网站开发入门培训,中国建设银行官方网站汇率,做家具的外国网站,个人网站做影视基于Spring Boot的在线学习系统的设计与实现
摘 要
在线学习系统是以大学传统线下教学方式不适应信息技术的迅速发展为背景#xff0c;提高学习效率#xff0c;解决传统教学问题#xff0c;并且高效的实现教学信息化的一款软件系统。为了更好的实现对于教学和学生的管理提高学习效率解决传统教学问题并且高效的实现教学信息化的一款软件系统。为了更好的实现对于教学和学生的管理在分析研究时借鉴了很多成熟的在线学习系统总结出自己具有特色的系统软件本系统设计开发是基于Spring Boot框架的在线学习系统为了更高效的在线学习系统提供了有力的方案。 本系统主要是对于学校师生的传统教学方式进行了一个改变改用在线教育突破了传统教育的瓶颈解决了师生线上沟通问题减少了纸质作业的繁琐本系统在自己和朋友的努力宣传下成功地在学院内小范围上线和使用了一段时间最后统计的结果深受好评达到了本系统一开始想要的结果系统中地功能模块性能良好可以比较好地满足日常学习的需要。本系统的成果开发不仅提高了自身的开发水平同时也提高了教学效率和学生的学习兴趣。
第 1 章 引言
1.1 研究背景与意义
1.1.1 研究背景
随着日常社会中网络技术的快速发展网络技术在我们的日常的生活中使用得十分广泛特别是学校中的网络技术应用得最为广泛在疫情肆虐的年代线下学习变得不在实际只有在计算机网络中寻求更好的解决办法不断地研究和试验让基于计算机和网络技术的在线学习系统能够诞生并且成为了现代和未来教学管理工作的发展趋势。 传统的线下教学方式在社会发展中已无法满足教学发展的要求而基于计算机和网络技术的学习系统可以快速地提供大量的学习资源没有了传统教学的空间限制我们可以随时随地可以学习在线学习系统在近些年来不断地磅礴发展现在已经完全突破了传统的教学瓶颈向更加智能化的系统进发。 本系统是基于Spring Boot框架的在线学习系统利用该系统可以解决由于线下传统教学得不便。比如本在线学习系统能让学生改变对传统教学的看法学生可以通过本系统具有的功能自己进行各种学习任务或者其他功体验;与此同时本系统也可以让教师脱离线下去走访学生直接在线上进行交流和了解情况进而选择加强管理学生还可以通过系统的作业功能模块进行在线完成作业省去了纸质作业的麻烦。
1.1.2 研究意义
在线学习的环境下使得教师对于学生的管理效率得到了有效的提升改变了传统的线下教学的方式全方位予以在线学习交流的平台让全体师生的教学体验更舒心。 在线学习系统是由4大要素组成 教学资料学习中使用到的资料例如网络课本、整理的资料等。 软件平台提供一个通过网路终端可以直接使用的软件平台进行在线学习和管理。 硬件设备手机或者电脑等终端设备。 网络设备家用网络或者公用网络等。 对于本系统来说开发建立的过程就是利用现代化的信息平台将传统教学拉到网络平台在一定的设备前提下将学习过程中的管理网络便捷化。 总之在线学习系统的全方位信息化能够非常有效的提高教学效率能够有效的丰富学习资源在原有的传统教学环境下在线学习系统将不收地区限制将教学和管理网络信息化。
1.2 国内外研究现状
从全球上和国内来看从某种角度来看对于在线学习的研究内容是随着时间的推移互联网的发展和传统专业教学的发展而逐渐发展起来并受到大家的关注。自互联网在线学习出现以来在线学习系统的发展开始备受关注和重视成为许多大学追求的热点在研究方面也取得了很大的成就。 白晓晶和韩锡斌教授在发布中表示到随着社会不断发展在线学习系统从传统的教学中不断发展到在线学习借助了不断发展的网络技术通过网络信息化平台实现了现有的在线学习系统在未来的发展中在线学习也定会是随着社会发展不断完善的。金志霄教授在《基于微服务架构的在线学习系统的设计与实现》中表示到由于传统教学下时间、空间以及书本教育资源的限制,我国传统的教育学习方式显然无法满足学生的日常学习需求而在线学习的方式能带来极大的便利因此在线学习的方式最终无疑会成为师生的最好选择。 对于国外学习系统的现状我通过查询资料以未来学校为例总结了该校对于在线学习的不断研究。未来学校对于英语教学形式的研究持续了接近20年最终开发了discovering English等英语在线学习系统可见对于教学形式改变和在线学习转变的决心。
