（计算机应用技术专业论文）基于web的课件开发与发布平台的研究与实践.pdf

基于w e b 的课件开发与发布平台的研究与实践 摘要 网络教学是利用计算机手段和网络技术，办助时空分离的教师和学生 共同完成教学活动的一一种新型教育形式，是e l e a r n i n g 发展的趋势。基于 w e b 的在线课件系统是未来多媒体课件的主要形式，也是将来发展例上教 学的一个资源基础。 本文对现代网络教学巾的主要问题做了深入的研究，提出一种新型基 于w e b 的课件开发与发布平台模型，并给出动态规划的原理与方法以及 一套智能组卷算法。该模型包括三大部分：一部分针对教学，提供个从 制作到发布完整的在线教学系统；一部分针对测试，提供一个自动考试系 统；最后一部分针对管理，提供。个平台支持系统。在教学系统中，专家 和教师把外界知识抽象为层次型的元数据，并通过平台接口制作并发布课 件，学生通过浏览器对课件学习。在考试系统中，系统根据算法自动牛成 试卷，学生通过测试建立个人学习模型。依据基于w e b 课件开发与发布 平台模型，本文设计并实现了北京化工大学课件生成平台一一 b u c t - c w i s 系统。 b u c t - c w i s 系统采用u m l 工具进行面向对象的分析和设计。该系 统基于微软公司最新的n e t 技术体系，以当前最流行的c 撑为实现语言， 通过w e bf o r m s 模式实现逻辑层、数据层及表示层分离的多层结构，解 决了将形式与内容相分离的问题，通过a s e n e t 技术实现系统，通过 董羹萋差耄囊薹匕t 毒萎簪 要； ；i l i 莓l ；萋霉j i i ：；i l ：i i 誊耋i ；净囊娄：鏊蠹薹。萋登耨掣篓蘩翼璧囊鬟譬鬓霪著銎琴囊。j 羹t ；娄窆蒌 西萋薹囊鏊i i i 。；喜辇i 善? ；? 萋聋i 摘要 r e a r c ha n dp r a c t i c eo f w e b b a s e dc a is y s t e m a b s t r a c t n e t w o r ki n s t r u c t i o ni san e wk i n do fi n s t r u c t i o n ，w h i c hh e l p sa c c o m p l i s h t h e t e a c h i n g a c t i v i t i e s b ym u l t i m e d i a a n dn e t w o r kt e c h n o l o g yb e t w e e n t e a c h e r sa n ds t u d e n t ss e p a r a t e l yi nd i f f e r e n tp l a c e sa r o u n dt h ew o r l d ，a n di s t h et r e n do fe l e a r n i n g w e b b a s e dc a li st h em a i nf o r mo fm c a ia n dt h e f o u n d a t i o no ff u t u r et e a c h i n gr e s o u r c e sd e v e l o p m e n t t h i sp a p e rs t u d i e s d e e p l y i nt h ed e v e l o p m e n to fm o d e r nn e t w o r k i n s t r u c t i o n ，a n dp r o v i d e san e wm o d e lo fw e b - b a s e dc a ii s s u es y s t e m ，a n d p r o v i d e sa na l g o r i t h mf o rf o r m i n go n l i n et e s tp a p e r ，f o r m u l aa n dd y n a m i c p r o g r a m m i n gm e t h o d so ft h em o d e l t h es y s t e mc o n s i s t so ft h r e ep a n s ：a w h o l eo n l i n et e a c h i n gs y s t e mf o rt e a c h i n g ，a na u t o t e s ts y s t e mf o rt e s t i n ga n d as u p p o r tp l a t f o r ms y s t e mf o rm a n a g e m e n t i nt h et e a c h i n gs y s t e m ，s p e c i a l i s t s a n dt e a c h e r sc o n v e r tk n o w l e d g ei n t oh i e r a r c h i c a lm e t a d a t a ，a n dt h e