【《基于JavaEE的在线作业管理系统的设计与实现》8900字（论文）】

基于JavaEE的在线作业管理系统的设计与实现86941.引言 1139301.1课题背景 1228081.2研发目的 1128972.开发环境 2323162.1开发工具 21193.系统分析 3167843.1需求分析 3315763.2技术可行性及架构 365253.3功能需求分析 3216374.系统总体设计 4151574.1功能设计 4305274.2数据库设计 42915.系统详细设计 8190955.1登录注册模块 8103295.2作业历史记录 9160385.3作业中心 949165.4后台登录模块 973235.5系统首页展示 10171205.6班级管理 10167895.7教师管理 1115615.8作业管理 11304785.9试题管理 11100815.10历史信息管理 1242946.系统测试 1265706.1系统测试的定义 12213026.2系统测试的方法 12326616.3模块功能测试 13118727.结语 142427参考文献 14摘要：随着科技的飞速发展，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，本系统基于JavaEE,使用MySQL数据库，实现在线作业管理功能，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。关键词：MySQL在线作业管理JavaEE1.引言1.1课题背景随着计算机和互联网的普及，在教学辅助方式上追求品质和效率。作为教育核心构成之一的工作管理也以更方便、更快的方式发展着。根据调查的结果显示，目前这个阶段普通高校进行作业管理的方式主要有三种。状况一：老师和每一名学生的作业联系都在用公共邮箱，这种方式的有很大的限制是邮箱的容量，邮箱中的服务器只会在有限的时间内进行保存，老师那边也很难方便的统计到学生的交作业情况，修改工作也会很难。状况二：通过U盘将老师的作业拷贝到自己的电脑上，提交时也需要用U盘将作业复制给老师，这种方法的时间成本太高，如果U盘坏了的话会导致数据丢失。状况三：教师手动编辑源代码，建立一个简单的网站进行作业的提交与批改，比较麻烦，而且教师的个人教学辅助网站其共享性不强，管理性下降。对于目前的状况，就很需要开发一个操作简单，功能完善，为老师和学生就作业管理这一块提供便捷的系统，简化作业管理程序，从根本上解决作业提交复杂的问题。1.2研发目的在线作业管理系统是学生和教师提供作业和反馈教学信息的一种教学平台。教师可以通过该系统发布作业，并将作业分配给特定的专业，班级和学生，学生可以在线完成并提交作业，并且系统可以在线计算学生的作业。学生的帐号与班级绑定，可轻松获取班级内的所有作业任务，有效避免课程繁多而造成作业遗忘，提交作业的同时，还可将作业过程中的疑问一并提交，真正实现作业的互动管理。随着互联网技术的迅猛发展，网络给人们带来了很多便利，但是在目前的高校教学系统中，学生提交作业和教师批改作业大多靠纸质交流，或者是用单一的上传，拷贝等方法交流。这种很老的作业提交方式已经过时了。为此，本人研究并设计了贴心适合大学的在线作业管理系统，在线作业管理系统淘汰了纸质作业的形式，目的在于方便教师和学生的互动交流，大大提高学生提交作业，教师批改作业的效率。可以实现学生在线提交作业的无纸化管理，让学生能和教师进行更好的互动式的学习与教学，能够更好的促进教学，提高教师课程教学质量。网络的形成是教育改革的发展方向，已成为现代教育的特征，并形成了教育发展的新动力。通过Internet来实现在线作业提交批阅，是现代教育技术的一个具体实现，具有很重要的现实意义[1]。2.