【毕业学位论文】（Word原稿）基于.NET网络远程学习系统的设计与实现-软件工程

硕士学位论文 （专业学位） 基于 络远程学习系统的设计与实现 姓 名： 学 号： 所在院系：软件学院 职业类型：工程硕士 专业领域：软件工程 指导教师： 副指导教师： 二 一四年三月 A in on 2014 基于. N E 同济大学 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文 的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名： 年 月 日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文， 是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 年 月 日 同济大学 硕士学位论文 摘要 I 摘 要 近年来，各大高校逐步扩大了招 生规模，教师也在增多，因此学校的教学管理任务逐渐加剧。大部分学生的教学管理只能依靠手动或单独的计算机才能完成，这使得教学工作变得非常复杂，效率非常低。如何提高学生的学习水平，建立适合自己的高校远程教育管理系统成为学校信息化建设过程中需要解决的重要问题。因此，研究如何建立先进、安全、跨平台的、效率高的远程教育研究应用系统具有重要意义。 网络远程技术就是利用互联网这种具有双向交换数据方式的一种技术平台，它可以和多媒体技术相互融合并利用其创建真实情景方面的优势，所以学生利用这种网络平台进行学习要要比传统学习方式更 方便更便捷，更适合学生进行自主学习。远程网络学习平台与传统意义上的教学不同，它极大地丰富了教学方法，拓展教学空间意识到不受限于地理和空间，在未来教学发展的领域是很重要的。所以开发适合的高质量网络环境下远程网络学习平台成为我国教育改革和发展的一个非常重要的话题。 本课题的任务是利用 005集成开发环境下采用 语言来开发一套完整的网络远程学习系统，本系统主要使用 B/统数据库采用 005。本系统主要实现了学生可以在线进行学习 、测试、查询和讨论等；老师可以在线实现教材、作业和成就记录，管理员可以进行权限管理实现所有的全局功能。本系统前台主要有以下功能：在线答疑，教学视频、智能学习建议，信息反馈和在线测试，在线讨论、在线课程、成绩查询等功能。师生通过平台可以进行良性互动的教学，旨在使用平台做出最大贡献我们学校教学和管理工作。 关键词 ： 远程技术；网络教学； B/S； I n of of is of in on or to to of a in to in of to of is of is a a in is of a it is is it of is an in of to of to a of is to 005 c # to a of , 005, to to at II be a of to to to B/S; 济大学 硕士学位论文 目录 录 第一章 绪论 . 1 究背景 . 1 究意义 . 2 究现状 . 2 究内容 . 3 文组织结构 . 5 章小结 . 6 第二章 相关技 术 . 7 发技术 . 7 发环境 . 9 统设计思想 . 10 章小结 . 11 第三章 网络远程学习系统的需求分析 . 12 统总体需求 . 12 统流程需求 . 13 限用户登录流程需求 . 13 绩查询流程需求 . 14 业 管理流程需求 . 14 线测试流程需求 . 15 统业务流程需求 . 15 绩录入业务流程需求 . 15 业查询业务流程需求 . 16 核用户业务流程需求 . 16 线测试业务流程需求 . 17 统主要功能需求 . 17 生功能模块需求 . 17 师功能模块需求 . 18同济大学 硕士学位论文 目录 V 理功能模块需求 . 18 户登录模块需求 . 