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基于Web的监狱警察学习系统的分析与实现.pdf

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独创性声明独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得墨蕉堑太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。学位论文作者签名壶把砀确 签字日期勿口7年,≯月/珀学位论文版权使用授权书本人完全了解墨蕴堑太堂有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权墨蕉江盔堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编本学位论文≈学位论文作者签名云汜勖确 导师签名 桶栖签字日期加7年I≯月一日 签字日期 知口7年 ,≯月『,宁日学位论文作者毕业后去向工作单位通讯地址电话邮编第1章绪论1.1课题来源和背景第1章绪论目前,我国监狱警力严重不足。监狱警察既要管理生产和服刑人员的生活,还要维护监管秩序,防止非正常死亡,工作压力非常大;缺乏学习培训,尚未建立有效的教育培训工作机制,缺乏资金支持,培训工作运转非常困难;同时,基层警力配备不足,没有时间和精力参加教育培训;缺乏专职师资队伍和现代教育设备和技术等等诸多原因造成监狱警察不能集中进行学习。通过网络开展网络教学,充分利用好网络资源,加强对监狱警察的教育培训,是新形势下监狱系统建设的必然要求。随着信息高速公路的建立,Intemet的普及,多媒体、网络技术的飞速发展,人类社会已经进入了一个信息化社会。计算机应用已经从传统的单机模式转变为以全球互联网WWwWorld Wild Web,万维网为平台的新型服务模式。计算机技术与网络技术的迅猛发展使网络教育得以实现,并成为当今教育技术发展的主导方向,网络教学平台的开发也随之成为网络技术研究的重要课题。本课题基于网络教学的特点,为解决监狱警察教育培训传统模式的局限性,设计和实现了“监狱警察学习系统”。监狱局域网的普及,为系统运行提供了硬件资源。该系统为监狱警察教育培训提供了新模式,警员可以在网上进行学习,并结合当前流行的网络开发技术和软件工程方法提出一个集设计与实现于一体的网上警察学习系统平台模型,从而方便老师远程教学以及课后留作业和收作业,监督警员的学习过程,警员在学习后可以进行浏览及下载老师留的作业,这样掌握警员的学习情况和老师的教学效果,从而使网络教学中教与学能紧密的结合,能更好地增强学习效果,提高网络教学的质量,进而提高全警的素质。1.2国内外研究现状随着Internet技术和多媒体技术的逐渐普及,以Intemet技术和计算机为中心黑龙江大学硕士学位论文的现代信息技术极大的促进了社会经济的发展,同时也引发了一场信息和知识的革命。信息技术的进步正在改变着人类社会的一切。网络和多媒体技术在教育领域的应用,已经引起教育观念、教育模式、教学方法和教学手段等的深刻变革,使过去的教育方式和方法面临着前所未有的挑战。利用Internet,实现基于Web的现代远程教育事业,是最近几年迅速发展起来的一种新兴教育模式。一方面得益于网络技术尤其是Intemet技术的快速发展,另一方面也和近年Web技术的不断发展紧密相关。为了解决不断进步的信息化社会需求与教育的种种矛盾,国内外的学者一直在探索,从卫星电视、CAI、多媒体到教育网络,人们尝试运用各种最新的信息技术手段使教育与教学过程优化,并取得了一定成效。目前,国际上有影响的教学系统有Web CT、BlackBoard、E.Learning等。在这种背景下,E.1earning的概念迅速普及,并且很快深入人心。E.Learning一般译为电子化学习、数字化学习或网络化学习,泛指在信息技术环境下广义上的教学与学习行为。但实际应用时又把基于多媒体资料的数字化学习也包括在它的范畴,并强调在E.1earning中把数字化内容与网络资源结合起来¨1。