（计算机应用技术专业论文）基于php技术的教学互动系统的设计与实现.pdf

中文摘要 2 1 世纪网络科技时代，随着校园网络建设的逐步完善，网络教学成为重要 的途径和手段。建立网络学习环境、开发一个教学互动系统成为教育改革与发展 的必然。作者在经过多方面的调研和考察后，组织开发了一个教学互动系统。开 发该系统的预期目标是虚拟一个网络教学社区，实现网上互动教学。该系统充分 发挥了互联网的优势，以实现远程教学、学习为主要目的，提供了具有除了信息 浏览、交流沟通、使用多种媒体教材、教学管理等一般功能外，还具有网上教学、 网上学习、网上答疑、在线讨论和在线考试等服务功能。系统平台具有个性化的 教学管理和学习界面，可以为学生提供及时、完备、有效的学习支持服务，让学 生在网上可以得到指导自主学习的各类文本和视频材料，能够通过b b s 、电子邮 箱、双项视频等工具与教师进行交流，而且能够实现同学彼此间的互动，从而使 学生可以有更多的机会参与小组讨论等形式的合作学习，为学生营造一个自由 的、互动的、体现专业特色的网上学习环境。该系统通过多种方式能够帮助教师、 学生、管理员三类用户完成教、学、管理任务，能较好的实现了远程教育所需的 各项功能，满足教学互动的需求，达到“互动、交流、进步”的目的，从而积极 引导学生培养正确的学习方法和学习能力、增进教学效果，提高教学质量。 本系统基于w e b 和s q ls e r v e r 数据库，使用了p h p 技术，工作在w i n 2 0 0 0 + i i s6 0 的操作平台上。本文概要介绍了本系统使用的开发技术，特别是p h p 技 术及其特点，详细给出了基于上述技术设计和实现的一个教学互动系统的需求分 析、系统结构和功能实现。 关键词：p h p 数据库管理教学互动 a b s t r a c t w i t ht h eg r a d u a li m p r o v e m e n to ft h ec a m p u sn e t w o r kc o n s t r u c t i o n , n e t w o r k t e a c h i n gh a sb e c o m ea l li m p o r t a n tm e a n si nt h e2 1s tc e n t u r y t b ec y b e re r a i th a s b e c o m ea l li n e s c a p a b l ec e r t a i n t yf o re d u c a t i o nr e f o r ma n dd e v e l o p m e n tt oe s t a b l i s h t h en e t w o r k i n gl e a r n i n ge n v i r o n m e n ta n dt oe x p l o i tt h ei n t e r a c t i v es y s t e mw h i c h a d a p t st ot h er e q u i r e m e n t s t h ea u t h o rh a sd e v e l o p e da ni n t e r a c t i v et e a c h i n gs y s t e m a f t e rv a r i o u sr e s e a r c ha n ds t u d yw i t ht h ea n t i c i p a t e dp u r p o s et oe s t a b l i s hav i r t u a l n e t w o r kt e a c h i n gc o m m u n i t ya n da c h i e v ei n t e r a c t i v et e a c h i n go n l i n e 1 1 1 es y s t e m b r i n g ss u p e r i o r i t yo ft h ei n t e r n e ti n t of u l lp l a yw i t ht h ec h i e fa i mt oa c h i e v ed i s t a n c e e d u c a t i o na n dl e a r n i n g b e s i d e st h ec o m m o nf u n c t i o n so fi n f o r m a t i o nb r o w s i n g ，t h e c o m m u n i c a t i o n ，t h eu s eo fm u l t i m e d i at e a c h i n gm a t e r i a l sa n dm a n a g e m e n t ，t h e s y s t e ma l s op r o v i d e ss e r v i c ef u n c t i o n ss u c ha so n l i n et e a c h i n g ，l e a r n i n g ，u n r i d d l i n g ， d i s c u s s i o n sa n