（教育技术学专业论文）网络电子笔记系统的研究与实现.pdf

中文摘要 互联网的发展壮大以及信息技术的日新月异，使得当今社会己步 入一个网络时代，通过互联网进行学习越来越受到人们的青睐。本论 文就是针对如何在w e b 平台下书写个人笔记而提出的。在对目前国内 外电子笔记系统充分调研的基础上，设计出了基于c s 模式的网络电 子笔记系统。其特点就在于最大限度地模拟出学生在书本上做笔记时 的效果，除了可以给关键字添加标注外这一核心功能外，还可以对笔 记内容进行字体、颜色等效果的设置。考虑到整理笔记的方便，又特 地提供了移动、复制等常见的编辑功能，让学生的网上学习变的轻松、 容易。 系统在设计过程中主要运用了m v c 程序设计框架、验证码技术、 m d 5 数据加密技术、动态树型目录生成技术、关键字标注技术、公共 电子笔记权限管理技术和模糊查询技术等。 全文共分为六章。第一章引言介绍了国内外关于w e b 页面标注技 术的研究现状，并提出了本系统的设计目标。第二章运用了软件工程 的思想进行了详细的需求分析和u m l 系统建模。第三章阐述了设计中 主要的技术要点。第四章给出了网络电子笔记系统的总体设计框架。 第五章从系统实现的角度对各个模块做了分析，并提出了解决方案。 最后一章对本系统在实际中的应用进行了总结与展望。 本系统是基于j s p 和j a v a s c r i p t 技术开发的c s 架构，后台数 据库为m y s q l ，w e bj j 务器选用的足t o m c a t 。 关键词：电子笔记，标注，j s p ，j a v a s c r i p t a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fi n t e r n e ta n di n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , t h e s o c i e t y h a s e n t e r e da ne r ao fn e t w o r k s l e a r n i n gt h r o u g hi n t e r n e t b e c o m e ss op o p u l a r t h i sp a p e ra r g u e sh o wt ow r i t ep e r s o n a ln o t e si nt h e w e bp l a t f o r m o nr e s e a r c ho fd o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a lp r o g r e s si nt h i s f i e l d ，t h es y s t e mo fe l e c t r o n i cn o t e b o o ki sd e s i g n e d ，w h i c hi sb a s e do nc | s i t sc h a r a c t e rl i e si nt h ee f f e c to fs i m u l a t i n gs t u d e n t sn o t i n go nb o o k s i na d d i t i o nt oa d d i n gt ot h ek e y w o r dt a g g i n g ，w h i c hi st h ec o r ef u n c t i o n ， i tc a na l s on o t e st h ec o n t e n t sa ss e v e r a le f f e c t s ，s u c ha sf o n t s ，c o l o r s ，e t c t a k i n gi n t o a c c o u n tt h ec o n v e n i e n c e ，t h es y s t e ms p e c i f i c a l l yp r o v i d e s c o m m o ne d i t i n gf u n c t i o n ，s u c ha s c u t ，c o p y , e t c ，a n dt h i s m a k e s e - l e a r n i n gs oe a s y t h ed e s i g nm a i n l yu s e sm v cf r a m e w o r k ，t h ec o d et e c h n o l o g y , m d 5d a t a e n c r y p t i o nt e c h n o l o g y , d y n a m i ct r e et e c h n o l o g y , k e y w o r d t a g g i n gt e c h n o l o g y , t h em a n a g e m e n to ft h er i g h t so fp u b l i ce le c t r o n i c n o t e b o o ka n df u z z yq u e r yt e c h n o l o