（计算机应用技术专业论文）基于j2ee的远程教育平台设计与实现.pdf

摘要 现代远程教育是以计算机网络及卫星数字通讯技术为支撑，具有时空自由、 资源共享、系统开放和便于协作等优点。以互联网为主要手段的现代远程教育的 普及已成为一种不可阻挡的发展趋势。如何将传统的教学活动移植到网络平台 上，利用现代信息技术手段实现人们终生教育的理想，成为亟待解决而又意义重 大的实际问题。 为了实现构建扩展性、易用性和可靠性更强的远程教育平台，结合网上作业 考试练习工具平台的需求，本文主要研究工作如下： 1 1j 2 e e 组件技术和设计模式的研究与应用 使用j 2 e e 架构实现的系统具有较高的重用能力。结合在网上作业，考试练 习工具平台开发中的实际应用，分析研究了j 2 e e 组件技术以及j 2 e e 模式中的 部分设计模式。 2 1 基于j 2 e e 多层架构的网上作业考试练习工具平台应用框架的设计 根据网上作业考试练习工具平台的具体应用，结合多种j 2 e e 模式，提出 了基于j 2 e e 多层架构的系统框架，使用u m l 序列图对该框架进行了详细描述。 3 1 基于a j a x 的w e b 设计与实现 使用a j a x 技术实现与服务器的异步通讯，提出基于a j a x 的m v c 架构 设计方案。结合应用框架，通过实例给出方案的实现过程，最终在网页中 实现丰富友好的用户界面，带给用户无刷新的视觉体验。 4 ) r b a c 机制的研究与应用 通过对r b a c 模型进行扩展和细化，实现了基于r b a c 模型的动态访问控 制机制，增强了r b a c 模型的灵活性和安全性。 5 1 组卷策略的研究与应用 探讨了网上作业考试，练习工具平台中的关键问题抽题组卷，通过对组 卷参数和组卷步骤的分析，给出了机器智能组卷的算法和具体实现方案，实现了 随机出题智能组卷。 关键词：远程教育 j 2 e e设计模式x m la j a xr b a c a b s t r a c t w i t ht h et e c h n o l o g yo fi n t e r a c ta n dd i g i t a ls a t e l l i t ec o n m m n i c a t i o na st h e s u p p o r t ，m o d e md i s t a n c ee d u c a t i o nb o a s t sg r e a tf r e e d o mi nt i m ea n ds p a c e , r i c h s h a r e dr e s o u r c e s ，o p e ns y s t e ma n dc o n v e n i e n tc o o p e r a t i o n b e c a u s eo ft h e s e a d v a n t a g e s 。氆em o d e md i s t a n c ee d u c a t i o nw i t h i n t e r a c t 嚣st h em a j o rm e a n s b e c o m e si n e v i t a b l e t h e r e b y , t ot u r nt h et r a d i t i o n a lt e a c h i n ga c t i v i t i e so n t ot h e n e t w o r ka n dt om a k el i f e t i m ee d u c a t i o np o s s i b l eb yu s i n gm o d e mi n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y 粥u r g e n ta n ds i g n i f i c a n t i no r d e rt oi m p l e m e n tam o r ef l e x i b l e ，u s a b l ea n dr o b u s td i s t a n te d u c a t i o n p l a t f o r ma c c o r d i n gt oo n l i n ea s s i g n m e n t ，q u i za n dp r a c t i c er e q u i r e m e n t s ，t h i st h e s i s h a sc h i e f l yc o n d u c t e dt h er e s e a r c ho f t h ef o l l o w i n ga s p e c t s ： 1 ) r e s e a r c ha n da p p l i c a t i o no f j 2 e ec o m p o n e n tt e c h n o l o g ya n dd e s i g np a t t e r n t h es y s t e mi m p l e m e n t e db yj 2 e ef r a m e w o r ki sm o r er e u s a b l e c o m b i n e dw i t h t h ep r a c t i