de x a m i n a t i o n s t h ep l a t f o r m p o s s e s i n d i v i d u a l i z e d t e a c h i n g a d m i n i s t r a t i o na n dl e a r n i n gi n t e r f a c e ，w h i c hp r o v i d e ss t u d e n t sw i t ht i m e l y , c o m p l e t e ， e f f e c t i v el e a r n i n g s u p p o r t i n gs e r v i c e s s t u d e n t sc a ng a i nv a r i o u st y p e so ft e x ta n d v i d e om a t e r i a l sw h i c hg u i d e dt h ea u t o n o m i cl e a r n i n go n l i n e ，a l s o t h e yc a n c o m m u n i c a t ew i t ht e a c h e r st h r o u g ht h eb b s ，e - m a i l ，d u a lv i d e ot o o l s ，w h a t sm o r e ， t h e yc a ne x c h a n g ew i t h e a c ho t h e rf r e e l y t h e r e f o r es t u d e n t sc a nh a v em o r e o p p o r t u n i t i e st op a r t i c i p a t ei ng r o u pd i s c u s s i o n sa n do t h e rf o r m so fc o o p e r a t i v e l e a r n i n g ，m e a n w h i l e ，ak i n do fo n l i n el e a r n i n ge n v i r o n m e n tw h i c he m b o d i e sf r e e d o m ， i n t e r a c t i o na n dp r o f e s s i o n a lc h a r a c t e r i s t i c sh a sb e e nc r e a t e d t h et a s k so f t h r e e c a t e g o r i e so fu s e r s - t e a c h e r s ，s t u d e n t sa n da d m i n i s t r a t o r sf o rt e a c h i n g ，l e a r n i n ga n d m a n a g e m e n tc a l lb ea c c o m p l i s h e dp r e f e r a b l yb yt h es y s t e mu s i n gav a r i e t yo fm e a n s a l s oi tc a nc o m p l e t ea l lt h ef u n c t i o n st h a td i s t a n c ee d u c a t i o nr e q u i r e da n dm e e tt h e n e e d so fi n t e r a c t i v et e a c h i n gs oa st or e a c ht h eg o a l i n t e r a c t i v e ，e x c h a n g e ，p r o g r e s s i v e t h u si th e l p st og u i d et h es t u d e n t st ol e a r nt h ec o r r e c tl e a r n i n gm e t h o da n da b i l i t y a c t i v e l y , e n h a n c et e a c h i n ge f f e c t i v e n e s sa n di m p r o v e t h eq u a l i t yo f t e a c h i n g t h i ss y s t e mw o r k si nt h eo p e r a t i n gp l a t f o r mo fw i n 2 0 0 0 + h s6 0a n db a s e do n w e ba n ds q ls e r v e rd a t a b a s e ，u s i n gt h ep h pt e c h n o l o g y t h i sp a p e rp r e s e n t sa s u m m a r yo ft h es y s t e mu s e di nt h ed e v e l o p m e n to ft e c