开发环境本论文旨在开发在线作业管理系统，主要目的是对高校(例如大学、高中、初中、小学等高等教育和义务教育学校)和教育辅导机构(例如海天考研、中公考研等各大社会教育辅导机构)的所有学生作业信息进行网络化集中管理，并且管理员可以随时更新教师课程信息、学生选课结果批准、教师上传相应作业word文档、教师发布作业公告以及学生提交上传作业的管理流程，从而提高高校和教育辅导机构对学生作业管理的工作效率，降低学校教师工作的成本,该在线作业管理系统的开发主要包括系统前端Web网页显示程序的开发，以及后台数据库MySOL中数据结构表的设计系统前端Web网页的开发要求应用程序具有功能全、画面简、易操作等特点，而数据库的建立则需要保证数据传输完全相同.因此该在线作业管理系统采用JSP(JavaServerPages)技术和MySQL数据库进行系统的开发和维护。2.1开发工具本平台开发主要用到的软件是IDEA、Maven、Redis和MySQL。这些软件是开发WEB项目经常用到的，在本系统的开发的过程中还用到了在其他的WEB项目开发时也常用到的技术，接下来将对这些开发软件和技术进行依次介绍[6]。（1）EclipseIDEA以Java作为集成环境，也支持python等新的语言，获得了开发设计者的一致好评，它有很多实用的优点，比如在编写程序时，对变量有提示补全的功能，而且当开发设计者想要修改部分方法时IDEA支持修改部分代码的功能，开发者就不用对所有的代码重新进行编辑，是很方便又好用的编译软件。（2）MySQL数据库MySQL数据库由各种各样有关联关系的表组成。在表中，有许多列字段。想要创建数据库系统，在每个表之间和另外一个表之间必须有着关联关系。我们通常用这样的方法，在表中设定一个主键，然后可将这个主键连接到第二个表，或者将其设置成为第二个表的外键。通过使用这个关系数据库，数据可以被完整的存储在一个表中，然后当需要其他数据时，还可通过外键对表进行连接。众所周知，MySQL是一种基于GeneralPublicLicense的许可下开放源代码的关系型数据库管理系统（RDBMS），使用最常用的数据库管理语言--结构化查询语言（SQL）进行数据库管理，MySQL与绝大多数的服务器供应商做过适配兼容，所以随着MySQL不断的功能完善和性能提高且拥有免费开源的优势，越来越多的应用放弃收费的oracle转入MySQL的怀抱。因此，本系统最后决定将MySQL作为本平台的后台数据库。（3）B/S结构B/S结构，就是浏览器/服务器结构。用户无需下载使用的客户端，只需要通过浏览器访问平台，平台最重要的逻辑操作和数据处理就在服务器上设计和实现。减少了用户在想使用本平台时对环境条件的限制，并且B/S架构在维护时也更加方便。也就是说B/S架构可以降低系统在上线后对客户端环境的要求，并且更便于维护。呈现在用户眼前的页面，用户所能够看到的信息都是服务器与数据库连接后所存入的实时信息，这样既方便用户实时读取信息[8]。（4）SSM框架作为轻量级框架来讲，SSM是首选的框架，在此次毕设中指的是Spring、SpringBoot、Mybatis。Spring作为一个集分层、多组件、应用程序的开源框架，通过实体类的注入，采取松耦合、间接性、易测试方式，核心是控制反转与面向对象编程。SpringBoot利用Maven中pom文件的引入包、淘汰XML文件采取注解、增加软件设计范式、提高代码问题定位能力、加强代码的智能化自动化、搭配FM和TL的模版引擎、适配MySQL、Oracle等热门数据库、能基于Bootstrap、JQuery等基本前端开发语言[9]。Mybatis采取XML文件与配置映射方式，将数据库与项目相连接，最终简易的形成项目资源。3.系统分析3.1需求分析在线作业管理系统的可行性分析过程主要是对系统开发之前的各种环境进行评估，并且模拟出初级的功能模块架构，不仅是项目设计初期过程中的关键任务，而且还关系到后续的编码过程。因此，完整的可行性分析可以避免大量的系统问题出现，使得网站开发过程中效率更高、系统更安全。本文中整个系统的可行性分析主要包括经济可行性分析、操作可行性分析以及技术可行性分析。