《嵌入式系统导论》课程师生互动系统的研究

夏永祥，史志才，张瑜，王益涵，苏前敏，华禹

0 引言

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，是构筑知识经济时代人们终生学习的主要手段。充分利用现代信息技术，在原有远程教育的基础上，实施“现代远程教育工程”，可以有效地发挥现有各种教育资源的优势，符合世界教育发展的潮流，是在我国教育资源短缺的条件下办好教育的战略措施，要作为重要的基础设施加大建设力度。

《嵌入式系统导论》课程师生互动系统是基于 web的师生互动交流平台，它作为《嵌入式系统导论》课堂教学延伸的环境和手段， 要和传统的课堂教学相结合，更好地满足老师和学生教与学的需求，要为课程的教学提供全过程的支持，同时作为传统课堂教学模式补充和完善的网络教学辅助系统是要建立一种集课堂教学与课外网上互动学习，理论学习与实践操作，学习活动与上网活动融为一体的新型的课程教学模式。

《嵌入式系统导论》课程师生互动系统包含用户模块、教师模块和学生模块。用户模块用于实现用户注册、用户登录及修改密码等功能。教师模块包含电子作业管理、电子试卷管理、学生成绩管理和上传资源等四个子模块。学生模块包含提交电子作业、在线测试、成绩查询和下载资源等四个子模块。

本系统采用ASP.NET编程技术，使用C#编程语言开发，用MS SQL Server2008来管理整个系统的数据，并以IIS为服务平台实现系统的构建。

1 《嵌入式系统导论》课程师生互动系统需求的分析

1.1 功能需求分析

系统需要实现如下功能：

（1）用户管理：在登录名和密码都输入正确的情况下准许教师和学生用户登录。另外还需要提供用户注册及修改密码等功能。

（2）电子作业：教师可以对电子作业进行增加、删除、编辑、批改，学生可以在线提交完成的电子作业。

（3）电子试卷：教师可以对电子试卷进行增加、删除、编辑、批改，学生可以进行在线测试。

（4）成绩：教师可以输入和修改学生的电子作业、在线测试的成绩，学生可以查询成绩。

（5）上传资源：教师可以对资源（如课件等）进行上传、删除操作，学生可以下载资源。

《嵌入式系统导论》课程师生互动系统的总体结构框图。系统包括三大模块：用户模块、教师模块和学生模块，如图1所示：

图1 《嵌入式系统导论》课程师生互动系统的总体结构框图

1.2 系统开发的环境

（1）操作系统：Windows 7

（2）开发环境：Visual Studio.NET 2010

（3）编程语言：C#

（3）数据库：MS SQL Server 2008

2 系统设计

2.1 系统的架构

《嵌入式系统导论》课程师生互动系统采用了 B/S（Brower/Server）架构。其特点是系统的主要功能都在服务器实现，用户只需要浏览器即可以享受这些功能而不必花费更多的系统资源。B/S(Browser/Server) 架构是随着 Internet技术的兴起，对C/S架构的进行变化或者改进的架构。在这种架构下，用户工作界面是通过WWW浏览器来实现，极少部分事务逻辑在客户端(Browser)实现，但是主要事务逻辑在服务器端(Server)实现。这样就大大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本(TCO)。

系统采用三层体系结构(Three-tiered Architecture)，即从逻辑上把系统分为表示层，业务逻辑层，和数据访问层。表示层接受用户的请求和返回的数据，为客户端提供对应用程序的访问。业务逻辑层实现应用的业务逻辑，如业务规则、数据访问、合法性校验等工作。数据访问层为业务逻辑层或表示层提供数据服务。三层结构主要是使项目结构更清楚，分工更明确，有利于后期的维护和升级。

系统总体架构，如图2所示：

图2 系统总体架构

用户通过浏览器访问系统，进行输入、查询等操作；业务逻辑层包括用户模块、教师模块和学生模块 3个主要部分，实现用户注册、用户登录、修改密码、电子作业管理、电子试卷管理、学生成绩管理、上传资源、提交电子作业、在线测试、成绩查询和下载资源等功能。数据访问层采用ADO.NET技术，为业务逻辑层提供数据服务。后台数据库采用MS SQL Server 2008.

2.2 用户流程

《嵌入式系统导论》课程师生互动系统的用户分为教师用户和学生用户。系统用户流程，如图3所示：

图3 《嵌入式系统导论》课程师生互动系统用户流程图

2.3 数据库设计

根据系统功能分析及功能模块的划分，多媒体教学系统数据库中主要包括以下几个表：

（1）用户表：包括用户ID、用户姓名、登录密码、用户类别、联系电话、电子邮件等字段。

（2）公告表：包括通知ID、通知标题、详细内容、发布时间等字段。

（3）试卷信息表：包括试卷ID、试卷名称、保存路径、创建者、试卷类别、创建时间等字段。

（4）答案信息表：包括答案ID、答案对应试卷标题、答案内容、对应试卷创建者、完成者、得分、完成时间、对应试卷类别等字段。

（5）资源信息表：包括资源ID、资源标题、保存路径、文件类型等字段。

在Windows平台下ADO.NET中主要有3种数据库访问方式：OLE DB模式、ODBC模式和SqlClient模式，本网站采用了SqlClient模式。使用SqlClient模式时需要引入的命名空间有System.Data和System.Data.SqlClient。用于连接数据库的字符串一般写在 Web.config文件中。ASP.NET的配置文件是基于XML格式的纯文本文件，存在于应用的各个目录下，统一命名为“Web.config”。它决定了所在目录及其子目录的配置信息，并且子目录下的配置信息覆盖其父目录的配置。而且 Web.config文件还可以支持一个完全编译的应用程序的配置，这样做的好处是不必因数据库的设置改动而修改源代码。

3 结论

本文讨论的《嵌入式系统导论》课程师生互动系统实现了用户注册、用户登录、修改密码、电子作业管理、电子试卷管理、学生成绩管理、上传资源、提交电子作业、在线测试、成绩查询和下载资源等功能。该系统已经完成开发和测试，并在教学中应用一年多，运行良好，对教学有很大帮助。不过，该系统在未来的运行中还会发现一些问题，可以进一步完善。这些问题将在进一步研究和开发中解决。

[1]韩德强，张丽艳，邵温.计算机工程专业方向嵌入式系统实践教学的探讨[J]实验技术与管理.2010(3)：191—193.

[2]叶子，鹿丽娟.师生互动研究述评[J].学前教育研完，2009(3).

[3]姚敦红,陈蜀宇.基于.NET的教学文档提交系统的研究与实现[J].办公自动化杂志,2008.

[4]庞亚娟，房大伟，吕双.ASP.NET从入门到精通(第 2版)[M].北京：清华大学出版社，2010.

[5]章美仁.ASP.NET 3.5动态网站设计教程[M].北京：中国水利水电出版社，2009.