基于BS模式单片机学习系统的设计与实现在线学习毕业论文Word下载.docx
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Networkeducationisakindofteachingandlearningenvironmentfullofnetworkeducationalfunctionandeducationalresourcesadvantagestoprovidetoeducatorsandlearners,andinteractiveteachingactivitiesthrougheducationandinformationtransferdigitalsynchronousorasynchronousundernetworkenvironment.Ithasthefeaturesandadvantageswhicharesharingteachingresources,learningfromanytimeandspace,communicatingstudyinteractionandeasytocorporatestudy.
Throughtheanalysisandresearch,thesubjectadoptsB/SstructureandusesbroadsourcetechnologyofPHPtoachieveonlineeducationsysteminthevideoteachingmodulesofchipinordertofacilitatethecommunicationandstudyoftheteachersandstudents.Teacherscanreservethehomeworkthroughthequestionbankineverychapter,andstudentscanfinishandsubmitthehomeworkonlinethroughqueryingrelatedreservation.Teachersalsocansubmitscoresthroughthenetwork,andstudentscanchecktheirhomeworkbynetwork.Itisgoodtoteachersandstudentstomanage.
ThispaperintroducessomebasicallydevelopedWEBtechnologiesinpresentdays,buildingthedevelopmentplatformandtherealizationofthemodule.
Keywords：
SCMlearning
Networkeducation
WEB
B/S
structure
Module
目次
1引言
目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。
更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。
因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
[1]
介于单片机的重要性，提供一种高效的教育方式——网络教育是很重要的，网络教育在高等教育现代化建设中正发挥着越来越重要的作用，通过网络教学,创造数字化学习环境,能够促进教育观念！
教学内容和方法的改革,提高教育教学的质量和效益,从而培养学习者具备优秀的社会文化与价值观念,提高学习者的学习能力和在信息社会中生存和发展的能力，在网络教学的实施中,支持教学活动的教学平台集成了网络教学所需的各种应用子系统和工具,成为网络教学的技术基础，虽然国内外已经研发了许多网络教学平台软件,但是从软件的功能与应用效果来看仍然处于探索阶段。
[2]
1．1研究的背景及现状
信息时代的未来教育，具有创造性、多样性、开发性和个性化的特点。
未来教育发展层次的高低，与教育网络的建设与否息息相关。
落后的教学手段与封闭的教学模式，再也不能适应未来教育的需求。
