【文章內(nèi)容簡介】 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) 隨著計算機網(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)逐步遷移的過程，目前開發(fā)建設(shè)一個無論多大規(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)級的 WEB 應(yīng)用，滿足分布式、事務(wù)性、可伸縮、可裝配、易維護的要求，簡化開發(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。 從實現(xiàn)技術(shù)的角度劃分，可以 主要歸為基于 J2EE 的解決方案、 Microsoft 解決方案。 Microsoft 公司的 NET NET 開發(fā)平臺是繼 Windows 32 API（ Windows 32 位應(yīng)用程序接口）后，微軟軟件開發(fā)平臺的第一次大升級。 NET 開發(fā)平臺能夠更容易的創(chuàng)建 WEB 應(yīng)用程序，該程序可運行于互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)器和 WEB 服務(wù)器上，同時，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 開發(fā)平臺有兩個重要的部分，即：架構(gòu)和開發(fā)工具。 架構(gòu)（ NET Framework）包括 Common Language Runtime(CLR 通用語言運行環(huán)境 )，是用于運行和加載應(yīng)用程序的軟件組件；新的類庫，分級組織了開發(fā)者可以在他們的應(yīng)用程序中用來顯示圖形用戶界面、訪問數(shù)據(jù)庫和文件以及在WEB 上通信的代碼集。 NET 開發(fā)工具包括 Visual Integrated Development Environment（即 Visual 集成開發(fā)環(huán)境），用來創(chuàng)建運行在 CLR 下并且使用類庫的應(yīng)用程序。 NET 開發(fā)平臺的結(jié)構(gòu) [6]如圖 所示。 第二章 相關(guān)理論和技術(shù) 5 圖 NET開發(fā)平臺的結(jié)構(gòu) J2EE J2EE 是基于 JAVA 的一種技術(shù)規(guī)范 [7]，定義了整個標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用開發(fā)體系結(jié)構(gòu)和一個部署環(huán)境。在這個體系結(jié)構(gòu)（見圖 示意）中，應(yīng)用開發(fā)者的注意力集中在封裝業(yè)務(wù)邏輯的開發(fā)上，一切與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)服務(wù)相關(guān)的問題及底層分配問題都由應(yīng)用程序容器或者服務(wù)器來處理。 圖 J2EE 體系結(jié)構(gòu) 第二章 相關(guān)理論和技術(shù) 6 J2EE 提供了一個框架，實現(xiàn)這個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 是一個產(chǎn)品套件，是產(chǎn)品戰(zhàn)略，而 J2EE 是編寫產(chǎn)品時的標(biāo)準(zhǔn)，二者在能力上各有千秋。例如，在對已有系統(tǒng)的集成能力方面， J2EE 要優(yōu)于 NET，它通過 JCA（ Java Connector API）可以更容易地將已有的企業(yè)應(yīng) 用進行集成。微軟的解決方案則在 Windows 平臺上提供了一系列快速開發(fā)和部署應(yīng)用的工具，但由于微軟對 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，因為它定義了一個應(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)器可以使用戶在此標(biāo)準(zhǔn)下創(chuàng)建的應(yīng)用程序都能運行于其上，更重要的是，在滿足 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)險和代價，提高應(yīng)用的靈活性， 有助于保護用戶的投資。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)，而且所實現(xiàn)的 J2EE 應(yīng)用服務(wù)器在 Windows 平臺上也可以很好地工作 。 關(guān)系數(shù)據(jù)庫 范式 關(guān)系數(shù)據(jù)庫被定義為一種特殊的數(shù)據(jù)庫，其中各個文件 (稱作關(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)庫的標(biāo)準(zhǔn)語言。 通過對關(guān)系模型的擴展，在 關(guān)系表中存儲復(fù)雜數(shù)據(jù)類型、視圖、存儲過程、觸發(fā)器以及二進制大對象 (BLOB)，對用戶定義數(shù)據(jù)類型、嵌套表及對象的支持，形成所謂“面向?qū)ο箨P(guān)系數(shù)據(jù)庫”。 在數(shù)據(jù)庫中，是用數(shù)據(jù)模型來抽象、表示、實現(xiàn)、顯示現(xiàn)實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)模型分成兩個層次，即概念模型和關(guān)系數(shù)據(jù)模型。概念模型是用戶和數(shù)據(jù)庫設(shè)計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，是按照數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的觀點來對資料建模，從模型產(chǎn)生的數(shù)據(jù)庫設(shè)計即為邏輯設(shè)計。 關(guān)系數(shù)據(jù)模型設(shè)計要遵循規(guī)范化理論，一般每個關(guān)系數(shù)據(jù)庫表要達 到第三范式要求。關(guān)系數(shù)據(jù)庫范式定義 [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值都是不可再分解的值，則稱 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 中每一個非主屬性完全函數(shù)依賴于 R 的某個候選鍵，則稱 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 Y ? A 是傳遞依賴。如果關(guān)系模式 R 是第二范式 ，且每個非主屬性都不傳遞依賴于 R 的候選鍵，則稱 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，且每個屬性都不傳遞依賴于 R 的候選鍵，稱 R 是 BCNF 的模式。 MS SQL Server2000 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（ RDBMS）商業(yè)化產(chǎn)品主要有： Oracle、 MS SQL Server、 Sybase、 Informix、人大金倉等等。如今，在一般用戶中，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)庫管理系統(tǒng) ，是使用客戶機 /服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)的 RDBMS。