《数据结构》教学辅助系统的规划与设计

XCLW124220 《数据结构》教学辅助系统的规划与设计

一、系统设计的目标…………………………………………………………第4页

二、系统开发中的主要工作…………………………………………………第4页

三、系统运行环境……………………………………………………………第4页

四、系统开发采用的工具……………………………………………………第5页

五、系统模块设计……………………………………………………………第6页

六、系统测试运行……………………………………………………………第9页

七、小结………………………………………………………………………第10页

内容摘要

现代社会是信息时代，计算机网络辅助教学是教学发展的新趋势。它与传统教学模式有着本质的不同。

建设《数据结构》网络辅助教学管理系统是顺应信息时代的要求，更好地开展教学工作，网络教学平台的开通使学生不仅可以通过有限的课堂及图书馆渠道学习，还可以利用网络教学平台进一步提高学习效率，通过网络教学平台，将进一步课后教师与学生的交流。

《数据结构》课程网络教学管理系统主要采用了asp+Access构建系统。用ASP技术来实现B/S系统，基于ASP的优势，选用Access作为后台数据库，ASP 作为前台的开发工具，并将软件工程相关理论应用于整个系统开发过程中，结合现有的设备条件和具体的实际情况，实现了基于 ASP 技术的教学网站的构建与实施。经过不断地修正和完善，测试阶段通过反复调试和验证，最终形成达到设计要求的可行系统。

《数据结构》教学辅助系统的规划与设计

现代社会是信息时代，计算机网络辅助教学是教学发展的新趋势。它与传统教学模式有着本质的不同。传统教学方法侧重教师的教，强调通过教师的最佳教法收到最佳的教学效果。而网络辅助教学注重引导学生借助计算机来学习，运用媒体提高学习积极性，通过教学内容、教学过程和计算机网络辅助的有机结合，求得最佳的学习效果。计算机网络教室的使用以及校园网、国际互联网和远程教学网的利用等。这些研究和实践预示着教学发展的新趋势。

《数据结构》是计算机的核心基础课程之一，也是计算机类专业考研和计算机技术和软件技术资格水平考试的必考科目。本课题主要研究《数据结构》课程网络辅助教学管理系统，包括辅助教学系统、在线答疑系统、在线考试系统。项目完成后学生可以通过该系统了解当前的教学目标、进度，下载课件、实验指导、习题解答；同时增加了一些考研方面的辅导资料，不仅扩大了学生的眼界，而且对学生的思维训练很有帮助；通过在线答疑系统学生可以在线向老师提出疑问，而老师可以在线做出回答；通过在线考试系统可以自动出题生成试卷、自动判分、考试结果分析、试题录入。系统完成后可以使学生的学习效果明显提高，同时可以方便教师及时了解教学中存在的问题和不足，为下一阶段的教学提供一定的参考，为教学提供了大量的资源，节省了大量人力，真正实现教学的网络化、智能化、自动化。

一、系统设计的目标

《数据结构》计算机专业基础课程，网络辅助教学管理系统的建立是为了促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。

二、系统开发中的主要工作

● 需求分析

通过对问题域的研究，获得对该领域特性及存在于其中（需要解决）的问题特性的透彻理解并用文档说明。需求分析旨在揭示一个现有的系统（问题域）的结构，而内部设计则是要创建出一个尚未存在的软件系统（解系统）的结构。

● 数据库设计

数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据，满足各种用户的应用需求（信息要求和处理要求）。数据库设计是信息系统开发和建设的重要组成部分。

● 教学系统设计

在设计中，通过网络的特点，充分体现老师与学生、学生与学生之间的网上交互作用。

● 答疑系统设计

答疑系统提供了一个师生之间、同学之间非面对面的相互交流、相互探讨的网络空间，是网络教学必然的要求。

● 考试系统设计

在线考试系统以其良好的交互性和自动组卷功能将教师从烦琐的出题工作中解脱出来。网络化教学过程中需要进行阶段性评测，考试是目前较为主流的测量方法，因此网络测试系统是网络教学平台的学习支持子系统的重要组成部分。

（1）前台主要包括：

包括一下子栏目：课程简介，教师队伍，课程动态，例题习题，课程资料，教学教案，试验指导，教学课件，教学录像，精品课程申报页面

（2）后台包括下列几个子模块：

● 信息发布

● 教师答疑

● 试题录入

三、系统运行环境

本系统采用Windows 2003操作平台，IIS服务器，Access数据库以及ASP技术，其中，ASP技术是开发动态服务器网页应用的关键技术，它有以下一些主要特征：功能强大，易于实现；用ASP创建的应用程序可以跨越平台运行而被多种浏览器访问，可以将VBScript、java script等语言嵌入HTML页面，简化Web页面之间的联系和状态维护；较好的安全机制；ASP是面向对象的，可以扩展ActiveX Server组件。

