基于Java Web的智能推荐网络教育平台的设计和实现.docx
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基于JavaWeb的智能推荐网络教育平台的设计和实现
摘要
随着新世纪互联网科技的不断发展，人们对于互联网的需求也是越来越多，而网络教育平台则是信息化教育建设的重要环节，网络教育平台有效地促进了优质教育资源的惠及更多需要的人。
学生通过网络平台了解自助学习课程知识、专业动态，提出学习过程中遇到的问题，学生通过网络平台与教师形成互动式教学。
智能推荐网络教育平台采用的J2EE的开发架构，数据库采用的是MySQL数据库作为后台数据库。
前端开发运用Jsp和JavaScript的开发技术，具体的开发工具采用集成开发工具MyEclipse，采用Web技术为基础的B/S架构。
主要完成功能前台主要包括用户注册、论坛讨论、信息浏览、资料下载和观看在线教学视频等功能；后台主要包括用户（超级）管理员负责对用户信息、新闻文章信息、网站公告等进行管理。
同时最大特点是不仅有普通教育平台应具有的功能，还可以根据用户的浏览量给用户智能推荐相关的学习资料、视频和交流话题等。
首先，论文对现有的网络教育平台发展现状进行了论述；接着，论文对于系统的开发论述了开发平台的可行性分析，概要设计分析、详细设计分析和系统模块功能等内容。
同时展示了平台的最终设计效果，记述了对系统各个功能进行了实验测试结果，充分展现了整个开发过程。
智能推荐的功能奠定了平台的应用的广阔前景，有区别于其他网络教育平台独特优势。
关键词：
智能推荐；Java；B/S；MySQL
ABSTRACT
WiththecontinuouspopularizationoftheInternetinthe21stcentury,peoplehavemoreandmoredemandfortheInternet,andthenetworkeducationplatformisanimportantlinkintheconstructionofinformationeducation.Theonlineeducationplatformeffectivelypromotesthequalityofeducationalresourcestobenefitmorepeopleinneed.Theonlineplatformunderstandstheknowledgeandprofessionaldynamicsofself-learningcourses,andraisestheproblemsencounteredinthelearningprocess.Studentsforminteractiveteachingwithteachersthroughtheonlineplatform.
TheintelligentrecommendationnetworkeducationplatformusestheJ2EEdevelopmentarchitecture,andthedatabaseusestheMySQLdatabaseastheback-enddatabase.Thefront-enddevelopmentusesJspandJavaScriptdevelopmenttechnology.ThespecificdevelopmenttoolsusetheintegrateddevelopmenttoolMyeclipse,andtheWeb-basedB/Sarchitecture.MainlycompletedfunctionsThefrontdeskmainlyincludesfunctionssuchasuserregistration,onlinecommunication,onlinebrowsing,onlinedownloadingandonlineviewingofvideo;themainuser（super）administratorinthebackgroundisresponsibleformanaginguserinformation,newsarticleinformation,websiteannouncements,etc.Atthesametime,thebiggestfeatureisthatnotonlythefunctionsthatthegeneraleducationplatformshouldhave,butalsotherelevantlearningmaterials,videosandcommunicationtopicscanberecommendedtotheuseraccordingtotheuser'sbrowsingamount.
Firstly,thepaperdiscussesthedevelopmentstatusoftheexistingnetworkeducationplatform.Then,thepaperdiscussesthedevelopmentofthesystemdevelopmentplatformfeasibilityanalysis,summarydesignanalysis,detaileddesignanalysisandsystemmodulefunctions.Atthesametime,thefinaldesigneffectoftheplatformisdemonstrated,andtheexperimentaltestresultsofvariousfunctionsofthesystemaredescribed,whichfullydemonstratestheentiredevelopmentprocess.Theintelligentrecommendationfunctionlaysabroadprospectfortheapplicationoftheplatform,whichisdifferentfromtheuniqueadvantagesofotheronlineeducationplatforms.
