基于J2EE的音乐教育系统功能实现研究

戴 跃

(合肥幼儿师范高等专科学校 艺术系，合肥 230011)

基于J2EE的音乐教育系统功能实现研究

戴 跃

(合肥幼儿师范高等专科学校 艺术系，合肥 230011)

为了提高音乐教育的质量与管理效率，展开了基于J2EE的音乐教育系统的研究。音乐教育系统在技术上采用了J2EE技术、UML建模技术、SQL Server 2012数据库、Web编程技术、MVC模式等，能够有效地保障系统在后期应用中的操作性能和安全性能。通过分析音乐教育系统的背景、现状及需求，提出了基于J2EE的音乐教育系统设计与实现。整体实现系统管理功能、音乐教学管理功能、音乐课程管理功能等功能。

J2EE开发技术；音乐；资源；教育

0 引 言

音乐教育系统的实现过程是非常复杂的，需要以理论知识为基础对音乐教育实践活动进行研究。但目前许多ITS系统由于没有这些基础知识，因此所实现的教育过程过于简单。本文从音乐教育的国内外发展现状出发，按照音乐教育的基本要求及其特点研发了基于J2EE的音乐教育系统。本文采用J2EE开发技术、总体运用UML建模、SQL Server 2012、JAVA语言、MVC模式和Web编程技术等，从实际需求出发，为音乐教育提供基础保障。基于J2EE的音乐教育系统具体内容主要体现在以下几个方面：设计以及实现系统管理功能、设计以及实现音乐资源管理功能、设计以及实现音乐课程管理功能、等等。

1 相关技术介绍

1.1 J2EE

J2EE包括以下三种组件类型：

一是应用内端程序，多用于内训端电脑；

二是Servlet与JSP组件，常用于一些互联网当中；

三是EJB组件，在服务器端完成其功能。

J2EE隶属于JAVA，其编写程序的方法和JAVA类似，但是还有些实质性的区别，J2EE组件能够运用到应用程序当中，同时还能和J2EE规范保持一致。[1]

由于J2EE拥有一套完整的规范体系，通常情况下，可以将J2EE当成是JAVA2平台对音乐教育的一种约束。除此之外，J2EE还有多项优点，例如：它可以通过容器这种方式满足系统底层的各类需求，系统人员的开发速度得到大幅度提升。J2EE运用了中间层集成框架进行程序开发，减少了系统开发的费用，不但能够提高其性能，而且还能确保系统运行安全。

1.2 JAVA语言

20世纪末，为了进行跨平台、分布式的软件系统的设计，太阳计算机系统公司在美国研究并推出了JAVA语言[2]，该语言为一种面向对象的设计语言，对软件开发人员而言，JAVA的学习与使用更为简单，并且还能进行异常处理以及废弃自动收集，该编程语言具备移植，解释等功能，因而在其推出后得到了大量的应用[3]。

经过不断的发展，JAVA已经在原本的编程语言的基础上不断的拓展，成为了计算机软件行业的一种主流技术，JAVA技术以编程语言为核心，目前已经拓展到虚拟机、互联网相关信息系统、芯片技术互联网连接技术等领域。基于JAVA的众多优势，因此其应用也十分广泛，其主要应用方向包括如今大量开发的游戏系统，移动互联网相关系统等。同时在许多高校也被大量的应用，如教务管理、高校教学等管理系统等。同时由于其各种优势，也经常被用在政府部门的相关的信息系统中。[4]

1.3 UML 建模技术

1.3.1 UML 简介

UML(Unified Modeling Language)是用来表示程序可视化的最佳手段，常用在目前的程序设计中，简单来说，使用该UML模式来设计程序使得程序的分层更为明显，软件设计后期的测试以及维护更为简单，对于开发人员来说，将大幅的降低其开发与测试的时间。[5]