h n o l o g y , e s p e c i a l l yp h p t e c h n o l o g ya n di t sc h a r a c t e r i s t i c s ，i sad e t a i l e dv i e wo f t h ea b o v et e c h n i c a ld e s i g na n d i m p l e m e n t a t i o no fa l li n t e r a c t i v et e a c h i n gs y s t e mn e e d sa n a l y s i s ，s y s t e ma r c h i t e c t u r e a n df u n c t i o n s k e y w o r d s ：p h p ，d a t a b a s em a n a g e m e n ，i n t e r a c t i v et e a c h i n g 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，也不包含为获得苤鲞盘堂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己在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：五流哼签字同期：夕眵年夕月矽日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解苤洼盘堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权岙鲞盘堂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印件和磁盘。 ( 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：为别 导师签名： 签字日期：磅夕月，夕同 群埸 样嗍。1 甜月7 同 天津大学硕士学何论文 第一章绪论 1 1 引言 第一章绪论 教育信息服务是现代远程教育重要组成部分，它的主要工作是建立信息库、 建立网上教育平台，通过互联网服务向师生和社会发布各类教育信息。教育网站 的设立，作用在于解决和扩大教育规模，在于提高全民性的教育质量。尤其是现代 教育的教与学已由教师单向的知识灌输，转变成师生间，同学问，与学习环境间双 向或多向互动的知识建构。学习的过程也由静态的被动接受，进一步提升为动态 的主动探索学习。目前，网络教学作为教育信息化的产物得到了空前的发展，各 种各样的网络课程也是层出不穷。然而仔细观察这些形式繁荣的网络课程，结果 却令人不尽满意，它们大多都是些文本浏览再加上网页之间的跳转，有些甚至就 是书本教材的搬家；再看看有关网络课程设计的文章，也大多都是在从网页设计 的角度来探讨，如页面风格设计、导航策略设计等，而缺少对网络教学系统交互 功能的设计 1 。因此，如何做好交互问题的研究与应用的建立是当前网络教学 领域研究中的一个重要课题，也是搞好远程网络教育成败的关键所在。 1 2 选题背景和意义 随着信息化社会、学习化社会的形成和知识经济时代的来临，教育正在经历 深刻的变革。参加远程教育的学习，有必要变革自己的学习观念和认识。本课题 的研究为进一步开拓远程网络教育提供了建设性的指导意见，深化教育教学模式 改革，进一步提高教育教学质量。课题的设计发挥了网络的教学功能，满足了群 体教学的需要，也满足了个体交互性学习的需求，为由于空问、时间等因素没有 获得学习机会的群体搭建了学习的平台。课题成果是用来开展网络化学习的远程 教育或远程培训的平台，执行的标准是国家教育部的远程教育标准、s c o p o a 、a i c c 标准，是符合中国人学习特点的远程教育平台，具有学生、教师、管理员等三类 角色，实现了传统学校组织的网上虚拟，为开展远程教育提供了快捷而完善的解 决方案。平台包括：学员管理、教师管理、教务员管理、管理员管理、角色权限 管理、教学机构设置、专业设置、班级年级设置、课件资源管理、缴费管理、社 区管理、问答管理、考试管理、作业管理、评价管理、题库管理等功能模块。 天津大学硕士学位论文第一章绪论 2 1 世纪的中国教育面对e 一化的世界，必须适应时代的变化，加快 e - e d u c a t i o n 的步伐。正如何克抗和黄荣怀二位指出：“我们正在经历人类历史 发展的一个重要阶段，处在教育大变革的前夜。如果我们能顺应历史发展的趋势， 抓住机遇，利用最新的信息技术手段进行大胆的探索与试验，然后站在信息化社 会的高度，用全新观点、全新视野加以审视，努力从理论上作出合乎社会发展需 求、并符合人类认知规律的阐释，我们就完全可能较快地实现由传统教育体制、 教学模式向新型教育体制、教学模式的转变，实现对我国教育的重大革新，从而 满足2 1 世纪对人才培养的需求。当前我校的“数码校园”建设已具有相当的规 模，硬件软件设施也基本能够满足研究所需。因此，在这个时候开展我们这个课 题的研究工作，是一个合适的时机。 