keywords:
IntelligentRecommendation;Java;B/S;MySQL
1绪论
1.1开发背景
随着信息技术的快速发展，尤其是互联网到移动互联的实现，学习方式实现跨时空的对优质教育资源的共享[1]。
传统的线下教育方式导致优质教育资源不能够实现多地点、多时刻和多群体的分享。
而如今在线教育已经发展进入智能时代，在线教育成为互联网教育新模式智能教育成为新的技术研发方向，体现在各类教育科技产品中[2]。
在线教育用户规模超9000万，说明了当今人们对于新兴教育模式有着巨大渴求。
教育平台不仅是学生自主学习、教学互动、学习交流的重要平台，也是学校提高教学质量进行教学改革的窗口。
通过网络学习平台，教师可以了解学生的学习状况，听取学生的意见，在线解决学生的疑问，上传相关信息资源等。
便于巩固所学的知识，及时消除学生学习中的疑惑。
网络教育平台除了具有丰富的课件、作业习题等相关资料，应该具有运行优秀的开放式教学课程网站[3]。
1.2开发平台介绍
1.2.1J2EE架构简介
J2EE主要由Oracle领导下的众多大公司共同制定的企业级别的Java开发标准，是现今社会上的主流开发框架。
J2EE主要是四层模型，包括客户层组件、Web层组件、业务层组件和信息系统层[4]。
1.2.2MySQL简介
MySQL是一种关系型数据库，免费的高性能小型数据库。
MySQL数据库的将数据存在于数据表中，而不是存在于一个整体的物理结构中，增加了其灵活性[5]。
1.2.3JSP简介
JSP是一种前台页面技术，大型的JavaWeb项目都是需要JavaServlet与JSP的运用[6]。
JSP是一种轻型开发技术，面向对象，安全性平台技术[7]。
1.2.4B/S模式简介
B/S模式即浏览器/服务器模式，这种模式是对传统的C/S模式的改进和升级，用户前台界面的显示通过浏览器显示，而后端的数据由后端程序处理[8]。
1.3系统开发环境
表1-1系统开发环境
项目
性能
操作系统
Windows10
续表1-1
开发平台
MyEclipse2016CI
数据库
mySQL5.7
系统服务器
Tomcat8.0
JDK
1.7.0
2系统分析
2.1需求分析
2.1.1系统需求
软件在设计上面，对于系统资源的损耗的多少需要进行分析，其目的就是对系统进行调查和研究。
而本系统采用的是Java平台，所需的最大的系统资源损耗在于运行的Java虚拟机平台，这个对于电脑的系统资源的要求比较高。
同时更重要在于后期用户的数量，对于电脑运行的资源需要随着用户数量的增加动态的增加。
2.1.1功能需求
网络教育平台用户包括（超级）管理员、教师和学生。
平台由前台和后台组成：
前台主要是由平台用户的注册与登录、新闻文章浏览和推荐、网站文章浏览和推荐、教师队伍浏览和推荐、理论教学资料浏览推荐和下载、实验实践教学浏览推荐和下载、教学视频的浏览推荐和下载、课外练习的浏览推荐和下载、考试试题浏览推荐和下载、互动交流和个人中心等功能组成；后台主要有（超级）管理员负责对个人信息、管理账户、部门信息、栏目投票查询和科目信息等进行管理。
（1）如下图2-1所示，为超级管理员的名称和对应功能需求。
表2-1超级管理员角色功能
模块名称
功能需求
个人信息中心
个人信息的编辑，重新设置超级管理员的相关信息；修改密码，重新设置超级管理员的密码。
管理账户管理
管理账户查询，查询管理员信息和编辑账户管理员信息，对管理员的权限进行分配；新增管理账户，新增管理员对管理员的权限进行分配。
部门信息管理
部门查询，列出所有的部门信息和对部门信息进行编辑；新增部门，新增部门信息。
用户信息管理
用户查询，用户信息的查询和编辑；新增用户，新增用户信息。
栏目投票查询
查询每个每个栏目用户的投票数。
教师队伍管理
教师队伍查询，教师队伍的的查询和编辑；新增教师队伍，对教师信息进行添加。
科目信息管理
科目查询，科目信息的查询和编辑；新增科目，新增科目信息。
文章类别管理
文章类别查询，文章类型信息的查询和编辑；新增文章类别，新增文章类别信息。
新闻文章管理
新闻文章查询，新闻文章查询和编辑；新增新闻文章，对新闻文章信息进行添加。
互动交流管理
互动交流查询，对互动交流信心进行查询和编辑；新增评论留言，对评论留言进行添加。
网站公告管理
网站简介维护，上传网站简介图片和编辑网站简介内容。
网站简介维护
网站简介维护，上传网站简介图片和编辑网站简介内容。
友情链接管理
友情链接查询，友情链接信息的查询和编辑；新增友情链接，对友情链接进行添加。
（2）如下图2-2所示，为教师的模块名称和对应功能需求。
表2-1教师角色功能
模块名称
功能需求
修改个人信息
对教师的个人信息进行修改，包括姓名、昵称、性别、年龄和邮箱信息的修改。
修改登录密码
对教师的密码进行修改，输入新密码和确认新密码。
我的文章上传
查看已上传文章的信息，同时可以显示文章的审核状态，对文章内容进行删除操作。
