1、基于 Java 的学习 管理系统 (LMS) 后台程序设计 I 基于 JAVA 的 学习 管理系统 （ LMS） 后台程序设计 摘要 E-learning 又称电子化学习，是指通过计算机、网络等数字化方法进行学习与教学的活动 。它 充分利用 IT 技术 为教学活动 提供具有全新沟通机制与丰富资源的学习环境，实现了 一种新的学习方式 。 学习管理系统 (Learning Management System)是 一个 E-learning 平台 。基于 Java 的学习管理系统是在 Java 平台上实现的一个电子化学习平台， 主要提供了学生，老师交流学习的 环境 ，使得管理教学方便，高效。 该系统
2、 主要 采用了 Struts 开 源框架 ， MVC 模式 实现。 系统分为前台和后台部分 。前台部分即 Web 界面部分，提供系统与用户交流 的用户接口 ， 采用模块化的方法设计和开发 ， 各个功能模块之间 既相互独立又相互有数据参数传递。 系统后台部分 主要完成系统业务逻辑，响应用户请求。 本文首先 对系统采用的 J2EE， STRUTS 和 MVC 技术 的概念，组织架构等进行了简单的介绍，接着对 详细介绍了 系统总体设计， 包括对 系统目标， 系统特性 的描述 ， 接下来再 对系统模块的划分作了大致的介绍。 其次， 对系统的详细设计进行了描述。 系统主要可划分 为四 个模块 ， 即控制
3、器模块，FORMBEAN 模块，安全模块和数据库模块， 本文对上述 四 个模块的设计 和实现 进行了详细的说明。 最后，本文展示了系统运行结果， 并对运行结果作了详细的介绍。 关键词 学习管理系统 STRUTS J2EE MVC 基于 Java 的学习 管理系统 (LMS) 后台程序设计 II JAVA based learn management system (LMS) background module design Abstract E-learning implements a nearly new way to study through computer， network and
4、 so on digital method to do teaching and studying activity. E-learning relies on IT technology. this supplies students and teachers a environment with rich resources and convenient way to communicate each other. Learning Management is a subset of E-learning systems. Our project is “Java Bases Learni
5、ng Management System”. This system is running on java platform, it supplies a environment that students and teachers can communicate with each other conveniently, this system help them studying and teaching more efficiently. This system is implemented on Struts framework and MVC design pattern. It c
6、an divided into two parts， foreground and background. The first part mainly supplies the web user interface, so the user can interact with this system. The second part mainly completes the userss requests, and sends the responses to the web part and displays the information to the user in web pages.
7、 This system is high modularization, It can be divided into several separated model, every model is separated, but some data and arguments transformed among them. This article first introduces the concept and architecture of J2EE， STRUTS and MVC which used in this system. And then describes the glob
8、le designing of this system. Secondly, the background part of this system is consisted of four models, Controller model, FormBean Model, Security Model and Database Model. Each of them was introduced in this article. Last, the running result of this system was introduced. Keywords Learning Managemen
9、t J2EE STRUTS MVC 基于 Java 的学习 管理系统 (LMS) 后台程序设计 III 目录 引言 . 1 第一章 J2EE,STRUTS,MVC 介绍 . 2 1.1 J2EE 平台的介绍 . 2 1.1.1 J2EE 的概念 . 2 1.1.2 J2EE 的优势 . 3 1.1.3 J2EE 体系架构概述 . 4 1.1.4 J2EE 主要技术 . 6 1.2 STRUTS框架的介绍 . 7 1.2.1 Struts 的概念和体系结构 . 7 1.2.2 Struts 框架的工作原理和组件 . 9 1.2.3 Struts 标签库 . 15 1.3 MVC 模式的介绍 .
10、16 1.3.1 MVC 的概念和体系结构 . 16 1.3.2 为什么使用 MVC. 17 1.3.3 MVC 的优缺点 . 18 第二章 系统总体设计 . 19 2.1 系统目标 . 19 2.2 系统特性 . 19 2.3 模块设计 . 20 第三章 系统详细设计 . 22 3.1 控制器模块详细设计 . 22 3.2 FORMBEAN模块详细设计 . 24 3.3 安全模块详细设计 . 27 3.4 数据库模块设计 . 31 第四章 运行结果 . 49 结论 . 58 致谢语 . 59 参考文献 . 60 附 录 . 61 基于 Java 的学习 管理系统 (LMS) 后台程序设计 I
11、V Content PREFACE . 1 CHAPTER 1 INTRODUCTION OF J2EE,STRUTS AND MVC . 2 1.1 INTRODUCTION OF J2EE PLATFORM . 2 1.1.1 Concept of J2EE. 2 1.1.2 Advantage of J2EE . 3 1.1.3 Architecture of J2EE . 4 1.1.4 Main Techniques of J2EE . 6 1.2 INTRODUCTION OF STRUTS FRA MEWORK. 7 1.2.1 Concept and Architecture
12、of Struts. 7 1.2.2 Conponent of Struts . 9 1.2.3 Tag Library of Struts . 15 1.3 INTRODUCTION OF MVC . 16 1.3.1 Concept and Architecture of MVC . 16 1.3.2 Why Use MVC . 17 1.3.3 Advantages and Disadvantages of MVC . 18 CHAPTER 2 GLOBAL DISGNING . 19 2.1 TARGET OF SYSTEM . 19 2.2 FEATURES OF SYSTEM .
