（机械电子工程专业论文）基于数据库中间件的远程教育信息服务系统的研究.pdf

摘要 摘要 f 随着i n t e r n e t 宽带网络的发展，远程教育逐渐成为人们参加职业培训、更 新知识体系、实施终身学习的重要载体。远程教育信息服务系统是实施远程 教育的软硬件系统，系统的性能与功奠直接决定了原远程教育的教学质量、 教学手段、学习效果与管理水平。， 本文论述了基于j 2 e e ( j a v a 2e n t e r p r i s ee d i t i o n ，j a v a2 企业版) 三层体系 结构的w e b 应用系统的系统构架，以学生模块的丌发为例讨论了天滓理工 学院远程教育信息服务系统地分析、设计与实现，并详细讨论了数据库中问 件w r m s 在信息服务系统中的应用。 系统采用基于j 2 e e 的三层体系结构的方式使得系统具有很强的伸缩性、 通用性、兼容性和可操作性，每一层能够专注于特定的角色和功能。中间件 w r m s ( w e br e s o u r c em a n a g e m e n ts y s t e m ，网页资源管理系统) 用来实现客 户端与数据库之问的通信和交易分发，是三层结构中的关键成分之一，引入 中i 、日j 件访问数据库，可以使相关代码不依赖于某一具体邀塑痊及浚数据库所 在的系统，从而可以将更多的精力集中在功能的设计上，而且应用软件也易 于升级和移植。 系统涵盖了远程教育的授课、学习、考试、教务管理等多个方面，涉及 到大量的、种类繁多、关联性强、组织形式复杂的数据信息。 系统的各项应用都是在w e b 上展开的，通过w e b 方式完成用户与系统的 交互，系统采用j s p ( j a v as e r v e rp a g e s ) 与s e r v i e t 相结合的方式实现w e b 方式 下数据信息的访问。 关键词：远程教育信童务系统j 2 善。w r 关键词：远程教育信息服务系统 j 2 e ew r 初s a b s t 怕c t a b s t r a c t w i t ht h ed e v ej o p m e n to ft h eb r o a d b a n dn e t w o r k ，d i s f a n c ee d u c a t i o nh a s g r a d u a l l y b e c o m ea n i m p o r t a n t c a r r i e rf o ru st ot a k e p r o f e s s i o n a l t r a i n i n g ， u p d a t e o u rk n o w l e d g ea r c h i t e c t u r ea n ds t u d ya uo u rn v e s t h ep i a t f o r mo f d i s t a n c ee d u c a t i o ni st h eb a s eo fd i s t a n c ee d u c a t i o n i t s p e r f o r m a n c ea n d f u n c t i o n sd i r e c t l yd e c i d et h et e a c h i n gq u a l i t y ，s t u d y i n ge f f e c ta n dm a n a g e m e n t l e v e l t h et h e s i si n t r o d u c e st h ea r c h i t e c t u r eo ft h ew e ba p p l i c a t i o ns y s t e mb a s e d o nj 2 e et h r e e t i e r s n u c t u r e ， d i s c u s st h e s y s t e ma n a l y s i s ，d e s i g n a n d r e a l i z a t i o n ，a n dd i s c u s si nd e t a i lt h ea p p l i c a t i o no ft h ed a t a b a s e m i d d l e w a r e w r m si ns y s t e m 丁h es y s t e me m p l o y sj 2 e et h r e e t i e rb a s e ds t i u c t u r e t h es t r u c t u r ee n a b l e s t h e s y s t e m t oh a v e d i s t i n g u i s h e dq u a i i t y o f f l e x i b i l i t y ，c u r r e n c y a n d c o m p a t i b i l i t y t h ec o m m u n i c a t i o na n dt h e d i s t r i b u t i o no ft h et r a n s a c t i o n b e t w e e nc l i e n ta