基于JSP技术的网上教学系统的研究

近年来, 人们开发了各种基于Web的网络教学系统, 这些系统对改变传统的教学手段, 提高教学效率起了十分重要的作用。随着Web应用技术的不断提高, 动态网页技术从传统的ASP、PHP等技术发展到JSP (Java Server Page) 。JSP较其他的网上动态交互信息处理技术有极其明显的优越性。所以, 我们选用JSP来开发网上教学系统。

1 JSP技术

JSP是Sun Microsystem公司领导建立的一种交互网页技术的标准。在传统的页面HTML文件中加入Java程序片段 (Scriptlet) 和JSP标记 (tag) , 就构成了JSP网页。通过执行程序片段, 可以操作数据库、重新定向网页以及发送Email等建立动态网站所需要的功能, 所有程序都在服务器端执行。而且, JSP技术是完全与平台无关的设计, 它还提供了JavaBeans元件模型来加强JSP元件的使用能力。在访问数据库方面, SUN公司提供了JDBC (Java Database Connectivity) 技术使Java程序与数据库的连接更加方便, 功能上与ODBC相同。大多数网络数据库系统都推出了自己的JDBC驱动程序, 对于没有提供JDBC API技术的其他数据库, 仍然可以通过JDBC-ODBC桥的方式访问数据库服务器中的数据。

2 网上教学系统的设计

2.1 系统的功能结构设计

网上教学系统是为网络教学提供全面服务的软件系统。在丰富的学习资源基础上, 教师可通过教师子系统上载适合网络教学的多媒体课件。学生和教师可以通过交流子系统和网络教学的一些支持工具, 更好地完成各个环节的课程学习。而教务管理子系统可以保障这种教学过程能有序地进行。该系统的主要功能:

(1) 通过教务管理子系统, 可管理学校部门数据 (如, 学院与专业) 设置, 系统中教师与学生的用户账号和资料, 以及进行账号的添加, 修改和删除等操作。

(2) 教师子系统提供发布新的课程, 对已发布的课程进行管理 (如, 课程信息管理, 教学课件上传/下载, 网上答疑和作业点评等) 功能。

(3) 学生子系统提供选择课程, 浏览教师发布的教学信息 (如, 下载课程课件、作业, 网上答疑, 查阅成绩、点评等信息) 等功能。

(4) 通过交流子系统可使师生进行互动交流。

(5) 为各类用户提供友好的环境, 并保证所有数据的存放安全、可靠。

系统功能 (面向大专院校) 模块图如图1所示。

2.2 系统的体系结构

通过对教学系统的面向用户和功能需求的分析, 我们选用B/S三层结构模式由客户机、应用服务器和数据库服务器组成。由于B/S结构能充分利用服务器资源, 提供了跨平台、简单一致的应用环境, 实现开发环境与应用环境的分离, 可减少软件开发及维护的工作量, 便于用户群的扩展, 很适合构建网上教学系统。

2.3 数据库安全性考虑

在网络数据库的访问操作中, 实现权限管理和数据安全性是保证系统正常运行的重要机制, 为此, 系统考虑以下措施:

(1) 防火墙技术。

(2) 设置不同的权限。系统中除系统管理员外, 定义了三类用户:学生、教师和教学管理员。系统给不同类型的用户授予不同的数据管理权限。用户使用系统必须经过用户名和密码验证, 保证每个用户信息是相互独立的, 防止非授权用户非法读写数据库, 从而提高系统的安全性和可靠性。

(3) 加密技术。利用SQL Server 2000的安全机制和可靠机制, 当从客户机连接到数据库时, 操作系统和DBMS都要对访问用户加以认证。

3 系统实现中的关键技术

3.1 中间层技术

在系统的三层结构模式中, 由于采用数据库存储信息动态地生成Web页面, 每个页面在提交请求时都会导致数据库的访问, 这将带来巨大的系统开销。对此, 在中间件中, 使用JavaBean技术建立连接池与数据库进行连接。这样, 程序之间可以共享数据。通过单独的线程创建连接池, 只需建立一次初始连接, 可使系统性能获得显著的改善。

3.2 JDBC技术

JDBC技术提供了数据库独立的开放性连接, 使应用程序不仅可以对基于SQL标准的关系数据库系统进行访问, 而且还可以对其他类型的数据源进行访问。JDBC技术通过提供API使Java应用程序能够实现位于企业信息系统层的数据库的访问能力。

中间层的应用组件通过JDBC技术可以完成下列功能:实现与系统数据库服务器的连接;管理事务;将SQL请求传送到数据库管理系统进行预处理并执行相应的数据操作;执行存储过程;检查修改查询语句的执行结果等。

3.3 SQL Server 2000数据库管理系统

在系统的运行中需要对大量数据进行处理, 如课件、题库、用户管理等, 因此必须有功能强大、支持B/S结构的数据库系统给予后台支持, 才能保证系统的实现。SQL Server 2000数据库管理系统是Microsoft公司的产品, 它功能强大, 提供了几乎全部的标准的关系数据库管理功能的支持。同时, SQL Server简单易用, 可以轻松地实现库、表、关系、存储过程、触发器、索引等的建立、操纵和管理, 也可轻松地实现数据库安全性管理、数据备份等功能, 且具有良好的易用性、伸缩性和可靠性。本系统将选用SQL Server 2000数据库管理系统。根据对系统的仔细分析, 确定系统数据库包括:用户注册表、课程表、试题表等。

4 结语

本文介绍了一个功能齐全的网上教学系统, 并对其组成结构和功能进行了系统全面的分析。它可使学生方便自主地开展自选课程的学习, 可实现数据共享, 对学校的信息交流与合作具有一定的现实意义。

摘要：本文在介绍JSP技术的基础上, 提出了一个基于Internet的网上教学系统的结构模型, 并对该系统应具有的功能和开发技术进行了研究和探讨。

关键词：网络教学,JSP,B/S

参考文献

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