13、19 2.3 MODULE DESIGNING . 20 CHAPTER 3 DETAIL DESIGNING . 22 3.1 DETAIL DESIGNING OF CONTROLLER MODULE . 22 3.2 DETAIL DESIGNING OF FORMBEAN MODULE . 24 3.3 DETAIL DESIGNING OF SECURITY MODULE . 27 3.4 DETAIL DESIGNING OF DATABASE MODULE . 31 CHAPTER 4 RUNNING RESULTS . 49 CHAPTER 5 CONCLUSION . 58
14、ACKNOWLEDGEMENT . 59 REFERENCES. 60 APPENDIX. 61 基于 Java 的学习 管理系统 (LMS) 后台程序设计 1 引言 互联网的高速发展正改变着人类的生活，它的多姿多彩正一点一滴的渗透到人们生活的每个方面， Internet 覆盖的广阔性是世界各地人们利用互联网进行互通信息的重要手段。 学习管理系统是一个教育单位不可缺少的部分 ,它的内容对于学校的决策者和管理者来说都至关重要 ,所以学习管理系统应该能够为用户提供充足的信息和快捷的交流手段。但一直以来人们使用传统人工的方式管理教学活动，这种管理方式存在着许多缺点 ,如 :效率低，另外时间一长，将产
15、生大量的文件和数据 ,这对于查找、更新和维护都带来了不少的困难。 计算机 Web 通信编程 的一个主要平台是 Java。虽然其他开发工具如 Delphi、 PHP 等也可以进行 Web 编程，但是在程序运行效率以及灵活性方面，却远远比不上 Java。因此，为了满足人们相互沟通的需要，我们基于 Java 平台开发了该学习管理系统。 本系统基于 Java 平台， Struts 框架和 MVC 设计模式来实现，整个系统由客户端 (前台 )和服务器端（后台）程序组成，并通过对 Java,Struts 网络编程技术的详细介绍，深入地探讨了该学习管理系统的设计与实现的过程。用户可以快捷与方便地登陆用户端程
16、序，从而进行网上交流。 基于 Java 的学习 管理系统 (LMS) 后台程序设计 2 第一章 J2EE,STRUTS,MVC 介绍 1.1 J2EE平台的介绍 1.1.1 J2EE 的概念 Sun Microsystems 公司在 1996 年推出了一种新的纯面向对象的编程语言，命名为 Java。Java 技术已成为 20世纪软件业界出现的最重要的技术 之一，这种与平台无关的编程语言的出现，立刻掀起了软件工业的一场革命，如今已是互联网上最为流行的编程语言。 Java 是一种通过解释方式来执行的语言， 其特点为：简单、面向对象、不依赖于机器的结构，具有可移植性、鲁棒性、安全性，并且 提供了并发
17、的机制以及与现代网络技术的完美结合。目前，按照 Sun Microsystems 官方网站（ http:/）公布的标准，根据不同的应用领域将 Java 语言被划分为三大平台： “ Java 2 Platform Micro Edition ” 简称 J2ME， Java 2 平台微型版。用于开发掌上电脑、手机等移动通信设备上使用的嵌入式系统。 “ Java 2 Platform Standard Edition” 简称 J2SE， Java 2 平台标准版。主要用于开发一般台式机应用程序。 “ Java 2 Platform Enterprise Edition” 简称 J2EE， Java
18、2 平台企业版。主要用于快速设计、开发、部署和管理企业级的软件系统。 J2EE 是使用 Java 进行企业开发的一套扩展规范，它提供基于组件设计、开发、部署和管理企业应用的解决方案。 J2EE 规范必须基于 J2SE 平台，它不仅巩固了 标准版中的许多优点，例如 “ 一次编译、随处运行 ” 的跨平台特性、方便高效的数据库提供无缝连接的技术 JDBC（ Java Data Base Connectivity， Java 数据库连接）、能够在 Internet 应用中确保数据完整性的安全模式以及支持多线程技术等，同时还针对 Servlet/JSP、 EJB、 JMS、 JTS/JTA、 JCAT和