n dd a t a b a s ea r er e a l i z e db yw r m s ，s oi ti st h ek e y t e c h n o i o g y o ft h et h r e e t l e rs t r u c t u r e a c c e s s i n g t h ed a t a b a s e t h r o u g ht h e m i d d l e w a r e m a k et h er e l a t i v ec o d ed o e s n t d e p e n d o nt h e p a r t i c u 】a r d a t a b a s ea n dj t s p l a t f o r m t h es v s t e ma d o p t sj s pa n ds e r v l e tc o m b i n e ds t r u c t u r et or e a l i z et h ed a t a a c c e s sb a s e do nw e b k e yw o r d s ：d i s t a n c ee d u c a t i o ns y s t e m j 2 e ew r m s 2 h u鬲 月u吾 随着计算机技术和网络技术的飞速发展与普及，计算机和网络的应用已 深入到人们生活的各个角落，与人们生活的各个方面息息相关。当今社会的 迅速发展，各行各业面临着激烈的竞争，而人爿+ 之间的竞争尤为激烈，人们 迫切需要通过教育和培训来充实提高自己，在激烈的竞争中抢得先机【”。 但是，现有的教育机制和有限的教育资源无法满足人们迫切的受教育需 求，利用计算机技术和网络技术，建设基于网络的远程教育信息服务系统， 在服务系统的基础上丌展远程教育活动，能够很好的缓解庞大的受教育需求 和有限的教育资源之间的矛盾，建立该系统，是实施远程教育的技术基础， 系统的性能与功能直接决定了远程教育的教学质量、教学手段、学习效果， 所以，利用先进计算机网络技术构建远程教育信息服务系统是十分必要的。 本文来源于基于内容管理中问件的远程教育平台软件丌发项目。通过 对基于w e b 的远程教学活动进行具体、详细的需求分析，从高效、安全、 稳定、实用的角度出发进行系统设计，在分析和设计的基础上组织丌发。系 统分为学生模块，教师模块，教务管理模块和系统管理模块四个大的功能模 块，集教学和管理于一体，各个模块的功能相对独立，但是在整个远程教育 活动中的关系又十分紧密。 系统采用基于w e b 应用的j z e e 体系架构一一客户层为浏览器；w e b 层 为w e b 服务器；应用层为应用服务器，该结构具有很强的可操作性、通用性、 兼容性和可扩展性，使用方便、灵活。系统引入内容管理中间件技术角色机 制控制数据访问权限，有效的保证了数据的安全性、完整性和一致性；采用 j a v a 、s e r v l e t 、j a v a b e a n s 组件、j s p 等技术并行系统开发，在充分发挥这些 技术特点的基础上，结合应用平台对它们强有力的支持，能够提高丌发效率 和丌发质量，缩短开发周期，提高代码的重用性，减轻代码的维护工作量， 提高系统整体的安全性和运行效率。 随着该系统的互动性强、个性化的网上教学和高效、有序的数字化教务 管理等功能的不断完善和改进，系统对提高教学质量和学习效果、丰富教学 手段、提高管理水平将起到积极的作用。 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一l j 作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中 不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天 津理工学院或其他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。 学位论文作者签童：1 娟啸签字日期：沙易年月垆日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 墨洼璺墨望睦有关保留、使用学 位论文的规定。特授权墨蓬丝墨璺瞳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，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 送交论文的复本和电子文件。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：i 朔蒲 签字日期珈劳期矽日 莨 ，日 l r 月 譬 j 年 名 伊 签 师 期 争 日 字签 第章绪论 第一章绪论 随着2 1 世纪的悄然将至，人类社会即将进入一个信息化的世纪，信息社 会对人4 的知识结构和能力素质提出了新的要求，教育作为培养人4 的基本 手段也呈现出了新的特点。 因此实现适合于大中专院校远程教育、教务工作的自动化和教学工作的 信息化的远程教育服务系统已成为现代信息技术研究的热点之一1 1 1 1 2 】f 3 】。 