基于JSP技術的遠程教學管理系統的設計與研究

樊旭 楊明 徐浩然

摘? 要： 針對傳統遠程教學管理系統響應慢的問題，設計一種基于JSP技術的遠程教學管理系統。系統硬件主要設計硬件接口，該接口能夠同步系統中信息，減少系統內部數據容量。系統軟件主要設計數據庫，利用JSP技術描述數據庫的概念模型，判斷數據庫中的數據屬性，在此基礎上，將同一類的數據信息存儲到統一課程表中，創建課程組，并提供測試功能，根據測試結果不斷改進數據庫結構，以此完成基于JSP技術的遠程教學管理系統的設計。實驗對比結果表明，此次設計的基于JSP技術的遠程教學管理系統比傳統系統響應時間快，能夠滿足用戶需求，具有一定的實際應用意義。

關鍵詞： 遠程教學管理系統; JSP技術; 數據庫結構改進; 數據屬性判別; 系統響應時間對比; 數據信息存儲

中圖分類號： TN99?34; TP319? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號： 1004?373X（2020）11?0180?03

Research and design of distance teaching management system based on JSP technology

FAN Xu， YANG Ming， XU Haoran

（Hebei University of Water Resources and Electric Engineering， Cangzhou 061001， China）

Abstract： In view of the slow response of the traditional distance teaching management system， a distance teaching management system based on JSP （Java Server Pages） technology is designed. In terms of the system hardware， a hardware interface is designed， which can synchronize the system information and reduce the system data capacity. In terms of the system software， a database is designed， and the JSP technology is used to describe the conceptual model of the database and judge the data attributes in the database. On this basis， the same kind of data information is stored in a unified curriculum schedule to create curriculum groups and provide the function of test. According to the test results， the database structure is continuously improved to complete the design of the distance teaching management system based on JSP technology. The results of contrastive experiments show that the distance teaching management system based on JSP technology has shorter response time than that of the traditional system and can meet the needs of users. Therefore， it has certain practical significance.

Keywords： distance teaching management system; JSP technology; database structure improvement; data attribute discrimination; contrast of system response time; data information storage

0? 引? 言

在教育信息化發展的趨勢下，將教學管理系統的信息化建設與教育教學理論、方法相結合，已經成為各個高校發展所面臨的一項重要任務。同時，隨著計算機網絡技術的發展，遠程教學管理系統在教學領域中隨之發展，成為高校研究和發展的一個重要領域。遠程教學管理系統是一種以計算機網絡為基礎，實現一種隨時隨地、交互性強且內容最新的教學方法。

目前，遠程教育中，教學本部和各個教學點處于不同城市或者地區，這種教學點機構分散造成教學數據的分散，導致教學數據集中和管理較難，并且各個教學系統孤立、無法共享，導致系統響應時間較慢，教學管理問題、服務器負載、數據安全等問題也日益突出。因此，本文對遠程教學管理系統進行設計，此次設計的遠程教學管理系統主要解決傳統系統響應慢的問題，為更好解決這一問題，將JSP技術應用到系統設計中，設計一種基于JSP技術的遠程教學管理系統。JSP技術具有協議無關性、跨平臺性、一致性、可重用性和代碼執行效率高等優點，因此將其應用到遠程教學管理系統中，具有重要的應用意義。

此次設計的基于JSP技術的遠程教學管理系統硬件主要設計硬件接口，提高系統存儲能力;系統軟件主要設計數據庫，為系統提供數據存儲、課程創建、測試等功能。實驗對比結果表明，此次設計的基于JSP技術的遠程教學管理系統比傳統系統響應時間快，具有一定的實際應用意義。

1? 系統總體結構

本文系統主要解決傳統系統響應慢的問題，利用JSP技術對遠程教學管理系統進行設計，JSP文件[1]的處理過程如圖1所示。

在遠程教學管理系統收到瀏覽器對一個JSP文件的請求時，服務器讀入該JSP文件，并執行其中的Java程序片段，并將執行結果以HTML格式[2]返回給客戶端。因此，利用JSP技術這種運作模式，將遠程教學管理系統的總體結構設計為三層，如圖2所示。

數據層主要存放教學數據，采用XML數據庫形式，該數據層以知識點為核心[3];中間代理層主要在學習者登錄系統后與系統進行交互，根據學習者學習結果返回信息庫;表現層主要將接收用戶請求與產生的格式化數據返回頁面。

2? 系統硬件設計

此次設計的基于JSP技術的遠程教學管理系統主要對系統軟件進行詳細設計，系統硬件[4]部分設計了接口芯片，其示意圖如圖3所示。

采用FH213接口芯片[5]，該芯片由美國FIDI公司生產，集成了USB通信協議線，該芯片為系統提供了USB轉外部硬件接口功能[6]，不需要安裝USB驅動，全面兼容USB 2.0接口[7]。在實際使用時，安裝與其對應的APK[8]就能實現與系統之間的數據通信。該芯片能夠同步遠程教學管理系統中的數據信息，減少系統內部的數據容量[7]，提高系統響應速度。

