基于J2EE技术的网络教学平台的设计与实现_毕业设计网络教学平台

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基于J2EE技术的网络教学平台的设计与实现

基于J2EE技术的网络教学平台的设计与实现

第19卷第4期 2007年12月 宁波工程学院学报JOURNALOFNINGBOUNIVERSITYOFTECHNOLOGY V01,19NO.4 Dec.2007 基于J2EE技术的网络教学平台的设计与实现苏日娜,李晨,范剑波(宁波工程学院,浙江宁波315211)摘 要:本文通过运用J2EE(JAVA 2 Platform Enterprise Edition)的核心技术和MVC(Model—View—Controller)设计 模武,提出了网络教学平台的系统总体框架和主要功能模块,解决了网络教学平台实现中的关键问题。关键词:网络教学平台;J2EE技术;MVC设计模式 中图分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:1008—7109(2007)04—0082—06 随着计算机技术和互联网应用的迅速发展,传统的教学方法和手段已经受到了极大的挑战。由于 传统教学模式受到时间、空间、教师水平、学生个性等因素的限制,且单一的课堂教学形式已经不能满足 现代教育教学的需求,所以将计算机与Internet技术应用于教育教学是现代教育发展的重要途径,也是 改变传统教育模式、提高学校教学质量和效率的有效手段。基于互联网技术的网络教学平台能够充分 利用现代化的教学手段和多种教学资源,为学生提供良好的自主学习环境,同时支持教师网上备课、授 课,学生网上学习、测试,教师和学生课后交流、答疑、批改作业等教学环节。目前,网络教学系统大多采用ASP技术进行开发,运行在windows操作系统上,产生的代码可移植 性较差,执行效率不高。根据J2EE技术的跨平台性和极高的重用性,我们采用J2EE的各项技术和 MVC多层模式设计方法,实践了网络教学平台的开发,取得了较好的效果。1 J2EE关键技术J2EE简介 1.1 J2EE定义了一种开发多层企业应用的标准。在应用系统架构过程中,依照逻辑功能划分可将应用 程序划分成不同的组件,而这些组件对应于J2EE分布式模型中的各个不同层。J2EE分布式模型主要包括如下四层:(1)客户层:为用户提供可视化图形接口,主要包括运行在客户计算机上的组件;(2)Web层:响应客户请求,为客户提供所请求的资料,主要包括运行在J2EE服务器上的Web组件;(3)业务层:运行应用逻辑,完成客户请求中相应的计算和操作,主要包括运行在J2EE上的EJB组件;(4)企业信息集成层:存储、管理资料信息,主要包括运行在服务器的软件系统(如数据库)。J2EE是一种体系结构,而不是一门语言。它对开发基于Web的多层应用提供了功能支持和技术 规范。下面对在开发网络教学平台过程中用到的J2EE的几种关键技术进行简单的描述„。1.1.1 Java Servlet Servlet是一种独立于操作系统平台和网络传输协议的服务器端的Java应用程序,它用于扩展服务 器的功能,可以生成动态的web页面。与传统的Java应用程序最大的不同在于:它不是从命令行启动 收稿日期:2007—09—23 作者简介:苏日娜,女,宁波工程学院讲师,南京东南大学在读硕士研究生。基金项目:本文为浙江省新世纪高等教育教学改革研究项目(项目编号:yb05093)万