c a la p p l i c a t i o ni nt h ed e v e l o p m e n to ft h eo n l i n ea s n g n m e n t ，q u i za n d p r a c t i c ep l a t f o r m ，t h i st h e s i sh a s s t u d i e da n da n a l y z e dt h ej 2 e ec o m p o n e n t t e c h n o l o g ya n ds e v e r a ld e s i g np a t t e r n so f j 2 e e 2 ) d e s i g no fo n l i n ea s s i g n m e n t ，q u i za n dp r a c t i c ep l a t f o r m sf r a m e w o r kb a s e d o nt h em u l t i l a y e ro f j 2 e ea r c h i t e c t u r e a c c o r d i n gt ot h ea p p l i c a t i o no f o n l i n ea s s i g n m e n t q u i za n dp r a c t i c ep 1 8 t 如硼， a n da f t e ra n a l y z i n gt h ed e s i g np a t t e r n so f j 2 e e t h i st h e s i sp u t sf o r w a r do n es y s t e m f i t a m e w o r kw h i c hi sb a s e do nt h ej 2 e em u l t i l a y e ra r c h i t e c t u r e t h ea u t h o ru s e s l r m l ss e q u e n c ed i a g r a mt od e s c r i b et h i sf r a m e w o r kc l e a r l y , 3 、w e bd e s i g na n di m p l e m e n t a t i o nb a s e do na j a x u s i n gt h ea s y n c h r o n o u sc o m m u n i c a t i o nw i t hs e r v e ri m p l e m e n t e db ya j a x ，a m v cf a b r i cd e s i g np l a ni sp r o p o s e db a s e do na j a x c o m b i n e dw i t ht h ee m p l o y i n g f r a m e w o r k ，t h i st h e s i sp r o v i d e s t h er e a l i z a t i o no ft h i ss c h e m e t h r o u g h a l l e m b o d i m e m ，a n dr e a l i z e st h em o s ta b u n d a n ta n df r i e n d s h i pu s e ri n t e r f a c ei nt h e w e b p a g e ，b r i n g i n g t ou s e r sn ob r o k e nv i s i o ne x p e r i e n c e 4 ) r e s e a r c ha n da p p l i c a t i o no f r b a ct e c h n o l o g y t h i st h e s i sr e a l i z e sd y n a m i ca c c e s sc o n t r o lm o d u l eb a s e do na ne x t e n d e da n d d e t a i l e dr b a cm o d e l ，t oi m p r o v et h ef l e x i b i l i t ya n ds e c u r i t yo f r b a cm o d e l 5 ) r e s e a r c ha n da p p l i c a t i o no fs t r a t e g yo fo r g a n i z i n gt e s tp a p e r t h i st h e s i sd i s c u s s e st h ek e y p o i n to fo r g a n i z i n gt e s tp a p e ra u t o m a t i c a l l yr e l a t e d t ot h eo n l i n ea s s i g n m e n t ，t e s ta n dp r a c t i c ep l a t f o r m ，a n da n a l y z e sp a r a m e t e r so f o r g a n i