数据结构精品课程网站的设计与实现 (1)

摘要

随着科学技术的飞速发展，互联网已经成为21世纪个人、企业和国家生存的重要部分。网络正以前所未有的速度步入现代生活。同时，网络对传统的教育、教学也产生了影响。当今，国际信息化教育的主要趋势就是网络化教育。而教学网站、学科网站都是网络化教育的重要形式之一。

本论文将介绍一个利用编程技术建设的数据结构精品课程网站，系统采用.NET技术，利用c#语言进行开发与设计，原因是.Net技术在如今来说已经非常成熟，利用其建设一个教学网站将非常方便。本系统具有学习功能、教学功能和在线交流功能。这三大功能模块可以满足学生在线学习、获得该课程的习题通知及在线提问等需求；同时也为教师提供平台，使得课件或电子教案的发布更为简单，并为教师提供网上答疑版块，便于教师与学生交流，也为今后各学科教师自行制作相关专题子网站提供方便。

本论文的组织结构共五章：第1章从选题背景、国内外对精品课程网站的研究现状以及精品课程研究的意义等方面给大家做一个简要的介绍；第2章将着重介绍精品课程的发展概况，系统的需求分析，精品课程网站各个功能的设计以及系统的执行流程；第3章重点介绍如何实现此精品课程网站各功能；第4章将简要介绍此精品课程网站测试结果，以及通过测试结果所能得出的一些分析情况；第五章部分对整篇文章进行总结分析，对此精品课程网站的优点与缺点进行简单总结。

关键词：数据结构；在线学习；SQL Server数据库；C#语言

Abstract

With the rapid development of science and technology, the Internet has become the twenty-first Century individuals, enterprises and the important part of national survival. The network is a hitherto unknown speed into modern life. At the same time, the traditional education, network teaching has also had an impact. Today, the main trend of international informatization education is education based on the network. While teaching website, subject website is one of the important forms of network education.

This paper will introduce the use of a programming technology for building data structures course website, system uses NET technology, the use of c# language for the development and design, because . Net technology in today already very mature, the construction of a teaching website will be very convenient. The system has the function of learning, teaching and online communication function. The course exercise notice and questions online needs; but also for teachers to provide a platform, making software or electronic teaching the release of more simple, to facilitate communication between teachers and students．

This paper is organized as follows: first from the background of the selected title, at home and abroad on the high-quality goods curriculum website research present situation as well as the high-quality goods curriculum research significance, to give you a brief introduction; the second will focus on the introduction of high-quality goods curriculum development, the system demand analysis, the high-quality goods curriculum website each function design and the system implementation process; the third focuses on how to achieve the high-quality goods curriculum website each function; the fourth will be briefly introduced the high-quality goods curriculum website test results, and through the test result can draw some analysis; the fifth part of the entire article was summarized and analyzed, the high-quality goods curriculum website advantages and disadvantages are summarized.

Key Words: Data structure; Online learning; SQL Database; C# Language

目录

第1章绪论 (1)

1.1课题背景 (1)

1.2国内外研究现状 (1)

1.3精品课程网站研究的意义 (2)

1.4本文的主要工作 (2)

第2章精品课程网站的需求分析与设计 (4)

2.1精品课程网站的发展趋势 (4)

2.2精品课程网站的需求分析 (4)

2.3数据库需求分析 (5)

2.4精品课程网站的系统流程图 (6)

第3章精品课程网站的实现 (8)

3.1登录系统 (8)

3.1.1 登录功能的实现及界面效果 (8)

3.1.2 注册功能的实现及界面效果 (9)

3.1.3 找回密码功能的实现及效果展示 (10)

3.2在线考试 (11)

3.2.1 学生功能的实现 (11)

3.2.2 教师功能的实现 (13)

3.3在线交流 (14)

3.3.1 用户留言及查看留言的实现 (15)

3.3.2 管理员功能的实现过程 (16)

3.4在线视频及流媒体的实现 (17)

3.4.1 流媒体技术简介 (17)

3.4.2 在线视频的设计与实现 (18)

第4章运行测试与分析 (19)

4.1运行测试 (19)

