传统意义上的 教室将不复存在，取而代之的是虚拟教学中心，形成跨地域、跨国界的教学。 学生可根据自己的情况选择合适的时间，以自己喜欢的进度地学习。更为重要 的是，它将最终促进终身教育环境的形成。 2 教学资源的共享 网络的一个基本特点就是资源共享。通过远程网络教学模式可以让许多边 远落后地区的师生获得最先进的现代化教育资源，从而实现优秀教育资源的共 享。网络化的教学素材共享，还能促进学科间素材交叉利用和交叉发展、提高 教学质量，有利于复合型人才培养。 3 突出学生学习的主导地位 在网络教学环境下，学生成为教学过程中的主体，可以根据自己的学历素 质、年龄层次选择适合自己的学习内容。而所有的教学活动都是以学生为中心， 特别强调发挥学生的主动性、积极性，促进学生思维的广度与深度。 4 教学内容质的飞跃 与传统教学相比，网络教学中教学内容丰富且更新快捷便利，能及时反映 并满足社会、学习者的认知要求。教学内容将不再仅限于书本的条条目目，课 程教师可以尽可能快把本学科的最新知识地上传，以便学生掌握最前沿的知识。 同时在网络教学环境中教学内容具有内容形式的新颖、生动性，可集声、形、 像于一体，以多重刺激吸引学习者的注意力，激发学习兴趣，深入学习。 1 2 远程网络教学系统概述 网络教学的特征是非面授教育，教与学的双方在时空上是分离的l 】j ，但这不 意味着不需要学生与教师之间、学生与学生之间地沟通与交流。网络教学不是 简单地将教学材料发布在网上，它需要教与学之问的互动。另外，一些保证教 学质量的传统教学环节，如作业、考试、答疑等，也应该成为网络教学的一部 分。因此，实施远程网络教学的技术基础是建立一套具有互动性强、教学个性 化、教学资源共享、多媒体数字教学等特性的远程教学平台。换句话说，远程 教学平台的性能和功能直接决定了远程教育的教学质量、教学手段、学习效果、 教学资源等。 2 武汉理工大学硕士学位论文 一个完整的网络教学平台应该由三个系统组成：网上课程开发系统、网上教 学支持系统和网上教学管理系统，分别完成网络课程开发、网络教学实施和网 络教学管理功能如图1 - 1 所示。现在市场上的许多远程教学支持平台产品都是 从这三方面的某一方面发展起来的。 图1 - 1 网络教学系统 1 2 1 国内外网络教学系统现状 1 国外 近几年来，国外远程网络教学的发展很快，网络课程越来越多，网络教学 的技术手段也越来越先进。其中，美国远程网络教学的发展最为成熟，发展最 快。美国大学的远程网络教学采用最多的是视频技术和基于因特网的信息技术， 特别是依托因特网的非同步教学、双向交互式的视频教学和单向式预录视频教 学技术。 在网络教学平台上，在国外，很多高校和公司合作，设计开发支撑网络教 学与管理的智能平台。比如波士顿大学和威廉玛丽大学 1 8 1 , 他们采用b l a c k b o a r d 公司开发的课程管理系统“黑板”。“黑板”没有特殊的文件格式，任何文件都可 以在里面张贴，即使教师不具备网页设计知识，也可以通过它的帮助创建网站， 在网络上提供学习资料、课堂讨论和在线测验。其它智能平台，如c o n v e n e c o m 帮助教师自己建立网上课程，与教师合作改进远程学习教学计划，：并为班级网 提供主服务器和网络管理。e m b a n e t 指导学校建立虚拟校园，帮助提供在线课 程，开展教师和学生培训，提供实时的技术支持l 删。在这些智能平台上，美国 大学大多数教师都能较方便地将自己的讲稿( 或学习重点) 以幻灯片的形式发 布在网上，供学生学习。 目前，国际上最有影响力的w b ts y s t e m 的t o p c l a s s 、l o t u s 公司的 武汉理工大学硕士学位论文 l e a m i n g s p a c e 、英属哥伦比亚大学计算机科学系开发的w e b c t ( w e bc o u r s e t o o l s ) 、加拿大s i m o nf r a s e r 大学的v i r t u a l - - u 等，这些知名软件都在全球拥有 了一定的用户群，各开设了上百门课程，授课学生人数均超过5 0 0 0 人次。其中， 一些产品已进入中国市场，中国有四所大学在使用l o t u s 的l e a r n i n g s p a c e 。 2 国内 在我国，高校网络教育迅速兴起，从1 9 9 9 年开始迄今，已有6 7 所高等 学校开展了网络教育试点工作，注册学生近百万，高校网络教育已经形成一定 规模。