z i n gt e s tp a p e r , p a r t i c u l a r l yg i v e st h ec o n c r e t ed e s i g n sa n dr e a l i z a t i o ns t e p s ， a n dr e a l i z e ss e t t i n gp a p e r sw i t hp r o b l e m sc h o s e na tr a n d o m k e yw o r d s ：r e m o t ee d u c a t i o n ，j 2 e e ，d e s i g np a t t e r n ，x ml ，a j a x ，r b a c i l l 西北大学学位论文知识产权声明书 本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期 间论文工作的知识产权单位属于西北大学。学校有权保留并向国家有关部门或 机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本 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 扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时，本人保证，毕业后结合学位论 文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西北大学。 霎差薹妻纂誓墓霎? 蕴指导教师签名：隧学位论文作者签名：蘸1 1 垒指导教师签名：鲻l 过骂 加年月纠日 址月三f 占 西北大学学位论文独创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是本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，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本 论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西北大 学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谢意。 学位论文作者签名：隧性 b 0 6 辱6 只硝日 引言 随着2 1 徽纪信息时代与知识经济时代的到来，计掉机技术和网络技术飞速 发袋，逐渐体瑷8 痿息化、全球化和以人为本兹信息时代特征，丽其中信息化在 知识经济中扮演的角色愈撩震要。通过开放式的网络避行信息获取、信患交换、 信息发布，使信息迅速传播剐世界各地。知识是从信息中提炼出来的，知识经济 的概念正是信感辩代的产物。知识经济侵鲻识体系结构发生了重大变他，搜知识 煲加数字倔、俯怠仡稻网络化。同靖，入们自我提高、鼬我充电酶意谈也在不龋 加强，“终身学习”已经成为了社会的迫切需求。 然两，理有麴教育掇划秘有限鲍教蠢资滚无法渍足入搬追切约受教育需求。 利用计算枫技术和网络技术，建设基于网络的远程教育平台并在诧基础上开展远 程教育活动，能够很好的缓解庞大的受教宵需求和有限的教育资源之间的矛盾。 远程教育平台怒以学习者为主的塞主学习嚣境；它是葶4 l 新型静、开放躲没有围 墙的学校。人们可以在i n t e m e t 环境下，不受时间和空闻的限制，完成“随时、 随地的交互”教学活动。近年来，国内外对基于i n t e r a c t 的远程教育进行了广泛 黪磷究。 发展远程教育作为网络时代的一大主题，已经成为备受关注的焦点，僵现有 的远程教育平台还存在一些不足，主要是：共享性差，熬于i n t e r a c t 的远程教育， 凝有建壤广泛热、技术复杂性、文化多榜燃等特点，後褥大量约霹上学习姿源难 以筵享；智能化差，缺乏对用户学习的指导性，也不会根据学习者情况智髓化 的调整学习策略，只是对书本的电子化而己；交互性麓，远程教育平台不应仅仅 鼹供资辩蠢实瑷瀚上润读，嚣楚更应该注黎学习中豹交漉、淫论。毽嚣麓咒乎掰 有的远程教育系统在交互性，特别是在受教育者和教育者之间的互动性方面还有 许多不足；低水平重复开发，缺乏长远的发展目标和具有较强操作性的规则，缺 乏平台缀产弱。 远程教育平台的架构势必要以多层次、分布式应用为发展方向。在平台的开 发中，也需要趟= 米越多地注感到系统的可簸用性和可扩展性等问题。威做到每开 发类系统，簸驭孛提取蜀复鬻戆设诗模式藏蠹功籀稳俘；蕤充分考纛英可扩震 性。在设计和开发各功能模块时，要尽缴做到松耦合、高内聚。 为了探索毅的n 层分礤式技术、j 2 e e 组件技术、a j a x 等技术在远程教育领 域中的应霜，对基于j 2 e e 体系结构和綦于n 层俸系模鳘的技术遘行研究，莠深 入对构建远稷激育平台的拽术难点进行分析和设计，在研究的基础上为西北大学 开发远程教禽平台，并已经开始建立远程教育平台的软构件库。 本论文共分为七个部分：雩l 言部分，主要介绍了磷究背景；第一章介绍远程 激育以及远程教育平台的概念、内容和特点；第二章介绍在如何构建远程教育平 螽的研究中所涉及到的相关搜术：第三章主要分析了远程教育平台熬需求，劳剩 瘸u m l 技术对需求建模；第四章详缨糖述了基于j 2 e e 架构的远稳教育平台的 框架设计和实现；第五章重点讨论了在远程教育平台中几个关键功能的设计和实 蠛；第六章愚憨结与展望。 