在线作业管理系统实现可以节约各方面的的经济支出，大大提高老师批改作业效率，提高学生完成作业的热情。实现老师在后台布置作业，学生则可以在后台完成作业一系列流程。3.2技术可行性及架构本在线作业管理系统是基于Windows10操作系统版本以及MySQL+JSP的环境下设计和实现的，而且该系统可以在任何Windows操作系统和浏览器(例如IE、搜狗、360、QQ等各大主流浏览器)下运行.该系统用户界面简单明了，各大模块内容设计特色明确，可以很方便的找到用户想了解的内容，只要通过点击相应的功能菜单，便可打开具体的Web页面，使得各大功能模块的设计更加简明、操作方便，非常容易掌握操作技巧[2]。本在线作业管理系统以Eclipse为Java语言开发工具，采用数据库MySQL，并采用JavaEE编程语言设计和实现该在线作业管理系统.Java在所有的编程语言类别当中是属于简单而且可以灵活运用的语言工具，使得在线作业管理系统开发难度系数并不是很高在大学四年学习期间选修软件工程、数据库系统原理、面向对象程序设计Java、语言程序设计教程、算法设计与分析等课程，曾完成在线作业管理系统的设计与开发，因此，设计与实现在线作业管理系统在技术方面具有可行性。因此，选择SSM架构技术实现Web页面设计[3]，采用MySQL为该在线作业管理系统的后台数据库，这样的设计准备具有很多的优点，具备了系统设计的技术可行性。3.3功能需求分析经对该管理系统的调查研究及功能设计，确定了系统界面需要实现的基本功能模块以及主登录界面和各学生作业资料信息显示界面的逻辑结构，通过对前台界面功能实现方面的要求，抽象出后台界面的逻辑模型[4]。此系统应分为前台和后台两个页面，来满足老师和学生的需求。前台功能页面适用于学生，并允许学生完成其在线工作。后台功能页面适用于老师。老师在后台可以完成像学生管理，班级管理和作业管理等功能。前台登录页面：注册、个人信息、浏览作业、完成作业、发布作业。管理员账号登录界面：用户可通过数据库中已保存的账号和密码，登录后台管理界面，管理相关学生作业、教学资料信息；用户管理:添加、删除学生和教师的登录ID账号与密码，添加班级信息；作业发布:通过上传本地文件或发布具体的作业文本内容的方式，发布公告和教学资料信息，供学生浏览完成。班级管理:可以对学生信息，班级信息进行修改[5]。4.系统总体设计4.1功能设计现在科学进步越来越快，当然程序、管理系统的更新换代也会越来越快。该部分主要描述在线作业管理平台的功能模块，平台分为前台和后台两个功能页面。前台包括登录注册、作业中心、编写作业、回顾作业、个人信息功能。后台功能页面包括登录注册、基本信息、班级管理、教师管理和作业管理功能、试题管理、作业安排管理、以往作业信息管理。其中依据以上的总体结构需求，基于JavaEE在线作业管理系统的功能模块如图1所示。图1系统功能模块图4.2数据库设计数据库的设计在整个系统中起到举足轻重的地位，我们需要将用户的需求进行合理性分析、研究研讨，最终得到合理化模型，而这种模型需要进行抽象和封装，得到一个具体的，能够反映对象位置、概念以及相互之间关系的数据模型，它是一种独立的数据格式，或者更应该称之为是一种独立的数据关系，我们最终对这种关系使用图形的方式呈现，即为ER模型图，通过该图，对整体的项目数据结构、对象属性和方法、对象与对象之间的联系等数据进行整合和梳理。4.2.1概念结构设计在系统的建设中一个适合的数据库起着至关重要的作用数据库由users（用户，管理员信息表）、classinfo(班级管理表)、courseinfo(科目管理表)examchooseinfo（作业管理表）、examhistoryinfo(历史信息管理表)和exampaperinfo(考试信息记录表)六个表组成。E-R图的本质是实体关系图，我们再开发前期，需要通过一张E-R图来快速定位数据库的表结构设计，了解实体与实体之间的关系，能够描述清楚软件系统模块应该有的概念，并对于概念有个简单的解释，目前很多企业级应用系统，都会花费了大量的时间在数据库表结构的设计上，可见其重要位置。