1 3 本文工作与组织 本文是根据笔者多年来在从事远程开放教育的教学管理及教学工作的基础 上，从心理学、教育学等角度，运用不同的方法进行实验、个案分析、系统分析， 运用文献调研、问卷调查、访谈、跟踪调研、数据统计、对比分析等手段，设计 了本课题的研究方案及研究模型。本文主要结合远程教育在线平台开发的过程， 从课题背景及意义，对系统进行了需求分析、数据流图设计，逻辑模型设计，功 能模块划分，完善数据库的e - r 概念设计。同时对科研的数据进行提炼、分析、 论证、总结，并上升为理论，形成成果。全文组织如下： 。 第2 章概述了系统开发使用的关键技术；第3 章是教学互动系统的需求分析； 第4 章给出了系统的总体结构设计和数据库设计；第5 章介绍了系统的具体实现； 第6 章给出了对所实现的系统的测评结果；最后是全文的总结和对未来工作的展 望。 天津大学硕士学位论文 第二章p h p 及其它相关技术 第二章p h p 及其它相关技术 i n t e r n e t 、i n t r a n e t 和w e b 技术的出现和发展，为信息的交换和共享提供 了快捷有效的方法。但i n t e r n e t 、i n t r a n e t 上提供的信息多以静态网页为主， 对于一个w e b 应用开发者来说，最为关心的莫过于如何增强网页的动态性和交互 行了 2 。p r o f e s s i o n a lh y p e rt e x tp r e p r o c e s s o r 是一种跨平台的服务器端的 嵌入式脚本语言。p h p ，m y s q l 和a p a c h e 结合在一起已成了网站建设的利器。它 是一门强健的服务器端语言，能够提供相当多的功能，而且能够迅速地为页面提 供服务。该技术的主要思想是使发布动态h t m l 网页更为容易，使用其内置的对 象可以简洁地制作静态和动态h t m l 页面。 另外，本次的设计还应用到很多的j a v a s c r i p t 前台脚本程序，使得一些操 作更为合理，更为美观，这在“新用户注册”、“课程讨论区，等地方都很清楚的 体现出来。虽然j a v a s c r i p t 没有象v bs c r i p t 或者h t m l 那样流行，但它能做其 他工具不能做到的事，使得很多不同技术无缝的结合起来工作。采用c s s 样式表 对所有的页面进行统一规划，布局十分紧凑，界面较为美观。 2 1 系统的开发及运行环境 操作系统： m ic r o s o f tw in d o w s2 0 0 0s e r v e r w e b 服务器：i i s5 0 数据库： 开发工具： 开发技术： 浏览器： m ic r o s o f td a t aa c c e s sc o m p o n e n t s2 7 j s c r i p t 引擎5 5 以上 m ic r o s o f ts q ls e r v e r2 0 0 0 o x y g e n 5 1 m a c r o m e d i ad r e a m w e a v e rm x m a c r o m e d i af l a s hm x a d o b ep h o t o s h o p p h p 、m i c r o s o f tj s c r i p t i n t e r n e te x p o r e r6 0 或更高版本 天津大学硕士学位论文第二章p h p 及其它相关技术 2 2p h p 的特点及优势 p h p 是h y p e r t e x tp r e p r o c e s s o r ( 超文本预处理器) 的缩写，它是一种服 务器端的h t m l 脚本编程语言。p h p 可以胜任任何p e r l p y t h o n 做的工作，并且 做的更多，更好，更简洁! p h p 是一种简单的，面向对象的，解释型的，健壮的， 安全的，性能非常之高的，独立于架构的，可移植的，动态的脚本语言。p h p 具 有和j a v a 类似的c l a s s 关键字。因为不需要虚拟机，以致速度比j a v a 快5 倍。 p h p 语法上与c 相似，可运行在a p a c h e ，n e t s c a p e - i p l a n e t 和m i c r o s o f ti i s w e b 服务器上。p h p 作为一种工具，可以让你创建动态的w e b 页面。应用p h p 的 网页与常规的h t m l 页面并无二致，你可以用同样的方式来创建、编辑它们。p h p 允许你直接在h t m l 文件里写入简单的脚本，这一点与j a v a sc r i p t 非常相似。 而不同的是，p h p 不依赖于浏览器，是服务器端的语言，而j a v a sc r i p t 却是一 种客户端的嵌在h t m l 中的语言。p h p 不仅可以用来创建w e b 应用程序，也可以 用来开发普通的单机应用程序。 p h p 的强劲之处在于： 开放源码； 广泛的数据库连接； 大量的扩展库； 应用广泛，在w e b ， i n t e r n e t ，e - c o m m e r c e 以及b 2 b 等诸多项目上应 用i 硝平台性，可嘶豸菇眼侗地方，如l i r 砒) 【，w i n d o w s ，9 5 9 8 n t 2 0 0 0 ) ( p ，s o l a r i s ， h p u x 以及各种u n i x ； p h p 具有面向对象特性，它吸收了c c + + j a v a p e r l 的精华。