基于AJAX的课程教学网站的设计与实现【文献综述】.doc

1、毕业设计文献综述 计算机科学与技术 基于 AJAX 的课程教学网站的设计与实现 一、 前言部分 写作目的： 介绍了 B/S 体系结构的基础上，利用面向对象方法设计并实现课程网站系统 的相关知识； 并且介绍了相关的成熟技术， 如 AJAX、 ASP.NET 等技术 ，以加深对网站设计这方面知识的理解，为此类系统的开发提供一定的启示性和指导性 相关概念： 教学网站是为了辅助教学活动而建立的一个教学平台，它构建于传统的 Web 应用基础之上。 AJAX 作为 Web 技术发展到一定程度的产物，能够比较好的帮助原有教学网站系统提升功能和性能。 Ajax 是 Asynchronous JavaScrip

2、t and XNd.的缩写。它并不是一门新的语言或技术，它实际上是几项技术按一定的方式组合在一起在共同的陇作中发挥各自的作用，它包括 :使用 XHTML 和 CSS 标准化呈现 ;使用 DOM 实现动态显小和交互 ;使用 XML 和 XSL T 进行数据交换与处理 ;使用 XMLHttp Request 进行异步数据读取 ;最后用 J avaScript绑定和处理所有数据1。 焦点问题： 对应用 Ajax 最主要的批评就是，它可能破坏浏览器后退按钮的正常行为。在动态更新页面的情况下，用户无法回到前 一个页面状态，这是因为浏览器仅能记下历史记录中的静态页面。一个被完整读入的页面与一个已经被动态修

3、改过的页面之间的差别非常微妙；用户通常都希望单击后退按钮，就能够取消他们的前一次操作，但是在 Ajax 应用程序中，却无法这样做。不过开发者已想出了种种办法来解决这个问题，当中大多数都是在用户单击后退按钮访问历史记录时，通过建立或使用一个隐藏的 IFRAME 来重现页面上的变更。（例如，当用户在 Google Maps 中单击后退时，它在一个隐藏的 IFRAME 中进行搜索，然后将搜索结果反映到 Ajax 元素上，以便将应用程序状态 恢复到当时的状态。） 一个相关的观点认为，使用动态页面更新使得用户难于将某个特定的状态保存到收藏夹中。该问题的解决方案也已出现，大部分都使用 URL 片断标识符（

4、通常被称为锚点，即 URL中 #后面的部分）来保持跟踪，允许用户回到指定的某个应用程序状态。（许多浏览器允许JavaScript 动态更新锚点，这使得 Ajax 应用程序能够在更新显示内容的同时更新锚点。）这些解决方案也同时解决了许多关于不支持后退按钮的争论。 对于一门网站课程来说，自线型的流程、结构比非自线型的更合理一此，后者可以减轻学生操作过程中的认知负荷。 因此，网站课程内容章节之间、节节之间的衔接最好是直线的。在页面的转换之间，不要穿插一此无用的信息。穿插无用信息只会分散学生的汁意力，增加学生的认知负担，破坏”不要打扰”的汁意力结构，同时还违背了人类的”汁意力惰性”。页面转换时，要使新

5、的页面通过点击才能显示在屏幕上，不要使之主动跳到学生面前，这种”主动跳”的技术叫做”推技术”。推技术是指让信息主动呈现到人们面前的技术。有了这种技术，人们感兴趣的信息就会主动出现在他们的面前。但是这种技术被证明是失败的，因为当信息主动推向学生时，学生会很快对之失去兴趣 2。 二、主题部分 AJAX 发展简史 该技术在 1998 年前后得到了应用。允许客户端脚本发送 HTTP 请求 (XMLHTTP)的第一个组件由 Outlook Web Access 小组写成。该组件原属于微软 Exchange Server，并且迅速地成为了 Internet Explorer 4.0 的一部分。部分观察家认

6、为， Outlook Web Access 是第一个应用了 Ajax 技术的成功的商业应用程序，并成为包括 Oddpost 的网络邮件产品在内的许多产品的领头羊。但是， 2005 年初，许多事件使得 Ajax 被大众所接受。 Google 在它著名的交互应用程序中使用了异步通讯，如 Google 讨论组、 Google 地图、 Google 搜索建议、 Gmail等。 Ajax 这个词由 Ajax: A New Approach to Web Applications一文所创，该文的迅速流传提高了人们使用该项技术的意识。另外，对 Mozilla/Gecko 的支持使得该技术走向成熟，变得更为易

