网上实验预约系统的设计与实现--本科毕业论文.doc
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1、前 言21世纪的教育必须适应信息化社会需求。为此,世界发达国家高度重视信息技术对教育的影响和作用,重新调整教育目标,制定教育改革方案,加快推进教育信息化建设。近年来我国也十分重视教育信息化,特别是在“面向21世纪教育振兴行动计划”中强调利用信息技术推进教育改革。教育改革中强调了教育方式和管理方式的变革。随着高校规模的不断扩大和对教学管理需求的不断提高,引进先进的信息技术,实现教学管理方式的网络化和智能化已成为教学改革的必然趋势,我这次设计的题目是网上实验预约系统(简称预约系统),是针对原有手工管理效率低下,缺乏可控性等特点,采用科学、高效的教学管理方式,使教师、学生预约实验比原来更加方便快捷。
2、此次的毕业设计课题是一个新的体验、新的挑战,我在此过程中初次涉足JSP技术,对Java编程的首次尝试,其中遇到了不少的困难,不足与失误之处在所难免,故敬请各位老师、领导批评指正。在此期间,我也不仅仅应用了所学的知识,而且还不断的学习了新的知识、工具,以完成设计的需要。在设计的过程中我深深体会到作为一个学习计算机专业的职员,为了实现一个模块的代码、为了一个设计的实现思想、经常要绞尽脑汁来达到设计所要达到的目的。尽管我的基础知识还不够扎实,但是在此期间我积累了许多宝贵的经验,这都是我以后走上工作岗位的巨大的财富。由于这是我的一个新尝试,以及受有限的知识和仓促的时间所限,所以程序代码中难免会有不足的
3、地方,望各位老师给予我指正,我将在以后的设计中做得更好。1 绪 论学校中的实验设备是属于全校师生共用的教学资源。由于学校实验室个数及每门课程相关实验室课时数的有限性,使得实验室不可能像普通教室那样按周次进行固定排课。当前实验教室的排课普遍采用人工预约的方法,这种方式无论在人员联系上还是实验室安排上都很不方便。预约一个教室的周期往往在两周以上,极大地影响了教学进度的安排,并且由于实验室教室的分散性,往往会出现一个教室爆满而另一个闲置的不对称使用情况,在这种情况下,开发一种全校实验室资源共享、合理分配教室资源、远距离操作实验室预约系统就显得尤为必要。在国外,预约系统早就起源并且早已经扩展开来。基于
4、ASP的高校实验网络管理系统,也可为学生提供一种选修自己喜欢实验的途径。有些系统允许学生通过校园网选修实验,它具有实验预约、查询等功能。在国内,现在一般是用ASP做实验预约系统。预先查看几个比较典型的实验预约系统:长江大学电子信息学院开发的长江大学电工电子实验预约系统,它是一个实验预约管理系统,提供学生和教师登录预约,教师和学生登录后的功能不一样,教师登录后还可以对学生进行实验管理;学生可以进行实验预约,只是该系统有时候学生预约并不开放,以教师预约为主。这是国内目前功能比较完善的实验预约系统。绍兴文理学院的开放实验网上预约系统预约实现了可选择的实验进行预约和取消预约,可以轻松查看实验室状况,不
5、过此系统封闭性不强,任何注册人员都可以进行预约,这给系统管理带来了负面影响。另外,最近在网上还出现了一个简单的网上实验预约系统,简单实现了预约功能,也是一个纯粹的实验预约系统,用户可以随时进行注册并预约实验,又没有取消预约的功能,而且此系统维护不够,预约得不到管理员的批准与调配。但这也说明预约系统现在在国内比较盛行,大家在勇于攀登,在不断完善实验预约系统的功能。建国以来,我国经济飞速的发展,特别是改革开放以后,大量资金、先进技术的引入,人民的生活水平有了很大的提高,物质生活的提高也改变了消费观念,网络逐渐走进了人们的生活。随着学校场所规模的扩大,使其在管理上存在一些漏洞,如实验安排不及时,实验
6、安排有时间缺乏双方交流性等。这导致了这些实验室不能达到实验的最佳结果。实验室本来是用来结合理论联系实践的一个重要环节,这步如果出了一点点问题,不良后果也是很大的。至少是一个班级的同学不能完成实践学习或者是不能及时完成相关的实践,也会给理论学习带来一定的困难,也可能导致对该课程的学习失去兴趣。我这次毕业设计题目是网上实验预约的设计与实现,是湖南科技大学教学研究重点项目中的一个方面。我们湖南科技大学是由原湘潭工学院和原湘潭师范学院合并而来,现在分为南北两个主校区。为充分利用两个校区的实验室,就要根据现有的实验室情况调配两个校区的学生人数,尽量做到最大限度的使用实验设备,实现全校实验的合理化,提高实
