基于网络的计算机辅助教学系统的分析与设计.docx

分类号 （宋体五号字） 密级 udc 编号 硕士研究生学位论文题 目 基于网络的计算机辅助教学系统的设计与分析 学院（所、中心） 软件学院 专业名称 软件工程 研究生姓名 学号 导师姓名 职称 年 月声 明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得云南大学或其他教育机构的学位或证明而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名： 日 期： 论文使用和授权说明本人完全了解云南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文和论文电子版；允许论文被查阅或借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文；授权学校将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。 （保密的论文在解密后应遵循此规定）研究生签名： 导师签名： 日 期： 摘要目前，高校中多媒体教学已经非常普遍，投影、幻灯、录音、录像、计算机等教学方式已经开始替换传统的黑板加粉笔教学模式，多媒体技术让课堂教学变得形象、生动，唤起学生对学习的兴趣，提高教学质量。目前高校中运用比较好的是ppt课件，但多媒体教学的意义远大于此。基于internet网络的计算机教学辅助系统（cai），是利用多媒体、计算机、网络等硬件优势，在多媒体教学的基础上，增加了多媒体课件、作业、测试等管理模块，实现网上作业解答、网络测试，可以随意查看学生作业完成情况、测试情况，实现无纸化教学；并对各种教学资源进行开发、整合，形成资源库、知识库，更好的进行知识累计，方便广大师生；bbs留言、实时对话等模块可以增进师生互动，提高师生感情，方便学生解决问题、困难。计算机教学辅助是对教学方式的改变，打破了传统意义上的教师课堂教学的模式。学生可以利用系统，实时查看课件、自定义测试、实时信息交流，进行主动的学习。资源库、知识库等“网上图书馆”可以让学生更加方便的获取专业知识，提高学习效率。计算机教学辅助系统可以建设成为一个实时的课件。本文重点是基于网络的计算机辅助教学系统的可行性分析、业务分析、功能分析及功能模块的设计，在需求分析中采用了领域模型、业务流程图、用例图、实例描述分析表，在功能设计中采用了类图和数据库表格设计，同时也对cai的理论知识作了一些介绍。最后对本次研究进行了总结，并对系统以后的研究进行了展望，同时也希望对后续研究者有所帮组。 对系统分析和设计采用的技术方案分析不足，请补充！ 关键词：计算机辅助教学系统cai，系统分析，b/s架构,课件管理，知识库 abstractmultimedia technology is popular in highschool,techers like use projection / slides / recording / video / computer more than blackboard and chalk,because multimedia make class vivid and improve students study interesting and the quality of teaching. currently is using good ppt courseware in college, but the significance of multimedia teaching much more than this.英文字体不对，用times new romaninternet computer aided instruction (cai),use of multimedia, computer, network and so on hardware advantage,on the basis of the multimedia teaching,increased the multimedia courseware, assignments, and testing of management module, to all sorts of teaching resources development, integration, form database, knowledge base, better knowledge accumulated, facilitate the majority of teachers and students.bbs message, real-time