《基于JavaWeb的教学资料管理系统设计与实现》8700字【论文】

STYLEREF"标题1"摘要第[18]，使得教育信息化、电子化建设的教育体制改革得以实现。这对学校教育信息化的建设是必要的。在开发该系统时也会就实际情况来进行设计，对于用户而言，能够快速上手，并能实现规范教学文档、节约纸质资源、提高资料查询效率、推进学校教育信息化、电子化的进程。2.设计分析2.1系统流程分析2.1.1系统开发流程完整的系统开发流程为：需求分析→功能分析→技术分析设计→操作可行性分析→设计数据库→系统编码→系统测试→系统维护。在对本系统进行开发时，也基本遵循这一流程，如图3-1所示。2.2性能需求分析从易用性来看，教学资料管理系统设计开发的目的是在师生间搭建更好的资料信息交流平台使教学变得更加有序，资料更加规范和完整。因为是要面向一个群体，为不同的师生提供实用的功能，因此系统设计需要与实际结合，尽可能符合用户的使用习惯，只有这样才能真正为用户带来便利。对于一个系统而言，它的运行服务时间是持续的，因此要考虑到系统的稳定性，并且能够对一些用户的错误操作进行处理，而不是直接“宕机”，这样才不会给用户造成使用上的困扰。因为这是一个资料管理系统，所以在其中会存储大量的资料，因此必须要保证系统的安全性，可以通过建立完备的登录机制，杜绝越权操作等情况发生，只有系统保证安全，才能实现资源整合管理的目的，而这也是本系统最重要的意义。2.3可行性分析2.3.1技术可行性分析本次教学资料管理系统的设计是在Windows10操作系统下进行的，所选用的开发工具为MyEclipse，两者之间能进行很好的兼容，不会发生冲突的情况，这样的开发环境对于本系统而言是完全足够的。此外开发中所用的的框架、技术和数据库等，选用的都是当下常用来做网站开发的技术，并且在大学期间已经学习了MyEclipse、数据库和JSP技术等的相关知识并且进行过实操练习加之本系统所需实现的功能不多，相互之间的逻辑也清晰。因此，从技术方面来看基于JavaWeb的教学资料管理系统的可设计开发性很高。2.3.2操作可行性分析该教学资料管理系统在设计时，时刻都在注意轻量、便捷、简单等使用问题，页面使用JSP设计，这样的开发环境使系统更加完善，对于用户而言省去了安装客户端的麻烦，操作简单、易于管理、交互性好，且目前主要面向的人群为高校的师生，因此在实际操作时能很快上手，不需要进行特别的培训。2.3.3经济可行性分析从开发成本上来看，本系统所选用的开发工具、软件等都属于开源型的免费资源，这就为系统的开发节约了很大一笔成本，并且对于所需硬件而言，一台普通的Windows10计算机就能够胜任。而在系统的使用方面，则是可以将线下的纸质资料整合到网络上，这一方面节约了纸质资源；另一方面也提高了资料信息的交流速度，能节省较多的时间成本。3.系统开发工具和技术3.1MyEclipse工具在开发系统时要选定合适的开发工具，因此我选择用MyEclipse进行开发，这是在大学课程中学习的一门知识，它是功能强大的企业级集成开发环境。Myeclipse工具为Java的编写提供了很大方便，在Myeclipse中可以手动的配置Tomcat和JDK，还可以在其中进行Web程序的运行。并且MyEclipse可做编辑工具，在Java当中可与数据库相连接，并且在相应的服务器中进行整合。3.2JSP技术互联网教育的的一个显著特点就是快，因此所设计的教学资料管理系统也应能够适应这一特点，因此选择用JSP来设计网页。JSP(即JavaServerPages)，是一种动态网页开发技术，能够根据用户的操作情况动态的进行更新，给人更新很快的感觉，而这是由WebServer所进行的；另外该系统的所有应用都是基于服务器的，所以使用JSP设计的界面能够时刻保持最新版本并且能在多种操作系统上运行，具有能够跨平台的特点；最后系统的设计与开发还需考虑维护的问题，而JSP的接口并不繁琐，能够轻松的对各种应用进行部署、维护和修改。3.3数据库该教学资料管理系统的设计初衷就是为了服务于师生间资料信息的往来，因此设计相应的数据库来存储资源是核心的步骤。因此本系统在开发时选用MySQL作为数据库。