实验教学管理系统.docx
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实验教学管理系统
摘要
现在的实验教学网络管理系统存在实验题目分发慢，文档交换不方便，师生交流困难等方面的问题。
为了解决现有系统的这些问题，特开发新的实验教学网络管理系统。
作者以实际应用为开发背景，运用软件工程原理和开发方法，采用当前网络开发主流技术，结合JSP和SQL数据库技术，设计并开发了一个基于B/S模式的实验教学管理系统。
首先对开发系统进行了需求分析，得到系统功能需求、数据流图和数据字典。
随后对系统进行了概要设计和详细设计，在概要设计中主要进行了系统功能模块划分，将系统划分为了管理员控制模块、教师控制模块和学生控制模块三大模块，其中管理员的权限包括对新教师和新学生的注册，对新管理员的注册和对实验题目的审批；教师的权限包括实验题目的申请，学生实验结果的查看，回答学生提问；学生权限包括选择实验题目，上传实验结果和向教师提问。
概要设计中还进行了系统总体结构设计，系统数据结构设计，系统安全设计等。
详细设计主要包括系统数据库访问的实现，主要功能模块的具体实现，模块实现关键代码等。
最后对系统进行了功能测试，并对测试结果进行了分析，在总结、分析的基础上，指出了系统存在的不足及需要改进的地方，为今后开发类似系统提供借鉴和帮助。
本系统界面友好，操作方便，能够基本满足实验教学管理的要求。
关键词：
实验教学管理系统；JSP；三层结构
Abstract
TherecentExperimentEducationWebManagementSystemhavemanyproblems,suchasthedealoutofthesubjectswasveryslow,theexchangeofdocumentswasinconvenient,thecommunicationbetweenstudentsandteacherswasveryhard,andsoon.Thisnewsystemwasdevelopedtosolvetheseproblems.
Theauthortakesthedevelopmentofpracticalapplicationsasbackground,usessoftwareengineeringprinciples,developmentmethodsandthecurrentmainstreamnetworktechnology,combinestheJSPandSQLServertechnique,designsanddevelopsthisexperimentteachingmanagementsystembasedonB/Smodels.Theauthorfirstmakestheneedsanalysis,dataflowchartsanddatadictionaryofthesystem.Thentheauthormakesoutlinesystemdesignanddetaileddesign.Outlinedesignmainlyincludesdividingthesystemfunctionalmodules,thissystemhasthreemainmodels:
administercontrolmodel,teachercontrolmodel,studentcontrolmodel.Administerscanaddnewadministers,studentsandteachers.Theycanalsocheckandapproveexperiments.Teacherscanapplyfornewexperiments,checktheresultsofexperimentsthatthestudentsuploadandanswerthestudent’squestions.Studentscanselectexperimentsubjects,uploadtheirexperimentresultsandalsocanaskquestionsthehaveintheexperiments.Theoutlinedesignalsoincludesoverallstructureofthesystemdesign,systemdatastructuredesign，systemsecuritydesign;Detaileddesignmajorincludestherealizationofthevisittodatabasesystems,themainachievementofspecificfunctionalmodules,modularachievekeycode.Finally,theauthormakesafunctionaltestofthesystem,andanalysesthetestresults.Basedonthesummaryandanalysis,theauthorpointesoutthatthesystemdeficienciesandneedsimprovement,developmentofasimilarsystemforthefuturereferenceandhelp.
Thesystemhasfriendlyinterfaceandeasytooperate,canmeetthebasicexperimentalteachingmanagementrequirements.
