（系统工程专业论文）基于网络的研究生课程支撑平台的设计与开发.pdf

摘要 基于网络的研究生课程支撑平台的设计与开发 摘要 随着信息通信技术的发展和互联网的广泛应用，教育信息化成为 2 1 世纪教育改革和发展的主旋律之一。高校研究生教育作为知识创 新和高层次人才培养的主体，如何充分利用i n t e m e t 网在高校建立起 现代化的教育管理信息系统，如何促进网络教育由传统教育模式向现 代教育模式转变，加强研究生的能力培养，提高网络教育质量是我们 需要深入探讨和解决的一个重要课题。 本文提出了一套新的网络教学模式，并以北京化工大学研究生课 程支撑平台开发为背景，从实际工作出发，设计开发了基于网络的研 究生课程支撑平台，使研究生教学管理工作实现科学化和规范化，信 息化和自动化，提升学习效率，提高了教育质量，具有重要的实用价 值。 本系统运用面向对象的编程思想，采用b s 模式的三层架构体 系n e t 框架结构，使用v b 开发语言和s q ls e r v e r2 0 0 0 数据库管理 工具实现了研究生课程支撑平台，并通过验证机制，安全措施来提高 平台的健壮性。论文完成的主要工作和取得的成果如下： 1 对国内研究生传统教学模式和高校网络教学模式的研究和比 较，提出一套完全体现网络教育的高校教学模式。 2 综合运用了计算机网络技术，管理信息系统思想和软件工程方 北京化工大学硕士学位论文 法，比较了实现系统可供选择的技术方案，确定了开发环境。 3 对研究生课程支撑平台进行了需求分析，结构模型设计，确定 了系统所要实现的功能。 4 编程实现了学术交流，课程答疑，课程通知，作业管理，邮件 系统，课程资源库管理，用户管理等功能。本系统的开发为今后系统 升级或开发奠定了良好的网络理论和技术基础。 关键词：研究生教学，网络教学模式，b s 模式，n e t 框架， 数据库 i i 摘要 s t u d ya n dp r a c t i c eo fg r a d u a t ec o u r s es u p p o r t i n g p i a t f o r mb a s e do nn e t a b s t r a c t w t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fm o d 咖i n f o 衄a t i o nt e c h n o l o 鼢t h e i n f o m a t i o no fe d u c a t i o nh a sb e e nt h em a i ns t r e a mo fe d u c a t i o nr e f - o n n a n dd e v e l o p m e n ti nt h e21s tc e n t u r yg r a d u a t ee d u c a t i o ni st h em a i n 行a m eo fs c i e n c e ，t e c h n o l o g yi n n o v a t i o na n d 仃a i l l i n gh i 曲l e v e lo fp e r s o n w i ma b i l i 吼h o wt ot a k ea d v a n t a g eo ft h ei n t e r n e tt oe s t a b l i s ht h em o d e m e d u c a t i o n a lm a n a g e m e n ti n f o m a t i o ns y s t e mh a sb e e na ni m p o r t a n t p r o b l e mt h a tf o r c e su st od e 印l yc o n s i d e ra n dr e s o l v ei t a c c o r d i n gt og r a m i a t ec o u r s es u p p o r t i n gp l a t f o n n ，w et 呵t od e v e l o p ag r a d u a t ec o u r s em a n a g e m e n ts y s t e mt h a tb a s e do nt h ew e bc o n t e x ts o t h a tl e t 廿1 ew o f bo fg r a d u a t ei 1 1 s t m c t i o n a lm a n a g e m e n tb e c o m eh i 曲 p e r f o n n a n c e ，c o n v e n i e n c e ，e x a c t n e s sa n ds a f i e 够w i t ht h e s ea d v a n t a g e s ， t h es y s t e mc a ne n s u r eh i g he 伍c i e n c ya n ds c i e n t i f i c i 够o ft h eg r a d u a t e i n s t n l c t i o n a lm a n a g e m e n t i nt h i ss y s