我的理论教学上传
查看已上传的理论教学的资料，对已上传的理论教学资料进行编辑和删除操作。
我的实验实践上传
查看已上传的实验实践的资料，对已上传的实验实践资料进行编辑和删除操作。
我的教学视频上传
查看已上传的教学视频的资料，对已上传的教学视频资料进行编辑和删除操作。
我的课外练习上传
查看已上传的课外练习的资料，对已上传的课外练习资料进行编辑和删除操作。
（3）如下图2-3所示，为学生角色的模块名称和对应功能需求。
表3-1学生角色功能
模块名称
功能需求
修改个人信息
对学生的个人信息进行修改，包括姓名、昵称、性别、年龄和邮箱信息的修改。
修改登录密码
对学生的密码进行修改，输入新密码和确认新密码。
我的文章上传
对学生自己上传的文章进行编辑和删除操作。
我的评论留言
对学生自己上传的评论留言进行编辑和删除操作。
（4）普通管理员角色功能
普通管理员对象由超级管理员创建，管理员的权限由超级管理员分配，包括部门信息管理、用户信息管理和栏目投票查询等权限的分配。
同时普通管理员可以由超级管理员删除对象。
但是普通管理员没有创建其他用户的权限。
2.2系统可行性分析
可行性分析是软件能够实现开发、部署和应用的评估，对于软件的开发的可行性的重要研究。
其中软件可行性的研究主要包括经济可行性、技术可行性和社会环境的研究。
同时准确的可行性对于后期软件的开发和应用具有十分重要的作用。
2.2.1技术可行性
基于JavaWeb的智能推荐网络管理系统运用的是J2EE的开发框架，这个框架已经属于成熟的技术，对于开发的重点在于分析好开发实体间的逻辑关系。
[9]同时应用到的MySQL数据库，我们在于确定各个实体和他们的属性，以及它们的之间的联系关系。
2.2.2经济可行性
开发的智能推荐网络教育平台的开发成本是非常低的，不需要昂贵的硬件成本。
主要需要的是对于相关技术书籍和资源的购买，同时对于电脑的配置没有过高的要求，需要的只是保证MyEclipse和MySQL等软件的运行。
所以对于开发环境的花费并不高。
2.2.3社会环境可行性
如今社会中对于教育十分重视，中国要想复兴，必须需要的是教育强国。
而智能推荐网络教育平台让传统教育插上科技的翅膀，实现互联网+教育的新的组合。
同时智能推荐是当今的大势所趋，这样更加可以实现教育的个性化设计，社会需求也是十分大的，所以有十分大的社会环境可行性。
3系统概要设计
3.1设计思想
智能网络推荐系统总体采用的是Java编程中比较流行的MVC框架的系统体系结构，它不是一种产品，而是一种软件设计的设计模式（DesignPatter），提供的软件设计的一种思路和方法论[10]。
对于“智能推荐”的实现采取的方式就是实体项（domain）设置一个记录点击量的int字段初始值为0。
每当点击下前台页面这个实体项，在Service层对于点击页面数据项的请求转发，平台会对记录点击量的这个字段进行加1操作，同时再次进入此页面时，前台页面刷新时，会调用对应数据访问层（Dao层）的推荐相关listRecommend方法，该方法查询按照点击量字段数值降序的中的前五项MySQL数据库数据，并在前台的对应模块的“热门推荐模块”显示。
3.2设计原则
先进性：
系统设计采用的当前Java语言比较流行的开发框架-MVC框架，符合当前技术的潮流[11]。
在满足基本功能的前提情况下，技术具有前瞻性和先进性，符合当今社会对于技术革新的要求。
安全性：
系统的开发的中涉及用户名和密码的程序封装在服务器程序当中，同时采用验证码技术，这是一种区分用户操作还是计算机自动程序的操作，有效防止恶意破解密码，有效保护用户的安全性[12]。
经济性：
系统设计在满足基本功能要求的条件下，尽最大的可能下降低了系统开发和运行成本，系统的运行条件可以通过实际的用户数量动态的调节程序运行环境的硬件条件，尽最大可能的节约成本。
实用性：
开发的系统采用的是清晰明了的人机交互界面，符合当今互联网大部分人的使用习惯，同时系统易学易用。
3.3用例模型
下面是分别是学生角色、教师角色、和超级管理员的用例图，分别为图3-1、图3-2和图3-3。
图3-2学生角色用例图
图3-3教师角色用例图
图3-4超级管理员角色用例图
3.4业务流程图
业务流程图对于项目的业务逻辑的明确具有十分重要的作用，只有明确业务的逻辑才能快速的开发项目，做到项目代码逻辑清晰明了。
下对于智能推荐网络教育平台列出下列的业务流程图：
登录系统业务流程图如图3-5所示：
图3-5登录系统业务流程图
管理账户业务流流程图如图3-6所示：
图3-6管理账户业务流流程图
4系统详细设计
4.1系统功能结构图
图4-1系统功能结构图
4.2系统数据库设计
数据库智能推荐网络教育平台系统用于在线教育的服务。
主要的目的在于利用互联网对网络教育资源的管理。
对用户实体进行增加、删除、修改和查询的操作。
4.2.1E-R模型
根据需求分析所得到的需求要抽象成信息世界的结构，即数据库的概念结构[13]。