各高校积极建立适应今后网络教学的平台，发展适应网络教学环境的互 动的多媒体网络课程，目前有越来越多的大学都在试图将网络等新技术应用于 教学之中，网上科目越来越多。以香港为例，香港公开大学从1 9 9 9 年启用网 上学习环境( o n l i n el e a r n i n ge n v i r o n m e n o1 2 0 1 ，学生可上网阅读课程资料、教材 和互联网参考资料，及早得知修读科目的最新消息，并通过电子讨论栏、交谈 室和电子信箱等设备，与其他同学、导师和课程主任联络，也可递交作业和下 载导师的评语。该校现已有大约1 0 0 多个科目利用双语“网上学习系统”来支持 学生学习。香港大学专业进修学院建立了一个以万维网为基础的网上学习平台 s o u l t ”j ，s o u l 是s p a c eo n l i n eu n i v e r s a ll e a r n i n g 的简称。作为个网上学习 平台，s o u l 的目的在于提供额外的沟通渠道，以支持传统的面授教学。在这 个平台中，最具特色的是两项技术：内容工程工具组和聪明导师。内容工程工 具组可以帮助教师很容易地自己去编写网上课程，而不需要有太多的电脑知识 和背景。“聪明导师”是一个希望可以代替一个导师的程序，利用人工智能去帮 助学生在网上在线学习。通过这种途径，学院为不同的学生提供度身订造的学 习模式并且把老师在设计课程时的最初理念和学生学习课程时的现实状态紧密 地联系起来，整个课程始终处在个不断交互和调整的动态过程之中，并非只 是设计完课程，放到网上就完了。 1 9 9 8 年9 月教育部批准清华大学、湖南大学、浙江大学、北京邮电大学 作为现代远程教育首批试点高校，这意味着远程教学的开始。现在，国内有六 所大学已经开发了网络教学平台，包括清华大学、北京大学、北京邮电大学、 北方交通大学等。清华大学较早开始网络教学实践。1 9 9 8 年，清华大学就开发 了网络辅助教学系统进行网络教学；2 0 0 1 年，新版的清华网络学堂投入使用， 为全校师生提供了一个交互式的网络教学环境f 2 l 】。同时，清华大学还制作了大 量的高水平的网络教学课件。现在清华大学近半数的课程开展了网络教学，校 武汉理工大学硕士学位论文 园内的网络教学已经呈现出水平高、普及面广、形式多样、资源丰富的局面。 1 2 2 远程教学系统的发展趋势 交互性一直是网络教学系统的个研究热点，良好的交互性是一个网络教 学系统吸引学习者、提高教学效率的关键因素。脚本语言如v b s c r i p t 、j a v a s c r i p t 以及f l a s h 技术的运用进一步提高了网络教学页面的可交互性，同时人们还通过 数据库编程来实现和提高网络教学系统的交互性。 将最新的科技成果纳入到远程教学平台的应用中，是远程教学平台的长期 发展任务和发展趋势l 矧。从远程教育技术发展趋势来看，支撑平台未来的发展 应该更加重视各种媒体之间的配合，通过新技术的应用，更加突出体现支撑平 台在实现人际相互交流和相互作用中的技术特征和优势。随着计算机、网络、 多媒体技术的迅速发展，未来的支撑平台实现其功能的手段将越来越丰富、越 来越人性化，在对新技术应用上也将越来越合理、高效，如基于w e b 的b s 三 层结构向四层结构发展；组件( c o m p o n e n t ) 技术的广泛应用；分布式计算模型的 建立；流媒体技术与w e b 的集成；移动a g e n t 的应用、人工智能、神经网络等。 利用这些新技术，以实现网络教学的智能化和个性化，智能化和个性化成为网 络教学系统发展的新趋势。 1 3 目前网络教学系统存在的问题 现今各式各样的网络课件如雨后春笋不断涌现，但是，通过比较与分析， 大多都存在一些问题和不足，这些问题主要体现在以下几个方面： 1 大多数网络教学系统以呈现教学材料为主，忽略了网上学习环境的建设 和学习实践活动的设计。在这些系统中网络教学页面主要是由超文本标记语言 ( h t m l ，h y p e r t e x tm a r k u pl a n g u a g e ) j ：发的静态页面，其内容多是教师的讲义、 习题甚至是教科书原文，按照一定的结构呈现在不同页面上，各页面之间可以 通过超级链接进行访问，学习者虽然可以通过超链接方便地浏览学习内容，但 无法提交自己的学习信息，系统缺少必要的交互手段和适当的导引机制，容易 让学习者在超媒体空间中产生认知超载和迷失方向等问题，降低学习效果瞄j 。 2 目前大部分网络教学系统都采用b s 结构，客户端用户通过浏览基于 h t m l 的课件内容网页学习。