t e mw ea p p l yo b j e c to r i e n t a t e dp r o 铲锄血n gm e t h o da s d e s i g n 埘n c i p l e ，u s ev bp r o 铲a 舢商n gl a n g u a g ea n ds q l s e n ，e r2 0 0 0 d a t a b a s e m a n a g e m e n ts y s t e m t o i i l l p l e m e n t t h e s y s t e m t h em a i n t e c h n i q u ei n 也es y s t e md e s i 乒i sb sc o m p u t i n gm o d e 。i nt h ea s p e c to f l 北京化工大学硕士学位论文 d a t a b a s ed e s i g n ，w eu s ec o n c 印td e s i g n s y s t e ms e c u n t yi sg u a r a n t e e db y c h e c l ( i n g 如n c t i o nm o d u l ea n ds a f e t yd e s i g ni 1 1t h es y s t e m t h i sp a p e ri sa ni n t e g r a t i o no fm u c hl ( i l o w l e d g es u c ha sc o m p u t e r n e 俩o r k ，i d e ao fm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ，s o r w a r ee n g i n e e 打n g i nt h i sa r t i c l ew ec o n s i d e rr e q u i r e m e n ta n a l y s i s ，如n c t i o nd e s i g n ，a n d i n t r o d u c et h es y s t e mi m p l e m e n ts c h e m eb yc o i n p a r em a n y d e s i g np r o j e c t w ，eu s em a n yw o r d st oe x p l a i nt h ec o r ea n d k e yt e c h n i q u e si nt h es y s t e m ， f o re x a m p l et h el o g i np r i v i l e g ec o n t r 0 1 l i n g ，t h eu s eo fo u t e rc o i n p o n c 呲s ， s e c u 五t yc o n f i g u r a t i o n ，d e s i g na n di i i l p l e m e n t a t i o ne t c t h i ss y s t e mh a si n l p l e m e n t e da c a d e m i cc o m m u n i c a t i o nm o d u l e ， c o u r s ea n s w e rm o d u l e ，c o u r s en o t i c em o d u l e ，h o m e w o r km a n a g e m e n t m o d u l e ， e m a i lm o d u l e ，r e s o u r s em o d u l ea u l du s e r m a n a g e m e n t m o d u l e t k ss y s t e mh a sp a v e daw a yf o ru p g r a d el a t e ro r ( i e v e l o p i n ga n e wm o r ec o m p l i c a t e dg r a d u a t ei n s t m c t i o n a l 嘲n a g e m e n ts y s t e m k e yw o r d s ： g r a d u a t et e a c h i n g ，n e tt e a c h i n gm o d e ，b s ，n e t 仔a m e ， d a t a b a s e 北京化工大学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本 论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文 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北 京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印 件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全 部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编 学位论文。 