p h p 可以替 代p e r l ，p y t h o n ，j a v a ， c ，c + + ，a w k ，u n i xs h e l l 脚本，v i s u a lb a s i c 和其它语言： p h p 比较容易使用，你可以用它在非常短的时间里，非常迅速的开发出非 常复杂的w e b ，e - c o m m e r c e 和一般的单机应用程序； 运行的速度快，可以使用z e n do p t i m i z e r 对p h p 进行编译和优化，从而 使它运行的更快。p h p 比j a v a 快5 到2 0 倍。 相比之下，使用c g i 开发w e b 应用程序具有以下缺点： 1 对开发人员的要求非常高。 2 使用c g i 开发的w e b 应用程序虽说已能动态地产生页面，但它只能进行 单一的资料操作，无法满足用户控制和管理大型数据库的需要。 3 须使用其他较复杂的语言来开发c g i 程序。 天津火学硕：七学位论文第= 章p h p 及其它相关技术 4 c g i 开发出来的w e b 应用程序其程序代码复用率低。 5 程序开发时间较长。 6 存取数据库不容易。 7 每个c g i 程序被不同用户执行时都得重新执行一次，并占去s e r v e r 的 一个端口( p o r t ) ，降低s e r v e r 效率。 可见，p h p 在数据库访问、与h t m l 的集成、提高服务器的效率等诸多方面 都优于c g i ，更适应w e b 应用程序开发的需要，因此本文选择了p h p 作为个性化 页面生成器的开发工具。 2 3p h p 与i i s 2 3 1i i s 简介 w e b 服务器是w e b 应用程序的心脏。i i s ( i n t e m e ti n f o r m a t i o ns e r v e r ) 是微软 推出的w i n d o w sn to p t i o np a c k 的主要成员，作为w i n d o w sn t 的扩展，自推出 以来已经有了很大发展，其体系结构是当今市场上最受关注的w e b 服务器之一。 它具有强大的系统安全性，具有服务器端脚本开发调试，内容管理和站点分析， 崩溃防护，内置j a v a 虚拟机等强大功能 3 】。 2 3 2i i s 与p 唧的容合 在过去，客户端服务器结构的设计与w e b 的相关技术几乎处于平行线上， 两者相互独立并无法作出集成性的设计。现在我们利用i i s + p h p ，将客户机服 务器结构与w e b 密切结合，完成前后端两者的集成输出功能，使得w e b 站点的 开发更方便，实现的功能更强大，如图2 - 1 1 9 。 利用i s + p h p 技术来集成w e b 前后端所带来的强大效益可归结为以下几个 方面： 1 减少构建和维护成本 2 加快联机过程 3 应用软件集中在服务器端开发管理 4 前端可使用任何浏览器( i e 、n e t s c a p e ) 5 后端可存取任何数据库( s q l 、a c c e s s ) 6 可使用任何脚本语言开发( v b s c r i p t 、j a v a s c r i p t ) 天津大学硕士学位论文第二章p h p 及其它相关技术 客户端一 r e q u e s t 请窭 w e b 服务器 a d o 、i i l d o w sn t r l v l i i c r o s o f la c c e s s 浏览器 r e s p o n s e 响应s q l 查询结果 数据库 j s 一 1 正、n e t s c a p e p 唧 服务器 2 4 利用a d o 访问数据库 图2 - 1 集成功能图 在w e b 动态交互过程中，经常需要根据用户输入的查询条件来查询数据库， 从数据库中取出结果并以一定的格式显示给用户。有时也需要从用户那里收集信 息，并按一定的格式保存到数据库里。a d o ( a c t i v e xd a t ao b j e c t s ) 是一种操作 m i c r o s o f t 所支持的数据库的新技术。在p h p 中，a d o 可以看作是一个服务器组 件( s e r v e rc o m p o n e n t ) ，更简单点说，是一系列的对象，应用这些功能强大的对 象，即可轻松完成对数据库复杂的操作。a d o 是m i c r o s o f t 的数据库对象技术。 a d o 里面包括连接数据库的对象，从查询语句中返回数据的记录集对象和表现 数据元素的字段对象。a d o 则是包装o d b c 和o l e d b 的a p i 。 2 4 1 创建数据库链接( c o n n e c t i o n ) c o n n e c t i o n 对象是网页通过a d o 存取数据库的重要手段，c o n n e c t i o n 对象 负责与数据库实际的连接工作。