超文本标记语言h t m l 是标准通用标记语言s g m l 武汉理工大学硕士学位论文 的一个子集，它的d t d 作为标准被固定下来。h t m l 的绝大多数标记规定了页 面中各元素在浏览器中显示的格式，在人机界面方面具有较强的优势，但由于 其标记与元素的内容无关，而且不能自定义标记，所以存在语义性差、交互性 差及单向的超链接等不足。而且，h t m l 不能作为定义其他符号化语言的元语 言，所以扩展性较差。为此各浏览器厂商采取措施加入自己的标记扩充h t m l ， 这使得不同的浏览器对同一个h t m l 文件会产生不同的显示效果。此外，由于 h t m l 对超级链接支持不足，并缺乏空间立体描述，处理图形、图像、音频、 视频等多媒体能力较弱，图文混排功能简单，不能表示多种媒体的同步关系等 缺点，影响了h t m l 用于复杂的多媒体数据处理，也影响了基于h t m l 的网络 教学系统的深入应用。 3 各个网站虽都具有各自的特色，但是从整体角度上缺乏一个规范或标准。 不同的网络教学系统往往是由不同的网络开发工具开发，所使用的数据库系统 和数据结构也各不相同，这使得不同教学系统之间难以进行数据交换，即便在 系统内部，教学内容及教学课件的更新也不是一件很容易的事。加之现存的操 作系统和数据库系统的多样性，跨平台的数据交换就更加困难，这不利于发挥 各网络教学系统的作用，从而不能充分利用和共享网络教学资源【2 4 l 。网络中常 常出现内容相似或相同但格式不同的教学资源，这些教学资源又往往较多地集 中到一些热点内容上，造成极大的人力、物力浪费的同时，网络教学资源匾乏 的局面却仍然得不到改善。这在很大程序上可归咎于h t m l 内容和显示不能分 离的原因，使得这些系统中的w e b 页面等教学资源的可重用性很差。 4 从网络教学课件的开发方式来说，由于网络课程在教学内容教学目标等 方面存在很大差异，开发者往往是某一门课程的任课教师，所以通常只重视本 课程网络课件的开发，而忽视网络课程( 课件) 作为一个群体的出现。没有认识到 网络课件的开发应该依托于网络教学平台之上。不同课程在教学过程，教学管 理等方面有一些共性的东西。如果对于每一门课程的开发都要从零做起，导致 制作的课程又具有平台的部分功能，但又很不完善。将各种功能存在共性的特 性重复开发，会造成开发成本增大、重复建设增多，教师和技术人员职能交叉 等问题。 武汉理：r 人学硕士学位论文 1 4 本文的研究内容和目标 针对以上分析的网络教学所存在的问题，如果能利用现有网络的软硬件资 源，结合w e b 的开放式技术，建立起一个交互、开放、易用的通用网络教学 系统，同时方便各种用户的使用和交流，这样就避免了重复开发，不但节省人 力、物力资源，而且给网络课件制作和升级带来更大的方便。为了实现这目 标，具体来讲，本文工作及其意义主要体现在以下几点： ( 1 ) 本系统是一个基于w e b 的三层架构分布式应用系统，整合了课程所 需的文字、图形、语音及视频文档系统，使得用户可以方便地通过浏览器完成 人机交互。同时为用户提供了网络教学所必需的视频、答疑、作业、在线测试 等有用的功能，与网络教学课件一起形成了一个完整的教学环节，围绕课件的 其它教学环境均可从本系统中获得支持。 ( 2 ) 参考国内外大学网络教学系统的最新发展和研究成果，对本系统进行 了总体的设计并实现公告系统、学习系统、视频课堂、作业系统、师生交流系 统、测试系统、管理系统七个功能模块，就学习系统、视频课堂和管理系统模 块的设计与实现进行了较为详细的研究，并介绍了各模块的相关功能以及关键 技术及其实现。 ( 3 ) 运用x m l 技术实现一个课件制作平台，为课件素材的交换、存储、 检索提供了保障。 ( 4 ) 用树型控件实现关系数据库的动态显示。在课件组装时，设计并实现 t r e e v i e w 控件实时动态的显示课件素材库中课件总体结构信息，使得用户可以 更加矗观的了解课件结构，方便用户对课件内容进行调整。 ( 5 ) 本系统是一个开放的教学系统，系统设计所采用的成熟的n e t ，c 静 等技术保证了系统的可靠性和可扩展性，各模块相对独立使得系统可以方便地 根据需要增加新的功能模块。 本教学平台软件的构建将突出以下特点： ( 1 ) 交互性：方便师生交流； ( 2 ) 简洁性：不可罗列，以主要内容为主( 基本知识点) ； ( 3 ) 灵活性：教师、学生可自己控制教学或学习过程； ( 4 ) 实用性：教师备课与教学、学生自学、远程教育。 