communication module can promote the interaction between students and teacher, improve the teachers and students sentiment, convenient students solve problems and difficulties.computer auxiliary teaching is a teaching way to change, to break the traditional classroom teaching mode. computer auxiliary teaching is a teaching way to change, to break the traditional classroom teaching mode. database, knowledge base, etc online library can make the students more convenient for professional knowledge, improve the learning efficiency. computer auxiliary teaching system can construction become a real-time courseware.this paper is based on the network computer aided teaching system of feasibility analysis, business analysis, function analysis and function module design, this paper is based on the network computer aided teaching system of feasibility analysis, business analysis, function analysis and function module design, in the design of the function of the class diagram and the database form design. at the same time also to the theoretical knowledge of cai made some is introduced. in the end this is summarized, and after the system study is forecasted, and at the same time, also hope to follow-up researchers to help group.keywords：cai,design analysis,b/s schema,courseware management,knowledge base 目录摘要.3abstract.4第一章 引言71.1项目背景71.2目的和意义71.3研究的内容71.3.1多媒体管理模块81.3.2测试管理模块81.3.3作业管理模块81.3.4知识百科模块91.3.5信息交互模块91.3.6基础信息模块91.4研究方法91.5特色和创新10第二章 综述与相关工作102.1 综述102.2 相关工作112.2.1 uml语言和要素112.2.2常用的uml模型图用例图类图活动图12第三章 系统需求分析133.1需求概述133.1.1 操作可行性133.1.2 系统的目标133.1.3系统可能带来的影响143.2系统数据流图143.2.1业务对象分析143.2.2业务流程分析203.2.3系统功能分析313.3 本章小结36第四章 系统设计364.1总体设计374.1.1系统设计的原则374.1.2系统体系结构设计374.2功能设计384.3基本数据库表格设计42第五章 结束语495.1总结495.2评价495.3今后的工作50第一章 引言格式！1.1项目背景随着高校教育改革的深入，除了对课程内容进行改革外，更重要的是对教学方式的改革，其中随着计算机的迅猛发展和日益普及，计算机辅助教学越来越成为教改中重要的一环1上标！数字用，新罗马体，同英文字符！。计算机辅助教学(cai)是教师将计算机作为媒体给学生提供一个良好的学习环境, 学生通过与计算机的交互作用进行学习的一种教学形式.cai的兴起是整个教育界进行信息革命最具代表性的产物.如何让计算机辅助教学在高等教育中发挥更大的作用, 是人们广泛关注的问题2。