4.2测试分析 (19)

第5章总结 (20)

参考文献 (21)

致谢 ............................................................................................. 错误！未定义书签。

第1章绪论

1.1 课题背景

在现代社会中Internet起着越来越重要的作用。其作用主要表现在：信息传播、通信联络、专题讨论和资料检索。目前，Internet己成为世界许多研究和情报机构的重要信息来源。

Internet创造的电脑空间正在以爆炸性的势头迅速发展。你只要坐在微机前，不管对方在世界什么地方，都可以互相交换信息、购买物品、签订巨大项目合同，也可以结算国际贷款。企业领导可以通过Internet洞察商海风云，从而得以确保企业的发展：科研人员可以通过Internet检索众多国家的图书馆和数据库；医疗人员可以通过Internet同世界范围内的同行们共同探讨医学难题；工程人员可以通过Internet了解同行业发展的最新动态：商界人员可以通过Internet实时了解最新的股票行情、期货动态，使自己能够及时的抓住每一次商机，永远立于不败之地；学生也可以通过Internet开阔眼界，并且学习到更多的有益知识。

总之，Internet能使我们现有的生活、学习、工作以及思维模式式发生根本性的变化。无论来自何方，Internet都能把我们和世界连在一起。Internet使我们可以坐在家中就能够和世界交流，有了Internet，世界真的小了，Internet将改变我们的生活。

随着我国科学技术的进步和综合国力的增强，社会对高素质人才的培养，在质量和数量上都提出了新的要求。由于传统的教育模式即校内课堂教育需要投入巨额资金和大量高水平的教师，因此传统的教育模式在短期内难以得到大规模的发展，此外，校内课堂教育也难于满足在职成人继续教育和终身教育的要求。近年来，随着网络技术的发展和网络应用的普及，远程教育被认为是网络时代的新的教育形式，正在迅速发展，远程教育可以利用网络的丰富教学资源，提供各种形式的教学活动。

1.2 国内外研究现状

在世界范围内来看，有关精品课程网站研究一直都在进行并且不断取得进

步，特别是西方发达国家，他们在精品课程的理论研究与实际运用方法积累了大量的经验，虽然我们中国国内在精品课程网站这一方面的研究起步较晚，但我们同样也取得了大量丰硕的成果。各个高校相继创建了各自的精品课程网站，清华大学、人民大学、北京大学等一大批知名学府利用自身的资源优势，引领中国国内精品课程网站的发展方面。政府的大力支持，各高等学府的积极配合，使得我们国内精品课程网站的研究取得了不俗的成就[1][2]。

1.3 精品课程网站研究的意义

根据我国教育水平的现状，尽管我国的现代教育水平在新中国成立之后取得了巨大的进步，但是相对于西方发达国家而言我们还十分落后。人口多而教育资源缺乏影响着我国受过高等教育的人在人口比例中所占的比重，这严重的制约了我国社会的发展与进步，这对于提高我国国民的文化科学素养十分不利。怎样才能让更多的人享有本因只有一少部分人才能享有的教育资源呢？对于这个问题，前人已经做了大量的研究。随着计算机技术以及计算机网络技术的飞速发展，人们终于找到了一条实现这种梦想的捷径，那就是寄希望于把各种教育资源移置到互联网上去，使得各地方的人都能够方便的获取到各种自己想要的知识，打破传统教育资源分配不均的限制，使得更多的人能够有机会获取到知识，这就是精品课程网站研究的实现意义。

1.4 本文的主要工作

如果从一个较低层次来理解什么是精品课程网站。那么首先它是一个网站，因此它必须具备一个网站所应该拥有开放性、可用性、安全性、可维护性等属性。要做到这些，就必须要求在设计与实现过程中更多的去了解与网络有关的知识。其次，精品课程网站设计与实现的主要目的是传播知识，因此它必须具备一些与教育有关的功能，比如考试、答疑等功能。作者认为精品课程网站应是一个与时代接轨的产物，因此它还需要具备这一个时代所必须的一些特性，比如信息化、高效、远程和资源共享等特点。因此，本文的主要目的是分析说明精品课程网站研究应具有的各项功能以及其实现过程。