方数据 的,而是由包含Java虚拟机的Web服务器进行加载的。1.1.2 JDBC(Java Database Connectivity)JDBC技术提供了Java程序和数据库服务器之间的连接服务,同时它能保证数据事务的正常进行。通过使用JDBC,Java应用程序能够执行SQL语句,检索数据库,更新修改数据库。JDBC隐藏了不同数 据库的不同特性,而且JDBC对数据库的访问具有平台无关性。1.1.3 EJB(Enterprise Java Bean)EJB是服务器端组件模型。用于实现特定的应用逻辑。简单的说,应用逻辑就是企业程序中的数 据结构和算法。EJB组件能够从客户端或Web容器中收到数据并将处理过的数据传送到企业信息系 统来存储,EJB还能够从数据库检索数据并送回到客户端。由于EJB依赖J2EE容器进行底层操作,使 用EJB组件编写的程序具有良好的扩展性和安全性。● 1.1.4 JSP(Java Server Pages)JSP是一种实现普通静态HTML和动态HTML混合编码的技术,就是在HTML中嵌入Java执行代 码。服务器在客户端请求页面以后对这些页面中的Java代码进行处理,然后将生成的HTML页面返回 给客户端的浏览器。1.2 MVC模式简介 MVC(Model—View—Controller)是把一个应用的输入、处理、输出流程按照Model、View和Controller 的方式进行分离,这样一个应用被分成三个层:模型层、视图层、控制层。下面的图1给出了MVC结构图‘21。状态查询. ■●●■. 图1 MVC结构图 图1MVC结构图视图(View):代表用户交互界面。简单地说,HTML,XML,JSP页面和Applet小应 用程序都可以作为视图。一个应用可能有很多不同的视图,所有这些视图都与控制器(Controller)有紧 密的交互。MVC设计模式对于这些视图的处理仅限于视图上数据的采集和处理,以及用户的请求,而 对于视图上的业务流程则交给模型(Model)处理。模型(Model):通常也被称为“业务逻辑”。与界面不同的是,它用来实现完成功能的代码。业务流 程的处理过程对其他层来说是黑箱操作。模型接收视图请求的数据,并返回最终的处理结果。业务模 型的设计是MVC设计的核心任务。J2EE中的EJB组件就是业务模型的代表,还有一类是保存实体对象的数据模型。控制器(Controller):接收来自视图的请求,分发给模型的业务组件,由其完成用户的请求。本身并 不做任何的数据处理。J2EE中的Java Servlet就是控制器的代表。控制器是按照struts—config.xml配 置文件中的视图和模型之间的映射关系来进行分发的。万

方数据 R4 宁波工程学院学报 2007年第4期 2网络教学平台的总体框架和主要功能模块 从教学活动的实际需求出发,系统划分了教师功能模块、学生功能模块和管理员功能模块,完成根应的网络教学和管理任务。2.1总体框架 图2 MVC_~=’构图 使用网络教学平台的用户设定为四种角色:教师、学生、管理员和特定用户。其中特定用户角色由 管理员功能模块设定。考虑教学活动中的实际情况,在教师模块中的特定用户代表教师中课程团队负 责人,以课程为单位对普通教师进行授权,例如教师是否对该门课具有授课权限(非课程团队教师不能 对该课程进行课程建设)。学生模块中的特定用户代表学生中的课程助教,以课程为单位对普通学生 进行授权,例如学生是否具有上交该门课程作业的权限(非学习本课程的学生不能上交该课程作业)等。由于网络教学平台面向多门课程,这样以特定用户角色细化控制权限的方式可以使得网络教学平 台的教学工作更有组织性,系统的运行也更安全。2。2主要功能分析 课程管理:注册用户可以以自我建设为中心,按照学生具有课程学习权限、教师具有课程授课权限 和管理员具有建设维护权限对课程信息和课程资料进行管理。教师功能模块中的课程按照“教授的 课程”、“学习的课程”和“参与管理的课程”分类列表展示。教师可以创建、维护所教授课程内容信息,如课件、课程简介、教师简介、教学大纲、教学内容、参考书目等。学生功能模块中的课程按照“学习的 课程”和“参与管理的课程”分类列表展示。学生可以把所选学的课程添加到列表中,对该课程进行学 习,如浏览课件、下载教学资料等。其中“参与管理的课程”由学生和教师中的特定用户使用。管理员 可以添加、删除课程。课程管理模块设计时考虑了教师既可以授课又可以观摩别的教师的课程,学生既 可以学习课程又可以参与助教的实际情况。作业管理:授课教师可以创建、修改、删除课程作业。作业初始状态为未布置。状态为以布置的作 业不能修改和删除。教师用户进入个人作业界面,系统自动给出所有该用户的作业列表,并按照已提 交、已批改、已取消、已布置、未布置的顺序排列。学生用户进入个人作业界面,所有该用户的作业列表 按照已布置、已批改、已提交、未布置的顺序排列。同种作业状态的作业按照作业创建时间升序排列。作业实体(HomeworkBean)由以下部分组成:作业创建时间、布置时间、截止时间、所属课程、作业提 交时间、作业批改时间、所属章节、所属课次、作业内容。例如,上传作业就是靠调用Uploadbean来实现将学生作业提交给服务器保存的,其部分程序代码如下: <jsp:UserBean </jsp:UserBean>id=”upBean” scope=”page”class=”javazoom.upload.UploadBean”> 万