19 分成绩模块需求 . 19 课管理模块需求 . 20 据流程需求 . 20 据字典需求 . 23 据存储 . 23 据流 . 25 据处理 . 26 统可行性需求 . 26 统性能需求 . 27 统安全需求 . 28 章小结 . 29 第四章 网络远程学习系统的设计 . 30 统架构设计 . 30 统总体设计 . 31 统总体结构设计 . 31 统前台功能设计 . 33 统后台功能设计 . 34 师管理子系统设计 . 35 生管理子系统设计 . 36 统程序流程设计 . 37 统 体图设计 . 38 能模块 体图设计 . 39 局 体图设计 . 43 统类图设计 . 44 据库设计 . 48 据库系统的构成 . 48同济大学 硕士学位论文 目录 数据库设计的主要内容 . 50 据库逻辑结构设计 . 50 据库安全设计 . 55 章小结 . 56 第五章 网络远程学习系统的实现 . 57 统主界面的实现 . 57 台登录模块的实现 . 59 户模块的实现 . 62 理员用户管理模块的实现 . 62 师用户管理模块的实现 . 65 生用户管理模块的实现 . 66 线选课模块的实现 . 67 线测试模块的实现 . 69 生注册模块的实现 . 69 学视频模块的实现 . 70 生考试模块的实现 . 71 章小结 . 71 第六章 系统测试和维护 . 72 统测试 . 72 统维护 . 79 章小结 . 79 第七章 总结 . 80 结 . 80 期工作 . 80 参考文献 . 81 致 谢 . 83 论文图目录 . 84 论文表目录 . 86 第一章 绪论 1 第一章 绪论 随 着互联网技术的快速发展，利用互联网进行学习和生活的人群越来越多。人们学习和生活将越来越离不开互联网、数字技术的发展。越来越多的数字、网络、电子和虚拟化产品相继出现。 近年来，教育行业也随之进入互联网时代，实现了远程教学的信息化时代，也有人称为数字化时代，在这数字化的时代里。 持续快速发展的网络技术，提出了传统教学的新模式 。本论文主要是利用计算机终端通过互联网络来实现的远程网络教学和学习平台，通过 005和 005 来完成本网络远程学习系统，系统主要采用 B/S 为构架 ，每个学生可以通过互联网来进行访问系统，通过本系统可以真正实现在线学习。 本系统主要实现功能有：师资队伍、 智能学习推荐、 专业介绍、学校简介、教学课件、在线答疑、教学视频、老师注册，考试公告、站内新闻、作业查看 、学习信息反馈、成绩管理、毕业管理、选课管理等 系统功能。 究背景 随着家用计算机的普及以及多媒体技术和网络技术的飞速发展，很多的学生选择便捷、先进的网络环境平台进行学习。利用多媒体技术的独特优势和互联网双向交换的技术特点创造一个真实的学习环境，是网络学习平台独特的学习方式，要比传统媒体相比有很 独特的优势，更适合学生便捷、随意、自主的进行在线学习。随着信息技术和经济、社会的发展和普及，很多学生使用 来进行在线学习，但还不适应学习型社会的必然要求。并且不管是课堂总体教学业务改革或是可以让学生自学的网络学习平台的设计和开发都将成为我们必须思考的问题，然而远程网络学习平台的核心目的就是如何吸引学生，让学生自学，保证学生便捷的自主的能获得他们需要的知识。 网络教学是利用计算机网络技术、多媒体技术等现代信息技术，开发一种新的教学形式。它使受教育者可以突破传统教育在教育资源和教育方法的方面，优秀的教育资源和教育方法不受时间和空间的约束和共享。同济大学 硕士学位论文 基于 络远程学习系统的设计与实现 2 究意义 互联网信息技术的飞速发展和我国教育体制深入的创新和改革，尤其是学分制的实施，在网络环境下进行教学工作，就要求教师改变以往传统的教学的观念和模式，使用教师和学生进行教学互动的方式进行教学工作。以获取信息的方式来看，学生的学习主要是通过一定的方式获取信息。