为提高网站代码的重复利用率，此精品课程网站被设计为模块化结构，将

由五部分组成。根据毕业设计的要求以及实际的开发过程，每一个模块都有各自独立的数据库。精品课程网站设计由在线登录注册模块，在线考试模块，在线交流模块，在线视频（流媒体技术），背景文件等五部分组成，既相互独立，又相互联系，必要的时候可以重复利用，提高了代码的利用率、降低了网站开发成本、提高了运行效率。同时利用技术成熟功能强大的C# 编程语言，以及SQL Server 数据库来完成，这样的设计组合的特点是语言使用相对熟练，系统性能配置要求较低，运行代价小等优点。

第2章精品课程网站的需求分析与设计

2.1 精品课程网站的发展趋势

精品课程网站的发展是伴随着计算机网络技术同步发展的。国内外各个大学都在积极的筹建具有自身的知识产权的精品课程，并以此相互交流，提高学术交流的效率，减少了各学校间交流的时间，降低了各学校的交流限制，并且有利于提高各个学校知名度。

同时各国政府也大力鼓励发展精品课程网站，每年都从国家教育财政预算中划出相当一部分来鼓励各自知名大学发展其各具特色的精品课程网站的建设，在我国国内，清华，北大等一大批国内外知名的大学也相继建立了自身的精品课程网站，这些网站不仅对内公开，也负责对外公开。这使得能有更多的人能够享有名校的教育资源。提高的了教育资源的利用率，这些精品课程也在一定程度上提高了国民的科学文化素质。

无可否认的是现在有大量质量低下功能不完善的精品课程网站存在，这些粗糙滥制的精品课程网站不仅占用了大量保贵的资源，而且还达不到精品课程传播知识的功能。从一定的角度来说，还可能造成一些误导。

由此可知，精品课程网站的发展趋势是，发展速度快且功能越来越强大，但同时又缺少统一及规范。因此精品课程网站的设计在界面上要简洁大方，在内容上要丰富多彩，并要提供具有良好体验的交互系统[3]。

2.2 精品课程网站的需求分析

根据精品课程网站所具有的特征以及它所完成的主要任务分析以及精品课程网站用户的特殊性，一个精品课程网站一般要设计出，学习，聊天，还有多媒体等功能。同时这些功能又根据用户的不同而给予不同的权限，这些权限决定用户所能完成的主要功能，学生用户，主要通过精品课程网站来学习，所以学生所具有的权利应该是学习，考试，聊天，观看教学视频等，教师作为精品课程的主要使用者以及教学活动的主体，必须要具备出题，更改试题，在线答疑，提交教学视频等功能。管理员作为一个网站的箮理者，能够拥有的权限很大，因为做了

精品课程网站的管理员，要有维护网站正常运行的能力，更新数据库的能力，更新通告的功能，要有完成网站网页的更新的能力等。这些操作主要在服务器上完成，因此精品课程网站没有必要专门去设计管理员功能，而只需要完在一部分管理员需要远程完成的功能。因此，精品课程网站功能如下：

（1）学习功能，使用者利用网络来学习与传播知识，其应用的主体主要包括两个组成部分——学生和老师。学生可以利用精品课程网站来获取自己想要的知识，老师可以利用精品课程网站向学生传播自己的知识；同时又因为老师与学生之间存在着巨大的差异，这种差异体现为权限的不同，因此精品课程网站应该分别设计出教师模块和学生模块。

（2）交流功能，与现实中的教育一样，学生有可能会遇到各种自己无法解决的问题，就需要能够向别人求助，设计一个留言板就能够很好的解决这个问题，它能方便用户之间的交流，提高学习的效率[4][5]。

（3）多媒体（流媒体），多媒体教学是现代教育所提倡的，有效利用声、光、电等媒介能够使得学生接受知识的速度得到提高，起到事半功倍的作用。

（4）系统更新，精品课程网站的内容是不断更新的，这就需要网站服务器管理员适时的更新，这要求网络管理员具有良好的网站维护知识，良好的沟通能力，能把用户的要求及时的反应到网站上去。