1.2目的和意义目前高校对信息技术的认识不少还仅仅停留在计算机、网络等硬件设备上，硬件固然重要，但要充分发挥其应用的作用，计算机辅助教学软件和网络必不可少。而另一方面，符合高校需求的优秀教学软件却又少之又少，如何符合高校需求，这就要求软件设计者在教学实践和理论方面都有较深的研究。目前教学软件都是非网络版的软件，这样不仅不利于教学管理、资源共享，而且时空受限，无法进行实时人机交互、人人交互。目前高校都已经建立自己的网站、论坛，但学生、教师利用论坛交流还是很少，计算机辅助教学系统可以让学生、教师利用网络进行课件查看、评论，甚至考试，除了方便学生学习、教师教学，更是学习观念的更新、教学模式的变化。1.3研究的内容系统实现的主要功能有：多媒体管理模块、测试管理模块、作业管理模块、信息交互模块、基础信息模块。系统用户角色主要有系统管理员、学校管理层、教师、学生。1.3.1多媒体管理模块课件可以是ppt、word、excel、txt、jpg、pdf等格式的电子文档，也可以是avi、rm、rmvb、swf等格式的视频文档，系统需要支持以上格式的打开、播放等功能。教师拥有课件的实时上传、修改、删除等权限，上传的课件必须符合国家相关法律；系统管理员需要对教师上传的课件进行审核，审核后才允许发布；学生拥有课件查看，查看后编辑意见、提问等权限，针对提问、意见，教师可以进行作答；学校管理层拥有查看、统计师生课件质量、使用情况、问答情况等，对师生、系统管理员有一定监督权力。1.3.2测试管理模块测试管理模块主要包括试题库管理、试卷管理、试卷自动生成、学生成绩管理等功能。（1）试题库管理：主要是教师对各自学科的试题管理，根据试题难易程度、试题类型进行分类，教师也可以自由的将试题共享给同类教师；（2）试卷管理：是对历史试卷、试卷答案进行管理、保存；试卷自动生成，根据教师要求系统可以自动从试题库中编排一定试题，组成试卷；（3）学生成绩管理：保存历史及现在学生的答题记录和试卷成绩，教师、学生只能进行查看。1.3.3作业管理模块作业管理模块主要是作业题库管理、作业管理、作业自动生成、学生作业管理等模块。（1）作业题库管理：教师在教学过程中形成的作业题库；（2）作业管理：历次作业及作业答案的管理；（3）作业自动生成：系统根据作业题库及教师要求，自动生成作业；（4）学生作业管理：保存生成的作业、答题记录、教师修改意见。1.3.4知识百科模块知识百科管理是指师生在日常积累的知识库，是学校日积月累的精华所在，知识百科可以是师生研究成果、毕业论文、报刊杂志、汇报总结、思想工作、科技文档等，学校师生可以在这里可以任意查看、下载资料。1.3.5信息交互模块信息交互模块主要包括：即时通讯模块、留言板、人机交互模块。（1）即时通讯模块：学生、教师、管理层可以进行在线交流，历史信息可以在一段时间内保存；（2）bbs留言板：学生、教师可以向全体人员或者单独人员留言，留言有提醒功能，看到留言后回复；（3）人机交互：输入搜索词汇，计算机根据词汇对库中的信息进行搜索、解答，如无正确答案，可以再bbs留言板留言，以待解决。1.3.6基础信息模块基础信息模块主要是对学生、教师、管理层及帐户密码权限等基础信息进行管理的模块。主要管理包括姓名、年龄、性别、出生年月、籍贯、专业、入学时间等信息的管理，教师还包括职称、教学学科、科研状况等管理。学生对系统拥有查看、试卷测试、留言等权限，教师拥有添加、删除、修改课件、试题的权限，管理层拥有统计、查看等权限。基础信息模块也具有公告等功能。1.4研究方法本文主要采用的研究方法有：观察法、经验总结法、个案研究法。（1）观察法：本人主要对所在院校的师生进行了为期1年观察，多媒体教育已经相当普及，大部分教师都采用ppt进行教学，很多ppt做的生动有趣，但ppt及资料都存放于教师个人，教师之间沟通较少，资源共享率较低；而师生作业的交流也比较少，很多学生上交作业，教师批改后也不进行修正；考试间问题师生的沟通就更少了，学生考完试只知道自己的分数，而分数是如何获取的基本上没人知晓。（2）经验总结法：计算机辅助教学是对师生学习观念、教育观念的改变，让学生自主学习，让师生加强沟通;也需要学校层面的重视，需要加强师生的宣传教育，提高系统认知度；计算机辅助教学也是一个知识库、材料库、数据库的建设过程，实现信息共享。（3）个案研究法：针对计算机辅助教学系统，学院内几个老师、学生各抒己见，教师主要对测试、作业管理、资源库建设发表了看法，学生则对成绩管理、师生信息交互给予了不少意见。1.5特色和创新（1）研究方法的多样性。为能够更好的完成该系统的分析与设计，本人结合自己学院及教学、学习经验，长时间观察学院师生情况，也对多个师生进行了研究，同时阅读了大量关于计算机辅助教学的文章、书本。（2）研究成果的实用性。