远程通用开放式数据库实验平台的设计与实现

温志萍 程初 张乐

摘要：基于校园网络，利用JSP技术设计实现了一个远程开放式数据库实验平台。文章介绍了远程开放式数据库实验平台的网络构建和系统结构，阐述了教师管理和学生实验模块的处理流程，并探讨了并发性等关键问题的实现技术。远程开放式实验平台拓展了学生实验环境，也为实验过程和实验结果提供了有效的管理手段。

关键词：远程；开放式；数据库；实验；JSP

中图分类号：TP311.13 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2012）34-8111-03

1概述

数据库技术是现代信息科学与技术的重要组成部分，是计算机数据处理与信息管理系统的核心。数据库课程是计算机专业及信息类等相关专业的一门重要专业基础课，其目的是使学生了解数据库系统的基本概念，掌握数据库系统的基本原理、技术与方法，培养学生分析问题与解决问题的能力，培养学生一定的数据库的应用和设计能力，为进一步学习专业课以及毕业后从事数据库的应用开发工作打下基础。

在数据库课程的教学环节中，实验教学处于举足轻重的地位，实验教学效果的好坏，直接影响到整个课程的教学效果。良好的实验教学效果，能有效地培养学生的系统分析能力、系统设计能力、编程及调试能力，从而为学生以后从事大型数据库软件的开发及数据库应用奠定良好的基础。

传统的实验教学模式一般采用在实验室教师下达实验任务，学生现场完成；对于部分大型的实验，学生可分多次课完成或课后完成，教师根据学生完成的情况给予成绩评定。然而在实际的实验教学中，实验课时安排往往不足，学生在课外进行实验缺乏相同的实验环境且又缺乏教师有效的指导；同时，学生在学习自主性、学习能力等各方面都存在差异，教师无法进行有效的监督。这些问题都在很大程度上影响实验教学的效果。

远程通用开放式数据库实验平台，旨在使学生能在任何时间、地点通过Internet登录到实验平台，进行数据库相关的增、删、改、查等数据库实验，其后台数据库服务器可以是MySql、SQLServer、Oracle等各种DBMS。同时教师还可以通过该平台监控和指导学生的远程自主实验，进行教学资源的共享、与学生交流、信息发布等，从整体上提高课程的教学效果和教学质量。

2远程通用开放式数据库实验平台架构

2.1数据库实验平台网络结构

远程通用开放式数据库实验平台，建立在计算机基础教学实验中心，依托学校校园网，其网络系统拓扑结构如图1所示。

整个网络拓扑可分为接入层、汇聚层、核心层和广域网接入。

其中接入层包括学生宿舍接入、教学楼接入、办公楼接入、行政楼接入等。

汇聚层则负责将接入层交换机进行汇集，并为整个交换网络提供VLAN间的路由选择功能。其中，教学楼以及办公楼系统网络进行了冗余链路设计，学生宿舍部分的汇聚层交换机未进行冗余链路设计。

核心层则将各汇聚层交换机互连起来进行校园网骨干的高速数据交换。核心层为两台万兆Cisco核心设备，互为冗余，以防止其中一台出现问题导致整个网络出现瘫痪。

广域网接入则通过路由器接入Internet，提供校园网用户访问Internet。它的作用主要是在Internet和校园网内网间路由数据包，并利用访问控制列表完成以自身为中心的流量控制和过滤功能，实现一定的安全功能。

服务器群组，主要为常见的服务器，包括：提供WEB网站服务的WEB服务器、提供域名解析以及目录服务的DNS服务器、提供邮件收发服务的邮件服务器、提供各种流媒体播放、点播服务的流媒体服务器、对校园网网络设备进行综合管理的网管服务器等，为校园网的接入用户提供各种服务。

远程通用开放式数据库实验平台，主要提供学生通过网络远程登陆数据库实验平台，完成各项实验内容。学生主要来自校园网内，故远程通用开放式数据库实验平台建立在计算机基础教学实验中心，采用双服务器，互为镜像，提供不间断访问服务。

