毕业设计（论文）基于ASP的网络教学系统的设计.doc

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1、摘要：本文在软件工程理论指导下，首先结合教学，进行教学系统的需求分析。在需求分析的基础上，给出了整个系统的总体设计，之后是数据库和表的设计。系统按照网络教学的特点划分了功能模块，给出了教学模块、系统管理模块、作业模块、资源模块、测试模块等主要部分的详细设计说明。最后进行了系统的实现。其中，通过研究Web服务技术，依据相关规范和体系结构，为本系统设计并实现了一个具有学生成绩查询功能的Web服务。对利用Web服务技术进行数据传递的实现原理和方法进行了探索，具有一定的实用价值和应用前景。关键词：网络教学系统 数据库设计 ASP.NET目 录第一章 绪论11.1 研究背景和现状11.1.1 WEBCT

2、11.1.2 Blackboard11.1.3 IBM教学平台11.2 研究的问题和意义21.3 本文的主要工作安排2第二章 本系统开发平台及技术分析42.1 Microsoft.NET42.2 Microsoft.NET Framework42.2.1 公共语言运行库42.2.2 .NET Framework类库52.3ASP.NET52.4ADO.NET62.5 XML Web服务简介82.5.1 XML82.5.2 XML Web服务82.6 小结9第三章 系统需求分析113.1 系统目标113.2 系统功能需求113.3 系统非功能需求133.4 系统用户14第四章 系统设计154.1

3、 系统设计原则154.2 系统总体架构设计154.3 系统功能模块设计164.3.1 模块划分原则164.3.2 功能模块划分174.3.3 主要模块功能详细设计说明174.4 数据库设计214.4.1 数据库设计原则214.4.2 主要表的设计22第五章 系统的具体实现285.1 系统开发平台及工具285.2系统主要模块功能设计实现285.2.1 系统管理模块285.2.2 教学学习模块295.2.3 教学资源模块295.2.4 提问答疑模块315.2.5 自我测试模块315.3 XML Web服务315.4 系统安全相关的技术手段32第六章 结束语35参考文献36Abstract37致谢3

4、8第一章 绪论1.1 研究背景和现状信息化时代的来临，使计算机技术和网络通讯技术为基础的现代信息科学技术迅猛发展，计算机与因特网应用广泛普及，给人类的思维、学习、生产和生活方式带来了深刻的影响。现代远程教育是随着现代信息技术的发展而产生的一种新型教育方式，它是知识经济时代构筑终身学习体系的主要手段。网络教学作为现代远程教育的重要形式之一，使教学和学习活动不再受时间和空间条件的限制，为教师和学生提供了更加自由的环境，更加丰富的资源，拓展了教学的时空。传统课堂教学与网络教学的结合，促进了现有教学模式的优化和变革，使传统以“教”为主的教学方式，向着以“学”为主的教学模式转化，原来在教学过程中处于被动

5、地位的学习者成为积极主动的参与者。网络教学的出现，适应了现代社会对教育手段现代化的要求，是现代教育技术的主要发展方向之一。由于网络教学的独特优势，网络教学受到了国家、教育部门和相关企业的广泛关注，也是国内外研究和应用的热点之一，并逐渐成为教育发展的又一个新增长点。网络教学的正常进行，需要网络教学系统的支持。随着研究和应用的不断深入，世界许多国家研究机构以及厂商和大学院校都在积极研究、开发各种网上教学系统和相关网络教学软件，并通过提供网络课程服务，发展网络教学标准，推动网络教学应用。其中，影响较大的网络教学平台有：WEBCT、Blackboard、IBM教学平台。1.1.1 WEBCTWEBCT

6、 (Web Course Tools)是由加拿大British Columbia计算机科学系开发，它是一个基本的服务器程序，主要用于课程开发与联机教学内容发布。国内中文版本为eYouCT. WebCT是基于Web浏览器的网络教学课件开发和管理系统，它可以用于在线开发课程，也可以用于将现有的课程内容在网上发布。系统使用浏览器作为课程开发环境的客户端。目前在该校和其它学校已有多门课程使用WEBCT作为它们的支撑环境，它包括安全控制、管理、数据备份等多项功能，它运行UNIX系统之上。1.1.2 BlackboardBlackboard在线教学管理平台是目前市场上唯一支持百万级用户的教学平台。拥有美国