nr e l e a s ei t w i t hi n t e r f a c e s t u d e n t sl e a r nt h ec o u r s e w a r eb yb r o w s e r i nt h et e s t i n gs y s t e m ， t e s t i n gp a p e r sa r eg e n e r a t e db yt h es y s t e m ，s t u d e n te s t a b l i s hp e r s o n a ls t u d y m o d e lb yt e s t i nt h i sp a p e r ，ab u c t - c w i ss y s t e m _ t h ec o u r s e w a r ei s s u e s y s t e mo fb e i j i n gu n i v e r s i t yo fc h e m i c a lt e c h n o l o g y h a sb e e nd e s i g n e d 儿 北京化t 大学脚。学位论殳 a n db u i l tt or e a j i z et h em o d e lm e n t i o n e da b o v e t h eb u c t - c w i ss y s t e mu s e su m lt o r e p r e s e n tt h eo b j e c t o r i e n t e d a n a l y s i sa n dd e s i g n b a s e do n n e t ，w h i c h i st h el a t e s ta r c h i t e c t u r eo f m i c r o s o f t t h es y s t e mi sr e a l i z e db ya s p n e ta n dc 拌t h em o s tp o p u l a r l a n g u a g e ，a n du s e sw e bf o r m sm o d e lt os e p a r a t et h r e el a y e r st os o l v et h e p r o b l e mo fd i v i d i n gf r o mc o n t e n tt os h a p e ，a n du s ea d o n e tt oc o n t r o l d a t a b a s e ，i n c l u d e sag o o da l g o r i t h mf o rf o r m i n go n l i n et e s tp a p e r t h e b u c t - c w i s s y s t e mr e s o l v e sp r o b l e m so f t r a d i t i o n a ln e t w o r kt e a c h i n gs y s t e m s u c ha sm e t h o d so fc o u r s e w a r e - c r e a t i n g ，i n d i v i d u a l i z a t i o no fl o n g - d i s t a n c e t e a c h i n ga n di n s u f f i c i e n tp r e s e r v a t i o na n da c c u m u l m i o no ft e a c h i n gr e s o u r c e s ， a n ds oo n k e yw o r d s ：l o n g d i s t a n c e t e a c h i n g ，w e b b a s e dc a i ，m e t a d a t a ， e v a l u a t i n gm o d e l ，a l g o r i t h mf o rf o r m i n go n l i n et e s tp a p e r i v 北京化工大学学位论文原创性声明 x8 8 1 8 3 7 本人郑重声明：所呈交的学位论文，足本人在导师的指导下，独萨 进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引， j 的内容外，本论文不含 任何其他个人或集体已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，均已在文中以明确力式标明。本人完全意识剑本声 明的法律结果由本人承担。 作者签名：互骁日期：丝：1 2 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，在土年解密后适用本授 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：毖 导师签名：塞! l 塾萋亟 日期：垫! ! ：i ：! 日期： 兰! ! ! ：! ! ! ! 