g y t h ep a p e ri sd i v i d e di n t os i xc h a p t e r s c h a p t e r1i sa ni n t r o d u c t i o n o fc u r r e n tp r o g r e s so nt a g g i n gt e c h n o l o g y , a n dm a k e st h ed e s i g n i n gg o a l s u s i n gt h et h i n k i n go fs o f t w a r ee n g i n e e r i n g ，c h a p t e ri i m a k e sad e t a i l e d a n a l y s i s a n du m lm o d e l i n g t h et h i r d c h a p t e rd e s c r i b e s t h em a i n t e c h n i c a l c h a p t e ri vp r o v i d e saf r a m e w o r ko fd e s i g n i n gan e t w o r ko f e l e c t r o n i cn o t e b o o ks y s t e m s c h a p t e rva n a l y z e sh o wt oa c c o m p l i s h ， a n dg i v e ss o l u t i o n s t h ef i n a lc h a p t e rd r a w st h ec o n c l u s i o na n df o r e c a s t s f o rp r o s p e c t s b a s e do nc sm o d e ，t h es y s t e mm a i n l yu s e st h el a n g u a g eo fj s p a n dj a v a s c r i p t , m y s q ld a t a b a s eb a c k g r o u n da n dt o m c a ta sw e bs e r v e r k e yw o r d s ：e l e c t r o n i cn o t e b o o k ，t a g g i n g ，j s p , j a v a s c r i p t 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研 究2 r _ 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，也不包含本人为获得内蒙古师范大学或其它教育机构的学位 或证书而使用过的材料。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感谢。 鲐7 姥缸魄拆乒月矿日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解内蒙古师范大学有关保留、使用学 位论文的规定：内蒙古师范大学有权保留并向国家有关部门或机 构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阋，可以将学 位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影 印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子 文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 签名：匈也力 导师签名b 二巍再 第1 章0 l 言 1 1 选题背景及研究意义 1 引言 随着计算机、网络的飞速发展，人们越来越真切地感受到处于信息时代的方便与 快捷。通过互连网、计算机，人们足不出户就可以轻松地掌握全球范围内最新、最丰 富的资料，为r 常的工作、学习带来了方便。在教育领域更是如此，学习者可以通过 由计算机硬件平台、软件平台以及网络平台构建的远程教学系统在线学习，在某种程 度上改变了传统课堂教学对时间、空间的限制。虽然在教学效果上还无法完全取代传 统面授教学，但作为一种有效的补充手段，还是值得肯定和推广的。近几年，w e b 网 络开发技术日趋成熟，特别是在一些关键技术上的突破，使得广泛的w e b 交互成为可 能。不再局限于单纯的人与人之间的交互，人与学习内容间的新型交互方式的出现可 以说彻底地改变了人们对网络学习的看法。“网络电子笔记”就是基于人与学习内容 交互方式的产物，从其产生之初就受到了计算机、教育等不同学科学者的普遍关注， 成为了一个研究热点。 所谓“网络电子笔记”就是模拟学生在传统课堂上做笔记时的效果，能够灵活 的对w e b 页面中的学习内容添加个人注释信息，便于日后的学习。设想，如果学习 者通过互联网学习时，依然能够像在课堂上做笔记那样，将学习过程中遇到的难点、 重点等信息以笔记的方式加以记录，再加之互联网本身所具有的传统课堂教学无法 比拟的资源、媒体等优势，这必然会丰富学习手段、改善学习效果、从而大幅度的 提升学习效率，促进网络学习者的学习。