基于JSP技术的数学实验室辅助管理系统设计

王小春

摘  要： 针对传统的数学实验室辅助管理系统响应性能差的问题，提出基于JSP技术的数学实验室辅助管理系统设计。系统硬件主要包括XC5VLX110T器件和TMS230C6678D器件电源电路设计。系统软件由账户管理模块、系统管理模块、数学实验课程模块和網络交流模块组成。软、硬件结合完成基于JSP技术的数学实验室辅助管理系统的设计。实验在TURBOC 集成开发环境下完成，分别测试所设计和传统两个系统的响应性能。实验结果显示，所提系统的HTTP页面响应时间、用户并发量和数据库事务响应时间均已通过设计要求。由此说明，基于JSP技术的数学实验室辅助管理系统的响应性能更优，且符合设计需求。

关键词： 数学实验室; 辅助管理; JSP技术; 系统设计; 响应性能; 系统测试

中图分类号： TN919?34; TP78.6                  文献标识码： A                      文章编号： 1004?373X（2020）14?0059?03

Design of mathematics laboratory assistant management system based on JSP technology

WANG Xiaochun

（Taiyuan Normal University， Jinzhong 030619， China）

Abstract： A design of mathematics laboratory assistant management system based on JSP technology is proposed to improve the response performance of the traditional mathematics laboratory assistant management system. The design of the system hardware structure is mainly includes the design of the power circuit of the XC5VLX110T device and TMS230C6678D device. The system software is composed of the account management module， system management module， mathematics experiment course module and network communication module. The design of assistant management system of mathematics laboratory based on JSP technology is completed in combination of the software and hardware. The experiment was accomplished in the TURBOC integrated development environment. By testing the response performance of the designed system and traditional system， the experimental results show that the HTTP page response time， user concurrency and database transaction response time of the system have passed the design requirements. It proves that the response performance of the mathematics laboratory assistant management system based on JSP technology is excellent and meets the design requirements.

Keywords： mathematics laboratory; assistant management; JSP technology; system design; response performance; system testing

0  引  言

计算机实验室教学环节最为常见的问题有：第一，实验内容只能选一些固定模式的例题，导致教学内容与进度完全脱节，学生在数学实验课操作过程中会很茫然;第二，数学实验室内容保存问题，一般电脑会安装一个自动还原系统以保护上机环境，如学生操作不当就会导致电脑关机，清空已完成的实验内容。课上教学时间有限，花费精力解决系统问题将严重影响课堂效率[1]。

传统的数学实验室辅助管理系统主要研究对象是实验室，在一定程度上限定了系统的使用范围。为了解决上述问题，本文提出基于JSP技术的数学实验辅助管理系统。该系统可以有效完善实验教学环节，提高学生对上机操作的兴趣。利用JSP技术寻求一种适合数学实验室辅助管理系统的技术方法，JSP技术的代码可以加快系统开放速度。软件利用JSP技术建立客户端和数据库之间联系，实现数学实验室辅助管理信息的传递和存储功能。在硬件设计上，为确保系统稳定工作，设计XC5VLX110T和TMS230C6678D的器件电源电路。功耗要求做重点分析。为验证所提系统的有效性，设置对比实验，对比传统系统和基于JSP技术的数学实验室辅助管理系统的性能。

1  硬件结构设计

1.1  TMS230C6678D电源电路设计

基于JSP技术的数学实验室辅助管理系统电源设计方案如图1所示。

采用Smart Reflex技术调整TMS230C6678的内核电源范围，调整DSP内核电压，降低静态功耗。TMS230C6678有4个VCNTL接口。当DSP在执行不同任务时，可以使用Smart Reflex技术保持系统稳定性[2]。在本次设计中，CVDD电源需要6 A电源输出，为此，选用TI公司的专用电源PTH08T240W 。PTH08T240W动态功耗可以产生0.9～1.1 V电压。PTH08T240W支持4.5 V的输入电压，以及0.69 V 可调节电压。图2为CCDV电源电路设计图。

图2中的DSP_VID是DSP配置的接口。MOS管可以关闭PTH08T240 W电源模块VADJ引脚。将引脚之间不同电阻[RSET]的电压控制在0.9 V左右[3]。在设计电路时，通过R419和R423并联电阻实现CVDD可调用电压的输出[4]。具体输出情况如下：

1） 支持4.5 V输入电压，最大电流输出可达10 A。

2） 根据图3 PTH08T240 W电源模块与SNS_N引脚之间关系控制输出电压，应用补偿算法得出表1。

3） 连接SNP_P和SNP_N，再补偿内部调节电路，从而得到最合适的电源输出[5]。

1.2  XC5VLX110T电源电路设计

针对FPGA内部特定时钟资源设计，内部特定时钟资源包含两个DCM，可实现时钟频率合成和相移等功能[6]。XC5VLX110T的片外时钟资源有全局时钟和区域时钟两种。每个Virtex?5包含15个全局时钟输入，在控制整个FPGA上的I/O时钟和CMT时钟时，要先驱动逻辑信号，并将每个时钟作为单端时钟输入。FPGA时钟独立于全局时钟网络，是以单端方式驱动连接到区域中的每个触发器[7]。