本平台（文学创作平台）为提高开发效率，同样在开发前期设计了E-R图来阐述概念模型，包括客观存在并可以相互区别的事物，即实体，还包括实体所具有的属性，最重要的是包括实体和实体之间以及实体内部的关系，如一对一，一对多和多对多等[10]。系统实体图如图2所示图2系统实体图（1）用户实体属性：包括用户id、用户姓名、用户身份、用户登录账号、用户登录密码等，用户实体图如图3所示。登录账号登录账号用户用户id用户姓名用户身份填写密码图3用户实体图（2）管理员实体属性：包括管理员id、管理员登录账号。管理员登录密码等，管理员实体图如图4所示。管理员管理员管理员账号管理员密码图4管理员实体图（3）班级实体属性：包括班级id、具体班级详情、年级名称、班级名称等，班级实体图如图5所示。班级班级班级id年纪名称班级详情班级名称图5班级实体图（4）科目实体属性：包括考试创建科目、科目名称、科目内容、科目对应班级，科目实体图如图6所示。填写科目填写科目课程录入科目科目详情科目名称发布科目科目班级图6科目实体图（5）学生信息实体属性：包括学生名称名称和密码，学生实体图如图7所示。学生学生学生名称学生密码图7学生实体图（6）在线作业实体：包括管理员在后台录入作业，发布作业内容。在线作业实体图如图8所示。填写内容填写内容在线作业录入作业设置时间上传文件填写作业发布作业图8在线作业实体图4.2.2数据库表格在一个系统的建设中数据库起着至关重要的作用，可以利用数据库存储所需数据，考生在前台所进行的考试答题记录在该数据库的表中。数据库支撑起了实验中学综合测评系统，数据库对该系统的数据进行管理，此系统的成绩管理用户管理信息都存储在数据库里，便于对该系统的信息进行管理系统中前台显示和后台逻辑，都是在为数据服务，所有操作的最终目的都是改变存储在数据库中的数据，对于数据的存储，要根据具体类型具体分析，以最适合最简明的数据格式存储。在选用了MySQL数据库后，使用InnoDB作为存储引擎、主键自增、utf8mb4为默认字符集。在数据库中建立表，表中建立个字段用于存储对应信息，将各个表中经常用于查询的字段例如用户表的id设置为Btree类型的索引，以提高搜索速度。每个表中都设置创建时间和更新时间，默认值为current_timestamp每次更改都记录当前时间，具体各个数据表的完整字段设计如下：（1）用户数据表（users）包括用户（id）、用户登录账号（username）、用户登录密码（password）、用户身份（profile）字段，用户数据表如表1所示。表1用户数据表字段名数据类型主码是否为空描述idObject否否用户idusernameString否否用户登录账号passwordString否否用户登录密码profileString否否用户身份（2）班级管理表（classinfo）包括课程id（classid）、课程名字（classname）、课程班级（calssgraled）字段，班级管理数据表班级管理数据表如表2所示。表2班级管理数据表字段名数据类型主码是否为空描述classidObject否否班级idclassnameString否否班级名字calssgraledString否否班级年级teatherIdString否否班级老师（3）科目管理表（courseinfo）包括测评id（courseid）、测评的名称（coursename）、测评日期（coursedate）、测评内容（coursedatal）、名字（username）字段，科目管理数据表如表3所示。表3科目管理数据表字段名数据类型主码是否为空描述idObject否否科目idcoursenameString否否科目名称coursedateArray否否科目日期coursedetalNumber否否科目内容usernameObject否否使用者名字（4）课程管理数据表（lesson）包括课程id（lesson_id）、课程名字（lesson_name）、课程日期（lesson_date）、使用者名字（username）字段，课程管理数据表如表4所示。