我国需要在现代计算机技术基础上，建立起全方位、互动式交流的全新网络教育环境。
单片机作为计算机专业的学生的必修课，在高校教学领域当中还没有实行完善的一个网络在线教育系统，所以这个系统的实现可以提高老师的教学及工作任务的进度，方便了学生的学习过程，该课题的实现对于高校的远程在线教育有重要的意义。
现代远程教育作为一种有效、经济的教学和接受再教育的手段，越来越受到IT厂商的关注。
各路网络厂商、系统集成商、软件开发商纷纷推出具有竞争实力的解决方案并与院校合作共同开拓远程教育市场，IT产品采购量呈逐年上升趋势。
国外厂商如IBM、Sun、HP、COMPAQ、DELL等都有针对教育行业的解决方案出台，IBM更鼓励支持增值代理商向教育行业渗透；
3Com、Cisco、AVAYA的相关产品与方案在教育行业得到广泛应用。
国内厂商更是全力投入，联想电脑推出针对教育行业的电脑“儒博士”系列；
神州数码也推出了校园网解决方案；
TCL投资大额资金，与中央广播电视大学开发世界最大的网络远程教育系统；
长城不仅力推网络教育工程，还推出了教育专用电脑；
清华同方也在推数字化校园解决方案；
另外，微软、Lotus、实达、科利华、飞棱等软件商、集成商的教学方案、校园网方案的应用发展迅速。
[3-4]
目前基于PHP开发的eFront是一套功能齐全的在线学习系统，可以使用多国语言，并且它拥有漂亮的Ajax界面。
国内的Moodle在线教育系统也是一种开源的在线教育系统。
1．2选题的目的及意义
随着网络的普及，高校需要寻找新的教育模式。
在线教育网是一种新的教育形式。
教育网主要服务于学校内的所有学生，为他们很好的提供更多元化的学习环境、更方便复习，预习的学习渠道，更先进的在线测验平台。
本系统通过强大的计算机技术给学生学习单片机知识带来便利。
本系统要求采用B/S架构，设计一个在线学习网站，在线学习包括了解单片机教材的大纲，课件学习，教师通过各章的题库可以组织成相应的预留作业，学生可以通过查询相关的预留作业内容，在网上完成，并提交，教师可以通过网络进行判作业，提交分数，学生可以通过网络查询自己作业的情况。
这样一来可以减少师资力量的消耗；
改进学习方法和效率；
方便老师了解学生的情况，以便实施更好的教学方案；
建立高效的信息传输和服务平台，提高信息处理速度和利用率。
1．3研究的内容
本文研究的内容有以下几个方面：
1、单片机的理论基础，教学大纲；
2、软件工程开发的原理，流程以及应用；
3、Mysql数据库的工作原理，实际应用；
4、Web开发中W3C的标准以及应用；
5、Windows+Apache+Mysql+PHP开发平台及环境；
6、实现单片机在线教育的在线视频学习模块、教程下载模块；
7、实现单片机在线教育的学生作业查询、完成、提交以及完成作业后的分数查询模块；
8、实现单片机在线教育的教师添加、删除、查询题库并添加作业、批改作业、作业完成的统计情况模块。
2开发工具简介
2．1Browse/Server三层体系结构
在Browser/Server的系统中，用户可以通过浏览器向分布在网络上的许多服务器发出请求。
Browser/Server结构极大地简化了客户机的工作，客户机上只需安装、配置少量的客户端软件即可。
服务器将担负更多的工作，对数据库的访问和应用程序的执行将在服务器上完成。
在Browser/Server三层体系结构下，表示层、功能层、数据层被分割成三个相对独立的单元：
第一层是表示层，即浏览器。
在表示层中包含系统的显示逻辑，位于客户端。
它的任务是由Web浏览器向网络上的某一Web服务器提出服务请求，Web服务器对用户身份进行验证后用HTTP协议把所需的主页传送给客户端，客户机接受传来的主页文件，并把它显示在Web浏览器上。
第二层是功能层，即具有应用程序扩展功能的Web服务器。
在功能层中包含系统
的事务处理逻辑，位于Web服务器端。
它的任务是接受用户的请求，首先需要执行相
应的扩展应用程序与数据库进行联接，通过SQL等方式向数据库服务器提出数据处理