保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在上年解密后适用 本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授 权书。 作者签名：盎遮盗 翩j 签名：瓣一 日期：塑9 生羔 第一章引言 第一章引言 随着信息通信技术的发展和互联网的广泛应用，教育信息化成为2 1 世纪教 育改革和发展的主旋律之一【l 】。本课题通过对国内研究生传统教学模式和高校网 络教学模式的研究和比较，提出一套完全体现网络教育的高校教学模式。利用先 进的计算机技术与网络环境，对n e t 技术，数据库技术等开发工具进行了研究， 融合了新的教学理念，并运用到实际应用中，从而实现了一个基于网络教育的以 研究生教学改革为核心的研究生教学管理软件。 1 1 问题的提出 目前，国内研究生教学模式还沿用与本科生教育相同的方式或方法，仅采 用老师讲、学生听的单一手段，偶尔进行小组讨论却由于课堂教学时间有限而不 得不限制讨论的时间和次数。学生在学习过程中，仅仅是被动地接受知识。听过 课程以后，仅通过写作业这种原始的手段来提高自己对知识理解的深度，效果并 不理想。研究生教学目的与本科生的教学目的是有本质区别的，在研究生的教学 过程中，应该重点培养学生自主学习的能力、独立思考的能力、创新能力和掌握 大量实用信息的能力，希望通过一门课程打开一门学科，以便为日后迅速进入科 研角色做好准备。沿用与本科生相同的教学方法，显然不能满足研究生的教学目 的【2 1 。 研究生的教学具有其本身的特点。从教材方面来看，研究生课程仅仅选用 了该领域中比较基础且有代表性的教材，仅是该领域中沧海一粟。这些教材远远 不能满足研究生学习的需要。研究生不仅需要掌握该门课程的基本理论写方法， 而且还要对该门课程所属的学科的历史、现状及发展有所了解，对与该课程相关 的其他领域的知识也要有所涉猎。这样才能使学生有更加广阔的视野，为今后培 养研究型人才打好基础、做好铺垫。从学生方面来看，学生在经历了本科四年的 专业学习以后，非常需要采用更加新颖的，从其他视角进行学习的手段。这些手 段，需要符合研究生的培养目的，能够充分调动学生学习的积极性，能够让学生 对所学知识有一个深刻的理解和体会，仅仅采用课堂教学是达不到这一目的的。 从教师的角度来看，由于教授研究生课程的老师多数为从事科研的老师，时间有 限，精力有限，不太可能将大量的时间用于课堂教学，这样，大量的课程信息仅 仅通过课堂几个小时的时间向学生传达，授课教师就只能是走马观花地泛泛介 绍，教学效果并不理想。 基于上述分析，迫切需要对目前的研究生教学方式进行改进，需要提出一 北京化工大学硕士学位论文 种更适合研究生教育的教学模式。1 9 9 0 年汉堡“世界终生学习会议 推出终生 学习的理念，其关键是学生从传统教育中的客体转换为教育的主体。如何能够提 高学生自学能力、创新能力，是目前应该着重考虑的问题3 1 。网络化教育给高等 教育尤其是研究生教育的这一需求趋势注入了无限的活力和契机，利用信息技术 和计算机网络技术来辅助教学，是未来教育的发展趋势，是对课堂教学的有利补 充。 1 2 教学模式探讨 教学模式是指在一定的教育思想，教学理论和学习理论指导下，在一定环 境中开展的教学活动进程的稳定结构形式【4 】。也就是说，教学模式实质是按照什 么样的教育思想，教学理论和学习理论来组织教学活动进程。教学模式非常重要， 它是教育思想，教与学理论的集中体现【5 1 。教学模式的改变将要引起教学过程的 深刻变革，也必将导致教育思想，教学观念，教与学理论的根本变革。 1 2 1 以教师为中心的传统教学模式 从我国的现实情况看，九十年代以前的教学模式基本上都是以教师为中心。 这种模式的优点是有利于教师主导作用的发挥，便于教师组织、监控整个教学活 动进程，便于师生之间的情感交流，因而有利于系统的科学知识的传授，并能充 分考虑情感因素在学习过程中的重要作用。其严重弊病则是：完全由教师主宰课 堂，忽视学生的认知主体作用，不利于具有创新思维和创新能力的创造型人材的 成长( 按这种模式培养出的绝大部分是知识型人材而非创造型人材) 。这是因为， 以教师为中心的教学模式在学习理论方面的基础是行为主义。这种教学模式长期 统治我国各级各类学校的课堂就使行为主义学习理论在我国各级各类学校中有 着根深蒂固的影响。根据这种观点，人类学习过程被解释为被动地接受外界刺激 的过程，而教师的任务只是提供外部刺激，即向学生灌输知识。学生的任务则是 接受外界刺激，即理解和吸收教师传授的知识。这种思想观念代代相传，不断强 化，就使学生的发散性思维、逆向思维被束缚、被禁锢，敢于冲破传统、藐视权 威的新思想、新观念被贬斥、被扼杀，大胆幻想的翅膀被折断，作为认知主体的 学生其主动性无从发掣6 1 。这就等于从基底上移走了具有创新思想和创新能力人 才赖以孕育、滋生和成长的全部土壤，创造型人才的培养就成了难以实现的空中 楼阁。 2 第一章引言 1 2 2 以学生为中心的网络教学模式 以学生为中心的教学模式，则是进入九十年代以后随着多媒体和网络技术 的日益普及( 特别是基于i n t e m e t 的教育网络的广泛应用) ，才逐渐发展起来的。 