1 1 远程教育信息服务系统的研究背景及发展现状 11 1 远程教育的发展历程及现状 远程教育是借助技术媒体和一定方法进行教与学的教育方式，突破时间 和空蒯的限制开展知识传授和学习活动。通常认为，远程教育已经历经三代： 早期的远程教育是函授教育，局限性很大，实践性课程等无法用函授方法； 随着广播与电视技术兴起，远程教育发展为广播电视教育，信息载体及手段 发生了变化，信息传播速度加快，但与函授教育一样，信息交流方式仍为单 向派送，非双向交互；随着信息技术与网络技术的发展，产生了以信息和网 络技术为基础的现代远程教育即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，被称为“现代远程教育”。因此，远程教育从教学的 手段上说比早期的广播电视大学要丰富得多，从内容上说可以覆盖人们社会 生活的方方面面。它为彻底打破现有学校教育体制的时间和空间限制，利用 计算机及计算机网络进行教学，使得学生和教师可以在异地完成教学活动的 一种教学模式。 目前远程教育的研究和应用主要有两种形式。一种是基于w e b 的软件实 现方式，在这种方式下，学生或教师只要有一台计算机，而且连上了i n t e r n e t ， 就可以通过软件进行远距离教学，不需要特殊的硬件。在这样的系统中学生 可以进行学习、考试和讨论等，学生和教师之间可以传输文字、图形甚至声 音、图像等各种信息。另一种是基于视频会议系统的实现方式，除了需要地 一种方式中的各种软件支持之外，这种方式还需要特殊的硬件，用于实时的 语音和图像信息的压缩，解压缩和传输。这样学生和教师可以互相实时看到 和听到对方，同时，也可充分利用视频会议系统所提供的特殊功能。 一个典型的远程教育环境主要包括以下几项功能： 课程的学习。在远程教学模式下，学生通过系统提供的各种工具和内容 进行自主的学习，在远程教学系统中课程己被称为课件的形式存在。一个可 见包括课程中的文字、图形、图像、声音等各种媒体。他们被有机的组织在 一起，课件还有它相应的助学工具，除此之外，课程学习还配有相应的答疑 系统( 人工答疑或计算机自动答疑) 。 第一章绪论 远程考试。远程考试允许学生在任意的时间和地点通过计算机网络来进 行考试，这种无纸化考试不仅要灵活，而且更安全和公平。在远程考试系统 中，试卷的生成甚至试卷的批改都可由计算机自动完成，在生成试题时，计 算机随机的从大量的题库中抽取符合难度要求的题目，使得每次考试所使用 的题目均不同，但有保证相同的难度。由于这种考试系统是建立在i n t e r n e t 卜的，因而对考试的时问和地点几乎不做任何要求。 远程讨论。远程讨论系统中主要有以下功能：教师或学生可以进行公j f ： 讨论或私下交流：共享白板式的使用。 根据有关资料，到目前为止，世界上已经有1 0 0 多个国家和地区丌展了 远程教育，远程教育已成为国际教育发展的共同趋势。我国的现代网上远 程教育起始于1 9 9 7 年，从中小学到大学，不同层次、不同规模的远程教育 学校在各地雨后春笋般蓬勃发展。1 9 9 8 年国务院批准了教育部关0 二发腱 我国现代远程教育的意见，标志着中国的现代远程教育丌始进入了一个新 的规范化的发展阶段p j 。 现代远程教育已经成为世界各国教育的重要组成部分，时期培养各类人 j 的重要形式和终身教育体系的主要标志，是教育现代化的重要途径，并被 视为是一场教育的革命1 4 j 【6 l 。 1 1 2 远程教育系统的技术现状及发展要求 建立一个功能完善的远程教育系统离不开现代化的通信网络和信息处 理技术。从技术角度来看。远程教育系统是建立在通信技术、计算机技术、 多媒体技术和i n t e r n e t 技术基础之上的多媒体应用系统。 由于电视的普及率高，卫星的覆盖面大，卫星电视在相当长一段时期内， 仍将会使远程教育的重要形式。但是，现有卫星电视远程教育系统尚有很多 缺点需要进行技术改造。( 1 ) 由于采用的是模拟电视信号，传输质量受到限 制，与其它多媒体信息的混合传输也受到限制，媒体形式仅为音频和视频， 较为单一：( 2 ) 由于模拟信号经卫星非线性信道传输，只有采取调频( f m ) 方式，占用信道较宽，使用了较多的卫星频率资源；( 3 ) 现有系统采用的是 c 波段，传播条件好，但天线口径太大，不利于向卫星直播发展；( 4 ) 单向 广播方式，缺乏交互手段，对于远程教育而言，在绝大多数情况下，文本、 图形、包括静止图像的清晰度是最重要的。在人一机，人一机一人的交互环 境下，为增强现场感，音频和视频也是不可缺少的，但在信道带宽资源宝贵 且有限的情况下，刻意追求与高质量文娱、体育节目一样的动作连贯性是不 必要的，也会导致成本的大幅上升。 现阶段基于计算机网络的远程教育系统有一类是完全基于计算机互联 网( i n t e r n e t 或其他计算机互联网络) ，还有一类是利用d d n 、t s d k 、有线 电视网等通信手段，基于t c p i p 协议，以计算机作为终端，丌展远程教育， 彤式各异，但仍存在普遍问题。 总而言之，远程教育系统主要有三部分组成，即通信网络、终端设备和 第一章绪论 教学资源。通信网络和终端设备构成了远程教育系统的硬件支撑环境，而教 学资源是远程教育的软件系统。 现代远程教育系统从教学功能上是由实时远程教学，异步多媒体教学服 务和视频点播与语音服务三大部分组成。