溫志萍 程初 張樂

摘要：基于校園網(wǎng)絡(luò)，利用JSP技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)遠(yuǎn)程開放式數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。文章介紹了遠(yuǎn)程開放式數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，闡述了教師管理和學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)K的處理流程，并探討了并發(fā)性等關(guān)鍵問題的實(shí)現(xiàn)技術(shù)。遠(yuǎn)程開放式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)拓展了學(xué)生實(shí)驗(yàn)環(huán)境，也為實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果提供了有效的管理手段。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程；開放式；數(shù)據(jù)庫(kù)；實(shí)驗(yàn)；JSP

中圖分類號(hào)：TP311.13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2012）34-8111-03

1概述

數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是現(xiàn)代信息科學(xué)與技術(shù)的重要組成部分，是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理與信息管理系統(tǒng)的核心。數(shù)據(jù)庫(kù)課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)及信息類等相關(guān)專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，其目的是使學(xué)生了解數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本概念，掌握數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本原理、技術(shù)與方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題與解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生一定的數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用和設(shè)計(jì)能力，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)課以及畢業(yè)后從事數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用開發(fā)工作打下基礎(chǔ)。

在數(shù)據(jù)庫(kù)課程的教學(xué)環(huán)節(jié)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)處于舉足輕重的地位，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的好壞，直接影響到整個(gè)課程的教學(xué)效果。良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，能有效地培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)分析能力、系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、編程及調(diào)試能力，從而為學(xué)生以后從事大型數(shù)據(jù)庫(kù)軟件的開發(fā)及數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式一般采用在實(shí)驗(yàn)室教師下達(dá)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)完成；對(duì)于部分大型的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可分多次課完成或課后完成，教師根據(jù)學(xué)生完成的情況給予成績(jī)?cè)u(píng)定。然而在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)課時(shí)安排往往不足，學(xué)生在課外進(jìn)行實(shí)驗(yàn)缺乏相同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境且又缺乏教師有效的指導(dǎo)；同時(shí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)自主性、學(xué)習(xí)能力等各方面都存在差異，教師無(wú)法進(jìn)行有效的監(jiān)督。這些問題都在很大程度上影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

遠(yuǎn)程通用開放式數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，旨在使學(xué)生能在任何時(shí)間、地點(diǎn)通過Internet登錄到實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)的增、刪、改、查等數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)，其后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器可以是MySql、SQLServer、Oracle等各種DBMS。同時(shí)教師還可以通過該平臺(tái)監(jiān)控和指導(dǎo)學(xué)生的遠(yuǎn)程自主實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行教學(xué)資源的共享、與學(xué)生交流、信息發(fā)布等，從整體上提高課程的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。

2遠(yuǎn)程通用開放式數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)架構(gòu)

2.1數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

遠(yuǎn)程通用開放式數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，建立在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心，依托學(xué)校校園網(wǎng)，其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

整個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇煞譃榻尤雽?、匯聚層、核心層和廣域網(wǎng)接入。

其中接入層包括學(xué)生宿舍接入、教學(xué)樓接入、辦公樓接入、行政樓接入等。

匯聚層則負(fù)責(zé)將接入層交換機(jī)進(jìn)行匯集，并為整個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)提供VLAN間的路由選擇功能。其中，教學(xué)樓以及辦公樓系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了冗余鏈路設(shè)計(jì)，學(xué)生宿舍部分的匯聚層交換機(jī)未進(jìn)行冗余鏈路設(shè)計(jì)。

核心層則將各匯聚層交換機(jī)互連起來(lái)進(jìn)行校園網(wǎng)骨干的高速數(shù)據(jù)交換。核心層為兩臺(tái)萬(wàn)兆Cisco核心設(shè)備，互為冗余，以防止其中一臺(tái)出現(xiàn)問題導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)癱瘓。

廣域網(wǎng)接入則通過路由器接入Internet，提供校園網(wǎng)用戶訪問Internet。它的作用主要是在Internet和校園網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)間路由數(shù)據(jù)包，并利用訪問控制列表完成以自身為中心的流量控制和過濾功能，實(shí)現(xiàn)一定的安全功能。