铺尊结论 第一章绪论 在过左的十年单，互联网取得了令人难以置信的快速发展，带柬了许多新的屯活、 工作和学习的方式。怎样提供丰富的知识资源和信息，让更多的人能够接受到高质量 的教育已经成为现代教育的热点话题。而e 。e a r n i n g 作为一种有效的教育方式更成为 现代教育技术发展的重点。 e - l e a r n i n g 是传统教育的发展和变革，它提供给受教育名一个自主学习的广阔空 问和新的学习手段，充分发挥他们自身的创造力和自主能力。e - l e a r n i n g 灵活的教学 方法和个性化的教学内容能够适应受教育者自身的特点，真正实现了“因材施教”。 多媒体计算机辅助教学系统( m u l t i m e d i a c o m p u t e r a s s i s t e di n s t r u c t i o n ，即m c a i ) 是e l e a r n i n g 的重要实现方式。它依托计算机技术和高速校园网实现多媒体交互式教 学，共享教学资源，有效的实现e - l e a r n i n g 的一系列教学目标。 随着日前宽带校园网络建设的迅速发展，以及基于i 层c s 或b s 结构的w e b 数据库技术和交互式动态页面技术的发展，为高质量的网络m c a i 系统的丌发和发布 提供了举实的物质和技术条件。因此，如何充分利用校园网络，应用w e b 的开放式技 术，构筑基1 iw e b 平台的校园网教学系统，不仅是校园网教学资源积累的急迫任务， 而且也是现代教育技术发展的必然趋势。 11 e - l e a r n i n g 概述 e l e a r n i n g 通常译为电子化学习、数字化学习或网络化学习a 广义来讲，指在由 通讯技术、微电子技术、计算机技术、人工智能、网络技术、多媒体技术等技术构成 的信息技术环境中进行学习，其实质与内涵就是要在先进的教育教学理论的指导下通 过教育环境的网络化、教学内容的数字化、 的辅助工具与学生学习的认知工具，实现 育教学效率。 e - l e a m i n g 环境卜有三种学习模式1 1 1 ： 协作式模式。 学习工具的智能化，将信息技术作为教师 种全新的学爿与教学方式，大幅度提高教 导航式学习模式，个性化自主学习模式和 导航学习模式：学习者 用i n t e m c t 提供的搜索引擎，方便快捷的在海量信息中 寻找自己需要的信息，不断接受最新的科技知识，获取国内外本领域的摄新资料，了 解科学研究的最i j l i 沿。这种模式比较适合科研人员。 解科学研究的最i j 订沿。这种模式比较适合科研人员。 第一辛绪论 c a i 的实现方法有很多，大体上凡是运用汁算机软、硬件对教学工作进行辅助的 都可以叫做c a i ，如果使用了多媒体技术的c a i 系统就可以称为m c a i 。最为常见的 就是利用w o r d 与p o w e r p o i n t ，a u t h o r w a r e 等工具将教学内容制作成课件的形式在课掌 上使用，比较复杂的有一些利用摄像机、卫星、大型计算机等及专门开发的软件所构 成的c a i 系统。从本质上来看，一个完整的c a i 系统应该出支持平台和c a i 软件两 大部分组成|4j。支持平台包括支持cai软件运行的硬件和系统软件平台，硬件包括计 算机、计算机外设、计算机网络环境，系统软件包括操作系统软件和cai软件所需的 环境支持软件。随着计算机硬件的发展，现在已无需关心硬件部分，软件丌发成了整 个cai系统丌发的全部工作，现在所说的cai系统实际上就指cai的软件系统。cai 软件系统因为功能和结构变得复杂而趋向分为系统软件和课件两大部分。集中体现教 学内容的部分称为课件(courseware)，而执行课件，呈现课件内容的部分就是cai系 统软件3l。现在很多类型的cai系统将课件与系统软件集成体或者完全依赖别的现 成的工具软件作为系统软件( 如网页式的c a i 和用a u t h o r w a r e 丌发的c a i ) 。c a i 系统 根据课件和系统软件的结构特点或者功能特点，可以分成智能型、远程教学型、虚拟现实型等等。 cai始于美国二十世纪50年代，从当时的教学辅助机器已经发展到如今的智能 型m c a i 和网络型m c a l 。经过半个多世纪的发展，c a i 己形成了它专门的理论、方法和技术。c a i 的发展历程基本上可分为四个阶段。 i、以计算机硬件开发为主的阶段。在cai发展初期，由于计算机软、硬件的能 力很有限，人们主要解决硬件的问题。人们把打字机、终端机、投影机等输入输出设 备和计算机相组合，或给计算机加装特定的硬件，使之成为一个特定的教学辅助机器， 从而实现辅助教学的目的。例如1 9 5 8 年，美国i b m 公司用1 台i b m 6 5 0 计算机连接一台电传打字机，设计了一个教二进制算术的计算机教学系统【4 i 。 2、以计算机语言开发为主的阶段。随着计算机技术的发展，cai的开发重点逐 渐转向语言开发。