7、近50%的市场份额。全球有超过2800所大学及其他教育机构在使用“Blackboard”产品，其中包括著名的普林斯顿大学、哈佛大学、斯坦福大学、西北大学、杜克大学等。Blackboard在线教学管理系统以课程为中心集成网络“教”、“学”的环境。教师可以在平台上开设网络课程，学习者可以自主选择要学习的课程并自主进行课程内容学习。不同学习者之间以及教师和学习者之间可以根据教、学的需要进行讨论、交流。Blackboard为教师、学生提供了强大的施教和学习的网上虚拟环境，成为师生沟通的桥梁。目前，该公司已经进入中国市场，并且Blackboard和WebCT这两个全球领先的两大教育行业软件和服务提供商已

8、经于2005年合并。1.1.3 IBM教学平台IBM的Lotus学习解决方案。Lotus学习解决方案有助于管理在线和基于教室的学习。其中，Learning Space是基于浏览器/服务器结构的远程教学管理和课程发布平台，提供了自主学习、异步协作和实时学习的课程发布能力，跟踪和管理能力以及课程内容与编创工具。它可以在同一个目录下管理所有的课程、自动课程注册、允许学生自己登录、跟踪学生所有类型课程的完成情况、还可以通过主题讨论和实时的虚拟教室进行协作学习，为用户提供了完善的远程学习的功能。1.2 研究的问题和意义尽管有不少优秀的大型通用网络教学系统，但是，我们不难发现仍然有不少院校还是会使用自己研

9、制开发的各种不同类型、不同功能的网络教学系统。这里的原因是多样的。众所周知，大型网络教学系统面向不同学科的不同课程，可以提供相对全面的通用功能，这正是大型网络教学系统的优势所在。然而由于实际教学工作中的具体情况差异较大，大型网络教学系统一般由学校集中管理，很难满足每位任课教师的个性化需求。因此，大型网络教学系统有时会显得灵活性和个性化不足。大型网络教学系统购买价格较高，一般不会提供系统的源代码，使用一定时间之后，随着技术的发展和需求的变化，对于使用者来说，系统的升级或者二次开发都要原开发公司来进行，需要再次投入。因此，没有自主知识产权的产品，可扩展性差，难以控制维护升级成本。由此可见，对于中小

10、规模的网络教学应用，自主开发基于校园网的中小型的网络教学系统具有一定的优势，自主设计、开发的教学系统是从具有不同授课特点的实际教学需求的角度出发，可以较好满足具体课程的需求，同时系统的升级和功能扩展比较方便，可以有效的控制成本，具有较好的灵活性和实用性。这也是为什么学校存在大量自主开发的教学系统的原因之一。但是，我们也应该注意到，对于现有的中小型教学系统来说，在灵活性、实用性、低成本的优势之下，也存在很多不容忽视的问题。网络的优势之一是资源共享，中小型教学系统的教学资源有限，相对匮乏，如何实现网络系统之间的教学资源共享，提高资源的利用率是重要的问题。中小型教学系统具有自己的特色，不同的系统开发

11、者往往使用不同的开发平台和开发工具，但缺少统一的标准，操作系统、数据库系统和数据结构的多样性，造成在教学系统之间有效利用和共享网络教学资源，进行数据交换比较困难。因此，在中小型的网络教学系统上经常会出现教学资源重复建设的现象，造成资源的浪费，不利于发挥网络教学系统的优势。中小型的教学系统，往往因为独立开发，缺乏统一的规划，单个系统功能上往往不够全面，但是系统间却经常重复开发相同的功能，系统间各自独立，缺乏功能和数据的重用。很多学校的校园网上会有多个独立的系统，每个都有自己的资源库，聊天系统、BBS系统、考试系统。形成重复开发，重复投入，造成人力财力的浪费。探索如何有效的使用现有技术手段，充分利

