毕业设计（论文）-数据库类课程在线学习系统的开发.doc

数据库类课程在线学习系统的开发本科生毕业论文（设计）数据库类课程在线学习系统的开发The Development of Online Learning System for Database Courses 专 业 计算机科学与技术 姓 名 学 号 指 导 教 师 完 成 时 间 2016年6月 独创性声明本人声明所呈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。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得商洛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。学位论文作者签名： 日期： 关于论文使用授权的说明本人完全了解商洛学院有关保留、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；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。公开 保密（_年_月） (保密的学位论文在解密后应遵守此协议)签名： 导师签名： 日期： 数据库类课程在线学习系统的开发摘 要：随着计算机网络技术的发展与普及, “在线学习”技术日益成为教育发展的一个方向。在线学习利用网络技术来设计、传送、选择、管理、并延伸学习，在承接传统教育的基础上突破时空界限，充分展示了网络时代的学习理念，数据库类课程在线学习系统就是一种不受地域和时间限制、高效率的在线学习系统。本系统在设计方面采用B/S模式，同时使用JSP技术进行基本页面的设计与功能实现，后台数据库选用SQL Server 2008数据库。本系统可以实现学生用户查询课程、在线讨论、下载资料和在线考试等基本功能。同时管理员可以对教师和学生用户信息进行管理，负责整个系统的维护。通过本系统可以让每一位学生不受时间和空间的限制高效率地学习，从而提高学生对学习的兴趣，并在最短的时间内掌握自己所需要的知识，最后用这些知识去解决自己在学习生活中遇到的问题。关键词：在线学习；JSP；B/S；SQL Server全套设计加扣 3012250582The Development of Online Learning System for Database CoursesAbstract：Along with the development of the computer network technology and popularization, online learning technology is becoming one of the education development direction. Online learning is using the network technology to design, transmit, selection, management, and extended learning, in the education on the basis of inheriting the tradition breakthrough timespace boundary, and display the era of network learning idea. This system in design adopts B/S mode, use at the same time the JSP technology basic pages of design and function realization, backend database choose SQL Server 2008 database. This system can realize student class user inquires each category list, online discussions, download material and online exam. Meanwhile the administrator can teachers and students user information for the management, and responsible for the entire system maintenance.Through this system allows each student without time and space constraints efficiently learn to improve students interest in learning, and mastery of the knowledge they need in the shortest possible