基于J2EE的网络教学平台教学辅导系统.doc

本科生毕业论文本科生毕业论文 设计设计 题 目 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 学生姓名 朱征北 学 号 200616010205 专业班级 计科 06102 指导教师 王蓉 完成时间 2010 年 5 月 目录目录 目录 I 摘 要 IV ABSTRACT V 第一章 绪 论 1 1 1 行业研究现状 1 1 1 1 网络教学平台的国内外发展状况 1 1 2 课题研究目的及意义 2 1 2 1 课题目的 2 1 2 2 课题意义 2 1 3 系统调研 3 1 4 可行性分析 3 1 4 1 社会可行性分析 3 1 4 2 技术可行性分析 4 1 4 3 经济可行性分析 4 1 5 研究内容 5 第二章 开发工具及语言特点 6 2 1 JSP 语言 6 2 2 应用服务器 JBOSS 7 2 3 数据库 MYSQL5 0 8 2 4 STRUST框架原理 8 2 5 JSPSMARTUPLOAD组件 10 2 6 JACOB 组件 10 第三章 系统需求分析 12 3 1 系统需求分析 12 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 II 3 2 系统功能需求 12 3 3 系统性能需求 13 3 4 系统环境需求 13 3 5 系统角色分析 13 3 6 系统用例分析 14 3 6 1 教师用例分析 14 3 6 2 学生用例分析 16 3 6 3 管理员用例分析 18 第四章 系统设计 20 4 1 系统体系结构 20 4 2 用户界面设计 21 4 3 页面间的跳转关系 22 4 4 复杂业务流程分析 22 第五章 系统实现 24 5 1 系统环境搭建 24 5 2 系统核心类图 24 5 3 数据持久层设计 28 5 3 1 编写 PO 类 28 5 3 2 编写 Hibernate 映射文件 28 5 4 WEB 层设计 30 5 5 访问权限控制 31 5 6 解决中文乱码 32 5 7 系统设计中的问题及解决方案 33 5 7 1 界面美观问题 33 5 7 2 数据类型转换问题 33 5 7 3 数据连接上的问题 34 第六章 系统测试 36 6 1 测试举例 36 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 III 6 2 测试方法 37 6 3 系统运行效果图 37 6 4 系统总结 41 6 4 1 系统的特色 优点介绍 41 6 4 2 系统存在的不足 42 6 4 3 改进方案 42 第七章 心得体会 43 参考文献 45 致谢 46 附录 48 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 IV 摘 要 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统是实施 Internet 教育的软 硬件平 台 平台的性能与功能直接决定了高校教育的教学质量 教学手段 学习效果与管 理水平 论文论述了基于 J2EE 的 MVC 结构与组件技术的 Web 应用系统的系统构架 并详细讨论现代网络教育支撑平台的系统分析 设计与关键技术的实现 系统采用 UML 分析方法对系统进行分析 建立系统的功能模型和对象模型 通 过建立模型 能够更好的全面理解系统 采用框架技术是 Strust Hibernate Strust 为用户提供美观的图形界面 操作简单 Hibernate 能 够很好地完成数据视图层到存储层的永久存储 框架技术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 为系统提 供了数据自修复的功能和良性的数据吐纳机制 保证了系统稳定 可靠的持续运行 关键字 关键字 J2EE MVC Strust Hibernate 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 V Abstract Network teaching platform based on the J2EE for the tutorial system is the implementation of the Internet education software and hardware platform the platform s performance and functionality directly determines the quality of teaching in higher education teaching methods learning and management level This paper discusses the J2EE based MVC structure and component technology framework for Web application systems and discusses in detail of the supporting platform for the modern network education system analysis design and implementation of key technologies The system uses the UML analysis