12、用已有系统的功能和资源、减少重复开发建设，提高软件系统功能和数据的可重用性是本文探索研究的一个问题。1.3 本文的主要工作安排针对上述问题，本文在软件工程理论的指导下，以一个实际的网络教学系统的开发为背景，基于Microsoft .NET平台上提出一种网络教学系统设计和开发方案，并进行了网络教学系统的设计开发工程实践。本文确定的主要工作安排如下：1. 对当前网络教学系统的发展趋势和研究现状调查研究，分析掌握网络教学系统的特点，论证本系统研究和应用的可行性和立足点。2. 对Microsoft .NET平台及其NET Framework，ASP.NET和ADO.NET，XML Web服务等技术进行

13、研究分析，选择确定本系统的开发平台和开发工具以及相关的主要开发技术。3. 从系统用户的角度出发，分析教学工作中的实际需求，完成本系统的需求分析。 4. 在需求分析的基础上，提出系统结构体系，进行总体设计，包括后台数据库结构的设计。5. 划分系统主要功能模块，对各主要功能模块进行详细研究设计。6. 开发实现系统的功能模块，对开发过程中的遇到的问题进行分析和解决。7. 总结本文的工作成果和提出不足之处并对未来的应用前景进行展望。第二章 本系统开发平台及技术分析2.1 Microsoft.NET微软公司的.NET是微软面向XML Web服务的平台。不论操作系统或编程语言有何差别，XML Web服务能

14、使应用程序在Internet上传输和共享数据。Microsoft .NET平台支持创建XML Web服务并将这些服务集成在一起。.NET开发平台简化了在高度分布式Internet环境中的应用系统开发，能够更容易地创建Web应用程序。.NET平台包含广泛的产品系列，它们基于XML和Internet行业标准构建，提供开发(工具)、管理(服务器)和使用XML Web服务等各方面功能。当前，Microsoft .NET平台己经成为业界公认的开发平台之一。2.2 Microsoft.NET Framework.NET Framework是.NET平台的开发环境和运行基础，.NET Framework是支

15、持生成和运行下一代应用程序和XML Web服务的内部Windows组件，其设计目的是为了简化Internet分布式环境中的应用程序开发过程。.NET Framework提供了托管执行环境、简化的开发和部署以及与各种编程语言的集成。.NET Framework的主要目标如下：1. 提供一个一致的面向对象的编程环境，而无论对象代码是在本地存储和执行，还是在本地执行但在Internet上分布，或者是在远程执行的。2. 提供一个将软件部署和版本控制冲突最小化的代码执行环境。3. 提供一个可提高代码(包括由未知的或不完全受信任的第三方创建的代码)执行安全性的代码执行环境。4. 提供一个可消除脚本环境或解

16、释环境的性能问题的代码执行环境。5. 使开发人员的经验在面对类型大不相同的应用程序(如基于Windows的应用程序和基于Web的应用程序)时保持一致。6. 按照工业标准生成所有通信，以确保基于.NET Framework的代码可与任何其他代码集成。.NET Framework具有两个主要组件：公共语言运行库和.NET Framework类库。公共语言运行库是.NET Framework的基础。可以将运行库看作一个在执行时管理代码的代理，它提供内存管理、线程管理和远程处理等核心服务，并且还强制实施严格的类型安全以及可提高安全性和可靠性的其他形式的代码准确性。事实上，代码管理的概念是运行库的基本原

17、财。以运行库为目标的代码称为托管代码，而不以运行库为目标的代码称为非托管代码。.NET Framework的另一个主要组件是类库，类库是一个综合性的面向对象的可重用类型集合，可以使用它开发多种应用程序包括传统的命令行或图形用户界面(GUI)应用程序和基于ASP.NET所提供的Web应用程序以及XML Web服务。.NET Framework可由非托管组件承载，这些组件将公共语言运行库加载到它们的进程中并启动托管代码的执行，从而创建一个可以同时利用托管和非托管功能的软件环境。2.2.1 公共语言运行库公共语言运行库(Common Language Runtime CLR)是直接与操作系统进行交互