3? 系統軟件設計

在上述系統硬件設計的基礎上，對系統軟件進行設計。由于遠程教學管理系統中信息量較大，內部聯系復雜[9]，學生在瀏覽教學信息時容易迷路，因此建立數據庫[10]，以某種數據模型組織起來進行存儲。具體步驟如下：

Step1：利用JSP技術描述數據庫的概念模型[11]，處理數據庫的動態邏輯，提供實體、屬性和聯系的方法，具體定義如表1所示。

表1為數據庫的概念結構，主要將用戶需求抽象為信息結構，是數據庫設計的基礎。

Step2：構造結果樹[12]。通過過濾和重新排序的方式，增加任意結構[13]，判斷數據屬性，計算公式如下所示：

[G=V?Ki（v∈t）]? （1）

式中：[G]為數據庫中的數據;[V]為數據屬性;[Ki]為屬性判定因子;[v∈t]代表數據[v]的屬性是[t]。

通過上述計算得到數據庫中數據的屬性[14]，根據數據屬性構造結果樹。

Step3：格式化系統數據。利用下述公式實現：

[Glog=pbv（Z?v）] （2）

式中：[Glog]代表格式化因子;[Z]為數據實體屬性;[v]為配置數據;[pbv]代表數據層次邏輯。

將XML文檔按照規定的格式化詞匯實現結果樹的構造，數據庫中每一類型數據對應一個格式化對象類，映射過程如圖4所示。

當系統數據庫中某個數據的某一屬性在多個對象實例中具有相同屬性值時，將所有名稱信息存儲到一個單獨庫表中，避免數據冗余。

Step4：創建課程組[15]。在創建過程中，如果服務器遇到訪問JSP網頁請求時，首先執行其中的數據段，由于映射到庫表中數據量較大，影響查詢效率，因此創建課程組，將同一類的數據信息存儲到統一課程表中，然后將執行結果與JSP文件一起返回到系統。

Step5：測試功能。測試功能為遠程教學管理系統中的核心部分，利用JSP技術將系統中內容的生成與顯示進行分離。根據分離結果區分學生水平，系統中每道試題的區分度事先由具有經驗的教師確定，根據考生成績不斷調整，全局區分度的數學表達式為：

[Qn=x=0100x?WxM]? （3）

式中：[Qn]為第[n]道題的區分度;[Wx]為第[x]道題的滿分值;[x=0100x]為全卷分值;[M]為考生成績。

將計算過程與結果存入數據庫中，使系統根據學生水平不斷改進數據庫結構，并使用JSP技術設計系統的最終頁面，利用JSP標識或小腳本生成頁面上的動態內容。

通過該數據庫實現教學信息的插入、刪除、修改和查詢等操作，保證教學管理系統中的數據安全，減少數據冗余，方便數據備份和恢復。

4? 仿真實驗

為證明此次設計的基于JSP技術的遠程教學管理系統的有效性，進行實驗對比，并為了保證實驗嚴謹性，將傳統系統與此次設計的系統進行對比。

4.1? 實驗方案

由于遠程教學管理系統是用戶導向型的性能軟件，系統的響應時間應該在用戶所能接受的反應速度范圍內，因此，此次實驗以系統的響應時間為實驗對象。使用兩種系統分別進行注冊、登錄、評論、查詢和頁面切換操作，分別對比兩個系統的注冊時間、登錄時間、評論時間、查詢時間和頁面響應時間。在實驗之前，對傳統系統與此次設計的系統進行初始化處理，并為了保證測試質量，將系統測試過程分為幾個階段，系統測試流程如圖5所示。

在兩個系統調試完成后進行實驗。

4.2? 實驗結果分析

根據上述實驗方案，對兩個系統對比，對比結果如表2所示。

分析上述對比結果可知，在注冊時間上，傳統系統比此次設計的系統響應時間長70 ms;在登錄時間上，傳統系統比此次設計的系統響應時間長53 ms;在評論時間上，傳統系統比此次設計的系統響應時間長102 ms;在查詢時間上，傳統系統比此次設計的系統響應時間長54 ms;在頁面響應時間上，傳統系統比此次設計的系統響應時間長73 ms。

綜合上述對比結果發現，此次設計的基于JSP技術的遠程教學管理系統在注冊時間、登錄時間、評論時間、查詢時間和頁面響應時間上都比傳統系統的響應時間快，證明了此次設計的基于JSP技術的遠程教學管理系統的有效性，滿足用戶需求所需要使用的時間。

5? 結? 語

為適應現代化教育教學管理的發展需求，本文設計了一種基于JSP技術的遠程教學管理系統，解決了傳統系統響應時間慢的問題。設計的硬件接口減少了系統內部數據內存，提高系統的響應時間;利用JSP技術設計數據庫，實現教學信息的插入、刪除、修改和查詢等操作，以此完成遠程教學管理系統的設計。實驗對比結果表明，此次設計的基于JSP技術的遠程教學管理系統比傳統系統的響應時間快，能夠滿足用戶需求，改善現有網上教學系統的性能。

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