methods on system analysis establish a system of functional model and object model through the establishment of model can fully understand the system better The use of framework technology is Strust Hibernate Strust can provide users with attractive graphical interface easy operation Hibernate works well with complete data view layer to the storage layer for persistent storage Frame technology allows the system has strong scalability versatility compatibility and interoperability each level will focus on the specific role and function of the data for the system function and healthy self healing data gateway mechanism ensure the system stable and reliable running Keywords Keywords J2EE MVC Strust Hibernate 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 1 第一章 绪 论 1 1 行业研究现状 1 1 1 网络教学平台的国内外发展状况 大约是在 1996 年底 1997 年初开始出现支持网上教学的软件平台 近年来更 是层出不穷 一个完整地支持基于 Web 教学的支撑平台应该由三个系统组成 网上 课程开发系统 网上教学支持系统和网上教学管理系统 分别完成 Web 课程开发 Web 教学实施和 Web 教学管理的功能 现在市场上的许多产品都是从这三方面的某一方面发展起来的 经过多年的积 累和扩展成为可以支持 Web 上课程开发 教学传递和管理的综合平台 比的 Authorware 4 0 http www macromedia com software authorware 已经可 以开发网上课程 与该公司的 Pathware 软件配合实现网上教学 为了适应网上课程 开发的需要 Asymetrix 公司为普通用户和专业用户分别推出了 ToolBook II Assistant 和 ToolBook II Instructor http www 如 Authorware 和 ToolBook 都是很著名的多媒体开发工具 Macromedia 公司 products toolbook2 与该公司的 Librarian 配合也可以实现完整的网上教学 另一类远程教学支撑平台是从网页开发工具和网站建设工具角度出发 如 Mad Duck 技术公司开发的 Web course ina Box 有一类远程教学支撑平台从网上测试工具发展而来 如 Allen Communication Inc 的 QuestNet 与该公司的 Designer s Edge 软件配合可以进行深入的课程设计和 分析 学习编程 无需掌握 HTML 就可以开发出所需要的课程 可以满足网上教学的常规要 求 只是所开发的课程有结构雷同 个性不强 发挥余地有限的缺点 Web 作为教学媒体 其优势不仅在于它是很好的内容载体 可以随时随地访问 还在于它提供了很多交流渠道 可以促进师生之间 学生之间的充分讨论 这对于提 高教学质量 促进学生高级认知能力的开发是十分重要的 所以 也有一些远程教 学平台是在远程会议系统之上增加了教育管理功能 并逐步向全面支持网上教学方 向扩展 如 DataBeam 公司的 DataBeam Learning Server http learning 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 2 databeam com Lotus 的 LearningSpace 是基于 Lotus Domino 框架 提供了学 生与学生 学生与教师之间强大的交流功能 现代网络教学平台在世界范围内的发展是非常迅速的 尤其是在美国 由于计 算机网络发展较早 各方面设施比较完善 所以网络教学平台的发展比较迅速 据 新华社报道 早在 1996 年 克林顿总统就提出了 教育技术行动 行动纲领指出 到 2000 年全美中小学电脑都将连上信息高速公路 让每个孩子都能受到 21 世纪 现代技术教育 教育行动主要包括四个方面 每个教室 实验室和图书馆都连 接因特网 每个学生都能使用电脑 每所学校都能获得优秀的课程教学软件 鼓励教师使用现代教育技术教学 我国在教育体制 教育方法 教学模式和教育 观念上同国外特别是同美国相比 虽然存在着很大的差距 但是我们在有些方面也 取得了显著的成绩 1998 年 9 月 教育部批准在清华大学 浙江大学 湖南大学 等 1 2 课题研究目的及意义 1 2 1 课题目的 网络教学平台在数字化校园中有着很高的地位 教学辅导系统作为网络教学平 台的一个分支 在教学管理中起到一个不可或缺的作用 因此系统采用 J2EE 开发 平台 以更好的与现有的网络教学平台相结合 