2.3 数据库需求分析

数据结构精品课程网站采用Sql Server2005数据库，为实现学生登录、在线测试等功能，数据库中包含教师信息表、留言信息表、试题信息表等。

教师信息表如表2.1所示。

表2.1 教师信息表

字段名字段类型数据长度是否为空说明

admin_id 自动编号50 No 自动编号admin_pass 文本50 No 登录密码

留言信息表如表2.2所示。

表2.2 留言信息表

字段名字段类型数据长度是否为空说明id 自动编号 4 No 留言编号

name 文本50 No 留言者名称liuyan 备注100 No 留言内容

Reply 备注2000 No 回复内容

email 文本50 Yes E_Mail

time 日期/时间8 No 留言时间

sex 文本 4 Yes 留言者性别check 是/否 4 Yes 留言是否审核icq 文本 4 No 留言者电话Replay-Date 日期/时间8 No 回复日期试题信息表如表3.3所示。

表2.3 试题信息表

字段名字段类型数据长度是否为空说明

ID 自动编号 4 No 题目编号question 文本50 No 问题

A 文本50 No A选项

B 文本50 No B选项

C 文本50 No C选项

D 文本50 No D选项

answer 文本50 No 答案

2.4 精品课程网站的系统流程图

精品课程网站在被访问时，首先应该进行身份验证。这样的设计与许多其它用途的网站保持了一致。验证成功后就进入到精品课程网站主页面，用户可以在主页面中选择执行要执行的下一步操作。当学生用户进入到主页面后，将有三种选择：

（1）通过身份验证后，直接进入在线考试功能去参加学习与考试；

（2）也可以进入在线聊天功能与老师及同学讨论各种问题；

（3）还可以进入到教学视频去观看网站内的教学视频。

然后可以选择退出当前系统返回到登录界面，或者返回主页。同样教师也能完成这些操作，教师进入在线考试功能后可以选择添加／更改试题等多项功能，也可以进入在线聊天功能模块对学生所提出的疑问进行解答。可以把自己做的教育视频传给系统管理员，让其上传到服务器等等。管理员功能具有于前面两种用户相同的地方，同时与前两类用户相比，管理员还要能够完成公告的更新，数据库的添加，以及备份与恢复等功能[6]。其系统流程如图2.1所示。

图2.1 系统流程图

开始 学生注册 登陆界面 输入用户名密口令正确？ 权限判断 学生 管理员 网上学习相应操作 系统管理相应操作

退出系统

结束 结束 N Y

第3章精品课程网站的实现

3.1 登录系统

用户进入系统的时候需进行身份验证，系统根据身份给予用户一个权限，不同的用户将拥有不同权限，未注册用户，不具有任何权限，必须注册一个账户，才能使用此精品课程网站，所以此功能模块中包括了注册功能。同时有的用户因长时间没有使用自己已有账户或是账户被盗使得无法正常使用精品课程网站所提供的资源，通过找回密码功能，用户可以找回已有的那个账户，从而登录系统，获取系统提供的操作能力。

3.1.1 登录功能的实现及界面效果

此功能完成用户身份验证，如果用户身份合法，系统进入到L_default.htm，在此页面用户可以选择进行的各项操作比如聊天等。

此功能最主要的作用是验证用户身份，先检查当前输入用户名是否为空，如果为空弹出提示框，要求输入用户名及密码。再次进行验证。

登录功能设计的视图效果如图3.1所示。从图中可以再次看出，该功能模块设计具有的功能有，注册、登录、找回密码等功能[7][8]。

图3.1用户管理

3.1.2 注册功能的实现及界面效果

图3.2 登录流程图

如图3.2所示，未注册用户第一次进入精品课程网站时不具有任何权限，要想访问精品课程网站，必须首先申请用户账号。账户申请成功后，通过登录就能获取访问权力。

点击登录界面的“注册”功能选项可以进入注册功能页面，把输入的信息传递到后台处理，数据验证成功后，弹出各种提示诸如注册成功、用户名已存在、重复密码错误等。用户注册效果如图3.3所示。