以往信息的传播方式已跟不上现代教学的步伐，网络教学具有无限的是时效性和高度的共享性，培养了学生的自主学习能力。宽领域、探索创造性和多层次的教学资源对培养学生的创新能力是以往传统教育无法可比 的。网络教学可以达到优秀的教育资源和教育方法不受时间和空间限制等共享，根据他们的教育水平和时间来安排自己的学习计划和学习进度，实现传统教育的“个性化教育”。 究现状 目前，它的研究和应用主要有两种形式：一个基于 软件方法实现，通过这种方式，学生或老师只要有电脑和网络，可用于远程教学软件，不需要特殊的硬件，中学生在这样一个系统来研究，讨论和检查等，学生和老师之间可以传输文本、图形、声音、图像等各种信息；第二种类型是基于视频会议系统实现，除了需要各种软件的支持，还需要特殊的硬件，使学生和老师可以 实时看到和听到彼此，而且还可以充分利用视频会议系统提供的特殊功能。 2005 年美国政府决定在五年内花费 20 亿美元，加强国有公立学校建立在线教学系统，所有学校软硬件设备都由美国政府出资。 1996 年以来日本政府拨款 1200亿日元在全国各大学校都开展了校园网络建设项目，日本政府还将陆续拨款 2000亿日元，争取在 2010 年之前让全国所有的学校都加入校园网络。根据联合国教科文组织详细统计，在 1998 年全球已经有 4500 所大学建立校园网络，预计到 2000年全球 85%的大学在互联网建立自己的校园网络。 我们的国家是推进教 育信息化的步伐， 2000 年 10 月，教育部决定校园网建设的项目。我们也越来越多的在各种各样的媒体，听到数字校园的概念。从 1998 年9 月，教育部批准清华大学、浙江大学、湖南大学和北京邮电大学现代远程教育试点以来，全国普通高等学校 67 年建立的网络教育学院。实施网络教育试点实践，第一章 绪论 3 注重理论与实践的远程教育在我国已成为各界关注的焦点。 究内容 本文论述的研究是在本人参与的为呼和浩特市商贸学院开发的一款网络远程学习系统，研究系统基于 005 集成开发环境下采用 术和 C 语言来开发的一套完整的网络远程学习系统，本系统主要使用 B/S 模式进行架构，系统数据库采用 005。 此次系统的开发我们要主要实现以下几个方面目标： 1、可扩展性：如果当系统要增加新的业务时，每个功能模块的可扩展性和数据库的存储空间应具有非常好的适应能力。 2、 可靠性：用户对系统的操作要有有一定精准性。例如教师在考试功能模块中添加一场考试信息，在添加完成以后，考试信息数据要添加到数据库相应的数据表中去，系统要及时显示考试信息。 3、 安全性：为学生、教师、管理员合理分配角色权限， 对所有用户实 行密码管理；通过完备的分级、分类控制，控制各种用户可操作的业务功能和数据覆盖层次；对关键功能，引入授权机制。 只允许管理员和教师完成相应的操作，防止越权操作。除此以外，系统应跟踪记录各模块的任何操作，当教师、学生或管理员操作错误或是系统有故障发生时，可以根据这些记录错误信息及时恢复数据或是错误，这样可以更进一步保证系统的安全性。 4、 稳定性：系统在正常环境条件可以正常运行。不会在非人为因素下致使教学功能运行不正常者或系统崩溃。 本论文主要研究了 网络远程学习系统 的整体业务流程以及管理员、教师、学生的管理手段，首 先从业务流程的范围入手，确定该系统 可以突破时间和空间的限制，对培养学生的自主学习能力、多领域、多层次的探索创造性的教学资源，培养学生的创新能力，具有无可比拟的作用，网络教学可以达到优秀的教育资源和教育方法不受时间和空间等限制，根据他们的教育水平和时间来安排自己的学习计划和学习进度，实现传统教育的“个性化教育”等 ，基于该核心要求，本论文结合该学校实际业务需要做了如下研究工作。 