基于JSP技術(shù)的遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究

樊旭 楊明 徐浩然

摘? 要： 針對傳統(tǒng)遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)響應(yīng)慢的問題，設(shè)計(jì)一種基于JSP技術(shù)的遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件主要設(shè)計(jì)硬件接口，該接口能夠同步系統(tǒng)中信息，減少系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)容量。系統(tǒng)軟件主要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫，利用JSP技術(shù)描述數(shù)據(jù)庫的概念模型，判斷數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)屬性，在此基礎(chǔ)上，將同一類的數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)到統(tǒng)一課程表中，創(chuàng)建課程組，并提供測試功能，根據(jù)測試結(jié)果不斷改進(jìn)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，以此完成基于JSP技術(shù)的遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)對比結(jié)果表明，此次設(shè)計(jì)的基于JSP技術(shù)的遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)比傳統(tǒng)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間快，能夠滿足用戶需求，具有一定的實(shí)際應(yīng)用意義。

關(guān)鍵詞： 遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng); JSP技術(shù); 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)改進(jìn); 數(shù)據(jù)屬性判別; 系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間對比; 數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)

中圖分類號： TN99?34; TP319? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號： 1004?373X（2020）11?0180?03

Research and design of distance teaching management system based on JSP technology

FAN Xu， YANG Ming， XU Haoran

（Hebei University of Water Resources and Electric Engineering， Cangzhou 061001， China）

Abstract： In view of the slow response of the traditional distance teaching management system， a distance teaching management system based on JSP （Java Server Pages） technology is designed. In terms of the system hardware， a hardware interface is designed， which can synchronize the system information and reduce the system data capacity. In terms of the system software， a database is designed， and the JSP technology is used to describe the conceptual model of the database and judge the data attributes in the database. On this basis， the same kind of data information is stored in a unified curriculum schedule to create curriculum groups and provide the function of test. According to the test results， the database structure is continuously improved to complete the design of the distance teaching management system based on JSP technology. The results of contrastive experiments show that the distance teaching management system based on JSP technology has shorter response time than that of the traditional system and can meet the needs of users. Therefore， it has certain practical significance.

Keywords： distance teaching management system; JSP technology; database structure improvement; data attribute discrimination; contrast of system response time; data information storage

0? 引? 言

在教育信息化發(fā)展的趨勢下，將教學(xué)管理系統(tǒng)的信息化建設(shè)與教育教學(xué)理論、方法相結(jié)合，已經(jīng)成為各個(gè)高校發(fā)展所面臨的一項(xiàng)重要任務(wù)。同時(shí)，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)在教學(xué)領(lǐng)域中隨之發(fā)展，成為高校研究和發(fā)展的一個(gè)重要領(lǐng)域。遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)是一種以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)一種隨時(shí)隨地、交互性強(qiáng)且內(nèi)容最新的教學(xué)方法。

目前，遠(yuǎn)程教育中，教學(xué)本部和各個(gè)教學(xué)點(diǎn)處于不同城市或者地區(qū)，這種教學(xué)點(diǎn)機(jī)構(gòu)分散造成教學(xué)數(shù)據(jù)的分散，導(dǎo)致教學(xué)數(shù)據(jù)集中和管理較難，并且各個(gè)教學(xué)系統(tǒng)孤立、無法共享，導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間較慢，教學(xué)管理問題、服務(wù)器負(fù)載、數(shù)據(jù)安全等問題也日益突出。因此，本文對遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，此次設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)主要解決傳統(tǒng)系統(tǒng)響應(yīng)慢的問題，為更好解決這一問題，將JSP技術(shù)應(yīng)用到系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)一種基于JSP技術(shù)的遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)。JSP技術(shù)具有協(xié)議無關(guān)性、跨平臺性、一致性、可重用性和代碼執(zhí)行效率高等優(yōu)點(diǎn)，因此將其應(yīng)用到遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)中，具有重要的應(yīng)用意義。

此次設(shè)計(jì)的基于JSP技術(shù)的遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)硬件主要設(shè)計(jì)硬件接口，提高系統(tǒng)存儲(chǔ)能力;系統(tǒng)軟件主要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫，為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、課程創(chuàng)建、測試等功能。實(shí)驗(yàn)對比結(jié)果表明，此次設(shè)計(jì)的基于JSP技術(shù)的遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)比傳統(tǒng)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間快，具有一定的實(shí)際應(yīng)用意義。