由于使用电子化学习的概念比较广泛,因此把E.Learning翻译为“数字化学习”,有的学者认为是比较适当的,同时他们也给出了E-Learning的定义。ELearning是指通过因特网或其他数字化内容进行学习与教学的活动,它充分利用现代信息技术所提供的,具有全新沟通机制与丰富资源的学习环境,实现一种全新的学习方式这种学习方式将改变传统教学中教师的作用和师生间的关系,从而根本改变教学结构和教育本质¨,。Elearning实现的重要功能主要是在线学习或网络化学习,即学生的学习方式是通过本地机器访问该网站。在这种学习平台上,大量教学软件、档案资料、程序、数据、兴趣讨论组、新闻组等学习资源被汇集,形成了一个综合性强、集成度高的资源库,而且资源库中的这些学习资源对于所有人来说都是开放的。Elearning在国外已经开展多年,最初是在一些计算机网络技术比较发达的国家,如美国、英国、日本等。在短短的十几年时问内,E.1earning的应用和普及程度就发生了巨大的变化。作为一种新的教学形式,E.1earning具有重要意义,并呈现出第1章绪论广阔的发展前景。E.Learning并不只是意味着远程教育,在传统教学模式中,在线教学同样可以发挥重要的作用。一些常规的教学手段与教学方法在远程网络教育中,同样是非常重要的。传统的课堂教学被ELearning完全取代是不现实的,在传统课堂教学中,知识传授、互动性、社会性都具有巨大的优势。E.Learning的出现,并不是完全代替传统教学模式,而是不断与传统教学相互碰撞,在碰撞中慢慢融合,在融合中不断补充和完善,形成实用的信息技术环境下的教学方法体系。可以说,在线教学和传统教学优势互补的混合式教学并不是一种全新的教学方法或理论,而是随着教育网络化的深入,人们的教育思想进步的一种体现。E-Learning的整体特征1.媒体技术的功利主义是ELearning的外显特征从20世纪90年代开始,多媒体与网络技术的出现为教育的发展注入了新的活力,使教育的发展产生了质的飞跃,不仅教育信息全球传播,而且最大限度地实现了全球资源共享。2.人格化的人本主义是E.Learning的内在特征。E.Learning充分实现了个性化学习。在互联网上,没有统一的教材,没有统一的进度。每一位学习者都可以根据自己的学习特点,在自己方便的时间从互联网上自由地选择合适的学习资源,按照适合于自己的方式和速度进行学习汪3。1.3系统的技术手段本系统采用以下技术手段1.采用基于Web的模式,本系统为原来各自独立的应用系统提供了统一的使用平台,并与Internet相结合,实现了信息的流通和共享。2.采用了B/S式架构设计,其数据库服务软件为SQL Server 2005,Web服务器采用Tomcat6.0。3.选择了微软公司开发的JSP技术进行系统的具体开发。黑龙江大学硕士学位论文1.4主要研究内容在线学习系统是时下流行一种的系统,它能将传统的局限于教室的一块黑板加上一块讲台的课堂教学升级为应用电脑,使电脑成为辅助教学的工具,这样可以解决一系列在传统教学中存在的问题,例如可以减轻教师的负担、提高学生的学习兴趣、巩固所学的知识以及丰富课堂教学内容等等。其最大的特点是它的开放性、灵活性和方便性。在教师的这个角度看,教师可以发布信息,自动建立数据表,教师可以有查询、修改、删除以及维护数据表的权限;在学生的角度看,学生可以方便地查看教师发布的教学资源、公布的作业以及课程公告,而且还可以提交作业和进行留言交流。它还允许学生根据自己的需要,自己选择主讲教师。另外,学生还可以下载教师上传的内容和资料;在管理员角度看,他具有系统管理和数据维护的权限。用户首先要进行有效的身份验证登录,系统将核实而且判断用户的身份,用户身份不同,将进入不同的界面,进而使用不同的权限。所有的课程资源、作业、公告信息及留言内容均保存于数据库中。本系统主要实现如下功能1.教师部分功能如下1将教学资源发布到网上;2将作业发布到网上;3批阅作业,给出警员成绩;4通过教学公告向警员发布信息;5在留言板上回答警员问题;2.