1.3 研究目的与研究内容
研究开发过程中可能会遇到的问题解决并完善自身系统提高系统的可用性、安全性和发展性。 如何解决不完全相同角色的登录账号问题查看组合角色如何排序得到如何在不完全相同角色的信息管理下操作管理员权限并显示不同的启动页面。 如何解决连接MySQL数据库的问题。数据库数据的相对稳定性和人身安全问题。 系统启动页的设计和制作不可或缺让系统菜单有一个方便的方法有一个漂亮的外观提高更好的交互体验。 开发的系统的研究现状及存在问题的研究内容及具体分析。 系统中各个子模块的契合程度集成局域网连接信息技术维护局域网连接信息技术的人身安全问题。
1.4 研究方法和研究思路
1.4.1研究方法
研究方法的种类有调查法、实例研究法、定量法、定性法、归纳法、演绎法、分析法、合成法、科学法、比较法不仅要了解各个方法的定义还应掌握它们分别适用的领域。本文主要是运用了调查法、比较法、实例研究法。 1.调查法 主要使用问卷调查法通过间接书面访问的方式达到调研的目的我主要是在问卷网上进行发布问卷邀请朋友、同学进行填写。 2.比较法 比较法就是将相似事物放在一起进行比较找出它们相同和不同点并寻找个中原因这个方法有利于理解包含不同研究对象的整个领域。我主要是搜集一些相关的系统资料对比他们的优缺点、共同点。吸收好的东西进行自己利用。 3.实例研究法 实证研究是指提出研究的人独自搜寻相关资料和例子为了自己提出的假设进行研究。大量搜集往年在线学习系统的优越的地方进行吸收改进总结出自己的系统。
1.4.2研究思路
本论文的研究思路如图所示。
第 2 章 相关理论以及技术简介
2.1 C/S和B/S的区别
C/S架构即Client/Server(客户端/服务器)架构总体来说是一个两层架构客户端和服务端两层架构。将任务分离一部分到客户端一部分到服务端例如客户端主要用于查询和展示信息给用户服务端则是提供接口和服务给客户端降低了单个软件系统的巨大开销。管理操作需要在客户端上进行。客户端通常是我们使用的手机服务端则是电脑服务器电脑服务器进行系统运行手机端访问相应的网址或者域名进行使用服务器系统的各种功能。客户端和服务器的软件程序不同。从某种角度来说客户端是能够被计算机用户看到的如果没有则访问而服务器一方面是对于计算机用户应该需要的数据库。能够查询数据管理信息计算机用户能够在客户端进行特定的网上银行业务。也很讲这种研发比较容易怎么操作也比较简单但是客户端用上几个月后调整优化和维护就比较难了。 B/S架构即浏览器和服务器架构设计。是由三层结构制成的。三层体系结构中的核心是组件对象模型。它由相互分隔开的表示层view、业务层service和数据层dao也叫持久层构成。B/S系统相对于C/S系统省去了安装客户端的空间无需安装只要拥有一台终端在Web浏览器上访问相应的网址即可使用这样的架构下所有的功能都在服务器上也就是一台电脑服务器上。极大的简化了客户端带来的开发难度使用起来也更加的方便维护也比较简单通过服务器安装MySQL数据库可以进行数据的交互。
2.2 Spring Boot框架技术
Spring Boot是Pivotal团队开发的一个崭新的与众不同的结构框架比Spring结构框架更小的结构框架目的是简化Spring相当复杂的配置。使用注解更加的简洁方便当然他自己进行了统一配置脱离以XML繁琐的配置方式转向了注解的形式极大的节约了开发环境配置时间。有了更加放白内的注解开发的方式Spring Boot在近几年来成为了开发市场和领域中具有主导地位的框架技术。
2.3 MySQL数据库
MySQL是目前最流行的关系型数据库之一它的数据库数据量比较大能够容纳比较大的数据库数据量。是目前能够选用的主流分布式数据库之一也是一个不可或缺的数字化、智能化的分布式数据库恢复系统。它由瑞典官方公司MySQLAB开发并随着时间的推移不断改进和提升。MySQL实现技术目前正属于Oracle公司。发布到网络上我们可以自行下载使用并且是免费的无需购买。