申请，然后等数据库服务器将数据处理的结果提交给Web服务器，再由Web服务器传
送回客户端。
第三层是数据层，即数据库服务器。
在数据层中包含系统的数据处理逻辑，位于数据库服务器端。
它的任务是接受Web服务器对数据库操纵的请求，实现对数据库查询、修改、更新等功能，把运行结果提交给Web服务器。
由以上分析可以看出，三层的Browser/Server体系结构是把二层Client/Server结构的事务处理逻辑模块从客户机的任务中分离出来，由单独组成的一层来负担其任务，这样客户机的压力大大减轻了，把负荷均衡地分配给了Web服务器。
于是由原来的两层的Client/Server结构转变成三层的Browser/Server结构。
这种三层体系结构如图2-1所示。
这种三层结构中层与层之间相互独立，任何一层的改变不影响其它层的功能。
是目前比较流行的网络软件系统结构，逐渐成为网络软件开发商的首选。
在许多场合下，“浏览器/服务器”结构可以取代“客户机/服务器”结构的客户端软件。
[9]
图2-1（B/S三层系统结构图）
2．2数据库开发工具MySQL5．0简介
MySQL是一个真正的多用户、多线程SQL数据库服务器。
SQL（结构化查询语言）是世界上最流行的和标准化的数据库语言。
MySQL是以一个客户机/服务器结构的实现，它由一个服务器守护程序mysqld和很多不同的客户程序和库组成。
SQL是一种标准化的语言，它使得存储、更新和存取信息更容易。
例如，你能用SQL语言为一个网站检索产品信息及存储顾客信息，同时MySQL也足够快和灵活以允许你存储记录文件和图像。
MySQL主要目标是快速、健壮和易用。
最初是因为我们需要这样一个SQL服务器，它能处理与任何可不昂贵硬件平台上提供数据库的厂家在一个数量级上的大型数据库，但速度更快，MySQL就开发出来。
自1996年以来，我们一直都在使用MySQL，其环境有超过40个数据库，包含10,000个表，其中500多个表超过7百万行，这大约有100个吉字节（GB）的关键应用数据。
MySQL建立的基础是业已用在高要求的生产环境多年的一套实用例程。
尽管MySQL仍在开发中，但它已经提供一个丰富和极其有用的功能集。
MySQL的官方发音是“MyEssQueEll”（不是MY-SEQUEL）。
下表描述MySQL一些重要的特征：
使用核心线程的完全多线程；
可运行在不同的平台上多种列类型：
1、2、3、4、和8字节长度的有符号/无符号整数、FLOAT、DOUBLE、CHAR、VARCHAR、TEXT、BLOB、DATE、TIME、DATETIME、TIMESTAMP、YEAR、SET和ENUM类型；
利用一个优化的一遍扫描多重联结（one-sweepmulti-join）非常快速地进行联结（join）；
在查询的SELECT和WHERE部分支持全部运算符和函数；
通过一个高度优化的类库实现SQL函数库并且像他们能达到的一样快速，通常在查询初始化后不应该有任何内存分配；
全面支持SQL的GROUPBY和ORDERBY子句，支持聚合函数（COUNT（）、COUNT（DISTINCT）、AVG（）、SUM（）、MAX（）和MIN（））支持ANSISQL的LEFTOUTERJOIN和ODBC语法。
你可以在同一查询中混用来自不同数据库的表；
一个非常灵活且安全的权限和口令系统，并且它允许基于主机的认证。
口令是安全的，因为当与一个服务器连接时，所有的口令传送被加密。
具备索引压缩的快速B树磁盘表，每个表允许有16个索引，每个索引可以由1～16个列或列的一部分组成，最大索引长度是256个字节（在编译MySQL时，它可以改变），一个索引可以使用一个CHAR或VARCHAR字段的前缀。
定长和变长记录；
用作临时表的内存散列表；
大数据库处理；
所有列都有缺省值，你可以用INSERT插入一个表列的子集，那些没用明确给定值的列设置为他们的缺省值；
函数名不会与表或列名冲突。
例如ABS是一个有效的列名字。
对函数调用的唯一限制是函数名与随后的“（”不能有空格。
所有MySQL程序可以用选项--help或-?
