【毕业学位论文】（Word原稿）基于J2EE的在线作业管理系统 -软件工程

I 基于 在线作业管理系统 摘 要 : 随着信息技术的迅速发展， 多媒体计算机、网络为代表的信息技术给教育的发展带来了新的生机，为传统的教学方式注入了活力，给其带来了重大的革命。网络使教育传播不再受时间和地点的限制，开发和充分利用网络教学，是当前教育发展的必然趋势。作业作为一项重要的教学活动，解决作业的方便提交、发布等问题是教学顺利有效进行重要条件。因此基于 作业管理系统 便成为网络教学系统不可或缺的组成部分。借助计算机及网络的优势，它能实现作业信息的快速传递 ,并扩展作业的功能 ,提高作 业的教学价值及管理效率及质量。 本系统 在 架构上采用了当前流行的 B/S 结构，通过 业管理系统 教师及学生角色的基本作业管理功能，还具备了一个特别的定时发布作业功能，使教师可以预先设置将要发布的作业，解决了教师出差或忙碌时无法准时发布作业的问题 。 关键词 ： 作业管理 , T， of to of is of of of To of is of of As of an in of o of of it of of of of in ,of to of in is it to do on 录 摘 要 . I . 一章 绪论 . 1 究的背景 . 1 究的内容 . 1 究的意义 . 2 第二章 系统的设计模式与技术准备 . 3 统的设计模式 . 3 术准备 . 3 第三章 系统分析 . 9 行性分析 . 9 济可行性分析 . 9 术可行性分析 . 9 求分析 . 9 . 9 . 9 . 12 . 13 第四章 系统设计 . 14 统业务 流程分析 . 14 能模块的分析与设计 . 14 第五章 数据库设计 . 16 据库需求分析 . 16 据的组织与存储 . 16 辑设计 . 17 第六章 系统实现 . 20 统研发原则 . 20 统的实现 . 21 第七章 结论 . 36 作总结与成果 . 36 足及尚待解决的问题 . 36 参考文献 . 错误 !未定义书签。 致 谢 . 错误 !未定义书签。 1 第 一 章 绪论 究的背景 随着计算机以及网络的普及，教师与学生对辅助教学方式的要求也越来越高，在教学辅助方式上追求质量及效率。 作为教学核心组成之一的作业管理也趋向更加便捷快速的方式。 经过调查，现阶段高校进行作业管理的方式主要有三种： 情况一：老师与学生的课外教学互动通过公共邮箱，如老师一般把教学资料上传到公共邮箱供生下载，学生把电子版作业上交到公共邮箱。这种方式的局限性是邮箱的容量有限，对于大容量邮件，服务器只保存有限的时间而且老师难以统计 学生提交作业的情况，也难以批改。 情况二：通过 及提交作业，这种方式的成本高，一旦 情况三：部分有该方面技术的教师会建立起个人辅助教学网站，网站开发需花费教师较多的时间和精力，一旦建成，修改要手动编辑源代码，比较麻烦，而且教师的个人教学辅助网站相对分散，其共享性不强，可管理性较差。 针对目前的状况，很有必要开发一个操作简单，功能完备，为教师学生进行作业管理提供便捷的在线作业管理系统，简化作业管理的步骤，从根本上解决作业提交步骤复杂的问题。 究的内容 本文 以所设计的作业管理系统为背景，阐述了该系统的设计思路和功能分析。首先对该作业管理系统做出简要的概述，分析系统的背景及意义，再从需求分析，总体设计再到其各个功能的详细设计，再选择合适的开发语言工具对其进 2 行代码实现。 究的意义 每次教授了新的章节或者内容之后，教师都有可能需要布置相应的作业或练习以保证学生可以牢固掌握相应知识。作为教学的核心之一的作业管理，其传统的实现方式步骤既繁琐又耗时，还不能很好的保证作业发布的即时性及可控性，即教师无法在他需要的时候立即发布作业， 教师也无法提前预设将要发布的作业 ，删除，编辑，批改等操作也不够便捷。