孟廣學(xué)，郭 紅，趙竟雄

(華北科技學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院，北京東燕郊 101601)

0 引言

目前，我校學(xué)生主要的上機(jī)形式是學(xué)生按照課表的安排，刷卡進(jìn)入機(jī)房自由找座位，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的要求或登錄老師建立的FTP服務(wù)器下載實(shí)驗(yàn)要求和內(nèi)容，完成后老師現(xiàn)場檢查或提交到FTP服務(wù)器上，由于學(xué)生多，老師不可能在有限的時(shí)間內(nèi)都能檢查到;還有的同學(xué)上課晚來早走，來到后偷著打游戲、購物、瀏覽網(wǎng)頁、看視頻等，下課時(shí)拷貝同學(xué)的作業(yè)上交，不來的同學(xué)找同學(xué)代交作業(yè)，無法記錄學(xué)生上機(jī)的過程，對作業(yè)的評定和學(xué)生的出勤情況的考核真實(shí)性帶來了一定的偏差，為了杜絕此類現(xiàn)象的發(fā)生，開發(fā)了學(xué)生上機(jī)實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確記錄同學(xué)的上機(jī)時(shí)間和下機(jī)時(shí)間、所登錄的機(jī)器的IP地址，限定在一定時(shí)間段，一臺機(jī)器只能上傳一份作業(yè)，為了按時(shí)提交作業(yè)，學(xué)生必須在有限時(shí)間內(nèi)集中精力完成作業(yè)，同時(shí)對以前的作業(yè)情況同學(xué)們都可以進(jìn)行查看;教師沒有必要再進(jìn)行人工點(diǎn)名考勤，由系統(tǒng)自動進(jìn)行統(tǒng)計(jì)完成，建立一套科學(xué)、合理的上機(jī)管理系統(tǒng)有助于減少教師在教學(xué)管理方面的精力，以更好的指導(dǎo)學(xué)生的上機(jī)，促進(jìn)學(xué)院對學(xué)生上機(jī)課紀(jì)律和上機(jī)任務(wù)完成情況進(jìn)行規(guī)范化管理的發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，基于網(wǎng)絡(luò)化的系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用在高校教學(xué)中占有越來越重要的地位，因此將網(wǎng)站的優(yōu)勢引入到上機(jī)課管理系統(tǒng)中，更能適應(yīng)高等教育改革和發(fā)展的需求。

1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 學(xué)生上機(jī)實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)面向校園網(wǎng)，其體系結(jié)構(gòu)采用B/S計(jì)算模式，即利用現(xiàn)有的Web技術(shù)，將應(yīng)用程序放在Web服務(wù)器上，應(yīng)用程序做成Web主頁的形式，客戶端統(tǒng)一用Web瀏覽器來訪問Web服務(wù)器并運(yùn)行其程序。其服務(wù)器端基于Windows XP以上版本，安裝SQL Server 2008、Tomcat5.0以上版本。客戶端安裝有IE6以上版本瀏覽器。

1.2 系統(tǒng)采用的開發(fā)技術(shù)

本系統(tǒng)開發(fā)基于J2EE+SQL Server2008開發(fā)平臺，采用 Struts2+Hibernate3+Spring3+Ajax+Jsp+jQuery+XML技術(shù)。

Struts2框架本身大致可以分為3個(gè)部分(如圖1所示):核心控制器FilterDispatcher、業(yè)務(wù)控制器Action和用戶實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)邏輯組件。核心控制器FilterDispatcher是Struts2框架的基礎(chǔ)，包含了框架內(nèi)部的控制流程和處理機(jī)制。業(yè)務(wù)控制器Action和業(yè)務(wù)邏輯組件是需要自己實(shí)現(xiàn)的。在開發(fā)Action和業(yè)務(wù)邏輯組件的同時(shí)，還需要編寫相關(guān)的配置文件，供核心控制器FilterDispatcher來使用。Struts2的工作流程如下:服務(wù)器啟動時(shí)加載web.xml文件，客戶端瀏覽器發(fā)出HTTP請求時(shí)，根據(jù) web.xml配置，該請求被 FilterDispatcher接收，根據(jù)struts.xml

圖1 系統(tǒng)工作運(yùn)行處理流程圖

配置，找到需要調(diào)用的Action類和方法，并通過依賴注入方式，將值注入給Aciton，接著Action調(diào)用業(yè)務(wù)邏輯組件處理業(yè)務(wù)邏輯，Action執(zhí)行完畢，根據(jù)struts.xml中的配置找到對應(yīng)的返回結(jié)果result，并跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)頁面，最后返回HTTP響應(yīng)到客戶端瀏覽器。

1.3 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

圖2 系統(tǒng)的E－R圖

根據(jù)以上核心E－R圖及轉(zhuǎn)換原則可得本系統(tǒng)的16個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)表如下:

(1)系部信息表depts

字段名 數(shù)據(jù)類型 是否可空主鍵/外鍵 說明dno varchar(16) 否 主鍵 系編號dname varchar(32)否 系名稱

外鍵 說明suno varchar(16) 否 主鍵 專業(yè)編號suname varchar(32) 否 專業(yè)名稱shortsunam evarchar(32) 是 專業(yè)簡稱sudnovarchar(16)字段名 數(shù)據(jù)類型 是否可空主鍵/否 外鍵 所在系編號

(2)專業(yè)信息表subject統(tǒng)、教師子系統(tǒng)和管理員子系統(tǒng)。系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)功能如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)各項(xiàng)功能圖

以下只給出表名稱，表結(jié)構(gòu)略

(3)班級信息表classes

(4)管理員信息表admin

(5)教師信息表teacher

(6)學(xué)生信息表student

(7)課程信息表course

(8)授課tc

(9)實(shí)驗(yàn)室信息表experplace

(10)實(shí)驗(yàn)課安排experinfo

(11)實(shí)驗(yàn)記錄表experrecord

(12)教學(xué)日歷對照表teachcal

(13)時(shí)間節(jié)次轉(zhuǎn)換表timetrans

(14)總評成績表score

(15)公告信息表indexnews

(16)調(diào)課申請表apply

1.4 系統(tǒng)的特點(diǎn)

根據(jù)對學(xué)生上機(jī)實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)，采用相關(guān)的Internet技術(shù)產(chǎn)品，進(jìn)行系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)，該系統(tǒng)具有如下特點(diǎn):

(1)系統(tǒng)基于B/S計(jì)算模式，面向Internet數(shù)據(jù)庫，符合校園網(wǎng)環(huán)境下管理軟件的技術(shù)架構(gòu);

(2)無須開發(fā)客戶端軟件，維護(hù)、升級方便;

(3)可跨平臺操作，且任何一臺機(jī)器，只要裝有Web瀏覽器軟件，均可作為客戶機(jī)訪問系統(tǒng);

(4)系統(tǒng)具有良好的開放性和可擴(kuò)充性;

(5)學(xué)生通過使用該系統(tǒng)，上機(jī)有簽到、下機(jī)有考勤，內(nèi)容目的明確，作業(yè)情況清楚，有效地提高了學(xué)生上機(jī)的積極性，杜絕了拷貝或代交作業(yè)的發(fā)生。

(6)教師通過該系統(tǒng)，教師上課只管進(jìn)行答疑、解惑，其余的任務(wù)由系統(tǒng)進(jìn)行記錄和統(tǒng)計(jì)，提高了教學(xué)效率。

2 系統(tǒng)的總體功能設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)以三種用戶登錄，分別對應(yīng)學(xué)生子系

2.1 學(xué)生子系統(tǒng)

在學(xué)生子系統(tǒng)中，簽到和上傳作業(yè)是核心模塊。學(xué)生提交用戶名、密碼驗(yàn)證通過后，進(jìn)一步驗(yàn)證當(dāng)前時(shí)間是否有上機(jī)實(shí)驗(yàn)安排，若有則校驗(yàn)當(dāng)前機(jī)器IP是否合法及是否有其他用戶已經(jīng)登錄該系統(tǒng)。當(dāng)通過所有驗(yàn)證后則登錄到學(xué)生用戶操作界面進(jìn)行簽到，保存此次上機(jī)記錄，完成實(shí)驗(yàn)作業(yè)后可以選擇相應(yīng)的課程并提交，保存下機(jī)相關(guān)信息，系統(tǒng)自動生成此次實(shí)驗(yàn)的出勤成績。若當(dāng)前沒有上機(jī)實(shí)驗(yàn)安排則驗(yàn)證身份成功后直接登錄到學(xué)生用戶操作界面。

在學(xué)生用戶操作界面中，可查看本學(xué)期的實(shí)驗(yàn)課安排情況及每次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求，還可查看個(gè)人的歷史上機(jī)實(shí)驗(yàn)記錄詳情及以前的作業(yè)成績。學(xué)生還可以通過個(gè)人信息維護(hù)，對自己的登錄密碼進(jìn)行修改操作。

2.2 教師子系統(tǒng)