实时远程教学一般分为单项实时远 张教学和双向交互实时远程教学两种形式，实时交互式远程教学系统般 多媒体授课教室，多媒体听课室，多点控制器以及传输网络组成；异步多媒 体教学服务是指在校方采用i n t e r n e t 技术组成基于i n t e r n e t 的多媒体教学平 台，将教学课件或信息以多媒体方式存在信息服务器中，学生通过i n t e r n e t 介入多媒体教学服务网络进行信息浏览，查询，还可利用e m a i l 方式提交学 生作业，提出和讨论问题j 。 1 2 远程教育信息服务系统的发展趋势 将最新的科技成果纳入到远程教育信息服务平台的应用中，是远程教育 平台的长期发展任务和发展趋势。从远程教育技术发展趋势来看，信息服务 平台未来的发展应该更加注重各种媒体之间的配合，通过新技术的应用，更 加突出体现信息服务平台在实现人机和人际之间相互交流和交互作用中的 技术特征和优势。随着计算机、网络、多媒体技术的迅速发展，未来的信息 服务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 的二层结构向基于中间件技术的三层 体结构发展；中间件( m i d d l e w a r e ) 技术的广泛应用；分布式计算模型的建 立；流式媒体技术与w e b 的集成；移动a g e n t 的应用、网络视频课堂等。通 过这些新技术，人们在通过现代远程教育信息服务平台进行教学活动时，将 更加自主、方便、迅速、直观，充分体现现代远程教育的a n y w h e r e 、a n y t i m e 、 a n y h o w 的特点【9 1 。 1 3 本文所作的工作 本文针对远程教育系统的具体现状及发展，分析了在进行远程教育的过 程中使用基于网络的远程教育平台的必要性和可行性，构建了基于网络的天 津理工学院远程教育服务系统，并且在该系统中具有创新意义的应用了基于 数据库的内容管理中间件w r m s 技术。本人从远程教育平台的功能实现入 手，合理规划了系统的整体设计，通过应用内容管理中间件技术，更好，更 迅速的实现了远程傲育信息服务系统的各项功能。编程语言采用了j a v a 技术 以及s 0 l 语言，面1 句对象的编程技术为远程教育系统地实现提供了方便，数 据库服务器采用了当前性能优秀的数据库s q ls e v e r ，并在数据库设计过程中 对所建立的表进行了优化。该系统曾在天津理工学院北辰院区试运行，并表 现出良好效果。 第一二章 远程教育信息服务系统界面与功能设计 第二章远程教育信息服务系统界面与功能设计 远程教育系统不仅仅只是一个纯粹的技术系统，而应该是适应教育机构 和企事业单位需求的教育培训模型，内容与良好的支持服务一：要素构成的仃 机体中的重要一环；它应该为学习者提供集成的交互式学习环境，为教师提 供多种有效的教学手段和课程编辑工具，还应该提供丰富的系统和教学管理 功能，以有效的管理和跟踪学生学习情况。 2 1 系统界面与功能的设计达到的要求 1 以崭新的教、学方式和使用不同教育机构和企事业需求的教学模型 1o o 基于w e b i n t e r n e t 技术的设计，提供网上教学和管理的全过程，突 破时间、空间和资源的限制； 为不同的教育机构和企事业单位需求量身定制的教学模型，具体的规定 培训过程中的学识安排和业务顺序，包括计划、注艇、发御、评估和管 理等若干关键环节。 丰富的教学管理功能 教学信息统计功能； 课程管理与教务管理； 支持灵活、可配置的系统网络管理，支持教师、学生、教务管理等多种 角色和不同权限 集成的教育门户功能 内容管理与发布 所见即所得的编辑界面 门户网站的标准设置 根据客户需要的可定制性 低成本高品质的设计思路 基于标准浏览器的操作与管理，降低运行、维护费用和掌握系统的学习 时自j 及培训费用 降低对运行环境、维护的要求，降低费用 先进的设计方式 基于可复用，面向对象的设计模式； 灵活的多层设计模型； 优秀的可移植性 统一用户帐号支持所有服务 技术持续发展的保证 所研制开发的系统，结合j a v a 、x m l 等先进网络技术和多项面向需求的 2 3 4 5 6 第二章 远程教育信息服务系统界面与功能殴计 先进技术。 2 2 远程教育信息服务系统功能描述 2 2 1 远程教育信息服务系统的三层体系结构 远程教育信息服务平台的分层结构按照如下层次划分： 用户层：用户浏览器( i e 或n a v i g a t o r ) 运行在用户层，从w e b 服务器层 下载由j s p 网页或s e r v l e t 生成的静态或动态h t m l 网页。 w e b 层：包含j a v a b e a n s 类管理用户的输入，并把用户的输入送到运行 在业务层的e j b ( e n t e r p r i s ej a v a b e a n s ，企业级j a v a b e a n s ) 进行处理。 逻辑层：用于满足特定的远程教育领域的需要，如录取新生、学生注册、 学费缴纳、考试等。这一层又称业务层，也常被称为e j b 层。逻辑层和w e b 层 合在一起构成三层j 2 e e 应用结构的中问层，三层j 2 e e 应用由用户层、中问 层和存储层构成。 