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Java課程群網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的構(gòu)建

2015-02-21 05:29:25
實(shí)驗(yàn)室研究與探索 2015年1期
關(guān)鍵詞:頁面教學(xué)資源用戶

趙 彥

(江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物聯(lián)網(wǎng)工程系, 江蘇 無錫 214000)

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Java課程群網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的構(gòu)建

趙 彥

(江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物聯(lián)網(wǎng)工程系, 江蘇 無錫 214000)

Java課程群網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺是軟件專業(yè)Java方向人才培養(yǎng)的重要支撐和保障。該平臺依托Java課程群建設(shè)成果,理順課程間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,整合Java課程群網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源,實(shí)現(xiàn)指導(dǎo)教師預(yù)約、課程群在線學(xué)習(xí)、在線答疑、競賽輔導(dǎo)、交流共享等功能。該平臺已應(yīng)用到Java課程群教學(xué)中,達(dá)到“師生互動、資源共享”的效果。實(shí)踐結(jié)果表明,該平臺不僅為教學(xué)管理工作提供便利,更有助于加強(qiáng)課程間的聯(lián)系,實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享,提高學(xué)生對課程群知識體系的認(rèn)識和學(xué)習(xí)效率,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,有較好的應(yīng)用價(jià)值。

Java課程群; 資源共享; 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

0 引 言

Java技術(shù)相關(guān)崗位是計(jì)算機(jī)各專業(yè)最重要的就業(yè)方向之一,有著廣泛的市場需求。高職軟件專業(yè)開設(shè)了一系列的Java課程,如Java程序設(shè)計(jì)、Java程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)、Java Web程序設(shè)計(jì)、輕量級Java EE開發(fā)、Java EE項(xiàng)目開發(fā)實(shí)訓(xùn)、Android應(yīng)用開發(fā)、Android項(xiàng)目開發(fā)實(shí)訓(xùn)、網(wǎng)頁設(shè)計(jì)與制作、數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計(jì)等課程。由于前驅(qū)課程教學(xué)沒有達(dá)到應(yīng)有的效果,在后續(xù)課程的教學(xué)中,教師會花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)差,課程間重復(fù)的內(nèi)容較多,導(dǎo)致規(guī)定的教學(xué)目標(biāo)難以按時(shí)完成,學(xué)生缺乏實(shí)際動手實(shí)踐能力和自學(xué)能力。

自2005年起,教學(xué)團(tuán)隊(duì)開始建設(shè)集多媒體教材、文字教材、網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)課件、網(wǎng)上教學(xué)資源于一體的立體化教學(xué)資源體系[1-4],擁有大量的學(xué)習(xí)資源。伴隨著Java課程群建設(shè)的不斷深入,需要將現(xiàn)有課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源進(jìn)行整合[5、6],構(gòu)建基于Java EE技術(shù)的Java課程群網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。該平臺依托Java課程群建設(shè)成果,充分利用現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù),整合現(xiàn)有教學(xué)資源,加強(qiáng)課程間聯(lián)系,消除課程間重復(fù)內(nèi)容,達(dá)到“師生互動、資源共享”的實(shí)際效果。該平臺在實(shí)際應(yīng)用中,有助于激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新意識,提高學(xué)生對課程群知識體系的認(rèn)識及學(xué)習(xí)效率,有利于加強(qiáng)課程間教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

1 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

Java課程群網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循Java EE四層開發(fā)模型[1-4],整個(gè)平臺分為用戶表示層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)持久層、數(shù)據(jù)庫層。圖1展示了該系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)[7-9],說明了各層的功能和關(guān)聯(lián)關(guān)系。

圖1 Java課程群網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的體系結(jié)構(gòu)

(1) 用戶表示層。用戶表示層就是應(yīng)用軟件的人機(jī)界面,支持用戶與系統(tǒng)之間的信息交互[1]。該平臺的用戶表示層使用Java EE框架技術(shù)中的Struts 2框架實(shí)現(xiàn),綜合運(yùn)用了JSP、Ajax、CSS等技術(shù)[10-13]。整體色彩搭配合理、風(fēng)格清爽、布局合理、設(shè)計(jì)精巧、界面友好,用戶體驗(yàn)度高。用戶表示層主要包括系統(tǒng)首頁、用戶登錄頁面、用戶注冊頁面、競賽輔導(dǎo)頁面、Java課程群教學(xué)資源瀏覽頁面、資源上傳頁面、學(xué)習(xí)論壇頁面、在線提問頁面、資源下載頁面、導(dǎo)師答疑頁面等。用戶表示層的具體實(shí)現(xiàn)在第3部分介紹。