四、系统开发采用的工具

①Active Server Pages，（动态服务器网页，简称为ASP）是微软公司开发的服务器端的脚本编写环境，可以用它来创建动态web页或生成功能强大的Web应用程序。使用ASP可以组合HTML页，脚本命令和ActiveX组建来创建动态，交互的Web页和基于Web的应用程序。严格来说ASP并不是一种语言，它只是提供一个环境来运行script，它所用的语言仍然是vbscript或java script，也可以是它们两者的结合。ASP没有固定的开发工具，任何一种文本编辑器都能胜任ASP脚本的编辑工作，当然不同的开发工具的开发调试效率是不一样的。

Asp有如下特点： (1)任何开发工具皆可发展ASP；(2)语言相容性高；(3)隐密安全性高；(4)易于操控数据库； (5)面向对象学习容易；

②数据库的选择

在基于微软IIS的网络平台上，通过服务器端运行的ASP程序来访问后台数据库，是一种最常见的模式了。而对于小型的数据库应用需求，微软的Access数据库，应该是与ASP程序配套使用的首选。由于Access数据库的ODBC驱动程序支持的SQL指令全，执行效率高，所以Access后台数据库+ASP服务器端程序+客户端IE浏览器，是一个精练实用高效的组合模式。

● 具有最小的冗余度，即数据库尽可能不重复。

● 资源共享性，即以最优的方式服务与一个或多个应用程序。

● 数据独立性，即数据的存储尽可能独立于使用它的应用程序。

● 安全可靠。

● 保密性能好。

常用数据库的语句

● SELECT 语句：命令数据库引擎从数据库里返回信息，作为一组记录。

● INSERT INTO 语句：添加一个或多个记录至一个表。

● UPDATE 语句：创建更新查询来改变基于特定准则的指定表中的字段值。

● DELETE 语句：创建一个删除查询把记录从 FROM 子句列出并符合 WHERE 子句的一个或更多的表中清除。

● EXECUTE 语句：执行sql语句

③Internet Information Server提供了一个图形界面的管理工具,称为 Internet服务管理器，可用于监视配置和控制Internet服务。Internet服务管理器处于中心位置，从而您可控制组织中所有运行Internet Information Server的计算机。可在运行Windows NT Workstation或Windows NT Server以及通过网络连接到您的Web服务器的计算机上运行Internet服务管理器。

④ Dreamweaver是当前最流行的网页设计软件。它与同为Macromedia公司出品的Fireworks和Flash一道，被誉为网页制作三剑客。对于代码的生成可以说是相当的简便的，它不会生成冗余代码，避免了很多不必要的麻烦。在设计的该套网站中，我对于每个小部分的实现就是采用的这样一种简单而直接的方法，并且我还可以随便的拖动设计的框架，把框架放到一个合适的位置以利于方便查询和达到美观的效果。当然Dreamweaver会有动态效果也是我选择它来制作网站的原因之一。它可以在制作者不懂得如何在网页上制作出动态效果的情况下采用简单易学的方法制作出比较优质的动态效果。当然了，它的操作简便也是它的优点之一。简便的操作环境不仅有利于学者快速的制作出理想的网页。

五、系统模块设计

本系统的基本内容分析如下：

本系统主要由首页、课程简介，教师队伍，课程动态，例题习题，课程资料，教学教案，试验指导，教学课件，教学录像，精品课程申报页面、在线答疑、在线考试这几个模块组成。

系统的模块组成：

首页

前台

后台

课程简介

教师队伍

例题习题

实验指导

教学课件

其他信息

在线答疑

在线考试

信息发布

在线答疑

试题录入

本系统中子模块的组成及功能如下：

课程简介，教师队伍，课程动态，例题习题，课程资料，教学教案，试验指导，教学课件，教学录像，精品课程申报页面

1．课程简介：介绍该课程的一些基本信息，如课程名称、学时数、适用专业、教学目的、性质与任务、基本要求、教学章节、目录、主要内容、重点和难点、教学方法、学时分配和参考资料等。