7 武汉理工大学硕士学位论文 第2 章网络教学系统的开发技术分析 2 1m i c r o s o f t n e t 简介 2 1 1 n e t 简介 微软己经将n e t 发展成了新一代的平台标准。当前，m i c r o s o f t n e t 平台 己经成为业界公认的开发平台。n e t 开发平台简化了在高度分布式i n t e r n e t 环 境中的应用系统开发，能够更容易地创建w e b 应用程序。同时，也为创建稳定、 可靠而又安全的w i n d o w s 桌面应用程序，提供了更多的支持1 2 1 。n e t f r a m e w o r k 旨在实现下列目标： ( 1 ) 提供一个一致的面向对象的编程环境，而无论对象代码是在本地存储和 执行，还是在本地执行但在i n t e r a c t 上分布，或者是在远程执行的。 ( 2 ) 提供一个将软件部署和版本控制冲突最小化的代码执行环境。 ( 3 ) 提供一个保证代码( 包括由未知的或不完全受信任的第三方创建的代码) 安全执行的代码执行环境。 ( 4 ) 提供一个可消除脚本环境或解释环境的性能问题的代码执行环境。 ( 5 ) 使开发人员的经验在面对类型大不相同的应用程序f 如基于w i n d o w s 的 应用程序和基于w e b 的应用程序) 时保持一致。 ( 6 ) 按照工业标准生成所有通信，以确保基于n e tf r a m e w o r k 的代码可与任 何其他代码集成。 n e t 开发平台主要组成部分：一是架构，即c l r 以及它所提供的一组基 础类库；二是在开发技术方面，n e t 提供了全新的数据库访闽技术a d o n e t ， 以及网络应用开发技术a s e n e t 和w i n d o w s 编程技术w e b f o r m s ；最后在开发 语言方面，n e t 提供了v i s u a lb a s i c 、v i s u a lc + + 、饼和j a v a s c f i p t 等多种语言支 持。 n e t 开发平台的结构见图2 - 1 。“v i s u a ls t u d i o n e t ”是一个贯穿于建立w e b 服务器应用程序和w i n d o w s 桌面应用程序的开发工具。它提供了一个用于在该 平台l 创建应用程序的图形i n t e g r a t e dd e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t ( i d e 集成开发 环境) 。 武汉理工大学硕士学位论文 图2 - 1 n e t 开发平台的结构 c l r ( c o m m o nl a n g u a g er u n t i m e ，公共语言运行库) 是一个直接与操作系 统进行交互的底层软件引擎，首先该引擎加载应用程序到内存，并确认公共执 行过程中没有错误，进行相应的安全许可验证，执行应用程序。然后，在运行 完成后将它们从内存中清除。 n e t 框架的类库创建于c l r 的上层，它是一个综合性的面向对象的可重用 类型的集合，使用它可以开发出从图形用户界面f g u i ) 应用程序到基于a s r n e t 的应用程序i 吲，其范围覆盖了大量不同应用程序和组件开发方案，包括：应用 程序可以读写x m l 数据、在i n t e m e t 上通信、访问数据库的代码等。所有的 类库都建立在一个基础类库( b a s ec l a s sl i b r a r y ，b l c ) 之上，它提供管理使用最 为频繁的数据类型，包括许多常用的命名空间，如s y s t e m 、s y s t e m c o l l e c t i o n s 等。通过提供共同的基础和可以让所有组件及应用程序共享的a p l ( a p p l i c a t i o n p r o g r a m m i n gi n t e r f a c e ，应用编程接口) ，类库真正实现了基于组件的编程。 a d o n e t 为数据访问功能层，作为s y s t e m d a t a 命名空间和其子命名空间 的一部分嵌入到n e t 框架中。a d o n e t 提供了对断开或离线缓冲的关系数据 进行操作的能力。特别是提供了对m i c m s o f ts q l s e r v e r 的高性能连接。x m l 为 公共数据描述格式的统一进行规范。 