(2) 業(yè)務(wù)邏輯層。業(yè)務(wù)邏輯層處于體系結(jié)構(gòu)中最關(guān)鍵的位置,是用戶表示層與數(shù)據(jù)持久層之間的橋梁,在數(shù)據(jù)交換中起到承上啟下的交互作用[1,14-15]。它將根據(jù)用戶發(fā)送的HTTP請求完成數(shù)據(jù)檢索和數(shù)據(jù)更新,并將結(jié)果回顯到用戶表示層。該平臺的業(yè)務(wù)邏輯層使用Java EE框架技術(shù)中的Spring框架實(shí)現(xiàn)[1-4]。主要處理用戶管理、后臺管理和前臺管理等操作,針對具體的操作建立相關(guān)的業(yè)務(wù)邏輯類[1,3],并提供訪問這些業(yè)務(wù)邏輯類的接口,實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能。

(3) 數(shù)據(jù)持久層。數(shù)據(jù)持久層主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的訪問,實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)表的CRUD[1,8]操作。Java EE四層開發(fā)模型引入ORM[1,4]元素,建立對象和數(shù)據(jù)表之間的企業(yè)級映射,實(shí)現(xiàn)對象實(shí)體持久化[1]。該平臺的數(shù)據(jù)持久層使用Java EE框架技術(shù)中的Hibernate框架[1]實(shí)現(xiàn)。

(4) 數(shù)據(jù)庫層。該平臺的數(shù)據(jù)庫層使用My SQL 5.0數(shù)據(jù)庫[1]系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),數(shù)據(jù)庫名為originproject,該數(shù)據(jù)庫共包含15張數(shù)據(jù)表,用以存儲文字、圖片、視頻、文檔等資源,為Java課程群網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐。

1.2 系統(tǒng)典型業(yè)務(wù)邏輯分析

該平臺實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)功能,主要業(yè)務(wù)包括Java課程群教學(xué)資源管理,教師在線輔導(dǎo)答疑,交流共享。

1.2.1 Java課程群資源管理業(yè)務(wù)

平臺管理員或教師負(fù)責(zé)在系統(tǒng)中發(fā)布Java課程群教學(xué)資源、競賽資料。該平臺將Java程序設(shè)計(jì)、Java Web程序設(shè)計(jì)、Java EE、Android等課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合,形成階段鮮明的軟件開發(fā)課程群教材體系[4-6]。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上,將分課程、分章節(jié),使用SWF格式展示軟件開發(fā)課程群教材,充分保護(hù)教師的知識產(chǎn)權(quán),體現(xiàn)課程間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò),根據(jù)自己當(dāng)前的需要,選擇Java課程群中的課程進(jìn)行系統(tǒng)化學(xué)習(xí)。Java課程群資源結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。Java課程群資源管理業(yè)務(wù)具體流程如圖3所示。該平臺支持課程動態(tài)管理,實(shí)現(xiàn)對課程群課程的添加和修改,便于后續(xù)擴(kuò)展和系統(tǒng)升級。

1.2.2 教師在線輔導(dǎo)答疑業(yè)務(wù)

教師在線輔導(dǎo)答疑是該平臺較為特色的業(yè)務(wù)之一。對于學(xué)生而言,可以選擇自己喜歡的教師,或針對該課程的負(fù)責(zé)人進(jìn)行單獨(dú)提問;被提問的指導(dǎo)教師上線后,會在自己登錄后的歡迎頁面上直接看到學(xué)生提交的問題,并給予解答。除此之外學(xué)生和學(xué)生之間、學(xué)生和教師之間、教師和教師之間還可以在學(xué)習(xí)論壇中進(jìn)行群體討論,充分體現(xiàn)“師生互動、資源共享”的特色。教師在線輔導(dǎo)答疑業(yè)務(wù)具體流程如圖4所示。

圖3 Java課程群資源管理業(yè)務(wù)

1.2.3 在線交流共享業(yè)務(wù)