7、用。 AJAX 的特点之一就是无需刷新页面就可以向服务端发送或接受数据，这样就像桌而应用程序一样，只有数抓层需要跟服务端进行交换，而不需要每次都要刷页面，数抓处理也不需 要交给服务器处理了而是自接交给客户端处理。这样既减轻了服务器的负担，又提高的响应速度和缩短了用户的等待的时间，同时减少了”自屏”的现象、提高了系统的性能 3。 AJAX 前景非常乐观，可以提高系统性能，优化用户界面。 AJAX 现有直接框架 AjaxPro，可以引入 AjaxPro.2.dll 文件，可以直接在前台页面 JS 调用后台页面的方法。但此框架与FORM 验证有冲突。另微软也引入了 AJAX 组建，需要添加 Ajax

8、ControlToolkit.dll 文件，可以在控件列表中出现相关控件。 AJAX 优点和缺点 传 统的 web应用允许用户填写表单 (form)，当提交表单时就向 web服务器发送一个请求。服务器接收并处理传来的表单，然後返回一个新的网页。这个做法浪费了许多带宽，因为在前後两个页面中的大部分 HTML 代码往往是相同的。由于每次应用的交互都需要向服务器发送请求，应用的响应时间就依赖于服务器的响应时间。这导致了用户界面的响应比本地应用慢得多。 与此不同， AJAX 应用可以仅向服务器发送并取回必需的数据，它使用 SOAP 或其它一些基于 XML 的 web service 接口，并在客户端采

9、用 JavaScript 处理来自服务器的响 应。因为在服务器和浏览器之间交换的数据大量减少，结果我们就能看到响应更快的应用。同时很多的处理工作可以在发出请求的客户端机器上完成，所以 Web 服务器的处理时间也减少了。 使用 Ajax 的最大优点，就是能在不更新整个页面的前提下维护数据。这使得 Web 应用程序更为迅捷地回应用户动作，并避免了在网络上发送那些没有改变过的信息。 基于 AJAX 技术的异步求特性，客户端可以同时向服务器发送多个请求，因此，我们将客户端页面分成多个独立的部分，在页面加载的时候，这些独立的部分通过 AJAX 向服务器请求信息。我们称这些独立的部分 为版块。客户端请求页

10、面时，实现按版块加载的方式，每个版块之间相互独立，即使某个板块加载失败，也不会影响其余版块的加载，每个版块的显示内容和显示样式由该板块的模板决定。为了实现网页结构的内容的动态性，在网站的后台管理中设计这样的功能：添加、修改和删除版块，添加、修改和删除模板利用这此功能，网站管理员可以根据需要灵话的修改网站 4。 在构建专题网站时，如果采用 Web 1.0 技术，全部的工作将由服务器来完成 :接收数据，处理计算，再访问其它的数据库系统，最后返回一个 HTML 页面到客户端。这种传统系统开发模式在当今 强健的网络系统下己经显示各种弊端。通过在用户和服务器之间引入一个AJAX 引擎，可以消除 Web

11、的开始一停止一开始一停止这样的交互过程。它就像增加了一层机制到程序中，使它响应更灵敏，用户体验更好 5。 ASP (Active SexverPages,活动服务器网页 )是微软提出的服务器端网页编程模型。发展到 3.0 版本后 ASP 成为成熟的动态网页编程技术，包括会话控制、数据库访问等。通过ASP 可以结合 HTM L 网页、 ASP 指令和 ActiveX 控件，建立动态的、交互的、高效的 Web 服务器应用程序，且能较容易实现复杂的 Web 扩展功能。 ASP 具有无需编译、易于生成、独立于浏览器等特点 6。 与 HTML 相比， ASP 具有以下的优势 : (1)不泄漏源代码。由与

12、服务器是将 ASP程序执行的结果以 HTML格式传回客户端浏览器，因此，用户不会看到 ASP 所编写的源程序。 (2)支持虚拟目录。虚拟目录方式可以隐藏站点目录结构，避免了由与站点目录结构的暴露而导致系统受到攻击。同时一，管理员可以对虚目录设置不同的操作权限，提高网站系统的安全性。 (3) ASP 程序开发相对简单， ASP 可以与任何 AcTiveX scripting 语言兼容 7。 像 ASP,JSP 和 PHP 样， ASP.NET 也是种服务器端技术，它叫以制作动态 Web 页的内容。ASP.NET 又叫 ASP+,但它不是 ASP 的简单升级，而是 Microsoft 推出的新一代

13、 Active Server Page。他是一种将各种 Web 元素组合在一起的服务器技术，是一个统的 Web 开发平台，它提供了生成一个完整的 Web 应用程序所必需的各种服务。 ASP.NET 的语法在很大程度上与ASP 是兼容的，同时它提供了一种新的编程模刑和结构，用于生成更为安全、可伸缩和稳定的应用程序。可以通过在 ASP 应 用程序中添加 ASP.NET 的功能，来扩充和增强 ASP 应用程序的功能。 ASP.NET 是一个己编译的、基于 .NET 的环境，可以使用任何与 .NET 兼容的语言 (包括 Visual Basic.NET, C#和 JScript.NET)来创建相应的应

