计算机组成原理精品课程平台的设计与实现【毕业设计】.doc

1、 本科 毕业 设计 (论文 ) （二零 届） 计算机组成原理精品课程平台的设计与实现 所在学院 专业班级 计算机科学与技术 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 摘要 :本系统是针对现代高校计算机技术的发展，为了应对现阶段传统的课程体系不能很好的满足学生需求、学生学习时间死 板、学习方式单一等问题而采用软件工程的设计思想设计的。 本文的基础就是利用 JSP+SQL Server 技术，在充分调研相关精品课程建设要求的前提下开发出一个基于 B/S 结构的计算机组成原理精品课程平台，建立起教师和学生之间的有效关联， 实现课程简介、教师情况、大纲教材课件展示、网上模拟试验系统（接口）、习

2、题及模拟测试（计算机选题）、教师学生访客等不同身份认证登入等功能。 关键词 ：精品课程平台； JSP 技术； B/S 结构 The Design and Realization of Computer Organization Courses platform Abstract:This system is for the development of modern computer technology college, in response to the traditional curriculum at this stage are not well meet the students

3、 needs, student learning time, rigid, single approach to learning problems such as the design idea of software engineering design. The basis of this paper is to use JSP and SQL Server technology,research related to quality courses in the full requirements of the building developed under the premise

4、of a based on B/S structure of Computer Organization and quality course platform,between teachers and students to establish an effective association,to achieve Course Description,the situation of teachers,teaching courseware outline display,on-line simulation test system(interface),exercises and sim

5、ulations(computer topics),teachers,students and other vistors to the different features such as authentication login. Key words:Quality course platform;JSP technology; B/S structure; 目录 第一章 绪论 . 1 1.1 论文背景 . 1 1.2 论文意义和目的 . 1 1.3 论文的主要内容 . 2 第二章 课题涉及的相关知识和技术 . 3 2.1 JSP介绍 . 3 2.2 servlet介绍 . 4 2.3 J

6、DBC介绍 . 5 2.4 SQL Server介绍 . 6 第三章 系统需求分析 . 7 3.1 系统定义 . 7 3.2 功能需求 . 7 3.2.1 管理员功能需求 . 7 3.2.2 教师功能需求 . 7 3.2.3 学生功能需求 . 7 3.3 数据需求 . 7 3.4 用户界面需求 . 8 3.5 性能需求 . 8 第四章 总体设计 . 9 4.1 系统设计的原则 . 9 4.2 系统设计方法 . 9 4.3 系统总体架构 . 10 4.4 系统总体结构设计 . 10 4.4.1 学生用户模块功能 . 10 4.4.2 教师用户模块功能 . 10 4.4.3 管理员用户模块功能 .

7、 10 4.5 系统模块设计 . 10 4.6 数据库设计 . 11 4.6.1 数据库设计概述 . 11 4.6.2 数据库结构设计 . 11 第五章 详细设计 . 13 5.1 网站首页 . 13 5.2 课程介绍 . 13 5.3 教学大纲 . 14 5.4 在线测试 . 14 5.5 有问必答 . 15 5.6 课件下载 . 16 5.7 参考资料 . 17 5.8 实验指导 . 17 第六章 系统测试 . 18 6.1 系统测试环境 . 18 6.2 相关功能测试 . 18 结束语 . 19 致谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 20 1 第一章 绪论 1.1 论文背景 随着

8、网络技术的飞速发展，现在很多国内外的大学和社会其他部门都已经开设了网络教学，通过计算机网络实现教育和培训。 发展以互联网为主要手段的现代远程教育已成为当今教育发展的趋势。所谓网络教育（ E-learning）指的是在网络环境下，以现代教育思想和学习理论为指导，充分发挥网 络的各种教育功能和丰富的网络教育资源优势，向教育者和学习者提供一种网络教育和学习的环境，用数字化技术传递教学内容，开展以学习者为中心的非面授教育活动 1-2。目前，全球有超过 85%的大学拥有自己的网站，其中许多学校推出了网络教育课程。欧美国家的网络教育走在世界前列，具有相当的规模。 美国已有 60%的高校开展了现代远程教育，

9、其开设的学位、学历课程基本覆盖了美国高等学校的所有学科和专业，通过网络学习的人数正以每年 3 倍的速度增长。德国有近 100 所学校开设了网络课程教育，英国提出将普及网络化教育作为保证英国人才培 养紧跟世界潮流的战略性举措 3。 网络教育包括很多环节，例如教学系统、答疑系统和考试系统等等。随着计算机应用的迅猛发展。网络应用不断扩大， 人们传统的思想观念和工作方式开始发生巨大的转变，依靠计算机技术进行信息化教学已经势在必行。目前许多国内著名院校已逐步采用这种方式教学。 为了适应新形势的发展，目前国内很多院校团体研究开发了精品课程平台。而我们知道网络应用软件运行的模式主要有二类： client/s