表4课程管理数据表字段名数据类型主码是否为空描述lesson_idObject否否课程idlesson_nameString否否课程名字lesson_dateString否否课程日期usernameString否否使用者名字（5）学生信息管理表（person）包括班级id（person_id）、学会姓名（p_name）、联系电话（phone）、post_num(学生成绩)、老师名字（username）字段，学生信息管理表如表5所示。表5学生信息管理表字段名数据类型主码是否为空描述person_idObject否否学生idp_nameString否否学生名字phoneString否否联系电话pose_numString否否学生成绩usernameString否否老师名字5.系统详细设计5.1登录注册模块首先客户可以在网页中选择老用户的登陆或者是新用户的注册，登陆界面包括账号、密码和记住我三项。登录时用到ModelAndView模型，调用addObject()方法将登录结果以键值对的形式存储，而注册按钮则会跳转至注册页面进行新用户的注册环节，注册所需的用户自填内容则为你的新账户名、密码。且登陆界面与注册界面可以互相跳转，防止用户点错而需要重新打开页面，给用户以方便。点击“记住我”，即可记住密码，下次登录时候不用重新输入密码，是整个系统操作起来简单便捷，该模块登录时用到一个登录拦截器，调用request.getSession().getAttribute()方法判断用户是否已经登录，登录注册图如图9所示。图9登录注册图5.2作业历史记录学生完成登录注册后，作业历史记录可以查看哪些作业已经完成，完成情况得分如何。有效的回顾作业，来复习内容。历史作业信息采用List<>集合存储，调用自己写的getExamHistoryToTeacher()方法从数据库中将信息展示在页面上。这种线上复习作业的方式，有利于学生学习成绩进步。历史作业记录图如图10所示。图10作业历史记录图5.3作业中心作业科目、完成作业要求时长、难易程度如何、开始完成作业时间，作业完成后得分情况如何，使用SimpleDateFormat对象规定时间的格式，调用parse()方法获取作业开始时间。作业中心图如图11所示。图11作业中心图5.4后台登录模块后台管理登录页面。用户老师登录，老师登录后台后，登录信息会存到Session中，老师的登录后台管理员模块后，会从Session中调用request.getSession().setAttribute()方法通过一个键值对将后台权限存入Session中可以发布作业，让学生们在线完成作业。后台登录图如图12所示。图12后台登录图5.5系统首页展示在主界面的菜单栏可以进行基本操作如：基本信息、班级管理、getSubjectTotal()显示科目管理、getStudentTotal()显示学生管理、getExamPpaerTotal()展示作业管理、历史作业、发布作业等，首页相当于一个仪表盘功能，展示了平台总体的分类功能，后台首页图如图13所示。图13后台首页图5.6班级管理包括班级管理和各班级人数。班级管理详细的介绍了每个学生的班级名称、所在年级等。调用gradeInfoService.getGrades()方法获取年级信息，调用isAddClass()方法添加班级信息，班级管理功能的实现大大节省了老师管理学生的时间和效率，老师可以在后台详细的查看每个学生的信息。班级管理图如图14所示。图14班级管理图5.7教师管理包括所有教师的信息管理，教师管理功能可以查看教师的名称，对应班级，教师职级信息。调用getTeacherById()方法通过教师id获取教师信息进行修改，教师管理图如图15所示。图15教师管理图5.8作业管理作业管理包括作业名称、题目数量、总分、作业时长、分科情况、难易程度、所属年级信息。