1、论文是本团队帮同学做过的案例，需 要毕业论文设计（论文 +源程序 +答辩 PPT）的同学联系 799523222 毕业设计（论文 ） 基于 jsp（ java） 网络教学平台系统的设计和开发 姓 名 系 别、 专 业 导 师 姓 名、职 称 完 成 时 间 I 摘 要 远程教育作为现代教育技术的形式，给教育思想与技术带来了革命性的变革，己经成为现代教育的必然要求。远程教育要得以顺利、高效的实施，必然离不开高效的管理与支撑平台环境。构建基于 Java 技术的网络教学管理系统是进行远程教学的迫切需要 .本文首先介绍了远程教育的发展状况，面向对象 的系统开发平台以及对 Web 应用系统的支持，对象建
2、模语言 UML 的基本知识。然后主要介绍了以 UML 为建模语言，开发基于 JSP/Servlet 的网络教学管理系统的过程使用用例图，顺序图和活动图来寻找用户需求，明确用例中对象之间的关系，从而建立系统的用例模型；分析类，确定了系统中的对象抽象成类：这样完成了系统分析。在系统设计过程中，首先设计系统构架，划分功能模块，并给出功能设计。在功能设计中，构建设计类，运用设计类顺序图，类图来实现了系统的设计模型。数据库设计给出数据库模型和数据库中各个表的字段结构。最后一章对系统 关键实现做了探讨，分别实现了用户身份鉴别，会话跟踪，数据库连接池和数据优化并对系统安全作出说明。本文对如何运用面向对象的方
3、法来快速高效的开发一个复用性良好的安全的网络应用程序提供了一个良好的思路。 关键词： 远程教育 ,教学管理 ,UML,网络教学 II Abstract As a representation of contemporary education, remote education, which has brought the traditional education revolutionary ideas and technologies and optimized the educational resources, has been the trend of the contemporar
4、y education. Remote education cant run well without an efficient management platform. To architect a teaching management system through internet based on JSP/Servlet becomes very important. The paper first introduces the development of remote education, the object-oriented development platform JSP a
5、nd the brief knowledge of UML. Then a detailed introduction is given on the development process of a teaching management system through internet based on JSP with UML as modeling language. Constructing use case model through using use case diagram, sequence diagram and activity diagram to make clear
6、 users requirement and the relation between objects in use case. Through analysing classes to confirm the objects in system and abstract them to classes. So the analysis of system is completed. Among the design process of system, designing the system architecture, partitioning the system to several
7、subsystem and function models according to use cases and giving the function design of one subsystem. The function design includes the classes design and the following sequence diagram and class diagram. Database design involves a database logic model and the structure of all labels. In the end,I im