所以，开发一种符合学生学习习惯的、能 够与学习内容进行交互的网络电子笔记系统是十分必要和有意义的。 1 2 国内外相关领域的研究现状 目前，国内外专门针对网络电子笔记的研究还比较少，但作为核心技术之一的 w e b 页面标注技术的研究已有所进展，本节将对当前国内外关键字标注技术的最新 进展及已取得的研究成果做一个分析。 内蒙古师范火学硕二f 二学位论文 1 2 1 研究现状 实现网络电子笔记的关键就在于w e b 页面标注技术，即对浏览器中的w e b 文档 或选定的文档内容添加包括提示、解释、重点、体会、疑问、解答和评价等外部备 注信息或标记n 1 。近几年，对w e b 页面标注技术的研究也取得了不少进展，较为流 行的w e b 页面标注工具种类也比较多。 ，按实现方式可分为基于本体的w e b 页面标注和非本体式w e b 页面标注。基于本 体的w e b 页面标注是指利用已有的本体知识库在w e b 页上插入标注，这里的本体是 指共享概念模型的形式化规范说明口】，本体库的产生较为复杂，它既依赖于领域专 家的学科知识，还需要有便捷的本体创建工具( 将模型化的本体转化为语言描述的 本体) 。非本体式w e b 页面标注不考虑标注的通用性，只追求使用上的灵活和快捷。 按标注信息存储形式的不同可分为嵌入式标注和独立式标注。嵌入式标注是将 标注信息嵌入到原w e b 页面中，整体进行存储；而独立式标注一般以独立的文件或 数据库中记录的方式来保存标注信息，不对原w e b 页面做任何改动。 按标注存放物理位置的不同又可分为客户端标注、服务器端标注以及混合形式 标注。客户端标注仅将用户的标注信息存放于本地机上；服务器端标注是将标注信 息存储在远端的服务器上；而混合形式的标注信息既保存于本地，又在服务器中有 存储。 按标注生成的过程可分为手工标注、半自动标注和自动标注。手工标注是标注 人员手工直接将语义元数据信息写入w e b 页的源码中；半自动标注是借助工具或用 鼠标拖拉等方式决定要标注内容后由指定工具将信息写入w e b 页中；自动标注从概 念上是自动将语义信息写入w e b 页中，但实际上写入什么内容要借助大量类似页面 的训练以及人类知识判别后才能决定口3 。 根据前面的分析可以看出，网络电子笔记系统并不依赖于某一本体库，它所追 求的是能够根据不同学习者的学习风格、学习习惯等个体差异，定制出更加个性化 的电子笔记，所以更适合于用非本体式的w e b 页面标注工具来设计实现。 目前，关于非本体式的w e b 页而标注工具比较蒋名的有w 3 c 的a m a y a 浏览 器，实现了基于r d f 、x l i n k 和x p o i n t e r 的w e b 页丽标注技术。北京超星伟、i k 公司 的超星阅览器能实现对其文件添加标记、评论和注释等( 以x t l 文件存储) ，并实 现再现。a c r o b a t 公司的a c r o b a t r e a d e r 标注功能也很完善，可以在线创建p d f 文件并实现标注等信息的共享( 仅限在荚田和加拿人使j 】) 。另外，文献 1 依托 第1 章引言 于w e b b r o w s e r 组件和重定位技术，以b s 方式实现了向w e b 页面添加标注及标注 信息重现等功能( 标注信息存放于数据库中) 。文献 3 以c s 方式实现了w e b 网页 评论以及信息共享等功能。文献 4 应用j a v as c r i p t 脚本语言设计了一个能在网 页上动态画线并存储线条注释信息的协同浏览系统，实现了对整个w e b 页面添加注 释的功能( x m l 文档方式) 。美国“开放电子书 组织，以商讨制定电子书网络数 字化出版的标准，他们希望以基于h t m l 和x m l 的o p e neb o o kp u b l i c a t i o n s t r u c t u r es p e cif ic a tio n1 0 来统一这个新兴行业n 】。 1 2 2 性能分析 以上几种非本体式的w e b 页面标注工具各有特点，应用领域也不尽相同，如 果将它们运用在计算机远程教育所涉及的网络电子笔记系统中都还不尽如人意。首 先，上面的工具普遍采用数据库或附加文档的方式存储标注信息。添加一个标注， 就要向数据库或附加文档中插入一条相关记录。一个w e b 页面的标注数目往往不只 是一个，而是十几个甚至更多。如果又要对不同用户的标注信息加以区分的话，需 要向数据库或是附加文档中添加的记录数就会成倍的增加( 总存储信息量= 用户数 * w e b 页面数术标注关键词数) 。这导致了数据库或附加文档中信息量的急剧膨胀，影 响w e b 页面的访问速度。其次，在w e b 页面上重现标注信息时，以上几种工具大都 是按照关键词查找的方法，去数据库或是附加文档中搜寻匹配项，进而提取出标注 信息予以呈现。这又涉及到了对包含庞大信息量的数据库或是附加文档的搜索，造 成了访问速度的滞后，效率很低。再次，就是对w e b 页面添加标注信息时，同一个 关键词只能添加一条标注信息，如果想在同一个关键词上添加多条标注，以上几种 工具均未实现。