本研究立足于目前高校的实际情况和国家教改的策略，在方便高校师生的同时，也对以后其他人的研究有一定的帮助。（3）教学方式改革的促进。计算机辅助教学主要是学习观念、教育观念的变革，通过对计算机辅助教学系统的实施和运用，对师生的观念有很好的促进作用。第二章 综述与相关工作用分页符分开新的一章！2.1 综述美国是进行计算机辅助教学研究和应用最早的国家，所以cai 的历史基本上是以美国cai 发展历史为主线。cai 的发展大体上经历了五个阶段。 （1）1958-1965 年。 这是cai 发展的初期阶段。 （2）1965-1970 年。 这一时期的特点是研究规模扩大，并且将以前的研究成果投入应用。 （3）1970-1975 年。 这一时期，cai 的应用范围不断扩大，并进一步趋向实用化。 （4）1975-20 世纪80 年代后期。 微型计算机进入教育领域之后，形成了极大的冲击，使之成为多种教育环境中的理想工具。 （5）20 世纪80 年代末以后。 多媒体计算机的出现，被称为计算机的一场革命，它具有能够综合处理文字、图像、声音、图形的能力，显示了计算机在教育方面的非凡才能，很快成为cai 发展的重要方向。32.2 相关工作 相关工作不够，太少了！2.2.1 uml语言和要素本文主要采用uml进行分析设计。uml（unified modeling language）是一种绘制软件蓝图的标注语言。可以用uml对软件密集型系统的制品进行可视化、文档化、详细描述、构造。uml是一种富有表达力的语言，可以描述开发所需要的各种视图。uml可以描述任何类型的系统，具有很宽的应用领域。最常见用于软件系统的模型，也可用于企业信息系统、银行和金融服务、电信、运输、国防航天、医疗电子、基于web的分布式服务等。 uml模型图由事物(things)、关系(relationships)、图(diagrams ) 的构成。事物是uml模型中最基本的构成元素，是具有代表性的成分的抽象；关系把事物紧密联系在一起；图是事物和关系的可视化表示。uml包含4种事物：结构事物、行为事物、分组事物、注释事物。结构事物是uml模型的静态部分，描述概念或物理元素,它包括类、接口、协作、用例、构件、节点等几种元素。类是具有相同属性相同操作相同关系相同语义的对象的描述；接口是描述元素的外部可见行为，即服务集合的定义说明；协作是描述了一组事物间的相互作用的集合；用例是代表一个系统或系统的一部分行为，是一组动作序列的集合；构件是系统中物理存在，可替换的部件；节点是运行时存在的物理元素。 行为事物是uml模型图的动态部分，描述跨越空间和时间的行为。其中交互是实现某功能的一组结构事物之间的消息的集合，涉及消息、动作序列、链接；状态机是描述事物或交互在生命周期内响应事件所经历的状态序列。分组事物是uml模型图的组织部分，描述事物的组织结构。注释事物是 uml模型的解释部分，用来对模型中的元素进行说明，解释。2.2.2常用的uml模型图用例图用例图用来描述软件需求模型中的系统功能，通过一组用例可以描述软件系统能够给用户提供的功能。用例图可以作为整个系统开发过程中的开发依据，指导和驱动其他模型。类图类图(class diagram)是由类、相关建模元素及其关系构成的图，用来描述类之间的静态关系。类图在系统中处在核心位，也是uml中最为重要的一种图。在系统的不同开发阶段，类图可以具有不同的抽象程度。随着开发的深入，类图应该越来越详细、具体。类图不仅定义系统中的类，表示类之间的联系如关联、依赖、聚合等，也包括类的内部结构(类的属性和操作) 。活动图活动图是uml的动态视图之一，用来描述事物或对象的活动变化流程。活动图描述了一组顺序的或并发的活动。活动图可以用来描述工作流或者业务流程、工程组织、算法流程等。4第三章 系统需求分析3.1需求概述3.1.1 操作可行性目前高校的教学模式已经基本脱离了传统的粉笔加黑板的模式，所有的教室都已经多媒体，教室里拥有电脑、投影仪等多媒体设备，每个老师都已经拥有笔记本电脑，对电脑中课件制作（ppt、word、excel）都有一定的熟悉，这些都是计算机辅助教学系统很好的基础。由于目前没有计算机辅助教学系统进行管理，所有的知识都只存在教师的个人电脑里面，没有能随机、灵活、全方位的知识展现，没有很好的激发学生学习兴趣，发挥学生认知主体作用，教师与学生的互动性也无法表现。3.1.2 系统的目标基于网络的计算机辅助系统，利用网络的特性，可以将辅助教学更好的发挥，通过系统，教师可以达到：（1）只要有网络，可以随时随地管理课件、资料信息；（2）可以不带任何课件进行授课；（3）通过查看学生测试信息，可以很好的了解学生的知识掌握情况；（4）可以很好的跟学生进行互动；（5）发布公告、活动等信息。