7、验设备的利用率。通过实验室的调查,实验室暂时还没实现网上实验预约功能,而且实现也有一定的难度。实验室的管理员老师用他们的经验和事实说明在实验室工作并不是一件简单的事情,因为实验室是个流动的场所,按照周一到周日,而且每天又按照一二节课、三四节课、五六节课、七八节课以及晚上分开进行排课,如果是节假日提前全部排满的课程也只能被冲掉,不能再重新安排。在这一点上就说明本系统的建立就很有必要性,如果是授课教师能够实时地进行实验预约,就能够尽量避免实验安排冲突的现象。现在实验室的课程安排更是复杂,一般都是用手工安排实验课,又由于没有网上预约系统,实验预约必须由教师与管理员进行预约并查看实验室有关安排信息。实
8、验室是公共场合,除了上课还要用于实验考试等,有些固定安排是不能被耽搁的,任课老师完成对班级理论课表的参照后与实验室管理员商量好实验时间段,最后还是要等待实验室最后的安排表出来才能定好实验日期,这一般是要几个星期的时间。而学生一般是不能进行实验预约的。根据对实验室日常业务的考察,以及具体情况的分析得到实验预约系统的迫切性,特别是作为计算机实验室,本身就为实验预约系统的应用奠定了基础,加上师生的需求就确定了该系统开发必要性。2 系统开发平台基于对系统的分析,本系统采用JSP技术来实现动态网页,利用Microsoft SQL Server 2000作为数据库管理系统建立数据库,操作系统为Window
9、s XP profession,Web服务器为Tomcat 5.0。2.1 HTML语言HTML(HyperTextMarkupLanguage超文本标记语言)7是一种用来制作超文本文档的简单标记语言。与常见的字处理文件不同,Web页以超文本标识语言编排格式。HTML文件是带有特定HTML插入标记的用以编排文档属性和格式的标准文本文件。它能独立于各种操作系统平台。自1990年以来HTML就一直被用作WorldWideWeb上的信息表示语言,用于描述Homepage的格式设计和它与WWW上其它Homepage的连结信息。HTML文档是一个放置了标记的ASCII文本文件,通常它带有.html或.h
10、tm的文件扩展名。2.2 JavaScript语言JaveScript脚本语言脚本是应用程序在网页上表达的语言,可以将脚本嵌入Web页中。通常脚本在服务器上运行,但也可以采用客户端和服务器端结合使用VBScript是ASP的默认脚本语言3。2.3 JSP技术2.3.1 JSP概述JSP(Java Server Page)技术是由Sun Microsystem公司倡导,许多公司参与,于1999年6月推出的一种动态网页技术标准。它是基于Java Servlet以及整个Java体系的Web开发技术,是Servlet 2.1 API的扩展。JSP技术是由Servlet技术发展起来的,自从有了JSP后,
11、在Java服务器端编程中普遍采用的就是JSP,而不是 Servlet。同时,JSP秉承了Java的“编程一次到处运行”的精神,能应用于不同的操作平台之上(如Windows、Unix、Linux等多种操作系统),是一种与平台无关的技术。简而言之,JSP就是Java,就是Servlet.只是它是一个特别的Java语言,同时又引入了“”等一系列的特别语法。JSP技术的具体实现简单地说,就是在传统的网页HTML文件(*.htm,*.html)中,利用HTML(或XML)标签的扩展,插入JSP脚本代码(主要是Java代码),构成了JSP文件(扩展名为.jsp)3。2.3.2 JSP工作原理在JSP第一次