Java課程群網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的在線交流共享業(yè)務(wù)以學(xué)習(xí)論壇的形式體現(xiàn),幫助教師以發(fā)帖的形式上傳資料,以輔助課堂教學(xué),信息雙向流通,構(gòu)成“師生互動、資源共享”的交流形式。學(xué)生可以將自己的心得、疑問發(fā)布到論壇,達(dá)到討論交流的目的。在線交流共享業(yè)務(wù)貫穿于整個(gè)Java課程群學(xué)習(xí)過程中,方便用戶在使用該平臺的任何時(shí)候進(jìn)行交流,如圖5所示。

2 數(shù)據(jù)存儲技術(shù)與平臺部署

高職軟件技術(shù)專業(yè)Java課程群網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺利用現(xiàn)代化教學(xué)手段,將軟件開發(fā)類課程的內(nèi)容進(jìn)行整理、歸納與精編,實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源對更多的師生開放、共享。以資源共享,討論社區(qū)以及師生互動在線輔導(dǎo)構(gòu)成全新的學(xué)習(xí)環(huán)境,相對于其他的學(xué)習(xí)模式來說,它具有無可比擬的優(yōu)勢。同時(shí),該平臺采用Java EE四層開發(fā)模型完成設(shè)計(jì)開發(fā),有助于提高資源利用率、節(jié)約開發(fā)成本,大幅度提高應(yīng)用程序從設(shè)計(jì)到開發(fā)最后到業(yè)務(wù)部署的速度[13,15]。

圖4 教師在線答疑業(yè)務(wù)

圖5 在線交流共享業(yè)務(wù)

2.1 數(shù)據(jù)存儲的設(shè)計(jì)

表1展示了全部數(shù)據(jù)表的定義及其功能說明。該平臺包含了大量的文檔資料、教學(xué)視頻等學(xué)習(xí)資源,它們直接存儲在服務(wù)器中,按照資源的類型,將圖片、視頻和各種文檔分別存儲在pictures、movies、documents幾個(gè)Container(容器)中,并在上傳時(shí)為文件定義名字,以便有同命文件產(chǎn)生,鑒于篇幅原因,此處不再詳述。使用Hibernate做數(shù)據(jù)持久層時(shí),需要建立與每個(gè)數(shù)據(jù)表對應(yīng)的Java Bean類,同時(shí)在DAO層和Service層給出具體的業(yè)務(wù)邏輯接口和實(shí)現(xiàn)方法[1,3],這里不再具體講述。

2.2 開發(fā)環(huán)境的配置

在進(jìn)行Java課程群網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺開發(fā)之前,要進(jìn)行開發(fā)環(huán)境的配置和部署[7-15],主要包括以下幾方面:

(1) 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的選擇。可選擇Windows 8、Windows 7、Windows Server 2008或者Windows Vista中的任意一款操作系統(tǒng)。在該平臺的開發(fā)過程中,選用的是Windows 7操作系統(tǒng),并配置Java JDK 1.7,Tomcat 6.0。

表1 數(shù)據(jù)表的定義及其功能說明

(2) 數(shù)據(jù)庫的選擇。數(shù)據(jù)庫選擇了對Java具有較好支持的My SQL5.0。

(3) 開發(fā)工具的選擇。選用My Eclipse7.0前端開發(fā)工具,表示層使用Struts 2框架技術(shù)、JSP技術(shù)、Ajax技術(shù)實(shí)現(xiàn),數(shù)據(jù)持久層使用Hibernate 3.0框架實(shí)現(xiàn),業(yè)務(wù)邏輯層使用Spring 2.5.5框架實(shí)現(xiàn)[1]。

Java EE四層開發(fā)模型采用標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議和技術(shù),不受硬件平臺和軟件環(huán)境的限制。該平臺的客戶端采用基于Web技術(shù)的B/S架構(gòu),應(yīng)用系統(tǒng)使用通用的網(wǎng)頁瀏覽器作為統(tǒng)一的前臺客戶端,使用方便,便于普及,并在多款瀏覽器上進(jìn)行測試。系統(tǒng)服務(wù)端采用Java語言和My SQL數(shù)據(jù)庫技術(shù),將所有應(yīng)用程序安裝在后臺服務(wù)器中,這樣可以被各種操作系統(tǒng)上的瀏覽器瀏覽,實(shí)現(xiàn)了跨平臺操作。

3 系統(tǒng)關(guān)鍵模塊的實(shí)現(xiàn)

