一個(gè)在線(xiàn)Java語(yǔ)言教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉敏

關(guān)鍵詞：ASP.NET；VB.NET；SQL Server2016；Java語(yǔ)言教學(xué)

0 引言

目前，信息化建設(shè)正如火如荼地在各大高校進(jìn)行著，而計(jì)算機(jī)教學(xué)的核心——計(jì)算機(jī)語(yǔ)言教學(xué)更應(yīng)該加快實(shí)現(xiàn)其信息化[1]。學(xué)生提交上來(lái)的程序作業(yè)老師需要一一編譯查看，這樣會(huì)大大增加教師工作量，占用大量時(shí)間，提高學(xué)生學(xué)習(xí)語(yǔ)言編程的效率，老師有針對(duì)性地講解學(xué)生掌握的薄弱點(diǎn)，特研究開(kāi)發(fā)了針對(duì)學(xué)生特色的在線(xiàn)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言教學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)給學(xué)生提供了一個(gè)網(wǎng)上學(xué)習(xí)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上查看例程、習(xí)題，查看提交作業(yè)。查看課件，管理例程庫(kù)、習(xí)題庫(kù)，發(fā)布作業(yè)和通知等功能。

這套教學(xué)軟件的出現(xiàn)，可以說(shuō)從根本上改變了教師批改Java程序化作業(yè)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的狀況，縮短了教師批改程序化作業(yè)的時(shí)間。使用了這套教學(xué)軟件，老師不用再花大量時(shí)間和精力批改學(xué)生作業(yè)，學(xué)生學(xué)習(xí)也可及時(shí)了解自己學(xué)習(xí)知識(shí)的掌握程度，及時(shí)查漏補(bǔ)缺。

本系統(tǒng)采用的是ASP.NET，由于ASP.NET技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì)：

1） ASP.NET頁(yè)面只需編譯一遍即可[2]，節(jié)約時(shí)間，簡(jiǎn)化流程。

2） ASP.NET可以直接通過(guò)ADO.NET提供的數(shù)據(jù)網(wǎng)格等數(shù)據(jù)庫(kù)組件與數(shù)據(jù)庫(kù)直接聯(lián)系[3]。

3） ASP.NET支持實(shí)時(shí)更新應(yīng)用程序[4]。管理員可以對(duì)應(yīng)用文件進(jìn)行更新，而不需要關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，甚至不需要停止應(yīng)用程序的運(yùn)行。應(yīng)用程序的文件是絕對(duì)不會(huì)被鎖的，所以即使是在程序里運(yùn)行的時(shí)候也是可以覆蓋文件的。更新文件的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)很順利地?fù)Q成新版本。

4） ASP.NET采用code-behind的方式編寫(xiě)代碼[5]，它一種結(jié)構(gòu)清晰的語(yǔ)言，可以減少系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的復(fù)雜度和節(jié)約開(kāi)發(fā)成本。

該系統(tǒng)采用VB.NET開(kāi)發(fā)環(huán)境主要得益于VB. NET在幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)

1） VB.NET作為微軟推出的全新一體化開(kāi)發(fā)環(huán)境VS.NET的重要成員之一，VB.NET不僅繼承了VB語(yǔ)言簡(jiǎn)單易學(xué)的優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，許多新特性也在適應(yīng)新一代軟件開(kāi)發(fā)的需求[3]。

2） VB.NET具有繼承性、重載、封裝等特征，可謂是免洗那個(gè)對(duì)象的全新語(yǔ)言。VB.NET適應(yīng)了電子商務(wù)時(shí)代的發(fā)展需求，它必將更廣泛地應(yīng)用于B/S結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算，目前已經(jīng)有不少用戶(hù)使用VB.NET和ASP.NET開(kāi)發(fā)的MIS、ERP、MRP系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