链接用以保持一些关于正在访问的数据的一些状 态信息，以及链接者信息。p h p 文件中如果要访问数据，必须首先创建与数据库 的链接，其语法如下： s e tc o n n = s e r v e r c r e a t e o b j e c t ( ”a d o d b c o n n e c t i o n ”1 c o n n s t r = ”d r i v e r = m i c r o s o f t a c c e s s d r i v e r ( * 1 m d b ) ；d b q = ”+ s e r v e r m a p p a t h ( ”d b b o o k s h o p m d b ”) 这条语句创建了链接对象c o r m ，接下来：c o n n o p e nc o n n s t r ，“u s e m a m e 9 9 9 “p a s s w o r d ”这条语句打开链接，c o n n s t r 表示与数据源建立连接的相关信息，这 里以与本系统的数据库连接为例，其后的两个参数分别是访问数据库的用户名和 口令，为可选参数。 以上两个步骤缺一不可，因为链接对象的创建与打开是两回事，只有打开 了才真正可以使用。 天津大学硕： - 学位论文第二章p 肿及其它相关技术 2 4 2 创建数据对象( r e c o r d s e t ) a d o 使用r e c o r d s e t ( 记录集) 对象作为数据的主要容器。a d o 可以使用 v b s c r i p t 、j a v a s c r i p t 脚本语言来控制数据库的存取以及输出结果的查询，还可 以使用存储过程或s q l 指令传回对组记录集。r e c o r d s e t 对象代表着执行一个命 令后返回的完整记录集合，所有的r e c o r d s e t 对象都是通过记录和字段构造的。 创建一个r e c o r d s e t 对象可以使用以下语法： s e tr s = s e r v e r c r e a t e o b j e c t ( ”a d o d b r e c o r d s e t ”1 这里”a d o d b r e c o r d s e t ”字符串用来创建r e c o r d s e t 对象。这个字符串通过 c r e a t e o b j e c t 传给操作系统，系统识别出”a d o d b r e c o r d s e t ”，从而创建对应的 对象。从而得到一个记录集对象变量。当打开一个记录集时，如果不为空，则当 前的指针指向第一条记录。当记录指针指到记录集末尾时，r s e o f 为真；当记录 指针指到记录集头时，i s b o f 为真。r e c o r d s e t 对象还可以通过c o n n e c t i o n 对象 的e x e c u t e 方法得到。如： s e tr e c = c o n n e x e c u t e ( ”s e l e c t 牛f r o mp r o d u c t ”1 2 4 3 操作数据库 我们通过调用链接对象的e x e c u t e 方法来将查询结果返回给一个数据对象 或进行插入、删除等操作。例如： s q l s t r ：“i n s e r ti n t ot a b lv a l u e s ( 1 ，2 ) ” c o m a e x e c u t e ( s q l s t r ) 执行插入操作 2 4 4 关闭数据对象和链接对象 在使用了a d o 对象之后要关闭它，因为它使用了一定的服务器资源。通过 调用方法c l o s e 实现关闭，然后再释放它。 r s c l o s e s e tr s = n o t h i n g 关闭创建的数据对象 c o n n c l o s e s e tc o r m = n o t h i n g 关闭创建的链接对象 2 5s q l 特点 s q l ( s t r u c t u r e dq u e r yl a n g u a g e ) 语言是1 9 7 4 年由b o y c e 和c h a m b e r l i n 提出的。目前s q l 已成为一种国际标准语言，是一种功能极强的关系数据库语言。 天津大学硕e 学位论文 第二章p h p 及其它相关技术 它可以和w i n d o w s 下的其他应用程序共享数据库资源，支持多媒体技术，并可 将声音、图片以及动画图象等存放在数据库中。且具有综合统一、高度非工程化、 面向集合的操作方式、以同一种语法结构提供两种使用方式、语言简捷，易学易 用等特点 1 1 。查询速度快，网络功能强，可以把程序代码放在网络上的任一台 n t 服务器，都可以访问到本地的数据库，所以代码移植能力强。 2 5 1 综合统一 1 s q l 语言集数据定义语言d d l 、数据操纵语言d m l 、数据控制语言d c l 的 功能于一体，语言风格统一，可以独立完成数据库生命周期中的全部活动，包括 定义关系模式、录入数据以建立数据库、查询、更新、维护、数据库重构、数据 库安全性控制等一系列操作要求，这就为数据库应用系统开发提供了良好的环 境，例如用户在数据库投入运行后，还可根据需要随时地逐步地修改模式，并不 影响数据库的运行，从而使系统具有良好的可扩充性 1 3 。 