【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 相關(guān)理論和技術(shù) 4 第二章 相關(guān)理論和技術(shù) WEB 應(yīng)用架構(gòu) 隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和 Inter 技術(shù)的不斷發(fā)展，應(yīng)用軟件系統(tǒng)經(jīng)歷了由 C/S 向B/S 的 WEB 應(yīng)用架構(gòu)逐步遷移的過(guò)程，目前開(kāi)發(fā)建設(shè)一個(gè)無(wú)論多大規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)，首先考慮就是采用 WEB 應(yīng)用架構(gòu)。為了建設(shè)企業(yè)級(jí)的 WEB 應(yīng)用，滿(mǎn)足分布式、事務(wù)性、可伸縮、可裝配、易維護(hù)的要求，簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)和部署，業(yè)界推出了相關(guān) WEB 應(yīng)用服務(wù)器規(guī)范、框架和 產(chǎn)品。 從實(shí)現(xiàn)技術(shù)的角度劃分，可以 主要?dú)w為基于 J2EE 的解決方案、 Microsoft 解決方案。 Microsoft 公司的 NET NET 開(kāi)發(fā)平臺(tái)是繼 Windows 32 API（ Windows 32 位應(yīng)用程序接口）后，微軟軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)的第一次大升級(jí)。 NET 開(kāi)發(fā)平臺(tái)能夠更容易的創(chuàng)建 WEB 應(yīng)用程序，該程序可運(yùn)行于互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)器和 WEB 服務(wù)器上，同時(shí)，也為創(chuàng)建穩(wěn)定、可靠而又安全的 Windows 桌面應(yīng)用程序提供了更多的支持。 NET 開(kāi)發(fā)平臺(tái)有兩個(gè)重要的部分，即：架構(gòu)和開(kāi)發(fā)工具。 架構(gòu)（ NET Framework）包括 Common Language Runtime(CLR 通用語(yǔ)言運(yùn)行環(huán)境 )，是用于運(yùn)行和加載應(yīng)用程序的軟件組件；新的類(lèi)庫(kù)，分級(jí)組織了開(kāi)發(fā)者可以在他們的應(yīng)用程序中用來(lái)顯示圖形用戶(hù)界面、訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)和文件以及在WEB 上通信的代碼集。 NET 開(kāi)發(fā)工具包括 Visual Integrated Development Environment（即 Visual 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境），用來(lái)創(chuàng)建運(yùn)行在 CLR 下并且使用類(lèi)庫(kù)的應(yīng)用程序。 NET 開(kāi)發(fā)平臺(tái)的結(jié)構(gòu) [6]如圖 所示。 第二章 相關(guān)理論和技術(shù) 5 圖 NET開(kāi)發(fā)平臺(tái)的結(jié)構(gòu) J2EE J2EE 是基于 JAVA 的一種技術(shù)規(guī)范 [7]，定義了整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)體系結(jié)構(gòu)和一個(gè)部署環(huán)境。在這個(gè)體系結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖 示意）中，應(yīng)用開(kāi)發(fā)者的注意力集中在封裝業(yè)務(wù)邏輯的開(kāi)發(fā)上，一切與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)服務(wù)相關(guān)的問(wèn)題及底層分配問(wèn)題都由應(yīng)用程序容器或者服務(wù)器來(lái)處理。 圖 J2EE 體系結(jié)構(gòu) 第二章 相關(guān)理論和技術(shù) 6 J2EE 提供了一個(gè)框架，實(shí)現(xiàn)這個(gè)框架的引擎工具留給第三方廠商完成。部分廠商可能只是專(zhuān)注于 J2EE 架構(gòu)中的特定組件。 J2EE 核心技 術(shù)主要包括Servlets、 JSP、 EJB、 JDBC、 RMI、 JAXP、 JTS、 JCA、 JNDI、 JMS、 Web Services、JACC 等部分。