这个时代丌始的标志是美国伊里诺依大学在6 0 年代初开发的柏拉图( p l a t o ，p r o g r a m m e dl o g i cf o r automatict e a c h i n g0 p e r a i i o n ) 系统i 。该系统的设计 思想已经比较明显地脱离教学机器时代的限制。此后，cai系统开发便逐渐走上了以 开发编程语言实现模拟复杂教学过程的路子。60年代中期，已有数种写作语言问世， 其中比较著名的有：系统发展公司的planit、ibm公司的coursewriter以及伊 罩诺依大学的cat014现在仍然有很多以计算机语言开发为主体的cai软件，例如许 多高校运用vb，cc+等高级语言开发的实验数据处理和模拟过程的cai软件。3 、以媒体对象为主的开发阶段。c a 开发在二十世纪8 0 年代开始趋向多媒体的 运用和处理。由于计算机软、硬件的发展，使在c a i 中大量运用多媒体变得容易。其 中最常见的是许多教师运用w o r d ，p o w e r p o i n t 等多媒体编辑工具辅助课堂教学。由于 这些软件使用非常简便，并且有较强的多媒体处理能力和编辑能力，所以开发运用多 担。实玑信息和资源的高度共享，促进教师和学生共同提高知识水平。这同时也体现 了个性化的特点。 町检索性：就是提供多种方式、不同粒度的信息检索，这也是实现最大程度上 资源共享的要求。利用公共的信息格式使得外部系统或人员可以准确抽取有用数据， 实现网络教学的社会化、公共化。 o 第二帚苹十w e b 的谍佴开发r 弁研究 整个过程的工作流图如下 图3 - 2 过稃i 。作流图 f i g 3 - 2w o r k i n gf l o a tc h a r to f p r o c e d u r et w o 过程三：学生学习信息一 提取 评价模型一 教学个性化 学生学习信息 提取 这是一个学生学习信息收集的过程。系统将生成的试卷提供给学生，在 学生完成后将结果进行保存。 提取 评价模型 这是对学生信息进行评价的过程。系统将保存的学生信息进行提取，依 据合理的评价算法分析学生的学习状况和特点。 评价模型 教学个性化 这是根据学生模型提供教学内容的过程。系统根据提取的学生学习状况 和特点，采用合理的规划策略，动态地改变用户终端显示的内容，实现个性 化的教学。 整个过程工作流图如下： 图3 - 3 过程二【作流幽 f i g 3 - 3w o r k i n gf l o a tc h a r to f p r o c e d u r et h r e e 北京化 j 人学坝i j 学位论立 l 述三个过程即是整个平台的主要过程，根据以上分析，我们得出罄j 二w e b 课 件丌发平台的体系结构图。 3 1 2 体系结构图 图3 4 体系结构图 f i g 3 - 4a r c h i t e c t u r ec h a r t 课件录入系统：将外界的领域知识分解成元数据形式描述，记录在知识库中，作 为生成课件的一个个知识点。同时将与知识点相关的素材如声音、动画、图片、视频 等存放在磁盘目录特定位置，并在素材库中记录相关检索信息。 试题录入系统：将与知识点相关的试题信息录入到系统中，保存在试题库中，同 时保存试题控制、描述信息、与知识点相关的检索信息。 课件呈现系统：从知泌库中把知识点信息提取出来，同时从素材库提取与浚知识 点相关的多媒体素材，依据系统模板组合成多媒体课件呈现出来。呈现过程中根据学 生特征模型的反馈信息与教师设计的个性化模板，实现个性化教学任务。 试卷生成系统：教师设置试卷参数，系统根据参数提取试题库中试题，依据智能 算法，生成满足教师需求的完整试卷，保存在试卷库中。在学生测试时从试题库中提 取试卷，依据随机算法提供给不同学生不同试题进行测试。 学生反馈模型：系统根据学生测试结果，提取所需信息保存在反馈信息库中，供 课件呈现系统与试卷生成系统调用。 平台支持系统：提供用，l j 信息管理，用户权限控制，用户信息交流等一系列保证 系统运行的功能。 素材库：存储有关媒体素材的所有信息。 第。章单rw e b 的醒1 1 ：t | _ 发f 台研究 知识库：存储所有分解后的领域知识即知识点，用信息元数据( m e t a d a t a ) 表示。 其中包括方便搜索的索引等信息，以提高搜索效率。 试题库：存储所有的试题信息及与试题相关的检索控制信息。 试卷库：存储系统生成的所有试卷信息及与浚试卷相关的控制、描述信息等。 反馈信息库：存储所有经过学生反馈模型分析后的特征信息。 支持信息库：存储所有系统相关的支持信息，如用户数据、用户权限、用户交流 信息等。 3 2 系统角色 系统角色是整个系统设计时必须分析清楚的韶分，根据角色及需求的不同确定用 户种类及权限分配。基于w e b 课件发布平台有以f 几类角色： 专家教师 专家教师主要与课件录入与试题录入系统进行交互，负责将领域知识依据逻 辑完整性及教学要求分解成知识点，并依据经验对知识点内容进行充实，收集、 编写与知识点相关的试题。 素材录入人员 素材录入人员与课件录入系统交互，负责针对专家教师提取后的知识点收集、 制作、录入各种媒体素材。 教师 教师与试卷生成系统交互，负责对要生成的试卷设置参数，以保证试卷在内 容、形式等方面达到考试目标。 