最后，在呈现标注信息时，上面的工具大都采用关键词超链接的方 法，跳转到某一固定页面呈现( 文献 2 可以悬停出现标注的主题) 。如果能将w o r d 中脚注和尾注光标悬停于关键词之上就出现的效果加进来，那用户在使用时就方便 多了。 1 3 本系统的设计目标 本系统在设计之初就以“提升w e b 页面访问速度，用最简单的方式完成同样甚 至更多功能”这一思想为h j 发点，运用j a v a s c r i p t 脚本语言结合3 s pm v c 设计框 架而成。作为新型的网络电：f 笔记系统，主要有以下几个特点：首先，用户的笔汜 内蒙古师范人学硕j 二学位论文 标注信息不会占用很大的存储空间。在考虑用户笔记耗费存储空间的问题上，本系 统是根据每个w e b 页面只存储一条电子笔记记录，即在同一w e b 页面上不同关键字 的标注信息是嵌入到原始w e b 页面中形成新的电子笔记页面，整体作为一条记录存 储于数据库中的。这样，即使是不同用户的w e b 页面笔记，总存储信息量最多也只 是用户数* w e b 页面数，大大缩减了存储的记录数，减轻了占用过多存储空间的负担。 其次，在w e b 页面上重现标注信息时，响应速度快。本系统只需根据用户名及w e b 页面号一次性的调入与之相匹配的电子笔记页面( 即已嵌入了标注信息的w e b 页 面) ，而涉及到某个具体的标注关键词时，无须再搜索库或是附加文档，直接从已 调入的w e b 页面中将该关键词的标注信息提取出，大幅度地减少了对库或是附加文 档的读写次数，提升了访问速度。再次就是考虑到传统课堂教学学生做笔记时的特 点：一方面，在学习过程中，随着学生对学习内容的逐步理解，他们经常会对同一 个关键词先后加入多条注解；另一方面，由于书本的空白处空问有限，为了使笔记 更加清晰，流畅，学生通常会将这些关键词及其注解整理并摘录于笔记本上。所以 在设计本系统时，为了更能兼顾传统笔记的特点，让学生在使用时更加的亲切，熟 悉，特地设计了将笔记信息以关键词的方式排列在w e b 页面的末尾。此外，还提供 了剪切、复制、粘贴等功能，使用者可以随意地移动并整理标注信息。对同一个关 键词，网络电子笔记系统允许用户同时加入多条注解，更能展现学生的学习进程。 最后，在呈现笔记信息时，本系统既考虑了w e b 页面显示信息的习惯方式：超链接； 又吸取了w o r d 中脚注尾注光标悬停就出现的效果，特地设计了两种呈现方式：一 是当用户鼠标悬停在笔记关键词上时，会直接出现注释内容；二是如果用户点击了 笔记关键词，会打开一个新页面呈现该关键词的笔记注释内容。 4 第2 章需求分析 2 1 需求分析 2 需求分析 需求分析是软件设计的第一步，是整个软件成功实现的基础。只有做好需求分 析，才能真正了解客户的需要，以指导好下一步的工作。整个软件的实施是建立在 需求所分析出的各项功能上的。接下来就针对网络电子笔记系统的总体需求进行分 析。 2 1 1 系统总体功能需求 根据笔者对同类系统的调研以及目前使用者对网上学习系统的评价可以得出， 一个功能完善的网络电子笔记系统，应该包含以下的几个模块。 ( 1 ) 用户注册模块 新用户注册、填写个人基本信息。 ( 2 ) 用户登录模块 只有用户成功登录后才可以学习课程内容、添加电子笔记。 ( 3 ) 用户设置模块 登录用户可以对个人信息进行修改。 ( 4 ) 课程内容模块 包含了以树状目录方式呈现章节信息、对课程学习内容提供快速导航，对章节 学习内容可以灵活地查看、添加或修改电子笔记。 ( 5 ) 公共笔记模块 用户可以把自己的电子笔记提交成公共笔记，便于他人查看。只有经管理员审 批后的公共笔记，其他用户才可以查看到。 ( 6 ) 高级查询模块 除了基本的课程内容查询和对自己的电子笔记查询外，还特别提供了对公共电 子笔记的查询。 ( 7 ) 管理员登录模块 只有管理员才有权对系统进行管理和维护。 ( 8 ) 数据库管理功能模块 在这个模块中，管理员可以对本系统中其它几个模块所涉及的数掘库表进行同 内蒙古师范火学硕十学位论文 常的管理与维护。 图2 1 系统总体功能需求框图 2 1 2 用户注册模块功能需求 用户必须先注册为会员后，才能登录到本系统进行学习，未注册的用户无权使 用网站的各种信息资源。 输入用户的皋奄信 将用户的基本信息更新数据库 息写入数据库中 图2 2 新用户注册功能 2 1 3 用户登录模块功能需求 用户使用本系统必须先到登录页面进行身份验证，通过此窗口可输入用户名和 密码以及验证码，只有这些信息都f 确才能登录到本系统；用户在使用完本系统后， 点击退出超链接可以安全的退出，以免不安全退出导致数据丢失情况的发生。 图2 - 3 登录验证功能 6 第2 章需求分析 2 1 4 用户设置模块功能需求 用户登录成功后可以修改个人信息，除用户名外，其它信息均可修改。 输入新的个人信息将修改后的用户信 更新数据库 息写入数据库中 图2 4 用户资料修改功能 2 1 5 课程内容模块功能需求 课程内容模块是网络电子笔记系统的核心模块，包括章节树状目录浏览、查看 课程内容、查看电子笔记和添加或修改电子笔记四部分，其功能需求图如2 - 5 所示。 课程内容 i l 章节树状日录浏览查看课程内容查看l 乜子笔记添力或修改l 乜了笔记 幽2 - 5 课程内容模块功能需求框图 ( 1 ) 章节树状目录浏览和查看课程内容功能需求的说明如下图所示。