12、获得来自于客户端浏览器的请求时,JSP文件将被JSP引擎(JSP engine)转换成一个Servlet,即将”.jsp”文件编译成Java Class文件。当Servlet引擎接收到请求后,如果设置了使用最新的JSP,它就会去找JSP文件,检查该文件在上次编译后是否改动过。如果改动过,就会重新编译生成新的Servlet,最终将请求转交给编译好的Servlet引擎执行。如图2-1。在编译时如果发现JSP文件有任何语法错误,转换过程将中断,并向客户端发出出错信息;如果编译成功,则所转换产生的Servlet代码被编译,然后该Servlet被JSP引擎加载到内存中。此时JSP引擎还请求了jspIni
13、t()方法的执行,并对此Servlet初始化。JspInit()方法在Servlet的生命周期中只被请求一次,然后将被调用来处理客户端的请求和回复操作。对于所有随后对该JSP文件的请求,服务器将检查该JSP文件自最后一次被存取后是否经过修改。如果没有修改,则将请求交还给还在内存中的Servlet的jspService()方法,执行回复操作。由于Servlet始终驻于内存,所以响应是非常快的。JSP页面在第一次访问时由于要转化和编译,运行速度较慢,但是当第二次访问该页时,由于文件已经被编译成字节码文件了,所以速度非常得快。Client客户端请求(Request)Web Server响应(Resp
14、onse)Serverextension服务器扩展ServletengineJSPengineServlet引擎JSP引擎ClassloaderJavacomplierJSPparser类载入器Java编译器JSP语法分析器图2-1 JSP运行原理2.3.3 JSP页面的组成JSP页面看上去像是标准的HTML和XML页面,并附带有JSP引擎能够处理和解析执行的代码与组件。通常,JSP代码和组件用于创建在最终页面上显示的文本。通常来说,JSP页面包括编译指令,动作指令,声明,表达式和程序段等内容。1、编译指令:使用JSP编译指令(% 和 %内的)来指定所使用的脚本语言,Servlet实现的接口,
15、Servlet扩展的类,Servlet导入的软件包。JSP指令的一般语法形式为:。2、动作指令(标识):动作指令用于执行某些动作。在JSP规范中有2种类型的动作指令的标识。第一种是标准动作,它定义的是无论在什么版本的JSP引擎或Web服务器下总是可用的动作。第二种是自定义动作,它通过使用taglib指令来实现。例如JSP:useBean;JSP:setProperty;JSP:getProperty就是标准动作。3、声明:用于声明合法的变量和方法。与任何语言相同,JSP语言使用变量来保存数据。这些变量用declaration元素声明,声明的语法为。当页面被初始化的时候,JSP页面中的所有声明都
16、被初始化。除了简单的变量,方法也能被声明。声明不对当前的输出流产生任何影响。4、表达式:通过计算表达式所得到的结果来表示某个值。表达式的形式为:。表达式求值的结果被强制转换为一个字符串,并插入到当前的输出流中。5、程序段:JSP可以在页面中包含的一段程序,称之为程序段。程序段是一个代码片断,在请求的处理过程中被执行。程序段可以和页面中的静态元件组合起来创建动态生成的页面。程序段在“”中定义,在这对标识中的所有东西都会被当成JSP程序执行。 2.3.4 JavaBean技术介绍JavaBean技术是一种基于Java的组件技术,JavaBean组件可以用来执行复杂的计算任务,或负责与数据库的交互以
17、及数据的提取等,是解决代码重用问题的一种策略。以前的组件无法实现真正的代码重用,其主要原因就是它们对于处理平台的依赖和对开发语言的依赖过重。由于Java语言在这些方面所具有的特点和优势,使得基于它的软件JavaBean组件技术倍受人们的关注。它的任务就是:一次编写,可以在任何地方执行,可以在任何地方重用。JavaBean组件可以在任何地方重用包括了可以在应用程序、其他组件、文档、Web站点和应用程序构造器工具等多种方案中再利用。为了创建和使用Java软件组件,JavaBean被实现为一种独立于平台和结构的应用程序接口,它的实现可以忽略内部的结构及细节问题,只需要定义其外部的特征及对外功能就行。