第 3 章 需求分析
3.1 系统工作和目标
本系统是用于高校师生的学习交流系统让“教”与“学”都便于信息化管理脱离于传统方式去实现。 该系统的主要角色模块区分如下 教师模块管理学生信息、向管理员申请请假、向学生发起作业、打回不合格学生作业、批阅学生作业、上传课件、发起并参与话题讨论、查看学生作业完成情况、批量导出学生数据和在线师生交流等功能。 学生模块具备完成在线作业、向老师发起打作业的请、创建今日讨论主题并可以发布讨论内容、下载网络学习课件和可通过网页进行在线实时交流等功能。 管理员模块具备在校教师、在校学生身份信息管理、今日话题信息管理、一键导入在校学生、在校教师信息管理等功能。
3.2 业务流程分析
系统业务流程分析可以帮助开发过程中不定的业务需求确定具体的业务流程和具体工作更好的分析出不同要素之间的联系让我们更好的理解不同功能模块之间的关系。 业务之间分析能够细化分析逐步形成相对合理的业务已然成为更加科学的业务管理。借助对现有网上学习系统业务的具体分析重组组建本系统的业务达到更合理的业务运作。
3.2.1 管理员业务分析
管理员登录之后能够方便的在后台管理相关系统信息能够导入导出在校学生和在校教师的相关信息管理话题讨论模块。对于教师的请假信息进行管理可以批准和不批准管理全局信息。
3.2.2 教师业务分析
在校教师成功登录系统之后进入教师模块能够进行自定义信息操作。在线教师能够修改和删除在校学生的相关信息对于相关学生的作业完成情况进行批改评分还能够讨论话题也可以在作业完成界面查看评分比重同时也可以进行上传课件供在校学生下载学习。从某种角度来说对于学校学生的相关信息在校教师也能够导出自己相关学生的身份信息自己也可以向系统管理员进行请假处理。
3.2.3 学生业务分析
学生成功登录系统之后进入学生模块可进行选择自己想要的功能。在校学生能够完成自己教师布置的作业也能够下载自己老师发布的教材资料进行学习也可以参加话题讨论留下自己想说的话。在在线聊天室里也可以进行在线聊天与教师和学生同时交流。
3.3 系统用例分析
3.3.1 管理员用例分析
管理员用例分析图用于描述管理员登录之后能进行的功能操作描述。管理员用例分析如图所示。
3.3.2 教师用例分析
教师用例分析图用于描述教师登录之后能进行的功能操作。教师用例分析如图所示。
3.3.3 学生用例分析
学生用例图用于描述学生登录之后能进行的功能操作。学生用例分析如图所示。
3.4 功能需求
功能需求是指开发阶段中系统所需要的所有功能模块需要全部开发出来不是所有的功能都很强大都是借助可行性分析得出的最后应该对于具体情况选择的功能。 本在线学习系统所需设计实现的主要功能包括: 1.信息管理功能 信息管理功能一方面涵盖了不同角色的登录账号权限控制和不同角色的查询信息管理。 2.学习管理功能 学习信息管理功能这意味着在校教师能够管理学生的学习能力信息例如发布最新的学习任务查询学校学生学习任务的能力进度查询学校学生任务的完成情况和批准学生上传的老师布置的家庭作业并评分。 3.在线学习功能 在线学习功能是对于学生在系统中登录之后可以进行的网络学习如下载课件学习、完成在线作业、请求打回重做等。 4.在线交流功能 在线交流主要是学生和教师之间、学生和学生之间、教师相互间的在线交流功能比如参照结合WebSocket的实时聊天室、话题发布、话题讨论等管理员还可以对于话题进行不良言论进行检查可以进行删除操作。 5.邮箱验证功能 邮箱验证功能主要是用于本系统使用的用户忘记密码相关信息后用户能够选用系统管理员邮箱返回并输入验证码来验证和重置自己的账号和密码。
3.5 非功能需求