18、的底层软件引擎，公共语一言运行库用来加载应用程序到内存，确认公共执行过程中没有错误，进行相应的安全许可验证，执行应用程序。然后，在运行完成后从内存中清除它们。公共语言运行库的功能通过编译器和工具公开，可以编写利用此托管执行环境的代码。使用基于公共语言运行库的语言编译器开发的代码称为托管代码；托管代码具有许多优点，例如：跨语言集成、跨语言异常处理、增强的安全性、版本控制和部署支持、简化的组件交互模型、调试和分析服务等。托管执行过程包括下列步骤：1. 选择编译器，为获得公共语言运行库提供的优点，必须使用一个或多个针对运行库的语言编译器。2. 将代码编译为Microsoft中间语言(MSIL)，编译

19、将源代码翻译为MSIL并生成所需的元数据。3. 将MSIL编译为本机代码，在执行时，实时(JIT)编译器将MSIL翻译为本机代码。在此编译过程中，代码必须通过验证过程，该过程检查MSIL和元数据以查看是否可以将代码确定为类型安全。4. 运行代码，公共语言运行库提供使执行能够发生以及可在执行期间使用的各种服务的结构。公共语言运行库自动处理对象布局并管理对象引用，当不再使用对象时释放它们。按这种方式实现生存期管理的对象称为托管数据。垃圾回收消除了内存泄漏以及其他一些常见的编程错误。对开发人员而言，这就意味着在开发托管应用程序时不必编写执行内存管理任务的代码，自动内存管理就可解决常见问题。有了公共语

20、言运行库，就可以很容易地设计出对象能够跨语言交互的组件和应用程序。也就是说，用不同语言编写的对象可以互相通信，并且它们的行为可以紧密集成。跨语言集成之所以成为可能，是因为基于公共语言运行库的语言编译器和工具使用由公共语言运行库定义的通用类型系统，而且它们遵循公共语言运行库关于定义新类型以及创建、使用、保持和绑定到类型的规则。2.2.2 .NET Framework类库.NET Framework的另一个基础核心是.NET Framework类库(FCL，Foudation Classes Library)，是一个由Microsoft .NET Framework SDK中包含的类、接口和值类型

21、组成的库。它与CLR紧密接合在一起，是建立在CLR基础上的，提供给开发人员的编程接口，类似以前Windows平台的MFC。它提供对系统功能的访问，是建立.NET Framework应用程序、组件和控件的基础，并可加速和优化开发过程。为便于语言之间进行交互操作，.NET Framework类型是符合公共语言规范(CLS)的，并因此可在任何编程语言中使用，只要这种语言的编译器符合公共语言规范(CLS)。.NET的强大是与它的类库分不开的。.NET Framework包括的类型提供下列功能：1. 表示基础数据类型和异常。2. 封装数据结构。3. 执行I/O。4. 访问关于加载类型的信息。5. 调用.

22、NET Framework安全检查。6. 提供数据访问、多客户端GUI和服务器控制的客户端GUI。2.3 ASP.NETASP.NET是一种建立动态Web应用程序的技术，提供了一种统一的Web开发编程模型和结构。它是.NET框架的一部分，可以使用任何.NET兼容的任何语言(VB.NET，C#等)来编写ASP.NET应用程序的代码。任何ASP.NET应用程序都可以使用整个.NET Framework，可以访问.NET Framework中的类。开发人员可以方便地利用包括托管的公共语言运行库环境、类型安全、继承等等这些技术方面的优点。ASP.NET通过引入Web窗体可以在网页基础上建立强大的窗体。

23、ASP.NET提供常用的建立页面的服务端控件，并允许使用内建可重用的组件和自定义组件来快速建立Web窗体，使代码简单化。ASP.NET通过使用编译运行方式提供比脚本语言更出色的性能表现。它能更快速、容易地建立灵活、安全和稳定的Web应用程序。ASP.NET的结构如图2.1所示：WEB 客户端ASP.NET应用程序IIS.NETFrameworkWindows 操作系统图2.1 ASP.NET结构图ASP.NET包括以下几个部分：1. 页和控件框架。2. ASP.NET编译器。3. 安全基础结构。4. 状态管理功能。5. 应用程序配置。6. 运行状况监视和性能功能。7. 调试支持。8. XML