服務(wù)器群組，主要為常見的服務(wù)器，包括：提供WEB網(wǎng)站服務(wù)的WEB服務(wù)器、提供域名解析以及目錄服務(wù)的DNS服務(wù)器、提供郵件收發(fā)服務(wù)的郵件服務(wù)器、提供各種流媒體播放、點(diǎn)播服務(wù)的流媒體服務(wù)器、對(duì)校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行綜合管理的網(wǎng)管服務(wù)器等，為校園網(wǎng)的接入用戶提供各種服務(wù)。

遠(yuǎn)程通用開放式數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，主要提供學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程登陸數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，完成各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。學(xué)生主要來(lái)自校園網(wǎng)內(nèi)，故遠(yuǎn)程通用開放式數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建立在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心，采用雙服務(wù)器，互為鏡像，提供不間斷訪問服務(wù)。

2.2數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)功能設(shè)計(jì)

遠(yuǎn)程通用開放式數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，按其訪問角色不同，可分為學(xué)生實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和教師管理平臺(tái)兩部分。如圖2所示。

2.2.1學(xué)生實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)和操作性實(shí)驗(yàn)所設(shè)計(jì)，主要包括個(gè)人信息修改、實(shí)驗(yàn)操作、課程答疑、查看公告、資源下載等。其中，實(shí)驗(yàn)操作是學(xué)生平臺(tái)的重點(diǎn)。

1）個(gè)人信息修改模塊提供了學(xué)生個(gè)人信息的修改功能，如姓名、性別、專業(yè)、班級(jí)、院系、以及自己登陸密碼的修改，方便學(xué)生對(duì)個(gè)人信息的管理。

2）實(shí)驗(yàn)操作模塊，提供學(xué)生隨時(shí)遠(yuǎn)程登陸實(shí)驗(yàn)平臺(tái)去查看實(shí)驗(yàn)教程、資料，以及完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、查看實(shí)驗(yàn)進(jìn)度、查詢實(shí)驗(yàn)成績(jī)功能。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在傳統(tǒng)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上新增綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，主要包括：①概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；②數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建和管理；③表的創(chuàng)建與管理；④數(shù)據(jù)操縱；⑤數(shù)據(jù)查詢和索引；⑥視圖的定義與管理；⑦數(shù)據(jù)庫(kù)安全；⑧高級(jí)語(yǔ)言操縱數(shù)據(jù)庫(kù)等。另外。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中可以下載實(shí)驗(yàn)資源，閱讀實(shí)驗(yàn)任務(wù)書、瀏覽實(shí)驗(yàn)資料，并使用老師提供的實(shí)驗(yàn)例程或功能組件。

3）課程答疑模塊則為學(xué)生和教師的互動(dòng)交流提供了平臺(tái)，教師可根據(jù)學(xué)生提出的課程問題對(duì)疑難點(diǎn)進(jìn)行解答；幫助學(xué)生更好的掌握本課程的知識(shí)。

4）查看公告模塊，由教師發(fā)布一些關(guān)于學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)或者相關(guān)知識(shí)技術(shù)的公告，顯示在主頁(yè)供學(xué)生點(diǎn)擊查看，使學(xué)生能明了所要完成的學(xué)習(xí)進(jìn)度等情況。

5）資源下載模塊，由教師上傳課程學(xué)習(xí)資料，方便學(xué)生下載，學(xué)生可依據(jù)學(xué)號(hào)密碼登錄后進(jìn)行資源下載，節(jié)約了時(shí)間和空間資源，也有利于學(xué)生課后更好的復(fù)習(xí)相關(guān)的知識(shí)，提高學(xué)習(xí)本門課程的積極性和興趣。

2.2.2教師管理平臺(tái)

主要針對(duì)教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作而設(shè)計(jì)，提供教師對(duì)個(gè)人信息修改、實(shí)驗(yàn)管理，同時(shí)還具有課程答疑、信息發(fā)布等功能。其中，實(shí)驗(yàn)管理是教師平臺(tái)的重點(diǎn)。

1）個(gè)人信息修改模塊提供了教師個(gè)人的信息的顯示功能，如姓名，院系，以及自己登陸密碼的修改，方便教師對(duì)個(gè)人信息的管理以及學(xué)生對(duì)教師信息的查看。