1? 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

本文系統(tǒng)主要解決傳統(tǒng)系統(tǒng)響應(yīng)慢的問題，利用JSP技術(shù)對遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，JSP文件[1]的處理過程如圖1所示。

在遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)收到瀏覽器對一個(gè)JSP文件的請求時(shí)，服務(wù)器讀入該JSP文件，并執(zhí)行其中的Java程序片段，并將執(zhí)行結(jié)果以HTML格式[2]返回給客戶端。因此，利用JSP技術(shù)這種運(yùn)作模式，將遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為三層，如圖2所示。

數(shù)據(jù)層主要存放教學(xué)數(shù)據(jù)，采用XML數(shù)據(jù)庫形式，該數(shù)據(jù)層以知識點(diǎn)為核心[3];中間代理層主要在學(xué)習(xí)者登錄系統(tǒng)后與系統(tǒng)進(jìn)行交互，根據(jù)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)結(jié)果返回信息庫;表現(xiàn)層主要將接收用戶請求與產(chǎn)生的格式化數(shù)據(jù)返回頁面。

2? 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

此次設(shè)計(jì)的基于JSP技術(shù)的遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)主要對系統(tǒng)軟件進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)硬件[4]部分設(shè)計(jì)了接口芯片，其示意圖如圖3所示。

采用FH213接口芯片[5]，該芯片由美國FIDI公司生產(chǎn)，集成了USB通信協(xié)議線，該芯片為系統(tǒng)提供了USB轉(zhuǎn)外部硬件接口功能[6]，不需要安裝USB驅(qū)動(dòng)，全面兼容USB 2.0接口[7]。在實(shí)際使用時(shí)，安裝與其對應(yīng)的APK[8]就能實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信。該芯片能夠同步遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息，減少系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)容量[7]，提高系統(tǒng)響應(yīng)速度。

3? 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

在上述系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)中信息量較大，內(nèi)部聯(lián)系復(fù)雜[9]，學(xué)生在瀏覽教學(xué)信息時(shí)容易迷路，因此建立數(shù)據(jù)庫[10]，以某種數(shù)據(jù)模型組織起來進(jìn)行存儲(chǔ)。具體步驟如下：

Step1：利用JSP技術(shù)描述數(shù)據(jù)庫的概念模型[11]，處理數(shù)據(jù)庫的動(dòng)態(tài)邏輯，提供實(shí)體、屬性和聯(lián)系的方法，具體定義如表1所示。

表1為數(shù)據(jù)庫的概念結(jié)構(gòu)，主要將用戶需求抽象為信息結(jié)構(gòu)，是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

Step2：構(gòu)造結(jié)果樹[12]。通過過濾和重新排序的方式，增加任意結(jié)構(gòu)[13]，判斷數(shù)據(jù)屬性，計(jì)算公式如下所示：

[G=V?Ki（v∈t）]? （1）

式中：[G]為數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù);[V]為數(shù)據(jù)屬性;[Ki]為屬性判定因子;[v∈t]代表數(shù)據(jù)[v]的屬性是[t]。

通過上述計(jì)算得到數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的屬性[14]，根據(jù)數(shù)據(jù)屬性構(gòu)造結(jié)果樹。

Step3：格式化系統(tǒng)數(shù)據(jù)。利用下述公式實(shí)現(xiàn)：

[Glog=pbv（Z?v）] （2）

式中：[Glog]代表格式化因子;[Z]為數(shù)據(jù)實(shí)體屬性;[v]為配置數(shù)據(jù);[pbv]代表數(shù)據(jù)層次邏輯。

將XML文檔按照規(guī)定的格式化詞匯實(shí)現(xiàn)結(jié)果樹的構(gòu)造，數(shù)據(jù)庫中每一類型數(shù)據(jù)對應(yīng)一個(gè)格式化對象類，映射過程如圖4所示。

當(dāng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中某個(gè)數(shù)據(jù)的某一屬性在多個(gè)對象實(shí)例中具有相同屬性值時(shí)，將所有名稱信息存儲(chǔ)到一個(gè)單獨(dú)庫表中，避免數(shù)據(jù)冗余。

Step4：創(chuàng)建課程組[15]。在創(chuàng)建過程中，如果服務(wù)器遇到訪問JSP網(wǎng)頁請求時(shí)，首先執(zhí)行其中的數(shù)據(jù)段，由于映射到庫表中數(shù)據(jù)量較大，影響查詢效率，因此創(chuàng)建課程組，將同一類的數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)到統(tǒng)一課程表中，然后將執(zhí)行結(jié)果與JSP文件一起返回到系統(tǒng)。