警员部分功能如下1选择课程,选择任课教师2浏览资源,进行课程学习;3在网上完成作业4阅读教学公告5在留言板上向教师提出问题或者与其他警员进行交流;第2章系统相关技术与方法2.1 B/S模式第2章系统相关技术与方法目前,国内外的各类系统较多,从结构上看,主要有C/SClient/Server,客户端朋艮务器和B/SBrowser/Server,浏览器/服务器。2.1.1 C/S结构与B/S结构技术介绍1.C/SC/SClient/Server结构,即大家熟知的客户机和服务器结构。它是软件体系结构,通过它可以充分利用两端硬件环境的优势,将任务合理分配到Client端和Server端来实现,降低了系统的通讯开销口1。C/S包括一个客户端,它的作用主要是用来处理来自服务器端的数据,并给用户呈现相应的业务逻辑结果。一般情况下,所要申请的全部数据是客户端处理的数据,先从服务器端申请,然后根据服务器端预先定义好的逻辑处理完数据后,把结果数据在客户端表现出来;C/S还包括一个用来响应客户端的服务器端,为客户端提供的申请服务,为客户端提供特别是数据库访问的支持。简言之,处于应用的后端是服务器,为多个客户提供高效的执行服务功能处于应用的前端是客户机,与用户直接打交道,用来完成请求服务和对请求结果的加工处理。C/S模型的工作原理图如图21所示。大部分网络协议、服务的实现都由客户端和服务器端来协作完成。此模式本质上涉及两个不同的程序,一般情况下这两个程序在不同机器上运行。这些机器之间通过网络连接。其实在这用的网络是局域网还是广域网并不重要,实质上,客户端程序和服务器端程序扮演着不同的角色。客户端程序是在服务器端程序和使用者之间建立某种沟通的渠道,或是作为使用服务器端提供的某种网络服务的工具,而服务器端程序提供服务并对来自客户程序的请求做出响应。最典型的客黑龙江大学硕士学位论文图21 C/S模型的工作原理图Figure 2-1 C/S model ofthe working principle diagram户程序服务器程序的设计方法是客户端界面表示逻辑,用户接口管理数据输入,提交请求,服务结果处理,部分的事务处理。服务器端响应并处理请求,共享数据库访问控制,共享外设的访问控制,系统接口管理,部分或全部的事务处理H。。C/S多是建立在Windows平台上,其表现手法有限,对程序员要求普遍较高。C/S对信息安全的控制能力很强,一般面向相对固定的用户群。当信息系统是高度机密的时候,采用C/S结构是比较合适的。C/S结构采用开放式模式,但它属于系统开发一级的开放性,在特定的应用中无论是客户端还是服务器端都需要特定的软件来支持。因为提供不了用户真正期望的开放环境,C/S结构需要根据不同的操作系统来开发不同版本的软件,另外软件产品的更新换代异常快,已经很难适应同时使用上百台或以上的电脑的局域网用户在同一时刻使用。2.B/S结构B/S模式也叫浏览器朋艮务器模式Browser/Server,它是一种服务器接收发自浏览器的请求,然后从数据库中获取数据并在服务器上运行处理后将运行处理结果传给浏览器的运行模式,其最显著的优点就是系统软件运行于服务器而与客户端无关,目前的应用非常广泛。它克服了C/S模式扩展与维护困难的缺点。客第2章系统相关技术与方法户端程序是一个通用的浏览器,不但提供了统一的用户界面,使得操作方便,简单易学,而且浏览器短小精悍,占用很少的客户端资源,所以这种模式又被称为“瘦客户”模式悔’。Browser/Server结构出现于1992年左右,并且伴随着Intemet的发展而很快的发展起来。在现代管理信息系统中,利用Web技术,实现Web服务器与数据库系统的连接,完成对数据的处理与查询,用户可以通过操作简单易学的浏览器来查询处理所需要的各种数据。这种从浏览器到服务器的数据处理结构就是目前Intemet中流行的B/S模式;B/S模式是在C/S模式发展到一定阶段的产物,简单的说,就是将传统C/S模式中的服务器部分细分为数据库服务器和Web服务器,从而变成三层结构。这样的模型结构可以将C/S中客户机中的“逻辑运算”等事务处理工作移出来的,从而减少客户机与服务器的压力哺1。B/S结构的工作原理图如图2.2所示。B/S结构将一个应用分解为Web服务器和Web浏览器,服务器以浏览器为客户端程序,两者之间通过HTTP协议进行通信。