在教師子系統(tǒng)中，學(xué)生出勤信息和作業(yè)成績登記是核心模塊。教師提交用戶名、密碼驗(yàn)證通過后，進(jìn)入到教師用戶操作界面。在教師用戶操作界面，可查看本學(xué)期個(gè)人的授課信息和上機(jī)實(shí)驗(yàn)安排情況，并為每次實(shí)驗(yàn)課添加實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求，可查看指定時(shí)間的空閑機(jī)房，還可以填寫申請調(diào)課并查看受理結(jié)果。在查看學(xué)生出勤方面，既可以按某一上機(jī)實(shí)驗(yàn)安排查看，也可按指定學(xué)生查看，同時(shí)進(jìn)行作業(yè)的批改和成績的等級。教師通過設(shè)定出勤成績與作業(yè)成績的比例，來計(jì)算學(xué)生的總評成績并導(dǎo)出為Excel文件。教師還可以通過個(gè)人信息維護(hù)，對自己的登錄密碼進(jìn)行修改操作。可使用的功能模塊全部保存在數(shù)據(jù)庫中。登錄模塊的流程圖如圖4。

圖4 系統(tǒng)登錄流程圖

2.3 管理員子系統(tǒng)

在管理員子系統(tǒng)中，管理員提交用戶名、密碼驗(yàn)證通過后，進(jìn)入到管理員用戶操作界面。在管理員用戶操作界面，可對系部、專業(yè)、班級、教師、學(xué)生、課程、實(shí)驗(yàn)室等教學(xué)基本信息采用Excel工作表的形式進(jìn)行導(dǎo)入，可以對本學(xué)期所有授課信息、上機(jī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行安排、編輯并發(fā)布網(wǎng)站首頁公告信息，維護(hù)教學(xué)日歷信息。管理員還可以通過個(gè)人信息維護(hù)，對自己的登錄密碼進(jìn)行修改操作。

3 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

用戶登錄模塊主要是檢查用戶是否有使用本系統(tǒng)的權(quán)限，依據(jù)登錄用戶的權(quán)限生成不同的菜單，本系統(tǒng)的用戶的全部信息包括用戶名、密碼

3.1 以管理員身份登錄系統(tǒng)運(yùn)行效果圖(圖5)

查看、導(dǎo)入導(dǎo)出系部專業(yè)信息、班級學(xué)生信息、教師課程信息、授課安排信息、上機(jī)安排信息、機(jī)房基本信息、公告通知等。

圖5 上機(jī)安排效果圖

3.2 以教師身份登錄系統(tǒng)運(yùn)行效果圖(圖6)

教師可以查看上課信息、申請調(diào)課、查看學(xué)生出勤情況、批改學(xué)生作業(yè)、登記學(xué)生上機(jī)成績、統(tǒng)計(jì)學(xué)生總評成績等。

3.3 以學(xué)生身份登錄系統(tǒng)運(yùn)行效果圖(圖7)

學(xué)生可以查看上機(jī)作業(yè)安排、查看上機(jī)成績、上傳作業(yè)等。

圖6 教師登錄后效果圖

圖7 學(xué)生登錄后效果圖

4 結(jié)束語

通過本項(xiàng)目的實(shí)施，可使與計(jì)算機(jī)上機(jī)教學(xué)相關(guān)的課程實(shí)現(xiàn)電子化管理，促進(jìn)了上機(jī)實(shí)踐教學(xué)程序的簡化性，極大的提高上機(jī)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量，對學(xué)生上機(jī)的整個(gè)過程進(jìn)行了監(jiān)督和約束，充分調(diào)動了同學(xué)上課的積極性，有效的提高了上機(jī)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量。

［1］ 商慶偉.機(jī)房上機(jī)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.西安:西安工業(yè)大學(xué)，2011.

［2］ 黎明.開放性計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.廣州:華南理工大學(xué)，2013.

［3］ 孔慶偉.高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.濟(jì)南:山東大學(xué)，2012.

［4］ 張志鋒，朱顥東.Java Web技術(shù)整合應(yīng)用與項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)(JSP+Servlet+Struts2+Hibernate+Spring3)［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2013.

［5］ 張志鋒，馬軍霞，范乃梅，石東海.算法與程序設(shè)計(jì):Web框架技術(shù)(Struts2+Hibernate+Spring3)教程［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2013.

［6］ 林信良.JSP＆Servlet學(xué)習(xí)筆記［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2012.

［7］ 李興華，王月清.Java Web開發(fā)實(shí)戰(zhàn)經(jīng)典基礎(chǔ)篇(JSP、Servlet、Struts、Ajax)［M］. 北京:清華大學(xué)出版社，2010.

［8］ 孫鑫.Java Web開發(fā)詳解:XML+DTD+XML Schema+XSLT+Servlet 3.0+JSP2.2深入剖析與實(shí)例應(yīng)用［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2012.

［9］ 郭鄭州，陳軍紅.SQL Server 2008完全學(xué)習(xí)手冊［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2011.

［10］ 李(Michael Lee)，比克(Gentry Bieker)，唐揚(yáng)斌 (譯者)，韓矞 (譯者).精通SQL Server 2008［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2010.

［11］ 鞠紅軍，杜麗娟，等.基于Web的教學(xué)工作量核算系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.華北科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，(1):115－118.