数据库层：也称为信息存储层，它可以访问任何数据库引擎，像s o ls e r v e r 、 0 r a c l e 以及任何其它存储机制，像m a i ls e r v e r 和d i r e c t o r y 服务。 应用三层客户机服务器模式理念，多层应用中的w r m s 所处的位置如 幽2 一l 所示。 图2 1 多层结构设计 其中，数据库中间件w r m s 是前端客户与后端数据库服务器和视频课 件服务器之间进行通信的桥梁。当客户发出对某个服务器的请求，例如对 数据库服务器发出s q l 请求，通过w r m s 将s q l 请求转发到数据库服务 器，数据库服务器执行完s q l 语句后，通过w r m s 将结果返回到客户端。 中间件与客户端之间的接口通过内容管理器实现，其中使用了服务于 h t m l 客户端的j s p 技术，此外在与各个客户之间的数据通信中采用流套 接字机制，并利用了多线程的优点，使得中间件与各个客户的套接字通汛 第啊二章远程教育信息服务系统界面与功能设计 能够并发地进行。中间件与后端服务器的接口使用了e j b 组件，并通过 i n t e r n e t i n t r a n e t 上用户对数据库访问方式的特殊性，采用多用户共享同 个w r m s 的机制，提高数据库的访问效率。 在应用系统设计中，采用组件化设计，把应用逻辑划分为几个功能构件， 其中把各自的业务规则都封装在各自相应的组件中，从而将业务规则的。史 现和客户使用的闺形用户界面的实现相分离，当用户的需求改变时，j 需 对相应的构件进行改变，同时构件之间通过定义严格的接口来互相调用， 增加了代码的重用性，也使该应用具备了逻辑清晰，构件化程序高，易于 维护，易于扩充等好处，如此一来大大减少了系统维护的负担，提高了系 统的适用性。 2 2 2 远程教育信息服务系统功能设计 建设远程教育支撑平台系统的目的是为了充分利用现有的网络和计算 机资源，结合网络、计算机、多媒体等新技术，建立起具有互动性强、教 学个性化、教学资源共享、多媒体数字教学等特点，集基于w e b 的网上教 学、教务管理、教育资源库于一体的远程教育平台系统。该系统应具有以 下功能： 1 ) 基于w e b 方式，利用b r o w s e r 和m a i l 等技术手段，丌展网上教学。 2 ) 通过w e b 方式，进行网上教务管理。 3 ) 通过w e b 方式，建设、管理教育资源库。 网上教学是远程教育信息服务系统中重要的部分，它支撑起网上教学活 动的各个环节，为参与网上教学的教师和学生提供授课、学习、考试、答 疑、交流的平台。其主要功能有教师授课、辅助答疑、作业发布、批阅作 业、发柿试卷、学生学习、提交问题、提交作业、考试答题等，具体如下： 1 ) 教师授课：教师向学生传授教学信息 2 ) 辅助答疑：教师向学生解答学生提交上来的问题 3 ) 作业发布：教师向学生布置作业 4 ) 批阅作业：教师批阅学生提交上来的作业 5 ) 发布试卷：教师向学生发布考试试卷 6 ) 学生学习：学生接受教师传授的教学信息 7 ) 提交问题：学生向老师提交需要解答的问题 8 ) 提交作业：学生提交教师布置的作业内容 9 ) 考试答题：学生参加考试，完成教师发布的试卷 教务管理负责整个系统的教学活动中所涉及到的教学双方和相关教学 信息的管理及维护，保证教学活动顺利、有序的进行。 1 ) 学生信息营理：查询学生信息 2 ) 教师信息管理：查询教师信息 3 1 课程信息管理：查询课程信息 4 ) 教学公告管理：发布、删除、修改本系的教学公告 第二章远释教育信息服务系统界面与功能设计 5 ) 新教学计划上报：上报本系本学期新的教学计划 系统管理负责整个系统的安全，维护以及软件的管理。 系统j 体功能设计图如幽2 2 所示。 ：一一一一彳 一一一一一种- 一一一一一一； 厂一；裂面赫忑磊= 凼葫丽_ l 。+ ! 图2 - 2 系统功能模块 第二章 远科教育信息服务系统界面与功能设计 这罩以学生模块为例详细讲解模块功能的设计流程。 1 ) 功能描述 学生功能模块主要解决的是学生在学习过程中所涉及的各种活动，如课 程注册、网上学习、作业及考试等等。学生管理主界面如幽2 3 所示。 图2 - 3 学生管理主界面 2 ) 权限鉴定 当学生登录后，系统自动检索与该学生有关的课程，该学生的权限只能 是对他所选的课程进行学习，作业查看提交，考试和成绩查询等活动。具 体过程流程如i 鳘l2 4 所示。 图2 - 4 学生权限鉴定流程 3 ) 个人信息子模块 该模块设计的基本思想是让学员可以方便修改个人信息，如| 璺| 2 5 所示。 第- 二章 远科教育信息服务系统界面与功能设计 圈2 5 个人信息子模块 由于有些信息是不能修改的，例如系别、班级以及自己的学号等，这些 信息直接显示在网页上，不可编辑；对于可以修改的信息，显示在可以编 辑的文本框中，学员编辑之后，单击网页上的“提交”按钮，可以修改这 些个人信息，流程如幽2 6 所示。 4 ) 课程注册子模块 如削2 7 所示。 图2 6 修改个人信息流程 第二章 远程教育信息服务系统界面与功能设计 图2 7 课程注册子模块 学生可以在以下情况下注册课程：1 、自己所在的班中没有该门课程。