1、分析了当前 网络远程学习系统的关键技术；分析 目前呼和浩特商贸学院管同济大学 硕士学位论文 基于 络远程学习系统的设计与实现 4 理员、教师的权限安排；分析了呼和浩特商贸学院现有教学部门的设置情 况；分析了网络远程学习系统的模块结构；分析了现有呼和浩特商贸学院教师对教学资源的管理流程（包括：课程选择、教学视频和课件的发布等）；分析了 网络远程学习系统 的数据库结构等几方面。 2、设计了一个高效、稳定、安全的网络远程学习平台， 本研究根据其通用性进行对数据库设计，；用户登录、用户管理功能根据权限进行设计，并考虑其对其他模块的支持；设计了一个方便未来业务扩展和升级的系统；系统可以方便的进行硬件、软件、网络的维护；充分利用网络软、硬件提供的各种安全措施，设计了一个又能保护系统关键数据的安全性，还能保证用户共享系 统资源；本设计将充分应用现有成熟的网络、计算机、软件等开发技术，给企业或者是用户提供了一个高效、安全的高性能的系统。网络远程学习系统使用了以浏览器 /服务器的架构模式，并且采用了先进的 005 数据库系统，以适应呼和浩特商贸学院的教学需求。 3、实现了网络远程学习系统的各个子系统，子系统包括：系统前台子系统、系统后台子系统、教师管理子系统、学生管理子系统具体实现的内容为： （ 1）系统前台子系统 主要功能 ： 管理员：发布学习新闻信息供学习进行查阅；还可以发布教学课件资料，学生可以进行在线 下载课件然后进行学习；管理员或教师进行在线发布教学视频资料，学生可以进行在线远程学习视频教学；还可以通过发布考试公告信息后学生可以在线查阅到考试信息然后实时了解到考试动态；还可以发布教师队伍介绍； 教师：可以通过系统提交自己的档案信息，然后通过管理员进行审核后可用； 学生：进入系统后对于疑问的可以进行在线提交答疑，管理员或教师可以进入答疑回复；实动态讨论功能，学生进入讨论室可以自由讨论；可以查询自己的学习成绩信息和学科的学分信息；学生通过登录后方可进行查看作业信息；学生可以进入到本功能进行在线选择自己想 学习的课程进行学习；学生提交学号和身份证号就可以查询毕业信息。 （ 2） 系统后台子系统 主要功能 ： 管理员：学生、教师、管理员的信息进行管理操作功能；还可以通过后台发第一章 绪论 5 布新闻信息，发布新闻信息后系统前台学生可以了解到信息动态情况；可以对专业信息进行发布和修改、删除功能操作；发布考试公告信息，信息发布后学生可以在线了解到考试的信息情况，同时管理员可以对考试公告的发布、修改、删除等权限功能操作；可以对教学视频和教学课件进行发布和修改、删除功能操作；还可以对所有学生提交的作业信息进行管理操作；可以对考试科目和试题的管 理和成绩信息的管理操作；可以对学生在线提交的答疑问题进行查看和回复操作；管理员还可以对系统数据库的备份管理、友情连接的管理、学校简介系统功能模块的管理操作功能；还可以给学生进行学习资料推荐功能；管理学生成绩和学分的操作。 （ 3）教师管理子系统： 教师可以修改个人信息的；还可以按权限登录管理平台后发布教学视频资料信息供学生进行远程学习；发布教学课件信息和发布学生作业信息；教师选择自己教学的课程，选择后学生可以进行在线选课操作；教师对自己学生的成绩和学分信息进行添加和查询操作；还可以对学生成绩和学分合格的综合学 分达到 60 分以上的学生进行毕业证书的颁发和查询操作。 （ 4）学生管理子系统： 学生可以修改个人信息 ； 学生登录后进入自己的管理权限平台，对老师发布的作业信息进行上交和查询自己的作业信息；学生进入系统后可以进行在线的考试通过在线考试可以了解自己的学习情况，考试后还可以查看自己的考试成绩；学生进行网上在线选择课程操作和查询自己所选择的课程信息；学生可以查询自己学习成绩学分、毕业信息。 文组织结构 本论文将从网络远程学习系统的概念出发，详细介绍了网络远程学习系统中管理员、教师、学生管理子系统、在线选课模块、 在线考试模块、视频教学模块等以及系统数据库的设计和实现。论文的组织结构如下： 第一章，通过对网络远程学系统的发展情况和现在存在的一些问题的介绍，具体分析了该论文的研究意义、重点工作以及论文的组织结构。 