为每门课程配备辅助教学工具 达 到教学全面管理 高效教学 学生高效学习 师生实时在线互动的目的 1 2 2 课题意义 随着网络的不断发展 网络教学平台是一个必不可少的部分 它可与教学设施 管理结合实现传统课堂教学与在线教学的充分结合 在网络教育的环境中 可以最 大限度地发挥学生的主动性 积极性 既可进行个别教学又可进行协作教学 还可 将二者结合起来 形成一种全新的网络教学模式 这种教学模式可以完全按照个人 的需要选择教学内容 教学方式 教学时间甚至指导教师 这种教学模式 主要的 特点是教师和学生能够跨越时空进行实时和非实时的交互 很易激发学生的学习兴 趣 并为学生实现探索式 发现式学习创造条件 也是开发教学辅导系统的意义所 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 3 在 1 3 系统调研 正式开发网络教学辅导系统之前对传统的教学方式 管理模式进行调研是非常 必要的 其必要性主要表现在以下几个方面 1 明确用户的要求 以根据调查结果进行可行性分析 确认系统的开发十分 可行 2 学校的现行系统可能是手工系统 也可能是使用计算机的系统 无论是何 种情况 都要详细地调查现行系统中信息处理的具体情况 系统内部功能结构 以 便设计出一个合理的 好的新系统逻辑模型 为新系统的设计工作打好基础 保证 整个系统开发的质量 总之 必要对现行系统进行详细的调查 明确用户需求 保 证开发的新系统的功能与用户的要求相吻合 避免耗费大量的人力 物力 财力 新系统的开发却失败的悲剧发生 1 4 可行性分析 可行性分析是在用户的要求和系统调研的基础上进行的 对新系统的开发从社 会 技术 经济 管理等方面进行分析 并得到新系统的开发工作可行 不可行 需要修改 追加投资 暂缓开发 分步实施等方案和结论 最后完成可行性分析 可行性分析一般可定义为 可行性分析是在建设在前期对工程项目的一种考察 和鉴定 对正在分析中的项目进行全面与综合的技术 经济能力的调查 判断它是 否可行 新系统目标可行性分析 分析新系统的目标是否符合学校的现状和发展的需要 1 4 1 社会可行性分析 社会可行性分析 主要是指管理信息系统的开发是否符合国家法律 下策 是 否能够与社会大系统实现良好的对接 随着计算机的发展与普及 以及互联网技术的扩展 日常工作 管理必将实现 无纸化办公 并且加入到单位内部的 Intranet 或者外部网络 实现数据的共享 这 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 4 样有利于各种信息在单位内部的查询 提高了数据资源的利用 并且能及时的得到 更新 不需要像过去那样浪费大量的人力物力去进行抄写 提高了工作的效率 1 4 2 技术可行性分析 技术可行性分析 技术可行性分析是根据新系统的目标来衡量是否具备所需要 的技术 包括系统开发用户数量和水平 硬件方面 软件方面以及其他应用技术 目前 DBMS 的开发分为两种主流模式 一是技术完全成熟的客户机 服务器 C S 模式 二是技术正在发展且前途无量的浏览器 服务器 B S 模式 前者 也称两层结构 后者也称 3 层或多层结构 传统的 C S 模式下应用系统一般由服务器 Server 和客户端应用程序 Client App 组成 数据一般存放在服务器上 应用程序存放在客户端计算机上 采用 C S 模式开发的系统具有信息共享性好 网络的信息传输量小等优点 但却具 有不易维护 用户操作界面风格不一致 能够处理的数据类型不易扩展等缺点 随 着基于网络的应用系统快速发展 传统 C S 模式应用系统的缺点不断暴露出来 促 使 B S 模式应用系统的产生和发展 B S 模式应用系统由浏览器 Browser 和服务器 Web Server Other Server Middle Ware 组成 数据和应用程序都存放在服务器上 浏览器功能可 以通过下载服务器上的应用程序得到动态扩展 服务器具有多层结构 B S 系统处 理的数据类型可以动态扩展 以 B S 模式开发的系统维护工作集中在服务器上 客 户端不用维护 操作风格比较一致 只要是浏览器的合法用户都可以十分容易地使 用 在 B S 模式下 客户端的应用程序 浏览器 并不直接存取数据库中数据 和 数据库打交道的是 Web Server 或其它的应用服务器 用户首先通过浏览器将要检 索的数据提交给 Web Server Web Server 再向数据库服务器请求数据服务 最后 Web Server 将得到的数据通过 HTTP 协议以 HTML 代码返回浏览器 B S 模式开发 的主要任务在 Web Server 上 其开发的工具随 Web Server 的不同而有所区别 系 统中采用 servlet 作为程序流程的控制层 使用 tomcat 作为系统的服务器 系统 主要使用 JSP 技术 在 windows xp 环境下 使用了 MyEclipse6 5 集成开发工具来 开发 JBoss5 1 应用服务器来部署运行 RationalRose2003 UML 分析工具 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 5 PowerDesigner 数据库建模工具来分析系统 MySQL 数据库工具用于管理后台数据 1 4 3 经济可行性分析 经济可行性分析 主要是对开发新系统所投入的资金与系统投入使用后所带来 的经济效益进行比较 确认新系统是否会给学校带来一定的经济效益 采用传统的手工输入方法 不仅工作繁琐而且需要人力输入多 