2 1 1远程教育概述 第1 章远程教育概论 1 1 1 远程教育的概念及发展历程 远程教育( 又称远距离教育、远程学习) 是指受教育者与教育者之间、受教 育者与教育组织之间，相互分离，由特定的教育组织机构，综合应用一定社会时 期的技术，收集、开发、设计、制作和利用各种教育资源、建构教育环境，并基 于一定社会时期的技术、教育资源和教育环境为受教育者提供教育活动。在所有 活动中，受教育者与教育组织机构( 教育者) 或受教育者与受教育者之间将通过 建立双向或多向通信机制保持即时会话t “。远程教育的概念十分宽广，任何跨越 时间和空间限制所进行的教育活动都在远程教育的范畴之内。 远程教育迄今至少有百余年的历史。国际上通常认为，这种教育已经历了三 个阶段【2 】： 第一个阶段从1 9 世纪中叶开始，是函授教育，以f p , 昂u 教材为主，学习者接 受教育部门邮寄的文字材料进行自学，同时结合适当的定期面授。正是在这一时 期，世界上第一所远程大学在南非正式建立。 第二个阶段从2 0 世纪初开始，是广播电视教育，在邮政通信和印刷技术基 础上，以广播电视( 卫星和微波) 、录音录像、电话电传等媒体为技术代表，以 广播电视大学为主要形态而开展教育。在此期间，远程教育开始受到了社会的重 视，各国逐步建立了一批专门从事远程教育的开放大学。较早的是1 9 6 9 年建立 的英国开放大学o p e nu n i v e r s i t yo f u n i t e d 鼬n 鲥o m 。 第三个阶段从2 0 世纪9 0 年代开始，其基本特征是利用计算机网络和多媒体 技术，在数字信号环境下进行教学活动。这一代的远程教育又被称为“现代远程 教育”。( 为简便起见，以后将“现代远程教育”仍简称为“远程教育”) 它利用 当今先进的计算机网络和通信技术，实时或非实时地传递多媒体的音频、视频或 数据等信息，进行可视、交互的教学。这一时期的主要教育形态是网络学校、虚 拟学校。 3 1 1 2远程教育的特点及意义 通过对历史的回溯，看到，远程教育和信息技术在漫长而又短暂的发展过程 中结下了不解之缘。以强大科技力量为依托的远程教育，与传统教育相比，它具 有以下几方面明显的特点： 1 ) 开放性。受教育者可以根据自身的特点、条件和职业需要选择专业和课 程，通过各种渠道接受多种媒体的教学，以获得知识和技能。他们不受身份、地 位、年龄、性别、智力、健康状况和学历的限制，都有机会和权利享受同样的学 习资源，不再有任何偏见和歧视。 2 1 高度的技术性。远程教育将教育与现代科学技术高度结合，特别是有 n t v m c t 高速主干网技术、高速接入技术、基于网络的分布式计算机及多媒体技 术等支持，它们是相互包容、相互渗透、相互作用的。 3 1 时空的延扩性。远程教育的教学活动得到了极大的延伸和扩展，受教育 者上课不再受到时间的限制，不再受到教室、学校、地域甚至国家的限制，教学 活动可以同步进行，也可以异步进行；可以实时进行，也可以非实时进行，打破 了传统课堂讲授的单一模式，也使不出国的“留学”成为现实。 4 1 自主性。实现了学习者在教学中的主体地位，教只是手段，学才是目的。 学习者可随时、随地、任意地选择学习内容和方式，适应自己的个性特点安排学 习进程，不再有迟到、早退或违反课堂纪律的概念。 5 ) 交互性。即教育者与受教育者( 学习者) 的“对话”或“交流”是信息 传播与信息接受的双向交流，这种交互，是个性化培养的基础。 6 ) 共享性。传统的教育模式由于信息交流手段落后，优秀教师资源只能被 少数人占有和利用，而远程教育利用当今先进的计算机网络和通信技术，使得每 个学习者都可以任何地点去任意调用它，达到资源的共享。 远程教育是一种师生分离的，不必面对面的教学形式。在当今这个充满了信 息化色彩的社会里，无处不在的信息技术已经成为了人们解决工作、生活问题的 首选方式。这样的时代特征也明显的体现在教育领域中。远程教育，作为一种教 育模式，已经在实践中表现出了旺盛的生命力。它作为一种解决传统教育问题的 有效途径，必将逐渐成为未来社会教育体系的重要组成部分。 远程教育的优势在于它突破了时空限制，增加了学习机会，有利于扩大教学 4 规模、提高教学质量、降低教学成本。在我国，教育，特别是高等教育的需求远 远大于供给。但由于校舍，师资等诸多限制，各大高等院校很难大幅度增加招生 数量。从发展的眼光看，远程教育会成为学校教育的补充和扩展，远程教育的广 泛应用不仅会大大促进我国教育的发展，也为高校本身提供了快速扩张发展的舞 台f 3 】o 1 2远程教育的研究现状 远程教育中的网络学校( 教育) 其实就是建立虚拟学校，是以学习者为主的自 主学习环境；它是一种新型的、开放的没有围墙的学校。人们可以在i n t e m e t 环 境下，不受时间和空间的限制，完成“随时、随地的交互”教学活动。近年来， 国内外对基于i n t e m e t 的远程教育进行了广泛的研究。 1 2 1 国外远程教育的研究现状 在美国几乎所有的大中小学都己接人i n t e m e t ，并不同程度地开展远程教育， 8 0 以上的美国大学在传统教学方式中引入远程教育。 