多媒体和网络技术由于能提供界面友好、形象直观的交互式学习环境( 这有利于 激发学生的学习兴趣和进行协商会话、协作学习) ，能提供图文声像并茂的多种 感官综合刺激( 这有利于情境创设和大量知识的获取与保持) ，还能按超文本、 超链接方式组织管理学科知识和各种教学信息，目前在i n t e r n e t 上按这种方式组 织建构的知识库、信息库浩如烟海，并已成为世界上最大的信息资源( 这不仅有 利于学生的主动发现、主动探索，还有利于发展联想思维和建立新旧知识之间的 联系) ，因而对学生认知结构的形成与发展，即促进学生关于当前所学知识的意 义建构是非常有利的，也是其他的教学媒体或其他学习环境无法比拟的。而“情 境创设”、“协商会话”和“信息资源提供”正是建构主义学习理论所要求的学习环 境必须具备的基本属性或基本要素，可见，多媒体和网络技术的普及，实际上为 实现建构主义的学习环境提供了最理想的条件。这就不难理解，自进入九十年代 以来，为什么随着多媒体和网络技术的普及建构主义学习理论会在西方迅速流 行。建构主义学习理论和学习环境强调以学生为中心，要求学生由外部刺激的被 动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者，建 构主义的教学理论则要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意 义的帮助者、促进者；要求教师应当在教学过程中采用全新的教育思想与教学模 式( 彻底摒弃以教师为中心、强调知识传授、把学生当作知识灌输对象的传统教 育思想与教学模式) 、全新的教学方法和全新的教学设计( 以“学”为中心的教学 设计理论正是顺应建构主义学习环境的上述要求而提出来的) 。因而很自然地， 建构主义的学习理论与教学理论就成为以学生为中心教学模式的主要理论基础。 以学生为中心的教学模式注意在学习过程中发挥学生的主动性、积极性，相应的 教学设计主要围绕“自主学习策略”和“学习环境”两个方面进行。前者是整个教学 设计的核心，通过各种学习策略激发学生去主动建构知识的意义( 诱发学习的内 因) ；后者则是为学生主动建构创造必要的环境和条件( 提供学习的外因) 。目前 常用的自主学习策略有“支架式”、“抛锚式”、“随机进入式”、“自我反馈式”和“启 发式”等多种。这种教学模式由于强调学生是认知过程的主体，是意义的主动建 构者，因而有利于学生的主动探索、主动发现、有利于创造型人才的培养，这是 其突出的优点。但是，这种教学模式由于强调学生的“学”，往往忽视教师主导作 用的发挥，忽视师生之间的情感交流和情感因素在学习过程中的重要作用；另外， 由于忽视教师主导作用，当学生自主学习的自由度过大时，还容易偏离教学目标 北京化工大学硕士学位论文 的要求，这又是其不足之处川。由于以学生为中心教学模式的主要理论基础是建 构主义的学习理论与教学理论，所以上述以学生为中心教学模式的优缺点正是建 构主义理论本身优缺点的具体体现，在我们应用与推广建构主义理论的过程中必 须清醒地认识到这一点。 1 2 3 两种教学模式的对比 将以学生为中心的网络教学模式与以教师为中心的传统教学模式相对比 较，两种教学模式各有其优势与不足，结果见表卜1 。 表卜l 两种教学模式比较 t a b l e l lt w ot e a c h i n gm o d e ， 比较维度 传统教学模式 网络教学模式 教学内容的组织方式分学科定时教学，学习内容狭以多学科综合的问题解决式 窄，以事实为学习的起点，以教学，学习内容广泛，以问题 教师授课为主，教师是专家，的学习为起点，以学习的探索 是知识的传播者为主，学生是认知主体 教学方法说教式教学，学习已被组织好探索式学习，强调发现和创新 的信息，集体化的，无个性的式的学习，多样化，个性化的 个体学习行为 合作学习行为 教学价值取向 强调学习结果强调学习过程 教学评价方式按成绩同质分组，对分科的具按意愿异质分组，以行动为基 体知识和分离的技能进行评础的综合型评价 价 优势有利于教师主导作用发挥，便有利于学生主动探索，主动发 于教师组织，监控整个教学活 现，有利于创造性人才培养 动进程，便于师生之间情感交 流 不足完全由教师主宰课堂，忽视学忽视师生情感交流和情感因 生认知主体作用，不利于创新素在学习中的重要作用，忽视 思维和创新能力培养 教师主导作用，学生自主学习 自由度过大，容易偏离教学目 标的要求 4 第一章引言 1 3 网络教育背景下研究生教学模式基本构想 1 3 1 应遵循的原则 研究生教育网络教学模式是为了适应国家人才需求性质的一种传授基础理 论，专业知识，动手实践能力，创新探索精神的模式，其构建过程应该遵循以下 原则： ( 1 ) 继承性原则 任何一种教学模式都不可能完全从虚无缥缈中获得，其变革总是有继承性的 【8 】。研究生网络教学模式也要在过去的教学模式基础上，以教学媒体的巨大变化 为动因，吸取十几年来多种教学模式的优点，借助当今优秀的教学理论研究成果， 使教学模式实现自然过渡，从而保持院校教学模式的连续性同时，这一模式的构 建还要充分考虑教学活动进程的各要素在模式中的定位，保证新教学模式构建的 完整。 ( 2 )自主性原则 学习自主，是现代教学思想的主要观点之一。