14、用程序 8。 Web 数据库访问一般有三种力法 :一种是基于 Web 的中间件技术，在这种结构下，有许多中间件方案可以选择，公共网关接口 (CGI),Web 应 用 程 序 编 程 接 口 (Web API),ASP,JSP,Java Servlet 等这种力法是采用 W eb 服务器端提供中间件来连接 W eb 服务器与数据库服务器，中间件完成对数据库的访问，结果再由 Web 服务器返回给客户端的浏览器。 另一种是把应用程序下载到客户端并在客户端直接访问数据库，访问 Web 数据库的客户端力法主要包括 :Java Applet,ActiveX,Plug-in 等，其中最典型的就是 JavaA

15、pplet。 第三种力式综合了以上两种力法，既在服务器端提供中间件，同时又将应用程序的一部分下载到客户端并在客户端通过 Web 服务器及中间件访问数据库 9。 本系统采用的是 SQL SEVER2005 数据库， SQL Server 是 一个全面的、集成的、端到端的数据解决方案，它为企业中的用户提供了一个安全、可靠和高效的平台用于企业数据管理和商业智能应用。 SQL Server2005 为工 IT 专家和信息工作者带来了强大的、熟悉的工具，同时减少了在从移动设备到企业数据系统的多平台上创建、部署、管理及使用企业数据和分析应用程序的复杂度 10。 在目前的网站开发过程中，有多种动态网页技术在

16、应用，分析它们的工作原理，评价它们的开发优势和劣势，我们选择了 ASP 作为开发环境。 ASP 是微软公司发布的一个 Web 服务器端的开发环境，利用它可以产生和运行动 态的、交互的、高性能的 Web 服务应用程序、它内含于 MicrosoftInternet Information Server (IIS)当中，无需 Compile(编译 )或 Link(链接 )即可解释执行 9。 它 ASP 没有提供自己专门的编程语言而是允许用户使用包括 VBSCRIPT , javascript 等在内的许多已有的脚木语言编写 ASP 的应用程序。 ASP 的程序编制比 HTML 更方便且更有灵话性。它

17、是在 WEB 服务器端运行，运行后再将运行结果以 HTML 格式传送至客户端的浏览器。因此 ASP 与一般的脚本语言相比要安全 的多 11。 以前我们在网页中应用级联菜单时，为了避免每次对菜单的操作引起的重载页面，不采用每次调用后台的方式，而是一次性将级联菜单的所有数据全部读取出来并写入数组，然后根据用户的操作用 JavaScript 来控制它的子集项目的控制显示逻辑，这样虽然解决了操作响应速度、不重载页面以及避免向服务器频繁发送请求的问题，但是如果用户不对菜单进行操作或只对菜单中的一部分进行操作的话，那读取的数抓中的一部分就会成为冗余数据而浪费用户的资源，特别是在菜单结构复杂、数据量大的情况

18、下 (比如菜单有很多级、每一级菜单又有上百个 项目 )，这种弊端就更为突出现在应用 Ajax，在初始化页面时我们只读出它的第一级的所有数据并显示，在用户操作一级菜单其中一项时，会通过 Ajax 向后台请求当前一级项日所属的二级子菜单的所有数据，如果再继续请求已经呈现的一级菜单中的一项时，再向后而请求所操作二级菜单项对应的所有三级菜单的所有数据，以此类推。延迟加载更深层次数据，就不会有数据的冗余和浪费，减少了数抓据下载总量，而且更新页面时不用重载全部内容，只更新需要更新的那部分即可，相对于后台处理井重载的方式缩短了用户等待时间，减轻服务器负担，也把对资源的浪费降 到最低 12。 教学网站要实现的

19、目标是利用计算机网络实现内部和远程教学，建设基于网络的学习环境，突破时间、空间的限制，由以教为主变为以学为主的教学平台。因此，教学网站应具备以下功能： 1)学习功能 :针对学生的要求，让学生有机会选择综合资源和电子教案进行学习，了解学习方案、课时分配和试题库，引导学生对课程学习的思考判断。 2)自测功能 :提供即时性的交互学习界面，通过在线模拟考试系统，对学生的学习进行在线自测与评析。 3)论坛聊天功能 :开设电子公告板 BBS、聊天室，引导学生对课程学习疑点展开讨 论和网上交流，共同探讨学习经验。 教学网站应具备以下几个模块 1 登录模块 用户分登陆用户和游客。游客只能对浏览网站部分页面。登