首先是因为MySQL是开源数据库，可以免费使用使开发成本降低，且提供的接口支持多种语言连接操作;其次是MySQL采用轻量级的多线程编程，在不过占用系统资源的条件下，为用户提供服务，因为它是将数据保存在不同的表中而不是大仓库内，所以具有很强的灵活性，但因为具体数据是写在sql文件中，不容易看到，因此会使用Navicat连接到MySQL，这是一个数据库管理工具，使用它可以为数据库管理提供直观的界面，就如同Windows一样，通过操作窗口，我们可以更容易的进行开发维护以及数据的创建存储等工作;最后MySQL可用于多种平台，因此个人电脑或者是服务器也涵盖其中。3.4JavaScriptJavaScript是一种脚本语言，可以在Web设计中进行使用，在界面交互效果表达上它具有很强的能力，这是因为它能轻松的实现与HTML的相互操作，此外JavaScript还具有跨平台的特性，在绝大多数浏览器的支持下，可以在多种平台下运行(如Windows、Linux、Mac、Android、ios等)，这给予了用户很大的便利。浏览器中的JavaScript可以做与网页操作、用户交互和Web服务器相关的所有事情。在本系统中不少设计都采用了JavaScript技术。3.5B/S模式教学资料管理系统采用的是B/S模式，这种模式主要的操作都在浏览器上完成，相当于将系统功能放到了服务器上，因此不需要像C/S模式那样要在用户机上安装程序，简化了系统的开发、维护和使用。只要客户机上有一个浏览器，如Internet、Explorer，服务器安装MySQL数据库就能进行数据交互。B/S模式最大的好处是运行维护比较简便，因此它有很大的灵活性，能实现不一样的人员，从不一样的地点，以不一样的接入方式访问和操作共同的数据，也就是能上网的地方就能登录使用。对于教师和学生而言可随时随地用计算机或者移动设备进入系统，进行教学资料的上传与下载，这大大提高了教学的效率与质量。运用B/S模式可以通过浏览器实现很多专用软件才能实现的功能，这主要得益于不断成熟的Web浏览器技术，因此可以大大节约开发成本。并且界面统一(全部为浏览器方式)，操作相对简单，不需要培训就可以使用。3.6SSM框架集SSM框架就是:Spring+SpringMYC+MyBatis。Spring:在我的理解上，它是开放源码的，从SSM来讲就是作为核心管理bean，并协助SpringMVC和MyBatis工作。SpringMVC:把控制器、模型对象、分派器以及处理程序对象的角色进行了分离，因此它的工作原理为将请求发给控制器，然后通过模型对象，分派器来展示请求结果视图，这种分离让它们更容易进行定制。其中MVC是一种开发模式，它用来组织代码的方法是将业务逻辑、数据、界面显示三者进行分离，也就是让负责显示的代码、处理数据的代码、对交互进行响应并驱动变化的代码彼此分离，将业务逻辑聚集到一个部件里面，这样组织代码的好处在于在对页面进行改良，或根据用户需求进行个性化定制时不再需要重新编写业务逻辑。M是指业务模型，代表一个存取数据的对象，接受Controller的调遣，处理业务，处理数据，在数据变化时更新控制器;V是指用户界面，返回给客户看的结果。这里的客户未必是人，可能是浏览器，可能是APP;C则是控制器，作用于模型和视图上，它接受用户请求，调用Model处理，在数据变化时更新视图，然后选择合适的View给客户。MyBatis:通俗来讲是一种操作数据库的框架，提供一种Mapper类，支持让使用者用java代码进行增、删、改、查的数据库操作，这样就不需要每次都手写SQL语句，节省了很多麻烦。但前提是，得先在xml文件中写好SQL语句。3.7Tomcat因为本系统设计采用的是B/S模式，在设计开发时为了方便不同的用户，所以浏览器并未进行限制，而是能够跨平台的，但服务器却需要具体的确定下来。因此选择了Tomcat，首先是因为Tomcat是属于开源的也就是可免费得到的；再来就是Tomcat可以运行JSP。此处需要说明，Tomcat并不是Web服务器，而是可以看作Web的容器，它内置了一个轻量级的Web服务器，只用于转发请求，但实际上Tomcat是一个轻量级的应用程序服务器。因此在开发JavaWeb项目的时候要搞清楚的流程就是:客户端浏览器→Web服务器→应用程序服务器。3.4系统功能设计3.4.1功能概述该教学资料管理系统是为了资源整合管理，为师生搭建资源来往的平台而设计开发的，因此在功能划分上会根据用户权限而有所区别。而在本系统中共设置了三种权限，也就是三类user。