Keywords：
ExperimentEducationManagementSystem；JSP；Three-tierstructure
目录
第1章绪论1
§1.1选题背景1
§1.2开发技术1
§1.2.1JSP技术1
§1.2.2TOMCAT1
§1.3论文结构安排2
§1.4作者在本次设计中的工作2
第2章系统需求分析3
§2.1系统可行性分析3
§2.2系统功能需求分析4
§2.3系统数据流图5
§2.4数据字典5
第3章系统设计8
§3.1系统功能设计8
§3.2系统总体结构8
§3.2数据库概要设计9
§3.2.1概念设计12
§3.2.2逻辑设计12
§3.2.3物理设计12
第4章系统实现15
§4.1数据库连接实现15
§4.2管理员功能模块实现15
§4.2.1人员管理功能实现16
§4.2.2实验审批功能实现19
§4.3教师功能模块实现20
§4.3.1实验申请功能实现20
§4.3.2实验结果查看功能实现22
§4.3.3问题回复功能实现23
§4.4学生功能模块实现24
§4.4.1实验选题功能实现24
§4.4.2疑难提问功能实现26
§4.4.2实验结果上传功能实现28
第5章系统测试29
§5.1测试环境29
§5.2系统功能测试29
§5.2.1人员管理功能测试29
§5.2.2选题功能测试29
§5.2.3实验结果批阅功能测试29
§5.2.4在线交流功能测试29
§5.3.测试结果分析33
总结34
参考文献35
致谢36
第1章绪论
§1.1选题背景
现在，网络越来越多的走进人们的生活当中，特别是在学校的管理上，许多工作都是通过网络来操作。
学校的多数工作，例如：
选课，4、6级报名等工作都是通过学校的网站来完成。
网络给学生和老师都带来了极大的便利，老师和学生可以通过网络非常方便的进行交流以至于文档交换，这为实验教学网络管理系统的实现创造了条件。
本次毕业设计的选题——《实验教学网络管理系统》即是通过JSP以及数据库技术开发出来的，基于B/S模式的一个教学管理系统。
下面就让我们来对这个毕业设计进行初步的认识。
§1.2开发技术
本系统所涉及的开发技术主要是指JSP技术和TOMCAT。
§1.2.1JSP技术
JSP技术是目前应用开发中的核心技术，也是目前流行的3P技术中应用最广泛的一种。
3P技术分别是：
ASP（ActiveServerPages）、PHP（PersonalHomePage）和JSP（JavaServerPages）。
JSP最初是SUN公司推出的，ASP是Microsoft公司的产品，PHP是由一个网络小组开发和维护的。
目前最常用的是JSP和ASP（ASP.NET）。
在Sun正式发布JSP（JavaServerPages）之后，这种新的Web应用开发技术很快引起了人们的关注。
JSP为创建高度动态的Web应用提供了一个独特的开发环境。
按照Sun的说法，JSP能够适应市场上包括ApacheWebServer、IIS4.0在内的85%的服务器产品。
JSP与Microsoft的ActiveServerPages兼容，但是它是使用类似HTML的卷标以及JAVA程序代码段，而不是VBScript。
当你所是使用的网站服务器没有提供本地ASP支持，也就是Apache或者Netscape服务器时，可以考虑JSP。
虽然你可以取得这些服务器的ASP附加配备模块，但是价格昂贵，而目前Sun并没有对你所需要的JSP组件收取费用。
对于Solaris、Linux以及Windows，这些组件也都很容易取得[1]。
§1.2.2TOMCAT
JakartaTomcat服务器是在SUN公司的JSWDK（JavaServerWebDevelopmentKit，是SUN公司推出的小型Servelet/JSP调试工具）的基础上发展起来的一个优秀的Servlet/JSP容器，它是Apache-Jakarta软件组织的一个子项目。
它不但支持运行Servlet和JSP，而且还具备了作为商业JAVAWEB应用容器的特征。