支持 J2EE 的應(yīng)用服務(wù)器有 IBM WEBSPHERE， BEA WEBLOGIC，TOMCAT 等。 J2EE 和微軟 . 比較 NET 是一個(gè)產(chǎn)品套件，是產(chǎn)品戰(zhàn)略，而 J2EE 是編寫(xiě)產(chǎn)品時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)，二者在能力上各有千秋。例如，在對(duì)已有系統(tǒng)的集成能力方面， J2EE 要優(yōu)于 NET，它通過(guò) JCA（ Java Connector API）可以更容易地將已有的企業(yè)應(yīng) 用進(jìn)行集成。微軟的解決方案則在 Windows 平臺(tái)上提供了一系列快速開(kāi)發(fā)和部署應(yīng)用的工具，但由于微軟對(duì) Java 的支持并不好，所以在一定程度上影響了其接受程度。 J2EE的接受程度則較高，因?yàn)樗x了一個(gè)應(yīng)用服務(wù)器在 Java 體系結(jié)構(gòu)下的基本服務(wù)和能力的規(guī)范，為不同廠商的應(yīng)用服務(wù)器產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化提供了一條可行途徑。J2EE 應(yīng)用服務(wù)器可以使用戶(hù)在此標(biāo)準(zhǔn)下創(chuàng)建的應(yīng)用程序都能運(yùn)行于其上，更重要的是，在滿(mǎn)足 J2EE 兼容性的條件下，在不同的應(yīng)用服務(wù)器上的應(yīng)用組件可以很好地互操作，這樣可以降低移植的風(fēng)險(xiǎn)和代價(jià)，提高應(yīng)用的靈活性， 有助于保護(hù)用戶(hù)的投資。因此，許多應(yīng)用服務(wù)器廠商已經(jīng)轉(zhuǎn)向采用 J2EE 標(biāo)準(zhǔn)，而且所實(shí)現(xiàn)的 J2EE 應(yīng)用服務(wù)器在 Windows 平臺(tái)上也可以很好地工作 。 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù) 范式 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)被定義為一種特殊的數(shù)據(jù)庫(kù)，其中各個(gè)文件 (稱(chēng)作關(guān)系 )以平面文件 (FlatFiles)或表的形式保存數(shù)據(jù)。表必須只含有一種記錄類(lèi)型。表內(nèi)的字段內(nèi)容是各不相同的，不允許重復(fù)組 (repeating groups)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)上的基本操作有選擇、投影、連接和除法。 SQL 是操縱關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言。 通過(guò)對(duì)關(guān)系模型的擴(kuò)展，在 關(guān)系表中存儲(chǔ)復(fù)雜數(shù)據(jù)類(lèi)型、視圖、存儲(chǔ)過(guò)程、觸發(fā)器以及二進(jìn)制大對(duì)象 (BLOB)，對(duì)用戶(hù)定義數(shù)據(jù)類(lèi)型、嵌套表及對(duì)象的支持，形成所謂“面向?qū)ο箨P(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)”。 在數(shù)據(jù)庫(kù)中，是用數(shù)據(jù)模型來(lái)抽象、表示、實(shí)現(xiàn)、顯示現(xiàn)實(shí)世界中的資料和信息的。根據(jù)模型應(yīng)用的不同目的，將數(shù)據(jù)模型分成兩個(gè)層次，即概念模型和關(guān)系數(shù)據(jù)模型。概念模型是用戶(hù)和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員之間交流的工具，關(guān)系數(shù)據(jù)模型第二章 相關(guān)理論和技術(shù) 7 是有概念模型轉(zhuǎn)化而來(lái)，是按照數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的觀點(diǎn)來(lái)對(duì)資料建模，從模型產(chǎn)生的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)即為邏輯設(shè)計(jì)。 關(guān)系數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)要遵循規(guī)范化理論，一般每個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)表要達(dá) 到第三范式要求。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)范式定義 [8]列表如下： (1)第一范式。