实体间所包含的字段以及实体间的关联所画出E-R图如下：
图4-2网络教育平台E-R图
4.2.2数据库设计
以下是对智能推荐网络教育平台的数据库逻辑结构设计，对17个个实体类分别列表，并对实体的属性的字段名称、字段表示、字段类型（长度）、是否主外键、约束等进行了说明。
数据库设计表如图4-1至图4-17。
表4-1文章表（article）
字段名称
字段表示
字段类型
主外键
约束
备注
文章编号
article_id
int
PK
NOTNULL
文章标题
article_title
varchar
文章内容
article_content
text
文章图片链接
article_pic
varchar
文章上传时间
article_time
datetime
上传者
user_id
int
文章类型
type_id
int
审核标志
article_flag
int
1:
等待审核2:
审核通过
文章点击次数
article_click
int
表4-2文章类别表（article_type）
字段名称
字段表示
字段类型
主外键
约束
备注
文章类别编号
type_id
int
PK
NOTNULL
文章类别名称
type_name
varchar
文章类别备注
type_note
text
表4-3网站栏目表（column）
字段名称
字段表示
字段类型
主外键
约束
备注
编号
column_id
int
PK
栏目名称
column_name
varchar
投票数目
column_vote
int（11）
参与投票
column_flag
int
1-参与投票2-不参与
权限编号
column_power
varchar（50）
表4-4部门表（depart）
字段名称
字段表示
字段类型
主外键
约束
备注
部门编号
depart_id
int
PK
NOTNULL
部门名称
depart_name
varchar
备注
depart_note
text
表4-5在线考试表（exam）
字段名称
字段表示
字段类型
主外键
约束
备注
考试编号
exam_id
int
PK
NOTNULL
考试上传者
user_id
int
考试标题
exam_title
varchar
考试内容
exam_content
text
链接地址
exam_link
varchar
考试上传时间
exam_time
datetime
考试资料点击次数
exam_click
int
表4-6课外练习表（exercise）
字段名称
字段表示
字段类型
主外键
约束
备注
课外练习编号
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int
PK
NOTNULL
课外练习上传者
user_id
int
课外练习标题
exercise_title
varchar
课外练习内容
exercise_content
text
链接地址
exercise_link
varchar
课外练习上传时间
exercise_time
datetime
课外练习点击次数
exercise_click
int
表4-7友情链接表（flink）
字段名称
字段表示
字段类型
主外键
约束
备注
友情链接编号
flink_id
int
PK
NOTNULL
友情链接标题
flink_title
varchar
友情链接图片链接
flink_picture
varchar
友情链接链接地址
flink_url
varchar
表4-8简介表（intro）
字段名称
字段表示
字段类型
主外键
约束
备注
简介编号
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int
PK
NOTNULL
简介标题
intro_title
varchar
简介内容
intro_content
text
简介图片
intro_pic
varchar
表4-9公告表（notice）
字段名称
字段表示
字段类型
主外键
约束
备注
公告编号
notice_id
int
PK
NOTNULL
公告标题
notice_title
varchar
NOTNULL
公告内容
notice_content
text
公告上传人
notice_admin
int
公告上传时间
notice_date
datetime
表4-10实验实践教学表（practice）
字段名称
字段表示
字段类型
主外键
约束
备注
实验实践编号
practice_id
int
PK
NOTNULL
实验实践上传者
user_id
int
所属板块
practice_type
int
1:
教学大纲
2:
实验实践论文
3:
实验实践图片
4:
教学情况实录
实验实践标题
practice_title
varchar
实验实践内容
practice_content
text
升级会员 