它具有高性能、高可靠性和可擴充性的優(yōu)點，同時又引進了數(shù)據(jù)庫和服務(wù)器增強功能，以及其他一些新的特性，使它成為一個杰出的數(shù)據(jù)庫平臺，可用于大型聯(lián)機事務(wù)處理、數(shù)據(jù)倉庫及電子商務(wù)等。它的特點 [9]有： (1)真正的客戶機 /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)庫管理更加直觀、簡單； (3)豐富的編程接口工具，為用戶進行程序設(shè)計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 一定會在兼容性方面取得一些優(yōu)勢 ； (5)具有擴展性，可靠性，可以迅速開發(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，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，也稱為面向功能的軟件開發(fā)方法或面向數(shù)據(jù)流的軟件開發(fā)方法。它首先用結(jié)構(gòu)化分析（ SA）對軟件進行需求分析 ，然后用結(jié)構(gòu)化設(shè)計（ SD）方法進行總體設(shè)計，最后是結(jié)構(gòu)化編程（ SP）。開發(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)型兩類典型的軟件結(jié)構(gòu)，便于參照，使軟件開發(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，在限定的時間內(nèi)，用最經(jīng)濟的方法構(gòu)造一個系統(tǒng)原型，使用戶盡早看到未來系統(tǒng)的概貌，在系統(tǒng)原型的實際運行中與用戶一起發(fā)現(xiàn)問題，提出修改意見，不斷完善原型，使它逐步滿足用戶的要求。 面向?qū)ο蠓椒?(OO) OO 是一種認(rèn)識 (建模 )的方法論 ,強調(diào)對現(xiàn)實世界的理解和模擬，便于由現(xiàn)實世界轉(zhuǎn)換到計算機世界，特別適合于系統(tǒng)分析與設(shè)計 (即 OOA 與 OOD)。其建立在對象及其屬性、類屬及其成員、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。被擴展到軟件及硬件各個領(lǐng)域，如 OO 的體系結(jié)構(gòu)及 OO 的硬件支持、 OO 的軟件開發(fā)、 OO 數(shù)據(jù)庫、 OO 程序設(shè)計語言等等。 可視化編程 基于 “所見即所得” 可視化集成開發(fā)環(huán)境，以對象為基礎(chǔ)，程序員可以通過拖放操作來完成界面的設(shè)計工作，不僅減輕了工作量、簡化了界面設(shè) 計過程，而且有效地提高了開發(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，綜合和推廣社會各領(lǐng)域的信息技術(shù)、信息化服務(wù)的廣泛應(yīng)用。實現(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。信息化教育有如下特點： 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、多媒體課件自動管理 ??。 教學(xué) 設(shè)計理論 教學(xué)設(shè)計就是通過研讀教育、教學(xué)理論，利用系統(tǒng)分析方法，以促進受教育者的學(xué)習(xí)為基本出發(fā)點，將抽象的學(xué)習(xí)理論與學(xué)習(xí)原理演變?yōu)閷唧w的教學(xué)目標(biāo)、任務(wù)、內(nèi)容、和教學(xué)策略、方法、評價等有效的教與學(xué)的操作和環(huán)節(jié) [13]。它的主要任務(wù)是以解決教學(xué)問題、優(yōu)化學(xué)習(xí)為根本目的的教學(xué)設(shè)計活動。它是在遵循教育教學(xué)基本認(rèn)識規(guī)律的前提下，而帶有設(shè)計學(xué)科一般性質(zhì)的教學(xué)設(shè)計理論。 網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺絕非憑空產(chǎn)生，它以各種不同類型的教學(xué)設(shè)計理論為理論基礎(chǔ)，以兼容各種教學(xué)設(shè)計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)過程中非智力性因素的教學(xué)活動平臺。它能促進教師改進教學(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)計關(guān)注的基本點是，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。信息化教學(xué)設(shè)計沒有固定的模式，是教師 和學(xué)生 發(fā)揮自己創(chuàng)造力的廣闊天地。主要是通過案例學(xué)習(xí)來模仿、分析、移植、創(chuàng)新，反復(fù)實踐、反思、總結(jié)，逐步掌握信息化教學(xué)設(shè)計的技能，提高教學(xué)質(zhì)量。 特別對于高職院校的師生，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)及其實現(xiàn)的技術(shù)路線，列出了關(guān)系數(shù)據(jù)庫規(guī)范化理論和 MS SQL Server2000 產(chǎn)品特點，總結(jié)了軟件系統(tǒng)設(shè)計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)計理論，為輔助教學(xué)平臺分析設(shè)計作好理論準(zhǔn)備。 第三章 系統(tǒng)需求分析 10 第三章 系統(tǒng)需求分析 項目需求背景 隨著 計算機技術(shù)的發(fā)展和 網(wǎng)絡(luò)時代的到來， 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，從教育評價、考試模式到師資培訓(xùn)模式和 學(xué)校管理 模式，進行全方位的改革，教育才能真正邁入信息時代。 改革開放和現(xiàn)代化建設(shè) 的蓬勃發(fā)展， 對 高等職業(yè) 教育工作 來說是一個 難得的機遇 ，同時也面臨著挑戰(zhàn)。 教育現(xiàn)代化本身就是社會現(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)校的推進器?；诮虒W(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，要求平臺設(shè)計突出高職院校的特點，而且要突出的是教學(xué)功能，主要在課程教學(xué)、在線測試、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)平臺的業(yè)務(wù)涵蓋了高職院校教學(xué)工作的各個方面，總結(jié)如下幾點： （ 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)教師開課，學(xué)生選課，學(xué)生、教師、教務(wù)處查詢相關(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、中國科技論文、外文期刊下載、圖書下載、論文下載等，以及相關(guān)硬件資源，如場地使用、機房、多媒體、教室等相關(guān)