如果關(guān)系模式 R 的所有屬性的值域中每個(gè)值都是不可再分解的值，則稱(chēng) R 是屬于第一范式 (1NF)模式。第一范式的模式要求屬性值不可再分裂成更小部分，即屬性項(xiàng)不能是屬性組合或組屬性組成。 (2)第二范式。如果關(guān)系模式 R 為第一范式，并且 R 中每一個(gè)非主屬性完全函數(shù)依賴(lài)于 R 的某個(gè)候選鍵，則稱(chēng) R 是第二范式 (2NF)模式。 (3)第三范式。在關(guān)系模式中，如果 Y ? X， X ? A，且 X 不能決定 Y 和 A不屬于 X，那么稱(chēng) Y ? A 是傳遞依賴(lài)。如果關(guān)系模式 R 是第二范式 ，且每個(gè)非主屬性都不傳遞依賴(lài)于 R 的候選鍵，則稱(chēng) R 是第三范式的模式。 (4)BCNF。關(guān)系模式的 BCNF 范式是第三范式的改進(jìn)形式，它建立在第一范式的基礎(chǔ)上。如果關(guān)系模式 R 是第一范式，且每個(gè)屬性都不傳遞依賴(lài)于 R 的候選鍵，稱(chēng) R 是 BCNF 的模式。 MS SQL Server2000 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（ RDBMS）商業(yè)化產(chǎn)品主要有： Oracle、 MS SQL Server、 Sybase、 Informix、人大金倉(cāng)等等。如今，在一般用戶(hù)中，使用 MS SQL Server 產(chǎn)品的較多。 MS SQL Server2000 是 Microsoft 公司推出的 SQL Server 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) ，是使用客戶(hù)機(jī) /服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)的 RDBMS。它具有高性能、高可靠性和可擴(kuò)充性的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又引進(jìn)了數(shù)據(jù)庫(kù)和服務(wù)器增強(qiáng)功能，以及其他一些新的特性，使它成為一個(gè)杰出的數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，可用于大型聯(lián)機(jī)事務(wù)處理、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)及電子商務(wù)等。它的特點(diǎn) [9]有： (1)真正的客戶(hù)機(jī) /服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)； (2)圖形化界面，使系統(tǒng)管理和數(shù)據(jù)庫(kù)管理更加直觀、簡(jiǎn)單； (3)豐富的編程接口工具，為用戶(hù)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)提供了更大的選擇的余地； (4)兼容性良好 ， 由于今天 Windows 操作系統(tǒng)占領(lǐng)著主導(dǎo)地的位，選擇 SQL Server 一定會(huì)在兼容性方面取得一些優(yōu)勢(shì) ； (5)具有擴(kuò)展性，可靠性，可以迅速開(kāi)發(fā)新的因特網(wǎng)系統(tǒng)。尤其是它可以直接存貯 XML 數(shù)據(jù)，可以將搜索結(jié)果以 XML 格式輸出等特點(diǎn)，有利于構(gòu)建了異構(gòu)系統(tǒng)的互操作性，奠定了面向互聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)應(yīng)用和服務(wù)的基石。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與軟件編程技術(shù) [10,11] 第二章 相關(guān)理論和技術(shù) 8 結(jié)構(gòu)化 生命周期 法 結(jié)構(gòu)化 生命周期 法 ， 即 SASD 方法，也稱(chēng)為面向功能的軟件開(kāi)發(fā)方法或面向數(shù)據(jù)流的軟件開(kāi)發(fā)方法。它首先用結(jié)構(gòu)化分析（ SA）對(duì)軟件進(jìn)行需求分析 ，然后用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)（ SD）方法進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，最后是結(jié)構(gòu)化編程（ SP）。開(kāi)發(fā)步驟明確， SA/SD/SP 相輔相成，一氣呵成， 并 且給出了變換型和事務(wù)型兩類(lèi)典型的軟件結(jié)構(gòu)，便于參照，使軟件開(kāi)發(fā)的成功率大大提高。 