图3.3用户注册

前台页

面 学生注册 系统登录 结束 开始 N Y N

Y

3.1.3 找回密码功能的实现及效果展示

密码丢失是一个非常常见的问题，用户忘记密码也特别常见。当遇到了这样的问题，通过找回密码功能就能够很好的解决问题，这不仅避免用户注册的麻烦，也能够减少系统资源的占用率，提高系统运行效率，因此找回密码功是一项很重要的业务[9][10]。

用户的密码在数据库记录中与用户提示问题放在同一张表内。当密码丢失的时候，只要提供一个与用户名相关的密码提示问题的“DAAN”，就可以通过查找数据记录找回密码。并且把这条记录显示于系统前台。这个功能实现的操作主要面向数据库。

通过找回的密码用户就可以重新使用这个账号而不用去重新申请一个新的账号，减少了对精品课程网站系统资源的占有率.同时也减少系统资源浪费。

此功能的界面效果如图3.4及图3.5所示。

图3.4找回密码视图1

图3.5 找回密码视图2

3.2 在线考试

作为以教育为目的的网站，精品课程网站的考试功能是必不可少的。这个功能至少应该包括如下一些特点：先要明确它的使用者的身份特点，精品课程网站一般包括两类用户，一类是老师、另一类是学生。教师利用在线考试系统是方便为学生出题，减少工作量，适应时代发展的需要，老师功能要求能够出题或更改问题答案；学生使用它是为了进行自我测试，不能对试题进行别的操作权利。

要完成以上这些功能，在线考试模块必须实现题目的增减，考题的读取，考试计时，学生成绩的评定等多项功能。因此设计时又把它分成了如下两个功能模块：“学生功能”和“教师功能”。具体的开发情况将在接下来的部分做讲解。

3.2.1 学生功能的实现

图3.6 学生功能流程图

学生是精品课程网站的主要服务对像。学生利用网络的获取更多的知识，并利用网络来提升自己的认识水平，但这些还不够，最终学生还需要能够验证自己的学习成果。为了更好的发展素质教育，避免传统教育方式所带来的只停留在书本之上的缺点――枯燥、乏味，没有吸引力、跟不上时代的步伐，传统的教育方式往往只能达到事倍功半效果。怎样利用网络媒体的特点来吸引学生的注意

注册 Y 网上留言 N 查看课件 测试？ N 前台 网上答辩 在线测试 阅卷并显示成绩 Y 登录? 开始测试

查看成绩 提交试卷

力？让学生能够在更具吸引力的环境中学习知识成为了这个模块所要完成的任务之一，这也是精品课程网站研究要讨论的重要问题之一[11]。学生功能实现的流程如图3.6所示,其具体功能的实现如下:

1. 学生登录功能

学生首先通过系统登录验证，证明是一个合法的系统用户。选择“学生进入在线考试――>考试”，得到如下一个页面，通过管理员给予的用户名及密码登录，成功过后，就可以进行考试，成绩查询等功能。

2. 学生在线考试

学生通过身份验证后，就拥有进行在线考试以及其它的一些操作的权力，考试题目是以选择题的形式存储在数据库当中的。通过调用数据库中的内容，学生能够在线完成考试并查看相应的得分[12][13]。其实现的效果如图3.7所示：

图3.7学生测试

考试完成后学生可以马上查看自己的成绩，成绩是通过查找用户名来得到的。通过对比上传的考试数据与数据库中已有的数据进行比较后得出答题成绩。并给出最终的结果，不及格，及格，好，优等评定。

3. 用户密码修改功能的实现

许多时候用户容易忘记自己的密码，对于这种初始密码由管理员赋予的情

况，选择一个方便自己记忆的密码将是一种好的选择。因此需要设计密码的修改功能。不是任何人都可以修改别人的密码，要完成修改密码功能就必须是在合法身份被验证通过的前提下才能实现，如果谁都能更改别人的密码，那么系统就将缺少安全性保证。

其界面效果如图3.8所示：

图3.8 密码修改界面

3.2.2 教师功能的实现

图 3.9 管理员功能的实现

如图3.9所示，教师用户也是精品课程网站的主要用户，与学生用户相比。登录? 后台 题库编辑 试卷管理 成绩管理 用户管理 课件管理 留言答疑 手工阅卷 自动出题 生成试卷 成功