2 在关系模型中实体和实体间的联系均用关系表示，这种数据结构的单一性 带来了数据操作符的统一，即对实体及实体间的联系的每一种操作( 如：查找、 插入、删除、修改) 都只需要一种操作符。 2 5 2 高度非过程化 非关系数据模型的数据操纵语言是面向过程的语言，用其完成某项请求，必 须指定存取路径( 如：早期的f o x p r o ) 。而用s q l 语言进行数据操作，用户只需 提出“做什么”，而不必指明“怎么做”，因此用户无需了解存取路径，存取路径 的选择以及s q l 语句的操作过程由系统自动完成。这不但大大减轻了用户负担， 而且有利于提高数据独立性。 2 5 3 面向集合的操作方式 1 非关系数据模型采用的是面向记录的操作方式，任何一个操作其对象都是 一条记录。例如：查询所有平均成绩在8 0 分以上的学生姓名，用户必须说明完 成该请求的具体处理过程，即如何用循环结构按照某条路径一条一条地把满足条 件的学生记录读出来。 2 s q l 语言采用集合操作方式，不仅查找结果可以是元组的集合，而且一 次插入、删除、更新操作的对象也可以是元组的集合。 说明：非关系数据模型中面向记录的操作方式，有时也有用。 天津大学硕：t 学位论文第二章p h p 及其它相关技术 2 5 4 以同一种语法结构提供两种使用方式 1 s q l 语言既是自含式语言，又是嵌入式语言。且在两种不同的使用方式 下，s q l 语言的语法结构基本上是一致的。 2 作为自含式语言，它能够独立地用于联机交互的使用方式，用户可以在终 端键盘上直接键入s q l 命令对数据库进行操作。 3 作为嵌入式语言，s q l 语句能够嵌入到高级语言( 例如：v c 、v b 、d e l p h i 、 j a v a 心o i 玎黜州) 程序中，供程序员设计程序时使用。 2 5 5 语言简捷，易学易用 s q l 语言功能极强，但由于设计巧妙，语言十分简洁。如下表2 一l 表2 1s q l 功能表 s q l 功能 动词 数据查询d q s e l e c t 数据定义d d c r e a t e 、d r o p 、。a 【t e r 数据操纵d m i n s e r t 、u p d a t e 、d e l e t e 数据控制d cg r a n t ，r e v o k e 天津大学硕士学位论文第三章系统需求分析 第三章系统需求分析 系统分析是指在管理系统开发的生命周期中系统分析阶段的各项活动和方 法，有时也指应用系统思想和系统科学的原理进行分析工作的方法与技术。这个 阶段的目标，就是按系统规划所定的某个开发项目范围内明确系统开发的目标和 用户的信息需求，提出系统的逻辑方案。系统分析在整个系统开发过程中，是要 解决“做什么”的问题，把要解决哪些问题、满足用户哪些具体的信息需求调查、 分析清楚，从逻辑上，或者说从信息处理的功能需求上提出系统的方案，即逻辑 模型，为下一阶段进行物理方案设计、解决“怎么做”提供依据。系统分析是使 整个设计达到合理、优化的重要步骤。这个阶段工作深入与否，直接影响到将来 新系统的设计质量和经济性，因此必须予以高度重视。本章主要说明了系统的总 体目标和相关界定，阐述了系统的需要，并由此提炼出系统的逻辑结构，介绍了 系统开发环境和运行环境。 3 1 用户群体描述 下： 该互动平台的系统用户有学生用户、教师和站点管理员。其情况分别描述如 一 学生用户：上网浏览站点的用户，可以根据需要，查找相关内容的文章， 进行网上学习和互动。 一教师用户：能够通过后台管理、维护功能，进行文章的录入、更改和删 除，进行网上教学、辅导、互动。 站点及栏目管理员：能够通过后台管理、维护功能，进行栏目和专题的 添加、更改和删除；能够通过后台管理、维护功能，进行用户组和用户 的添加、更改和删除。 3 2 系统目标 本系统围绕“网上教学互动问题”展开的，需要设计的是具有学习性质的互 动平台系统。因此本系统的目标是：实现用户等级管理( 管理员教师学生) ，实 现师生、同学之间的互动，实现课题讨论、在线答疑、在线学习、考试等功能。 天津大学硕士学位论文 第三章系统需求分析 方便老师个性化的教学辅导、学生个性化的自主学习，实现网上的问题求解及问 题解答。 3 3 业务流程分析 详细调查的重点是对管理业务流程进行详细，描述通过采用系统流程图形描 述工具来描述管理业务活动、进行规范化说明。 业务流程图是表示系统各子系统、模块之间的业务关系、作业顺序、信息流 动的数据流程图。它可以帮助分析人员找出业务流程中的不合理迂回，逐个调查 所有环节的处理业务、处理顺序、处理内容和对处理时间的要求，明白各环节需 求信息、信息来源、流经去向、处理方法、计算方法、提供信息的时间和信息形 态( 报告、报单、屏幕显示) 其在系统中占有及其重要的位置 1 5 。业务流程图 中的符号说明如图3 1 所示，系统业务流程图如图3 2 所示。 口 外部实体 一 口 系统中人员数据流单据、报表、账目处理 图3 1 业务流程图符号说明 天津大学硕士学位论文第三章系统需求分析 图3 2 系统业务流程图 天津大学硕：l 学位论文第三章系统需求分析 3 4 系统逻辑模型 系统分析的主要成果是系统的逻辑模型。