原型法 (prototyping approach) 在投入大量的人力、物力之前，在限定的時(shí)間內(nèi)，用最經(jīng)濟(jì)的方法構(gòu)造一個(gè)系統(tǒng)原型，使用戶(hù)盡早看到未來(lái)系統(tǒng)的概貌，在系統(tǒng)原型的實(shí)際運(yùn)行中與用戶(hù)一起發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出修改意見(jiàn)，不斷完善原型，使它逐步滿(mǎn)足用戶(hù)的要求。 面向?qū)ο蠓椒?(OO) OO 是一種認(rèn)識(shí) (建模 )的方法論 ,強(qiáng)調(diào)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的理解和模擬，便于由現(xiàn)實(shí)世界轉(zhuǎn)換到計(jì)算機(jī)世界，特別適合于系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì) (即 OOA 與 OOD)。其建立在對(duì)象及其屬性、類(lèi)屬及其成員、整體及其部分這些概念的基礎(chǔ)上，具有抽象性、封裝性、繼承性、多態(tài)性等優(yōu)異特性。被擴(kuò)展到軟件及硬件各個(gè)領(lǐng)域，如 OO 的體系結(jié)構(gòu)及 OO 的硬件支持、 OO 的軟件開(kāi)發(fā)、 OO 數(shù)據(jù)庫(kù)、 OO 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言等等。 可視化編程 基于 “所見(jiàn)即所得” 可視化集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，以對(duì)象為基礎(chǔ)，程序員可以通過(guò)拖放操作來(lái)完成界面的設(shè)計(jì)工作，不僅減輕了工作量、簡(jiǎn)化了界面設(shè) 計(jì)過(guò)程，而且有效地提高了開(kāi)發(fā)效率及可靠性。 信息化教育理論 信息化教育理論 [12]是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)物，是以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展與完善為前提的，以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的教育理論。它是以 Inter 為核心，綜合和推廣社會(huì)各領(lǐng)域的信息技術(shù)、信息化服務(wù)的廣泛應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)教育資源和信息共享、提高教學(xué)質(zhì)量是其根本出發(fā)點(diǎn)。信息化教育有如下特點(diǎn)： 從技術(shù)方面分析則表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化、多媒體智能化。 第二章 相關(guān)理論和技術(shù) 9 從教育方面分析則表現(xiàn)為學(xué)習(xí)合作自主、教法豐富靈活、教學(xué)資源共享、環(huán)境虛擬逼真、多媒體課件自動(dòng)管理 ??。 教學(xué) 設(shè)計(jì)理論 教學(xué)設(shè)計(jì)就是通過(guò)研讀教育、教學(xué)理論，利用系統(tǒng)分析方法，以促進(jìn)受教育者的學(xué)習(xí)為基本出發(fā)點(diǎn)，將抽象的學(xué)習(xí)理論與學(xué)習(xí)原理演變?yōu)閷?duì)具體的教學(xué)目標(biāo)、任務(wù)、內(nèi)容、和教學(xué)策略、方法、評(píng)價(jià)等有效的教與學(xué)的操作和環(huán)節(jié) [13]。它的主要任務(wù)是以解決教學(xué)問(wèn)題、優(yōu)化學(xué)習(xí)為根本目的的教學(xué)設(shè)計(jì)活動(dòng)。它是在遵循教育教學(xué)基本認(rèn)識(shí)規(guī)律的前提下，而帶有設(shè)計(jì)學(xué)科一般性質(zhì)的教學(xué)設(shè)計(jì)理論。 網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺(tái)絕非憑空產(chǎn)生，它以各種不同類(lèi)型的教學(xué)設(shè)計(jì)理論為理論基礎(chǔ)，以兼容各種教學(xué)設(shè)計(jì)方法為教育者和受教育者提供較好的教學(xué)策略，適應(yīng)各種教學(xué)環(huán)境， 盡可能減少教學(xué)過(guò)程中非智力性因素的教學(xué)活動(dòng)平臺(tái)。它能促進(jìn)教師改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)效率，優(yōu)化教學(xué)效果。 