该模式下使用图形化结构用例图(Use Case Diagram)、顺序图(Sequence Diagram)、活动图(Activity Diagram)类图(Class Diagram)、状态图(State Transition Diagram)等，这些图可以实现诸多功能，包括对某主体自生产至消亡整个过程，将程序以视图、控制以及模型等为标准进行分离，将原本完整的程序以这三大块为基础进行划分，[6]从而方便对程序进行操作。

UML视图主要被用来显示程序处理的结果，相关编程人员可以根据显示来进行程序的分析，在使用WEB进行相关的操作时，首先需要将MODEL转化为HTML运行模式。[7]在系统运行环境下，其自带的可视化图形可以将程序进行显示，UML即带有视图相关内容的编写与生成程序，并且可以有效的与客户使用端实现交互。

UML设计中的M主要是指数据模型对象，[8]在整个过程中用例图控制层将相关需要处理的模型对象输送至视图层，相关的操作在视图层进行显示，在这整个过程中，数据模型即是设计的一个计算规则、处理流程以及分析规则的综合体，数据通过该流程来进行处理与显示。控制层则是链接视图与模型层的桥梁，将两者进行相应的匹配以便于处理与操作，也使得UML设计下程序各层之间的数据与逻辑的各个接口更为耦合。[9]该技术的使用使得音乐教育系统的系统测试变得简单便捷。

1.3.2 UML 的优势及在本系统中的应用

UML中最重要的功能——实现可视化技术，一直都是Web其中的一个基础应用程序框架，到处都可以看到它实践的案例，它的基础核心包含用例图、顺序图、类图等三个关键内容[8]。第一个作用是实现系统相关的功能的应用示范说明功能，第二个作用是实现业务逻辑层示范说明功能，第三个作用是实现数据访问说明示意功能，[10]最后一个域模型层的主要作用是解决建模的问题。每一层在各自的领域各司其职，都有各自的任务，UML把系统的整个界面操作功能整体分开隔离，把相互间作用的程度以及耦合降下来，这对后面的维护和扩展工作开展将有很大的帮助。对Web应用程序整个研发过程的设计方案与技术开发工作的开展有很大的帮助。[11-12]

1.4 MVC模式

MVC表示的模型(model)、视图(view)、控制器(control)三个概念的简称，通过这三个部分来实现WEB开发过程中的软件设计部分，实现对系统的快速开发、升级和维护，并且为设计人员提供模块化的选择，极大的优化了程序开发的效率。MVC模式功能实现示意图如图1所示。

图1 MVC模式功能实现示意图

1.5 SQL server2012 数据库技术

SQL Server 2012是在SQL Server之前版本的基础上研究与设计而成，在其之前的版本上有了很大的改进，更加强化了其内聚、实用、集成等性能。[13]因此该软件在实际应用中更加广泛，能够适应当前更新频率越来越大的各类软件的日常数据管理需求，其实际应用市场很大，但目前主要被用在大中型企业的数据信息管理系统中。[14]

该版本继承了其之前版本的分层结构，首先是协议层，本层主要用来进行相关数据信息的操作与处理，如格式的更改，数据相关操作以及操作的结构反应等。开发人员可以直接操作本层，通过对本层来对数据进行所需的一系列操作，同时开发人员可以使用本层来进行数据信息格式的更改，将其格式更改为可以识别的所需模式，并且将其更改的结果输送至下一层，[15]在该层再次将数据进行所需的转换，此次可以将数据转为使用端，能够进行识别与使用的数据信息格式，以方便使用端对所需的数据信息进行访问，故称其为访问层[16]。

综合该系统的特征与优势主要有以下四点：(1)广阔的适用性，(2)较强的安全性，(3)高可用性，(4)可伸缩性。[17-23]

1.6 Web编程技术

音乐教育系统采用的WEB编程技术是当前较为主流的开发技术体系，包括WEB端的开发、移动端的开发、网页界面的开发和数据库的开发，从多个角度来实现系统的开发。对于本文研究的系统采用的开发技术是基于三层架构来实施的，包括展示层、业务逻辑层、数据持久层的设计，围绕着音乐教育系统这个对象实例来展开开发。