24、Web服务框架。9. 可扩展的宿主环境和应用程序生命周期管理。10. 可扩展的设计器环境。ASP.NET为我们提供了一个基于.NET的Web开发技术平台，通过使用ASP.NET，可以充分利用.NET的强大功能，构建自己的Web应用程序。2.4 ADO.NETADO.NET是微软.NET平台的数据库访问模型，ADO.NET由Microsoft ActiveX Data Objects(ADO)改进而来，它提供平台互用和可收缩的数据访问功能ADO.NET来访问和处理数据的组件主要包括：1. .NET Framework数据提供程序.NET Framework数据提供程序是专门为数据处理以及快速地只

25、进、只读访问数据而设计的组件。Connection对象提供与数据源的连接。Command对象使用能够访问用于返回数据、修改数据、运行存储过程以及发送或检索参数信息的数据库命令。DataReader从数据源中提供高性能的数据流。最后，DataAdapter提供连接DataSet对象和数据源的桥梁。DataAdapter使用Command对象在数据源中执行SQL命令，以便将数据加载到DataSet中，并使对DataSet中数据的更改与数据源保持一致。2. DataSet(数据集)ADO.NET DataSet专门为独立于任何数据源的数据访问而设计。因此，它可以用于多种不同的数据源，用于XML数据，

26、或用于管理应用程序本地的数据。DataSet包含一个或多个DataTable对象的集合，这些对象由数据行和数据列以及有关DataTable对象中数据的主键、外键、约束和关系信息组成。如下面的图2.2所示，显示了.NET Framework数据提供程序与DataSet之间的关系：DataSet .NET Framework数据库提供程序Connection DataTableCollection DataAdapter TransactionSelectCommandDataTableDataRowCollection InsertCommandDataColumnCollection Comm

27、and ParametersUpdateCommandConstraintCollection DeleteCommandDataReader DataRelationCollectionXML数据库 图2.2 ADO.NET数据提供程序与DataSet之间关系图数据集是内存中的数据库数据的副本。数据集独立于任何数据源，没有到包含相应表格或视图的数据库的活动的连接。从而具有更大的可伸缩性。运行时，数据从数据库传递给中间层业务对象，然后将其继续传递给用户界面。为了将数据从一层传送给另一层，ADO.NET技术以XML(Extensible Markup Language，可扩展标示语言)格式表示内

28、存数据(数据集)，然后将XML发送给另一个组件。通过使用标准化的XML数据传送格式，任何可以读取XML格式的应用程序都可以对XML数据进行处理。所以接收端不需要ADO.NET组件，并且可以是任何平台上运行的任何应用程序。2.5 XML Web服务简介2.5.1 XML可扩展标记语言(XML，Extensible Markup Language)由标准通用标记语言(SGML)衍生而来，是一种基于Unicode的纯文本元语言，是一种用于定义标记语言的语言。XML可以提供对各种数据处理、构建、转换和查询技术的访问。它提供了一个广泛包容的、开放标准的技术，用于数据交换和转换，克服了应用程序和服务互操作

29、性和集成面临的障碍。XML提供了一种使用标记描述文档结构的机制。XML可以描述结构化的数据(如数据库中的关系数据或电子表格)和半结构化的数据(如Web页面或业务文档)。XML主要有以下特点：1. 可扩展性，与HTML不同，XML没有固定的词汇表，用户可以使用XML定义特定的应用程序或行业专用的词汇表。2. 平台无关性，XML不依赖于任何编程语言、操作系统或软件供应商。使用各种编程语言都可以很容易地生成或使用XML。平台独立性使得XML有助于在不同编程平台和操作系统之间实现互操作。3. 支持国际化，XML是以Unicode为基础的，适用于在全球网络中共享信息。4. 基于文本的格式，XML可以很容

30、易地进行分析，用户可以根据需要使用标准的文本编辑工具读取和编辑XML文档。由于这些特点，让我们可以使用标准化XML数据交换格式进行跨平台交互操作，共享需要的信息。由此可见，XML不仅是一种描述文档的文本格式，还是一种描述结构化和半结构化数据的机制，并提供了处理此类数据所需的一系列技术，使我们向实现通用的数据访问又迈进了一步。2.5.2 XML Web服务XML Web服务是提供特定功能元素(如应用程序逻辑)的可编程的组件，它通过HTTP和SOAP在Internet上公开各种功能，不同的系统可以用标准的Internet标准(如XML和HTTP)进行访问。XML Web服务通过使用XML消息处理启