这时，作业管理系统的作用就体现出来了。教师可以在网上发布自己的课程作业，而且还可以选择及时发布还是定时发布，对过期的作业进行删除，查看学生作业提交的情况，批改学生作业等，既方便快捷也省时高效。 3 第 二 章 系统的设计模式与技术准备 统的设计模式 系统采用现今流行的 B/层设计如下： 图 2统分层设计图 术准备 由 司于 1995 年 5 月推出的 序设计语言和 +极为相似，但却简单得多。高级编程语言的所有特性中，不是绝对需要的都已删去了。例如， 题文件、预处理、指针运算、结构、联合、多维数组、模板及隐式类型变换。如果你知道一点 C、 C+或 很快就会驾驭 里是一个简单的 序： )面 制层 数据访问层 数据库 4 ) 了简单的类型，如数字和布尔算子之外， 正如任何面向对象的语言一样， 码也按类组织。每个类定义一组规定对象行为的方法。一个类可以继承另一个类的行为。在类的根层次上，通常是类对象。 在 一个 序中，必须定义所用对象 (数字、字符、数组等 )的类型。这有助于编程人员很快发现问题，因为当程序编译时可以检测类型错误。 不过， 求一个对象为动态类型往往是可能的，所以编程人员写的程序可以对不同类型的对象做不同的事。 当运行 序时，它首先被编译成字节代码。字节代码非常类似于机器指令，所以 序非常高效。然而，字节代码并不专对一种特定的机器，所以 相当于程序的字节代码表现。在一个 有对方法及实例变量的参照均按名进行，并在第一次执行代码时加以分辨。这使得代码更通用，更不易受修改的影响，而仍具高效。 如，简单的类型都是不变的：整数总是32 位，长整数总是 64 位。令人奇怪的是，诸如 C 及 C+等时髦的编程语言却不是这样。由于这些语言定义如此自由，每种编译器及开发环境便各有不同了，这使程序的移植成为讨厌的问题。 且不需要进 行重新编译。 统仔细检测对内存的每次访问，确认它是合法的，而且不致引起任何问题。 5 不过，即使 序也可能有错误。如果出现某种出乎意料之事，程序不会崩溃，而把该例外抛弃。程序会发现这类例外，并加以处理。 传统的程序可以访问计算机的全部内存。程序可能 (无意识地 )修改内存中的任何值，这就会造成问题。 以 由于 设计是要在小的计算机上运行，作为一种编程语言来说其系统是相对较小的。它能有效地在 4上 上运行。 译器只占用几百 种翻译器对 由于 小，它对内存很小的计算机，如基于 ，以及电视机、烤箱、电话机及家用计算机等，是很理想的。 如，它可以在一个线程中完成某一耗时的计算，而其它线程与用户进行交互对话。所以用户不必停止工作，等待耗时的计算。 在多线程环境中的编程通常是困难的，因为许多东西可能同时出现。但是，编程更为方便。 要底层操作系统支持这种映射。因此，用 的应用程序可说是 “ ” 。这就是说，如果它们在多处理器机器上运行，它们更将表现不凡。 用 C 及 C+写软件的编程人员必须仔细跟踪所用的内存块。当一个块不再使用时，他们务必让程序释放它，从而方可再用。在大的项目中，这可能很困难，并 往往成为出错和内存不足的根源。 在 情况下，编程人员不必为内存管理操心。 统有一个叫做“ 无用单元收集器 ” 的内置程序，它扫描内存，并自动释放那些不再使用的内存块。 典型的脚本语言大为有效，但它比 C 慢 20 倍。这对大多数应用是 6 可接受的。 不久的将来，代码生成器就可供利用了，这将使 序几近于用 C 或C+编写的程序那么快。 且象这样的字节代码程序强在类型，所以在执行之前它可能验证 橹腏 言的任何限制，而且可以安全地执行。 序可与用其它语言编写的现存程序库连接。由于 据结构与C 的数据结构的类型极为相似，这是相当方便的。最大的问题在于，现有多线程程序库为数不多。 后，把这些内部方法映射成软件库所定义的功能，从而动态地链接到虚拟机。 