網(wǎng)絡(luò)課程MIS的Java實(shí)現(xiàn)

【摘  要】Java高級語言作為最有前途的編程工具，具有面向?qū)ο蟆⒁跃W(wǎng)絡(luò)為中心等特點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)課程資源管理系統(tǒng)采用Java高級語言作為開發(fā)工具，結(jié)合網(wǎng)頁技術(shù)HTML、Java Bean、JavaServlet、JSP設(shè)計(jì)完成，在與網(wǎng)絡(luò)的融合中顯示出極大優(yōu)勢，使網(wǎng)絡(luò)課程系統(tǒng)的應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。
【關(guān)鍵詞】JavaEE  B/S  三層模式  資源積累

        現(xiàn)代電子技術(shù)與通訊技術(shù)的結(jié)合，把學(xué)校教育推進(jìn)了一個(gè)全新的信息環(huán)境——網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)也被稱為“信息高速公路”，它從根本上改變了傳統(tǒng)信息交流方式，給傳統(tǒng)教與學(xué)帶來了挑戰(zhàn)與機(jī)遇，給新一輪課程改革提供了課程資源優(yōu)化組合的嶄新平臺(tái)。一方面，目前各高校紛紛加強(qiáng)自身網(wǎng)絡(luò)課程資源建設(shè)，如精品課程建設(shè)、優(yōu)秀教學(xué)課件建設(shè)、FTP課程資源建設(shè)等等。但是在資源數(shù)據(jù)的存放、檢索、提高利用率等方面還存在許多問題，加上缺乏統(tǒng)一有效的資源管理平臺(tái)，各高校網(wǎng)絡(luò)課程資源的建設(shè)受到了很大制約。另一方面，對自建網(wǎng)絡(luò)課程資源的管理、整合方面也是近幾年研究的熱點(diǎn)，而開發(fā)一個(gè)良好的網(wǎng)絡(luò)課程資源管理系統(tǒng)（以下簡稱系統(tǒng)），將有利于高校自身網(wǎng)絡(luò)課程資源的建設(shè)與發(fā)展。
        一 系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢
        隨著軟件開發(fā)結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)比較流行的B/S結(jié)構(gòu)，同時(shí)軟件框架結(jié)構(gòu)方面也在不斷發(fā)展，目前在多層應(yīng)用結(jié)構(gòu)方面采用JavaEE技術(shù)和.net技術(shù)的不同解決方案，二者各有優(yōu)缺點(diǎn)，分別適用于不同規(guī)模系統(tǒng)的要求。在諸多解決方案中，本系統(tǒng)選擇了基于JavaEE技術(shù)的三層B/S結(jié)構(gòu)解決方案，如圖1所示。
        
        這種模式在邏輯上將應(yīng)用功能分為三層：表示層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)持久層。 水利論文發(fā)表
        1．系統(tǒng)三層介紹
        表示層：表示層是為用戶提供應(yīng)用服務(wù)的圖形界面，有助于用戶理解和高效的定位應(yīng)用服務(wù)。主要是uI元素，如HTML、JavaScrip、呈現(xiàn)數(shù)據(jù)和收集數(shù)據(jù)。這一層就是把從數(shù)據(jù)庫中提取出來的數(shù)據(jù)用jsp、html、shtml頁面的形式顯示出來。業(yè)務(wù)邏輯層：該層從數(shù)據(jù)操作層中獲取并組織表示層要呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)，處理表示層收集過來的數(shù)據(jù)并傳遞給數(shù)據(jù)持久層持久化。如輸入的數(shù)據(jù)的驗(yàn)證、數(shù)據(jù)的輸出、頁面流程管理，安全和訪問控制管理等問題的解決都在業(yè)務(wù)邏輯層。在javaEE中用Java bean進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯和事務(wù)的處理。數(shù)據(jù)持久層：該層是三層模式中最底層，它用來定義、維護(hù)、訪問和更新數(shù)據(jù)并管理和滿足應(yīng)用服務(wù)對數(shù)據(jù)的請求。它把業(yè)務(wù)層處理后的數(shù)據(jù)保存到一個(gè)持久的數(shù)據(jù)庫中，同時(shí)可從數(shù)據(jù)庫中取出數(shù)據(jù)給業(yè)務(wù)層，即把數(shù)據(jù)永久儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫中。