英国则建立起全国教育网络，把全国的学校免费与i n t e m e t 连通，给每个学 生配备电子邮件地址。至今，英国全国各级学校都建立了自己的网上学校。 在日本，远程教育大多用在校内研究生和高校之间的课程交流上，主要利用 i s d n 和a t m 网络进行远程的双向的电视教学，同时注重多媒体教材的建设并 积极开展网上教学实验。 在德国其教研部组织t e l c o m 和西门子两家财团，联合国内大学共同实施 “l e c t u r ef o ry e a r2 0 0 0 ”现代远程教育研究项目，支持研究2 1 世纪的讲堂。亚 洲、欧洲、美洲、大洋洲的许多国家，也都在积极发展远程教育。 1 2 2 国内远程教育的研究现状 在我国，远程教育己经成为网络技术最重要的应用领域之一。继几年前中国 教育科研网和众多校园网的建成和应用之后，教育部又批准了清华大学、北京邮 电大学、浙江大学、湖南大学等多所远程教育试点单位。这些试点院校己开设8 5 个大类专业，组织了近3 0 0 门课程和一批素材库、案例库。目前，我国网络教育 的覆盖面已达3 1 个省、自治区和直辖市，依托于互联阚的中小学潮校正在逐渐 建立。帮努裔条件静中小学实璜了诗箨橇联网，个剐城市中主要靛中夸学已经适 入i n t e m e t ，已初步形成中小学教育和家魔教育服务的虚拟“中小学教育教学网”。 此终，在成人教育方面，我豳各地原有的远程教育系统正在向网络转移，形成多 释媒体共存静薪格届。 。2 3 今后远程教育豹发展趋势 综合我国及世界各国远程教育的研究现状，对未来远程教育的发展趋势加 以归纳与表述，得出远程教育的发展趋瓣具有以下几个特点： 1 ) 强灞教瓷辍兹麴终溺，溪毯教露熬佟薅； 2 ) 强调以技术为基础的教育环境与教育资源，淡化媒体的作用； 3 ) 强调集体交流( 面对面或电予方式) ，淡化准永久分离的特点； 餐强溪溪信掇鞠豹多襻牲，浚纯双囊遂萤懿攀一瞧； 5 ) 强调实践性，区别于远程学习。 1 3远纛教鸯莩叁概述 1 3 1 远程教育平台的概念 目前在i n t e m e t 上进行的远程教育，其实现一般楚基于w w w ( w 硼dw i d e w e b ) 技术的。随着网络与多媒体等技术的发展，各种教育资源与信息在网络上 不装丰富，参麴远程教弯豹教骞者与受教育者迫越寒越多，远程教鸯乎台豹终薅 也越来越重要。 远程教育平台就是用w e b 技术对网络上的各种教育资源进行管理和使用， 黠参燕远程教鸯夔教育尝秘受教毒者遴学管理魏一个统一系统。它趣撂各转硬掺 资源、服务器二c 作平台、w e b 服务器、数据库服务器以及各种资源和信息存储缀 织等。 6 1 3 2 遴程教育平台的研究现状 随羞褒代蠲终按末秘瀵嚣援零戆裹遮发震，翌溯、歇浏、美溯、大洋溺兹诲 多国家，都在积极发展现代远程教育。下面先介绍几个国外网上教育平台： 1 ) 加利祸尼亚虚拟大学d 1 热裁禳燕渡霪援大学( c a l i f o r n i av i r t u a lu n i v e r s i t y ) 致力予发震窝基舨 加州3 0 1 所院校开发的远程教学课程和程序。加利福尼眍虚拟大学的学生虽然不 能获得学位，但他们可以得到教育。它的开发人员正开发一个可访问其它教学节 点瓣交互式嚣漾，筵燕矧纛羧大学藏灸逡程教弯麴孛，办擎点。燕秘纛撅大学嚣蘩 融连4 5 所提供远程教学和程序的大学。 2 ) 美国的电子大学网络【5 1 美国远程数学弱基垂窭竣避蹩逛子大孥瓣终( e l e c t r o n i cu n i v e r s i t yn e t - w o r k ) ， 即e u n 。各州总共有将近2 0 个学院参加e u n 。e u n 的作用主要最向学员提供 软件及主机系统的使用，支持学员完成谯线课程，并负费行政管理、协同合作等， 漾程内容圭备学浣受蠢。 3 ) d a t a b e a m 公司d a t a b e a ml e a m i n gs e r v e rl o t u s 的l e a m i n g s p a c e 6 】 基于l o t u sd o m i n o 框架，提供了学生与学生、学生与老师之间强大的交流 凌箍。 下面再列出我国的网上几所远程教育教室： 1 ) 华南理工大学远程教育中心f 7 1 内容龟蘩i n t e m e t ，h t m l ，v i s u a lb a s i c ，d e l p h i ，信号与系统簿教程。 2 ) 上海交通大学的远穗教育中心【8 】 上海交道大学承担了图家九五科技纛点攻关项目远程教育技术，教其远 稳教育中心燕隧魏霹上教蠢中最努酶一令，蠢容包括程线学习、在线滔试、在线 威拟实验室等。课件包括a t m 、h t m l 、大学物理教学、组网原理等。 3 ) 清华大学图书馆i n t e r n e t 教室 包疆t 嚣融瞪t ，j 衢狐s e r p 下，h t m l 等漂程。 综上所述，发展远程教肖作为网络时代的一大主题，已经成为备受关注的焦 点，但现有的远程教育平台逐存在以下不足： 1 ) 共事黢筹：基于i n t e m e t 的远程教育，其有建竣广泛往、技术复杂性、文 7 化多样性等特点，使得大爨的网上学习资源难以共享。 2 ) 智能化差：现有豹教育系统中。缺乏对用户学习的指导性，也不会根据 学习者情琵餐鼹纯的调整学游策略，只怒对书本静电予纯丽己。 