是 下一代产 品。是在 技术基础上进行了合并，全新的 框架。其全新的 的体系结构与 的体系结构的差别巨大。 以 核心，采用拦截器的机制来处理用户的请求，这样的设计也使得业务逻辑控制器能够与 全脱离开，所以 可以理解为 更新产品。因为 和有着太大的变化，但是相对于 只有很小的变化。 一个请求在 架中的 处理大概分为以下几个步骤： 1、客户端初始化一个指向 如 请求； 2、这个请求经过一系列的过滤器（ 这些过滤器中有一个叫做可选过滤器，这个过滤器对于 其他框架的集成很有帮助，例如： 7 3、接着 调用， 问 决定这个请求是否需要调用某个 4、如果 定需 要调用某个 请求的处理交给 5、 过 问框架的配置文件，找到需要调用的 6、 实例。 7、 例使用命名模式来调用，在调用 过程前后，涉及到相关拦截器（ 调用。 8、一旦 责根据 的配置找到对应的返回结果。返回结果通常是（但不总是，也可能是另外的一个 个需要被表示的 者 模版。在表示的过程中可以使用这个过程中需要涉及到 放实体类， 实体类主要是作为 数据管理 和业务逻辑处理层面上存在的类别； 它们主要在分析阶段区分 实体类的主要职责是存储和 管理系 统 内部的信息，它也可以有行为，甚至很复杂的行为，但这些行为必须与它所代表的实体对象密切相关。 大多情况下，实 体类和数据库中的表（这里指实体表，不包括表示多对多对应的关系表）是一一对应的，但这并不是一个限制，在复杂的数据库设计 中，有可能出现一个实体类对应多个表，或者交叉对应的情况。 据访问对象）是一种应用程序编程接口（ 存在于微软的 允许程序员请求对微软的 据库的访问。 微软的第一个面向对象的数据库接口。 象封闭了 数。通过 还可以访问其他的结构化查询语言（ 据库。 据访问接口，数据访问：顾名思义就是与数据库打交道。夹在业务逻辑与数据库资源中间。 8 在核心 式中是这样介绍 了建立一个健壮的 该将所有对数据源的访问操作抽象封装在一个公共 。用程序设计的语言来说，就是建立一个接口，接口中定义了此 应用程序 中将会用到的所有事务方法。在这个应用程序中，当需要和数据源进行交互的时候则使用这个接口，并且编写一个单独的类来实现这个接口在逻辑上对应这个特定的数据存储。 据库 一个小型关系型数据库管理系统 , 目前被广泛地应用在的中小型网站中。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 为网站数据库。 业调度 作业调度的主要功能是根据作业控制块中的信息，审查系统能否满足用户作业的资源需求，以及按照一定的算法，从外存的后备队列中选取某些作业调入内存，并为它们创建进程、分配必要的资源。然后再将新创建的进程插入就绪队列，准备执行。因此，有时也把作业调度称为接纳调度。 事件调度器是在 新增的另一 个特色功能，可以作为定时任务调度器，取代部分原先只能用操作系统任务调度器才能完成的定时功 能。例如， 的 能精确到每分钟执行一次，而 件调度器则可以实现每秒钟执行一个任务，这在一些对实时性要 求较高的环境下就非常实用了。 事件调度器是定时触发执行的，在这个角度上也可以称作是 临时的触发器 。触发器只是针对某个表产生的事件执行一些语句，而事件调度器则是在某一个 (间隔 )时间执行一些语句。 事件是由一个特定的线程来管理的，也就是所谓的 事件调度器 。启用 件 调度器后，拥有 限的账户执行 可以看到这个线程了。通过设定全局变量 值即可动态的控制事件调度器是否启用。 9 第 三 章 系统 分析 济可行性分析 因为该系统只是一般的 作业管理系统 ，系统的管理与操作的要求不是很高，系统管理员可征集 有相关专业基础 学生义务担任或作为学校勤工助学的岗位。而且该系统的经费不高，系统逻辑不复杂，可由学生担任一部分的开发工作。 