该功能是 根据用户选择的章节树状目录信息，呈现相应的学习内容。 从树状日录中选择根据用户选择的章将学习内容呈现住 想要学习的章节 节榆索数据库提取土界面中 学习内容 幽2 6 树状目录浏览和布看课科内容功能 ( 2 ) 查看电子笔记功能需求的晚明如下图所示。用户在对课程内容的学习过程 中，可以方便的杏看本章节的i 乜子笔记。 7 内蒙古师范人学硕。l ：学位论文 学习某章节的课程看本章节的i 乜子 内容 笔记 图2 - 7 查看电子笔记功能 ( 3 ) 添加电子笔记的功能需求说明如下图所示。用户可以对某章节的学习内容 创建相关的电子笔记。 激活网络也子笔记在学习内容的基础上添加 将己添加标注的学习内容 编辑器标记、颜色及注释等信息 ( 即网络电子笔记) 存于数 作为本章节的电子笔记据库的电子笔记表中 图2 8 添加电子笔记功能 ( 4 ) 修改电子笔记的功能需求说明如下图所示。该功能允许用户对已存在的电 子笔记进行修改。 激活网络电子笔记对已存在的网络电子笔将修改后的叫络i 乜予笔 编辑器记进行标记、颜色及注记编辑存于数据库的电 释等信息的修改子笔记表中 图2 - 9 修改电子笔记功能 2 1 6 公共笔记模块功能需求 公共笔记模块是用户之间信息共享的一个平台，用户可以将自己所做的电子笔 记提交成为公共笔记，经管理员审批后其它用户就可以查看了，需求图如图2 1 0 所示。 图2 - 1 0 公共笔记模块功能需求框图 8 第2 章需求分析 ( 1 ) 用户提交公共笔记功能需求说明如下图所示。该功能允许用户将自己某章 节的电子笔记提交成公共笔记，便于其它用户的查看。 用户将某章节的i 乜 根据用户提交公共笔记的章 子笔记提交为公共节和用户名在公共笔记表中 笔记 创建相关记录。 图2 1 1j h j 户提交公共笔记功能 ( 2 ) 管理员审批公共笔记和其他用户查看公共笔记功能需求说明如下图所示。 只有经管理员审批后的公共笔记才能被其他用户查看。 管理员对公共笔记 用户町以盘看经管理员审批 表进行管理，审批后的公共笔记 公共笔记 图2 1 2 管理员审批公共笔记和其他用户查看公共笔记功能 2 1 7 高级查询模块功能需求 高级查询模块可分成三个子模块：课程内容查询、个人电子笔记查询和公共笔 记查询。 高级查询 l 课程内容查询 个人电子笔记查询公共笔记查询 图2 一1 3 高级查询模块功能需求框图 ( 1 ) 课程内容查询功能需求说明如下图所示。该功能是根据用户输入的查询条 件，采用模糊匹配技术查询各章节的课程内容。 输入查询条件根据输入条件采用模糊匹配 疆j 盘询结果 技术榆索课程内容数据库， 返i 口i 匹配记录 幽2 一1 4 课程内容查询功能 9 内蒙古师范人学硕：i = 学位论文 ( 2 ) 个人电子笔记查询功能需求说明如下图所示。该功能是根据用户输入的查 询条件检索电子笔记数据表，呈现相关结果。 输入查询条件 根据输入条件和用户名检 显示查询结果 索电子笔记数据表，返回 匹配记录 图2 1 5 个人电子笔记查询功能 ( 3 ) 公共笔记查询功能需求说明如下图所示。该功能又包含了三种查询方式： 按章节查询、按用户名查询和按笔记内容查询。 图2 - 1 6 公共笔记查询功能 2 1 8 管理员登录模块功能需求 管理员只有通过身份验证才能进入管理员界面进行数据库表的同常管理。 输入管理员帐号和将管理员帐母和密 【l ! j j 管理员脊录成 鬻码臀录系统码提交到管理员数 功贞面 据表中验证 图2 - 1 7 管理员登录验证功能 2 1 9 数据库管理模块功能需求 当管理员成功登录后，可以对系统数据库中的各个表进行同常维护与管理。具 体包括：用f 管理、课程内容管理、公共笔记管理、树状目录篱理和电子笔记管理 五个部分。 1 0 第2 章需求分析 数据库管理功能 用户管理课程内容管理 公共笔记管理 树状目录管理电子笔记管理 图2 - 1 8 数据库管理模块功能需求框图 ( 1 ) 用户管理功能需求说明如下图所示。该功能实现对用户信息的统一管理， 可以查看、修改和删除用户信息。 对用户进行查看、更新用户信息数据 修改或删除操作表 图2 - 1 9 用户管理功能 ( 2 ) 课程内容管理功能需求说明如下图所示。该功能可以对章节学习内容进行 增加、修改和删除操作。 对课程内容进行增史新课程内容数据 加、修改或删除操 表 作 图2 2 0 课样内容管理功能 ( 3 ) 公共笔记管理功能需求说明如下图所示。该功能可以审批或删除公共笔记。 图2 2 1 公共笔记管理功能 ( 4 ) 树状目录管理的功能需求如下图所示。该功能可以对树状目录的结点进行 增加、修改和删除操作。 对树状日录的结点史新树状目录数据 进行增加、修改或 表 删除操作 图2 2 2 树状l | 习之管理功能 内蒙古师范人学硕：l 学位论文 ( 5 ) 电子笔记管理的功能需求如下图所示。该功能可以对用户的电子笔记进行修改和 删除操作。 对用户的电子笔记 史新l 乜子笔记数据 进行修改或删除操表 作 图2 2 3 电子笔记管理功能 2 2u m l 系统建模 使用u m l 进行系统建模，就是使用面向对象的方法来分析系统，然后用可视化 的模型将信息用标准的图形直观地显示出来，以此建立面向对象的系统模型。