记录容易出错 那样产生了成本高 效率差的弊病 对于一个学校的资料库建立是十分困难和麻烦 的 而采用着中国系统所花费的成本 精力都远远低于手工 并且实用十分方便 更新也简易 每个部门只需一个人统一管理 对于学校实现办公无纸化能起到很大 的作用 所以此系统经济可行性也具备了 1 5 研究内容 论文主要分七章 每个章节的主要内容如下 第一章绪论 主要介绍了开发系统的目的和意义 网络教学平台的调研以及可 行性的分析 第二章开发工具及语言特点 主要介绍开发工具和使用的开发语言以及特点 数据库技术和组件技术 第三章系统需求分析 主要介绍系统的需求分析 进行系统的需求分析时主要 描述系统的用户需求 功能 性能环境的分析 第四章系统设计 主要介绍系统设计 主要包括系统体系结构 用户界面的设 计和负责业务流程的分析 第五章系统实现 主要介绍系统的实现 包括环境的搭建 类图实现和 DAO 组件设计 web 层设计 中文乱码解决等内容 以及在系统的开发过程中遇到的 困难以及解决的方法 第六章系统测试 主要描述系统的测试 测试的举例 测试项目 以及在测试 中遇到的问题 系统的不足以及还需改进的地方 第七章心得体会 主要是系统在开发过程中的心得体会 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 6 第二章 开发工具及语言特点 系统技术框架采用 Strust1 2 Hibernate3 0 框架技术 为了提高工作效率 以及系统后期的可维护性 在处理具体的业务事务时 采用了 JspSmartUpload 组 件来管理文件的上传与下载 为了更加快捷地阅读各种资源文件 系统采用了 JACOB 组件 使 Word Excel 文本文件直接转换成 HTML 格式 使用浏览器直接打 开阅读 为用户节省时间 免去了下载后再打开 长时间等待等繁琐的操作 为了 使教师更好地办公 系统采用了在线编辑器 FCKeditor 为教师的工作提供简便 快捷及高效的操作 开发过程中所用到的重要开发工具有 MyEclipse6 5 集成开发环境 应用服 务器 Jboss5 1 数据库服务器 MySQL5 0 以及数据库建模工具 PowerDesiner12 2 1 JSP 语言 JSP 就是 Java 只是它是一个特别的 Java 语言 加入了一个特殊的引擎 这 个引擎将 HTTPServlet 这个类的一些对象自动进行初始化让用户使用 而用户不用 再去操心前面的工作 同时这个引擎又引入了 jsp Java Servlet Code java 文件 Java Runtime Bin Code class 文件 这就是为什么我们第一次运行 JSP 时 CPU 占用率能达到很高的原因 它实 际上是调用了 JSP 引擎来生成 Java 文件 再用 Javac 来编译它到 class 文件 这 才能去执行它 JSP 技术使用 Java 编程语言编写类 XML 的 tags 和 scriptlets 来封装产生动 态网页的处理逻辑 网页还能通过 tags 和 scriptlets 访问存在于服务端的资源的 应用逻辑 JSP 的特点是将网页逻辑与网页设计和显示分离 支持可重用的基于组 件的设计 使基于 Web 的应用程序的开发变得迅速和容易 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 7 因此 选用 JSP 技术作为系统的客户端开发语言是符合要求的 也是 J2EE 技 术框架中必须的 这使得系统具备更多的灵活性 拥有了 Java 语言具备的所有特 性 与平台无关 一次开发 到处执行的宗旨 此外 系统还采用了 Hibernate 技术框架 与 JSP 完美结合 使得各种数据的 交互变得简单 灵巧 后台的数据存储和维护具有更多的灵活性可拓展性 2 2 应用服务器 JBoss 近年来 在 J2EE 应用服务器领域 JBoss 是发展最为迅速的应用服务器 JBoss 是免费的 开放源代码 J2EE 的实现 它通过 LGPL 许可证进行发布 这 使得 JBoss 广为流行 JBoss 是一个运行 EJB 的 J2EE 应用服务器 例如 数 据库访问 JDBC 交互 JTA JTS 消息机制 JTS 命名机制 JNDI 和管理支 持 JMX 它是开放源代码的项目 遵循最新的J2EE 规范 目前的 JBoss 发 布版 2 2 4 实现了 EJB 1 1 和部分 EJB 2 0 的标准 JMS 1 0 1 Servlet 2 2 JSP 1 1 JMX 1 0 JNDI 1 0 JDBC 1 2 和 2 0 扩充 支持连接池 Connection Polling JavaMail JAF JTA 1 0 和 JAAS1 0 标准 JBoss 是 100 纯 Java 实现能运行于任何平台 从 JBoss 项目开始至今 它已经从一个 EJB 容器发展成为一个基于的 J2EE 的一个 web 操作系统 operating system for web 它体现了 J2EE 规 范中最新的技术 并且它还在 the JavaWorld Editors Choice 2002 评选中 获得 最佳 Java 应用服务器 大奖 无论是学习还是应用 JBoss 为我们提 供了一个非常优秀的平台 另外 JBoss 应用服务器还具有许多优秀的特质 它将具有革命性的 JMX 微内核服务作为其总线结构 它本身就是面向服务的 架构 Service Oriented Architecture SOA 它还具有统一的类装载器 