第二章，主要介绍了开发网络远程学习系统所使用的架构体系以及 开发所使用的关键技术，并进行了讨论介绍 。 第三章，对后网络远程学系统的需求进行了全面的分析，具体研究了的整体同济大学 硕士学位论文 基于 络远程学习系统的设计与实现 6 架构需求、流程需求、系统业务需求、数据流程需求、数据字典需求、功能需求、性能需求、可行性需求、系统数据库需求、性能需求、安全需求等。 第四章， 网络远程学系统的全面详细设计，从系统架构设计、系统总体设计、系统 体图设计、系统类图设、计数据库设计等几个方面介绍了网络远程学系统的详细设计情况。 第五章，网络远程学系统的实现，介绍了从系统主界面、后台登录模块、用户模块、在线选课模块、在线测试模块、学生注册模块、教学视频模块的实现情况。 第六章，架设测试环境，对系统的功能模块输入数据，然后根据系统输出数据加以判断系统运行情况，最后得到测试结果。 第七章，根据系统整体开过经过做一个总结，并根据网络远程学系统运行后存在的问题进行了补充，最后论述网络远 程学系统的今后的发展方向。 章小结 本章主要介绍系统开发的背景和建立远程网络学习平台的目的及意义，并且从系统研究的现状分析了本系统开发的必要性和对被教育者教学方面的意义。 第二章 相关技术 7 第二章 相关技术 为了保证系统开发和实现过程的规范化，标准化以及在分析、设计、代码实现、系统部署过程的统一性和规范性，以及保证系统在运行过程中的稳定性、可靠性和可扩展性，本系统在开发过程中采用了类 文技术， 本解析技术和 发框架等关键技术 。 下面就对这些关键技术进行简要的介绍。 发技术 1、开发语言 本 网络远程学习系统 使用 开发语言 。 随着网络经济的到来，微软公司希望帮助用户在任何时候、任何地方、利用任何 网络 工具都可以 收集到 网络上的 各种 信息， 还可以 享受网络所带来的 愉快体验 。现在 各 企业都 逐渐 建立了自己的 户 网站，企业通过 户 网站可以展示产品，发布 企业新闻 ，与用户进行 实时在线 沟通，开展电子商务等。目前 大部分 站 都是 使用 过应用程序将动态网页和数据库结合 来实现的 。 有如下的优秀 特点： （ 1）因为每次打开 面都必须先进行编译再进行解释的流程，所以反复打开页面时速度没有任何提升，而打开 面只要进行一次编译不需要反复编译，这样在重复多次访问页面时访问速度有了明显的提升。 （ 2） 持实时更新应用程序。系统管理员不需要关闭网络应用服务器或者不用停止应用程序就能实时更新应用程序文件。 （ 3）因为 提供任何输出数据为内容的元件，因此使用 A S P T 编写数据库页面时只能使用 A D O 的 象读取数据记录，而 以使用 置的 据库元件直接和数据库进行连接。 （ 4） 用“ 方式编写程序使得程序代码更容易编写，结构更直观清晰，降低了应用程序的开发周期与维护的费用和复杂度。 司推出了基于 台的 术，并提供包括 内的一系列 台。而 同济大学 硕士学位论文 基于 络远程学习系统的设计与实现 8 台支持的 C#是面向构件的新型开发语言，它具有如下特性： (1) 它是面向对象的； (2) 可以对构件进行开发； (3) 能够支持版本处理； (4) 类型安全。 因此，基于 台开发应用程序，以及开发商品化构件将成为软件行业的日后的趋势。对基于 台的支持 C#构件化特征的逆向工程工具越来越被青睐。 C #是一种面向对象的语言，同时也面向组件的编程语言，它是面向对象的，面对两个成员函数。 C #支持所有主要的面向对象的概念：封装，继承和多态性。在 C #所有对象封装在一个类， C #取消多重继承，每个类只允许有一个基本的类，使用对象作为一个基本类。当需要多重继承，可以使用接口，一个类可以 实现多个接口，从而实现多重继承。 C #提供名字空间（ 明一个范围，使组织机构代码，创建一个全球型。