3 ) 交互性差：远程教育平台不应仅仅提供资料和实现网上阅读，而是更应 该注重学习中豹交流、讨论。但目前几乎掰有的远程教肖系统在交簸性，特别是 在受教育者帮教育者之间静互动性方瑟述有许多不是，基本停整在资料传递阶 段。 妨个性化差：霹上教窟帮课堂教窝辍显著豹不嬲，或者说最舆吸弓| 力的特 点之一是可以实现个性他教育，不僵学习者可以按照岛己的兴趣、爱好、时闯等 自主的安排学习进度、选择学习内容，丽且教育者可以根据学习者的基础、能力 等因素提出棚应的建议。掰现在绝大多数鹣远程教鸯系统不其备这方嚣豹能力， 潦本上只是谍璧教育的酾版。 5 ) 低水平重复开发；我国软件产业发展缓慢的熏矮原因之一就是低水平重 笈开发、缺乏长远豹发展嚣际鄹其存较强操终性静靓姆。嚣在现寄鹣遗提教嘉系 统中也存在这个问题，缺乏平台级产晶。 1 + 3 3 遴程教育平叁豹发暴趋势 随着互联网技术的快速发展，越来趟多的网络平静应用于我国近程教育的实 践中，实现了支持远程网络激育中的多种形式的交互。根据远程网络教育专家的 磷究纛采表甓，未来夔弼终教弯平台会懿有下覆忍个方嚣靛遗步： 1 ) 教学辅助功能的智能性和人性化。随着网络技术的进步，网格计算、人 工智能等领域的最新研究成果应用于网络教育系统，计算机将不褥是生硬的机 瓣，焉是更赫餐髓琵袭入蕊往的教帮。 2 ) 虚拟现实( v i r t u a lr e a l i t y ) 技术。它将使教学手段多样化，从而达到明 鼹改善教学效果的目的。用廛拟现实技术来模拟实际教学效果，可以降低教学成 本。 3 ) 海量课件资源库的建设与管理。它能使得各种不同系统的学习资源相互 转化，不同豹网络教育系统之闻可以共攀谋件资源摩，从两合理剩髑教学资源。 4 ) 在网络教育系统中融合现代教育稳憨，提餐多萃孛体现教育瓣您的课程开 8 发设施和课程讲授工具，在教学过程中充分体现出以学习者为中心的理念。利用 计算机网络的优势开展协作式学习，提倡讨论、交流，鼓励学生充分展开想象力， 使学习者主动从网络的海量资源库中获取文化知识。 1 4本章小结。 本章主要介绍了远程教育的概念及发展历程，并且给出了远程教育的特点和 意义。在详细介绍了国内外远程教育的研究现状的同时，总结了远程教育未来发 展的趋势。最后概要的介绍了远程教育平台的概念，列举分析了国内外的网上教 育平台，并在此基础上总结了现有远程教育系统的不足和远程教育平台的发展趋 势。 9 第2 章相关技术研究 2 1j 2 e e 系统平台体系结构 j 2 e e 是一秘技术撬藏，它给开发人员提供了一耱工终和运孝亍平台，它定义 了整个标准的应用开发体系结构帮一个部署环境。在这个体系绪构中，应用开发 者的注意力集中在业务逻辑的开发上，切与基础结构服务相关的服务( 事务、 安全和按簸) 及底层分配斑题都由应用稷旁容器或者暇务器来处理。这样，j 2 e e 应用程序开发人员可瞄集中考虑应用程序的业务逻辑和表示逻辑警，而把所有与 基础结构相关的编程交给运行环境( 容器或者服务器) 实现 9 。j 2 e e 体系结构 黧魏圈2 - 1 疑示。 图2 - 1j 2 e e 体系结构 下嚣，将飙容器静傣系结捷彝j 2 e e 应耀程彦豹然系结擒来凝述j 2 e e 静髂 系结构。 1 0 2 1 1 容器体系结构 容器是运行在羧务器土熬软 睾实钵，矮子管理畴是癸鍪靛缀嚣。j 2 e e 孛最 常粥的组件是e j b 、s e r v l e t 和j s p ，组件避行在容器中，容器为组件提供运行环 境和基础服务。容器定义的体系结构可以分成4 部分。 1 ) 容器驻务a p i ( c o n t a i n e rs e r v i c e a p i s ) ：j 2 e e 寇义了每一令j 2 e e 运嚣嚣 境都要支持的j a v a 标准扩展。j 2 e e 提供了这些a p i 的服务层的抽蓦。 2 ) 声明性服务( d e c l a r a t i v es e r v i c e s ) ：就是指容器动态参与应用程序组件的 羧务，瑟这些黢务基予瘦舞l 耧瘩缍 孛之癸静撂定声疆。 3 ) 组件合约( c o m p o n e n tc o n t a c t ) ：j 2 e e 体系结构中容器的基本目的是提 供成用程序组件的运行环境，就是在容器的j a v a 虚拟机中生成和调用应用程序 鳃 孛翡实镶。褰器受囊管理疲建程痔缍终瓣生会藩蘩。 4 ) 其他容器服务：其他实时服务，与组件的存活期、资源集中和垃圾收集 等有关。 2 1 2 应用程序体系结构 j 2 e e 应翅模型定义了一辩建筑模型采让多层应用程序实现鼹务，提供了可 伸缩盼、易访问的、易于管联的方法。从图2 - 1 中可| 奠稽出j 2 e e 酌应用程序体 系结构。客户端w 以是w e b 浏览器或者j a v a 应用程序。如果是浏览器的客户端， 那么珂班在测览器里使翔a p p l e t ，潮夔嚣戆骞户层通过 程弹、s s l 等其毯按议 和w e b 层进行邋信；如粟是一般的应用程序客户，它可以使用j 2 e e 里j m s 、 j a a s 、j a x p 、j d b c 、s a a j 和j a x r p c 等技术或者编穰接口，同时所有的j 2 s e 纂豹技术骜可以被支持，一般黝j 2 s e 应臻程净可l 冀访翘j 2 e e 中表示层巍、韭务 层的资源。