        2．JavaEE技術(shù)
        目前，JavaEE技術(shù)主要包括Java Server Faces（JSF）、EJB3.0、Web服務(wù)、SOA及其他一些內(nèi)容。
        （1）JSF。它是一種用于構(gòu)建Web應(yīng)用程序的新標(biāo)準(zhǔn)Java框架。它提供了一種以組件為中心來開發(fā)Java Web用戶界面的方法，從而簡化了開發(fā)。強(qiáng)健的JSF API為開發(fā)人員提供了無與倫比的功能和編程靈活性，JSF技術(shù)在本系統(tǒng)中的應(yīng)用還確保了應(yīng)用程序具有更高的可維護(hù)性。
        （2）EJB3.0。在本系統(tǒng)中，嘗試使用最新的EJB3.0來實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯與數(shù)據(jù)持久層的開發(fā)。由于EJB的復(fù)雜性，使其在J2EE架構(gòu)中的表現(xiàn)一直不是很好。EJB大概是J2EE架構(gòu)中唯一一個(gè)沒有兌現(xiàn)其能夠簡單開發(fā)并提高生產(chǎn)力的組件。而EJB3.0規(guī)范在這方面做出努力以減輕其開發(fā)的復(fù)雜性。EJB3.0取消或最小化了很多回調(diào)方法的實(shí)現(xiàn)，并且降低了實(shí)體Bean及O/R映射模型的復(fù)雜性，從而大大減輕了開發(fā)人員進(jìn)行底層開發(fā)的工作量。
        （3）Web服務(wù)。Web服務(wù)是基于XML和HTTPS的一種服務(wù)，其通信協(xié)議主要基于SOAP，服務(wù)的描述通過WSDL，通過UDDI來發(fā)現(xiàn)和獲得服務(wù)的元數(shù)據(jù)。它是處理異構(gòu)的應(yīng)用相互通信的一種協(xié)議。
        （4）SOA（service—oriented architecture）是一種企業(yè)信息管理應(yīng)用框架，它著眼于日常的業(yè)務(wù)應(yīng)用，并將它們劃分為單獨(dú)的業(yè)務(wù)功能和流程，即所謂的“服務(wù)”。形象地說，這些“服務(wù)”就像大小不一的玩具中的積木，它們間的靈活組合可適應(yīng)不同的業(yè)務(wù)敏捷管理需要。
        二 系統(tǒng)工作原理
        為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能，在三層模式設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)時(shí)考慮到各種用戶的需求，同時(shí)也注意到實(shí)用性、安全性、交互性、操作簡易性以及個(gè)性化與界面友好性，在參考其他相關(guān)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，結(jié)合高校實(shí)際情況，確定了系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，主要模塊的功能見圖2。
        第一，教師自建課程模塊。該模塊的功能是管理各專業(yè)教師在經(jīng)過審核后自建的各種網(wǎng)上課程，學(xué)生在此模塊中能夠進(jìn)行相應(yīng)的專業(yè)學(xué)習(xí)，能夠與其他學(xué)習(xí)者及相應(yīng)的教師進(jìn)行探討并進(jìn)行相關(guān)的學(xué)習(xí)活動(dòng)。
        第二，精品課程模塊。此模塊用列表形式展示了國家級、市級、院級等精品課程，訪問者可以點(diǎn)擊進(jìn)入，查看課程基本信息及相應(yīng)的課程網(wǎng)站。
        第三，F(xiàn)TP資源模塊。管理海量網(wǎng)絡(luò)課程資源部從網(wǎng)絡(luò)收集、下載及整理過的課程、音頻、視頻等教學(xué)資料，用戶可以方便快捷地從此模塊中獲取大量的學(xué)習(xí)資料。 水利論文發(fā)表
        第四，其他教學(xué)資源模塊。在此模塊中，匯集了學(xué)院相關(guān)的大量教學(xué)課件、教案、案例及試卷等資料。目的是為廣大教師提供相應(yīng)的教學(xué)參考，拓寬學(xué)生的知識(shí)面。
        第五，優(yōu)秀教師模塊。該模塊全方位介紹學(xué)校優(yōu)秀教師的風(fēng)采，包括教師信息、獲獎(jiǎng)情況、教學(xué)成果、教學(xué)音頻、視頻及圖片等等。教師可隨時(shí)更新個(gè)人各種相關(guān)資料，可以申請開辦網(wǎng)絡(luò)課程，同時(shí)有專門的能與學(xué)生進(jìn)行資源共享與交流的空間。除以上幾個(gè)主要模塊外，還要及時(shí)向用戶提供動(dòng)態(tài)信息的新聞與公告模塊，以及用戶與網(wǎng)絡(luò)資源部進(jìn)行咨詢與交流的模塊。
        