网络教学模式的构建，要真正 达到因材施教，始终围绕让学生成为学习的主人，培养他们主动探索知识，发现 知识的意识和能力的目标，学习者可以根据自己的兴趣和认知水平来自主选择和 确定学习内容，决定学习时间和学习进度，学习是学生主动参与完成的。这种学 习使学生获得的不仅仅是知识，还有自主建构知识及意义的能力。 ( 3 )多边互动性原则 多边互动是指在教学活动中，实现教师与学生，学生与学生，教师与教师之 间的相互交流沟通。传统的教学模式，通常以教师与学生的互动为多，学生与学 生的互动较少，教师与教师的互动更少。网络教学模式构建中，要在自主学习的 基础上利用教学网络的技术优势，开辟多个通道。在既重视发挥传统互动方式的 基础上，又重视建立在网络技术基础上的全新互动方式。 ( 4 )实践性原则 网络教学模式的实践性原则主要表现在两个方面：一是教育观念应该与实践 相结合。建构网络教育的教学模式，科学与灵活的运用现代教育思想，以面向实 践的辩证唯物主义认识论，教育论，教学论为指导，批判吸收一切理论中有利于 提高教育教学质量与效益的教育教学思想，不是生搬硬套，生吞活剥，照搬照抄 国外某种时髦的教育观点。二是网络教学模式的构建，应该把学生的操作技能训 练作为重要环节，充分考虑操作技能训练的方法手段，加入学生操作技能训练的 时间和力度甚至可以把网络教学模式与实践教学模式相结合，增强学生的真实 5 北京化工大学硕士学位论文 感。 ( 5 )反馈性原则 网络教育凸现出个性化特征，但个性化的学习并不是绝对的，而是相对的。 相对于班级形态的集体学习，它是不同于传统教学方式的全新教学形态，相对于 传统的教学方式，它能充分体现学习的自主性。但网络教育同时又具有过程离散， 不确定性等特点。这给教学质量的评判带来了难度，因而在教学模式的设计上就 要既考虑灵活性和弹性，以适应学生个性化学习的需要；又要加强严格的反馈程 序，建立学习质量评估环节，使网络教学模式的教学质量得到保证。 1 3 2 多维交互下自主学习教学模式 本文在对现有教学模式进行分析的基础上，根据网络教育的相关理论基础， 结合构建原则的要求，认为构建一种典型的基于网络的多维交互下自主学习的教 学模式具有理论意义和实践意义。 多维交互下自主学习教学模式是在认知结构理论，自主学习理论和人本主义 理论的指导下，运用现代信息技术，以学习者自主学习为中心，以实践环节教学 为特色，以教育者导学为前提，以多种媒体教学资源和服务助学为基础的具有多 元评价标准和立体评价体系的新型教学模式【引。 多维交互下自主学习模式的模型如图卜1 所示。 6 第一章引言 图卜l 多维交互下自主学习模式模型 f i g 1 1s e l fs t u d ym o d ef r o mm u l t i a n 9 1 ei n t e r a c t i o n 该模式的出发点和落脚点是“以学习者自主学习为中心【l o 】”，突出体现了学 习者的主体性。但学习者自主学习不是孤立无助的，而是建立在教学要素间多维 交互基础上的。教学要素间多维交互主要表现在“学生与媒体资源，“学生与教 师”，“学生与学生”之间的交互关系。 教师在研究，设计，开发教学媒体资源的过程中，充分运用现代信息技术， 开发适于学生自主学习的多媒体教学资源，并加以优化组合【1 1 1 。学生借助多种媒 体教学资源共享进行自主学习，属“学生与媒体资源 的交互。 “学生与教师”间的交互关系呈现出多样化，具体表现为“导学交互 ，“助 学交互 和“评价交互刀三种交互关系。“导学交互 体现“以教育者导学为前 提”，包括“专业导学、课程导学、实践导学 三个层次；“助学交互”体现“以 多种媒体教学资源和服务助学为基础，包括“资源助学、面授助学、远程助学” 等三方面，其中资源助学可视为教师助学的特殊形式；“评价交互 体现“具有 7 北京化工大学硕士学位论文 多元评价标准 的立体评价体系，其中不仅包含教师对学生的评价( 基于多元评 价标准) ，也包含学生自评和互评、学生对教师和资源的评价。教师对学生的评 价侧重对学生自主学习过程的监控和评价，涉及课程学习评价、实践环节评价。 课程学习评价采用多元评价标准，实行形成性考核和终结性考核并重；实践环节 评价体现“以实践环节教学为特色”，有利于培养学生分析解决实际问题的能力。 而通过学生对教师教学设计、支持服务、教学效果等方面的评价和对教学资源的 评价，有利于教学过程信息反馈，促进教学活动的改进和完善。 “学生与学生”之间的交互关系体现为自主学习者之间的协作互助学习，最 常见的形式为小组协作学习【l2 1 。协作学习可以成为自主学习的有效补充。 1 4 课题研究的意义 研究生课程支撑平台是一个融合了多维互动自主学习模式思想基于n e t 技 术的教学管理软件，本课题通过对国内研究生教学进行需求分析，利用先进的计 算机技术与网络环境，比较目前流行的系统开发技术，针对多层次用户，提出高 性能的，安全可靠的，操作简便的技术方案，最终设计实现了一个基于n e t 框 架的以研究生教学模式改革为核心的研究生教学管理软件。本软件的实现，具有 以下意义： 1 提高了教学质量。在课堂教学有限的时间以外，学生可以进行课程答疑， 在线学术交流，继续学习，并使学生掌握知识更有深度。 2 通过一门课程打开一个学科。