在一个名称空间，可以声明一个命名空间，类，结构，接口，枚举和代理。通过嵌套命名空间，把语义相关的程序分成层次结构，从而提供一个逻辑上的组织系统 。 用 传送内容，以响应 图 示描述了一个典型的 求过程，系统客户端向服务器请求浏览一个 ，例如 行 库开始工作，对该 第一次请求时会首先启动 析器，编译器将 件和与此相关的 C#文件一起编译，并构建出一个程序集合。该程序集包含一个 ，通过该类将 码返回给客户端，之后该类会被删除，但该程序集会被保留，以用于日后的请求。最后，及时（ n 编辑器将程序 编译成机器码并执行。 图 用程序的执行过程第二章 相关技术 9 2、系统数据库 随着科学技术的快速发展， 信息已成为各行各业的重要资源。数据库以其强大的操作和管理功能成为高 速信息表达的途经。 根据市场调查，有很多类型的数据库，例如： 数据库系统，本课题选择了先进的 作为本系统的数据库系统。 关于 介绍： 微软 由微软公司开发的，微软 务器的发展过程中，有两个重要的版本。分别是 1996 年发布的 2000 年 8 月发布 本，并且 本早已经得到了各个领域的广泛应用。005 版本相比 本更进一步提高了功能性和易用性，并且 005 还发布了简体中文企业版版、简体中文标准版和个人版等好几个开发版。 据库系统 能够很好的 满足 现代 不同类型商业环境需要 的 数据 存储 方案。 而且 据库 服务器 系统 使用比较广泛 ， 它 具有 很多的 优点：使用方便，适用于分布式 系统 的可扩展性 和 数据仓库的功能， 可以 和其他的服务器 系统相互通信 紧密结合 和集成 ， 高 扩展性和可靠性 带来了非常高的性价比 。除了这些 优质的企业级质量以外 ， 据库服务器系统具有灵活 的 数据分析和管理 有 ， 可以让企业在快速变化 的环境 中迅速响应 ， 从而使企业竞争力获得到进一步的提高 。 从 据分析和管理 来看 ， 原始数据 转变为 商业智能 以及 利用网络带来的机会 具有举足轻重的重要性 。 据 库系统组件 ， 为快速发展 的 企业赢得竞争优势 ， 以完整 的支持各种网页应用 ， 并且还 提供了可 用于 扩展标 的 记语言（ 核心支撑和查询能力在互联网和防火墙之外 。 微软 务器）由一系列协同装配，能满足大多数的网站和企业数据处理系统，数据存储和分析的要求。所以本系统我们使用 005 作为数据库系统。发环境 005 是基于 框架的。 它同时也能开发跨平台的应用程同济大学 硕士学位论文 基于 络远程学习系统的设计与实现 10 序，如对微软手机操作系统的程序开发使用。总的来说是一个非常 强大的软件，甚至包括代码测试功能。此版本的 含许多版本，分别为不同的开发角色。同时永久免费的 本。 一个功能强大的 发环境。 一套完整的开发工具，用程序， 务，桌面和移动应用程序。 +， +和 + # #使用集成开发环境（ 同分享工具 帮助创建一 个混合的语言解决方案。此外，使用 架功能的语言，关键技术，通过这个框架可以用来简化 用程序和 务的发展。 统设计思想 一个大型的网络教学系统，第一要有正确的、完善的的总体设计思想，经过对 操作系统、网络结构、数据结构以及开发环境合理选择，构建成为一个完善的网络教学体系结构，这样才能发挥 网络教学系统的优势。 根据当今社会的实际需求，本网络远程学习系统的设计按照下述原则进行。 （ 1）实用性：系统以用户需求为目标，以方便用户使用为原则， 充分考虑实际操作的各项细节，使得普通 用户在不需要查看用户手册的情况下亦能很自如的操作，并对操作流程有清晰的了解。真正构建起一个为学生便捷、自由学习的网络平台。 （ 2）先进性：本设计将充分应用现有成熟的计算机技术、网络技术、软件开发技术，为用户提供高性能的网站。系统将运用先进的浏览器 /服务器结构，采用005 数据库，可以方便的满足 用户的需要。 （ 3）高 安全性：在设计中，将充分利用网络软