Java語(yǔ)言是人機(jī)交互的工具之一，在市場(chǎng)上占有較多的使用率。然而從已畢業(yè)的往屆畢業(yè)生看，不少學(xué)生到畢業(yè)時(shí)，對(duì)Java語(yǔ)言的應(yīng)用仍較為生疏，嚴(yán)重影響學(xué)生擇業(yè)，以及今后從事與Java語(yǔ)言開(kāi)發(fā)有關(guān)的工作。為了讓學(xué)生能快速高效地學(xué)習(xí)Java語(yǔ)言，老師能快速高效地批改和掌握學(xué)生的編程作業(yè)情況，特開(kāi)發(fā)了此系統(tǒng)。

1.1 設(shè)計(jì)要求

學(xué)生能利用本系統(tǒng)方便快捷地注冊(cè)信息，查看程序、例題和課件，及時(shí)完成作業(yè)并利用編譯器編譯。老師能利用本系統(tǒng)方便快捷地注冊(cè)信息，修改添加例程庫(kù)、習(xí)題庫(kù)，發(fā)布作業(yè)和通知等。

1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念

設(shè)計(jì)理念是根據(jù)模塊化的設(shè)計(jì)理念，根據(jù)使用權(quán)限的不同而設(shè)計(jì)出來(lái)的。數(shù)據(jù)庫(kù)部分是利用ADO. NET結(jié)合SQL來(lái)實(shí)現(xiàn)ASP.NET對(duì)SQLServer的數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)，并由強(qiáng)大的服務(wù)器控制提供完善的資料發(fā)布支持，使提供資料庫(kù)資訊的動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)得以建立，使使用者可以方便地使用瀏覽器在服務(wù)器上存取資料庫(kù)資源。ADO.NET訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)主要是由以下對(duì)象完成的：連接數(shù)據(jù)源的對(duì)象連接，負(fù)責(zé)傳輸能夠被數(shù)據(jù)源執(zhí)行命令的對(duì)象連接，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)被查詢(xún)的記錄集對(duì)象Da? tAadSaept，te以r。

1.3 功能模塊

整個(gè)系統(tǒng)按照系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)方法，可以分成若干個(gè)功能模塊，每個(gè)模塊又可以分為多個(gè)子模塊，子模塊又可以分成多個(gè)二級(jí)模塊，經(jīng)過(guò)層層分析，最小的子模塊功能就非常清晰簡(jiǎn)單了，這樣做，既顯示了一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)軟件的整體形狀，又顯示了一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)軟件的層次，通過(guò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)方法，用戶(hù)可以十分方便進(jìn)入系統(tǒng)各個(gè)層，在提示下進(jìn)行操作。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)主要定義了如圖1所示的功能模塊。

2 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)概述

本系統(tǒng)涉及學(xué)生和老師的一些信息，為了方便地管理系統(tǒng)和保證系統(tǒng)的安全性，只有信息表里的用戶(hù)才能注冊(cè)本系統(tǒng)和使用本系統(tǒng)，已注冊(cè)的用戶(hù)可登錄本系統(tǒng)并使用其中功能。登錄界面分兩種：

1） 學(xué)生可查看例程庫(kù)和習(xí)題庫(kù)中的例題，瀏覽課件，查看通知，作業(yè)，并可將寫(xiě)好的程序作業(yè)代碼提交給服務(wù)器運(yùn)行，通過(guò)服務(wù)器對(duì)這些代碼的編譯學(xué)生可方便看到自己程序運(yùn)行的結(jié)果。

2） 老師可添加、修改例程庫(kù)和習(xí)題庫(kù)，發(fā)布通知，布置作業(yè)。

以上內(nèi)容卻給出了一個(gè)大致的操作輪廓和工作思路。編程及應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)絕非一日半載所能解決的事，它需要長(zhǎng)期艱苦地學(xué)習(xí)、工作和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合自己的智慧方能形成一個(gè)比較完整的編程體系。

2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

2.2.1 邏輯設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)的需要分析來(lái)定義系統(tǒng)中的實(shí)體，并用E-R圖表現(xiàn)實(shí)體之間的邏輯關(guān)系。主要實(shí)體有例題、作業(yè)、習(xí)題、通知等模塊，用戶(hù)有教師和學(xué)生兩種用戶(hù)，實(shí)體關(guān)系如圖2、圖3所示。