从而能够实现应用的热部署和热卸载能力 因此 它是高度模块化的和松耦合的 是健壮的 高质量的 而且还具有 良好的性能 选择 Jboss 作为系统运行服务器 无论从现阶段的应用还是后期 业务的拓展 都是可行的 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 8 2 3 数据库 MySQL5 0 MySQL 是一个小型关系型数据库管理系统 开发者为瑞典MySQL AB 公司 在 2008 年 1 月 16 号被 Sun 公司收购 而 2009 年 SUN 又被 Oracle 收购 对于 Mysql 的前途 没有任何人抱乐观的态度 目前 MySQL 被广泛地应用在 Internet 上的中小型网站中 由于其体积小 速度快 总体拥有成本低 尤其是开放源码 这一特点 许多中小型网站为了降低网站总体拥有成本而选择了MySQL 作为网 站数据库 系统的数据存储工具采用 Mysql 足以满足系统的需求 2 4 Strust 框架原理 MVC 即 Model View Controller 的缩写 是一种常用的设计模式 MVC 减弱了 业务逻辑接口和数据接口之间的耦合 以及让视图层更富于变化 MVC 架构的核心 思想是 将程序分成相对独立 而又能协同工作的三个部分 通过使用 MVC 架构 可以降低模块之间的搞合 提供应用的可扩展性 另外 MVC 的每个组件只关心 组件内的逻辑 不应与其他组件的逻辑混合 MVC 的工作原理 如下图 2 1 所示 Struts 是 MVC 的一种实现 它将 Servlet 和 JSP 标记 属于 J2EE 规范 用作实现的一部分 Struts 继承了 MVC 的各项特性 并根据 J2EE 的特点 做了相 应的变化与扩展 Struts 的工作原理 如下图 2 2 所示 图 2 1 原理图 图 2 原理图 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 9 控制 从上图可以看到有一个 XML 文件 Struts config xml 与之相关联的是 Controller 在 Struts 中 承担 MVC 中 Controller 角色的是一个 Servlet 叫 ActionServlet ActionServlet 是一个通用的控制组件 这个控制组件提供了处 理所有发送到 Struts 的 HTTP 请求的入口点 它截取和分发这些请求到相应的动作 类 这些动作类都是 Action 类的子类 另外控制组件也负责用相应的请求参数 填充 Action From 通常称之为 FromBean 并传给动作类 通常称之为 ActionBean 动作类实现核心商业逻辑 它可以访问 JavaBean 或调用 EJB 最 后动作类把控制权传给后续的 JSP 文件 后者生成视图 所有这些控制逻辑利用 struts config xml 文件来配置 视图 主要由 JSP 生成页面完成视图 Struts 提供丰富的 JSP 标签库 Html Bean Logic Template 等 这有利于分开表现逻辑和程序逻辑 模型 模型以一个或多个 JavaBean 的形式存在 这些 bean 分为三类 Action Form Action JavaBean or EJB Action Form 通常称之为 FormBean 封装了来 自于 Client 的用户请求信息 如表单信息 Action 通常称之为 ActionBean 获取 从 ActionSevlet 传来的 FormBean 取出 FormBean 中的相关信息 并做出相关的 处理 一般是调用 Java Bean 或 EJB 等 流程 在 Struts 中 用户的请求一般以 do 作为请求服务名 所有的 do 请 求均被指向 ActionSevlet ActionSevlet 根据 Struts config xml 中的配置信息 将用户请求封装成一个指定名称的 FormBean 并将此 FormBean 传至指定名称的 ActionBean 由 ActionBean 完成相应的业务操作 如文件操作 数据库操作等 每一个 do 均有对应的 FormBean 名称和 ActionBean 名称 这些在 Struts config xml 中配置 核心 Strust 的核心是 ActionServlet ActionServlet 的核心是 strust config xml 采用 Strust 框架将整个系统的应用开发分隔为三层 降低了各层之间的耦合 度 提高了应用的可拓展性 采用 Strust 来开发 更符合软件工程化管理的精神 不同的层各司其职 每一层的组件具有相同的特征 有利于通过工程化和工具化产 生管理程序代码 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 10 2 5 JspSmartUpload 组件 JspSmartUpload 是由 网站开发的一个可免费使用的全功能 的文件上传下载组件 适于嵌入执行上传下载操作的 JSP 文件中 该组件有以下几 个重要的特点 1 使用简单 在 JSP 文件中仅仅书写三五行 Java 代码就可以搞定文件的上传 或下载 方便 2 能全程控制上传 利用 JspSmartUpload 组件提供的对象及其操作方法 可 以获得全部上传文件的信息 包括文件名 大小 类型 扩展名 文件数据等 方便存取 3 能对上传的文件在大小 类型等方面做出限制 如此可以滤掉不符合要求 的文件 4 下载灵活 