第一类的系统管理员，他拥有最高的权限，其功能为统筹管理系统的正常运行，并进行维护；第二类是用户中的教师，该系统除了除了可以进行资源存储外，也可进行收发作业操作，因此教师用户可在登录后进行资料的上传整理、学生作业的布置和批改以及对所在班级的学生信息等进行修改；第三类是用户中的学生，学生使用该系统可以下载老师所上传的资料以及接收老师布置的作业，完成后可进行上传，学生用户无权更改其他信息。如图3-3、3-4分别为为系统功能结构图和管理员用例图。3.5数据库设计对于本系统这样需要进行大量资源存储的应用来说，数据库是可以说是它的根基，是系统设计的起点，它起着决定性的质变作用。该资料管理系统的设计主要就是为师生间的资料信息往来而服务，因此涉及到的信息的收集、整理、存储、检索等操作都离不开数据库的支持，也因此所开发的数据库好坏与否直接影响该教学资料管理系统的质量和速度。为此，本系统的数据库设计将更加关注其稳定性，也就是主要考虑数据库管理中的数据备份与数据恢复两个模块。因为对于资料管理系统而言，数据的完整性和稳定性是极为重要的，正所谓有备无患，防范灾难于未然，有数据才有一切，做好数据的备份与恢复能提高系统的可用性和容灾性，在数据库系统崩溃的时候，有数据库备份就能找到数据。并且使用数据库备份还原数据是数据库系统崩溃时提供数据恢复最小代价的方案。3.5.1数据库设计原则数据库的设计是为了能高效的管理系统，那么在设计之初就要遵循相应的原则，即要有规范的命名，无论是库名、表名、域名或是字段都必须遵循统一的命名规则，并进行必要说明，以方便设计、维护、查询，还要有相应的控制，如控制字段的引用、控制库表的重复以及并发控制。3.5.2数据库实体关系（1）教师（编号id，姓名，性别，年龄，班级，角色）（2）档案信息（编号id，资料类别，教学资料，具体内容，接受类别，接收对象，上传附件，发布日期）（3）学生（编号id，姓名，性别，年龄，班级，角色）3.5.3E-R图3.5.4数据表设计本系统采用MySQL数据库来进行数据存储，设计的数据表有教师信息表、档案信息表、学生信息表。其中教师信息表和学生信息表记录着姓名、性别、年龄、班级、角色等信息;档案信息表记录着资料类别、教学资料、具体内容、接受类别、接受人、发布人、发布日期、上传附件等信息。以下为数据库中的各个表的详细信息。4.系统实现4.1用户功能模块实现4.1.1用户注册功能实现用户首次使用该系统需要进行身份信息注册，身份信息注册成功后才可以使用注册账号登陆进入系统使用。注册时需要记录的信息有用户名、年龄、性别、班级、角色、密码，学生记录学号，教师记录工号。4.1.2用户登录功能实现用户使用自己注册的账号密码登录系统，用户与账号是一对一关系，一个用户只可以有一个账号。用户输入账号密码后系统自动进行信息验证，系统验证技术采用Ajax技术调用对应的Action中的DoLogin方法进行验证。4.1.3管理员模块实现本系统在设计开发时主要划分了三类权限，其中拥有最高权限的是系统管理员，通过相对应的账号信息进行登录后可进行系统的全面管理，以下为系统管理员所能进行的功能操作。4.1.4教师模块实现教师用户的权限在管理员之下，所能进行的功能操作包括除教师管理之外的管理员所能进行的所有操作，也就是说教师无法对自身信息进行随意更改，这也体现了该系统的安全性。与管理员用户一样，教师同样需要使用相应的账号进行登录才能使用系统功能。教师用户系统界面如下。4.1.5学生模块实现学生根据自己的用户名以及密码信息登录资料管理系统可进行的模块有查找资料、下载教学资料，提交作业等。同教师用户一样，学生也无法对自己的信息进行随意更改。其相应界面如下图所示。5.系统测试5.1功能和性能测试一个完整的系统设计必少不了最后一道工序即系统测试，有效的系统测试能帮助我们检查系统功能是否完备、性能是否满足需求以及可靠性是否得到保障。只有通过系统测试，才能提高系统的质量、可靠度，降低出错率和风险。在进行具体的功能测试前，我先测试了系统页面间的切换情况，这是为保证系统能在不同平台上运行页面，且不发生变化。此测试在不同的设备上进行，系统在不同页面间进行跳转时都能正常加载文字。确认页面跳转无问题后，开始进行功能测试。分别使用管理员用户、教师用户、学生用户登录进行相应的资料添加、信息修改、作业提交等操作。经过测试，用户向服务器提交的数据能够完整的提交并显示，后台管理能够有效的进行数据管理。并且以上测试是通过寻找不同的人用不同的浏览器来进行的，功能都能完整实现，操作友好。至此对该系统功能测试都很成功，各个功能模块都能完成对应功能任务，满足系统功能需求。