用户通过一个已经建立的超级链接指向统一资源定位器URLUniversal Resource Locator的,用浏览器来访问Web服务器上的网页。图2-2 B/S结构.I作原理图Figure 2-2 B/S structure of the working principle diagramB/S体系结构的主要特点是开发简单、分布性强、共享性强、维护方便以及总黑龙江大学硕士学位论文体拥有成本低。以现在的目光看,局域网在这种结构上建立的网络应用,并且通过网络模式下数据库的应用,相对来说成本比较低,也比较容易把握。可以在任何地方进行操作,不用安装任何专门的软件是B/S体系结构最大的优点。只要有一台能上网的电脑,客户端近乎不用维护。系统的扩展很容易,首先能上网,其次由系统管理员分配一个账号和密码,这样就可以使用了。或者通过公司内部的安全认证后,即在线申请,系统会自动分配给用户一个账号进入系统,不需要人的参与。2.1.2 C/S与B/S的优劣比较1.C/S缺点1数据完整性比较差。因为每一个客户程序嵌入业务逻辑,因而这客户程序中一个错误或一个Bug就会很容易地危及数据库的完整性。2数据一致性比较差。在C/S结构软件的解决方案里,不在同一地区经营的大型集团都用自己的解决方法,即在各地安装区域级服务器,然后进行数据同步。这些服务器每天必须在同一时刻完成,总部才能得到最终的数据。如果一个业务过程改变了,那么lT部门须用这个应用的新版本替换所有的老版本。这对于一个具有几万台PC的企业来说是一个艰巨的任务。3代码难以维护。二层体系结构并不支持模块化程序设计,这使得应用程的代码难以维护。对于更大的组织来说,维护的困难呈指数级增长,因大型企业通常使用更多的程序员来编程并维护这些应用。4安全性较差。一个富有技巧的程序员也许会侵害安装在机上的应用,修改这个应用实现的业务过程。5伸缩性较差。难以应付大数量的用户。每一个运行的应用通常需要接到企业数据库。打开的连接通常受到数据库产品的限制,所有的用户不能在同一时间运行这个应用。2.B/S优点相对C/S结构而言,B/S结构是一次深刻的变革,它具有如下优点第2章系统相关技术与方法1成本降低,选择更多。只需安装通用的浏览器软件,不需要安装客户端软件。这样不但可以而且使安装过程更加简便、网络结构更加灵活。2维护、升级方式简单。维护人员不再为程序的维护工作要的精力放在服务器上。由于客户端无需专用的软件,当企业对网络器端的软件,减轻了系统维护和升级的成本以及工作量。3网上发布消息更容易。B/S结构使用的是Intemet的Web技术,因而更适合网上信息的发布,拓展了传统的据应用的功能,更Intemet时代的需要。4用户操作使用更简便。B/S结构的客户端只是一个提供友好界文本、图像、声音、电影及数据库等信息,用户无需培训便可直接使用,便于推广。2.2 Web数据库相关技术介绍Web数据库属于深度WebDeep Web的一种资源形势,通常指在互联网中以Web查询接口方式访问的数据库资源,其结构是后台采用数据库管理系统存储数据信息,对外提供包含表单的Web页面作为访问接口,查询结果也以包含数据列表的Web页面形式返回给用户。Web页面与数据库的连接是Web数据库的基本要求。目前基于Web数据库的连接方案有两种类型服务器端和客户端方案。服务器端方案实现技术有JSP、CGI、ASP、SAPI、PHP等;客户端方案实现技术有ODBC、DHTMLDynamic HTML等。这里主要介绍ODBC、CGI和ASP。2.2.1 ODBC技术ODBCOpen Database Connectivity是”开放数据库互连”的简称,是一种使用SQL的应用程序接ElAPI,是微软公司开放服务结构WOSA,WindowsOpenServices Architecture中有关数据库的一个组成部分,它建立了一组规范,并提供了一组对数据库访问的标准API应用程序编程接口。这些APl利用SQL来完成其大部分任务。ODBC本身也提供了对SQL语言的支持,用户可以直接将SQL语句送给ODBC川。一个完整的ODBC由下列几个部件组成1应用程序Application
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