本系 统主要使用u m l 在分析、设计、实现过程中相应的视图来进行系统开发的分析，以 帮助开发人员了解系统功能与系统流程。在u m l 建模工具的选择上，使用的是美国 r a t i o n a l 公司的r a t i o n a lr o s e2 0 0 3 。 2 2 1 用例的建立 分析阶段最重要的是用例视图的建立，用例视图强调用户希望得到的功能，它 是成为参与者的外部用户所能观察到的系统功能的模型图。通过用户视图，使用者 应该明确软件后续设计阶段所要完成的任务，整个软件直到实现的过程都是围绕需 求阶段的用例来进行的。 、 ( 1 ) 角色( a c t o r ) 的确定 角色是与系统有交互作用的人或事务，通常代表一个系统的使用者，或者需要 与系统打交道的人或事务。网络电子笔记系统的参与者主要有两类：用户和管理员。 在网络电子笔记系统中有如下事务： 用户修改个人信息 用户从树状目录上选择章节信息 用户查看课程内容 用户查看电子笔记 用户添加电子笔记 用户修改电子笔记 用户查看公共笔记 第2 章需求分析 用户提交公共笔记 用户查询课程内容 用户查询电子笔记 用户查询公共笔记 管理员管理用户 管理员管理树状目录 管理员管理课程内容 管理员管理电子笔记 管理员管理公共笔记 ( 2 ) 创建用例 先来绘制系统参与人员与系统之间的用例图。网络电子笔记系统的参与人员包 括用户和管理员。 o 一一，一刀网络电子笔记系统 大 管理员 图2 - 2 4 网络电子笔记系统的用例图 再来添加用户请求服务的用例图。其中，用户有修改个人信息用例，选择树状 目录章节信息用例，查看课程内容用例，查看电子笔记用例，添加电子笔记用例， 修改电子笔记用例，查看公共笔记用例，提交公共笔记用例，查询课程内容用例， 查询电子笔记用例和查询公共笔记用例。 1 3 内蒙古师范大学硕士学位论文 。蹴o 、 查看公共笔记修改电子笔记 图2 - 2 5 网络电子笔记系统中用户用例图 下面来绘制管理员的用例图。其中，管理员有管理用户信息用例、管理课程内 容用例、管理电子笔记用例、管理公共笔记用例和管理树状目录用例。 1 4 第2 章需求分析 。 管理树状目录 幽2 2 6 网络电子笔记系统中管理员用例图 2 2 2 时序图与协作图的生成 表现系统流程以及系统元素之间的交互关系可以用两种视图：时序图 ( s e q u e n c ed i a g r a m ) 与协作图( c o l l a b o r a t i o nd i a g r a m ) ，也可以合称交互图。 时序图的功能是按时间顺序描述系统元素问的交互，协作图的功能是按照时间 和空间顺序描述系统元素间的交互和他们之间的关系。 图2 2 7 为用户操作时序图。首先，网络电子笔记系统提供了用户注册功能， 当注册成为合法用户后，就可以顺利地登陆到本系统。当然，通过用户设置模块， 使用者还可以对自己的个人信息进行修改。课程内容模块以树状目录的方式组织章 节内容，用户可以快捷地导航到目标章节进行学习。公兵笔记模块允许用户查看其 它用j 1 所提交的公共笔记，实现了信息的共享。高级查询模块提供了对课程内容、 电子笔记和公共笔记的多利- 查询方式，实用性强。 内蒙古师范火学硕二f ：学位论文 2 ：2 1要：兰曼i苎：三苎i苎：苎兰l竺! ! ：l苎兰兰l苎基耋苎l o 伞曰曰圉圉圈圉 1 ：用户注册 u 2 佣户叠陆 ，l r3 = 异i 户设置、 l 7 u 4 ：学习诞程内客 ，u 5 遁国误丧内窑 i j 、 l l 6 查看公共笔记l j 、l i 7 ：遁固公共笔证 ，u ； i 、i e 高餐l 查询l ，l u 。：返回查询l 结集 j 、 l 图2 - 2 7 用户操作时序图 课程内容模块的时序图如图2 2 8 所示。用户通过选择章节目录信息可以定位、 到某章节的学习内容界面，在每一章节的学习内容后，都包含有到本章节电子笔记 的超链接，使用户在学习完课程内容后，可以即时查看自己在该章节所做的电子笔 记。如果之前还没有对本章节记录笔记，则系统会调出本章节的课程内容作为电子 笔记初稿，供用户修改，进而创建笔记；如果用户之前在本章节已记录了电子笔记， 则从数据库中调出笔记内容，进行更新。当用户点击提交按钮后，系统会将用户修 改后的电子笔记写入到数据库的用户电子笔记表中。如果用户想将自己某章节的笔 记内容公开，可以通过提交公共笔记模块实现。 1 6 第2 章需求分析 用户：用户 钟恹甘录俦皂 1 旮看电子笔记 i 维加或临破电子笔记 担童公毵笔记 l 图2 2 8 课程内容的时序图 管理员操作的时序图如图2 - 2 8 所示。从登录模块丌始，只有输入的帐号和密 。码通过后台数据库的验证后管理员才可以进入管理界面。在管理界面，提供了对用 户信息、课程内容、树状目录、电子笔记和公共笔记5 部分内容的管理。 图2 - 2 9 管理员操作时序图 1 7 ，刿。劁。 广。l 凳 窜犬嵩 内蒙古师范大学硕十学位论文 图2 - 3 0 描述了用户操作的协作图。当用户注册成功后，就可以登陆到本系统 进行课程的学习了。系统首先提供了修改个人资料的功能，允许用户对自己的个人 信息进行修改。