31、用数据交换和应用程序逻辑远程调用，使数据能够通过防火墙，并在异构系统之间移动数据。XML Web服务为实现数据和系统的互操作性提供了一种可行的解决方案。XML Web服务支持以复合方式使用XML Web服务来集成异构的应用程序。目前，由于存在大量不同语言开发的、运行在不同平台的独立软件，因而产生了大量实用但孤立的数据和业务逻辑块。阻碍了软件的重用和数据的共享，降低了工作效率。使用XML Web服务，可以将每个现有应用程序的功能和数据以XML Web服务形式公开。利用这些来创建一个使用此XML Web服务功能集合的复合应用程序，以实现各个异构应用程序之间的互操作性。XML Web服务采用的基础结

32、构提供了定位XML Web服务的发现机制、定义如何使用这些服务的服务描述以及通信时使用的标准连网形式。下图显示了此基础结构的一个示例，如图2.3所示：目录（http:/uddi.microsoft.org）客户断尝试定位xmlweb服务链接指向发现文档的URL发现（客户断请求发现文档Xml Web服务客户端UDDI或其他目录服务说明（客户断请求服务说明 返回发现文档计算机 Xml Web服务客户端返回服务说明连网形式客户请求xml web服务XmlWeb服务返回服务响应图2.3 XML Web服务基础结构示意图XML Web服务基础结构组件主要包括以下内容：1. XML Web服务目录:XML

33、 Web服务目录提供一个用于定位其他组织提供的XML Web服务的中心位置。XML Web服务目录(如UDDI注册表)充当此角色。2. XML Web服务发现:XML Web服务发现是定位(或发现)使用Web服务描述语言(WSDL)描述特定XML Web服务的一个或多个相关文档的过程。3. XML Web服务描述:要了解如何与特定的XML Web服务进行交互，需要提供定义该XML Web服务支持的交互功能的服务描述。4. XML Web服务连网形式：为实现通用的通信，XML Web服务使用开放式连网形式进行通信，这些格式是任何能够支持最常见的Web标准的系统都可以理解的协议。SOAP是XML

34、Web服务通信的主要协议。2.6 小结本章主要对于微软的.NET技术平台和相关的ASP.NET, ADO.NET和XML Web服务等开发技术进行了分析和介绍。从目前来看，Web应用系统常用的开发技术主要分为两大阵营，一个是基于Java技术的J2EE标准，另一种就是微软的.NET平台。严格的讲，两种技术各有所长，本质上是相似的，只是具体实现的技术不同。一般来说，J2EE经过多年实践，技术成熟，性能优异。.NET出现较晚，对一些新的技术支持较好，并且具有适合快速开发的特点。依据应用环境不同，我认为如果是Windows平台，则应该选择.NET，如果是Unix/Linux平台，则应该选择J2EE。目

35、前学校使用的Windows平台居多，所以，本系统将采用微软的.NET平台进行开发。第三章 系统需求分析软件项目的需求分析是软件项目开发的基础，需求分析直接影响着软件项目产品的质量，有效的需求分析是软件开发项目中关键的成功因素。软件系统的需求一般可以分为功能性需求和非功能性需求。软件项目开发的最终目标在于满足系统的功能性需求和非功能性需求。功能性需求是系统需要实现的，提供给用户使用的具体的功能。非功能性需求是为了满足用户对系统功能的需求，系统正常工作所应当具备的系统的特定特性，如性能、安全性、可用性、可扩展性等等，功能性需求决定着非功能性需求，非功能需求又影响着功能需求。软件项目的需求分析是在项

36、目开发的第一个周期内开始进行的。3.1 系统目标网络教学系统是根据学校信息技术基础课程的教育教学方式现代化的需求，以进一步丰富教学内容和教学手段，提高教学质量，培养学生自主学习能力为主要目标。网络教学系统要求具有对教学内容和用户(学生和教师)进行组织管理的功能，并且可以通过局域网(校园网或宿舍网)和因特网访问。信息技术基础课程是全校性的公共基础课程。教学系统将给教师和学生提供一个网络化的教学与学习平台，通过该系统的使用来巩固和强化课堂教学的效果，弥补课堂教学的不足。教师可以使用教学系统发布管理教学内容以及相关教学信息，布置作业，组织讨论，实时或非实时地与学生交流，了解学生学习中的问题，对学生学