1.界面美观性指的是页面的整齐、美观程度一个好的系统少不了页面的渲染好的页面让使用者更加舒适本检索系统的启动页背景是JavaScript和CSS渲染的动态背景页面布局合理规范。 2.可扩展性可扩展性是指一个系统的持续运行的前提下由于不同用户的需求系统需要改变或者增加功能模块本身系统开发就是从零到有、逐渐完善的过程扩展更多的功能更能让该系统软件在在线系统的发展长河中站稳脚跟。 3.安全性对于数据库的数据需要提供较为安全的环境不能任何人都可以进行数据查询这样会暴露系统导致数据丢失。本系统设置了权限认证未登录者无法进行数据操作保证了系统的安全性。
第 4 章 系统设计
4.1 系统功能模块设计
系统功能模块设计如图所示。
4.2 管理员模块设计
管理员模块包括在校学生信息管理、在校教师信息管理、在线教师申请请假信息管理和敏感评论信息管理等模块。 学生管理该自定义模块是信息管理的自定义模块可以导出在校学生相关信息对于学生信息管理查询信息管理删除信息管理修改信息管理完善信息管理。 教师管理该自定义模块是对于在线教师相关信息的导出、查询、删除、修改等功能。 教师请假管理此自定义模块供在校教师向系统管理员征求批复请假请求管理员进行审批总体来说需要要得到管理员的批准才能请假。 兴趣话题信息管理这个自定义模块从某种角度来说就是今天话题的信息管理。管理员能够查询和删除讨论主题以防止不良和不负责任的评论。
4.3 教师模块设计
教师模块包括子模块学生信息管理、请假信息管理、今日话题信息管理、课件信息管理、作业信息管理模块。 学生管理该自定义模块是信息管理的自定义模块可以导出在校学生相关信息对于学生信息管理查询信息管理删除信息管理修改信息管理完善信息管理。 请假管理此自定义模块供在校教师向系统管理员征求批复请假请求。需要要得到管理员的批准才能请假。 教师布置作业信息管理该模块是教师定制的模块用于管理本校学生的布置作业信息、查询作业完成信息管理、固定信息管理、学生完成作业情况信息和管理等 网络课件信息管理此模块适用于教师。从某种角度来说明白如何操作课件相关信息如学习课件上传、删除、下载是比较符合的。 今日话题该模块是在校师生的话题聊天模块教师可以进行发起话题也可以进行在话题中进行交流。 在线聊天该模块提供了在校师生的实时在线聊天环境可以进行私聊也可以进行广播发送。
4.4 学生模块设计
学生模块包括子模块这里有课件、该做作业了、在线聊天、今日话题等模块。 作业完成模块此自定义模块是对于在校学生的作业模块。从某种意义上说这是一个对于教师发布的教师布置作业的完成模块。在校学生可通过完成教师布置的作业完成后能够提交给教师完成之后同事也可以向教师进行申请打回重做。 这里有课件该模块是学生对教师上传的课件进行下载和查看的一个模块。 在线聊天该模块提供了在校师生的实时在线聊天环境可以进行私聊也可以进行广播发送。 今日话题该模块是在校师生的话题聊天模块教师可以进行发起话题也可以进行在话题中进行交流。
4.5 数据库设计
4.5.1 数据库概述
所谓数据库是指:以同一种方式将相同格式并且相互有关联的数据联系在一起存放在计算机硬盘上的可以被多个用户之间共享数据信息。 数据库是按照一致的数据构成和对应来联系、存放和操作数据的一个文件仓库简单来说就是一个储物柜不过是脱离了实物变成了电子的并且基于计算机还可以对数据库文件里面的数据进行增、删、改和查操作。
4.5.2 数据库概念模型设计
一般来说在系统数据库的开发、设计和制作中都会用到E-R图来分析数据结构和算法。E-R图由实体、属性和直接联系三部分组成它能够表示实体相互间的直接联系以及实体之间的相关数据。 本网络在线学习系统涉及的实体和属性相互间的关系 1管理员 属性包括姓名、工号和密码。 2课件 属性包括教师姓名、工号、课件名、上传时间、上传地址名。 3讨论 属性包括讨论人名、讨论内容、发布时间、话题id。 4作业 属性包括作业名、作业内容、发布时间、教师工号。 5作业完成 属性包括学生姓名、学号、完成内容、优良程度、作业id、完成次数。 6请假 属性包括请假人名、请假时间、批复结果。 7学生 属性包括姓名、密码、学号、年龄、教师姓名。 8师 属性包括姓名、密码、工号、年龄。 9话题 属性包括话题名、话题内容、发布时间。 主要的实体之间关系图E-R图如图所示。