术可行性分析 该系统使用 B/术使用 开发环境使用 P、 过详细的分析，设计模式、技术、开发环境和人员配备都可满足系统开发的条件。 求分析 (1)软件环境： 操作系统 : P 浏览器 : 数据库 : (2)硬件环境 服务器专用双核或四核 存 4G 以上，硬盘用 统功能需求 作业功能模块的用户分为教师和学生， 他们各自的主要功能需求如下： （ 1）教师的主要功能需求： 10 1) 查看教师所教的所有课程 2) 上传作业以及相应作业参考答案，可以选择定时发布作业 3) 下载发布的作业及答案 4) 删除、修改已发布的作业，删除时可连带删除相关信息 5) 查看作业批改情况，下载学生作业，批改学生所上传的作业 6) 查看作业提交情况 7) 查询学生成绩，修改学生成绩 （ 2）学生的主要功能需求： 1) 查看教师发布的作业 2) 查看自己所选课程 3) 查看自己完成作业的情况 4) 上传作业 5) 下载自己提交的作业以及删除自己上传 但教师尚未批改的作业 6) 查看个人作业的以及教师评语 7) 查看已提交作业的参考答案 系统用例图如下： 根据作业模块的用户可创建两类角色是教师和学生，他们的关系用例图分别如下： （ 1） 学生角色的用例图关系如下： 图 3学生角色用例图 11 （ 2） 教师角色的用例图关系如下： 图 3教师角色用例图 a) 教师发布作业情况的用例图如下： 图 3教师发布作业用例图 b) 教师管理已发布作业的用例图如下： 12 图 3教师管理作业用例图 c) 教师批改作业的用例图如下： 图 3教师批改作业用例图 统性能需求 实用性：为网上教学提供方便，有效进行作业管理，尽量最大限度降低管理员日常管理工作量，提高教学质量和效率，优化资源，实现效益最大化。 操作简单：本系统应该适用于不同水平的使用者，包括教师和学生，同时系统不应太复杂和烦琐，因此要求系统的操作尽可能简单易行。 技术先进：产品的系统设计和开发应紧跟着整个计算机发展潮流，采用当时最先进的设计思想，利用最新的开发技术和 开发工具。使系统能够无论在功能设计上，还是在技术实现上，都处于同行业的领先地位。 安装使用简便：服务器端的安装简洁明了，客户机无需再装任何软件，通过浏览器就可以直接访问，可以直接接入 论您身在何处，只要您可以访问 代码可读性好：文中的代码将尽可能简洁，易懂。 13 要功能要求 主要功能：为方便教师检查学生的实验作业，减少大量数据处理，复杂的排版操作从而经常出现错误率高、网页样式不一、重覆枯燥计算机操作和网页美观性的问题，提高学生的 实验效率。 查看实验作业时应保证查准率，查看的记录应与给定的实验项内容完全匹配。数据安全性，修改数据时，一定要保证输入正确，并且数据保密性要高。 输入要求：数据完整、详实 输出要求：简捷、快速、实时 安全与保密要求：客户端要求提供身份验证，只允许通过身份验证的用户使用本系统 要求能在发生意外（如掉电）的情况下，保证不丢失数据。 14 第 四 章 系统设计 统业务流程分析 图 4统业务流程图 能模块的分析与设计 教师 用户的模块 及功能 设计如下： (1) 作业发布子模块：通过文件上传框上传相应作业文档，还可以选择性得选择是否上传该次作业的答案文档。教师还可以选择定时发布作业，作业将在教师选定的日期才显示出来。系统还会在用户按下提交按钮之后检测教师是否输入了文件名以及上传了作业文档，检测通过后才可以正式发布这次作业。 (2) 作业列表模块：分页显示所有教师发布过的作业列表，每次作业的右边都会有删除，批改，提交情况的超链接，点击会跳到相应的功能页面。点击删除超链接时， 会提示教师，将会连带删除学生所交作业和成绩，是否继续，点击确定后将删除相应作业及学生的相关作业和成绩。 (3) 批改作业子模块：在作业显示列表页面点击了批改按钮之后，会弹出一个显示作业批改情况的页面，里面是一个列表，其中列表项包括：学号，已（未）批改（超链接），分数，评语（评语设定显示六个字，后面用省略号代替）。