37、习进行指导。学生可以根据自己的不同情况，自主的学习相关内容，提出问题，参与讨论，提交作业，网上练习和模拟测试。系统在使用过程中，要求方便管理，具有一定的远程管理功能。3.2 系统功能需求系统功能需求主要包括以下几个部分：1. 教学资源部分可以为学生提供相关的教学资源的查询与下载，授课老师可以利用系统提供的操作平台管理自己的课件和相关的教学资源文件，可以在指定的目录下进行上传、下载、增加、修改和删除课件等教学资源文件及目录的操作。所有操作应该都要求相应的权限，对非授权用户拒绝访问。2. 教学学习部分学生能够进入教学系统，在网上以各章节标题结构作为导航，浏览课程的知识内容，进行自主学习。包括课程内

38、容的查找定位、浏览等。学生必须通过系统的身份验证为合法用户，才可以进入所修的课程。授课教师可以对自己所教授的课程教学内容进行维护和修改。3. 作业管理部分需要提供的操作包括作业的布置、作业的提交、作业统计和批阅。作业布置需要提供的功能是教师登陆后进入系统的布置作业页面，可以发布作业题目、内容和要求，要求系统能对不同的题目和内容形式具有良好的兼容性。作业提交需要提供的功能是学生用户可以在相关课程页面察看作业的内容以及要求，学生完成作业后，通过系统提供的上传功能将作业提交。作业统计功能是在学生提交作业后，系统能统计学生作业上交人数、未上交人数等情况，并提供给授课教师。作业批阅功能是教师将学生作业批

39、改完成后，可以将作业评语，作业成绩等提交给系统，学生可以察看自己的作业的成绩和作业的评语。4. 提问答疑部分系统需要提供这样的功能，当学生课下学习过程中遇到疑问的时候，可以通过网络教学系统及时的提出问题或者得到答案。在课堂之外，为学生提问和教学答疑提供一种途径。系统需要提供一个常见问题区。常见问题区主要是将一些常见的问题以及解答整理在一起供学生自己查阅，避免重复答疑，即可以让学生及时得到答案，又可以减轻教师的工作量。由于已有教学论坛系统，本系统无需实现论坛和在线交流功能，系统需要提供常见问题和学生留言提问功能。5. 自我测试部分为了让学生能够了解自己对所学习的知识掌握的程度，需要系统提供一个自

40、我测试的功能。使学生可以直接在网上进行对所学课程知识点进行自我测验、练习。要求系统能按照一定的难度要求，数量等在练习题库中自动抽取。学生完成后，系统将显示答案结果。学生可以根据结果了解对知识的掌握程度。因为有专用的考试系统，本教学系统的练习测试仅供学生学习过程中自我测试使用。6. 系统管理部分网络教学系统的大量数据信息存储于不同的目录及数据表中，及时、有效的维护和管理系统的这些信息数据对保持系统的正常运行至关重要。因此需要有单独的管理模块来提供相应的功能对系统进行维护管理。用户帐号是系统的重要敏感数据，特别是管理员和教师帐号的建立、修改，维护等工作更是直接关系到系统的安全和正常运行。用户管理是

41、系统管理的必须具备的功能，该功能应该包括的主要有增加、修改、删除用户和信息、修改密码、分配权限等。系统管理员可以对教师和学生的账号进行操作，考虑到学生数量较多，为了减轻管理员的维护工作量，系统对教师开放学生部分的用户管理功能，教师可以对自己授课的学生的用户账号进行操作。此外，系统管理部分还要求有文件资源管理功能，可以增加、修改、删除、备份系统中各种教学资源文件。7. 辅助帮助部分辅助功能是为系统用户提供帮助支持和一些其他常用功能，包括在线帮助、校历等辅助功能。在线帮助是面向学生用户的必要功能，可以使系统更为友好。8. 系统用例图用例视图(use case view)从用户的角度看到的或需要的系