該平臺通過Tomcat 6.0完成部署,在開發(fā)設(shè)計(jì)的過程中主要通過兩個(gè)階段進(jìn)行測試[15]。

(1) 使用本地存儲,經(jīng)My Eclipse將應(yīng)用程序發(fā)布到本機(jī)Tomcat服務(wù)器上,利用瀏覽器完成系統(tǒng)測試。該階段不需要聯(lián)網(wǎng)。發(fā)生錯(cuò)誤時(shí),通過在源代碼中設(shè)置斷點(diǎn),逐行執(zhí)行代碼,計(jì)算表達(dá)式等方法完成測試。

(2) 使用服務(wù)器存儲,將數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)移到服務(wù)器中,應(yīng)用程序發(fā)布到遠(yuǎn)程服務(wù)器上,完成在線測試。該階段的測試重點(diǎn)在應(yīng)用程序的性能優(yōu)化上,依靠測試用戶的實(shí)際操作,診斷日志記錄完成源代碼的調(diào)試任務(wù)。

通過上述過程,實(shí)現(xiàn)了Java課程群網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺教學(xué)資源模塊、在線提問模塊、資源下載模塊、論壇模塊、導(dǎo)師答疑模塊、資源上傳模塊、管理模塊等,共計(jì)11個(gè)模塊的功能。

3.1 系統(tǒng)管理模塊的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)管理模塊包括用戶登錄、用戶注冊、用戶權(quán)限管理等功能。管理員實(shí)現(xiàn)課程管理和權(quán)限管理。通過課程管理可以添加刪除指定的課程,通過權(quán)限管理可以將用戶身份指定為“指導(dǎo)教師”或“學(xué)生”。圖6展示了該平臺的運(yùn)行效果圖。

圖6 Java課程群網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺運(yùn)行效果圖

3.2 Java課程群資源管理模塊的實(shí)現(xiàn)

Java課程群中的所有資源分屬于競賽輔導(dǎo)資源,Java平臺、.Net平臺、數(shù)據(jù)庫平臺課程群學(xué)習(xí)資源。未經(jīng)注冊的用戶可以瀏覽該平臺中的全部資源,所有教學(xué)文檔均為不可下載的SWF格式,充分保護(hù)教師的知識產(chǎn)權(quán)。競賽輔導(dǎo)資源頁面如圖7所示,課程群學(xué)習(xí)資源瀏覽頁面如圖8所示。

圖7 競賽輔導(dǎo)頁面

(1) 競賽輔導(dǎo)。發(fā)布全國各級軟件大賽的參賽競賽消息、管理、瀏覽、上傳競賽輔導(dǎo)資料。在競賽輔導(dǎo)模塊中還包括相關(guān)社團(tuán)活動信息。

(2) 課程群學(xué)習(xí)資源。Java平臺上傳Java方向相關(guān)課程的教學(xué)資料,如Java課程、JSP課程、Java EE課程、Android課程教學(xué)資源。.Net平臺上傳.Net方向相關(guān)課程的教學(xué)資料,如C#課程、ASP課程、ASP.NET課程教學(xué)資源。數(shù)據(jù)庫平臺上傳數(shù)據(jù)庫方向相關(guān)課程的教學(xué)資料,如SQL Server課程、Oracle課程教學(xué)資源。同時(shí),支持課程類別的擴(kuò)充、課程的增加和刪除,一旦教學(xué)有所改進(jìn),教學(xué)平臺上共享的資源和分類可以同步更新。

圖8 課程群學(xué)習(xí)資源瀏覽頁面

3.3 教師在線輔導(dǎo)答疑模塊的實(shí)現(xiàn)

在線輔導(dǎo)答疑分為學(xué)生在線提問和教師在線答疑兩個(gè)功能。學(xué)生成功登錄Java課程群網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺后,選定指導(dǎo)教師,對學(xué)習(xí)過程中遇到的問題進(jìn)行提問。指導(dǎo)教師登錄系統(tǒng)后,可以看到學(xué)生發(fā)送給自己的問題,對學(xué)生提出的問題進(jìn)行回答。學(xué)生提交問題頁面如圖9所示,導(dǎo)師答疑頁面如圖10所示。

圖9 學(xué)生問題提交頁面

3.4 資源上傳下載模塊的實(shí)現(xiàn)

指導(dǎo)教師可以通過資料上傳功能,將自己負(fù)責(zé)課程的教學(xué)資料上傳到網(wǎng)絡(luò),同時(shí)可以上傳參賽競賽輔導(dǎo)資料。Java課程群教學(xué)資源以不可下載、不可復(fù)制的SWF文件格式上傳。但指導(dǎo)教師上傳的具有針對性的輔導(dǎo)習(xí)題、參賽競賽題目、擴(kuò)充輔導(dǎo)資料,可以在“資源下載”處進(jìn)行下載。該平臺附帶搜索功能,用戶可以通過輸入關(guān)鍵字,搜索自己感興趣的資料。課程群資源上傳頁面如圖11所示。