点击已（未）批改链接会出现相应学号该次作业的批改页面，里面显示学生学号，姓名，学生所提交作业的下载链接，提交日期等信息。下面有两个输入框，分别用于输入成绩和批语，若之前教师已批改过次作业，成绩及批语 输入框内将显示之前的内容，成绩输入框只能输入数字，而且提交时还会检测分数的范围是否正确。 教 师 登 陆 发布作业（定时发布 ） 学生查看并提交作业 教师 查看批改情况 批改作业 学生查看成绩和评价 教师删除过期作业及相关文件 学生查看参考答案 15 (4) 提交作业情况子模块：教师只需要在作业列表右边点击相应作业的“提交情况”的超链接，就会弹出相应的提交作业查看页面，可以看到的信息包括：学号，姓名，班级，提交状态 （ 5）成绩管理子模块：教师可通过此模块对其学生的成绩进行管理 作业模块的总体结构如下： 图 4业模块功能图 作业功能模块 教师作业功能 学生作业功能 提 交 作业 我的成绩 我的作业文件 发布作业 作业管理 成绩管理 提交情况管理 参考答案 16 第 五 章 数据库设计 发布作业：首先要记录作业明，作业文档上传后存放到指定文件夹，因此必须记录文件存放路径，参考答案选择性上传，但必须有存放其路径的地方，还要记录作业发布日期，为了区分作业，必须把作业与教师及相应课程关联起来，因此有任课 提交作业：区分学生作业要有相应 录学生学号信息，学生作业的名称，存放路径，为了方便教师查看还要记录提交时间。 学生成绩管理：学生、教师都能对相应权限的成绩进行查看，学生成绩表应记录每个学生每 次作业的成绩及评语。 学生提交情况功能要求设置一个表专门记录作业提交情况，表中只需有学号和作业的编号两个字段，相应记录存在则该学生该次作业有提交。 系统将作业信息分为两类：记录和文件。记录是与作业相关的信息，主要包括学号，姓名，班别，作业名称，作业文件名，作业存储路径，上传时间等信息，而文件主要指存储教师发布的作业及学生提交作业的文件。系统采用为后台数据库，该数据库名称为 主要包括 多个表。 其中 要用于验证用户登录信息以及提取学生学号信息；表 于记录教师的详细信息，表 录课程信息，表 录学生选课信息，表 录教师上传作业存储路径等相关信息，表 录学生提交作业相关信息，表 录学生成绩信息，表 于在定时发布作业时唯一标识 17 的作业调度时间名称。 辑设计 下面为 表 5用户表 字段 说明 类型 是否允许为空 是否为 外键 备注 户 ID 是 录名 0) 否 对应学生学号，教师工号 码 0) 否 户类型 ) 否 0 代表管理员， 1 代表老师，2 代表学生 表 5学生信息表 字段 说明 类型 是否允许为空 是否为外键 备注 生 ID 是 户 ID 是 对应 的 生姓名 0) 否 级 ID 是 表 5班级信息表 字段 说明 类型 是否允许为空 是否为外键 备注 级 ID 是 纪 ) 否 是 业名 0) 否 别 ) 否 18 表 5课程信息表 字段 说明 类型 是否允许为空 是否为外键 备注 程 ID 是 程名称 0 否 号 表 5教师信息表 字段 说明 类型 是否允许为空 是否为外键 备注 师 ID 是 户 ID 是 师姓名 0) 否 表 5教师任课表 字段 说明 类型 是否允许为空 是否为外键 备注 课 ID 是 程 ID 是 师 ID 是 表 5生选课信息表 字段 说明 类型 是否允许为空 是否为外键 备注 课 ID 是 生 ID 是 课 ID 是 表 5作业信息表 字段 说明 类型 是否允许为空 是否为外键 备注 业 ID 否 业文件名 0) 否 否 业存放路径 0) 否 否 19 考答案路径 0) 是 否 布日期 否 课 ID 是 9. 回收学生作业信息表 表 5收学生作业信息表 字段 说明 类型 是否允许为空 是否为