学生可以达到:（1）可以随时随地学习，给予学生无限的学习空间和宽裕的学习时间；（2）通过随机测试，实时掌握知识掌握情况，针对性、自主性的学习，提高效率；（3）可以跟老师、同学提问、互动；（4）可以发表课程看法，经验以供同学、老师参考；（5）最重要的是通过以上可以将学生的学习积极性进行调动。另外，学生、教师也可以通过查看系统知识库，方便的搜索有用信息。3.1.3系统可能带来的影响系统可能带来的影响，主要有以下几点：（1）形成“以老师为主导，以学生为主体”，充分发挥学生主动学习的精神；（2）通过课件等教学信息的有效组织和管理，提高教学素质；（3）有利于培养合作精神和创新精神，发挥学生的发散性思维和创造性思维，从而为培养高信息时代所需要的新型人才。3.2系统数据流图数据流图在哪里？请查软件工程书，看什么是数据流图！3.2.1业务对象分析业务分析是需求分析的原始阶段，业务需求分析主要工作有：（1）首先提取系统的业务角色、业务实体（业务角色代表在系统中承担的角色，业务实体表示业务角色需要处理的对象），就是提取需求中涉及的名词，名词是组成系统的基本元素；（2）分析业务实体间的关系，对于有共同属性的业务实体进行归类；（3）分析业务角色和业务实体之间在执行业务时的关系，并用图列表示出来，进一步说明实现业务的工作流程，也用图列表示出来。业务对象模型（也叫领域模型 domain model）是描述业务用例实现的对象模型。它是对业务角色和业务实体之间应该如何联系和协作以执行业务的一种抽象。计算机辅助教学系统，对其主要涉及的业务对象进行分析如表1所示：表1：计算机辅助教学系统业务对象分析表序号对象名词类别1excel课件实体2ppt课件实体3word课件实体4pdf课件实体5视频实体6flash动画实体7文本文件实体8图片实体9考试试卷实体10试题库实体11成绩实体12日常作业实体13作业库实体14毕业论文实体15研究成果实体16汇报总结实体17思想总结实体18科技文档实体19bbs留言版实体20即时通讯实体21人机交互实体22学生角色23教师角色24系统管理员角色excel课件、ppt课件、word课件、pdf课件、文本文件、图片属于电子课件，视频、flash动画属于视频课件，都是课件的实例，课件是业务模型；考试试题、试题库都是测试的实例，测试是业务模型；日常作业、作业库都是作业的实例，作业是业务模型；毕业论文、研究成果、汇报总结、思想总结、科技文档属于知识百科，知识百科是业务模型；bbs留言版、即时通讯、人机交互属于信息交互模块，信息交互模块是业务模型。计算机辅助教学系统的业务模型主要有：课件、测试、作业、知识百科、信息交互模块，学生、教师、系统管理员、管理层等角色与模型通过泛化、依赖和关联等关系组成了系统的领域模型。课件业务执行课件业务时主要关系描述如下：（1）教师上传或编辑课件；（2）管理员审核课件；（3）学生、教师查看课件；（4）课件主要包括ppt、excel、word、flash、视频、文本文件、图片等类型；（5）课件列表中显示课件信息。采用uml表示课件的领域模型图，如图1所示：图1 课件领域模型图图1中，课件管理是一个事件，代表上传、编辑、查看、审核，课件与ppt课件、excel课件、word课件、图片、文本文件等是泛化关系。课件信息用于描述课件的基础信息、大小、浏览次数等。测试业务执行测试业务时主要关系描述如下：（1）教师日常编辑试题库；（2）系统根据教师要求通过试题库中自动生成试卷；（3）教师调整自动生成的试卷；（4）学生答题；（5）教师批改，并生成学生成绩；（6）学生查看成绩；（6）试题列表中显示试题属性。采用uml表示试题业务的领域模型图，如图2所示：图2 试题业务领域模型图图2中，测试管理是一个事件，代表答题、批改、调整。成绩管理也是一个事件，代表查看、编辑。试卷属性用来描述试卷时间、难易程度、平均成绩等。作业业务执行作业业务时主要关系描述如下：（1）教师日常编辑作业；（2）系统根据教师要求生成作业；（3）教师调整自动生成的作业；（4）学生完成作业；（5）教师批改作业；（6）学生修正错误；（7）作业属性显示作业生成时间、要求完成时间、完成情况等。采用uml表示作业的领域模型图，如图3所示：图3 作业领域模型图知识百科业务执行知识百科业务时主要关系描述如下：（1）学生、教师日常提交知识文档；（2）管理员审核；（3）学生、教师对知识文档发表评论、编辑错误；（4）知识信息列表中显示知识信息。采用uml表示知识百科的领域模型图，如图4所示：图4知识百科领域模型图图4中，知识库管理是一个事件，代表提交知识文档、发表评论、编辑、审核文档。知识信息用于显示知识文档的时间、类型、提交人、浏览次数等。