用户还可以进入到课程内容模块来学习课程内容，通过公共笔记模 块可以查看其它用户发布的公共笔记，高级查询模块帮助用户方便的定位到感兴趣 的内容。 1 ：用 图2 - 3 0 用户操作协作图 管理员操作的协作图如图2 - 3 0 所示。当管理员成功登陆后，可以对用户信息、 课程内容、公共笔记、树状目录和电子笔记进行日常的维护与管理。 1 8 第2 章需求分析 管理 2 2 3 包图的生成 图2 3 1 管理员操作协作图 包图是维护和控制系统总体结构的重要建模工具。当对大型系统进行建模时， 需要处理大量的类、接口、组件、结点和图。这时就有必要将这些元素进行分组， 把那些语义相近或更倾向于一起变化的元素组织起来加入同一个包，这样方便理解 和处理整个模型。 网络电子笔记系统的包包括人员信息包和学习内容包。 2 2 4 类图的生成 幽2 - 3 2 网络i 乜子笔记系统的包图 类图足描述类、接口、协作以及它们之问关系的图。在本系统中，共包含了两 个包，每个包都包含着一个或者若干个类。 内蒙古师范火学硕l ：学位论文 人员信息包包括用户类( u s e r ) 和管理员类( m a n a g e r ) ，具体类图如图2 - 3 3 所示。 u s e r 髟u s e ei d ：i n t e g e r 鼠； u s e r n a m e ：s t r i n g 岛p w d ：s t r i n q q ； e m a i l ：s t r i n g 2 r e a l n a m e ：s t r i n g 侵2 g e n d e r ：b o o l e a n ：； q u e s t i o n ：s t r i n g 良： a n s w e r ：s t r in g & p h o n e ：s t r i n g 食2 m y p a g e ：s t r i n g 髟h o b b i e s ：s t i 嗍 g 2 ； s e l f i n t r o ：s tr in q 吸d d u s e 哟 e d i t u s er 0 d e l e t e u s e r 0 g e t u s e r 0 m a n a g e r 髟q li d ：i n t e g e r 卮b g l n a m e ：s t r i n g ； g l p w d ：s t r i n g a d d m a n a g e 帕 e d i t m a n a g e 帕 4 1 d e l e t e m a n a g e r o g e t m a n a g e r 0 图2 3 3 人员信息包下的类 学习内容包包括章节树状目录类( t r e e ) 、章节学习内容类( c o n t e n t ) 、用户电、 子笔记类( u s e r n o t e ) 和公共电子笔记类( g g n o t e ) 。章节树状目录类和章节学习内容 类是一一对应的关系，因为有某章节的目录结点，就一定有其相关的课程学习内容。 章节学习内容类和用户电子笔记类之间的关系是：有一节课程内容，就可能有多个 用户电子笔记或没有任何用户的电子笔记与之相对应。章节学习内容类和公共电子 笔记类的对应关系也是只要有该章节的课程学习内容，就可能有多个公共电子笔记 与之对应或没有公共笔记存在。用户电子笔记和公共电子笔记的对应关系是只要存 在某用户某节的电子笔记，它就可能已经提交为了一个公共电子笔记或还没有提交 为公共电子笔记。在具体如图2 3 4 所示。 第2 章需求分析 c o n t e n t a d d c o n l 0 e d i c c o n 勺 ) d e l e t e c o n t o g e t c o 几勺( ) 0 一n g g n o t e 2 2 5 组件图的生成 0 1 t r e e n o d e l d ：i n t e g e r 岛p a r e n t l d ：i n t e g e r 岛n o d e n a m e ：s t r i n g 岛n o d e t i t l e ：s t r in g 髟u r l ：s t r i n g 彩t a r g e t ：s t r in g i c o n ：s t n n g 髟ic o n o p e n ：s t r i n g 岛o p e n ：s t r i n g a d d n o d e 0 忙d i t n o d e ( ) d e l e t e n o d e 0 g e t n o d e ( ) 0 n 图2 - 3 4 学习内容包下的类 d i a n z i n o t e a d d u s e r n o t e o e d i t u s e r n o t e 0 d e l e t e u s e r n o t e 0 g e t u s e r n o t e 0 组件图是对面向对象系统的物理方面建模时使用的两种图之一，另一种图是配 置图。组件图描述软件组件以及组件之间的关系，组件本身是代码的物理模块，组 件图则显示了代码的结构。在u m l 中，每一个组件图只是系统实现视图的一个图形 表示，也就是说任何一个组件图都不能描述系统实现视图的所有方面，当系统中的 组件组合起来，这时就能表示系统完整的实现视图，而其中的组件图只表示实现视 图的一部分口3 。 