2 、 自己的自选课列表中没有该门课程，当学生课程注册完毕之后，不能在中 途取消对该门课程的选择。自选课程不分教室也不分时间，适合学生自学。 课程注册功能实现的方式如图2 8 所示： 圈2 8 谭程注册系统实现方式 5 ) 课程学习子模块 课程学习模块管理学生的学习内容，当学员登录后，系统根据学生的身 份自动将一周内的课程以该生所在班级的课程表方式显示给学生。 除了显示学员课表之外，系统还自动查询学生所选课程，并显示在学生 网页上，该课程如果有具体课件，则将该课件的超链接插入。 课程学习网页同时显示服务器当前同期和星期几。 课程学习模块工作的基本流程如i 鳘i2 9 所示： 1 0 - 第二章 远程教育信息服务系统界面与功能设计 圈2 9 课程学习模块功能实现流程 6 ) 作业操作子模块 学生作业操作的软件结构流程如图2 1 0 所示。 圈2 - 1 0 作业操作漉程 在整个流程中，学生对作业的操作均是基于发稚作业库( 见表) 与作业 信息库相关( 见表2 1 ) 。 表2 - 1 发布作业库性囊 数据库属性属性类刑 属性说明 便于数字化管理和与其他数据库的联 作业序号字符掇 系 发布作业时间日期型 作业有效时间日期型 交作业的最后期限 作业内容字符型作业的题目 题型字符型作业的类刑 作业答案字符型问题的解答 第二章远程教育信息服务系统界面与功能没计 表2 - 2 作业信息库属性表 数据库属性属性类型属性说明 便丁数字化管理和与其他数据库的联 学号字符型 系 姓名日期型学生姓名 便丁数字化管理羽与其他数据库的联 作业序号 日期型 系 交否 字符刑作业是否已交 成绩 数字本题目学生的成绩 评语字符型教师对学生作业的评价 学生在进行作业操作时，系统首先从发布作业库中找出还有效的作业， 并且查询作业信息库，看是否已经将此次作业提交上来，如果已经提交上 柬，就不发布给学生，否则将“作业序号”、“作业内容”和“作业有效时 闻”显示到学生屏幕，学生可根据题目的要求进行答题，系统流程如| 璺| 2 1 所示。 图2 一 作业操作系统漉程 7 ) 考试操作子模块 查看下载试卷 学生参加考试之前，需查看并下载考卷，流程如幽2 12 所示 - 1 2 第二章远程教育信息服务系统界面与功能设计 围2 1 2 查看考试流程圈 1 考试登录 考生登录后验明身份，如果为正式考生，从试卷表中提取该生考卷，考 生丌始考试，在规定的时间内完成考试后，提交考试结果。考生考试流程 如幽2 13 所示。 圈2 - 1 3 考生考试流程豳 全体考生考试完毕，提交考卷，系统首先将学号、题号和提交答案插入 到试卷提交库中，同时考试信息库中的该生的考否改写成“已考”，提交考 试试卷与试卷提交库和考试信息库有关，试卷提交库结构见袭2 3 。 表2 3 试卷提交库结构 数据库属性 属性类型 属性说明 学号字符型便于数字化管理和与其他数据库的f i ， 第二章 远程教育信息服务系统界面与功能设计 联系 便丁数字化管理和与其他数据库的 题号 字符型 联系 提交答案字符烈学生提交的试题答案 成绩 数字刑 该试题所得的分数 系统阅卷，最后汇总每个考生的成绩将考试结果放入考试成绩表，见袋 2 ，4 。 表2 4 考试成绩表 字段名称数据类型 课程名称 字符硝 学号数字 姓名字符型 成绩 数字 学年 日期型 2 成绩查询与试卷分析 成绩查询与试卷分析流程如幽2 - 1 4 所示。 圈2 1 4 成绩查询与试卷分析流程 当学生想查询考试成绩时就可以向系统提出请求，当系统收到请求后就 根据学生的学号从考试信息库中列出该生的成绩，如果学生想进一步看每 道题的情况，系统会从试卷提交库中列出该生的详细情况。 第三章 远科教育信息服务系统分析与没计 第三章远程教育信息服务系统分析与设计 3 1 系统结构模型 软件平台总体结构设计是建立在j 2 e e ( j a v at m2e n t e r p r i s ee d i t i o n ) 平 台规范基础之上。 3 1 1j 2 e e 框架结构 j 2 e e ( j a v a2e n t e r p r i s ee d i t i o n ，j a v a2 企业版) 是美国s u n 公司刚刚推出 的一种全新概念的模型，与传统的互联网应用程序模型相比有着不可比拟的 优势。 j 2 e e 通过定义一种标准的结构来实现它的优势： a j 2 e ea p p l i c a t i o np r o g r a m m i n gm o d e l 一一种用于开发多层次，瘦 型客户用户程序的标准设计模型 b j 2 e ep l a t f o r m 一个标准的平台，用来整合j 2 e e 的应用程序，指 定一系列的接口和方法 c j 2 e ec o m p a t i b i l i t yt e s ts u i t e 一一套兼容测试组件，用来检测产品 是否同j 2 e e 平台兼容 d j 2 e er e f e r e n c ei m p l e m e n t a t i o n 用来示范j 2 e e 的能力 j 2 e e 平台具有非常强的功能和非常高的综合程度，并且发展非常迅速， 它为企业级应用软件的设计、开发以及配置提供了一个构件化的途径，使用 j 2 e e 平台不仅降低了成本，而且大大缩短了从设计到实施的研发周期。 