获得联机帮助；
服务器能为客户提供多种语言的出错消息；
客户端使用TCP/IP连接或Unix套接字（so44cket）或NT下的命名管道连接MySQL；
MySQL特有的SHOW命令可用来检索数据库、表和索引的信息，EXPLAIN命令可用来确定优化器如何解决一个查询。
2．3PHP简介
PHP是英文超级文本预处理语言HypertextPreprocessor的缩写。
PHP是一种HTML内嵌式的语言，是一种在服务器端执行的嵌入HTML文档的脚本语言，语言的风格有类似于C语言，被广泛的运用。
PHP的另一个含义是：
菲律宾比索的标准符号。
PHP独特的语法混合了C、Java、Perl以及PHP自创新的语法。
它可以比CGI或者Perl更快速的执行动态网页。
用PHP做出的动态页面与其他的编程语言相比，PHP是将程序嵌入到HTML文档中去执行，执行效率比完全生成HTML标记的CGI要高许多；
PHP还可以执行编译后代码，编译可以达到加密和优化代码运行，使代码运行更快。
PHP具有非常强大的功能，所有的CGI的功能PHP都能实现，而且支持几乎所有流行的数据库以及操作系统。
PHP的特性包括：
1、开放的源代码：
所有的PHP源代码事实上都可以得到，PHP是免费的。
2、PHP的便捷性：
php十分便捷，学习简单。
3、基于服务器端：
由于PHP是运行在服务器端的脚本，可以运行在UNIX、LINUX、WINDOWS下。
4、嵌入HTML：
因为PHP可以嵌入HTML语言，所以学习起来并不困难。
5、简单的语言：
PHP坚持脚本语言为主，与Java和C++不同。
6、效率高：
PHP消耗相当少的系统资源。
7、图像处理：
用PHP动态创建图像。
8、面向对像：
在php4,php5中，面向对象方面都有了很大的改进，现在php完全可以用来开发大型商业程序。
[10]
2．4数据库的应用
2.4.1添加记录
如果用户希望在数据库特定表中添加一条记录，则必须使用INSERT语句，以下是INSERT语句的语法：
INSERTINTO表名[（字段名称1[,字段名称2[,...]]）]
VALUES（数据1[,数据2[,...]]）
在使用INSERT添加数据时必须注意以下几点：
1、表名后面括号内字段名称的排列顺序与VALUES后面括号内数据的排列顺序必须一致。
否则进行数据添加时会发生添加失败。
2、未设置的字段，添加数据时其默认值为Null。
3、添加的一条数据记录，在建立时就给予其默认值，而值是Null。
2.4.2更新记录
在数据库的操作上，可分为“添加”、“修改”、“删除”及“读取”等。
在了解了“添加”及“读取”操作后，接下来说明如何更新表中的记录。
更新数据使用UPDATE语句，基本语法如下：
UPDATE表名
SET字段1=数据1,字段2=数据2,…
WHERE语句
更新操作分为以下几种情况：
1、所有记录全部更新：
可以对表所有的记录同时进行内容的更新。
2、不更新索引键值而只更新其他字段的内容：
仅仅更新每一条记录内的非索引字段内容。
3、更新索引键值：
必须连带地更新其他表中相关联的记录内容。
2.4.3记录的删除
要在表中删除一条记录，必须使用DELETE语句，使用该语句必须特别注意，一旦数据被删除，将无法恢复。
如果没有指定Where语句，将删除表中的所有记录。
以下是DELETE语句的语法：
DELETEFROM表名WHERE语句
2．5JScript简介
JScript是Microsoft公司对ECMA262语言规范（ECMAScript编辑器3）的一种实现。
除了少数例外（为了保持向后兼容），JScript完全实现了ECMA标准。
本概述的目的就是引导您学习使用JScript。
JScript是一种解释型的、基于对象的脚本语言。
尽管与C++这样成熟的面向对象的语言相比，JScript的功能要弱一些，但对于它的预期用途而言，JScript的功能已经足够大了。
JScript不是其他语言的精简版（例如，它只是与Java有点模糊而间接的关系），也不是任何事物的简化。
不过，它有其局限性。
例如，您不能使用该语言来编写独立运行的应用程序，并且没有对读写文件的内置支持。
此外，JScript脚本只能在某个解释器或“宿主”上运行，如ActiveServerPages（ASP）、Internet浏览器或者Windows脚本宿主。
JScript是一种宽松类型的语言。
宽松类型意味着您不必显式定义变量的数据类型。
事实上JScript更进一步。
您无法在JScript上明确地定义数据类型。