Step5：測試功能。測試功能為遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)中的核心部分，利用JSP技術(shù)將系統(tǒng)中內(nèi)容的生成與顯示進(jìn)行分離。根據(jù)分離結(jié)果區(qū)分學(xué)生水平，系統(tǒng)中每道試題的區(qū)分度事先由具有經(jīng)驗(yàn)的教師確定，根據(jù)考生成績不斷調(diào)整，全局區(qū)分度的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

[Qn=x=0100x?WxM]? （3）

式中：[Qn]為第[n]道題的區(qū)分度;[Wx]為第[x]道題的滿分值;[x=0100x]為全卷分值;[M]為考生成績。

將計(jì)算過程與結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫中，使系統(tǒng)根據(jù)學(xué)生水平不斷改進(jìn)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，并使用JSP技術(shù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的最終頁面，利用JSP標(biāo)識或小腳本生成頁面上的動(dòng)態(tài)內(nèi)容。

通過該數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)教學(xué)信息的插入、刪除、修改和查詢等操作，保證教學(xué)管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)安全，減少數(shù)據(jù)冗余，方便數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)。

4? 仿真實(shí)驗(yàn)

為證明此次設(shè)計(jì)的基于JSP技術(shù)的遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)的有效性，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對比，并為了保證實(shí)驗(yàn)嚴(yán)謹(jǐn)性，將傳統(tǒng)系統(tǒng)與此次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行對比。

4.1? 實(shí)驗(yàn)方案

由于遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)是用戶導(dǎo)向型的性能軟件，系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)該在用戶所能接受的反應(yīng)速度范圍內(nèi)，因此，此次實(shí)驗(yàn)以系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間為實(shí)驗(yàn)對象。使用兩種系統(tǒng)分別進(jìn)行注冊、登錄、評論、查詢和頁面切換操作，分別對比兩個(gè)系統(tǒng)的注冊時(shí)間、登錄時(shí)間、評論時(shí)間、查詢時(shí)間和頁面響應(yīng)時(shí)間。在實(shí)驗(yàn)之前，對傳統(tǒng)系統(tǒng)與此次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行初始化處理，并為了保證測試質(zhì)量，將系統(tǒng)測試過程分為幾個(gè)階段，系統(tǒng)測試流程如圖5所示。

在兩個(gè)系統(tǒng)調(diào)試完成后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

4.2? 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)方案，對兩個(gè)系統(tǒng)對比，對比結(jié)果如表2所示。

分析上述對比結(jié)果可知，在注冊時(shí)間上，傳統(tǒng)系統(tǒng)比此次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間長70 ms;在登錄時(shí)間上，傳統(tǒng)系統(tǒng)比此次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間長53 ms;在評論時(shí)間上，傳統(tǒng)系統(tǒng)比此次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間長102 ms;在查詢時(shí)間上，傳統(tǒng)系統(tǒng)比此次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間長54 ms;在頁面響應(yīng)時(shí)間上，傳統(tǒng)系統(tǒng)比此次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間長73 ms。

綜合上述對比結(jié)果發(fā)現(xiàn)，此次設(shè)計(jì)的基于JSP技術(shù)的遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)在注冊時(shí)間、登錄時(shí)間、評論時(shí)間、查詢時(shí)間和頁面響應(yīng)時(shí)間上都比傳統(tǒng)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間快，證明了此次設(shè)計(jì)的基于JSP技術(shù)的遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)的有效性，滿足用戶需求所需要使用的時(shí)間。

5? 結(jié)? 語

為適應(yīng)現(xiàn)代化教育教學(xué)管理的發(fā)展需求，本文設(shè)計(jì)了一種基于JSP技術(shù)的遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間慢的問題。設(shè)計(jì)的硬件接口減少了系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)內(nèi)存，提高系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間;利用JSP技術(shù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)教學(xué)信息的插入、刪除、修改和查詢等操作，以此完成遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)對比結(jié)果表明，此次設(shè)計(jì)的基于JSP技術(shù)的遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)比傳統(tǒng)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間快，能夠滿足用戶需求，改善現(xiàn)有網(wǎng)上教學(xué)系統(tǒng)的性能。

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