信息交互业务执行信息交互业务时主要关系描述如下：（1）学生、教师实时发送信息、留言；（2）学生、教师回复信息、留言；（3）学生、教师查询系统；（4）系统自动回复；（5）信息、留言自动保存。采用uml表示信息交互模块的领域模型图，如图5所示：图5 信息交互领域模型图3.2.2业务流程分析计算机辅助教学系统的有课件、试题、作业、知识百科、信息交互、用户管理6个主要业务流。业务流程分析主要由活动图来建模，活动图主要由活动状态、动作状态、动作流、开始节点、终止节点、对象、对象流、分支与合并、分叉与汇合、泳道等部分组成。帐户管理流程帐户管理主要包括学生、教师帐户的创建、密码变更、停用、备份、删除等流程管理，业务流程图如图6所示：图6 帐户管理业务流程图需求分析阶段要画的是数据流图，流程图是设计阶段的图！说明：（1）新学生、教师创建帐户：系统管理员根据新报告的学生、教师信息创建帐户，默认初始密码，并将登陆用户名、密码发送给学生、教师；（2）系统登录：新学生、教师根据用户名、密码进行登录；（3）用户名/密码：用户名、密码输入正确，进入系统，输入错误重新输入，如无法正确，则退出系统；（4）密码修改：修改初始的密码；（5）毕业、离职用户停用：系统管理员对毕业、离职的用户进行停用；（6）用户信息备份：对于超出一定年限的用户信息，系统管理员需要进行备份，包括用户所有信息、日志，以便删除后可以导入信息后查看；（7）用户删除：系统管理员备份后删除用户，包括用户所有信息、日志，以防系统信息量过大，保证系统正常运行。课件管理流程课件管理主要分析课件上传、课件审核、课件查看、课件编辑、课件删除的课件业务流程，流程图如图7所示：图7 课件管理业务流程图这个也不叫流程图，是uml里面的泳道图（1）教师上传文件，首先先选择文件类型，不能上传系统无法支持的文件类型，否则系统无法打开以供浏览；（2）如果上传失败，系统提示重新上传，如果上传成功，则在待审核课件列表中显示，系统会提醒管理员进行审核，只有上传教师和管理员拥有权限查看这个文件；（3）管理员审核该文件有没有违反国家法规，如果没有则审核通过，如果有，则要求教师进行整改；（4）审核通过后教师发布课件，只有发布了课件后，其他教师、学生、管理层才可以查看这个课件；（5）其他教师、学生、管理层查看这个课件后，可以对这个课件进行评论、反馈信息；（6）教师对反馈的信息进行整理，教师可以对这些信息进行答疑，如有更新可以进行更正，但如果课件需要修正信息过多，教师可以选择对这个课件进行停用，重新制作课件、上传； （7）课件日常使用；（8）课程结束不再授课或者教师离职，可以对该课件进行停用；（9）停用后在停用列表里可以直接删除，删除后课件信息无法找回，停用列表相当于回收站的功能；（10）系统管理员还需要定期对这些课件进行备份，以防止意外情况发生。测试管理流程测试管理主要是试题库管理、试题管理、学生答题、学生成绩管理的业务流程的呈现，其业务流程图如图8所示：图8 测试管理业务流程图(1)教师可以在系统中编辑试题，也可以试题在外面编辑，根据系统要求格式，一次性将试题导入系统；(2)导入系统后试题保存在临时试题库里面；(3)教师根据试题类型、难易程度对试题进行编辑，也需要编辑学生对该试题是否可以查看，如果学生可以查看，则编辑完成后试题可以纳入正式试题库；(4)系统根据教师输入的条件（如各种试题类型占比，难易程度占比）自动生成试卷；(5)教师查看生成的试卷，如果对试卷中大部分试题不满意，可以重新生成试卷；(6)教师可以对不合适的试题进行添加、删除、修改；满意后正式生成试卷；(7)考试时间，学生进行统一答题,如果有条件的，可以在网上统一答题，如果没有条件，可以打印成试卷，进行笔试；答题完成后提交答题或试卷；(8)如果是网上答题，系统自动对学生的试题、答案进行保存；(9)教师对学生的答题进行逐个批改，系统自动保存批改试卷；(10)教师将每个学生成绩录入系统；(11)学生可以通过系统查看考试成绩，网上答题的同时也可以对保存的试卷进行查看；(12)系统自动保存本次考试信息，包括考试时间、出卷人、考生信息、考生成绩，答题、批改信息等。测试流程除考试的主流程外，还有学生自测流程，其流程图如图9所示：图9 学生自测流程图(1)学生登录，可以采用历史试卷进行答题；(2)可根据试题类型、难易程度生成临时试卷，生成的临时试卷满意后成为正式试卷保存在学生个人记录中；(3)试题包括教师在录入试题是选择了试题可以让学生查看部分；(4)答题后系统会显示正确答案，以供学生参考，对于有疑问的，可以找老师、同学或资料进行解决。