作为一个开放源码的软件，Tomcat得到了开放源码志愿者的广泛支持，它可以和目前大部分的主流HTTP服务器（如IIS和Apache服务器）一起工作，而且运行稳定、可靠、效率高[2]。
Tomcat服务器除了能够运行Servlet和JSP，还提供了作为Web服务器的一些特有功能，如Tomcat管理和控制平台、安全域管理和Tomcat阀等。
Tomcat已成为目前开发企业JavaWeb应用的最佳选择之一。
§1.3论文结构安排
本论文主要分为5章，各章节安排如下：
第一章绪论。
主要介绍本次毕业设计的题目，以及本次毕业设计中所用到的主要几种软件。
第二章系统需求分析。
这一章对本次设计的题目进行具体的需求分析。
第三章系统设计。
这一章主要对系统的设计过程做出描述。
第四章系统实现。
这一章主要描述本次设计功能的具体实现。
第五章系统测试。
这一章主要对系统的测试过程做出描述。
§1.4作者在本次设计中的工作
在本次毕业设计的实现过程中，作者的主要工作包括：
整个系统静态页面的设计和实现；经过反复论证和分析,确定了数据库表以及表与表之间的关系,建立了数据库；完成了系统的需求分析，系统设计，详细设计；对系统功能做出了周密的测试，并且根据测试结果对系统功能做出了调整和改进。
第2章系统需求分析
§2.1系统可行性分析
系统的可行性分析主要是技术可行性，经济可行性，操作可行性。
§2.1.1技术可行性
在目前的网络管系统开发中，主要分成两大编程体系，一种是基于浏览器的B/S机构，另一种是C/S结构。
考虑到本系统是基于B/S模式的，作者可以通过JSP+SQLserver2000+TOMCAT的开发体系来开发。
先在SQLserver2000上建立好数据库，然后在编写HTML、JSP浏览器端和服务器端语言并传送到服务器，服务器将编译好的服务端页面再传回给浏览器端。
TOMCAT的特点：
适合做中小型企业的应用服务器，它占用内存少；能在任何支持JDK（1.4及更高版本）的系统上运行；开放源代码，并且免费易于调试；兼容性良好。
最后，经过论证，认为此开发体系是可行的。
§2.1.2经济可行性
现在的网络教学管理系统大部分还处于手工阶段，手工劳作不仅耗费了大量的时间，人为出错的几率也比较大，这势必将影响到整个实验教学的质量，一个错误甚至可能给学生和老师带来很大的影响，直接影响到学生的成绩。
因此，建立一个合理的实验教学管理系统既要体现投资效益原则，也要保证系统质量和性能，尽量使用性能价格比比较高的硬件和软件，从而达到节约投资和增加效益的目的。
基于B/S模式的管理信息系统便是最佳的选择，利用先进的计算机网络通信技术和强大的JAVA语言体系进行开发，不仅能提供一致的用户界面,还能实现客户端零配置和客户端平台无关性;服务器端是系统开发、维护和升级的所在，能够较容易地升级、扩展和集成系统。
这样，在提高了学生和教职工工作效率的同时，也减轻了学校在信息管理工作方面的开销。
开发此系统的价值远远超过了开发系统的成本，因此，作者认为进行此项开发是可行的。
§2.1.3操作可行性
随着Internet的日益普及以及相关技术的发展，B/S（浏览器/服务器）模式逐渐成为现代MIS的首选方案。
B/S模式是一种从传统的二层C/S（客户机/服务器）结构发展起来的新的网络结构模式。
它的出现克服了C/S模式下MIS系统的种种缺陷，如：
客户端软件过于庞大，维护困难；客户端应用系统依赖于其应用平台；系统相对封闭，同一应用系统需要多种操作系统版本；各个企业或部门的MIS没有标准的用户界面和操作流程，使用前需要专门培训，不利于推广和普及等等。
它还极大地改变了基于C/S结构模式的MIS的结构设计、开发环境和应用环境，成为具有良好经济效益且易于推广的结构模式。
在B/S模式下，用户只需要在自己的办公地点，通过浏览器就可以和远端服务器进行通讯，操作十分简便、快捷，并且不受地点的约束。
随着网络技术的日新月异，网络技术的应用已经进入了我们生活的每一个方面，网络给我们的学习和生活带来了极大的便利。
在现在的学校中，几乎每一个细节都被网络技术所渗透，无论是选课还是成绩的发布与查询，都是通过网络来进行，这极大地方便了广大的师生，也极大地节约了教学的成本。