仅写两行代码 就能把 Web 服务器变成文件服务器 不管文件在 Web 服务器的目录下或在其它任何目录下 都可以利用 JspSmartUpload 进行下载 5 能将文件上传到数据库中 也能将数据库中的数据下载下来 这种功能针对 的是 MYSQL 数据库 因为不具有通用性 所以本文不准备举例介绍这种用法 文件上传下载在系统中应用很广泛 如教师上传课件 布置新作业及其学习资 料 学生查看教师布置的新作业 下载各种学习资料等等 多需要对文件进行复杂 的处理 但采用 JspSmartUpload 组件 将使这一业务处理变得简单可行 因此 JspSmartUpload 组件在业务处理流程中 有着举足轻重的地位 2 6 JACOB 组件 JACOB 是一个 JAVA 和 COM 之间的桥接口 它使得你可以在 Java 中自动控制 COM 组件 它使用 JNI 通过本地调用 COM 和 Win32 程序接口 JACOB 是 JAVA COM Bridge 的缩写 提供自动访问 com 的功能 也是通过 JNI 功能访问 Windows 平台 下的 com 组件或者 win32 系统库 这是一个开始于 1999 年的开源项目的成果 使 用 JACOB 可以先编写 COM 组件 再在 Java 中调用 这在许多遗留在系统中 COM 组 件是常用的 因此 使用 JACOB 对于系统的集成是比较实用的功能 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 11 JACOB 的本质还是使用 JNI 技术调用 WINDOS 平台下的本地方法 Java 程序 通过 JACOB 调用 COM 自动化组件的详细机制如图 2 3 所示 采用了 JACOB 组件与 Window 的 COM 组件有机结合 是对 Java 功能的一种延伸 体现了与平台无关的特点 在系统中使用 JACOB 也有很多好处 如试卷的生成 各 种资源文件的下载阅读 给用户提供了简便的操作 速度快 免去了用户长时间等 待的烦躁过程 图 2 3 JACOB 调用 COM 制动化组件的机制 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 12 第三章 系统需求分析 需求分析的最根本任务是确定 为了满足客户的需求 系统必须要做什么 具体的说 应该确定系统必须具有的功能和性能 系统要求的运行环境 必须仔细 分析系统中的资料 首先要通过对现有的系统的详细调研 主要是从系统的角度理 解用户的需要 确定新系统的综合要求 并提出这些需求的实现条件以及需求应达 到的标准 也就是确定新系统要做什么 做到什么程度 这些需求主要分为 用户 需求 功能需求 性能需求 环境需求 3 1 系统需求分析 专门为学校设计的智能化教学辅导系统 智能化管理主要体现在在线考试 练 习 作业的动态管理和科学统计上 可以帮助教师了解每位学生信息 及时考察和 检验每一名学生的学习情况 现有系统的主要特点是 1 用户信息入档 包括教师 学生和管理员的基本信息 以及学生的考试 成绩 与教师的信息留言等都要入档 如教工号或学生学号 用户名 真实姓名 用户权限等 并可附带学生照片 2 查询统计功能 可单个字段查找或任意字段组合查询 查看某个学生基 本信息 查看考试统计情况等 查询统计结果显示在状态条明显位置 3 多种排序方式 不同的排序方式 快速查看排序结果 统计查询记录 4 自定义打印规格 可自定义打印尺寸 打印方向 表格颜色 任意组合 打印项目 编辑打印题头 3 2 系统功能需求 系统是一个教学辅导系统 管理员通过特定的用户名和密码登陆到后台 在后 台页面对教师 学生相关信息添加 修改 删除 管理员操作后的员可以及时浏览 同时用户可以在前台浏览 用户登录到用户界面 通过浏览器查看已经存在于数据 库中的信息 用户通过系统的查询功能从数据库中调出所需要的信息 还可以通过 留言的方式将自己独到的论点反映给我们管理员 其他用户可以查阅大家的留言 留言可以直接存入数据库进行保存 管理员可以对这些留言进行管理 留言可以分 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 13 页查询 教学辅导系统主要实现的功能有 用户管理 考试管理 课程管理 文件 管理 作业管理 经典题库 留言管理 教学管理 沙场练兵等功能模块 系统打 算设定管理员与教师和学生三个角色 他们登陆到不同的用户界面 分别进行各自 的功能 3 3 系统性能需求 给出所开发的新系统的技术性能指标 包括存储容量限制 运行时间限制 安 全保密性等 设计时只是做一个简单的教学辅导系统 简单模拟了一个教学环境所 涉及到的人与事 并没有真实的数据 如学校的实际规模 在校师生人数 同时在 线人数等具体数据 所以没有必要进行性能需求的分析 3 4 系统环境需求 这是对系统运行以及所处环境的要求 例如 在硬件方面采用什么机型 有什 么硬件设备等 在软件方面 采用什么支持系统运行的系统软件 指操作系统 数 据库管理系统 系统的软件方面是采用 windows xp 的操作系统 开发系统的工具 是 MyEclipse6 5 Mysql5 0 数据库管理系统 应用服务器采用的是 JBoss5 1 在 硬件方面采用的 pc 机 3 5 系统角色分析 作为一个教学辅导系统 最基本的用户要求是能够进行查询和管理 根据教学 管理过程中涉及到的各种人员 系统角色重要分为管理员 教师和学生 管理员 能够通过输入关键的字查询出所需要的信息 对用户的信息进行修改 或者删除该用户 