此外，在大多数情况下，JScript将根据需要自动进行转换。
例如，如果将一个数值添加到由文本组成的某项（一个字符串），该数值将被转换为文本。
通过使用JScript相关的框架可以实现良好的界面供用户体验。
[11-13]
2．6PHP与MySQL综合应用
1、连接到数据库
mysql_connect（）打开一个到MySQL服务器的连接
resourcemysql_connect（[stringserver[,stringusername[,stringpassword[,boolnew_link[,intclient_flags]]]]]）
如果成功则返回一个MySQL连接标识，失败则返回FALSE。
mysql_connect（）建立一个到MySQL服务器的连接。
当没有提供可选参数时使用以下默认值：
server='
localhost:
3306'
，username='
服务器进程所有者的用户名'
，password='
密码'
。
2、选择数据库
mysql_select_db（）选择MySQL数据库
mysql_select_db（stringdatabase_name[,resourcelink_identifier]）
如果成功则返回TRUE，失败则返回FALSE。
mysql_select_db（）设定与指定的连接标识符所关联的服务器上的当前激活数据库。
如果没有指定连接标识符，则使用上一个打开的连接。
如果没有打开的连接，本函数将无参数调用mysql_connect（）来尝试打开一个并使用之。
每个其后的mysql_query（）调用都会作用于活动数据库,执行数据库查询。
3需求分析与设计
在我们动手开发一个系统之前，首要任务是要进行系统分析，包括需求分析、可行性分析等，以保证我们将要开发出来的系统是有市场的并且以我们目前所具有的技术和设备，这项计划是可行的。
否则，该系统可能是耗费了大量的人力物力，然后却发现没有使用价值，或则根本不可能用有限的成本去实现。
3．1问题初始分析（EarlyAnalysis）
3.1.1场景描述（SceneDescription）
学生打开系统登录页面注册，登录成功后可以进行课程选择学习，可以下载学习该课程的相关资料，可以网上完成作业，然后提交，最后可以查询分数，还可以进入考试系统进行考试。
老师打开系统登录页面，登录成功后可以上传教学课程课件，上传教学视频，布置作业，批改作业，浏览作业统计情况。
3.1.2初始功能提取（EarlyFunctionDistill）
学生管理模块：
实行会员制,有相应权限才能进入学习,下载，学习资源，查询、选择课程，学习该课程，学生查询、完成、提交作业以及查看作业完成情况；
教师管理模块：
登陆教师管理主页后，可以添加课程、删除课程，添加相应的课程教学资源，添加相应课程的视频，添加、查询、删除题库，添加、查询、批改作业。
3．2目标系统功能需求（FunctionofTargetSystem）
该项目要求为一个B/S结构的项目，用户可以通过浏览器访问。
网站子功能设计图如图3-1、3-2所示。
图3-1教师职能图
图3-2学生职能图
3.2.1管理员模块功能
教师模块功能用例图说明：
参与者为管理员，管理员登陆后可以添加和删除用户，用例图如图3-3所示。
图3-3管理员用例图
3.2.2教师模块功能
参与者为教师，教师登录后可以进行个人信息管理（查看、修改、保存）；
视频教程管理（上传、修改、删除），课程管理（添加、删除）题库管理（添加，修改，删除），作业管理（查阅、生成、修改、删除、批改），教师模块功能用例图3-4所示。
图3-4教师用例图
3.2.2学生模块功能
学生系统功能用例图说明：
参与者为学生，学生登录首页后可进行个人信息管理（查看、修改、保存）；
学习管理包括：
选课管理（查询已选课程、进入课堂学习、完成作业、查询课程、选择课程），作业管理（查看预留作业、完成预留作业、查看已完成作业分数），学生系统功能用例图如图3-5所示。
3．3目标系统性能需求（PerformanceofTargetSystem）
3.3.1时间要求（TimeRequest）
图3-5学生用例图
1、查询响应时间最长10s。
2、更新响应时间最长10s。
3、远程数据传输最长时间10s。
3.3.2空间要求（SpaceRequest）
1、支持的终端数依据服务器负载计算。
2、支持的并行操作的使用者1000。
3、处理的文件和记录数最多为100。
4、处理任务的数量最多为100。
3．
升级会员 