与传统的实验教学管理系统相比，网络管理系统有着交流方便，操作简单等许多优点，它给老师和学生都带来了极大的便利。
这一系统的开发能够给学校的实验教学带来这么多的便利，所以作者在本次毕业设计中选择了《实验教学网络管理系统》这一题目。
§2.2系统功能需求分析
作为实验教学管理系统，首先需要具有选题的功能，学生在登陆以后可以对现有的实验题目进行查看，在确定自己感兴趣的试验题目后可以进行选题的操作。
为了方便学生的选题，在选题的页面具有查询的功能，可以通过题目或者是教师进行查找，方便学生的选题需要。
学生选好了题目以后再做完实验得出结果之后，可以将实验结果上传至服务器，以方便老师的查看，在遇到困难的时候可以通过向老师提问来寻求解决方案。
由于本系统隶属于学校的教学管理系统，所以数据库中的学生和教师信息都应该是由学校负责提供的，管理员也可以通过添加来增加学生和教师的基本信息，以应付突发的事件。
为了满足管理员增加的需要，管理员在必要时可以添加新的管理员。
但是为了保证学校数据安全，本系统的管理员没有删除用户的权限。
教师将新实验的申请提交以后，需要经过管理员的审核以后才能发布到学生可选题目列表中。
教师在本系统中的主要任务是申请实验，察看学生实验结果，以及对学生的提问及时回答。
当老师有了增加新实验的准备以后可以将新实验的信息提交给系统，供管理员审查。
教师可以对学生提交的实验结果进行查看，并对学生提出的问题进行及时解答。
§2.3系统数据流图
根据系统需求分析，得到系统数据流图如图2.1所示。
图2.1系统数据流图
§2.4数据字典
数据字典是关于数据的信息的集合，也就是对数据流图中包含的所有元素的定义的集合。
其作用是在软件分析和设计的过程中给人们提供关于数据的描述信息[4]。
根据对上面数据流图的分析，得到本次系统得主要数据字典如下图2.2-2.7所示：
名字：
实验编号
别名：
描述：
唯一的标识一个实验的一个关键域
定义：
实验编号=11{数字}11
位置：
实验申报信息
实验审查信息
选题信息
图2.2实验编号数据字典
名字：
实验申报信息
别名：
实验申请信息
描述：
教师申报实验时需要提交的信息表
定义：
实验编号=实验编号+教师编号+介绍文档
位置：
实验信息表
图2.3实验申报信息数据字典
名字：
实验结果
别名：
描述：
学生提交给系统得实验结果
定义：
实验结果=实验编号+学生编号+结果文档
位置：
实验结果表
图2.4实验结果数据字典
名字：
实验开放状态
别名：
描述：
某个实验是否通过审查的标志
定义：
实验开放状态=0{数字}4
位置：
实验信息表
图2.5实验开放状态数据字典
名字：
问题信息
别名：
提问信息
描述：
学生提问时提交给系统的信息
定义：
问题信息=学生编号+提交时间+问题
位置：
问题表
图2.6问题信息数据字典
名字：
回复信息
别名：
答案信息
描述：
教师回答的信息
定义：
答案信息=教师编号+提交时间+答案
位置：
回答表
图2.7回复信息数据字典
第3章系统设计
§3.1系统功能设计
经过对实验教学网络管理系统地分析，设计出了系统地大体结构。
整个系统由管理员功能模块，教师功能模块以及学生功能模块3部分组成。
其各个功能模块的具体功能如下：
1.管理员功能模块包括添加新管理员、添加新教师、添加新学生和实验审批的功能。
2.教师功能模块包括新实验的申请、试验结果的查看以及回答学生提问的功能。
3.学生功能模块包括实验选题、实验结果上传和在线提问的功能。
作为一个实验教学管理系统，其主要的功能就是对于实验教学的管理。
学生
在取得合法的用户身份登陆系统以后可以实现选题，选题以后再实验结果出来以后可以将实验结果上传到服务器等待教师的审查。
教师在登陆系统以后可以实现申请新实验，察看学生实验结果以及回答学生提问的功能。
管理员则可以对教师提交的新实验进行审查，检查是否符合学生选题的要求，当符合要求时，将实验发布供学生选择。
§3.2系统总体结构