教师 使用该系统可以高效地完成日常的教学任务以及各种考试的统计和管理 还能够在线实时地与学生进行交流 为学生答疑 学生 利用该系统 积极主动地安排学习 包括练习 作业和考试 还可和教 师实时交流 提高学习效率 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 14 3 6 系统用例分析 用例是关于用户和系统之间相互作用的文本性描述 从外部角度描述系统的行 为 表达系统应该做什么 也是可以被行为者感受到的 系统的一个完整的功能 本节中通过用例与用例规约描述 来进一步说明该系统需求 是下一阶段系统设计 的基础 也是测试用例的重要依据 3 6 1 教师用例分析 教师在整个教学工作中的任务是比较重的 如信息管理 管理各种性质的公告 信息 为师生提供动态的消息 文件管理中要上传各种资源文件 课件和实验文件 等等事务处理 具体用例如 3 1 图所示 在用例规约描述中 由于涉及的用例比较 多 只选择了具有代表性的用例来描述 即选择课程管理用例来做用例规约描述 图 3 1 教师用例分析图 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 15 表 3 1 课程管理用例规约表 用例名称 课程管理 用例 ID 110 角色 教师 用例说明 教师使用课程管理功能来完成所担任课程的日常管理工作 前置条件 教师已经成功登录上教学辅导系统 基本事件流 1 教师请求使用课程管理 2 系统为教师提供管理界面 3 教师填写课程概要 4 教师布置或管理实验内容 其它事件流 无 异常事件流 无 后置条件 无 表 3 2 课程概要用例规约表 用例名称 课程概要 用例 ID 111 角色 教师 用例说明 教师使用课程概要功能来完成教学内容的管理工作 前置条件 教师已经成功登录上教学辅导系统 基本事件流 1 查看课程介绍 2 查看理论教学 3 查看课外拓展 4 编辑内容 其它事件流 无 异常事件流 无 后置条件 内容编辑成功后再课程介绍 理论教学和课外拓展中立即看到 相关的内容 表 3 3 实践教学用例规约表 用例名称 实践教学 用例 ID 112 角色 教师 用例说明 教师使用实践教学功能来完成课程实验的管理工作 前置条件 教师已经成功登录上教学辅导系统 基本事件流 1 查看实验内容 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 16 2 新建实验 3 更新 修改 删除 实验 其它事件流 无 异常事件流 无 后置条件 无 3 6 2 学生用例分析 学生用例中 为学生提供多样的学习方式 使学习更加灵活 便捷 包括课程 介绍 实践教学 沙场练兵等 用例图如下 3 3 图所示 图 3 2 学生用例图 同教师用例一样 学生的用例规约也是只选部分用例来进行规约描述 描述如 下各表所示 表 3 4 课程介绍用例规约表 用例名称 课程介绍 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 17 用例 ID 210 角色 学生 用例说明 学生通过课程介绍功能来了解所选学课程的相关信息 前置条件 学生已经成功登录上教学辅导系统 基本事件流 1 学生请求使用 2 系统提供管理窗口 3 学生查看课程的相关内容 其它事件流 无 异常事件流 无 后置条件 无 表 3 5 教学团队用例规约表 用例名称 教学团队 用例 ID 211 角色 学生 用例说明 学生通过教学团队功能来了解所选学课程的教师团队 前置条件 学生已经成功登录上教学辅导系统 基本事件流 查看课程的任课教师队伍 表 3 6 教学计划用例规约表 用例名称 教学计划 用例 ID 212 角色 学生 用例说明 学生通过教学计划介绍功能来了解所选学课程教学计划安排 前置条件 学生已经成功登录上教学辅导系统 基本事件流 查看课程的计划安排 表 3 7 教学大纲用例规约表 用例名称 教学大纲 用例 ID 213 角色 学生 用例说明 学生通过教学大纲功能来了解所选学课程的大纲内容 前置条件 学生已经成功登录上教学辅导系统 基本事件流 查看课程的大纲内容 了解课程的知识点 表 3 8 课程概述用例规约表 用例名称 课程概述 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 18 用例 ID 214 角色 学生 用例说明 学生通过课程概述功能来了解所选学课程的介绍 前置条件 学生已经成功登录上教学辅导系统 基本事件流 查看课程的概述内容 对课程有较为全面的认识 3 6 3 管理员用例分析 管理员在系统重要负责的工作是管理用户的基本信息 包括管理用户 批量导 入用户和创建单个用户 用例图如图 3 4 所示 图 3 3 管理员用例图 表 3 9 用户管理用例规约表 用例名称 用户管理 用例 ID 310 角色 管理员 用例说明 管理员管理用户的相关信息 前置条件 管理员已经成功登录上教学辅导系统 基本事件流 1 批量导入用户信息 2 创建单个用户 3 删除 修改用户信息 其它事件流 无 异常事件流 无 后置条件 无 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 19 表 3 10 excel 导入用例规约表 用例名称 Excel 导入 用例 ID 311 角色 管理员 用例说明 管理员批量导入用户信息 前置条件 管理员已经成功登录上教学辅导系统 基本事件流 1 选择 excel 文件批量导入用户信息 2 上传文件 其它事件流 