2.2.2 物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在上一節(jié)的邏輯設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，為本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了10個(gè)數(shù)據(jù)表，下面分別對(duì)它們進(jìn)行說(shuō)明。

1） 學(xué)生信息表：表里存放的是在校學(xué)生的簡(jiǎn)單信息，只有在此表中存有信息的學(xué)生才能注冊(cè)本系統(tǒng)。此表包含學(xué)生學(xué)號(hào)，學(xué)生的姓名，表示學(xué)生是否注冊(cè)本系統(tǒng)的字段。

2） 學(xué)生注冊(cè)表：在此表中有學(xué)生用戶(hù)注冊(cè)的信息，其中有注冊(cè)的名字、注冊(cè)的學(xué)號(hào)、密碼、日期、郵箱等。本系統(tǒng)是允許注冊(cè)過(guò)的學(xué)生使用。

3） 作業(yè)提交表：學(xué)生提交的作業(yè)信息，有學(xué)生號(hào)、作業(yè)編號(hào)、作業(yè)內(nèi)容和提交作業(yè)的日期時(shí)間等。

4） 作業(yè)結(jié)果表：本表存放學(xué)生作業(yè)編譯之后的結(jié)果信息，包括學(xué)生號(hào)、作業(yè)號(hào)、作業(yè)結(jié)果和日期時(shí)間。

5） 教師信息表：表中存放老師的簡(jiǎn)單信息，只有在此表中存有信息的老師才能注冊(cè)本系統(tǒng)。此表需要老師號(hào)、老師姓名和是否已經(jīng)注冊(cè)字段。

6） 教師注冊(cè)表：存儲(chǔ)教師的資料，包括教師工號(hào)、用戶(hù)名、密碼、日期、郵箱、電話(huà)及說(shuō)明。本系統(tǒng)只允許已注冊(cè)教師登錄使用。

7） 通知信息表：在此表中包含要發(fā)布通知的信息，包括通知標(biāo)題，通知內(nèi)容和通知時(shí)間字段。

8） 習(xí)題庫(kù)表：讓學(xué)生練習(xí)的習(xí)題集，包括題號(hào)和題目等字段。

9） 例程庫(kù)表：本表存放讓學(xué)生學(xué)習(xí)和參考的程序代碼，包括題號(hào)、題目和代碼字段。

10） 作業(yè)庫(kù)表：本表存放老師布置的作業(yè)，包括題號(hào)、題目、其他要求和日期時(shí)間字段。

部分標(biāo)具體的字段設(shè)置如下表所示。

2.3 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)

2.3.1 學(xué)生用戶(hù)角色功能的設(shè)計(jì)

在這套系統(tǒng)中，學(xué)生可以完成的操作有注冊(cè)、登錄、查看例程庫(kù)、查看習(xí)題庫(kù)、查看課件、查看通知、查看作業(yè)、將編寫(xiě)的作業(yè)代碼用Web提交到服務(wù)器端進(jìn)行編譯。具體功能如下：

注冊(cè)：只有在信息表里存有信息的學(xué)生才可以在此注冊(cè)。

登錄：注冊(cè)后，先登錄才能進(jìn)入系統(tǒng)。

查看例程庫(kù)：可查看例程庫(kù)表里所有的程序題目和代碼。

查看習(xí)題庫(kù)：可查看習(xí)題庫(kù)表里所有的習(xí)題題目。

查看課件：學(xué)生可利用課件自學(xué)編程語(yǔ)言的知識(shí)點(diǎn)。

查看通知：查看通知內(nèi)容和時(shí)間。

查看作業(yè)：查看老師布置作業(yè)的內(nèi)容和要求，把作業(yè)代碼提交給服務(wù)器端編譯，然后服務(wù)器把編譯的結(jié)果返回給用戶(hù)界面。

功能流程圖如圖4所示。

2.3.2 教師用戶(hù)角色功能的設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)教師對(duì)應(yīng)的功能有注冊(cè)、登錄、修改例程庫(kù)、修改習(xí)題庫(kù)、添加課件、發(fā)布通知、發(fā)布作業(yè)。各項(xiàng)功能具體操作和要求如下：