I/O时钟是第三种时钟控制资源，适用于局部化I/O串行器。例如，GTP_ DUAL模块的时钟单元见图3。

为满足XC5VLX110T FPGA时钟要求，采用有源晶振实现FPGA所需要的单端时钟要求，如表2所示[8]。

FPGA配置电路设计，按照FPGA加载配置数据模式将被动加载数据分成主模式和从模式[9]。主模式：在FPGA上电后要主动将片外配置数据加载到SRAM当中，在整个配置过程中，均由FPGA控制。从模式：将外部处理器作为主器件，主器件与主模式工作原理相同，但主器件仅有一种并行模式[10]。设计XC5VLX110T和TMS230C6678D的器件电源电路，完成基于JSP技术的数学实验室辅助管理系统的硬件结构设计。

2  软件功能设计

利用JSP技术建立客户端与数据库之间的联系，系统开发工具选用JBuilder，Dream Weaver 2004，操作系统选用Windows 2000 Server。Windows 2000 Server具有可移植性和可靠性[11]。

数学实验室辅助管理系统由三个模块组成。基于JSP技術的数学实验室辅助管理系统总体架构见图4。

图4的账户管理模块有注册、修改信息和权限设置等功能。实验计划管理模块主要负责协助系统管理员完成实验计划的审核和合理分配。用户查询模块是负责向学生提供实验内容和实验时间安排等信息的查询服务。数据库模块主要负责增强系统安全性[12]。系统管理模块是负责管理学生和教师登录等基本信息。数学实验课程模块主要负责发布和管理教师及学生在实验当中使用的内容，教师要输入教师账号和密码，登录系统界面，发布搜集的实验题目内容。这些实验资源必须要有唯一实验编号，以此区分不同实验项目[13]。学生要想登录系统界面，就需要输入学生账号和密码，登录系统界面，这样就可以查看教师发布的数学实验题目。操作流程见图5。网络交流模块是一个独立的模块，可以脱离出其他功能，也可以改善学生和教师的交流形式。网络交流模块提供了留言和在线答疑两种交流模式。由此，完成基于JSP技术的数学实验室辅助管理系统的软件功能设计。

3  实验分析

为验证所设计系统的合理有效性，设置对比实验，测试传统的数学实验室辅助管理系统和本文系统的响应性能。

3.1  实验环境

实验在TURBOC 集成开发环境下完成，系统软件选用Java作为系统开发平台，SQL Server 2000、Dreamweaver为开发工具。系统硬件在服务器端Intel酷睿i3下完成。

3.2  实验结果

传统系统和本文系统的响应性能测试结果见表3。

由表3可知，采用本系统的HTTP页面响应时间小于1 s，系统用户并发量大于1 000，数据库事务响应时间小于1 s，且实验结果均显示通过。采用传统系统的HTTP页面响应时间小于1 s，系统用户并发量大于1 000，数据库事务响应时间小于1 s，实验结果均显示未通过。由此可见，所提系统响应性能更优，且符合设计需求。

4  结  语

本文通过JSP技术设计数据库，构建了基于JSP技术的数学实验室辅助管理系统。该系统具备权限设置、修改和查询等功能，并通过对软、硬件的优化设计结合完成了基于JSP技术的数学实验室辅助管理系统设计。对比实验结果表明，所提的基于JSP技术的数学实验室辅助管理系统的性能更好，且符合设计需求。

参考文献

[1] 刘东，王金社.基于Web的互联网网络在线辅助教学系统设计[J].现代电子技术，2017，40（20）：28?30.

[2] 罗钦，杨永泰，莫义弘，等.城市轨道交通行车调度应急辅助决策系统的设计与实现[J].铁道运输与经济，2017，39（2）：85?89.

[3] 刘良，罗勇，刘福华，等.正交试验法在悬架系统优化设计中的应用[J].机械设计与制造，2017（4）：59?62.

[4] 高雪，房少军，钟华华，等.基于无源UHF RFID实验室设备管理系统的天线布局设计[J].大连海事大学学报，2017，43（4）：112?116.

[5] 许治勇，李瑛，胡永攀.可燃冷媒制冷器具实验室防爆系统的设计与模拟[J].流体机械，2017，45（7）：83?87.

[6] 王洪斌，周振，王跃灵，等.非线性系统的有限时间扩张状态观测器的设计[J].计量学报，2017，38（6）：725?729.

[7] 魏士刚，屈学俭，马品一，等.二维码技术在大学化学实验教学和管理中的应用[J].化学教育，2018，39（6）：66?69.

[8] 黄袁，刘志勇，陈湘萍，等.基于关键类判定的代码提交理解辅助方法[J].软件学报，2017，28（6）：1418?1434.

[9] 李滨，李星辰，阳育德，等.主动配电网辅助服务共享机制控制模式的研究[J].电力系统保护与控制，2017，45（22）：40?47.

[10] 孔海燕，孙雨，宋广文.小学生近似数量表征系统和工作记忆与数学成绩的关系[J].数学教育学报，2017，26（2）：14?18.

[11] 王惠芳.实验室测试管理自动化的探索[J].电信科学，2017，33（6）：193?196.

[12] 冯国杰，郭玮.开放性实验室耗材信息智能整合系统设计[J].现代电子技术，2019，42（13）：156?160.

[13] 梁思率，王臻.基于内容管理系统和内容分发网络的网站群系统静态化技术[J].计算机应用，2017，37（z1）：321?324.