time, and finally use this knowledge to solve their learning problems encountered.Key Words: Online learning; JSP; B/S; SQL ServerI目 录摘 要I关键词IAbstractIIKey WordsII1 引言11.1 项目开发的背景11.2 项目开发的目的12 可行性分析及总体设计原则32.1 可行性分析32.1.1 技术可行性32.1.2 经济可行性32.1.3 社会可行性32.2 总体设计原则33 需求分析53.1 业务流程分析53.2 数据流程分析73.3 数据字典84 系统设计114.1 系统开发工具114.2 系统设计模式114.3 系统功能设计114.4 系统数据库设计134.4.1 概念结构设计134.4.2 逻辑结构设计164.4.3 数据库表设计165 系统实现195.1 登录模块195.2 系统后台管理员管理模块195.2.1 管理员后台管理界面195.2.2 管理员资料上传界面205.2.3 管理员课程信息管理界面205.2.4 管理员用户管理信息界面215.2.5 管理员添加用户界面215.3 系统后台教师管理模块225.3.1 教师后台管理界面225.3.2 教师后台试题管理界面235.3.3 教师后台试题添加界面235.3.4 教师后台公告管理界面245.4 系统前台学生操作模块245.4.1 学生密码修改界面245.4.2 学生公告查看界面255.4.3 学生课程查看界面255.4.4 学生在线考试界面265.4.5 学生在线提问信息界面265.4.6 学生在线讨论界面276 系统测试与分析296.1 程序测试的主要方法296.2 测试环境与测试条件296.3 实例测试306.4 测试结果307 结论31参考文献33致谢35III数据库类课程在线学习系统的开发1 引言1.1 项目开发的背景在21世纪的今天，随着计算机网络技术的发展与普及, “在线学习”技术正日益成为教育发展的一个主要趋势。在线学习是指利用网络技术来设计、传送、选择、管理、并延伸学习，在承接传统教育的基础上突破时空界限，充分展示了网络时代的学习理念。数据库类课程是我院计算机专业重要的几门基础课程。学习该类课程，不仅仅是对知识的学习，更重要的是对学生能力与素质的培养，使学生能够真正的在学习实践中充分掌握知识。该类课程内容繁多, 操作性又强，仅靠传统的课堂教学来解决学生的学习问题是比较有限的。在高校教育体系中，随着学科的不断发展，课程之间不再是相对独立，而是要与前开课程、后续课程紧密联系，整合着进行讲解。虽然实际上也有多媒体教学的应用，但多数仍为依靠教师讲解的模式，学生自主学习能力不强。因此，为了激发广大学生的学习兴趣，提高学生的自主学习能力，设计开发一套数据库类课程在线学习系统很有必要。本课题是针对我院本科数据库类课程教学的需求，建设一个面向数据库类课程的在线学习系统。该系统不同于独立的课程网站，而是相关课程的集合，能辅助学校更好地完成学生数据库类课程的学习，方便掌握。同时补充扩展课堂知识，让学有余力的同学有进一步上升的空间，对基础知识掌握不牢的同学加强知识点的巩固和练习。它利用计算机在数据处理和数据整理保存方面的优异性能，为学生课后自主学习、教师轻松管理提供了良好的学习环境，提高教学质量。1.2 项目开发的目的对于数据类课程，学生个体差异较大，层次不均，这就要求教师进行分层教学，在线学习系统为这种方式提供了方便。本文结合自己对课堂教学工作的分析，对数据库类课程在线学习系统的设计、实施和应用进行了理论研究和实践探索。在理论方面，本文首先说明了在线学习作为信息化教学的重要组成部分在数据库类课程教学中的重要作用。要求系统能有效、快速、安全、可靠和无误的完成上述操作。并要求客户机的界面要简单明了，易于操作，服务器程序利于维护。数据库类课程在线学习系统是典型的信息管理系统。其开发主要包括后台数据库的建立和维护以及前端应用程序的设计两个方面。对于前者，要求建立起数据一致性和完整性强、数据安全性好的数据库。而对于后者，则要求具备应用程序功能完备、易使用等特点。1数据库类课程在线学习系统的开发2 可行性分析及总体设计原则2.1 可行性分析可行性分析也称为可行性研究，目的就是用最小的代价在尽可能短的时间内确定问题是否能够解决。1下面将分别从技术可行性、经济可行性、社会可行性三个方面对数据库类课程在线学习系统系统的建设进行分析和研究。2.1.1 技术可行性根据数据库类课程在线学习系统所要完成的系统功能、性能及实现系统的各种约束条件，根据新系统目标来衡量所需的技术是否具备，同时，考虑给予的开发期限也较为充裕，预计系统是可以在规定期限内完成开发的。由以上分析可知，数据库类课程在线学习系统的开发在技术上是可行的。2.1.2 经济可行性开发需求较低,加上成熟的软硬件环境、目标系统并不是十分复杂和开发周期较短,人员经济支出有限。