        三 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        1．系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境與性能控制
        根據(jù)實(shí)際需求，在采用三層模式的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)后臺(tái)采用SQL Server2000數(shù)據(jù)庫，開發(fā)環(huán)境為：Windows2003 Server＋java＋Apache Tomcat6.0。系統(tǒng)秉承開放性、共享性、兼容性等特點(diǎn)，在校園網(wǎng)內(nèi)，可以使用戶享受到更加方便、簡單、快捷的服務(wù)。在系統(tǒng)性能控制方面，用到了Oscache與unSession等性能提高機(jī)制。其中，（1）Oscache：Oscache標(biāo)記庫是一種開創(chuàng)性的JSP定制標(biāo)記應(yīng)用，其提供了在現(xiàn)有JSP頁面之內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速內(nèi)存緩沖的功能。Oscache能夠在任何JSP 1.2兼容的服務(wù)器上運(yùn)行，不僅能夠?yàn)樗�有用戶緩沖現(xiàn)有JSP代碼塊，而且能夠以用戶為單位進(jìn)行緩沖。Oscache還包含一些提高可伸縮性的高級特性，如緩沖到磁盤、可編程的緩沖刷新、異常控制等等。Oscache是一種用于提高系統(tǒng)響應(yīng)速度、改善系統(tǒng)運(yùn)行性能的技術(shù)。在本系統(tǒng)中，通過緩存頁面的輸出結(jié)果，顯著地改善了系統(tǒng)運(yùn)行性能。（2）unSession（偽會(huì)話管理機(jī)制）：HTTP是一種無狀態(tài)的協(xié)議，它意味著Web應(yīng)用并不了解有關(guān)同一用戶以前請求的信息。維持會(huì)話狀態(tài)信息的方法之一是使用java Serverlet或者JSP容器提供的會(huì)話跟蹤功能，將用戶的會(huì)話保存在服務(wù)器的內(nèi)存中，這樣比較容易實(shí)現(xiàn)也比較容易管理，但是對于大量的Session駐留在服務(wù)器的內(nèi)存中無疑占用服務(wù)器的大量資源，使其降低響應(yīng)速度。而對于偽會(huì)話管理機(jī)制，對象或者值不存儲(chǔ)在內(nèi)存中，而是在文本文件中；每個(gè)文本文件和一個(gè)用戶相關(guān)聯(lián)，文件名是會(huì)話標(biāo)識(shí)符，因此文件名是唯一的；這些文件存儲(chǔ)在一個(gè)所有的Web服務(wù)器都可以訪問的目錄中，所以偽會(huì)話可以在一個(gè)Web群中使用；會(huì)話標(biāo)識(shí)符不以Cookie形式發(fā)送，而是對URL進(jìn)行編碼，需要重寫所有的連接，包括HTML表單中的ACTION屬性。
        2．資源積累及使用流程
        整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，重點(diǎn)在于系統(tǒng)資源積累與使用流程的設(shè)計(jì)，整個(gè)資源積累及使用流程如圖3所示。
        
        此外系統(tǒng)還在開放與共享方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中能與其他資源系統(tǒng)共享彼此之間的各種資源數(shù)據(jù)。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)課程資源管理工作的實(shí)際情況，在整個(gè)系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)了4種用戶： 水利論文發(fā)表
        （1）系統(tǒng)管理員。系統(tǒng)具有最高權(quán)限的用戶，能對系統(tǒng)進(jìn)行初始化設(shè)置、管理與分配其他類型用戶權(quán)限、統(tǒng)計(jì)各種系統(tǒng)信息、進(jìn)行安全管理等等工作。
        （2）資源管理員。網(wǎng)絡(luò)課程資源管理系統(tǒng)的重點(diǎn)在于資源積累及保證資源可用性，因此，系統(tǒng)中引入了一類特殊用戶——資源管理員，這是一類特殊用戶，由系統(tǒng)管理員分配指定。資源管理員日常及時(shí)調(diào)查統(tǒng)計(jì)學(xué)院各種現(xiàn)有資源使用情況，及時(shí)收集學(xué)生用戶對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的需求情況，在登陸系統(tǒng)后對系統(tǒng)資源進(jìn)行管理，對由教師上傳到臨時(shí)資源庫中的資源進(jìn)行審核，審核臨時(shí)資源的合法性、合理性及有用性，只有審核通過的資源才對學(xué)生用戶開放。在做審核工作的同時(shí)，資源管理員還積極收集、整理、制作各種資源，并錄入管理系統(tǒng)。