学生 学生与课件生成系统和试卷生成系统交互，是基于w 曲课件发布平台的终级 用户。 系统管理员 系统管理员与平台支持系统进行交互，负责维护整个平台的运行与系统用户 的管理等一系列工作。 数据录入人员 数据录入人员是专家教师派生的角色。由于教学平台中包含大量数据，不可 能完全由专家教师录入全部数据。因此指定专门的数据录入人员，专门负责数据 的录入。进步可以将数据录入人员划分为知识点录入员、试题录入员等。该角 色在图中没有画出。 北京化r 人学埘 i ，学位论文 3 3 数据分析 基于w e b 的多媒体课件开发平台是一个多学科并存的系统，其多学科的特点就 要求其保证学科内容逻辑上的完整性，而并存于一个系统，则要求其物理存储的统一 性。保证系统满足以1 ：的要求就需要采取措施将不同领域的知识分丌，并对不同领域 知识采用相同的分析方法。实现方式即是将系统中的知识依据领域不同分玎，即各学 科知识保证逻辑：的独立性与完整性。在学科内容的完整下将领域知识使用相同的方 法划分分解成为元数据的知识点，再通过知识点问的逻辑联系，将之分层次的组织成 为一个完整的知识体系。 基于w e b 的多媒体课件开发平台以逻辑完整性作为数据分析的依据，依据学科 的不同分解成不同的课程，将课程依据教材结构依次分解为章、节至最基础的逻辑单 元知识点，依据知识点，组织试题以及各种媒体素材资料。具体结构如下： 课程 课程= i d ，标题，描述? ，教师+ ，关键字+ ，试题信息 童 章= f i d ，索引，标题，描述? ，关键字+ ，试题信息 节 节： i d ，索引，标题，描述? ，关键字+ ，试题信息 知秘 点 知以点= i d ，索引，标题，描述? ，内容，关键字+ ，重要度，试题信息， 试题 试题= i d ，类型，难度，题目，题目图片，选项+ ，选项图片+ ，答案，索引， 答题统计 媒体信息 媒体信息= i d ，索引，标题，描述? ，关键字，类型，特征，路径 基于w e b 的多媒体课件丌发平台中考试系统以以上的数据结构为基础构造试卷 以及学生答题信息。 试卷 试卷= i d ，索引，标题，描述? ，教师，特征，时间 试卷题目 试卷题目= i d ，试题，描述? ，索引1 6 第二章摧十w e b 的课件开发f 卉圳宄 3 5 1 评价模型i 眦2 在学生评价模型中，对主体有三个重要的评价指标：掌握程度，学习能力和学习 状态积分。对客体有知识点重要度和试题难度两个指标。评价方法采取习题测试方法， 包括单元测试和综合测试。 在下面的陈述中，掌握程度以凹表示，舴 0 ，1 ：学习能力以f 表示，c e l ，2 ，3 ，4 ，5 ) ：学习状态积分以p 表示，尸z ；知识点重要度以j r 表示， l ，2 ，3 ，4 ，5 ； 试题难度以表示，口 1 ，2 ，3 ，4 ，5 。 掌握程度 掌握程度指标用于跟踪学生的学习情况，包括对知识点、单元、和课程的掌握程 度。单元测试评价学生对单元的掌握程度，综合测试评价学生对课程的总体掌握程度， 两种测试方法都评价学生对知识点的掌握程度。设学生在针对某个测试对象( 知识点、 单元或课程) 的测试中，共测试了册道试题，做对7 道题，并且在此之前学生对该 测试对象己做过n 次测试，则学生对该测试对象的掌握程度公式如下： 肘一= ( 去十m ，) ( + 1 ) ，m o ，1 】 考虑到学生失误、试题难度均衡等因素，因而m 取各次的累加平均值。 学习能力 学习能力指标衡量学生对知识的综合运用能力。 设测试对象度量为u ，它反映测试对象难度和重要度的归一化综合值，仍以册 道试题为例，显然， u = 喜( 譬缈。川叫o 0 4 川 设学生做了次测试，( - 1 ) 次以前都不合格，直到第次测试合格( 6 0 分) 。 我们把学生合格须经历的测试次数归于1 5 之间，即当大于5 时取5 。 设第次测试合格时学生的学习能力修正度量为s ，设 s = u ( 6 一) ，s o 0 4 , - - 5 1 则学生的学习能力公式为 c 。：i 掣i 一 l 2 3 45 学习状态积分 学习状态积分指标综合反映了学生对知识的把握程度及参与学习的主动程度。评 价学习状态积分需考虑3 个方面：试题的难度、知识点的重要度、学生对知识点的掌 握程度。公式如下： 北泉化1 人学坝i ：学位论义 p = p m l 斗0 ，p j t 若学生将某个题目做错，则 p i - ( 6j d ) o m l 若学生将某个题目做对，则 j p = ，d ( 1 一m ) o 2 式中，、声? 是修正系数。 3 5 2 规划策略 动态规划指根据不同学生的学习能力、现有水平及学习策略等参数，选择适合不 同学生的学习模式。系统根据学生对课程单元和课程知识点的掌握程度，修改相应的 课件目录或课件脚本，使目标数据更符合当前学生学习需要，体现个性教学的特色。 采用的方法是对相应的课件目录或课件脚本过滤，将学生学过和未学过的、掌握 的和未掌握的以及不同课程级别( 初级、中级、高级) 的内容分离出来。在客户端界 面中，这些分离开的信息或者分开显示，或者用不同的颜色显示，或者完全不显示。 规划算法：若学生做过单元测试，则认为该单元是学过的。