19、 XML 等技术提供了全面的支持。 J2EE 已建立了一套能够使企业级应用开发者缩短软件产品开发周期的标准架构体系。 事实上， J2EE 已成为企业级开发的工业标准和主流平台。 J2EE 为建立具有高可用性、高可扩充性、易维护性的企业级系统提供了完美的机制和架构模型。在 J2EE 提供的统一开发平台下，可以大大降低开发多层应用的成本和复杂性，对于需要获得高可用性、高安全性以基于 Java 的学习 管理系统 (LMS) 后台程序设计 3 及高可扩充性软件 服务而又缺乏资金的企业来 说， J2EE 的中间层集成框架完全可以胜任并满足其要求。同时， J2EE 自身具备的完备的目录服务支持、高度的安全
20、机制、高效的性能展现等众多优势技术， 为企业平滑集成已有应用系统发挥了巨大作用。 基于 J2EE 的企业级应用系统，不受任何特定操作系统、网络环境、硬件平台的束缚。应用系统可开发并部署在异构的环境中，并能确保系统的可移植性。因此，只 要符合 J2EE 规范的系统开发一次即可部署到各种操作系统平台和网络平台上。 J2EE 作为长期的性能稳定的企业级应用系统平台，能保障 724 小时的不间 断 服务，以满足企业客户、合作伙伴的需要，是企业理想的运行平台也是 Internet 全球化发展的客观必然要求。 J2EE 高伸缩性的特点在如今 “ 随需应 变 ” （ IBM 公司 2002 年底提出）电子商
21、务战略大行其道的时代，做出了卓越贡献。 J2EE 采用负载平衡策略，使系统软硬件资源利用率及性能表现最大化， 消除了系统中的瓶颈。允许多台服务器集成部署，实现可高度伸缩的系统，在保存企业现有 IT 资产减少重复性投入的同时也满足了未来商业应用的需要。 1.1.2 J2EE 的优势 J2EE 为搭建具有可伸缩性、灵活性、易维护性的商务系统提 供了良好的机制 ： 1.保留现存的 IT 资产 ： 由于企业必须适应新的商业需求，利用已有的企业信息系统方面的投资，而不是重新制定全盘方案就变得很重要。这样，一个以渐进的（而不是激进的，全盘否定的）方式建立在已有系统之上的服务器端平台机制是公司所需求的。 J
22、2EE 架构可以充分利用用户原有的投资，如一些公司使用的 BEA Tuxedo、 IBM CICS、 IBM Encina、 Inprise VisiBroker 以及 Netscape Application Server。这之所以成为可能是因为 J2EE 拥有广泛的业界支持 和一些重要的 企业计算 领域供应商的参与。每一个供应商都对现有的客户提供了不用废弃已有投资，进入可移植的 J2EE 领域的升级途径。由于基于 J2EE 平台的产品几乎能够在任何操作系统和硬件配置上运行，现有的操作系统和硬件也能被保留使用。 2.高效的开发 ： J2EE 允许公司把一些通用的、很繁琐的服务端任务交给中间件
23、供应商去完成。这样开发人员可以集中精力在如何创建商业逻辑上，相应地缩短了开发时间。高级中间件供应商提供以下这些复杂的中间件服务 ： o状态管理服务 - 让开发人员写更少的代码，不用关心如何管 理状态，这样能够更快地完成程序开发。 o持续性服务 - 让开发人员不用对数据访问逻辑进行编码就能编写应用程序，能生成更轻巧，与数据库无关的应用程序，这种应用程序更易于开发与维护。 基于 Java 的学习 管理系统 (LMS) 后台程序设计 4 o 分布式共享数据对象 CACHE 服务 - 让开发人员编制高性能的系统，极大提高整体部署的伸缩性。 3.支持异构环境 ： J2EE 能够开发部署在异构环境中的可移
24、植程序。基于 J2EE 的应用程序不依赖任何特定操作系统、中间件、硬件。因此设计合理的基于 J2EE 的程序只需开发一次就可部署到各种平台。这在典型的异构企 业计算环境中是十分关键的。 J2EE 标准也允许客户订购与 J2EE 兼容的第三方的现成的组件，把他们部署到异构环境中，节省了由自己制订整个方案所需的费用。 4.可伸缩性 ： 企业必须要选择一种服务器端平台，这种平台应能提供极佳的可伸缩性去满足那些在他们系统上进行商业运作的大批新客户。基于 J2EE 平台的应用程序可被部署到各种操作系统上。例如可被部署到高端 UNIX 与大型机系统，这种系统单机可支持 64 至 256 个处理器。（这是
25、NT 服务器所望尘莫及的） J2EE 领域的供应商提供了更为广泛的负载平衡策略。能消除系统中的瓶颈，允 许多台服务器集成部署。这种部署可达数千个处理器，实现可高度伸缩的系统，满足未来商业应用的需要。稳定的可用性 ： 一个服务器端平台必须能全天候运转以满足公司客户、合作伙伴的需要。因为 INTERNET 是全球化的、无处不在的，即使在夜间按计划停机也可能造成严重损失。若是意外停机，那会有灾难性后果。 J2EE 部署到可靠的操作环境中，他们支持长期的可用性。一些 J2EE 部署在 WINDOWS 环境中，客户也可选择健壮性能更好的操作系统如 Sun Solaris、 IBM OS/390。最健壮的