开发完成运行后，为使用者带来便利，为系统的进一步推广创造了条件，经济收益将远超过投资。从经济角度考虑,此系统开发可行。2.1.3 社会可行性本系统的社会可行性主要从法律因素、用户使用可行性两方面进行研究。2.2 总体设计原则本系统为了设计、实现和后期维护的方便，以及系统用户使用的便利，所以必须采取一定的设计原则。其主要设计原则有：简单性，针对性，实用性，一致性，先进性。3数据库类课程在线学习系统的开发3 需求分析3.1 业务流程分析业务流程图就是将系统的各项业务以流程图的方式表示出来，用于指导数据分析与系统设计。3业务流程图基本图形符号如图3-1所示：图 3-1 业务流程图基本图形符号管理员在登录系统以后，可以进行多项操作，可以管理资料信息、用户信息、课程信息、密码信息等。基本的系统业务流程描述如图3-2所示：图 3-2 管理员业务流程图教师在登录系统以后，可以进行多项操作，可以管理试题信息、问题信息、公告信息、讨论信息等。基本的系统业务流程描述如图3-3所示：图 3-3 教师业务流程图学生在登录系统以后，可以进行多项操作，可以查看公告信息、课程信息、讨论信息、考试信息等。基本的系统业务流程描述如图3-4所示：图 3-4 学生业务流程图3.2 数据流程分析数据流程是指数据在系统中产生、传输、加工处理、使用、存储的过程。数据流程分析是把数据在现行系统内部的流动抽象的独立起来，舍去了具体组织机构、信息载体、处理工具、物质、材料等，单从数据流动过程来考查实际业务的数据处理模式。数据流程与数据流程分析是今后建立数据库系统和设计功能模块处理过程的基础。描述数据流程的工具是数据流程图以及其附带的数据字典、处理逻辑等图表。其中数据流程图是描述系统逻辑模型的主要工具，它以少数几种符号综合地反映出信息在系统中的流动、存储和传递。在业务流程分析的基础上，对数据流进行了分析，从数据流动过程考察了实际业务的数据处理模式。该系统的数据流图分为顶层、一层、二层。现行的顶层数据流图如图3-5所示：图 3-5 顶层数据流图具体的分析第一层数据流图，主要三种登录角色：教师、学生、管理员。该层数据流图如图3-6所示：图 3-6 第一层数据流图3.3 数据字典数据流图描述了系统的分解，即描述了系统由哪几部分组成，各部分之间的联系等等，但还没有说明系统中各个成分的含义。只是当数据流图中出现的每一个成分都给出定义后，才能完整，准确地描述一个系统。为此，需要用数据字典对数据流图加以补充说明。（1）名字：上传资料信息 描述：上传资料信息，用于对在线学习系统的资料进行更新。 定义：上传资料信息=资料编号+上传资料名称+类型+链接备注 位置：输入到管理员浏览器（2）名字：用户信息 描述：用于记录系统用户的相关信息。 定义：用户信息=用户编号+姓名+密码+用户类型 位置：输入到管理员浏览器（3）名字：课程信息 描述：记录系统发布的相关课程信息。 定义：课程信息=课程编号+课程名称+章节+内容+类型+答案+分值 位置：输入到管理员浏览器（4）名字：公告信息 描述：记录系统发布的相关公告信息。 定义：公告信息=公告编号+标题+内容 位置：输入到管理员浏览器（5）名字：讨论信息 描述：记录学生和教师的相关讨论信息。 定义：讨论信息=题目编号+内容+作者+管理员编号 位置：输入到管理员浏览器294 系统设计4.1 系统开发工具本系统使用微软SQL Server 2008数据库作为后台数据库，主要使用Struts、JSP技术对系统进行设计和开发。SQL Server 2008系统具有强大的网络功能，可以在互联网上发布数据库的数据。在SQL Server 2008系统，允许用户简单地使用一些指南和工具发布数据库中的数据到网络，并可以根据需要修改已发布的数据。4.2 系统设计模式目前，在大多数B/S（Browser/Server）结构的Web应用中，浏览器直接通过HTML或者JSP的形式与用户交互，响应用户的请求。虽然很直观，但是大多数管理信息系统操作的数据量都是惊人的，随着代码的增多会使JSP页面臃肿不堪，Web服务器的负荷过重。因此，在中间层上采用基于模型视图控制器(MVC，Model-View-Controller)的设计模式。74.3 系统功能设计系统设计是一个把软件需求转换成用软件系统表示的过程。8从数据流图出发，对数据流图进行分析，得出的层次化的模块结构图。数据库类课程在线学习系统总体功能模块图如图4-1所示：图 4-1 系统总功能模块图用户前台操作功能模块图如图4-2所示：图 4-2 用户前台操作功能模块图教师后台管理功能模块图如图4-3所示：图 4-3 教师后台管理功能模块图管理员后台管理功能模块图如图4-4所示：图 4-4 管理员后台管理功能模块图4.4 系统数据库设计4.4.1 概念结构设计从数据需求分析中得出系统的实体属性图。