若学牛对知识点的掌 握程度o 6 ，则认为该知识点是掌握的。若学生学习能力 2 ，学生只学习初级内容； 若2 学习能力 4 ，学生可以学习中级内容；若4 学习能力 5 ，学生可以学习高级内 容。 北京化t 人学坝i j 学位论义 n ，ti ? “l 目灌t ，r k 敏如稚 “i ：r c - i 蕊敏叁山 圈矍i 。裂臻f a n g # r 蠹妻瞪引再莹d 爱目堕嘎裂 曼囊；1 一l 囊剐再芒f ￥壁喜宦 ! 毽l 髓。季k 鐾“甚“班i h k 糯而骶嚣鼍羹诺 。科单量理燮峰驾j 追谤强渣铆其骥硇磁瑚矧臻峨噬噎凑；x 嬲湿碰强嘏噬了隹 雌连晤珥砸。嗡硐砸曩吲糯田研澄必嚏堪灞强。嗡砸谢摧技术和数据技术实现高度集成。该构架从最下面的内存管理和组件 加载层丌始，向上到达程序接口的多种方式、在它们中间的一些层可以提供开发人员 需要的任何系统级功能，参阅图4 2 。 图4 - 2 n e tf r a m e w o r k 详细结构 f i g 4 - 2p a r t i c u l a ra r c h i t e c t u r eo f n e tf r a m e w o r k 从上图我们可以直观地了解n e t 框架的主要组成部分：通用语言运行环境 ( 北京化1 人学坝i 。学位论文 务提供全新框架，是n e t 开发平台核心服务之。 a s p n e t 不是a s p 的简单升级，它运行在服务器端，其中包含了许多新的特性。 a s rn e t 构建在c l r 之k 可以使h jc l r 来编译代码，管理执行，创造运行更快、 表现更好的w e b 应用。此外，a s p n e t 还是n e t f r a m e w o r k 的一个组成部分，因而 可以使用任何n e tf r a m e w o r k 编程语言和n e t 调试功能创建w e b 应用：可以使 用n e t f r a m e w o r k 类库让开发者更易于将x m l 格式数据合并到w e b 应用程序中，添 加处理异常的代码，创建u i 元素，并提供其他的编程功能。用它，f 发的程序町以支 持异常控制、类型安全、继承和动念编译1 2 5 j 。另外，a s en e t 中还包括有睫面事件、 w e b 控件、缓冲技术以及服务器控件和对数据捆绑的改进。 a sp - n e t 是n e t 丌发平台的一个部件，用来开发驻留在微软的i i s 上并且使用 诸如h t t p 和s o a p 等i n t e r n e t 协议的w e b 应用程序。a s p n e t 使两种类型的w e b 应用程序的开发和部署更为容易。 w e b 表单( w e bf o r m s ) 应用程序：包括用于动态内容的从脚本生成的w e b 页 和向一个客户( 例如浏览器) 显示u i 或表单的w e b 页。 w e b 服务( w e bs e r v i c e s ) ：用于显示其他应用程序和“智能”客户端的功能， 使应用程序可以交换信息。 a s p n e t 是使用n e t 框架提供的编程类库构建而成的，它不仅仅是通用语言运 行环境的宿主，它还是使用受控代码丌发w e b 站点和i n t e m e t 对象的一整套结构w e b 窗体和w e b 服务都将i t s 和a s p n e t 作为应用程序的发布机制，并且在n e t 框架中 都分别具有支持类。如图4 3 所示表明了a s e n e t 体系结构概念上的示意图。 图4 - 3a s p n e t 体系结构 f i g 4 - 3a r c h i t e c t u r eo f a s e n e t 从a s p n e t 体系结构图中我们可以看出，a s p 和a s p n e t 可以共存于同样的i i s 服务器上。a s p n e t 通过i s a p i ( i m e m e ts e r v e ra p p l i c a t i o np r o g r a m m i n gi n t e r f a c e s ) 与l i s 通信，a s p 同样。i i s 将对于a s p 页面的请求( 带有a s p 扩展名) 指向a s p ，将对 第列帝应用n e t 技术 于a s p n e t 的请求( 带有a s p x 或a s m x 扩展名) 指向a s p n e t 。 a s p n e t 提供的w e bf o r m s 模式使创建、管理和部署w e b 应用程序变得非常容 易。开发人员可以直接用a s p n e t 服务器端控件，这螳控件封装了公共的、用于 h t m l 用户界面的各种元素( o h 文本框、下拉菜单等) 。在服务器上，控件负责将面向 对象的编程模式提供给w e b 开发者，这种编程模式能提供面向对象编程技术的丰富功 能。a s p n e t 还允许开发人员将软件作为一一项服务来提供。通过使用a s p n e tw 曲 s e r v i c e s 功能，开发人员只需进行简单的业务逻辑编程，而山a s p n e t 基本结构负责 通过s o a p 来提供服务。