8、plement some key technologies of system such as users identity ,session track, database pool ,data process optimizing and system security. To ensure security, a reliable and practical security policy, in which container based declarative security is dominant and programmatic security is complementar
9、y, is given respectively to the web tier, EJI tier and data tier of the system according to the system framework .This article also supplies a good idea on how to develope reusable and safe web application quickly with object-oriented methodology. Key words： remote education, leaching management, JS
10、P, UML III 目 录 1 引言 . 1 1.1 网络教学系统的技术 . 1 1.2 本系统的特点和意义 . 2 2 系统核心技术特点 . 2 2.1 web 系统应用研究 . 2 2.1.1 N 层体系结构 . 2 2.1.2 基于组件开发 . 3 2.2 JSP/Servlet 对 web 应用系统的支持 . 3 3 系统分析 . 4 3.1 用例分析 . 4 3.2 用例建模 . 5 3.2.1 标识参与者 . 6 3.2.2 用例图 . 6 3.2.3 顺序图 . 7 3.2.4 活动图 . 8 3.3 分析类 . 10 3.3.1 边界类 . 10 3.3.2 实体类 . 10
11、 3.3.3 控制类 .11 4 系统设计 . 12 4.1 体系结构设计 . 12 4.2 系统功能设计 . 13 4.2.1 功能模块划分 . 13 4.2.2 功能实现设计 . 15 4.2.3 用例设计 . 18 4.3 数据库设计 . 19 4.3.1 数据库设计原则 . 19 4.3.2 系统数据库设计 . 20 5 关键技术及实现 . 22 5.1 用户身份鉴别 . 22 5.2 对会话的跟踪和处理 . 23 5.3 数据库连接池的实现 . 24 5.4 数据访问优化实现 . 26 5.5 系统安全实现 . 27 5.5.1 网络层安全 . 27 5.5.2 数据层安全 . 28
12、 6 结束语 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 1 引言 1.1 网络教学系统的技术 基于 Internet 的网络教学系统是现代远程教育的方向，支持网上教学的教学管理系统在其中扮演着重要角色。网络教学的目标是培养合格的人才，完成既定的教学任务和实现国家规定的教学目标。教学管理居于一个至关里要的地位，它起着调配教学资源、组织教学活动、总结教学数据等重要作用。教学管理系统使得教学能够顺利实施，也可实现整个教学管理过程的现代化和管理的规范化，另外还能及时、准确地反映教学现状，分析教学效果。建立一个通过 Internet 实现教学 信息发布和师生交流、网上选课。并能实现教
13、师授课和课酬管理的基于网络的教学管理系统，是十分必要的，也是切实可行的。我们的思路正是构建一种如图 1-1 所示的基于 Web 的开放式网络教学管理系统。 图 1-1 系统实例图 基于上述的分析，为了实现这样一个开放式的网络教学管理系统，我们采用了这样的一个技术体系： 本系统是依照 J2EE(Java 2Enterprise Edition)标准，综合采用 JSPIServlet, , JDBC 等 Java 相关技术开发的大型网络应用软件。系统的开发建立在 Web 服务器 (Web Server)、应用服务器 (ApplicationServer)和数据库服务器的多层架构之上。这种多层结构可