Y Y N N

教师所具备的特点是：教师要能够更改题库中的题目，还要能增加，删除题目等，其具体功能实现如下所示。

1. 教师登录功能以及密码修改功能的实现

教师登录功能与学生过程基本相同，密码修改功能也一样，因此这里不再过多叙述。

2. 题库修改的实现

当一个用户以教师身份进入在线考试功能模块。那么在这个模块中，此用户将拥有出题的权力，修改题库的权力，删除题目的权利[14]。

所有的试题被添加到题库中，更新后，学生再从题库中读取试题，并完成考试，其添加试题的效果如图3.10所示。

图3.10老师添加试题

3. 题库题目删减的实现及效果展示

由于有些题目过时不在适合学生的教学的要求，但它们却占用了宝贵的系统资源，因此就把这些过时的题目从题库中移出。以达到释放资源的目的，教师将成为这个权力的所有者。

当题目被移出后在改新数据库中的题目，题目就被删除了。教师用户还可以通过查找特定题目，然后改掉认为有错的题目。对于教师功能就介绍到些。下一节要介绍的是在线聊天功能模块的实现。更改数据库中试题的界面效果如图3.11所示。

3.3 在线交流

在线交流平台是师生间沟通交流的一个绝佳的平台。当学生遇到问题的时候，可以通过这个平台把自己遇到的问题及困难提交上去让大家讨论，同时如果

别的同学也有相同的疑问，就会主动去关注大家对这个问题的讨论。老师能够从大家的讨论了解到学生有那些问题是急需解决的。大家不以实名方式发言，这样使得学生没有后顾之忧、能够畅所欲言，因此精品课程网站选择留言板作为在线交流的平台。与在线考试系统不同，此留言板不要求再一次的验证用户是学生还是老师。用户只要点击进出就行，可以随便输入你认为喜欢的名字，不会怕事后会被人指责等。在这个功能模块中，只有系统的管理员才须要验证。因为管理员要删除那些不适合发表的言论，比如带有人身攻击性质的留言。

3.3.1 用户留言及查看留言的实现

普通用户，无论是学生还是老师只要登录了系统就可以进行留言操作不用别的权限。它不像以T开头的好些文件那样。要求很严格的验证机制才能拥有某一项权限，所以它的代码也不像在线考试模块那样的复杂[15]。

下面将看到的是在线交流功能的界面。与别的功能不同的是作者使用一种分格的视图来完成这个界面的制作。页面效果如图3.12所示。

图3.12在线交流界面

对在线交流功能重点还是介绍一下其的管理员功能。因为管理员功能要完

成更多的操作，拥有更高的权限，而其它用户功能非常简单，所以需要对管理员身份进行验证。

3.3.2 管理员功能的实现过程

对于在线聊天这个功能模块来说。管理员具有最大的权限，管理员可以删除留言、备份以及恢复留言等功能，下面就来介绍一下这些功能是如何实现的。

1. 管理员验证过程的实现及效果图

因为管理员具有的权限太高，因此必须设计一个能够验证管理员身份的办法。如果无法限制非管理员用户的权限，那么谁都可以把别人的留言给更改或删除，从而造成一些人的留言被恶意的更改或删除。与前面看到的那些验证一样。这里也是把管理员的相关信息传到后台去，让后台去处理。

当管理员把自己的信息输入后，系统会自动分别用户到底是不是管理员，管理员登录的视图效果如图3.13所示：

图3.13管理员界面

2. 管理员删除留言功能

对于管理员来说有时候需要决定哪些留言是不允许发表的，比如带有明显的人身攻击性质的留言是不被允许发表的，遇到这样的留言时管理员就要把它屏蔽掉，以免产生不好的影响。这样，一些不应该发表的留言就被系统管理员给禁止了。

3. 管理员备份及恢复留言

不是所有的留言都是删除就可以了。有时候还得想办法恢复这些留言,如何来完成这个恢复操作呢？首先必须要备份、当须要恢复留言的时候就把这个备份