方数据 答疑信箱的管理、维护: 答疑信箱是类似BBS的师生答疑交流工具。课程学生用户可以创建答疑问题,由教师进行回答。教师也可以创建答疑主题,总结具有普遍意义的问题。教师可以删除答疑问题。学生不能和老师讨论(回复)非自己提出的问题。考虑到对教学效果的评价和检测的实际需要,设计了答疑统计功能。课程用户管理: 管理员实体(AdminBean)由姓名、编号、密码、密码提示组成。可以进行课程用户基础数据查询、修 改、删除和用户权限设定、取消操作。可以添加、删除、修改课程。可以建立特定用户角色并分配相应的 权限。例如,角色状态实体对象类定义如下:public class RoleStatusData{ —roleType;//角色类型 —roleID;//角色ID或者是课程负责人GUID —roleName;//角色名称 —courseType;//课程类型,只有当角色类型为课程负责人 /CoursePrincipal时才为有效值 —courseID;//课程或开课课程ID,只有当角色类型为 课程负责人即CoursePrincipal时才为有效值 一statusValue;//状态表类型即StatusValueData的List数组,记录所有类型 RoleStatusData()l private RoleTypeEnum private string private string private CourseTypeEnum 即private string private ArrayList 的状态值public { 一roleType=RoleTypeEnum.NormalRole; 3网络教学平台实现中的关键问题3.1 J2EE技术原理 系统采用J2EE技术建立客户端视图页面,根据页面特性分为静态页面(例如扩展名为jsp的页面)和动态页面(例如扩展名为do的页面)。当客户端向服务器端发出Http页面请求时,控制器接收来自 客户端浏览器的请求。若请求的是静态页面,则直接定位(forward)到该页面进行处理;若请求的是动 态页面,则根据配置的WebLogic文件中的对应关系,决定将这个请求分派给哪个业务逻辑(可以由一个 或多个EJB实现),由服务器端的Servlet引擎负责解释执行,调用相应的EJB业务组件,业务逻辑执行 完成后更新模型的状态,既由Servlet引擎将结果返回给客户端¨1。程序中实现Servlet引擎是关键,它 主要是实现doGet()和doPost()两个函数。例如,UserPage.java文件中列表显示课程用户的程序片断如下:public class UsersPage extendspublic throws HttpServlet{doGet(HnpServletRequestrequest,HttpServletResponse void response)ServletException,IOException{ DataBean(); DataBean db=new if(request.getParameter(”page”)!=null){key2 Integer.parseInt(request.getParameter(”page”)); 万