14、将数据处理的业务逻辑、用户界面、内容显示等部分分开，从而使系统的业务逻辑集中于 Application 层次：利用 JavaBean 服务器组件的可重用性和跨平台性，可以快速开发和二次开发出复杂的大型平台应用程序，以适应多种用户的不同需求。因此，该平台具有极佳的可靠性、可管理性和可扩展性。 1.2 本系统的特点和意义 本系统具有通用性，可适用于各类学校、成人教育，职业培训和技术培训等机构在远程教育平台上进行 教学管理，是对传统教育管理模式的改革和创新，其推广使用对于教学管理的改革，实现开放式教育管理，扩大受教育面。有限的师资发挥更大的作用等方面具有重要的意义。 本系统具有以下主要特点： (1)
15、 通用性强。能适用于各种机构的网络教学管理。 (2) 实现时间和空间的分布性。在教学管理方面，节约大量的人力物力，提高了效率。 (3) 资源库的标准化，使得在 Intemet 上可以比较容易的和使用其他平台的机构之间共享资源，从而做到互通有无，真正实现系统的开放性。 总的来说，笔者经历了本课题的系统分析、设计、实现的开发周期 ，构建起一个开放性的网络教学管理系统，基本上完成了课题研究的目标。在课题研发期间，独立完成了本系统的业务需求分析，建立了用例模型，并对对象模型进行了详细设计以及对数据库的设计。在下面几章中，将会详细介绍本课题的设计与分析过程，以及系统关键技术的实现。 2 系统核心技术特点
16、 2.1 web 系统应用研究 2.1.1 N 层体系结构 90 年代初，传统的企业信息系统 (EIS)供应商为满足用户要求从二层的 C/S应用模型转向更为灵活的三层或 N 层 (n-tier)应用模型。 N 层 (n-tier )结构可以取得更好的整体 平衡，它将表示逻辑与业务逻辑从底层数据中分离开来。不断增长的 Intranet 企业应用也积极倡导轻量级，便于部署的客户端。 需要注意的是， N 层中的每一层并不意味着就是软件中单独的一个部分，虽然也可能是这样的层，首先与软件中分离方法有关。软件内的不同的层在逻辑上也有区别，但可以共存于一台机器上，或者跨越多台机器进行分布。 下面是使用 N
17、层结构的特点： (1)加快开发过程，降低开发成本：通过重用现有、预先测试过的业务组件和数据访问组件，可以更快的开发新的应用程序。 (2)隔离了由于改变带来的影响：只要接口保持不变， 一个层上的改变不会影响其它层上的组件。 (3)更容易管理改变：例如，一个业务组件驻留在业务层 (该业务组件位于一个或多个专用服务器上 )，那么我们可以很容易地用它的新版本替换旧版本，而不用替换不同城市甚至全球范围内的上百或上千的客户端应用程序了。 2.1.2 基于组件开发 组件提供了比单纯的类更祖粒度的问题封装方法。接口封装了组件提供的服务，隐藏了实现细节的可见性。因此组件间耦合更为松散。由于组件表示一个或多个较细
18、粒度类的逻辑集合，且被定义在较高级别，具有较粗粒度级，所以一个组件可以直接封装一个己经划分的问题 ，该问题更直接地产生于分析和设计模型。 组件通过组件模型定义实现互换性和兼容性。组件模型的接口定义了其它代码和组件之间的关系。其它代码实体可以是容器、应用程序代码、其它组件、其它组件模型以及一些专门服务提供商。近年来，人们开发了各种不同的组件模型，例如， Microsoft的 ActiveX、后来的 COM, Sun Microsystems的 applet和 JavaBean。 组件为企业开发提供了许多方便。建立在面向对象软件和开发概念之上的组件提供了一个更高级的开发模型，并且能加速企业应用程序
19、的建立。而且，系统质量也会被加强，因为这会促使商业组件的生产商集中于提高组件的质量并提供有很好文档的接口，这样就不要求内部人员具有很好的特定底层实现技术的知识和与实现服务相关的知识。 2.2 JSP/Servlet 对 web 应用系统的支持 JSP 对 web 应用系统提供了以下功能的支持： 用户交互：基于 Web 的 Java 小应用程序 (Applet)和桌面应用客户程序能够使用基于 Java 的 GUI 技术创建，并能驻留在独立的 J2 SE 环境或 J2EE 环境中。传统的非面向 Java的 Web 浏览应用程序能够与基于 J2EE的 Web 服务器一起使用。除此以外，非基于 Jav
20、a 的客户程序也可以使用分布式通信技术，如CORBA,DCOM 及 TCP/IP 与服务器组件进行通信。 数据使能： Java 数据库连接 (JDBC)方法用于与数据库通信。 J2EE, Web, EJB应用程序，以及应用程序客户程序都使用 JDBC API.运行于 J2 EE 环境之外独立的 Java 企业应用程序都可以使用 JDBC API。 系统保证：各种系统保证属性，如可靠性、可用性、可维护性、保护性和安全性是系统重要的特性，基于 Java 的企业环境封装了许多具有不同 API 的安全服务， CORBA 也在 CORBA 安全服务规范中定义了安全服务，对于在应用环境中的安全互操作特别有