j 2 e e 工作平台定义了整个标准的应用丌发体系结构和一个部署环境，在 这个体系结构中，应用开发者的注意力集中在封装业务逻辑和业务规则上， 一切与基础结构服务相关的问题以及底层分配问题都由应用程序容器或者 服务器来处理。同时，j 2 e e 平台还提供了个简化的丌发模型，它具有工 业强度的可拓展性，支持合理的集成和灵活的部署，这样使得不仅可以在更 短的时间实施全新的解决方案，而且所提供的跨操作平台，构件化的j 2 e e 解决方案不局限于特定软件供应商的特定软件产品或a p i 。 j 2 e e 规范的目的是提供一个j a v a 应用程序服务器标准，它有如下优点： 不需要为单个应用程序平台再投资 可以选择j 2 e e 中的组件来更好的满足自己的需要，使应用程序具有 很好的扩展性和性能。 j 2 e e 应用编程模型如图3 1 所示。在该模型当中，商务逻辑处理被分成 三个层次：客户层，中间层和企业信息系统层 第二章 远程教育信息服务系统分析与设计 瞳3 1j 2 e e 应用缡程模型 客户层支持不同的客户端，包括基于浏览器的瘦客户端及其他客户端， 部件层能够完成企业服务的存取。企业信息系统层负责存储企业内部的关键 商务数据。j 2 e e 模型中，应用服务被分为两部分，一部分是商务及逻辑， 由丌发人员实现；另一部分是标准的系统服务由j 2 e e 平台提供。 在j 2 e e 模型当中，中间层的商务功能通过e j b 组件实现，也可使用j s p 实现商务逻辑处理结果的动态发布。构成动态的h t m l 页面，中间层也可以 使用s e r v l e t 实现更为灵活的一些动态页面。 在上述模型中，中间层可以通过以下方式访问信息系统层中的信息资 源： j d b c ：数据库访问接口a p i 。 j a v a 名字及目录接口j n d i 。j n d i 可以获取名字服务和目录服务，例如 d n s ，n d s ，l d a p 和c o r b a 的名字服务。 j 肿l 渭息服务j m s 。j m s 作为一个标准的a p i 接口可以和企业基于消息 的中间件系统( 例如i b mm q s e r i e s ，b e a t u x e d o 等) 交互。 j a v a m a i l ：基于j a v a 的电子函件a p i 接口。 j a v a i d l ；i d l 是一种接口定义语言。j a 、，a i d l 可以通过建立远程接口 支持j a v a 和c o r b a 应用的通信。利用j a v a i d l ，应用系统可以调用c o r b a 的服务 j 2 e e 的优势在于它提供了一个企业级的计算模型和运行环境用于丌发 和部署多层体系结构的应用，其应用模型如幽3 2 所示。 墨三兰 丝型塾童笪垦墅箜墨丝坌堑皇墼盐 圈3 - 2 多层应用模型 它通过提供计算环境所必需的各种服务，使得部署在j 2 e e 平台上的多层 应用可以实现高可用性、安全性、可扩展性和可靠性。它的优越性在于：计 算平台支持j a v a 语言，使得基于j 2 e e 标准开发的应用可以跨平台地移植； j a v a 语言非常安全、严格，这使开发者可以编写出非常可靠的代码；j 2 e e 提供了企业计算中需要的所有服务，且更加易用；j 2 e e 中多数标准定义了 接口，例如j n d i ( j a v 8n a m i n ga n dd i r e c t o r yi n t e r f a c e ) 、j d b c 、j a v am a i l 等，因此可以和许多厂商的产品配合，容易得到广泛的支持；j 2 e e 树立了 一个广泛而通用的标准，大大简化了应用开发和移植过程。 3 1 2j 2 e e 核心技术 j 2 e e 是由一整套的服务( s e r v i c e s ) 、应用程序接口( a p i ) 和协议 ( p r o t o c 0 1 ) 组成，对开发基于w e b 的多层应用提供了功能支持。以下为j 2 e e 的13 种核心技术： 1 )j d b c ( j a v ad a t a b 8 s ec o n n e c t i v i t y ) j d b c 对开发者来说是透明的通用接口，为访问不同的数据库提供了一 种统一的方法，具有平台无关性。j d b c 定义了四种不同的驱动程序： j d b c o d b c ：通过j d b c 一0 d b c 桥，可以使用j d b c 来存取 o d b c 数据源。但是需要在客户端安装o d b c 驱动程序，也就是说必须安装 m i c r o s o f tw i n d o w s 的某个版本，影响了j d b c 的平台独立性。 j d b c n a t v ed r i v e r b r i d g e ：提供了种建立在本地数据库驱动程序 的顶层的j d b c 接口，因此不需要使用0 d b c 。它将数据库的a p i 从标准j d b c 调用转换为本地调用，影响了j d b c 的平台独立性。 j d b c n e t w o r kb r i d g e ：不再需要客户端数据库驱动程序，它使用网 络上的中间服务器来存取数据库。