在典型的情猿下，j 2 s e 的客户端通过w e bs e r v i c e s 或者r m i 和w e b 组件及e j b 组件进行交互以处理业务逻辑。 w e b 垂又嘲袭示垂，它主溪运行了j s p 、j a v a b e a n s 秘s e r v l e t s 缀绛，这些组 件可以使用许多j 2 e e 提供的规范或者容器提供的服务，如j m s 、j a a s 、j d b c 、 j t a 、j a v a m a i l 、j a x p 、s a a j 和j a x r p c 等。 避务层主要运行了e j b ，e j b 是j 2 e e 技零静孩心秽蒺疆，它处联魁务逻辑。 使用e j b 简化了业务层开发的工作量，并且为开发可伸缩性、可管理性、容器 1 】 管理事务、鼠有良好安全性的j 2 e e 应用提供了强大的支持。e j b 组件分为会话 b e a n 、实体b e a n 和消息驱动b e a n ，其中会话b e a n 可以分为有状态会话b e a n 和无状态会话b e a n ，其中冤状态会话b e a n 可敬部署为w e b 驻务藕虑。实体b e a n 可以分为容器管理持久性和b e a n 管理持久性。消息驱动b e a n 可以分为j m s 消 惑驱动b e 嘧a q 秘非璐s 的潲惑驱动b e a n 。 企监信怠瑟运彳亍在e i s ( e n t e r p r i s e n f o r m a t i o ns y s t e m ) 服务器上，企业信息 艨处理信息系统软件，包括企业基础建设系统如企业资源计划( e r p ) ，大型机 察务处理，数据库系统和冀健信惠系统1 1 0 。 2 2设计模式 2 2 1 设计模式概述 设计模式是用来描述所交流的问题及其解决方案。设计模式可以帮助在一个 将定静繇凌鬃熬瑾并 云录瑟籍鹣可重褒瓣瓣题及荬解决方案，荠萎逶过模式来与 他人交流这些知识。设计模戏的思想认为在系统设计这一层次上，软件开发可以 抽象成一种模式，模式描述了系统面蠛的闽题及其锵决方案，并且可以重用。 舔一个模式臻述了一个在溺瀚不繇重复发生的勰题，淤及该闻踅豹解决方案酶核 心。这样，就能一次又一次的使用该解决方案而不必做麓复劳动。每个模式是由 三三部分组成的一个规则，这个规则描述特定环境、阆鼷积解决方案之闽的关系。 简单静说，没帮一个模式麓狻立的实体，每个模式都存在着摇互支持，徨支持鼹 程度不同；大的模式可以内嵌小的模式，同等层次的模式并列存在，而小的模式 被嵌入到大的模式之中。 设计模式的基本愿憨怒，公共静“习惯用法”f i d i o m s ) 在软俸设计中被不龋 蔗复发现，因此这些模式应该被有意识地归纳整理，并用于类似问蹶的解决上【j 。 2 2 。2 模戏的整个要素 1 ) 模式名称( p a t t e r n n a m e ) 。一个助记名，它用一两个词来描述模式的问题、 魑凌方寨巍效鬈。会名一令麟戆模式增翱浚诗滔汇。没诗模式龛诲褒较蔫夔撞蒙 屡次上进行设计。基于一个模式词汇表，自己以及同幕之间就可以讨论模式并在 1 2 编写文档时使用它们。模式名可以帮助思考，便于与越他人交流设计思想及设计 结果。找到恰当的模式名也是设计模式编目工作的难点之一。 2 ，问题( p r o b l e m ) 。播述了应该在僻辩使焉模式。它解释了浚计阔题帮闻 题存在的前因后果，它可能描述了特定的设计问题，如怎样用对浆表示算法等。 翅可能捶述了导致不灵活设计豹类或对象结构。有时镞，闯题部分会包括使用模 式必须满足的一系列先决祭件。 3 ) 解决方案( s o l u t i o n ) 。描述了设计的组成成分，它们之间的相互关系及备 是的职责帮协终方式。困为模式藏像一个摸扳，可应用予多种不同场台，所以解 决方案并不躏述一个特定丽其体的设计躐实现，而是糖供设计闯题的抽象描述和 怎样用一个具有一般意义的元素组合( 类或对象组合) 来解决这个问题。 如效累( c o n s e q u e n c e s ) 。描述了摸式瘦用的效暴发镬月摸式疲投衡豹闯题。 尽管描述设计决策时，并不总提到模式效果，僵它们对于评价设计选择和理解使 用模式的代价及好处具有熏要意义。软件效果大多关注对时间和空间的衡量，它 们也表述了澎言襄实现阉戆。因为复雳麓嚣囊对蒙设诗豹要素之一，j 舞班模式效 果包括它对系统的灵活性、扩充性或可移植性的影响，显式地列出这些效果对瑗 解和评价这然模式很有帮助。 设计模式为开发者提供了磐鹣设诗经验，为瑷基之懑、理痔员之润重爱嚣肉 对象代码提供一种方便的途径，使得重用成功设计和结构更加容易f 豫l 。 2 、2 ，3 掇美设诗模式 下面主嚣分析与文中介绍远程教育平台框架设计有关的部分设计模式： 1 ) m v c 模式( m o d e l v i e w c o n t r o l l e r ) ： 模鳖一裰鬻控销器模式，是设嚣穰姣中缀重婺靛一耱。它惫旗三穗对象： 模型( m o d e l ) 、视图( v i e w ) 和控制器( c o n t r o l l e r ) 。模型提供了业务逻瓣，视图则是 模型在屏幕上的显示，控制器是用于管蠼用户和视图发生的交互。