在a d o n e t 之上为应用开发技术，a s e n e tw e b 表单w e b 服务为基于 w e b 运行的应用程序提供了在浏览器上使用的用户界面，w i n d o w s 表单为基于 w i n d o w s 应用程序提供可视化图形操作界面。 9 武汉理工大学硕士学位论文 2 1 2a s p n e t 简介 a s e n e t 是一种用于创建内容丰富的动态网站、w e b 应用程序和x m l 、 w e b 服务的新编程模型。a s e n e t 的语法在很大程度上与a c t i v es e r v e rp a g e ( a s p ) 兼容，与以往的编程模型相比，它还提供一种基于组件的架构和开发范 例，用于生成功能强大的新型应用程序【3 】。 1 a sp n e t 的技术优势 a s e 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 e n e t 提供了许 多重要的优势：1 2 6 1 1 2 7 1 ( 1 ) 优良的性能：a s e n e t 在服务器上运行的是经过编译的c l r 代码。 与边解释边执行的技术不同，a s e n e t 能够充分利用b i n d i n g ( 绑定) ，定时编 译，本地优化，缓冲服务。这相当于在编写代码行之前便显著提高了性能。 ( 2 ) 大量工具箱的支持：在v i s u a ls t u d i o 的开发环境中，a s e n e t 具有丰 富的工具箱和设计器。如所见即所得的编辑方式，支持拖放的服务器控件，以 及动态的配置管理。此外还有许多第三方控件。 ( 3 ) 强大的功能以及良好的机动性：因为a s e n e t 是建立在c l r 基础上 的，所以整个平台的功能和适用性更加适合网络应用程序的开发。n e t 框架类 库、消息处理和数据访问解决方案都可从w 曲无缝访问。a s e n e t 也与语言无 关，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。此外，c l r 的协同工作能力保证以前开发的基于c o m 的程序，在移植到a s p n e t 后，依 然可以正常使用。 ( 4 ) 简易性：a s e 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分配。例如，a s e n e t 页框架使你可以生成将应用 程序逻辑与表示代码清楚分开的用户界面，并在类似v i s u a lb a s i c 的简单窗体 处理模型中处理事件。另外，公共语言运行库利用托管代码服务f 如自动引用计 数和垃圾回收1 简化了开发。 ( 5 ) 崭新的配置管理方式：a s e n e t 使用的是一种基于文本格式的分层配 置系统，简化了将设置应用于服务器环境和w e b 应用程序。由于配置信息是以 纯文本形式存储的，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；即使是在部署或替换运行的编译代码时，也不需要重新 1 0 武汉理工大学硕士学位论文 启动服务器。 ( 6 ) 可移植性和良好的适用性：当a s e n e t 的一条线程出现异常情况后， 一个新的进程会在它的地方重新建立，继续担负原进程所处理的任务，这就使 应用程序能不中断地处理客户的请求。 ( 7 ) 超强的扩展性：a s e n e t 崭新的结构体系允许开发者开发自己的插件， 且a s r n e t 下任何一个组件都能够被用户自己开发的组件扩展或替换。 ( 8 ) 可靠的安全性：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”j 。 2 a s e n e t 所采用的技术大致有如下几种： ( 1 ) 服务器端控件。 服务器控件是创建w e b 窗体页用户界面和程序结构的基础，在w e b 窗体 中所有需要引发往返进程并在w e b 服务器上进行处理的元素都需要被定义为 某种形式的服务器控件1 2 8 1 。 ( 2 ) h t m l 服务器端控件。 h t m l 服务器端控件可以用来在页面输出中生成h t m l 组件，并允许在 运行中使用代码设置这些控件的属性。它们还允许检测由这些组件激发的事件， 允许在服务器上执行适当的代码来响应这些事件。 ( 3 ) w e b 服务器控件。 这些控件比h t m l 服务器控件具有更多内置功能。