10、erver 模式、 browser/server 模式。前者主要的缺点是维护、升级较麻烦，后者是近几年伴随 Internet 迅速发展而应运而生的一种技术，在这种模式下，客户端需要一个浏览器，服务器是 web server，而 web server 是与数据库和应用服务器的紧密结合，可见，这种模式对客户端的要求不高。如今，很多部门的业务系统、企业的 MIS 系统纷纷采用这种模式，它的主要优点是便于扩充应用、升级维护简便。 本课题重点以 eclipse 为开发工具，综合利用 JSP/Servlet 与数据库等开发技术，对精品课程平台进行分析、设计，开发出一个计算机组成原理精品课程平台。 1.2

11、论文意义和目的 “十年树木，百年树人”，教育事业 的发展，尤其是高等教育的发展关系着整个国家的未来。随着网络技术的高速发展，网络应用于教学已经越来越广泛，尤其是精品课程平台的开发与建设已经成为目前高校提高课程教学质量的主要手段之一。 计算机组成原理是计算机科学中最重要的基础学科之一，是计算机科学与技术专业的必修课，也是许多非计算机专业学生的重点选修课程之一。该课程在硬件系列的课程及其它相关课程中是承2 上启下的课程，也是打好硬件基础的关键课程 4。作为基础课程，一个明显的特点是面向的学生群体更广，更加侧重学生应用能力的培养。各个高校为了让学生在今后的社会工作 中具备良好的计算机操作技能，不遗余

12、力的填购了很好的教学设备，充实教学师资力量，基本上要求是计算机专业毕业的教师才能任教。这些都是实际可以看到的硬性投入，另一个侧面的建设目前还没有得到广泛的重视，那就是教学平台的软性投入和建设。 由于学生班级一般人数比较多，而学生在计算机操作技能的原有能力上也参差不齐，统一模式的教学也很难满足所有学生的需求。由于缺乏现代教学理念，一些教师在教学中虽然也力求改革教学方法，但实际上，大多数教师在教法上仍然是“注入式”教学。教师仍然是教学中心，学生总是被教师牵着鼻子走，不给学生想象 的空间和发表意见的自由，学生只需听教师讲，紧跟教师的思路就行。教师按课程体系，按部就班的系统讲解，“教师讲”、“教师问”

13、、“教师答”；也有“教师问”“学生答”的情况，但所提出的问题不切合学生的实际，有的太深，学生回答不出来；有的太浅，如“是与不是”、“对与不对”等抽象而没有价值的问题。这样的课堂教学看似热闹，但不具有“启发性”，学生不能主动的参与到教学的过程中。 这样开发一个精品课程平台就非常有必要。利用现代化的教学信息技术手段将精品课程的相关内容上网并免费开放，以实现优质教学资源共享，提高高等学校教学质量 和人才培养质量，势必成为一种相当重要的知识传播途径。在精品课程教学系统中，一个稳定、安全可靠的开放式开发平台是必不可少的 5-6。本课题论述了计算机组成原理精品课程平台的基本开发思路，给出了一个精品课程平台

14、的设计与实现方案。 本系统具有通用性，是对传统教学模式的改革和创新，其推广使用对于教学的改革，实现开放式教学，扩大教学面，有限的的师资发挥更大的作用具有重要的意义。 1.3 论文的主要内容 1总结目前精品课程平台开发过程中采用的典型模式，提出了 B/S 结构的计算机组成原理精品课程平台的软件开发模型和软 件部署方案。 2按照软件开发过程的时间主线及软件工程的传统方法给出“计算机组成原理精品课程平台”在设计和开发过程中的需求分析、总体设计、详细设计和相关测试方法。 3 采用 JSP 技术及 Microsoft SQL Server 2000 数据库开发工具，通过 JDBC 技术 访问数据库，最终

15、建设成一个可以满足师生获取信息和服务的 精品课程平台。 3 第二章 课题涉及的相关知识和技术 2.1 JSP 介绍 JSP 是由 Sun Microsystems 公司倡导、许多公司参与一起建立的一种动态网页技术标准。在传统的网页 HTML 文 件中加入 Java 程序片段和 JSP 标记，就构成了 JSP 网页。 Web 服务器在遇到访问 JSP 网页的请求时，首先执行其中的程序片段，然后将执行结果以 HTML 格式返回给客户。程序片段可以操作数据库、重新定向网页以及发送 Email 等等，这就是建立动态网站所需要的功能。所有程序操作都在服务器端执行，网络上传送给客户端的仅是得到的结果，对客