这使得负载均衡、连接缓冲池和数据缓存 等技术的实现有了可能。由于这种方式往往只需要相对更少的下载时间，具 有平台独立性，而且不需要在客户端安装并取得控制权，所以很适合于 i n t e r n e t 上的应用。 第三章 远程教育信息服务系统分析与设计 p u r ej a v ad r i v e r ：通过使用一个纯j a v a 数据库驱动程序来执行数据库 的直接访问。 2 )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 i 为应用程序提供了一个统一的接口来完成标准的目录操作，如 d n s 、l d a p 、本地文件系统或应用服务器中对象的访问和操作。 3 )e j b ( e n t e r p r i s ej a v a b e a n ) e j b 是j 2 e e 的核心，它定义了一个可重用的组件框架来实现分布式的、 面向对象的商业逻辑，简化了复杂的企业级应用的丌发。e j b 的核心思想是 将商业逻辑与底层的系统逻辑分开，使开发者只需关心商业逻辑，而由e j b 容器实现目录服务、事务管理、持久性、安全性、容错性等底层系统逻辑， 通过容器提供的协议和方法来相互调用组件。 一个可部署的e j b 组件包含3 个部分： r e m o t e 接口：定义e j b 组件中提供的可供用户调用的方法，也就是通 常所醴的实现商业逻辑的函数或过程，以供远程客户端调用。在e j b 组件部 署到容器的时候，容器会自动生成r e m o t e 接口相应的实例，即e j b 对象，它 负责代理用户的调用请求。 h o m e 接口：定义一组方法来创建新的e j b 对象，查找、定位和清除已 有的e j b 对象。在e j b 组件部署时容器也会自动生成相应的h o m e 对象，该对 象负责查找和创建e j b 对象，返回e j b 对象的引用给客户；用户利用该引用 调用e j b 组件的方法，得到结果；最后h o m e 对象清除e j b 对象。我们可以形 象地称h o m e 接口为e j b 对象的工厂。 e n t e r p r i s e b e a n s 类是商业逻辑的具体实现类，其可供用户调用的方法 在r e m o t e 接口中定义。根据功能不同，e j b2 0 规范中定义了三种e n t e r p r i s e b e a u s ：会话b e a u s ( s e s s i o nb e a u s ) 、实体b e a u s ( e n t i t yb e a u s ) 和消息驱动 b e a u s ( m e s s a g e d n v e nb e a n s ) 。会话b e a u s 分无状态和有状态两种：一般 无状态的会话b e a u s 模拟商业逻辑：有状态的会话b e a u s 通常模拟一个客户会 话，它会临时保存客户信息，根据客户要求调用其他b e a n s 来存取数据。两 种会话b e a n s 都不保存状态信息或数据，当客户断丌连接或服务器关闭时， 会话b e a u s 也随之消失。实体b e a u s 模拟商业数据，它表示一个数据存储，可 以是状态信息或数据库中的一条纪录。实体b e a u s 在客户断开连接或服务器 关闭后，仍有服务保证其数据得以保存。消息驱动b e a u s 在行为上很像会话 b e a u s ，不同的是仅在需要向这些b e a u s 发送消息时才调用消息驱动b e a n s 。 4 1r m i ( r e m o t em e t h o di n v o k e ) r m i 协议调用远程对象上方法。使用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 ai d l c o r b a 通过j a v a i d l 的支持，开发者可以将j a v a 和c o r b a 集成在一起，可以创 建j a v a 对象并使之在c o r b ao r b 中展开，还可以创建j a v a 类并作为和其它 第三章 远科教育信息服务系统分析与设计 0 r b 一起展丌的c o r b a 对象的a g e n t ，实现新、旧的系统的集成。 6 ) j s p ( j a v as e r v e rp a g e s ) j s p 页面由h t m l 代码和嵌入其中的j a v a 代码组成。服务器在页面被客户 端请求后执行这些j a v a 代码，然后将生成的h t m l 页面返回给客户端例览器。 7 1j a v as e r v l e t s e r v l e t 是一种小型的j a v a 程序，它扩展了w e b 服务器的功能，是种服 务器端的应用，在服务器端驻留并响应客户端请求。s e r v l e t 提供的功能大多 与j s p 类似，不过实现的方式不同，s e r v l e t 全部由j a v a 编写并且生成h t m l 。 8 )x m l ( e x t e n s i b i 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