作业管理流程作业管理主要包括作业库管理、作业管理、作业完成情况管理等流程呈现，其流程图如图10所示：图10 作业管理流程图(1)教师可以在系统中编辑作业，也可以作业在外面编辑，根据系统要求格式，一次性将作业导入系统；(2)导入系统后作业题保存在临时作业题库里面；(3)教师根据作业题类型、难易程度对作业题进行编辑，编辑后作业题可以纳入正式作业题库；(4)生成作业有2种方式，一种是调用系统保存的历史作业题，直接调用，比较方便，另一种是重新生成作业题，过程见5-8；(5)系统根据教师输入的条件（如各种作业题类型占比，难易程度占比）自动生成作业；(6)教师查看生成的作业，如果对作业中大部分作业题不满意，可以重新生成作业；(7)教师可以对不合适的作业进行添加、删除、修改；(8)满意后正式生成作业，正式生成后，系统会自动保存至历史作业中；(9)学生进行统一答题,如果有条件的，可以在网上统一答题，如果没有条件，答题完成后上交作业本；(11)如果是网上答题，系统自动对学生的作业、答案进行保存；(12)教师对学生的答题进行逐个批改，返回批改作业信息；(13)学生查看作业信息；(14)系统自动保存本次作业信息，包括作业时间、学生提交作业情况等。知识百科管理流程知识百科主要包括知识文档的查看、下载、上传等流程的管理，其流程如图11所示：图11 知识百科管理流程图(1)查看知识文档的流程包括2-4点，下载知识文档的流程包括5-10点；(2)查看知识文档后，对于感兴趣、有用的知识文档可以选择下载；(3)下载时首先判断下载积分是否满足该文档下载要求，如果不满足提示积分不够无法下载，如果满足，正常下载后扣除相应积分下载或不下载文档，都可以给文档进行评论，评论即可获取相应积分在上传知识文档时，首先需要选择文档类型；(4)上传不成功可以重新上传，上传成功后，文档纳入待审核知识文档；(5)系统会通知管理员对文档进行审核，如果没有违反国家法规，则审核通过，审核不通过需要相应整改；(6)审核通过后，文档列入正式文档，用户即可获得相应积分；(7)如果有其他用户对文档进行了查看或下载，文档会更新相应信息，如果进行了下载，则文档拥有者会获得相应积分；(8)系统会保存用户查看、下载、上传的文档的所有记录信息。信息交互管理流程信息交互主要包括人机交互、bbs留言、即时通讯等流程的管理，其流程信息如图12所示：图12 信息交互管理流程图这些图的位置全部不对！(1)人机交互的流程主要在第2-4点介绍，bbs留言的流程包括5-8点，即时通讯的流程在9-10点介绍；(2)登录后，输入搜索词汇；(3)系统根据搜索词汇进行搜索，如果有相应的文档、留言、知识库，系统自动显示，如果没有，系统则显示相近的信息；(4)用户查看搜索结果；(5)如果搜索不满意，可以在bbs内留言；(6)其他用户看到留言后进行回复；(7)如果对其他用户的回复不满意或者不理解，可以提出疑问；(8)如果满意则关闭该次留言；(9)如果长期得不到满意答复，也可以关闭该次留言；(10)即时通讯是指2个用户同时登陆系统，可以看见对方，并建立即时通讯通道，进行在线交流；(11)交流结束后，2个用户的任何一方都可以关闭通讯通道；(12)系统对用户操作进行保存，用户可以查看上次查看过的文档、资料、bbs留言、即时通讯信息。3.2.3系统功能分析前面已经对系统功能需求、系统业务角色、业务关系模型、业务流程进行了分析，如何将需求分析转化为系统实现，功能分析是第一步。功能分析描述了用户如何使用系统，本文用用例图来体现。用例图包含六个元素，分别是：参与者(actor)、用例(use case)、关联关系(association)、包含关系(include)、扩展关系(extend)以及泛化关系(generalization)。计算机辅助教学系统最重要的用户有2类，一类是教师、一类是学生，他们是系统的主要受益者。另2类为系统管理员和管理层，系统管理员主要是保证系统稳定运行、维护系统基础信息、审核上传信息符合国家法律法规，而管理层主要是查看、监督教师、学生的工作、学习情况。系统模块功能分成3个等级，每个等级的主要功能信息如表2所示：表2：计算机辅助教学系统系统模块功能分析表一级功能二级功能三级功能课件管理上传课件编辑课件查看课件评论课件停用课件删除课件测试管理试题库管理添加试题删除试题编辑试题试卷管理历史试卷查看生成试卷编辑试卷测试批该试卷自我测试成绩管理作业管理作业库管理添加作业题删除作业题编辑作业题作业管理生产作业编辑作业修改作业完成作业作业答案查看作业完成情况知识百科查看文档上传文档下载文档删除文档信息交互即时通讯bbs留言bbs留言回复留言关闭留言删除留言人机交互基础信息管理学生、教师信息管理信息录入信息编辑信息删除帐户、权限分配信息备份教师实例分析前面对教师业务、平台流程已经做了介绍，教师拥有系统各模块基本的功能，教师的系统用例图如图13所示:图13 教师系统用例图用例图是需求分析必须的，这个是对的其中教师批改作业的实例描述如表3所示：表3： 教师批改作业的实例描述分析表描述项 教师批改作业的用例说明用例名称 批改作业参与者表 教师优先级 1（优先级高）前置条件 学生上交作业信息基本操作流 详见作业管理流程.3.2学生实例分析学生的用例图如图14所示:图14 学生的用例图系统管理员实例分析系统管理员的用例图如图15所示:图15 系统管理员的用例图管理层实例分析管理层的用例图如图16所示:图16 管理层的用例图知识百科和信息交互是公共模块，各用户都有使用权限；件管理、测试管理、作业管理则根据不同的用户角色分配不同的功能，其中教师和学生是这3块功能的主要执行者，管理层则是查看、统计功能；基础功能是系统管理员的功能。