2．教师队伍：介绍每位授课教师的基本信息，如姓名、职称等。

3．课程动态，例题习题，课程资料，教学教案，试验指导，教学课件：提供丰富的教学资料，方便学生学习，同时提供相关信息的下载，如相关教学资料、课件PPT等。

4．网上答疑：在该功能模块中，学生可以在线提出有关该课程学习方面的任何问题，等待老师提供解答。

5．在线考试：学生可以在网络上进行测试自己对这个阶段的掌握程度，计算机自动生成试卷；教师则可以通过管理模块对试题、成绩进行管理。

六、系统测试运行

1、测试服务器

在上传ASP制作的网站的时候，首先要测试你的服务器是否支持ASP运行

<%=time()%>

另外本系统在开发过程中运用了aspupload上传组件，得测试系统是否支持aspupload上传。

● 服务器端采用的软件环境是：

Windows 2003 + IIS +Access 2003

● 客户端采用的硬件环境：

奔腾4+ 512兆内存 + 80G硬盘 + 系统集成声卡、显卡

2．测试系统

● 教学系统的使用测试

当我用鼠标点击课程动态里面的“数据结构课程进度”后，出现相关的学习内容“数据结构课程进度”的显示页面，这时学生可以在线学习；如果时间比较仓促的话，也可以下载到计算机中，便于以后观看和学习，首先选中要下载的内容，然后右击鼠标选择“复制”，打开要存放的地址，进行“粘贴”即可。

● 在线答疑的使用测试

点击“在线答疑”，可以看到一系列学生提出的问题标题，回答标志是“未回答”。这时教师可以在“网上答疑”模块中在线回答这个问题，在问题下方的“解答”中进行疑问解答。此时学生就可以继续在“在线答疑”中看到老师的解答内容。如果学生有新的疑问可以在“问题标题、问题内容”中输入相应的内容，出现错误可以点击“重新填写”，再点击“提交问题”就可以将自己的问题提交进去了。

● 在线考试的使用测试

这个模块分为三个步骤：学生登陆，学生选择考试期数，教师批改并评分，学生查看作业成绩。

3、测试结果

《数据结构》课程网络辅助教学管理系统是基于B/S模式研究开发的基于ASP的在线教育系统，提供了网上的教学平台。教师可以通过该系统发布教案、作业、发布公告和答疑解惑。学生可以通过该系统完成自学，了解最新发布的公告，向老师提出问题，跟老师和其他同学讨论，查询作业成绩等。总的来说，它运用方便，操作简单，效率很高，能基本满足学生和教师对它的应用要求。

4、不足之处

（1）系统的页面搭配，整体布局还与大站有一定的距离，日后逐步改进。

（2）在线考试系统还不能真正实现学生在线提交答案，计算机自动判分。

七、小结

《数据结构》教学辅助系统的规划与设计，完成了《数据结构》课程网络辅助教学、在线答疑、在线考试等功能。具体有以下几个功能：（1）老师可以通过本系统发布当前的教学目标、进度、习题解答、试验指导、课件等；（2）课堂上学生没有弄懂的问题可以通过浏览系统中的资源或在答疑系统中提出；（3）在线考试系统可以自动生成题型类似内容不同的试卷，从一定程度上避免了考试中学生弄虚作假，同时方便老师在考试后分析数据。撰写本篇论文，使我更加系统地了解到怎么样构建一个对用户有具体实用价值的系统，同时通过在线考试系统的开发，我深入地研究了在线考试系统的基本原理，了解到国内著名的在线考试系统的原理和实现方式，开发出了具有自己特色的考试系统。

通过本篇论文的撰写，可以使得《数据结构》课程的教学充分利用学校的校园网络资源，实现教学改革的网络化，电子化。

参考文献

1.徐孝凯，魏荣《数据结构》,机械工业出版社，1996年

2.徐孝凯《数据结构简明教程》，清华大学出版社，1995年

3.陈文博，朱青《数据结构与算法》，机械工业出版社，1996年

4.李廉治，姜文清，郭福顺《数据结构》，大连理工大学出版社，1989年

5.Aho A V,Hopcroft J E,Ullman J D.Data Structures and Algorithms.Addison-Wesley Publishing Company,Inc.,1983年6.Baron R J , Shapiro L G. Data Structures and their Implementation. Van Nostrand Reinhold Company,1980年7.Esakov J, Weiss T. Data Structures:An Advanced Approach Using C.Prentice-Hall,Inc.,1989年

8.[美]S巴斯《计算机算法：设计和分析引论》朱洪等译，复旦大学出