2.2数据库实验平台功能设计

远程通用开放式数据库实验平台，按其访问角色不同，可分为学生实验平台和教师管理平台两部分。如图2所示。

2.2.1学生实验平台

针对学生学习实验和操作性实验所设计，主要包括个人信息修改、实验操作、课程答疑、查看公告、资源下载等。其中，实验操作是学生平台的重点。

1）个人信息修改模块提供了学生个人信息的修改功能，如姓名、性别、专业、班级、院系、以及自己登陆密码的修改，方便学生对个人信息的管理。

2）实验操作模块，提供学生随时远程登陆实验平台去查看实验教程、资料，以及完成实验内容、查看实验进度、查询实验成绩功能。实验内容在传统基础性实验的基础上新增综合性、设计性实验内容，主要包括：①概念结构设计；②数据库的创建和管理；③表的创建与管理；④数据操纵；⑤数据查询和索引；⑥视图的定义与管理；⑦数据库安全；⑧高级语言操纵数据库等。另外。学生在实验过程中可以下载实验资源，阅读实验任务书、浏览实验资料，并使用老师提供的实验例程或功能组件。

3）课程答疑模块则为学生和教师的互动交流提供了平台，教师可根据学生提出的课程问题对疑难点进行解答；帮助学生更好的掌握本课程的知识。

4）查看公告模块，由教师发布一些关于学生学习任务或者相关知识技术的公告，显示在主页供学生点击查看，使学生能明了所要完成的学习进度等情况。

5）资源下载模块，由教师上传课程学习资料，方便学生下载，学生可依据学号密码登录后进行资源下载，节约了时间和空间资源，也有利于学生课后更好的复习相关的知识，提高学习本门课程的积极性和兴趣。

2.2.2教师管理平台

主要针对教师的实验教学工作而设计，提供教师对个人信息修改、实验管理，同时还具有课程答疑、信息发布等功能。其中，实验管理是教师平台的重点。

1）个人信息修改模块提供了教师个人的信息的显示功能，如姓名，院系，以及自己登陆密码的修改，方便教师对个人信息的管理以及学生对教师信息的查看。

2）实验管理模块包括实验教程的录入、修改和删除，实验内容的布置、修改、删除，实验进度的查看与监控，实验结果的批改。

①教师发布实验要求布置学生完成实验，提供实验用文档、各种类型的程序代码和功能组件、数据库教学课件以及与数据库设计和应用开发相关的技术资料。

②学生每次完成实验后，在网站上提交实验报告和实验文档，教师通过实验进度管理功能对学生实验提交的实验报告和各类文档进行批改和归档。对未按时完成实验的同学提出警示，从而实现实验过程的全程监控，掌握学生的实验进度，督促学生按时完成实验。

3）课程答疑模块根据学生提交的问题，进行正确的解答和指导，方便学生及时弄懂所学知识，从而更好的实现教师学生间的互动交流。提高教师授课的效率和学生学习的兴趣。

4）信息发布模块由教师根据教学计划发布教学信息，及时通知学生进行实验学习，方便学生及时跟进教学进度，完成实验教学目标。

3 远程通用开放式数据库实验平台关键技术及系统实现

数据库实验平台采用用户视图、WEB服务器、主流数据库三层系统结构，以JSP+HTML进行用户视图开发，JavaBean组件实现业务逻辑功能。

3.1数据库实验平台关键技术

远程通用开放式数据库实验平台，必须支持多学生用户同时访问实验系统完成实验，其频繁的连接、操作、关闭数据库，会增大系统开销，极大降低系统性能。为解决这一问题，本数据库实验平台采用JDBC连接池技术，通过建立、使用、管理连接池中的连接，高效、安全操作数据库。

3.2数据库实验平台系统实现

教师管理平台采用B/S系统结构，使得系统在具有远程浏览及信息采集灵活性的同时，为教师和学生提供较强的互动能力。教师可以在任何时间、任何地点使用浏览器进人数据库实验平台，发布和浏览教学实验计划，上传教学实验资源，布置实验任务，监控实验进度，批改实验报告，答疑解惑。

学生实验平台主要采用B/S系统结构，学生可以登录到数据库实验平台中，进行远程数据库实验注册，浏览教学实验计划，下载教学实验资源，完成实验操作，查看实验成绩，讨论和交流学习体会。其中，学生完成实验操作功能以插件形式提供，结合C/S模式，以满足学生对实验系统的较强的操作和控制能力要求，达到实时交互性好，便于完成各项实验功能。

4结束语

远程通用开发式数据库实验平台是基于远程登录、控制来实现对数据库基本实验的操作，本实验平台从实验时间、地点、内容上对实验环境进行了拓展，从而解决了教师与学生在教学环节中因时间、地点的限制，致使学生不能或无法完全掌握教学内容的弊端。另外，本实验平台也为同学提供了更多相关的教学资料方便学生拓展教学内容，有利于提高学生的学习积极性和兴趣。远程开放式的实验平台将是教学环节的一种尝试，也是教学实验改革的方向，它必将在以后的教学环节中发挥越来与重要的作用。

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