3.5 在線交流共享模塊的實(shí)現(xiàn)

Java課程群網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺最大的特點(diǎn)就是“師生互動、同行互動”。因此在學(xué)習(xí)論壇中,各個(gè)論壇的版主都是專任指導(dǎo)教師。學(xué)習(xí)論壇的前臺包括用戶登錄管理、用戶注冊管理、帖子管理等功能。學(xué)習(xí)論壇的后臺包括論壇類別管理、版面管理、用戶管理等。學(xué)習(xí)論壇主頁如圖12所示。

圖10 導(dǎo)師答疑頁面

圖11 課程群資源上傳頁面

圖12 學(xué)習(xí)論壇主頁

鑒于篇幅原因,本系統(tǒng)的其他功能不能一一截圖展示。

4 結(jié) 語

基于Java EE技術(shù)的Java課程群網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺已真正用于教學(xué)實(shí)踐,受到了管理人員、教師和學(xué)生用戶的一致好評。實(shí)踐證明,該平臺界面友好、簡單易用,為Java課程群教學(xué)工作帶來了極大的便利。對軟件專業(yè)Java課程群建設(shè)、專業(yè)建設(shè)起到積極作用,是現(xiàn)代教育技術(shù)對傳統(tǒng)課堂教學(xué)最有利的補(bǔ)充。為師生提供一個(gè)良好的課程群學(xué)習(xí)環(huán)境,和充分交流的平臺;能促進(jìn)學(xué)生自主地開展學(xué)習(xí),從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究素養(yǎng),激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力,鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。近5年來,指導(dǎo)軟件專業(yè)學(xué)生參加國家、省、市級軟件大賽11次,累計(jì)獲獎23項(xiàng)。其中,全國二等獎4項(xiàng),全國三等獎2項(xiàng),省一等獎5項(xiàng),省二等獎4項(xiàng)。受到江蘇教育電臺、無錫新聞頻道、無錫教育電臺的采訪。

參與該系統(tǒng)的學(xué)生以該系統(tǒng)為藍(lán)本完成的畢業(yè)設(shè)計(jì),在2013年江蘇省普通高校本專科優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)評選中榮獲省二等獎,2014年6月該平臺成功獲批軟件著作權(quán)(著作權(quán)登記號:2014SR077987)。

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[15] 徐光迎,賈國芳.開放式考試平臺的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì),2012(6):2516-2530.

Implementation of Java Curriculum Group Network Teaching Platform

ZHAOYan

(Jiangsu Information Vocational Technology College, Internet of Things Engineering Department, Wuxi 214000, China)

Network teaching platform for Java curriculum group is an important support and guarantee for major of software technology and Java technology. Relying on the construction the platform, we straighten out the relationship between the Java curriculum, integrate curriculum group teaching resources of the network. The platform realizes the teacher appointment and courses online learning, has online Q&A, tutoring, sharing and other functions. The platform has been applied in the Java curriculum group teaching, and achieves "teacher-student interaction, teaching resource sharing" effect. The practice results indicate that, the platform not only provides the convenience for the teaching management work, but also helps to strengthen the relationship between curriculum and teaching resources sharing, improve the students' understanding of the knowledge system of courses and learning efficiency, training students' innovative spirit and practice ability, has the good application value.

Java curriculum group; resource sharing; network teaching platform

2014-02-19

江蘇省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃基金項(xiàng)目(B-a/2013/03/007);江蘇省現(xiàn)代教育技術(shù)研究2013年基金項(xiàng)目(2013-R-26413);2013年江蘇省大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃立項(xiàng)項(xiàng)目(201313108012Y);2012年江蘇省大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃立項(xiàng)項(xiàng)目(2012JSSPITP3853);院級“Java EE資源共享精品課程建設(shè)”項(xiàng)目以及院級“《輕量級Java EE開發(fā)》教學(xué)資源庫建設(shè)立項(xiàng)”資助

趙 彥(1981-),女,河南開封人,碩士,講師,工程師,主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)職業(yè)教育、軟件技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫。

Tel.:13771025990; E-mail:flingmonica@163.com

TP 311

A

1006-7167(2015)01-0199-06

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