        （3）教師用戶。擁有訪問資源的權(quán)限，同時(shí)能對自身信息進(jìn)行維護(hù)編輯，可以向系統(tǒng)申請建立網(wǎng)上課程并上傳相關(guān)教學(xué)資源，解答學(xué)生用戶的各種問題。
        （4）學(xué)生用戶。注冊登陸后使用系統(tǒng)全部開放資源，可以在教師設(shè)立的網(wǎng)上課程中與教師、同學(xué)進(jìn)行交流。
        3．系統(tǒng)應(yīng)用程序安全性設(shè)計(jì)
        用Java開發(fā)的系統(tǒng)應(yīng)用程序基于JavaEE技術(shù)、Web技術(shù)，采用HTTP協(xié)議，通過JDBC訪問數(shù)據(jù)庫，訪問數(shù)據(jù)庫及整個(gè)系統(tǒng)功能都體現(xiàn)在每個(gè)頁面上，系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)靠所有頁面的相互調(diào)用。但是，由于頁面的無記憶性和獨(dú)立性，頁面訪問實(shí)際是通過URL實(shí)現(xiàn)，如果程序不對每個(gè)頁面進(jìn)行合法性檢查，非法用戶即使不知道用戶名和口令，同樣可以通過鍵入U(xiǎn)RL跳過登錄檢查直接訪問和數(shù)據(jù)處理相關(guān)的頁面，進(jìn)而入侵系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)庫。因此，在嚴(yán)格進(jìn)行用戶權(quán)限控制的同時(shí)，為保障數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的安全性，有必要采用某種訪問控制策略，對訪問者身份施以一定限制，以防止非法用戶的欺騙行為。由于用戶訪問數(shù)據(jù)庫必須經(jīng)過Web服務(wù)器，這就使應(yīng)用程序可以通過一定的方法控制頁面訪問，保證用戶只能在總控程序引導(dǎo)下訪問數(shù)據(jù)庫及系統(tǒng)信息。首先考慮的問題是：雖然在登錄頁面設(shè)置了訪問數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的用戶名、口令，但當(dāng)非法用戶企圖直接在瀏覽器鍵入系統(tǒng)中某個(gè)頁面的URL而直接進(jìn)入頁面時(shí)，尚不知如何將其重新定位到登錄界面。為解決這個(gè)問題，在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了當(dāng)一個(gè)客戶首次訪問服務(wù)器上的JSP頁面時(shí)，JSP引擎產(chǎn)生一個(gè)Session對象。Session代表用戶的會(huì)話過程，用戶登錄時(shí)，向Session中傳入一個(gè)對象，即可跟蹤用戶的會(huì)話；用Session對象來保存特定用戶的會(huì)話信息，即便該用戶從連接該服務(wù)器的一個(gè)頁面跳到另一個(gè)頁面，或從該服務(wù)器連接到其他服務(wù)器再回到該服務(wù)器，該會(huì)話信息仍然存在。Session對象在客戶端首次發(fā)出請求時(shí)建立，直到客戶關(guān)閉瀏覽器后，服務(wù)器才將該Session對象撤銷。并且每個(gè)用戶的Session都是獨(dú)一無二的。
        四 結(jié)束語
        本文提出了一個(gè)基于JavaEE技術(shù)三層模式的網(wǎng)絡(luò)課程資源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，該方案實(shí)現(xiàn)了表示層和業(yè)務(wù)邏輯層的分離，使得系統(tǒng)具有很好的擴(kuò)展性，提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性、可復(fù)用性及安全性；同時(shí)，也給高校資源建設(shè)及相應(yīng)MIS的開發(fā)提供了一個(gè)可行的思路和方法。隨著Web2.0時(shí)代到來，信息的膨脹，優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)課程資源管理系統(tǒng)將成為高校在數(shù)字化建設(shè)過程中提高自身資源建設(shè)的有效手段。
參考文獻(xiàn)
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