无 异常事件流 导入的文件不是 excel 文件或者文件内容的格式不符合 规定时 则不能上传 转向异常处理 后置条件 无 表 3 11 添加用户用例规约表 用例名称 添加用户 用例 ID 312 角色 管理员 用例说明 管理员创建一个用户 前置条件 管理员已经成功登录上教学辅导系统 基本事件流 1 编辑用户信息 2 保存用户信息 其它事件流 无 异常事件流 无 后置条件 无 表 3 12 管理用户用例规约表 用例名称 管理用户 用例 ID 313 角色 管理员 用例说明 管理员管理用户信息 前置条件 管理员已经成功登录上教学辅导系统 基本事件流 1 修改用户信息 2 删除用户信息 其它事件流 无 异常事件流 无 后置条件 无 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 20 第四章 系统设计 4 1 系统体系结构 本系统采用 Strust Hibernate 的技术体系结构 还结合了相关的组件技术 严格按照 MVC 结构分层 在体系结构中 各种技术的所属的位置为 连接构件 Strust 中 Actionservlet 作为中央控制器 调配和连接其它构件 处理构件 JavaBean Hibernate JspSmartUplaod JACOB 负责业务处理和 数据存储 在系统中工作最为繁琐 也是核心组件 数据构件 Strust 中的 ActionForm 承载着用户发送过来的各种信息 并将 其数据移交给处理组件处理 各组件间的关系如图 4 1 体系结构图所示 ClientControllerBusiness login Strust config xml Hibernate sessionFactory JspSmartUplaod JACOB ActionForm JavaBean Model JSP FCKeditor request forward response 4 1 体系结构图 DB Mysql View 体系结构的另一种表现方式是采用包图 在包图中 严格按照 MVC 的思想来划 分 系统中使用到的框架技术和组件技术也包含在相应的层次结构中 如图 4 2 体 系结构包图所示 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 21 图 4 2 体系结构包图 4 2 用户界面设计 用户界面是人与机之间交流 沟通的层面 主要使用在人和机器的互动过 程 Human Machine Interaction 中 用户界面设计的三大原则是 置界面于 用户的控制之下 减少用户的记忆负担 保持界面的一致性 在工作流程上分为结 构设计 交互设计 视觉设计三个部分 结构设计 Structure Design 界面设计的骨架 采用左右结构 即左边选择 右边显示被选中的页面内容 无需刷新或弹出新的窗口 相应速度快 交互设计 Interactive Design 交互设计的目的是使产品让用户能简单使用 用户使用系统时每一步操作 都有相关的提示信息 如管理员删除用户时提示是否确认删除该用户 注销 用户时确认是否注销 批量导入的不是excel 文件时提示导入的文件格式有误 等等 使用户的每一步操作做到心中有数 操作无误 视觉设计 Visual Design 视觉设计也是页面风格设计 目的就是让用户愉快地使用系统 系统重要以 蓝色 淡蓝色为主色调 给人许多想象的空间 有在追梦一般的美感 界面的背景 图案简单明了 不拖泥带水 操作快速简便 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 22 上面是用户界面设计的原则和思想 下面用户界面设计的效果图 图 4 3 用户界面设计框架图 4 3 页面间的跳转关系 页面跳转有两种关系 一是跳转过程中不需要进行相关的业务处理 则直接跳 转 二是需要进行业务处理 此时需以 do 的形式将请求发送给 ActionServlet 让其将请求信息转发给相应的处理类来处理 然后在选择合适的视图来相应 最终 完成跳转的操作 如上节中的跳转关系如表 4 1 所示 表 4 1 页面跳转关系表 源页面请求方式跳转目的页面 forward mainindex jsplogin jsplogin do forward loginlogin jsp 4 4 复杂业务流程分析 在系统的所有业务处理中 用户管理模块的批量导入用户是较为复杂的业务处 理 批量导入的流程图如图 4 7 所示 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 23 输入 Excel 文件 是否选中 DB 错误处理 Y 读取文件 N Exce 文件 分析文件格式 Y N 分析文件大小 文件 2M N Y 异常处理 是否成功上传 Y 写入数据库 N 图 4 7 批量导入用户流 程图 在导入的过程中 需要做多次的处理工作 首先判断是否选中文件 判断的标 准为扫描文件 读取文件的长度 如果长度为零 则判断为没有选中文件 进行错 误处理 接着判断文件的格式是否为 xls 后缀的文件 只有 excel 文件才能更好 地批量导入用户信息 随后判断文件的大小 文件的大小控制在 2M 以下 这样可 以使系统在扫描读取数据时提高效率 如果文件过长 则一次处理的时间也会相对 过长 这样用户的很多时间都在等待 不利于系统的使用 最后检查文件是否有异 常 没有则将上传的用户信息保存到数据库中 基于 J2EE 的网络教学平台 教学辅导系统 24 第五章 系统实现 系统