上传课件信息实体属性图如图4-5所示：图 4-5 上传课件信息实体属性图用户实体属性图如图4-6所示：图 4-6 用户实体属性图课程信息实体属性图如图4-7所示：图 4-7 课程信息实体属性图回答提问信息实体属性图如图4-8所示：图 4-8 回答提问信息实体属性图讨论信息实体属性图如图4-9所示：图 4-9 讨论信息实体属性图公告信息实体属性图如图4-10所示：图 4-10 公告信息实体属性图E-R模型的组成元素有：实体、属性、联系。E-R模型用E-R图表示。实体是用户工作环境中所涉及的事务，属性是对实体特征的描述。11（1）模型中的实体相当于实体集、一个表，而不是单个实体或表中的一行。实体用矩形框表示，实体名称标注在矩形框内。用菱形表示实体间的联系，菱形框内写上联系名，用无向边把菱形分别与有关实体相连接，在无向边旁标上联系的类型。（2）属性是实体的性质。用椭圆框表示，与实体之间用一条线相连表的主码是关键属性，关键属性项加下划线。（3）各子系统模块中主键相同的字段之间存在着相互关联的关系。（4）在程序中实现对他们的完整性和一致性控制。从数据需求分析中得出系统的实体属性图，遵循三范式原则，对实体之间的依赖关系进行了整合，得出系统E-R图，如图4-11所示：图 4-11 系统E-R图4.4.2 逻辑结构设计对数据库中实现具体数据库表的详细设计。即各数据库表的字段名、类型、长度等信息进行了详细的描述。根据系统E-R图，系统数据逻辑结构设计如下：（1）上传资料信息(资料编号，上传资料名称，类型，链接）（2）用户信息(用户编号，姓名，密码，用户类型）（3）课程信息(课程编号，课程名称，章节，内容，类型，答案，分值）（4）公告信息(公告编号，标题，内容）（5）回答提问信息(问题编号，提问人编号，回答人编号，答案，管理员编号）（6）讨论信息(题目编号，内容，作者，管理员编号）4.4.3 数据库表设计对数据库中各表的字段名、类型、长度等信息进行了详细的说明与描述。上传资料信息表用来记录上传的资料的相关信息，如表4-1所示：表 4-1 上传资料信息表字段名类型长度说明idint4资料编号（主键）filenamevarchar20上传资料名称filetypevarchar20类型fileurlvarchar20链接用户信息表用于存放用户的基本信息，如表4-2所示：表 4-2 用户信息表字段名类型长度说明idint4用户编号（主键）unamevarchar20姓名upassvarchar20密码utypevarchar20用户类型课程信息表用来记录网上课程的相关信息基本信息，如表4-3所示：表 4-3 课程信息表字段名类型长度说明idint4课程编号（主键）kechenvarchar20课程名称zhangjievarchar20章节scontentvarchar20内容stypevarchar20类型answersvarchar20答案fenzhivarchar20分值公告信息表用来存放在线信息系统公告的基本信息，如表4-4所示：表 4-4 公告信息表字段名类型长度说明idint4公告编号（主键）ntitlevarchar20标题ncontentvarchar20内容回答提问信息表用来存放提出和回答问题的相关信息，如表4-5所示：表 4-5 回答提问信息表字段名类型长度说明idint4问题编号（主键）studentidvarchar20提问人编号answeridvarchar20回答人编号contentvarchar20答案pidvarchar20管理员编号讨论信息表用来存放讨论的问题的相关信息，如表4-6所示：表 4-6 讨论信息表字段名类型长度说明idint4题目编号（主键）contentvarchar20内容authorvarchar20作者pidvarchar20管理员编号5 系统实现5.1 登录模块此模块的主要功能是用于登录本系统，不同权限的用户登录本系统会进入不同的管理模块界面。后台会对输入的用户名及密码进行判定，若与数据库中已存在的用户名及密码匹配则进入拥有相应权限的页面，否则输出密码错误。如图5-1所示：图 5-1 前台登录界面5.2 系统后台管理员管理模块5.2.1 管理员后台管理界面管理员在登录系统后，可以对管理员管理部分进行管理。管理员的权限有：资料上传下载、课程信息管理、系统用户管理、登录密码修改。如图5-2所示：图 5-2 管理员后台管理界面5.2.2 管理员资料上传界面管理员点击资料上传下载，可以把自己的相关资料上传到网上。如图5-3所示：图 5-3 管理员资料上传下载界面5.2.3 管理员课程信息管理界面管理员点击课程信息管理，进入课程信息管理界面，可以进行对课程信息进行查询、添加、修改和删除操作。如图5-4所示：图 5-4 管理员课程信息管理界面5.2.4 管理员用户管理信息界面管理员登录后，点击系统用户管理就进入此界面，可以对用户信息进行查询、添加、修改和删除。如图5-5所示：图 5-5 管理员用户管理信息界面5.2.5 管理员添加用户界面管理员点击系统用户管理后，可以选择系统用户类型，对用户进行添加、修改和删除。如图5-6所示：图 5-6 管理员用户添加界面5.3 系统后台教师管理模块5.3.1 教师后台管理界面教师在登录系统后，可以对教师管理部分进行管理。