可以添加作业试题、修改试题、查看试题、查看成绩。作业管理功能完全将老师能用到的功能全部实现。作业管理图如图16所示。图16作业管理图5.9试题管理老师发布作业信息的时候，可以录入试题和正确答案。在作业发布之后，学生就可以在前进行作业的完成。当学生将作业提交，系统就会自动识别答案是否正确，并给出分数。试卷管理图如图17所示。图17试题管理图5.10历史信息管理包含已批改作业信息及得分情况，方便老师回顾学生的历史作业信息数据。examHistorys()方法可以将查询到的历史作业信息封装到ModalAndView模型中通过视图解析器将视图展示在页面中，老师可以在历史信息管理模块查看到学生作业完成情况和错题，分析学生的学习情况，哪部分知识薄弱，提醒学生巩固知识。历史信息管理图如图18所示。图18历史信息管理图6.系统测试系统测试是整个项目的末端环节，此环节不可省略，而且只有测试通过的项目才可以发布上线并开始运营，专业的系统测试需要在充分的技术条件和环境条件支持下进行，对所有的已知问题、未知问题和预知问题进行统一的筛选、过滤和处理。6.1系统测试的定义系统测试是本平台（文学创作平台）发布前的最后一个环节，需要将项目、环境、客户等对象看作为一个整体来看待，然后进行各种类型的测试，帮助我们发现和分析设计中的硬性错误、软性错误和预计错误，如安全测试，是否能够保证平台的登录系统不被非法入侵，比如压力测试，测试出系统在正常工作时候所允许的最大负荷量，以及超过这个负荷之后还能否继续正常运行等。6.2系统测试的方法测试主要分为黑盒测试和白盒测试两种模式，黑盒比较简单，主要测试各个功能模块是否可以正常运行、是否有初始化错误和结束性错误、性能是否合理等，总之，它并不关注代码的内部结构是否正确，逻辑是否合理，只注重结果，所以我们常把黑盒测试又叫做功能测试；而白盒测试相对而言更复杂一些，它假设我们已经充分地了解了程序的所有代码及逻辑，然后开始测试代码是否符合设计规范，内部成员是否经过检查等，这部分的测试需要深入到代码层面，我们也称白盒测试为结构测试。在本平台中我们使用了黑盒测试对平台进行了测试[11]。6.3模块功能测试模块功能测试的目的是检查系统的安全性和功能与预期的符合程度，是最后一个重要环节，除了前面几章中实现的功能之外，我们还对功能进行了测试。还需要合理检查系统的安全性和功能完整性。以下测试是针对管理员模块的。我们首先运行程序，进入管理员登陆页面，按照表6所示的叙述对管理员登录进行测试。管理员登录测试：测试输入多种正确错误以及空白的账号密码，是否可以正常登录，管理员登录测试表如表6所示。表6管理员登录测试表测试名称管理员登录测试目的测试当使用未注册过的用户名和密码进行登陆操作时是否能够进入到管理页面当管理员输入正确的密码且登录成功后进入的页面是否为管理员所管理的页面当系统管理员的密码输入错误时是否还能够进入到平台管理界面测试条件使用已存在的管理员账号（admin,123456）输入不存在的账号（xxx，xxx）测试步骤1.在系统后台登录页面中输入用户名和密码2.点击“登录”按钮测试结果执行正确的登录操作后可成功进入管理员界面；当不存在的或者使用错误的登录名密码进行登陆操作时，不能够进入该页面。管理员登录测试：测试管理员登录页面，通过登录已注册和未注册的两个管理员账号判断是否能进入对应的页面。当没按要求填写账号密码，则提示如图19，图20所示。图19错误提示图图20错误提示录图7.结语本平台主要是为学校师生而设计研发的发挥互联网的优势，将作业和线上为一体，重拾人们对于作业的兴趣，线上完成作业，一个新颖的方式。围绕在线作业平台开展，目标人群则是学生和高校老师，同时加入一定的社交因素。方便学生采用线上方式回顾作业错题，以便复习提升学生成绩。从总体来看，本系统具有界面简洁、操作简单的特点，且基本上能够满足用户写作、阅读及社交的需求，在设计开发与实现本平台的过程中，对相关的资料以及信息