26、操作系统可达到 99。 999%的可用性或 每年只需 5分钟停机时间。这是实时性很强商业系统理想的选择。 1.1.3 J2EE 体系架构概述 J2EE 使用多层的分布式架构模型，模型由组件组成，应用程序的逻辑根据功能划分被封装在各组件中。由于是采用分布式架构， J2EE 应用中的大量组件部署在不同的 机器中，通常这些机器具有不同的物理地址。 J2EE 架构一般分为 4 层：客户层、 Web 应用层、企业组件层（业务层）、企业信息系统层。如图 1-4 所示描述 了 J2EE 架构中典型的多层应用架构模型。 基于 Java 的学习 管理系统 (LMS) 后台程序设计 5 图 1-1 J2EE 架构
27、的多层应用模型 一 个 J2EE 客户层软件可以是基于 Web 的，也可以是基于 Application（应用）的。 Web客户端由 Web 应用层的 Web 组件动态生成 Web 页面， 主要是 HTML 文件和 XML 文件。客户端用户在使用 J2EE 服务时，无需安装多余软件，只要计算机上装有一个 Web 浏览器即可，如MS Internet Explorer、 NetScape、 Mozilla Firefox，等等。基于应用程序的客户端，可以为用户展示比 Web 客户端更为丰富的人性化的图形界面，如 Java AWT/Swing 开发的图形用户界面。 Web 客户端通过 Web 应用
28、层中的 JSP/Servlet 进行通信，而应用程序客户端则可以跳过 Web 组件层直接 访问运行在企业组件层的 Enterprise JavaBeans。 Web 应用组件层提供的服务主要依赖于 JSP 页面或是 Servlet.JSP 和 Servlet 都是 J2EE应用技术中的重要组成部分。 JSP 页面由 HTML 文 件、 Java 程序片段和 JSP 标签构成，以Servlet 的方式执行。 Servlet 是 Web 应用开发的基础。它完全用 Java 语言开发，是 Java 平台 上的 CGI 技术。它运行于服务器端的 J2EE 容器中，具有很高的效率，能够动态地加载，动态地
29、生成 Web 页面。 Servlet 擅长于流程控制和事务处理， 提供的扩展服务功能可为企业定制灵活的开发策略。 Web 应用层主流的服务器有： Tomcat、 Resin 等。 企业组件层中主要是负责处理企业的业务流，并且将相关的业务逻辑封装在 Enterprise JavaBeans 中。这一层提供了 EJB 的开发、部署和运行时管理环境。每一 个 EJB 都是一个可重用的组件。 EJB 架构定义了 3种 Enterprise JavaBean 类型：会话 Bean、实体 Bean 和消息驱动 Bean。其中，会话 Bean 又分为有状态会话 Bean 和无状态会话 Bean。实体 Bea
30、n 可以进行自行状态管理，也可以交由 EJB 容器进行管理，两种方式都为了完成实体 Bean 的持久性。消息驱动 Bean 始终处于无状态。三种类型的 Enterprise JavaBean 有着不同的生命周期。企业组件层采用的主流服务器有： Weblogic、 JBoss、 Sun Application Server、 WebSphere，等等。 基于 Java 的学习 管理系统 (LMS) 后台程序设计 6 企业信息系统层的特点是有数据库系统的支持。企业信息系统软件主要包括企业内传统信息系统如财务系统、 CRM 系统、数据库系统和 ERP 等。 1.1.4 J2EE 主要技术 在 J2EE 平台中，包括了众多的技术，以便对开发者提供更为全面的支持。 “Servlet 技术 Servlet 是 Web 应用开发的基础。它完全用 Java 语言开发，是 Java平台上的 CGI 技术。它运行于服务器端的 J2EE 容器中，具有很高的效率， 能够动态地加载，动态地生成 Web 页面。 Servlet 擅长于流程控制和事务处理 ，提供的扩展服务功能可为企业定制灵活的开发策略。 “JSP 技术 其本质仍是 Servlet，只是两者创建方式不同。 JSP 文件由 HTML 文件、 Java程序片段和 JSP 标签构成。 JSP 将首先通过分析器生