信息化教學(xué)設(shè)計(jì)關(guān)注的基本點(diǎn)是，基于課程標(biāo)準(zhǔn)、基于教育信息化環(huán)境，充分利用信息技術(shù)和信息資源，培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)效率、學(xué)習(xí)成績(jī)。信息化教學(xué)設(shè)計(jì)沒(méi)有固定的模式，是教師 和學(xué)生 發(fā)揮自己創(chuàng)造力的廣闊天地。主要是通過(guò)案例學(xué)習(xí)來(lái)模仿、分析、移植、創(chuàng)新，反復(fù)實(shí)踐、反思、總結(jié)，逐步掌握信息化教學(xué)設(shè)計(jì)的技能，提高教學(xué)質(zhì)量。 特別對(duì)于高職院校的師生，可供參考的優(yōu)秀案例不多，具 有巨大的創(chuàng)造、創(chuàng)新空間。 本章小結(jié) 介紹了 WEB 應(yīng)用架構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)的技術(shù)路線，列出了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論和 MS SQL Server2000 產(chǎn)品特點(diǎn)，總結(jié)了軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要方法和可視化編程技術(shù)，討論了信息化教育與教學(xué)設(shè)計(jì)理論，為輔助教學(xué)平臺(tái)分析設(shè)計(jì)作好理論準(zhǔn)備。 第三章 系統(tǒng)需求分析 10 第三章 系統(tǒng)需求分析 項(xiàng)目需求背景 隨著 計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和 網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來(lái)， 信息化 正以驚人的速度改變著我們的工作方式、交流方式、思維方式和生活方式。利用現(xiàn)代信息技術(shù)，從課程結(jié)構(gòu)到教學(xué)模式，從教育評(píng)價(jià)、考試模式到師資培訓(xùn)模式和 學(xué)校管理 模式，進(jìn)行全方位的改革，教育才能真正邁入信息時(shí)代。 改革開(kāi)放和現(xiàn)代化建設(shè) 的蓬勃發(fā)展， 對(duì) 高等職業(yè) 教育工作 來(lái)說(shuō)是一個(gè) 難得的機(jī)遇 ，同時(shí)也面臨著挑戰(zhàn)。 教育現(xiàn)代化本身就是社會(huì)現(xiàn)代化的重要組成部分，涉及到教育思想、教育制度、教育內(nèi)容、教育手段、教育方法的現(xiàn)代化等多方面內(nèi)容，是互相聯(lián)系、互相促進(jìn)的 。合理高效利用信息技術(shù)，是打造品牌高等職業(yè)學(xué)校的推進(jìn)器。基于教學(xué)網(wǎng)絡(luò)信息化的需要，某 職業(yè)技術(shù)學(xué)院提出了建設(shè)基于 web的高職院校輔助教學(xué)平臺(tái)，要求平臺(tái)設(shè)計(jì)突出高職院校的特點(diǎn)，而且要突出的是教學(xué)功能，主要在課程教學(xué)、在線測(cè)試、學(xué)生與教師的交流、考試方面能夠和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)能更好的結(jié)合和體現(xiàn)。 業(yè)務(wù)流程 [1620] 基于 web 的高職院校輔助教學(xué)平臺(tái)的業(yè)務(wù)涵蓋了高職院校教學(xué)工作的各個(gè)方面，總結(jié)如下幾點(diǎn)： （ 1）學(xué)生基本信息管理業(yè)務(wù)：包括學(xué)生在網(wǎng)上選課，查詢(xún)課程信息，在線與老師交流，下載相關(guān)學(xué)習(xí)資源等。 （ 2）教師基本信息管理業(yè)務(wù)：包括教師在網(wǎng)上開(kāi)課，做課程介紹，提供課程資源、教師講義、精 品課程、在線學(xué)習(xí)、校園講座等。 （ 3）課程管理業(yè)務(wù)：主要包括課程的基本信息，已經(jīng)教師開(kāi)課，學(xué)生選課，學(xué)生、教師、教務(wù)處查詢(xún)相關(guān)課程信息。 （ 4）考試管理業(yè)務(wù)：包括提供一些課程的在線考試功能，以及考試分?jǐn)?shù)管理等。 （ 5）教學(xué)資源管理業(yè)務(wù)：包括提供電子講義、其它資源、課后復(fù)習(xí)、教學(xué)安排、中國(guó)科技論文、外文期刊下載、圖書(shū)下載、論文下載等，以及相關(guān)硬件資源，如場(chǎng)地使用、機(jī)房、多媒體、教室等相關(guān)