《嵌入式系統導論》課程師生互動系統的研究

夏永祥，史志才，張瑜，王益涵，蘇前敏，華禹

0 引言

現代遠程教育是隨著現代信息技術的發展而產生的一種新型教育方式，是構筑知識經濟時代人們終生學習的主要手段。充分利用現代信息技術，在原有遠程教育的基礎上，實施“現代遠程教育工程”，可以有效地發揮現有各種教育資源的優勢，符合世界教育發展的潮流，是在我國教育資源短缺的條件下辦好教育的戰略措施，要作為重要的基礎設施加大建設力度。

《嵌入式系統導論》課程師生互動系統是基于 web的師生互動交流平臺，它作為《嵌入式系統導論》課堂教學延伸的環境和手段， 要和傳統的課堂教學相結合，更好地滿足老師和學生教與學的需求，要為課程的教學提供全過程的支持，同時作為傳統課堂教學模式補充和完善的網絡教學輔助系統是要建立一種集課堂教學與課外網上互動學習，理論學習與實踐操作，學習活動與上網活動融為一體的新型的課程教學模式。

《嵌入式系統導論》課程師生互動系統包含用戶模塊、教師模塊和學生模塊。用戶模塊用于實現用戶注冊、用戶登錄及修改密碼等功能。教師模塊包含電子作業管理、電子試卷管理、學生成績管理和上傳資源等四個子模塊。學生模塊包含提交電子作業、在線測試、成績查詢和下載資源等四個子模塊。

本系統采用ASP.NET編程技術，使用C#編程語言開發，用MS SQL Server2008來管理整個系統的數據，并以IIS為服務平臺實現系統的構建。

1 《嵌入式系統導論》課程師生互動系統需求的分析

1.1 功能需求分析

系統需要實現如下功能：

（1）用戶管理：在登錄名和密碼都輸入正確的情況下準許教師和學生用戶登錄。另外還需要提供用戶注冊及修改密碼等功能。

（2）電子作業：教師可以對電子作業進行增加、刪除、編輯、批改，學生可以在線提交完成的電子作業。

（3）電子試卷：教師可以對電子試卷進行增加、刪除、編輯、批改，學生可以進行在線測試。

（4）成績：教師可以輸入和修改學生的電子作業、在線測試的成績，學生可以查詢成績。

（5）上傳資源：教師可以對資源（如課件等）進行上傳、刪除操作，學生可以下載資源。

《嵌入式系統導論》課程師生互動系統的總體結構框圖。系統包括三大模塊：用戶模塊、教師模塊和學生模塊，如圖1所示：

圖1 《嵌入式系統導論》課程師生互動系統的總體結構框圖

1.2 系統開發的環境

（1）操作系統：Windows 7

（2）開發環境：Visual Studio.NET 2010

（3）編程語言：C#

（3）數據庫：MS SQL Server 2008

2 系統設計

2.1 系統的架構

《嵌入式系統導論》課程師生互動系統采用了 B/S（Brower/Server）架構。其特點是系統的主要功能都在服務器實現，用戶只需要瀏覽器即可以享受這些功能而不必花費更多的系統資源。B/S(Browser/Server) 架構是隨著 Internet技術的興起，對C/S架構的進行變化或者改進的架構。在這種架構下，用戶工作界面是通過WWW瀏覽器來實現，極少部分事務邏輯在客戶端(Browser)實現，但是主要事務邏輯在服務器端(Server)實現。這樣就大大簡化了客戶端電腦載荷，減輕了系統維護與升級的成本和工作量，降低了用戶的總體成本(TCO)。

系統采用三層體系結構(Three-tiered Architecture)，即從邏輯上把系統分為表示層，業務邏輯層，和數據訪問層。表示層接受用戶的請求和返回的數據，為客戶端提供對應用程序的訪問。業務邏輯層實現應用的業務邏輯，如業務規則、數據訪問、合法性校驗等工作。數據訪問層為業務邏輯層或表示層提供數據服務。三層結構主要是使項目結構更清楚，分工更明確，有利于后期的維護和升級。

系統總體架構，如圖2所示：

圖2 系統總體架構

用戶通過瀏覽器訪問系統，進行輸入、查詢等操作；業務邏輯層包括用戶模塊、教師模塊和學生模塊 3個主要部分，實現用戶注冊、用戶登錄、修改密碼、電子作業管理、電子試卷管理、學生成績管理、上傳資源、提交電子作業、在線測試、成績查詢和下載資源等功能。數據訪問層采用ADO.NET技術，為業務邏輯層提供數據服務。后臺數據庫采用MS SQL Server 2008.

2.2 用戶流程

《嵌入式系統導論》課程師生互動系統的用戶分為教師用戶和學生用戶。系統用戶流程，如圖3所示：

圖3 《嵌入式系統導論》課程師生互動系統用戶流程圖

2.3 數據庫設計

根據系統功能分析及功能模塊的劃分，多媒體教學系統數據庫中主要包括以下幾個表：

（1）用戶表：包括用戶ID、用戶姓名、登錄密碼、用戶類別、聯系電話、電子郵件等字段。

（2）公告表：包括通知ID、通知標題、詳細內容、發布時間等字段。

（3）試卷信息表：包括試卷ID、試卷名稱、保存路徑、創建者、試卷類別、創建時間等字段。

（4）答案信息表：包括答案ID、答案對應試卷標題、答案內容、對應試卷創建者、完成者、得分、完成時間、對應試卷類別等字段。

（5）資源信息表：包括資源ID、資源標題、保存路徑、文件類型等字段。

在Windows平臺下ADO.NET中主要有3種數據庫訪問方式：OLE DB模式、ODBC模式和SqlClient模式，本網站采用了SqlClient模式。使用SqlClient模式時需要引入的命名空間有System.Data和System.Data.SqlClient。用于連接數據庫的字符串一般寫在 Web.config文件中。ASP.NET的配置文件是基于XML格式的純文本文件，存在于應用的各個目錄下，統一命名為“Web.config”。它決定了所在目錄及其子目錄的配置信息，并且子目錄下的配置信息覆蓋其父目錄的配置。而且 Web.config文件還可以支持一個完全編譯的應用程序的配置，這樣做的好處是不必因數據庫的設置改動而修改源代碼。

3 結論

本文討論的《嵌入式系統導論》課程師生互動系統實現了用戶注冊、用戶登錄、修改密碼、電子作業管理、電子試卷管理、學生成績管理、上傳資源、提交電子作業、在線測試、成績查詢和下載資源等功能。該系統已經完成開發和測試，并在教學中應用一年多，運行良好，對教學有很大幫助。不過，該系統在未來的運行中還會發現一些問題，可以進一步完善。這些問題將在進一步研究和開發中解決。

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