2）實(shí)驗(yàn)管理模塊包括實(shí)驗(yàn)教程的錄入、修改和刪除，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的布置、修改、刪除，實(shí)驗(yàn)進(jìn)度的查看與監(jiān)控，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的批改。

①教師發(fā)布實(shí)驗(yàn)要求布置學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)，提供實(shí)驗(yàn)用文檔、各種類型的程序代碼和功能組件、數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)課件以及與數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和應(yīng)用開發(fā)相關(guān)的技術(shù)資料。

②學(xué)生每次完成實(shí)驗(yàn)后，在網(wǎng)站上提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)文檔，教師通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)度管理功能對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告和各類文檔進(jìn)行批改和歸檔。對(duì)未按時(shí)完成實(shí)驗(yàn)的同學(xué)提出警示，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程的全程監(jiān)控，掌握學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，督促學(xué)生按時(shí)完成實(shí)驗(yàn)。

3）課程答疑模塊根據(jù)學(xué)生提交的問題，進(jìn)行正確的解答和指導(dǎo)，方便學(xué)生及時(shí)弄懂所學(xué)知識(shí)，從而更好的實(shí)現(xiàn)教師學(xué)生間的互動(dòng)交流。提高教師授課的效率和學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

4）信息發(fā)布模塊由教師根據(jù)教學(xué)計(jì)劃發(fā)布教學(xué)信息，及時(shí)通知學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，方便學(xué)生及時(shí)跟進(jìn)教學(xué)進(jìn)度，完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。

3 遠(yuǎn)程通用開放式數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采用用戶視圖、WEB服務(wù)器、主流數(shù)據(jù)庫(kù)三層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以JSP+HTML進(jìn)行用戶視圖開發(fā)，JavaBean組件實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯功能。

3.1數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)

遠(yuǎn)程通用開放式數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，必須支持多學(xué)生用戶同時(shí)訪問實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)完成實(shí)驗(yàn)，其頻繁的連接、操作、關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)，會(huì)增大系統(tǒng)開銷，極大降低系統(tǒng)性能。為解決這一問題，本數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采用JDBC連接池技術(shù)，通過建立、使用、管理連接池中的連接，高效、安全操作數(shù)據(jù)庫(kù)。

3.2數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

教師管理平臺(tái)采用B/S系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使得系統(tǒng)在具有遠(yuǎn)程瀏覽及信息采集靈活性的同時(shí)，為教師和學(xué)生提供較強(qiáng)的互動(dòng)能力。教師可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)使用瀏覽器進(jìn)人數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，發(fā)布和瀏覽教學(xué)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，上傳教學(xué)實(shí)驗(yàn)資源，布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)，監(jiān)控實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告，答疑解惑。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要采用B/S系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，學(xué)生可以登錄到數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中，進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)注冊(cè)，瀏覽教學(xué)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，下載教學(xué)實(shí)驗(yàn)資源，完成實(shí)驗(yàn)操作，查看實(shí)驗(yàn)成績(jī)，討論和交流學(xué)習(xí)體會(huì)。其中，學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)操作功能以插件形式提供，結(jié)合C/S模式，以滿足學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的較強(qiáng)的操作和控制能力要求，達(dá)到實(shí)時(shí)交互性好，便于完成各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)功能。

4結(jié)束語(yǔ)

遠(yuǎn)程通用開發(fā)式數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是基于遠(yuǎn)程登錄、控制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)基本實(shí)驗(yàn)的操作，本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)從實(shí)驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)、內(nèi)容上對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行了拓展，從而解決了教師與學(xué)生在教學(xué)環(huán)節(jié)中因時(shí)間、地點(diǎn)的限制，致使學(xué)生不能或無(wú)法完全掌握教學(xué)內(nèi)容的弊端。另外，本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)也為同學(xué)提供了更多相關(guān)的教學(xué)資料方便學(xué)生拓展教學(xué)內(nèi)容，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和興趣。遠(yuǎn)程開放式的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)將是教學(xué)環(huán)節(jié)的一種嘗試，也是教學(xué)實(shí)驗(yàn)改革的方向，它必將在以后的教學(xué)環(huán)節(jié)中發(fā)揮越來(lái)與重要的作用。

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