基于a s p n e t ，采用合理的丌发设计模型就能够得到结构合 理、易于维护的w 曲戍用程序解决方案。a s p n e t 技术是m i c r o s o f t n e t 平台的重要 组成部分，这种新的w e b 应用程序丌发技术具有许多优点。 4 3 a d o n e t 介绍 a d o n e t 是m i c r o s o f t 在n e t 中对数据存取问题的解决方案，也是n e t 开发平 台的核心服务之一。a d o n e t 是一套类，它为n e t 开发人员提供了数据访问服务， 用以创建分布式的数据共享应用程序，其收集了所有和数据存取有关的类。这些类由 一些数据容器对象组成，这些对象具有一般数据处理能力。a d o n e t 是一个对数据 库的一整套设计环境，而不是像a d o 那样只是围绕着数据方向和数据处理的。从图 4 4 所示的a d o n e t 对象模型中我们可以看出这一点。 = 圈一匕：竺| 图4 - 4 a d o n e t 对象模型 f i g 4 - 4m o d e lo f a d o n e t a d o n e t 代表了处理位于本地或者分布式数据库中数据的下一个革新，它具有 以下几个优点： 北求化1 。人学倾h 学化论义 、以住a d o 的数据存取处理主要依赖于两层结构，而现在a d o n e t 的数掘 处理是采用- ! 层以l 结构，构建了一个更为合理的数据处理环境。 ：、a d o n e t 是基于x m l 的，这表示几乎任何数据类型都可以被支持和传递。 = i 、d a t a s e t 使得a d o n e t 摆脱了由a d o 所提供的基于连接的模型，而将其 转变成个更加类似消息的、面向无连接的模型。这样遍历一个d a t a s e t 可以不必打 丌到数据源的任何连接。这一改变带来了许多好处，包括通过防火墙发送数据的能力， 消除了c o m 中的类型转换，以及一种真正脱机处理数掘的方法。 a d o n e t 的类由两大部分组成：数据提供程序( d a t ap r o v i d e r ，有时也叫托管 提供程序) 和数据集( d a t a s e t ) 。数据提供程序负责与物理数据源的连接，它所提供 的应用程序编程接口( a p l ) ，可以轻松地访问各种数据源地数据。数据集代表实际的 数据。使用数据集能以特别的方式为对象提供数据，例如组合来自多个源的数据，或 者自远程用户的数据。数据集对象还可以独立于n e t 数据提供程序，柬管理应用程 序的本地数据。 数据提供程序组件提供了对底层数据源的访问，是特地为建立与数据源的连接， 并发出作用到该连接的指令而创建的一组类，是数据源特有的。目前n e t 框架包含 两种数据提供程序【2 6 】：s q ls e r v e r 数据提供程序即s q ls e r v e r n e t 和o l ed b 数据 提供程序即o l ed b n e t 。 数据集( d a t a s e t ) 是一个分离的用于表示数据集合的独立实体，不使用连接方 式，而使用种新的类似于消息的机制。d a t a s e t 负责把数据读入本地缓存，在内存 中建立一个备份，然后把数据丢弃或同步送回数据源，这可以使得连接更早被释放， 这样就保证d a t a s e t 是完全脱机的。它屏蔽了底层数据源的细节，不知道任何有关数 据源的内容，与数据源的所有通信都是通过数据提供程序来完成的，而这些数据源可 能用于对其进行填充。d a t a s e t 由两个基本对象组成：d a t a t a b l e c o l l e c t i o n 和 d a t a r e l a t i o n c o l l e c t i o n 。d a t a t a b l e c o l l e c t i o n 对象包含零个或多个d a t a t a b l e 对象。 4 4 w e bf o r m s 模式介绍 w e b 应用程序主要是指用户界面，是浏览器的应用程序，包括用户通过w x v w 使 用的应用程序，如电子商务应用程序。从客户的观点来看，它是由一些h t m l 页面组 成的，这些页面通过超链接构成一个逻辑上的整体，而从服务器观点看，它则是由 w e b 服务器上的一个虚拟目录及其子目录中的所有文件组成，包括w e b 窗体页面文 件和可执行代码等。根据定义，w e b 应用程序与平台无关，即它们是“延伸”的应用 程序。不论用户的浏览器类型是什么，也不论使用的计算机类型是什么，他们都可以 第刚章心用n e l 技术 与应用程序进行交互。 在a s p n e t 中，w e b f o r m s 是一+ 个容器对象，它有自己的属性、方法和事件， 也能容纳其他对象。w e bf o r m s 能容纳的对象主要是服务器控件，还有其他w e b 表单 元素如服务器端脚本、标准h t m l 和其他客户端代码b ”。 在w e bf o r m s 应用程序中，被客户端浏览请求的页面以+ a s p x 文件存在，用于 为a s p x 页面实现所有业务逻辑的c 撑代码则存放在a s p x c s 文件中。