16、户浏览器的要求很低，可以实现无 Plugin，无 ActiveX，无 JavaApplet，甚至无 Frame。 JSP 技术在多个方面加速了动态 Web 页面的开发： 1将内容的生成和显示进行分离 ：使用 JSP 技术， Web 页面开发人员可以使用 HTML 或者 XML标识来设计和格式化最终页面。使用 JSP 标识或者小脚本来生成页面上的动态内容。生成内容的逻辑被封装在标识和 JavaBeans 组件中，并且捆绑在小脚本中，所有的脚本在服务器端进行。如果核心逻辑被封装在标识和 Beans 中，那么其他人，如 Web 管理人员和页面设计者，能够编辑和使用JSP 页面，而不影响内容的生成。在

17、服务器端， JSP 引擎解释 JSP 标识和小脚本，生成所请求的内容（例如，通过访问 JavaBeans 组件，使用 JDBCTM 技术访问数据库，或者包含文件 ），并且将结果以 HTML（或者 XML）页面的形式发送回浏览器。这有助于作者保护自己的代码，而又保证任何基于HTML 的 Web 浏览器的完全可用性。 2强调可重用的组件：绝大多数 JSP 页面依赖于可重用的，跨平台的组件（ JavaBeans 或者Enterprise JavaBeans 组件）来执行应用程序所要求的更为复杂的处理。开发人员能够共享和交换执行普通操作的组件，或者使得这些组件为更多的使用者或者客户团体所使用。基于组件

18、的方法加速了总体开发过程，并且使得各种组织在他们现有的技能和优化结果的开发努力中得到平衡。 3采用标识简化页面开发： web 页面开发人员不会都是熟悉脚本语言的编程人员。 Java Server Page 技术封装了许多功能，这些功能是在易用的、与 JSP 相关的 XML 标识中进行动态内容生成所需要的。标准的 JSP 标识能够访问和实例化 JavaBeans 组件，设置或者检索组件属性，下载 Applet，以及执行用其他方法更难于编码和耗时的功能，通过开发定制化标识库， JSP 技术是可以扩展的。并且，以后第三方开发人员和其他人员可以为常用功能创建自己的标识库，这使得 Web 页面开发人员能

19、够使用熟悉的工具和如同标识一样的执行 特定功能的构建来工作。 JSP 技术很容易整合到多种应用体系结构中，以利用现存的工具和技巧，并且扩展到能够支持企业级的分布式应用。作为采用Java 技术家族的一部分，以及 Java 2（企业版体系结构）的一个组成部分， JSP 技术能够支持高度复杂的基于 Web 的应用。 4 由于 JSP 页面的内置脚本语言是基于 Java 编程语言的，而且所有的 JSP 页面都被编译成为Java Servlet， JSP 页面就具有 Java 技术的所有好处，包括健壮的存储管理和安全性。作为 Java平台的一部分， JSP 拥有 Java 编程语言“一次编写，各处运行”

20、 的特点。随着越来越多的供应商将 JSP 支持添加到他们的产品中，我们可以使用自己所选择的服务器和工具，更改工具或服务器并不影响当前的应用 7-9。 2.2 servlet 介绍 Servlet 是使用 Java Servlet 应用程序设计接口及相关类和方法的 Java 程序。它在 Web 服务器上或应用服务器上运行并扩展了该服务器的能力。 Java Servlet 对于 Web 服务器就好像 Java Applet 对于 Web 浏览器。 Applet 装入 Web 浏览器并在 Web 浏览器内执行，而 Servlet 则是装入 Web服务器并在 Web 服 务器内执行。 Java Ser

21、vlet API 定义了 Servlet 和服务器之间的一个标准接口，这使得 Servlet 具有跨服务器平台的特性。最早支持 Servlet 技术的是 JavaSoft 的 Java Web Server，此后，一些其他的基于 Java 的 Web Server 开始支持标准的 Servlet API。 Servlet 是通过创建一个框架扩展服务器的能力，采用请求 -响应模式提供 Web 服务。当客户机发送请求至服务器时，服务器将请求信息发送给 Servlet， Servlet 生成响应内容并将其传给Servlet，然后 再由 Servlet 将响应返回给客户端。一个 Servlet 被客户