根据以上对于整个系统的分析以及功能设计，作者得出了系统的总体结构图，如图3.1所示。
图3.1系统功能模块图
§3.2数据库概要设计
§3.2.1概念设计
实体——联系方法（Entity—RelationshipApproach）是最常用的表示概念性数据模型的方法。
这种方法使用E-R图来描述现实世界中的实体，而不涉及这些实体在系统中的实现方法，即使不熟悉计算机技术的用户也能理解它。
系统的E-R图如图3.2所示。
图3.2系统E-R图
根据E-R图中的实体，画出每个实体的属性图，如图3.3-3.7所示：
图3.3学生实体属性图
图3.4教师实体属性图
图3.5管理员实体属性图
图3.6实验题目实体属性图
图3.7问答信息实体属性图
本次系统得数据库采用了SQL2000数据库系统完成，在参考了学校一般系统得数据库设计的基础上，结合本系统的特点，做出了本系统数据库各表之间的关系图，如图3.8所示。
图3.8实验教学网络管理系统各表关系图
§3.2.2逻辑设计
逻辑结构设计的任务就是把概念结构设计阶段设计好的基本E-R图，转换为逻辑结构。
E-R图向关系模型转换的结果如下所示：
（其中下划线为主键，波浪线为外键）
管理员信息（管理员编号，密码，管理员姓名）
学生信息（学号，密码，学生姓名，所选实验编号）
教师信息（教师编号，密码，教师姓名）
实验结果信息（文件编号，学生编号）
问题信息（提问学生编号，提问时间，问题）
答案信息（回答教师编号，回答时间，答复）
实验说明信息（实验编号，上传教师编号）
实验信息（实验编号，指导教师编号，实验名称，开放状态）
§3.2.3物理设计
本系统的数据库通过SQLServer的企业管理器生成，主要包含了admin,student,teacher,result,questions,instruction,experitions,answers8个表。
它们的具体字段设置如表3.1—3.8所示。
字段变量名
类型
长度
关键字类型
默认值
管理员编号
char
10
PrimaryKey
—
密码
char
10
—
—
管理员姓名
char
10
—
—
表3.1管理员信息表
字段变量名
类型
长度
关键字类型
默认值
学生编号
char
10
PrimaryKey
—
密码
char
10
—
—
选择实验编号
char
11
—
0
学生姓名
char
10
—
—
表3.2学生信息表
字段变量名
类型
长度
关键字类型
默认值
教师编号
char
10
PrimaryKey
—
密码
char
10
—
—
教师姓名
char
10
—
—
表3.3教师信息表
字段变量名
类型
长度
关键字类型
默认值
文件编号
Int
4
PrimaryKey
—
学生编号
char
10
—
—
表3.4实验结果信息表
字段变量名
类型
长度
关键字类型
默认值
提问学生编号
char
10
PrimaryKey
—
提问时间
char
20
PrimaryKey
—
问题
char
200
—
—
表3.5提问信息表
字段变量名
类型
长度
关键字类型
默认值
实验说明编号
Int
4
PrimaryKey
—
上传教师编号
char
10
—
—
表3.6实验说明信息表
字段变量名
类型
长度
关键字类型
默认值
实验编号
char
11
PrimaryKey
—
指导教师编号
char
10
—
—
实验名称
char
10
—
—
开放状态
Int
4
—
0
表3.7实验信息表
字段变量名
类型
长度
关键字类型
默认值
回答教师编号
char
10
PrimaryKey
—
回答时间
char
20
PrimaryKey
—
回复
char
200
—
—
表3.8回复信息表
第4章系统实现
§4.1数据库连接实现
在系统开发过程中，因为要多处用到对数据库的操作，如果这些操作在每次用到时在每个JAVA程序中去实现，将非常繁琐，因此，为了简化这些操作，作者在开发时设计了一个可重用组件
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