方数据 86 宁波工程学院学报 2007年第4期 ArrayList list=db.getUsersList(key,count); request.setAttribute(”pagecount”,db.pagecount+””); request.setAttribute(”list”,list); db.Close(); request.getRequestDispatcher(”index.jsp?action=3”).forward(request,response);}public void doPost(HttpServletRequest request,HttpSerVletResponse response)IW接底层数据库。throwssponse);} ServletException,IOException{doGet(request,re. } 当页面发出显示请求时,Web容器接收到对Servlet的请求。如果是GET请求类型,则执行doGet 函数。如果是POST类型,则执行doPost函数。本程序还使用了RequestDispatcher请求转发器,定位到 index.jsp页面显示结果。3.2 XML的应用 传统的HTML在创建文本时显示方式是内嵌在数据中的,文档中的数据和输出格式混合在一起。如果因为需求不同而需要对同样的内容进行不同风格的显示时,就需要重写一个全新的文档,这样重复 工作量很大。XML是自描述的标志语言,系统中采用XML用户自定义标签可以把显示格式从数据内 容中独立出来,保存在样式单文件(Style Sheet)中,这样如果需要改变文档的显示方式,只要修改样式 单文件就行了。例如,在显示教师授课列表页面中使用XML定义标签,程序片断如下:<?xml—stylesheet type=”text/css”href=”review.CSS”> <title>教授的课程</title><toplink> <link> <face type=”text”>添加课程</face> <href>./addeourse.jsp</href></link> </toplink> 其中review.ass是独立的样式单文件,通过<?xml—stylesheet>指令将其与XML文档连接起来,不需要像HTML一样定义<TH>、<TR>等显示格式标签,增加了程序的可读性,而且内容与显示格式 分离,有利于代码维护。3.3数据库技术 系统中用户个人基础数据、课程数据等大量的数据都存放在数据库中,对这些数据进行访问操作,先要建立数据库连接。传统的数据连接方式直接对应实际存在的物理数据库,每进行一次数据库操作 就要打开一个物理连接,使用完后再进行关闭,这样频繁的建立、撤销连接会造成系统性能下降。在 J2EE技术中可以采用JDBC的连接池机制,在程序中建立数据源(DataSource),使用DataSource对象的 getConnection方法来连接底层数据库,由连接管理程序对所有连接进行管理,可以使一个连接重复使 用,大大提高了数据库的访问效率。例如,DataBean.java文件中的程序片断如下。public class,DataBean{ 万

方数据 tr)r{ Class.forName(”corn.microsoft.jdbc.sqlserver.SQLServerDriver”);Context initC=new DataSource Connection javax.naming.InitialContext(); ds=(DataSource)initC.100kup(”java:com/env/jdbc/da”);conn=ds.getConnection(”jdbc:microsoft:sqlserver://127.0.0.1:1433;databasename=da”,”sa”,„’); System.out.println(”连接成功”); }catch(SQLException ex){ System.out.println(ex.getMessage()+”连接错误”);l } 连接好数据库后,在系统的JSP语句中使用数据库应用函数或SQL语句就可以完成相应的添加、删除、查询等数据库操作。4总结 本文介绍了J2EE的相关技术和网络教学平台的设计、实现过程,采用MVC模式使得系统具有良 好的重用性和可移植性,实现的网络教学平台在应用中取得了较好的效果。今后将通过对该系统的不 断完善使之更适应于实际教学。参考文献〔1〕郝玉龙,姜撵编著.J2EE编程技术〔M〕.北京:清华大学出版社,2005. 〔2〕MalcolmDavis.Struts,an open—source MVC implementation,Manage complexity in large Web sites with this servlets and JSP framework〔EB/OL〕.1ibrary/j-struts/index.html.2004—06—07. 〔3〕何贞,何钦鳐,王勇刚.基于J2EE的网络教学平台的设计与实现〔J〕.江南大学学报,2005,4(1):34—35. SU Ri—na,LI Chen,FAN Jian—bo(NingboAbstraot:By means of thecore University of Technology,Ningbo Zhejiang,315016,China)technology of J2EE(JAVA 2 Platform Enterprise Edition)and MVC(Model— network teaching View—Controller)design mode,this paper proposes the general system framework of the platform and its main function modules and solves the key problems for the realization of the platform. _.network teaching platform,J2EE technology,MVC design mode 万

方数据 基于J2EE技术的网络教学平台的设计与实现作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 苏日娜,李晨,范剑波,SU Ri-na,LI Chen,FAN Jian-bo 宁波工程学院,浙江,宁波,315211 宁波工程学院学报 JOURNAL OF NINGBO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 2007,19(4)参考文献(3条)1.何贞;何钦铭;王勇刚 基于J2EE的网络教学平台的设计与实现[期刊论文]-江南大学学报(自然科学版)2005(01)2.Malcolm Davis Struts,an open-source MVC implementation,Manage complexity in large Web sites with this servlets and JSP framework 2004 3.郝玉龙;姜(韦华)J2EE编程技术 2005 本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_nbgdzkxxxb200704023.aspx

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