组件图中可以包括包和子系统，它们可以将系统中的模型元素组织成更大的模 块。有时，当系统中需要可视化一个基于组件的实例时，还需要在组件图中加入实 例h 1 图2 - 3 5 是网络电子笔记系统的组件图。 2 1 臆溯 m m m 彩勿勿勿 g g 啊 丌州嘶巧皤治盯m n e b e _ _ m m m沁旧叫 把一吖一他一论一 删岭删附彩勿彩勿 m m咿晰咄咄沁钉m _ _ m m m 慧裟 旧峙 彩岛钐 内蒙古师范大学硕士学位论文 图2 3 5 网络电子笔记系统组什图 2 2 6 系统部署图的生成 部署图是对面向对象系统的物理方面建模时使用的两种图之一，另一种图是组 件图。部署图显示了运行软件系统的物理硬件，以及如何将软件部署到硬件上。部 署图中可以包含包和子系统，它们可以将系统中的模型元素组织成更大的组块。部 署图中还可以包含组件，这些组件都必须存在于部署图中的节点上1 。 ，部署图描述了运行系统的硬件拓扑。在实际使用中，部署图常被用于模拟系统 的静态配置。系统的静态配置主要包括构成物理系统的组成部分的分布和安装1 。 网络电子笔记系统的部署图如图2 - 3 6 所示。由图可知，本系统包括m y s q i 。数 据库服务器、t o m c a t 服务器和一些客户端。 第2 章需求分析 2 2 7 状态图的生成 图2 3 6 网络电子笔记系统部署图 状态图是描述一个实体基于事件反应的动态行为，显示了该实体如何根据当前 所处的状态对不同的时间做出反应。通常创建一个u m l 状态图是为了以下的研究目 的：研究类、角色、子系统或组件的复杂行为呻1 。 状态图是通过类对象的生命周期建立模型来描述对象随时l 白j 变化的动态行为。 u m l 必须包括状态图，因为它能够帮助分析员、设计员和丌发人员理解系统中各个 对象的行为。状态图用于显示状态机( 它指定对象所在的状态序列) ，使对象达到 这些状态的事件和条件以及达到这些状态时所发生的操作p 1 。 图2 - 3 7 显示了用户操作时的状念图。从开始状态，到用户登陆，然后可以查 看课程章节内容、自己所做的电子笔记、公共电子笔记，还可以添加或编辑某章节 的电子笔记，甚至把自己某章：仃的电子笔记提交成公共笔记。 内蒙古师范火学硕：t 学位论文 图2 3 7 网络电子笔记系统用户操作状态图 2 2 8 活动图的生成 学习过程序设计语言的人都知道流程图，因为流程图清晰地表达了程序的每一 个步骤序列、过程、判定点和分支。程序流程图无论对编程者或是阅读程序的人都 是极好的文档资料。对于程序员，一般都推荐他们使用流程图做可视化描述工具来 描述问题解决方案呻1 。 在u m l 里，活动图本质上就是流程图，它描述系统的活动、判定点、分支等， 因此它对于开发人员来说是一种重要的工具聃1 。 由于其它部分的流程图较为简单，所以这里只给出了学习课程内容的活动图。 当用户成功登陆后，通过选择章节目录信息导航到课程学习内容界面。在对课程内 容的学习过程中，用户可以查看本章节内容的电子笔记，还可以添加或修改笔记内 容。 2 4 第2 章需求分析 图2 3 8 学习课程内容的活动图 内蒙古师范大学硕十学位论文 3 系统开发基础 一本章将介绍网络电子笔记系统中用到一些主要技术。具体包括：m v c 设计模式、 验证码技术、m d 5 数据加密技术、j s p + m y s q l + d t r e e 动态树型目录生成技术、 j a v a s c r i p t + j s p + m y s q l 关键字标注技术、公共电子笔记权限管理的设计、s e s s i o n 身份验证技术和模糊查询技术。 3 1 m v c 经典设计框架( j s p + j a v a b e a n + s e r v l e t ) j s p 设计模式有两种：j s p + j a v a b e a n 设计模式和m v c 设计模式。 j s p + j a v a b e a n 设计模式：j s p 页面独自响应请求并将处理结果返回客户，所有 的数据库操作都是通过j a v a b e a n 来实现。大量地使用这种模式，常会导致在j s p 页面中嵌入大量的j a v a 代码，当需要处理的商业逻辑非常复杂时，这种情况就会 变得很糟糕。大量的j a v a 代码使得j s p 页面变得非常臃肿。前端的页面设计人员 稍有不慎，就可能破坏到商业逻辑的代码。这种情况在大型项目中经常出现，造成 了代码开发和维护的困难，同时会导致项目管理的困难。因此这种模式只适用于中 小规模的项目。 m v c 设计模式：即“m o d e l - v i e w - c o n t r o l l e r ”模式。在这种模式中，通过j s p 技术来表现页面，通过s e r v l e t 技术来完成大量的事务处理工作，实现用户的商业 逻辑。 在这种模式中，s e r v l e t 用来处理请求的事务，充当了控制器( c o n t r o l l e r 即 “c ”) 的角色，s e r v l e t 负责响应客户对业务逻辑的请求并根据用户的请求行为， 决定将哪个j s p 页面发送给客户。j s