22、端发送的第一个请求激活，然后它将运行于后台，等待以后的请求。在传统的 CGI 中，每个请求都要启动一个新的进程，如果CGI 程序本身的执行时间较短，启动进程所需要的开销很可能反而超过实际执行时间。而使用Servlet 时，服务器上仅有一个 Java 虚拟机在运行，只有当 Servlet 被调用时，它才被加载，且直到 Servlet 更改时，它才会被再次加载。在传统 CGI 中，如果有 N 个并发的对同一 CGI 程序的请求，则该 CGI 程序的代码在内存中重复装在了 N 次；而对于 Servlet，处理请求的是 N 个线程，只需要一份 Servlet 类代码。每个请求将生成一个新的线程，而不是

23、一个完整的进程，多个客户能够在同一个进程中同时得到服务，因此具有更高的效率，更容易使用，功能更强大，具有更好的可移植性，更节省投资。一般来说， Servlet 进程只是在 Web Server 卸载时被卸载。 Servlet 的主要功能在于交互式地浏览和修改数据，生成动态 Web 内容。 Servlet 看起来像是通常的 Java 程序。 Servlet 导入特定的属于 Java Servlet API 的包。因为是对象字节码，可动态的从 网络加载，可以说 Servlet 对 Server 就如同 Applet 对 Client 一样，但是，由于 Servlet 运行于 Server 中，它们

24、并不需要一个图形用户界面。 Servlet 具有如下的优势： Servlet 可以和其他资源（文件、数据库、 Applet、 Java 应用程序等）交互，以生成返回给客户端的响应内容。如果需要，还可以保存请求 -响应过程中的信息；采用 Servlet，服务器可以完全授权对本地资源的访问（如数据库），并且 Servlet 自身将会控制外部用户的访问数量及访问性质； Servlet 可以是其5 他服务的客户端程 序，例如，它们可以用于分布式的应用系统中，可以从本地硬盘，或者通过网络从远端硬盘激活 Servlet； Servlet 可被链接。一个 Servlet 可以调用另一个或一系列 Servle

25、t，即成为它的客户端；采用 Servlet Tag 技术，可以在 HTML 页面中动态调用 Servlet； Servlet API与协议无关，它并不对传递它的协议有任何假设；像所有的 Java 程序一样， Servlet 拥有面向对象 Java 语言的所有优势； Servlet 提供了 Java 应用程序的所有优势 可移植、稳健、易开发 10-11。 2.3 JDBC 介绍 JDBC 是一种用于执行 SQL 语句的 Java API，可以为多种关系数据库提供统一访问，它由一组用 Java 语言编写的类和接口组成。为工具 /数据库开发人员提供了一个标准的 API，据此可以构建更高级的工具和接口

26、，使数据库开发人员能够用纯 Java API 编写数据库应用程序。 Java 具有坚固、安全、易于使用、易于理解和可以从网络上自动下载等特性，是编写数据库应用程序的杰出语言。所需要的只是 Java 应用程序与各种不同数据库之间进行对话的方法。而 JDBC 正是作为此种用途的机制。 JDBC 扩展了 Java 的功能 。例如，用 Java 和 JDBC API 可以发布含有 applet 的网页，而该applet 使用的信息可能来自远程数据库。企业也可以用 JDBC 通过 Intranet 将所有职员连到一个或多个内部数据库中。随着越来越多的程序员开始使用 Java 编程语言，对从 Java 中

27、便捷的访问数据库的要求也在日益增加。管理员们都喜欢 Java 和 JDBC 的结合，因为它使信息传播变得容易和经济。企业可继续使用它们安装好的数据库，并能便捷的存取信息，即使这些信息是储存在不同数据库管理系统上。新程序的开发期很短，安装和版本控制将大为简化。程序员可只 编写一遍应用程序或只更新一次，然后将它放到服务器上，随后任何人就都可得到最新版本的应用程序。 用 JDBC 来实现访问数据库记录可以采用下面的几个步骤： 1、通过驱动器管理器获取连接接口 ；2、获得 Statement 或它的子类 ； 3、限制 Statement 中的参数 ； 4、执行 Statement； 5、查看返回的行数

28、是否超出范围 ； 6、关闭 Statement； 7、处理其它的 Statement； 8、关闭连接接口。 JDBC API 用于连接 Java 应用程序与各种关系数据库。这使得人们在建立客户 /服务器应用程序时，通常把浏览器 作为界面，把 Internet 或 Intranet 作为网络主干，把有关的数据库作为数据库后端。其优点为： 1 JDBC API 与 ODBC 十分相似，有利于用户理解。 2 JDBC 使得编程人员从复杂的驱动器调用命令和函数中解脱出来，可以致力于应用程序中的关键地方。 3 JDBC 支持不同的关系数据库，使得程序的可移植性大大加强。 4 JDBC API 是面向对象的，可以让用户把常用的方法封装为一个类，以备后用 12-14。