系统逻辑模型的提出是系统分析的 最后一项活动，也是形成系统分析结果的关键工作。它以详细调查和对调查结果 的系统化分析为前提，可以使用数据流图、数据字典、决策树、决策表等多种描 述处理的工具。本文主要使用数据流图和数据字典来加以描述。 通过调研及与同学、老师的讨论，得到他们的大力支持和帮助，提出了系统 的逻辑模型，系统基本上分为二大模块，分别是前台系统，供用户浏览信息；后 台系统供用发布信息，其中又可细分为学生子系统、教师子系统、管理员子系统。 除此以外，还对系统的安全性提出了明确的信息需求。 3 5 系统安全性方面 为了增强数据安全性，要求采用s q l 数据库，以便保证系统起用以后不会出 现数据丢失，死机等现象，并保证数据库的一致性、并发性和可移植性，而且要 具有定期备份、数据恢复的功能，不同岗位的人员进入系统后只能调用不同的资 源。具体说明如下： 1 关系数据库本身都具有事务回卷、定期备份等功能。只要在开发中后台选 用s q l 关系数据库，系统数据安全还是有保障的。 2 在权限管理方面，根据教学的实际情况和从简化系统出发，对后台数据库 不用做严格的权限控制，只要通过前台数据库开发工具对用户登陆权限进行严格 划分和控制就可以了。 3 对用户的登录的限制，仅让有合法的用户使用系统： 根据以上权限的划分，用户登录系统的验证过程如图3 1 所示： 天津大学硕士学位论文第三章系统需求分析 3 6 系统功能方面 图3 3 用户登录验证过程流程图 下面以数据流图的方式来描述该系统的逻辑功能。 3 6 1 数据流图( 简称d f d ) 数据流图是组织中信息运动的抽象，是系统逻辑模型的主要形式。这个模型 不涉及硬件、软件、数据结构与文件组织，它与系统的物理描述无关，只是用一 种图形及与此相关的注释来表示系统的逻辑功能。图形描述简明，清晰，不涉及 技术细节，所描述的内容是面向用户的。因此数据流图是系统分析人员与用户进 行交流的有效手段，也是系统设计的主要依据之一。 数据流图是在对业务流程图进行分析的基础上，从系统的科学性、管理的合 理性、实际运行的可行性角度出发，将信息处理功能和彼此之间的联系自顶向下、 逐层分解，从逻辑上精确的描述新系统具有的数据加工功能、数据输入、数据输 天津大学硕士学位论文第三章系统需求分析 出、数据存储及数据来源和去向。数据流图具有抽象性和概括性两种特性： 1 抽象性：表现在它完全舍去了具体的物质，只剩下数据的流动、加工处理和 存储。 2 概括性：表现在它可以把信息中的各种不同业务处理过程联系起来，形成一 个整体。无论是手工操作部分还是计算机处理部分，都可以用它系统地表达出来。 数据流图由四种基本成分组成，分别为外部项、加工、数据流、数据存储。 数据流图的基本符号如图3 _ 4 所示： 口e 一 外部项加工数据流 图3 - 4 数据流图的基本符号 数据存储 本教学互动平台数据流图绘制主要遵循以下原则： ( 1 ) 明确系统界面。此数据流图表示了系统的逻辑模型。系统分析人员根 据调查材料，首先识别出那些不受所描述的系统的控制，但又影响系统运行的外 部环境，这就是系统的数据输入的来源和输出的去处。把这些因素都作为外部项 确定下来，确定了系统和外部环境的界面，就可集中力量分析、确定了系统本身 的功能。 ( 2 ) 自顶向下逐层扩展。具体的数据加工是成百上千，关系错综复杂，不 可能用一两张数据流图明确、具体的描述系统的逻辑功能，因此，我采用了自顶 向下的原则为绘制数据流图提供了一条清晰的思路和标准化的步骤。 ( 3 ) 合理布局。数据流图的各种符号要布局合理、分布均匀、整齐、清晰 使读者一目了然，便于与用户交流免生误解。外部项尽量安排在左方，数据主要 出处尽量安排在右方。 ( 4 ) 系统的数据流图反映了数据流向、数据加工和逻辑意义上的数据存储， 不反映任何数据处理的技术过程、处理方式和时间顺序，也不反映各部分相互联 系的判断与控制条件等技术问题这样只从系统的逻辑功能上讨论问题，便于和 用户交流。 ( 5 ) 数据流图绘制过程，就是本系统的逻辑模型形成过程，要与相关人员 密切接触，详细讨论，不断修改。 教学互动系统的顶层数据流程图如下图3 5 系统顶层数据流图 天津大学硕：仁学位论文第三章系统需求分析 一层数据流程图 图3 - 5 顶层数据流程图 图3 - 6 用户注册流程图 1 6 天津大学硕士学位论文第三章系统需求分析 匐档：擅自i 目尼n 刳币 i 脚苫 邪难信烹 r 1 卜秘斟毹争崩妊，： 簋 。 雹 1 黼思 图3 - 7 论坛发贴流程图 学生 资；附虢 t 一 j l 厂 3t 一 信息丽i 蜊 相嬲 。 1r t 鼎广淞 息 图3 8 学生个人资料上传流程图 天津大学硕士学位论文第三章系统需求分析 t 传资擎情息 息 图3 - 9 教师个人资料上传流程图 管理员 用户名。厂；兰l l 逦i 婶核 1 厂 51 、 用户li r 5 一3 、1 一 用艉、 f日白夕 一i 删一。一l 用户f 馇 一l 锐莳胪j l t jl 用户名一 ， 5 4 、 脯息 l 腓j 图3 - 1 0 用户管理流程图 1 8 天津大学硕士学位论文第三章系统需求分析 操作 操作 操作 图3 - 1