注冊(cè)：只有在信息表里存有信息的老師才可以在此注冊(cè)。

登錄：注冊(cè)后，先登錄才能進(jìn)入系統(tǒng)。

對(duì)例程庫(kù)修改：用戶(hù)可以對(duì)例程庫(kù)的內(nèi)容進(jìn)行增加刪除修改等操作。

修改習(xí)題庫(kù)：用戶(hù)可以增加刪除修改習(xí)題庫(kù)中的內(nèi)容發(fā)布通知：從網(wǎng)上向?qū)W生發(fā)布通知。

發(fā)布作業(yè)：把作業(yè)的內(nèi)容和要求都包括在內(nèi)的作業(yè)題目分配給學(xué)生。

功能流程圖如圖5所示。

2.4 編碼和實(shí)現(xiàn)

1） 登錄界面。用戶(hù)登錄界面分為教師和學(xué)生兩大類(lèi)，其作用是對(duì)用戶(hù)使用該系統(tǒng)的信息進(jìn)行驗(yàn)證，并對(duì)系統(tǒng)安全進(jìn)行保障。

登錄功能主要代碼如圖6所示。

2） 注冊(cè)功能是根據(jù)輸入的注冊(cè)號(hào)和姓名與信息表中信息進(jìn)行匹配，匹配成功則將注冊(cè)信息存入注冊(cè)表中，否則顯示錯(cuò)誤提示信息。這個(gè)功能中輸入兩個(gè)密碼具有自動(dòng)校驗(yàn)的功能，這個(gè)功能是通過(guò)VB.NET 中的CompareValidator控制實(shí)現(xiàn)的，這個(gè)控件的控制和控制兩個(gè)屬性對(duì)兩個(gè)密碼的比較起到關(guān)鍵作用。密碼的長(zhǎng)度通過(guò)Len（）函數(shù)和邏輯表達(dá)式限制在6至20位數(shù)之間。注冊(cè)表更新信息后，信息表中對(duì)應(yīng)的login值設(shè)置為1，證明此記錄用戶(hù)以注冊(cè)，以防同一用戶(hù)多次注冊(cè)，起到了預(yù)防數(shù)據(jù)庫(kù)的冗余作用。

3） 提交功能的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵是查詢(xún)信息表中是注冊(cè)文本框和姓名文本框中的內(nèi)容是否符合要求，若符合要求就把信息注冊(cè)到注冊(cè)信息表中，否則就顯示提示。

出錯(cuò)時(shí)顯示提示信息的代碼如圖7所示。

該功能的實(shí)現(xiàn)主要使用HyperLinker控件，點(diǎn)擊“課件”鏈接標(biāo)簽，會(huì)自動(dòng)彈出保存/打開(kāi)的面框，提示是否另存目標(biāo)或打開(kāi)課件，選擇“另存為”課件下載后存入指定位置，選擇“打開(kāi)”后瀏覽WEB頁(yè)面中的課件。選擇保存會(huì)彈出另存為窗口保存至文件夾，選擇打開(kāi)會(huì)打開(kāi)瀏覽頁(yè)面中的課件。

3 結(jié)束語(yǔ)

該系統(tǒng)采用的ASP.NET語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，使應(yīng)用程序的實(shí)時(shí)更新和被編譯功能得以輕松實(shí)現(xiàn)，并使多次訪(fǎng)問(wèn)速度得到了提高。

學(xué)生使用本系統(tǒng)能直接編譯提交的程序作業(yè)，老師也能及時(shí)掌握學(xué)生程序錯(cuò)誤知識(shí)點(diǎn)范圍，能及時(shí)高效地給予學(xué)生知識(shí)上的指導(dǎo)，所以本系統(tǒng)很大程度上提高了學(xué)生學(xué)習(xí)程序和老師教學(xué)Java語(yǔ)言的教學(xué)效率，是教師在教學(xué)中針對(duì)性講解、復(fù)習(xí)、指導(dǎo)重難點(diǎn)知識(shí)和學(xué)生薄弱知識(shí)的有力工具。