最后是性能测试，根据性能需求的分析，该系统需具备易用性、稳定性和安全性。首先针对于易用性，根据功能测试阶段所寻找的测试人员的使用反馈情况，该系统操作友好，上手简单，且能轻松完成资料的查找，但在不同硬件配置的计算机中对比，会有运行速度不一的情况，在测试人员的接受范围内；接下来是稳定性，通过长时间开启服务器，并持续进行资源的上传下载等操作，系统都能文档运行并正确响应。在通过Navicat进行数据改动时，系统也会进行相应的更新变化，保持数据库和系统同步；最后是安全性，该系统在登录权限上进行了设置，需数据库中有过注册数据才能进行比对登录，整个流程为从JSP登录页面发起请求，这时需要向后台传递一些数据，接着由对应界面的c层（控制层）来接收请求，在c层拿到相应密码后，进到服务层进行业务逻辑处理后跳转到mapper，这是真正到数据库中查数据，但数据不在mapper.java文件中而是在mapper.xml文件中（即mapper的java文件有相对应的xml文件，sql语句就写在其中），在xml文件中拿到用户名和密码到数据库中查询，查到就登录成功，反之则说明无此人，此时页面将会跳转到注册页面。这样的登录流程保证了系统登录的安全性。登录流程图如下。5.2测试分析本教学资料管理系统在进行功能测试和性能测试时均未出现错误，能维持正常的运行，且在页面的跳转和加载时也未出现错乱情况，实现了既定的功能需求和性能指标，为用户提供了简洁的页面和便捷的操作，并且能在多种浏览器上进行运行也使得该系统能面向更多的群体。经此分析，教学资料管理系统能满足师生间进行资源来往，以及进行资源整合管理，简单的操作设计使用户能快速上手，这为改进教学，推动学校教育信息化、电子化有很大助力。结论正所谓实践出真知，经过近一年的努力终于完成了这一教学资料管理系统的开发并撰写了论文，很多事只有实践过才知晓其中艰难。但相应的也正是在实践才能更好的找到方向。在选题初期，我联系自身经历选定了这一项目，之后便对相关研究内容展开调查，使自己对该项目的发展情况和前景有一个大概的认识。随后便是着手整理自己所掌握的技术知识，在此基础上进行系统的设计，包括系统将服务的对象、需要拥有的功能等对系统各方面进行了总体设计。随后也查找了相关的技术要点，对其进行筛选、整合，为开发工作做好准备。在开发时，因考虑到成本问题以及能力问题，所以从工具到技术都尽量选择免费的，轻量级的来使用。因此采用了JSP技术、B/S模式架构、MYSQL数据库等相关开发技术，即能满足系统开发需求，又能保证整体的性能。但在开发的过程中还是遇到很多的问题，有技术方面的也有设计方面的，最后通过与同学不断的交流意见，互相帮助，以及老师的悉心指导从而顺利完成这个系统，在开发完成后进行了相应的测试，测试结果都能达到预期。本系统在设计之初便以教师、学生为用户对象，所以在功能应用上会存在一些职业化限制，这样虽然能定制出专用系统，但应用的范围还是有限，这一系统也还有很大的发展空间，期待今后能改善系统，使其能运用到更多的领域，为更多群体带去更多的便利。回顾这整一段历程，这不仅是对我大学生涯的一次检验，同时也给了我很大的鼓舞，提升了我的信心，让我更加深刻的理解了团结协作的重要性。参考文献郑海波,卫兰兰,孙永康,李景军.我国“互联网+教育”的历史、现状与发展趋势[J].信息系统工程,2020(05):157-158.陈晶.基于高校院系教学资料管理系统的思考[J].兰州教育学院学报,2014,30(08):89-91.刘鸿沈,洪忆莲.基于Web的教学资料管理系统设计与实现[J].数字技术与应用,2016(04):163-165.耿伟,李超凡,刘琼.基于B/S的教育教学运行资料管理系统[J].电脑知识与技术,2019,15(35):57-58+76.易灵.JavaScript技术在Web网页中的应用研究[J].信息与电脑(理论版),2020,32(18):61-63.余芳等.JSP动态网站开发案例指导[M].电子工业出版社，2019年.邹建.深入浅出.SQLServer2000开发、管理与应用实例[M].人民邮电出版社，2018年.朱振文.基于WEB的教学管理平台的设计与实现[J].甘肃科技纵横,2020,49(08):10-14+20.刘亚刚,张启英.基于数据库设计在网站开发中的应用[J].电子技术与软件工程,2018(22):154.陈少晖.JavaScript技术在网