教师的权限有：试题管理、在线答疑、在线讨论、公告管理及登录密码修改。如图5-7所示：图 5-7 教师后台管理界面5.3.2 教师后台试题管理界面教师点击试题管理后出现如下界面，可以对试题进行添加、查询、修改和删除。如图5-8所示：图 5-8 教师后台试题管理界面5.3.3 教师后台试题添加界面教师选择试题管理后点击添加试题，可以对试题信息进行添加。如图5-9所示：图 5-9 教师后台试题添加界面5.3.4 教师后台公告管理界面教师点击公告管理，可以对公告信息进行修改和删除。如图5-10所示：图 5-10 教师后台公告管理界面5.4 系统前台学生操作模块5.4.1 学生密码修改界面学生用户在进入系统后点击密码修改可以对自己设定的密码进行修改。如图5-11所示：图 5-11 学生密码修改界面5.4.2 学生公告查看界面学生用户进入系统后，点击公告查看即可查看系统的相关公告信息。如图5-12所示：图 5-12 学生公告查看界面5.4.3 学生课程查看界面学生用户进入系统后，点击课程查看即可查看课程的相关信息。如图5-13所示：图 5-13 学生课程查看界面5.4.4 学生在线考试界面用户进入系统后，点击在线考试即可进入在线考试信息界面，在此页面学生可以选择单元测试和综合测试。如图5-14所示：图 5-14 学生在线考试界面5.4.5 学生在线提问信息界面学生用户进入系统后，点击在线提问即可进入在线提问信息界面，在此界面学生可以提交问题并等待回复。如图5-15所示：图 5-15 学生在线提问信息界面5.4.6 学生在线讨论界面学生用户进入系统后，点击在线讨论即可进入在线讨论信息界面，在此界面学生可以查看并参与讨论话题。如图5-16所示：图 5-16 学生在线讨论界面数据库类课程在线学习系统的开发6 系统测试与分析6.1 程序测试的主要方法黑盒测试：也可以称功能测试，数据驱动测试等。黑盒测试主要是根据输入条件和输出条件的确定测试数据，来检查程序是否能产生正确的输出。进行黑盒测试的主要方法有：边界值分析法、因果图法、等价分类法、猜错法。15白盒测试：是以程序的内部逻辑结构为依据而设计测试用例的一种方法，因而又称结构测试或玻璃盒测试。主要有两种方法：一种称为逻辑覆盖法，另一种称为路径覆盖法。17本系统的测试综合了两种方法，但主要使用的是黑盒测试方法。在测试当中遵循了“保证测试用例的完整性和有效性”，“尽早地和不断进行测试”原则。通过以下测试达到目的：（1）功能检查。（2）接口检查。（3）数据检查。（4）性能检查。（5）初始化、终止检查。6.2 测试环境与测试条件处理器：Inter Core i7 4720HQ内存：8G硬盘：256G操作系统：Windows 10数据库：SQL Server 2008Web服务器：Tomcat 6.06.3 实例测试测试目的：测试本系统能否成功的添加一个课程信息预置条件：使用有效的管理员身份登陆后台管理员管理系统；测试过程：（1）进入后台，点击课程信息管理，对课程信息进行管理。（2）填写所需资料点击添加。（3）注销登录，返回前台。进入系统，点击课程信息。（4）完成测试。预期结果：（1）正常显示课程信息列表，点击添加，对课程信息进行添加。（2）显示添加成功提示框，点击确定后返回系统课程信息列表。（3）显示课程信息界面。（4）上述操作均达到“测试”要求。测试实际结果：（1） 单击添按钮后成功显示“添加成功”；（2） 单击提交按钮显示添加成功提示框；（3） 上述的操作结果记录均成功保存在数据库中。6.4 测试结果通过对系统的全面测试，所有测试条目都已经通过，实现了基本要求，系统可以正常运行。7 结论通过几个月的努力与学习，我终于顺利完成了系统的设计，在这次的软件设计开发与论文编写过程中，我学到了许多以前没学到的知识以及之前掌握的不熟练的技能，例如，SQL2008数据库，JAVA程序设计语言等等。另外，我对软件开发也有了新的认识，发现它不仅仅是编程，而是一个综合性的课题。经过这次锻炼，我还学会了怎么进一步的与人探讨问题，解决问题，而不是只靠一个人埋头苦干，这种团队协作精神对于今后的工作应该也是很有帮助的。本系统采用JAVA程序设计语言和SQL2008数据库进行设计。主要包括了学生用户操作、教师用户、管理员用户管理等三个大的功能模块以及其下多个小的系统模块。总的来说能够基本满足用户的需求，比较符合管理信息系统的要求。由于时间比较紧张，加上自己本身在编程方面的能力有限，该系统还存在着一定的问题。作为一个短时间内完成的实用性软件，全面性方面肯定还有不少的欠缺。如本系统很多方面考虑的不是很全面。总的来讲，该系统能够完成简单的数据库学习功能。但是不能算是一个功能很强大的系统，它和一个功能强大的在线学习系统比较起来，还有一定的差距。希望可以通过以后的学习能够不断的完善和强大本系统的功能。通过本次课题的研究，我不但学习到了如何搭建一个大型复杂的JSP系统框架，在编程过程