20、陆用户分为普通用户、管理员和教师。用户登录系统后，系统根据用户身份在用户功能信息栏显示不同内容。网站对用户采用了审核机制，管理员可以对新注册用户进行是否通过审核的操作。拥有用户管理权限的用户可以进行用户的编辑和删除操作，并赋予用户具体管理权限。 2 公告栏模块 在此模块学生可以随时查看教师发布的教学信息，例如课程安排，课前准备，课后作业等。 3 在线教学模块 此模块包括在线 ppt 教学及在线视频教学。此模块是为了拓宽学生的的视野而设计的，通过 ppt 图和文的结合以及视频听和看的结合，使学生可以更直观，更深刻的学习这门课程，同时也可以加深对所学知识的认识。增强学生的自学能力。 4 作业管理模

21、块 教师通过公告的形式发布作业内容及要求。学生在规定的时间内完成作业后，通过本模块用“浏览”方式找到要上传的文件，经过后台代码的处理，将上传文件名插入到数据库中。教师可在网上或下载后进行批改、给出评语。 5 在线自测模块 学生可以随时通过浏览器登录到服务器， 随机读取题库中的数据，合成试卷进行反复练习，练习完成后提交试卷，系统会给出该学生的练习成绩及答题情况，同时学生可点击标准答案按钮浏览标准答案。系统管理员需不定期的对系统内的样卷进行更新口同时学生也可直接查询出学生自己的成绩。 6 资源下载模块 任课教师上课讲的课件、讲义、习题解答、参考资料等发布到该区，任由已通过身份认证的同学对其进行浏览

22、和下载。 7 论坛交流模块 学生在学习过程中如遇到疑问和困难，则进入到在线答疑和讨论模块提出问题，有教师在线回答、留言回答等方式为学生解答，学生在学习过程中 碰到问题或有一些想法，也可发帖子，也可对帖子上的问题做出解答，或是相互讨论，进而相互学习，共同提高。教师对在线答疑和讨论模块的内容进行管理，可以删除、回答留言，从而实现师生互动。 8 后台管理模块 学生注册网站后，管理员在后台管理系统中查询出未审核的学生账号，管理员将学生信息审核后，给出审核结果，只有审核成功，学生才能登录教学网站 13。 三、总结部分 本文较为详细地阐述了有网站设计方面的知识，回顾历史，立足现实，展望未来。今后随着信息技

23、术的发展和网站设计领域的逐步增加，网站设计产品的差异化发 展将逐步明显。网站设计的尖端发展趋势也将包括智能化、一体化、集成化，这将极大地提高网站的应用性能及适用性。在网络环境下开发的教育平台，将它应用于课程的网络教学中，他克服传统教学方式的弊病，不受时间和空间的约束，方便教员和学员，提高工作效率。 ASP.NET 和 AJAX 技术作为目前最为流行的 Web 开发技术，我们要 学习 这些技术的 技巧及如何最好利用这些技术 来提高自己开发的课程教学网站的 性能 ，进而提高该网站的教育和教学质量。 四、参考文献 1吁亮 ,王命延 .Ajax 技术构架及其在 Web 中的应用 J.计算机与现代化 ,

24、2007,(1):43. 2潘敏 ,黄金敢 .计算机网站教学课程内容设计研究 J.福建电脑 ,2009,(8):195. 3姜芝林 .Ajax 技术在远程教学网站上的应用 J.福建电脑 ,2008,(6):23. 4王金玉 .新型动态网站模型研究 J.电脑知识与技术 .2010,6(7):1639. 5范荣 .基于 Web2.0 的专题学习网站构建 J.现代教育技术 ,2010,20:131-132. 6穆仁龙 .ASP 网站 AJAX 化的问题及解决方案 J.内江科技 ,2010,(9):119. 7 郭敬一 . 基于 ASP 环 境 的 网 站 安 全 性 研 究 J. 山 西 经 济 管

25、 理 干 部 学 院 学报 ,2010,18(2):90. 8张小莉 .基于 ASP. NET 旅游网站的研究与设计 J.科学之友 (B 版 ),2010,(02):100. 9汪倍贝 .Web 数据库访问技术的研究 J.科技资讯 ,2010,24:24-25. 10刘春梅 .基于 ASP.NET 和 SQL2005 的学生考勤管理系统 J.烟台职业学院学报 ,2010,16(2):80. 11李刚 .试论在网站构建中应用动态网页技术 J.职业技术 ,2010,(119):83. 12崔文 .基于 AJAX 技术的 Web 开发 .微计算机信息 J.2010,26(5-3):154. 13迮兴业 ._算法设计与分析 _教学网站的设计与开发 J.网络财富 ,2009,(17):104. 14Nicholas C.Zakas.Professional Ajax,2nd EditionM.Wrox Press,2007. 15Vincent Varallo.ASP.NET 3.5 Enterprise Application Development with Visual Studio 2008:Problem Design SolutionM.Wrox,2009.