在编译执行创建 的w e b 窗体，生成应用程序后，工程项目中所有a s p x c s 文件都被编译成动态链接库 ( d 1 1 ) 文件。a s p x 页面文件也会被编译，但编译方式稍有不同。当用户第次浏览 到a s p x 页面时，a s p n e t 自动为该页面定义一个类，并将其编译成另一个d | l 文件， 这个类从a s p x c s 文件中定义的类派生。这种关系表明w e bf o r m s 继承了p a g e 类的所 有方法和属性，p a g e 类属于s y s t e m w e b u 1 名字空问1 2 州 因此，可以认为w e b 窗体页面就是可执行程序，它的执行结果是产生h t m l 文 件并把它发送回客户端。同时，w e b 窗体页面的处理过程也和其他的组件类似，也包 含初始化、处理和销毁3 个部分，另外还多了一个显示阶段，即生成h t m l 页面，每 一次用户请求一个w e b 窗体页面时，都会重复执行这个处理过程。 a s p n e t 的w 曲f o r m s 在三个领域提供了超越a s p 的改进：状态管理。编程模 型以及编译流程。 1 状态管理代码与内容分离 w e b 窗体将w e b 应用程序用户界面划分为两个部分：可视组件和后台运行的支 持代码。这两部分可以存放在同一个文件中，但在通常情况下，它们是存放在两个不 同的文件中的。w e b 窗体的可视化用户界面由i n c l u d e 标记及w e b 窗体特定元素的文 件组成。这种文件被称作“页”。页用作要显示的文本和控件的容器，使用任何h t m l 编辑器，再加上w e b 窗体服务器组件，用户可以根据自己的需求来确定窗体布局。 w e b 窗体页是扩展名为a s p x 的文件。w e b 窗体的用户界面逻辑由为了与窗体进行交 互而创建的代码组成的。代码部分保存在扩展名为a s p x c s 文件中，也称为“代码隐 藏”( c o d eb e h i n d ) 文件。这些文件可用v i s u a lb a s i c n e t , c + + 托管扩展或c # 等任何其 他支持c l r 的语言编写。使用c o d eb e h i n d 页可以使我们的代码更加模块化，并有助 于隐藏程序逻辑避免被别人窥视。这是因为c o d eb e h i n d 页不是单独存储的，而是作 为编译配件d l l 的一部分存储在服务器上。 w e bf o r m s 的这种“代码隐藏”的机制将w 曲应用程序逻辑从表示层中分离出 来，允许代码与表示的真正分离，这将有助于图形设计者和编程者更顺利地进行写作， 在更短的时间内合并网页外观及其功能，也使后期维护更容易1 2 9 j 。 2 编程模式事件驱动 在a s p 中，页面是按从上到下的顺序处理的，a s p 脚本和静态h t m l 中的每行 代码都是按照其在文件中的显示顺序进行处理的，即a s p 是线性处理模型。在往返行 第叫带心用n e t 技术 b c h i n d 的编码方式，将应用逻辑完全从表示层中抽离出来，使得在应用层的设计中几 乎无需考虑应用逻辑层。而以a s p x c s 结尾的文件中集中了应用逻辑层中的大部分内 容，通过使用w 曲f o n t l s 模式市件驱动的编程模式，将应用逻辑分解成为功能完整而 明确的模块，保证了系统功能有效且便于维护升级。在由c 撑编写的以c s 结尾的文件 中则集中了存储层中的所有内容及部分应用逻辑层的内容，通过由c 撑实现的类中调 用a d o n e t 的组件实现了对数据库的存储、修改、查询等一系列操作。 整个系统以n e tf r a m e 、，o r k 为基础，通过c l r 实现内存管理、线程运行、代码 运行、代码安全验证、编译和其他系统服务。 北京化r 人学硕i 学位论丘 第五章b u c l ：c w l s 系统模型分析 5 1 系统来源与目标 本系统来源于北京化工大学第二批教改项目北京化工大学校园网课件发柿平台 解决方案，是依据此教改项目要求而提出的一个简易可用的基于w 曲异步网络教学 系统。 b u c t _ c w i s ( c o u r s e w a r ei s s u es y s t e mo fb u c t ) 系统的构建对我校有着重要的意 义。首先，它符合e l e 锄i n g 的时代潮流为我校的教学活动提供了一种新的、方便而 有效的途径，充分利用了互联网以及新的教学模式所能提供的优势，与国际教学模式 接轨。其次，它充分的利用了优秀的教育网资源解决了我校三地办学，学校规模迅速 扩大而师资紧张的矛盾，让更多的学生享受到高水平的高等教育，并通过智能化的测 试与反馈分析，让教师对学生形成更完善的了解，真正实现“因材旋教”。最后，有 助于我校建立统一的规范化的知识平台，使用标准化，规范化的课件达到教学资源的 积累和共享。b u c t _ c w i s 的实践作为对新的教育模式e l e a n l i n g 的一种尝试，必然 为我校搭建未来更先进的计算机教学平台的提供有用的经