4.5.3 数据库表设计
本学习系统数据库的表设计如下列表格。
第 5 章 系统实现
第 6 章 系统测试
6.1 测试目的
系统要想达到完善的效果就一定要保证系统的设计和生产研发的质量和可靠性。系统的测试是重中之重无法识别系统开发、设计和生产过程中可能存在的严重缺陷和错误。 借助系统测试能够验证一个恢复系统是否得以满足用户的使用习惯和需求。通过验证测试检索系统前后端交互是否正常直接连接数据库对数据库进行存取、编辑、删除、插入等操作是否正常。
6.2 测试流程及结果
系统测试的主要内容包括 一稳定性测试指满足用户需求的组合由软件测试工程师对系统进行还原看系统是否能正常工作满足用户需求的具体要求软硬件功能是否正常很强大。正确与否与系统的质量密切相关妨碍系统质量的最重要因素是软硬件稳定性测试是否合理正确一定要认真完成在系统测试中排名第一。 二性能测试借助自动化运维工具对系统在各种正常条件下、最高峰值和非常特定的负载电流条件下的各项主要性能指标进行测试。稳定性测试、压力测试和实际容量测试都是性能测试在整个系统中压力测试是在同时进行的。 三界面测试也叫前端界面UI测试目的是检查系统界面的样式类型是否能满足一般客户的特定要求是否能够通用文本工具是否能够正常打开的页面能不能漂亮文字和图片工具的结合能不能完美操作能不能更合理等等。
6.2.1 功能测试
功能测试有很多具体的方法。以下是一些经常选用的具体方法 判定表一方面是考虑输入应当需要什么条件以及输入应当需要什么条件相互间的联系的各种组合的测试。 因果图因果图是参照输入与输入相互间的直接因果关系、输入与输出相互间的直接因果关系、输出与输出相互间的联系而得到的直接因果图。 业务流程图一方面参照结合工具软件业务操作进行测试一方面是业务操作另一方面是核心业务操作。 一般来说对软件功能进行测试的时候会先使用等价类、边界值测试其次使用错误推测法在测试过程中对未测试地方进行补充判定表跟因果图用于输入输出比较复杂的情况而业务流程图可在测试过程中始终贯穿。 选择方法后根据系统的功能模块的实现进行功能测试编写功能测试用例并且根据测试用例进行功能测试。举登录用例——登录时可从等价类划分法进行验证 其余功能可根据上述方法进行相应测试测试结果通过。
6.2.2 系统功能测试表
管理员功能测试表如下。
6.2.3 性能测试
这种性能测试可以借助压力测试的方式来体现。压力测试的目的是模拟系统计算机用户在计算和选择预订管理系统软件的具体过程中系统负载电流。如果他不知道是否长时间运行程序测试工具软件或超载一方面测试恢复系统的质量和性能、稳定性和可靠性通过采用性能测试工具Jmeter模拟并发计算机用户来对代理平台进行压力测试评估其数据处理能力的整体质量和性能。 该测试所涉及到的指数如下 1.并发用户数发出请求数量模拟同时发送登录请求的用户数。 2.90%用户的响应时间数据升序排列就是排列在第90%的值。 3.吞吐量QPSTPS默认情况下标示每秒完成的请求数请求数正常的情况下吞吐量越高说明性能越好。 4.事件异常率进行事件时发生异常占总事件数的比率。 5.此处以高并发用户登录进行测试下列分别以并发数为100、1000、10000持续时间为5秒钟进行测试结果如下。 从表中可以观察到当10000用户量同时登录时90%用户的响应时间未超过一秒且事件异常率只有1.02%,说明整个管理系统的抗压能力还是十分可观的。
第 7 章 总结与展望
本文是以面向对象的方法对在线学习系统进行分析前期对于网络学习的网络调研进行系统需求分析并不断完善系统的功能性需求使得系统的整体开发有一个明确的方向在后期的代码开发有了较好的指路作用。 在线学习系统的研发几乎满足了在校教师和在校学生用户的需求在最本质的角度上看来满足了教师的日常教育教学管理满足教师日常的学生管理、作业管理、课件管理等一系列功能也满足了学生的在线作业、课件下载等一系列功能。进行功能拓展是本系统下一步重点研究方向为了使系统更加的完善定将即使和持续的改进争取实现一个不断适应网络发展和社会发展的在线学习系统。