42、统功能。用例视图用一种容易理解的方式来展示用户和系统间的交互，可以更好的帮助我们充分的理解用户对系统的各种功能需求。系统用例视图如下面的图3.1所示：教学学习作业管理教师问题答疑学生教学资源自我测试管理员系统管理在线帮助图3.1系统用例视图3.3 系统非功能需求软件产品的需求可以分为功能性需求和非功能性需求，非功能性需求是常常被忽视的一个重要方面。软件产品非功能性需求不仅决定产品的质量，而且还会影响到软件产品的功能需求的实现。所谓非功能性需求，是指软件产品为满足用户业务需求而必须具有且除功能需求以外的特性。软件产品的非功能性需求包括系统的性能、可靠性、可维护性、可扩展性和对技术和对业务的适应性

43、等。作为一个教学应用系统，应具有以下的几个方面：1. 系统的性能指标软件性能是软件质量优劣的一个重要指标。软件系统性能是指软件系统或构件对于其及时性要求的符合程度。及时性用响应时间或吞吐量来衡量。响应时间是对请求做出响应所需要的时间，系统吞吐量是指特定时间内能够处理的请求数量。本教学系统的性能要求可以支持至少一门课程任课教师和学生的正常使用，可支持人数大于50人同时在线。响应时间较短，必须能够在用户期望的响应时间内为用户提供其需要的访问信息。在线系统要求在用户按下回车键后的2秒内产生结果。2. 系统的可扩展性系统的可扩展性指系统对技术和业务需求变化的支持能力，能保证可持续增长以满足用户需求和业

44、务复杂性要求。对于教学系统来说，可扩展性是非常重要的。这种扩展性就是，设计的教学系统，应该可以通过适当的调整而适应不同课程的教学需要，并且为以后的系统升级留有空间。以便于在未来教学发展需要的时候，可以比较方便地进行再次开发、扩充升级以改善或增加系统的功能。3. 系统的可靠性和安全性系统可靠性是软件质量的关键因素之一，直接关系到教学的正常进行，因此从设计之初就要考虑到这一点。系统在教学使用过程中，要求运行稳定，并具有一定的容错功能，局部功能出现故障时候，不会影响其他功能，对用户的错误操作，有适当的提示。安全性是指系统能够通过为信息的机密性，完整性和可靠性提供充分的保护来预防风险，保障系统安全，是

45、系统成功的基本要素。对于本系统的安全性要求主要是能够阻止无论来自Internet还是校园局域网内部的非授权用户，保护系统中的数据或基础结构避免受恶意攻击或者盗用。因此，系统应提供身份认证、重要数据(如用户的密码)加密保护、存取控制等有效的安全机制。4. 系统的可维护性和可管理性系统的可维护性是指在不影响系统其他部分的情况下具有修正现有功能中问题或缺陷的能力。本系统在设计时应采用模块化，低耦合的方法。客户机和服务器应该采取B/S模式，这样系统的维护工作只需要在服务器端进行，不需要在客户端进行任何的升级和维护。系统的可管理性是指可以很方便地对系统进行管理。教学系统有大量的教学内容、学生信息需要发布

46、、管理和维护。方便的系统管理、维护功能，可以及时的处理系统信息，提高工作效率，对系统的正常运行至关重要。系统的主机是放在学校的机房中，但是系统的管理员并不能24小时在机房中，因此，系统应该具有进行远程管理和监控的功能。3.4 系统用户系统用户需要先进行登陆通过相应的身份验证才能完成相应的系统功能，没有登陆的匿名用户只能浏览一般的信息。系统的主要用户分为三类：学生、教师、系统管理员。每个用户的基本事件如下：1. 学生用户教学系统对于开设课程的学生开放，因此所有选修课程的学生都可以查看自己学习的课程的相关内容、重点难点知识、了解教学大纲、下载相关课件等教学资源文件、进行课程学习等。学生可以浏览自己的教师布置的作业，并下载作业相关文件，可以提交作业和进行网上留言和答疑。学生还可以进行自我测试，并查看结果。2. 教师用户教学系统中教师作为教学管理者，需要使用的功能较多。主要有：可以