w e b 服务器控件不只 包括窗体类型的控件，而且还包括特殊用途的控件。它们比h t m l 服务器控件 更为抽象，其对象模型不一定反映h t m l 语法。一般来说，w e b 服务器控件 比h t m l 服务器控件功能强一些，具有功能更丰富的对象模型。 ( 4 ) 页面控件。 这些控件可以在服务器上执行，在页面输出中生成更复杂的h t m l 组件和 对象。 ( 5 ) w e b 服务。 w e b 服务允许开发者创建不生成可视输出的类，但是为客户机提供了一些 服务。例如，可以调用函数并在对请求的响应中返回特定的值。也就是说，w e b 服务使a s e n e t 开发者可快速方便地创建自定义的商务服务对象。客户机可以 使用h t t p g e t ，h t l r p p o s t 或者h t t p s o a p 程序同步或异步地访问它们。 ( 6 ) 错误处理、调试和跟踪特性有了很大的扩展和改进。 武汉理工大学硕士学位论文 原来的a s p 在错误处理和调试方面一直不如其他开发环境( v i s u a lb a s i c ) 。 而现在，a s e n e t 的每一个页面都有自己的“错误页面”，在执行的时候还可以 显示页面代码中使用的值，从而提供了一个“跟踪”工具；另外调试也可以在不同 语言之间执行，从而使用户可以无间隙地从一种语言转到另一种语言进行单步 调试。 m a s p n e t 提供了许多有用的组件，如s e n d m a i l 组件、加密解密组件、 定义用户性能计数器的组件、读写事件日志的组件、网络访问组件、数据访问 组件等，这些类库可以使w e b 应用程序的编写变得更容易。 2 1 3 n e t 框架的原生语言c 带 甜是微软公司专门为n e t 量身订做的编程语言，作为一种简单、先进、面 向对象和类型安全的编程语言，它是由c 和c + + 派生而来，甜的目标是将v i s u a l b a s i c 的高效率和c + + 的强大功能相结合。甜是第个面向组件的编程语言，支 持组件所需的属性( p r o p e r t y ) 、方法( m e t h o d ) 、事件( e v e n 0 、设计时属性( d e s i g n e d t i m ea t t r i b u t c ) 与执行时属性( r u n i i m ea t t r i b u t e ) 。斜具有面向对象编程语言所应具 有的一切特性，如封装、继承和多态。在嘴的类型系统中，每种类型都可以看 作对象。用甜编写的代码具有更好的可读性，而且减少了发生命名冲突的可能 性。作为n e t 的原生语言，它具有与n e t 框架相结合的特性。c 弹本身并无类 库( c l a s sl i b r a r y ) ，而是直接使用n e t 框架所提供的类库。m i c r o s o f t n e t 平台定 义了一个“通用语言子集”( c l s ) ，确保了c l s 语言和类库之间可以无缝地交互工 作。对于钟开发人员而言，这意味着尽管钟是一种新的语言，它完全可以使用 熟悉的开发工具v i s u a lb a s i c 和v i s u a lc + + 所使用的多个类库。另外，类型安全 检查( t y p e - - s a f c v e r i f y ) 、自动垃圾回收( a u t o m a t i cg a r b a g ec o l l e c t i o n ) 、结构化异 常处理( s t n l c t i l r c de x c e p t i o nh a n d l i n g ) 等也都是交由c l r 处理的，因此大大降 低了开发的工作量i 删。因此，甜是最适合开发n e t 应用程序的编程语言。 2 2a d o n e t 技术 m i c r o s o f t 的每个新平台都会带来访问数据存储器的新方法。在n e t f r a l n e w o r k 中，这个技术就是a d o n e t ，a d o n e t 是一种全新的数据访问技 术。 1 2 武汉理工大学硕士学位论文 2 2 1a d o n e t 的特点 a d o n e t 是m i c r o s o f t 在n e t 平台上对数据存取问题的解决方案，是对 a d o 的继承。它提供了对数据库数据、x m l 中的数据和应用程序数据的访问： 而且所有的访问都是按照个相容的，标准化的设计模型来执行【删。a