历年教学资源的继承与积累，能够使学生 在短时问内掌握大量相关信息，对培养学生在大量信息中捕获所需要信息的能力 非常有帮助。 3 改革教学方式，通过现代教育理念，学生从传统教育中的客体转换为教 育的主体，增加了实践环节和与教师的互动，充分调动了学生的积极性。 1 5 课题研究的主要内容 本论文主要讲述了北京化工大学教学改革项目“基于网络的研究生课程支 撑平台 的分析，设计，开发，测试和验收过程，采用了面向对象的方法和工作 流的思想。 整个系统采用b s 三层结构进行设计，开发工具使用的是微软公司的v is u a l s t u d i o n e t ，采用w i n d o w s 操作系统自带的i i s 服务器，同时以s q ls e r v e r 2 0 0 0 作为数据库平刨1 3 】。具体研究内容包括以下几方面： 第一章引言 ( 1 ) 实现本平台所需的理论知识与技术：包括n e t 技术，数据库技术以及 动态网站构建技术等。 ( 2 ) 平台的总体规划与设计：包括系统需求，业务逻辑，数据库分析以及 系统流程，数据库，系统模块设计。 ( 3 ) 平台开发与实现：编程实现各模块的功能，包括页面设计以及后台编 码实现。 ( 4 )系统的调试配置及安全性。 9 第二章平台开发环境 第二章平台开发环境 平台的建设目标能否实现，平台能否发挥应有的效益，最终将取决于该平台 所选择的开发技术。系统应采用成熟可靠的技术，应贯彻产品化的设计原则和实 施方法，系统的建立应适应未来技术发展的趋势。因此，本平台采用基于b s 模 式的三层架构体系，开发工具选择的是微软公司的v i s u a ls t u d i o n e t2 0 0 3 ， 数据库采用s q ls e r v e r 2 0 0 0 。这些先进技术的采用，保证了系统的稳定性和实 用性。 2 1 基于b s 模式的三层架构体系 随着i n t e r n e t 的出现和广泛使用，w e b 使得实现广泛的网络共享，集中的 安全控制和友好的使用界面达到了完美的统一【】。 b s 结构利用了不断成熟的w w w 浏览器技术，结合浏览器的多种s c r i p t 语 言和a c t i v e x 技术，用通用浏览器就实现了原来需要复杂专用软件才能实现的强 大功能，节约了开发成本，是一种全新的软件系统构造技术。随着w i n d o w s 2 0 0 0 w i n d o w s2 0 0 3 w i n d o w sx p 等操作系统将浏览器技术植入操作系统内部， 这种结构更成为当今应用软件的首选体系结构。显然b s 结构应用程序相对于传 统的c s 结构应用程序的优势在于系统简单，功能强大，扩展能力良好以及能够 方便的跨地域操作。 考虑到平台的实际使用情况，本系统选择采用w e b 环境下的b s 三层架构 体系，即表现层，业务层，数据层【1 5 】。 1 w e b 表现层 表现层是直接和使用用户进行交互的部分，通过可视化的用户界面表示信 息和收集数据并响应用户请求，是用户使用应用系统的接口。 在本平台中，表现层将使用通用的i e 浏览器作为各类用户的统一界面，在 达到界面统一性，友好性，易用性的同时，也使未来应用的部署升级更加便利。 服务器端的w e b 服务器负责向终端用户显示业务信息，收集业务数据，同时处理 用户通过i n t e r n e t 发出的各种请求。 表现层的主要开发技术有a s p n e t ，w e b 表单，服务器控件，h t m l ，脚本等。 2 业务层 业务层是实际业务规则以及数据处理的执行部分。业务层通过将正规的过 程和业务规则应用于相关数据来实现用户通过表现层发出的业务请求。 北京化工大学硕士学位论文 业务层的主要应用技术有：n e t 组件类，a d o n e t 3 数据层 数据层是业务数据的存放地。通常数据层使用一个关系数据库来实现数据 的存储，并集中管理这些数据，实现业务数据的完整性，安全性和灾难防护。 数据层的主要应用技术有：a d o n e t ，s q ls e r v e r ，x m l 等。 2 2i is 服务 i n t e r n e t 信息服务( i n t e r n e ti n f o r m a t i o ns e r v e r ) 简称为i i s ，m i c r o s o f t i i s 是允许在公共i n t r a n e t 或i n t e r n e t 上发布信息的w e b 服务器。i n t e r n e t i n f o r m a t i o ns e r v e r 通过使用超文本传输协议( h t t p ) 传输信息。还可配置 i n t e r n e ti n f o r m a t i o ns e r v e r 以提供文件传输协议( f t p ) 和g o p h e r 服务。f t p 服务允许用户从w e b 节点或到w e b 节点传送文件。由于它与w i n d o w s 操作系统捆 绑发售，因此i i s 具有低风险，低成本，易于安装，配置和维护的特点。 正是基于i i s 具有以上优点，本平台采用w i n d o w s 操作系统自带的i i s 服 务作为w e b 服务器。 ( 1 )i i s 的安装 若操作系统中还未安装i i s 服务器，可打开“控制面板，然后单击启动 “添加删除程序 ，在弹出的对话框中选择“添加删除w i n d o w s 组件 ，在 w i n d o w s 组件向导对话框中选中“m t e m e t 信息服务( i i s ) ，然后单击“下一 步”，按向导指示，完成对i i s 的安装。 ( 2 )i i s 服务配置 如果是在w i n d o w s ，或w i n d o w s 2 0 0 0 下安装的i i s ，当您的i i s 在安完后， i i s 服务就会自动运行，您只需要设置相应的虚拟目录即可调试网页，如果是 w i n d o w ss e r v e r 2 0 0 3 或更高版本的系统，i i s 服务默认情况下是关闭的，此时需要 用如下方法来打开i i s 服务。 单击w i n d o w s 【开始菜单】 【所有程序】_ 【管理工具】_ 【i n t e m e t 信息服务( i i s ) 管理器】，即可启动“h l t e n l e t 信息服务”管理工具，或者点击【开 始菜单】 【控制面板】_ 【管理工具】_ 【i n t e m e t 信息服务( i i s ) 管理 器】，也可以启动“i n t e m e t 信息服务 。然后在“默认网站 上点击鼠标右键， 选择“启动”即可启动默认网站的i i s 服务了。 2 3 n e t 开发环境 捌软给开发人员带来了一种全新的开发框架n e t 框架( n e t 1 2 第二章平台开发环境 f r 锄e w o r k ) 。在n e tf r 啪e w o r k 发布之前，程序是以w i i l 3 2a p i 及c o m 对象 为接口，a s p 网页则是以a s p d n 所提供的对象为接口，但n e tf r 锄e w o r k 发布 之后，不管是程序还是网页都是以n e tf 舢e ，o r k 所提供的类库为接口，如图 2 1 所示。 n e tf r a m e w o r k 发布前二 n e tf r 锄e w o r k 发布后： 匿纛焉二三一 1 缈嚣一”? 强 k 乳艘p n e t 网暴。勘l隗馨势乳瓴，。i j ：，堍；渤 1r 图2 1 n e tf m m e w o r k 发布前后程序接口比较 f i g u r e 2 - 1p m g r a mi n t e 而c ec 0 m p a r eb e f o r ea n dm 盯n e tf r 锄e w o r kp u b l i s h n e t 开发平台使得开发人员创建运行在sw 曲服务器上的应用程序更加 容易，同时创建稳定，可靠而又安全的w i n d o w s 桌面应用程序也更加快捷，n e t 框架包含了在操作系统上进行软件开发的所有层。它是微软或其他平台上的现实 技术，组建技术和数据技术实现的高度集成【1 6 1 。n e t 框架主要由以下四部分构 成： c l r ( c o m m o nl a n g u a g em m t i m e ，通用语言运行环境) f c l ( f 跚n ew 6 r kc 1 a s s “b r a 巧，框架类库) 北京化工大学硕士学位论文 c l s ( c o 肌n o nh g u a g es p e c 讯c a t i o n ，公用语言规范) s u a ls 砌i o n e t n e t 框架简化了在高度分布式m t e n l e t 环境中的应用程序开发，它具有两 个主要组件：公共语言运行库( c o m m o nl a l l g u a g em m t i m e ) 和n e t 框架类库旧。 公共语言运行库是n e t 框架的基础，是一个在执行时管理代码的代理，它提供 核心服务，例如内存管理，线程管理以及远程处理。n e t 框架为开发人员提供 了统一的，面向对象并且可以扩展的类库集( a p d ，该类库是一个综合性的可重 用类型集合，通过创建跨所有编程语言的公共a p i 集，可以使公共语言运行库跨 语言继承，对程序进行错误处理和调试。n e t 框架体系结构如图2 2 所示。 国匝囵团圆 ：+ j ；，岛： c o m m o nl a n g u a g es p e c i a c a t i o n 一一? ，：哆岛：i 图2 2 n e t 框架体系结构 f i g 2 - 2 n e t 加m es 咖c t u l - e a s p n e t 是统一的w 曲应用程序开发平台，其语法在很大程度上与a s p 兼容，同时它提供一种新的编程模型和结构，用于生成更安全，可伸缩和稳定的 应用程序。以下列举了用a sp n e t 进行用户界面开发和基础程序结构生成的二 些优势。 ( 1 )a s p n e t 是一个已编译的，基于n e t 的开发环境，可以用任何与n e t 兼容的语言编写应用程序。利用整个n e t 框架，开发人员可以更方便的进行程 序开发。 ( 2 ) a sp n e t 可以无缝地与其它流行的h t m l 编辑器和其编程工具一起 工作，利用这些工具的优势，使得w e b 开发更加方便。 ( 3 )在a sp n e t 中利用n e t 框架的a d o n e t 的强大功能，可以高效便 捷地访问数据库。在a d o n e t 中所有数据库连接都按照一个相容的，标准化的 1 4 第二章平台开发环境 设计模型来执行，这就使得数据处理简单得多。a sp n e t 提供了简单的模型， 该模型使开发人员能够编写应用程序的运行逻辑，并且保留了会话状态功能。 ( 4 )所有的a sp n e t 代码都是编译的，而不是解释的，这就允许对本机 代码采用早期绑定，强类型处理，以及实时j 1 1 r ( j u s ti l lt i m e ) 编译。同时，a s p n e t 提供了丰富的缓存服务。 ( 5 )a s p n e t 提供方便的自定义调试语句。只有对页面或整个应用程序启 用跟踪时它们才出现，当电子商务方案真正投入实际运行时，可以关闭跟踪以使 它们失效。 ( 6 )n e t 框架和a s p n e t 中提供了默认授权和验证方案，可以根据需要 方便地移除，添加或者替换这些方案。同时，a s p n e t 配置设置存储在基于x l l 的文件中，这些文件都是可读和可写的。 2 4s q ls e r v e r 数据库管理系统 数据库管理系统( d b m s ) 是对数据库中的数据进行管理，控制的接口，因此， 选择恰当的数据库管理系统至关重要。 m i c r o s o rs q l s e r v e r 2 0 0 0 是微软公司推出的非常实用的大型数据库系统， 是建立数据库应用程序的一个优秀平台【1 8 】。s q ls e m2 0 0 0 是一个具备完全w 曲 支持的数据库产品，它提供一系列方法将数据填充到w 曲服务器，同时提供对 数据的快捷访问，提供对可扩展标记语言( l ) 的核心支持以及在i i l t e n l e t 上和 防火墙外进行查询的能力，是一个可伸缩，高性能的数据库管理系统。 ( 1 )完全的w 曲支持 s q ls e r v e r2 0 0 0 提供了以w 曲标准为基础的扩展数据库编程功能。丰富的 l 和i n t 锄e t 标准支持允许使用内置的存储过程以x l l 格式轻松存储和检索 数据。还可以使用x m l 更新程序容易地插入，更新和删除数据。 通过w 曲轻松访问数据。s q ls e m2 0 0 0 支持使用h 盯曙来向数据库发送 查询，对数据库中存储的文档执行全文搜索以及通过w 曲进行自然语言查询。 强大而灵活的基于w 曲的分析。s q ls e e r2 0 0 0 分析服务功能被扩展到了 i n t e m e t 。可以通过w 曲浏览器来访问和控制多维数据。 ( 2 )高度的可伸缩性和可靠性 使用s q ls e r v e r2 0 0 0 可以获得非凡的可伸缩性和可靠性。通过向上伸缩和 向外扩展的能力，s q l s e r v e r 满足了苛刻的电子商务和企业应用程序要求。 向上伸缩。s q ls e r v e r2 0 0 0 利用了对称多处理器( s m p ) 系统。s q ls e r v e r e n t e 印r i s ee d i t i o n 最多可以使用3 2 个处理器和6 4 g br a m 。 1 5 北京化工大学硕士学位论文 向外扩展。向外扩展可以将数据库和数据负载分配给多台服务器。 可用性。通过增强的故障转移群集，日志传送和新增的备份策略，s q ls e r v e r 2 0 0 0 达到了最大的可用性【吲。 综上所述，m i c r o s o rs q ls e r v e r 有其他d b m s 无法比拟的优越性，因此研 究生课程支撑平台选择采用m i c r o s o f is q ls e r v e r 作为其服务器端的数据库管理 系统。 1 6 第三章系统需求分析 第三章系统需求分析 本章主要论述了研究生课程支撑平台所需要达到的目标，需要实现的功能需 求，对性能的要求，以及涉及的业务流程等。 ， 3 1 平台目标 本平台采用基于数据库的动态信息发布技术，可使实时发布课程通知和新 闻消息，实现研究生教学工作的信息化，办公自动化和服务网络化，将研究生教 学的常规工作通过网络研究生课程支撑平台来完成。 通过建立学术交流空间，课程答疑区以及邮件系统，提供教师与学生之间 的在线和离线答疑，增加了互相交流和讨论的空间。与他人的交流能够使学生对 所学知识的认识有一个更加广阔的视角，了解别人对知识的认识和看法，有助于 快速而深刻地学习和理解。 教师可以在网上发布新作业，查看学生提交作业情况，下载批改作业，并 给出作业成绩，学生可以在网上查看提交作业记录，并提交作业，省去收发作业， 手工录入成绩等麻烦。 通过课程资源库的建立，用户可以上传下载该门课程或相关课程的课件， 视频，电子参考书等各种格式的资源，实现资源共享，使学生快速入门，在短时 间内掌握大量相关信息，对培养学生在大量信息中捕获所需要信息的能力有很大 帮助。 3 2 功能需求 研究生课程支撑平台涉及各类不同的用户，信息量比较大，需要实现的功 能也比较多。通过对研究生教学改革进行调研，确定本平台需要实现学术交流， 课程答疑，发布课程通知，作业管理，邮件系统，课程资源库，用户管理等功能。 各模块功能需求描述如下： ( 1 )登录区：