18、其中,属性、方法和事件三种接口可以独立对外进行开发。JavaBean的实质就是一个.class文件,也可以成为类文件。JavaBean以binary格式保存,可以保护Java源代码不容易被他人抄袭。2.3.5 JSP的运行环境要运行JSP(注意,不是浏览JSP页面),需要有支持JSP的服务器。这里分2种情况:一种是自身就支持JSP的服务器,如Jrun,Weblogic,JSWDK等;而另一种则是在不支持JSP的服务器上安装JSP引擎的插件,如在IIS,Apache等服务器上安装WebSphere,tomcat,Resin等插件。其中主流服务器是Weblogic和tomcat.Weblogic是
19、一款功能强大的服务器软件,配置比较简单,而且JSP的扩展功能较多,附带了数据库的JDBC驱动程序。,支持JHTML(一种与JSP十分相似的技术),是目前市场占有率最高的服务器。不过,Weblogic的运行情况不太稳定,使用它调试JSP文件,出现语法错误或者数据库连接错误时,Weblogic就有可能崩溃。Tomcat服务器是当今使用广泛的JSP/Servlet服务器,它本身也可做Web服务器使用。它的运行稳定好。Tomcat服务器是Apache Group Jakarta小组开发的一个免费服务器软件,适合于嵌入Apache中使用,而且,它的源代码可以免费获得,你可以自由地对它进行扩充。访问的地址
20、 http:/jakarta. apache.org/tomacat/index.html, Tomcat服务器的兼容性很好,如WebLogic服务器采用其为Web服务器引擎,Jbuilder将其作为标准的测试服务器,Sun公司也将其作为JSP技术应用的示例服务器。不足之处是它的配置比较麻烦,而且有一些安全性的问题没有解决。但是Tomcat服务器有众多大软件公司的支持,而且服务器的性能稳定,其发展前景很好。2.4 SQL Server 2000数据库简介Microsoft SQL Server 2000是由一系列产品组成,不仅能够满足最大的数据处理系统和商业Web站点存储和处理数据的需要,还能
21、为个人或小企业提供容易使用的数据存储服务。现在的企业和政府部门对数据的存储要求非常高,如要求系统必须可以同时处理上千件订单,能提供安全、与Web紧密集成的数据存储,能够存储最大量的数据和支持众多的用户,有可靠的联机分析处理系统,这些系统能够很容易地通过OLTP(联机事务处理)数据生成,并支持复杂的数据分析。要求数据存储系统可由应用程序配置,然后系统自身可以自动调整,用户不需要专门的数据库管理员不间断的监视和调整应用程序。Microsoft SQL Server 2000通过提供一系列相互协助的足见满足了用户的各种要求。 Microsoft SQL Server 2000是由一系列相互协作的组件
22、构成,能满足最大的Web站点和企业数据处理系统存储和分析数据的需要。 Microsoft SQL Server 2000主要由以下几个组件组成:关系数据库组件、数据库构架、管理构架、复制构架、数据仓库和联机分析处理分析和应用程序开发构架等。2.4.1 Microsoft SQL Server 2000的特性Microsoft SQL Server 2000的主要特性包括:与Internet集成、可伸缩性和可用性、企业级数据库功能、易于安装、部署和使用数据仓库。Microsoft SQL Server 2000数据库引擎提供完整的XML(可扩展标记语言)支持。SQL Server 2000与其他
23、产品共同构成了可靠安全的Internet和Intranet系统的数据存储。SQL Server 2000支持English Query和Microsoft搜索服务等功能,在Web应用程序中包含了用户友好的查询和强大的搜索功能。同一Microsoft SQL Server 2000数据库引擎可以运行在Microsoft SQL Server 2000的各个版本。Microsoft Windows NT4.0版的所有版本、Windows98和Windows Millennium Edition上。 同时,当以默认设置运行时, SQL Server 2000还具有动态自调整等功能,可以有效地运行在便
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