3.3 本章小结通过系统需求分析，现实世界中的教学已经在用户、系统功能、业务流程中展现，接下来主要的工作是设计成计算机的语音来展现。第四章 系统设计系统设计分析主要包括系统功能模块设计和基本数据库表格设计。功能模块设计主要是将需求分析进行软件实现，数据库是将所有数据进行存储。软件实现和数据库组成了计算机辅助教学系统，软件对业务对象、业务流程、功能分析进行处理、呈现，处理后的结果保存在数据库中。软件实现本文主要介绍业务对象中的实体、角色的类图整体设计；数据库设计本文主要对基本的表格进行设计分析。4.1总体设计4.1.1系统设计的原则考虑到系统的功能应用，系统的设计需要满足一下原则：（1）实用性原则。系统主要以方便师生、辅助教学为目的，所以在设计系统时，重点考虑教师、学生的实际应用和需求，同时兼容各种科室、专业要求，以服务于校园各类人员。（2）简单性原则。系统面向各种层次的用户，计算机水平能力参差不齐，所以首要的要求是简单易用，各种帮助提示充分，即使不懂系统也能通过提示一步一步完成操作。（3）先进性原则。由于系统当前较为先进的技术和比较成熟的多层架构，数据显示层与处理层分开，提高处理效率。（4）安全性原则。系统提供严格的用户、权限划分。对用户信息、密码等进行加密，以保证用户帐户的安全。对数据库、文件等定时备份，以便问题处理。有完备的日志记录，用户的所有操作都在日志中体现。（5）可扩展性原则。系统可以根据实际情况的需要增删功能，并在保证原数据的基础上平滑升级。（6）稳定性原则。由于系统在有internet网络环境下就可以实时登录操作，所以系统在没有不可抗拒的因素影响下，可以不间断运行，如果出现异常，系统可以自动恢复。4.1.2系统体系结构设计系统采用b/s架构，其体系结构图如图17所示：图17 系统体系结构图系统同时部署于校园网和internet网。b/s架构的系统，客户端只要能够访问校园或者internet网络，不需要安装任何软件，就可以使用该系统。后期需要更新或者维护系统，主需要服务端维护即可。web服务器包括客户层和业务控制处理层，客户层用于界面显示和用户访问，用户操作和数据处理在业务控制侧处理，处理完成后将数据保存在数据库服务器中，需要查看时则在数据库服务器中调用。防火墙主要用户保护系统和数据的安全，以免收到攻击后导致数据丢失或者泄露。4.2功能设计类分为类名、属性、操作三个部分，类名是必须的。类图是一种静态建模，可以显示出类、以及他们之间的静态结构、关系，用于描述系统的结构化设计，类图分三层，第一层为类名，第二层为类的属性，第三层为类型操作。在现实世界中，不管男人、女人还是白人、黑人、黄种人，都有一个统称为人，是因为虽然他们在性别或者肤色的差别，但他们都有很多共同特性，比如：具备大脑思维智慧能力、独立行走、会使用各种工具等等其他动物所不具备的。在类图设计中，实体、角色也可以进行归纳汇总，提取他们之间的共同特性然后组成一个类，称之为父类，然后在这个父类的前提下，每个实体、角色加入自我特有的属性、操作，形成一个新的类型、名称，称之为子类。在业务对象中，角色有教师、学生、系统管理员、管理层，实体主要有课件、测试、作业、知识百科、信息交互模块实体模型。角色中不管是教师、学生、系统管理员、管理层，首先归纳为一个人，所以首先成立人这样一个父类，在人这里可以定义他们的共同特性，如：性别、出生年月、入校年月、民族、籍贯、联系方式、科系等，然后教师、学生、系统管理员、管理层根据各自特性进行扩充，如教师需要增加：学历、毕业院校、工作时间、奖惩情况、科研状况、教学科目等属性。人这个父类还可以对角色中共同的操作进行定义，如：查看课件、查看知识百科文档、编辑知识百科文档等，教师则需要增加：编辑课件、删除课件等操作。业务模型中介绍课件包括的ppt、excel、word、txt、图片、视频都是课件的实例，所以只需要创建一个课件的类，在课件类中增加课件类型、打开方式2个属性，课件类型用于保存哪种实例，打开方式用于保存实体采用的打开方式，课件的其他属性有：上传人、上传时间、专业类型、课件名称、简介、主题、关键词、课件大小等。试题库、考试