m v c 结构图 ( 如图2 - 2 骈示) 箍示了三者之褥静关系。 视图( v i e w ) ：代表用户楚互界面。主管应用程序和人之间的接脚，方面它 为用户提供了输入手段，劳触发应用逻辑运行。另一方巍，它又将逻辑运行结果 戳菜释形式显示给用户。对于w e b 应餍涞说，可阻穰锻为h t m l 界西，僵寄可 1 3 能为x h t m l ，x m l 和a p p l e t 。 模型( m o d e l ) ：就是业务流程状态的处理以及业务规则的制定。业务流程的 处理过程对其它层来说是黑箱操作，模型接受视图请求的数据，并返回最终的处 理结果。业务模型的设计可以说是m v c 最主要的核心。 控制器( c o n t m l l e r l ：可以理解为从用户接收请求，将模型与视图匹配在一起， 共同完成用户的请求。划分控制层的作用也很明显，它就是一个分发器，选择什 么样的模型，选择什么样的视图，可以完成什么样的用户请求。控制层并不做任 何的数据处理。 图2 - 2 m v c 结构图 2 ) 视图助手模式( v i e w h e l p e o ： 视图助手模式就是使用视图封装显示格式的代码，使用助手封装视图处理 器。助手通过p o j o o l a i no l dj a v ao b j e c t 普通j a v a 对象) 、定制标记或标记文件 的形式实现。视图把处理逻辑交给这些助手完成，助手在视图和模型之间充当了 适配器的作用，同时也会执行一些与格式逻辑相关的处理。 视图助手把程序逻辑从视图中分离开，这样就可以更明确软件开发者和网页 设计者之间的分工【n 】。图2 - 3 显示了视图助手的类图。 1 4 v i w 扣h r 一鼍。+ 】 牟 j a w a b e a n e l 拇 _ d 毡 t a 瘩l i e 圈2 - 3 视蹦助手类图 3 ) 韭务代建模式( b u s i n e s s d e l e g a t e ) ： 一个业务代理是一个究全的j a v a 党，它起到客户层和服务屡的媒介的作 用。客户层局部地调用业务代理的方法。创建一个业务代理层就熊实现用j a v a 黉隐藏e j ba p i 静复杂蕊，运过凝摇代鹤请求来虽瓣、委派帮恢复来鸯会话移 消息f a c a d ee j b 层的访问。 应用程序规划中复杂的阉题之一是姚务层和实现鼷之间的必要分隔。人们一 瓷关心将应瑟耱表示逻辑与渡务逻辑分黼开。b u s i n e s sd e l e g a t e 可淤律兔一个数 务服务的客户方抽象使用。它可以潜在地点接与各业务组件协同工作，或者可以 终为一个s e s s i o nf a c a d e 的网关供客户方使用。业务委派可以负爨所有的专门 e j b 交互，为客户搓侯一个本地接口。并可馥把远稷拜常映射到蠢意义鲍应震 糕序异常。b u s i n e s sd e l e g a t e 是执行客户方业务信息缓冲存储的逻辑位置，可以 处理氇对象或卷重试失败的调用以及对不问鼹务器的敞障恢复。 会话门面模式( s e s s i o n f a e a d e ) ： 使用会话门面封装业务组件，对远程客户端暴露粗粒度服务。客户端不直接 游阉韭务组伴，两是访 蠢会话门面，从蕊防止客户璇鞠业务层之闻如现紧藕合， 隐藏业务组件和业务服务之间复杂的交互和依赖关系，从而提舞系统的可维护 性、灵活性。 会话门瑟凌客户端和业务滢之闻又葶| 入了一个层次，提供粗靛发远程瑕务， 对于j 2 e e 靡闲系统来说，会话门面是妊不可少的，因为j 2 e e 应朋系统大多耍 提供远程服务，而且要利用e j b 容器的些优势，比如事务、安全性、生命周 麓管理等。撼2 。4 显示了会活门露模式类图。 1 5 目笋 型2 d , 会话门瓣模式类图 5 铸输对鬣模式( t r a n s f e v o b j e c t ) ： 传输对敷就是以单一的结构盛放请求或响应需要的所有元素。没计传输对象 就是要优化跨层次豹数据传输。这样就可以不再逐个终输单独的数攒元素，减少 黼络中的远程请求。传输对象按值传送各客户璇。所敷辩传输对象瓣所有调焉都 作用于原始传输对象的拷贝。 传输对象的一个实铡魏缀件随需要拣造，并返圄给客户端。缝传在接受请求 藤才会创建铃输对象并返酮绘客户臻。传输对象被串行纯，然后通过潮络送给客 户端，客户端接收该对象，并且作为一个本地拷贝使用。同样，客户端也会创建 蠢已嚣砖输对象实铡，并发送绘组件，嬲以执季亍更掰。 6 ) 数据访问对象模式( d a t a a c c e s s o b j e c t ) ： 数据访问对象提炼、封漩对持久化存储介质的访问。数据访问对象负责管理 籁数据源豹连接，著通过戴连接获取、存储对象。数攥谤阏对象实疆了寝强数摇 源所需的访问桃制。 d a o 将数据源的实现细节完全隐藏起来，对数据访问逻辑加以组织，将非 据准豹专毒特髅辫装超来，游除了应矮稷游其余郝分辩持久位存德交魏规裁夔藕 合。图2 - 5 最示了数据访问对象模式类图。 2 3 基于麓急的访闻控翱辊裁承彗a c ) 基于角色的访问控制( r b a c ) 是目前国际上比较流行的安全授权机制。它 能构造出支持不同的访问控制策略的系统，是一种策略无关的访问控蒜8 技术，它 不搿隈子特定鹬安全策略，凡乎可敬箍述任蔼静安全策疆，甚至d