21、用。 Web 使能：虽然 HTML 己经是最典型的创建 Web 页面的格式，但 XML 却是用于描述 Web 页面内所需要的数据和控制更灵活的、更可扩展的机制。 Java ServIet和 JavaServerPages是接收基于 Web的请求和产生基于 HTML或基于 XML响应的标准 J2EE 机制。 Web 使能应用程序也可利用各种全局服务用于分布通信、通信服务以及保证服务。 应用程序使能： XML 也能用于使系统应用能与外部系统的其它应用程序通信。各种各样的应用集成技术 也是应用程序使能的一部分。通过上述机制，我们会得到如下应用需求原则： （ 1） 将应用程序划分为多层 (tier)，
22、以构建可伸缩的大型企业级应用。 （ 2） 将系统分解为相对的粗粒度组件，以便于快速开发。因此，可以用“层(tier)+组件十服务”来描述 JSP/Servlet 对 web 应用系统的支持。 3 系统分析 系统分析是软件工程的重要阶段，是所有开发的依据。在系统分析阶段，通过对系统的综合研究，对问题域进行抽象，准确的理解系统需求和系统内部运行机制，有助于准确的掌握系统的需求，从而正确的定义问题域，确定软件 开发的具体内容。 对系统的分析过程采用面向对象分析 (OOA),应用可视化面向对象建模技术UML(统一建模语言， Unified Modeling Language)建立系统模型。 3.1 用
23、例分析 用例是从用户和业务的角度来描述系统提供需要执行的功能。下面列出了本系统主要的用例： (1) 教师信息查询 学生和管理员为了解教师情况而查看教师信息 . (2) 教师信息录入与维护 由教师本人录入自己的基本信息，包括教育背景、研究方向、科研成果以及发表论文，专著和获奖等方面的情况。并由教师本人对信息进行修改和维护。 (3) 学生信息查看 教师和管理员查看学生信息，了解基本情况。 (4) 发布教学公告 管理员在网站的主页上发布教学公告信息。包括课程名称、开课时间、起止日期、主讲教师等。通过设置链接还能查看课程的详细介绍。 (5) 教学公告维护 管理员不定期的更新教学公告并对此进行维护。 (
24、6) 课程资源浏览 学生可以查询课程内容，了解课程的章节目录等信息 . (7) 课程资源管理 任课教师录入新的课程资源信息或者修改、删除旧的课程资源。 (8) 学生选课 ,加入到某个选课班 学生在查看了系统发布的教学公告之后，根据自己的实际 情况和兴趣选取要求学习的课程。学生在选定课程之后，未缴纳相应的费用之前，可以对选课内容进行修改 . (9) 成绩查询 学生通过查询条件可随时查看自己的考试成绩。 (10) 成绩管理 教师录入学生的考试成绩，评定成绩等级，更改或删除学生成绩。学生查询成绩。 (11) 作业管理 教师对选课班进入作业任务的发布，批改，统计，查询。学生可在线做作业，提交作业，查看
25、批改结果。 (12)在线答疑 学生在线提问，教师在线答疑。 (13)在线测试 教师利用系统生成考卷并发布出去。学生在线答卷并由系统自动评分。 (12) 消息 提醒 对教师布置作业，在线答疑，在线测试进行短消息提醒。 (11)用户登录 使用本系统的用户必须登录才能进入本系统查看信息，匿名用户不具有访问权限。 (12) 用户注销 用户退出本系统。 3.2 用例建模 用例模型描述的是外部执行者 (Actor)所理解的系统功能。它的建立是系统开发者和用户反复讨论的结果，表明了开发者和用户对需求规格达成的共识。在需求分析阶段，可以用用例来捕获用户需求，以描述对系统感兴趣的外部角色及其对系统 (用例 )的
26、功能要求。 3.2.1 标识参与者 参与者是指系统的分类用户，分别代表一 个唯一的角色。对本系统来说，存在相互联系如下 3 类用户： 管理员：通过系统管理学生档案，维护学生选课内容，发布教学公告，成绩管理，以及数据备份恢复工作等等。管理员是系统中权限最大的用户，业务范围几乎涉及所有方面。 教师：通过系统管理自己的基本信息，查看课程资源，查看选课情况。业务范围为与自己和教学相关的信息。 学生：通过系统查看教学公告、教师信息和课程资源信息，查看成绩。业务范围为与教学相关的信息 3.2.2 用例图 用例图 (Use Case)是参与者 (系统外部用户 )所能观察到的系统功能的模型图，它描述参与 者与系统提供的用例之间的某种联系。用例图就是从参与者的角度描述出系统中的用例和参与者，以及用例与参与者之间的关系 (哪个参与者参与了哪个用便的执行 ).根据上面的用例分析，得到系统的用例图如下面 3 张图所示： 图 3-1 超级管理员用例图