2 音乐教育系统功能实现

2.1 开发工具与运行环境

本系统采用UML建模技术，在开发工具上采用J2EE来进行系统程序的编写与开发，在数据库的开发上采用了SQL Server2012作为数据库的开发工具。这些工具与技术的使用将使得系统的开发更为简单便捷，同时也更有保障。在服务器端，需要配备Win 7系统，SQL Sever2012数据库，4G以上的内存，以及Intel I7 二代以上的处理器。

2.2 系统功能实现

2.2.1 系统管理功能

系统管理功能包括用户管理和登陆注册管理。

系统中存在管理员用户、教师用户和学生用户3种。管理员管理和维护学生、教师的基本资料；教师用户采用该系统上传视频、音频课件、习题和试卷资料等各种课程资料，并且要实现与学生互动，及时解答学生的问题；学生用户采用该系统查看并下载各种课程资料，完成作业和试题，在线互相讨论，提出问题。为了保证该系统的安全性，所有用户在登录时，均只显示与其对应的相关功能模块。

登录功能部分代码为：

protected void btnLogin_Click(object sender, EventArgs e)

{

SqlConnection con=new SqlConnection("Server=(local)；database=db_Tome2；Uid=sa；Pwd=”)；

SqlDataAdapter dap = new SqlDataAdapter("select * from系统管理员表where用户名称=’’’’

+txtName.Text+"'

and密码="+txtPwd.Text+””，con)；

DataSet ds=new DataSet()；

dap.Fill(ds)；

if(ds.Tables[0].Rows.Count>0)

{

Response. Write("")；

}

else

系统管理员可以对学生和教师信息进行编辑、添加和修改等操作，具体如图2所示，图2中，管理员录入了4个学生的姓名、学号、专业、班级和性别等基本信息。

图2 信息录入及发布实现界面

信息发布部分代码如下：

rightTxt a：link, rightTxt a：visited { color：#0E449C；}

view { padding：0 10px 0 0；}

viewNav { color：#666； margin：0 0 15px 0；}

view h2 { font-size：16px； color：#000； border-bottom：1px dashed #ccc； padding：0 0 4px 0；}

view h2 span { font-size：12px； font-weight：normal；}

view h3 { font-size：12px； background：#f5f5f5； padding：3px 0； margin：0 0 8px 0；}

view time { margin：8px 0 0 0； color：#666；}

view txt { padding：15px 0 0 0； line-height：18em； font-size：12px；}

view txt p { margin：0 0 6px 0；}

view txt newsList li {background：url(circleDotgif) 5px 8px no-repeat； padding：0 0 0 18px； height：22px； white-space：nowrap；}

view table { border-collapse：collapse； width：100%； margin-bottom：10px；}

view table th { border：1px solid #ccc； padding：2px 6px；}

view table td { border：1px solid #ddd； padding：2px 6px；}

view fieldset { border：1px solid #ddd； padding：0px 10px； margin：10px 0 0 0；}

view legend { font-weight：bold； padding：0 6px；}

view fieldset info { padding：10px 0；}

2.2.2 音乐教学管理功能

系统管理员在新学期开始前需要安排所有的课程，上课的班级、老师和时间。音乐老师在音乐教学管理功能中可以查询到自己在本学期所要承担的教学任务；如果出现问题可及时向管理员反映，若没有问题，则可以确认上课的安排并采用IF.式发布在网上，此时学生就可以登录系统查询本人的上课信息。

教学资源管理部分代码如下：

{formrunat="server"}

{divclass="MainDiv"}

{tablewidth="99%"border="0"cellpadding="0"cellspacing="0"class="CContent"}

{tr}

{thclass="tablestyle_title"}

教学资源管理

{/th}

{/tr}

{tr}

{tdclass="CPanel"}

{tableborder="0"cellpadding="0"cellspacing="0"style="width：100%"}

{tr}

{tdwidth="100%"}

{fieldsetstyle="height：100%；"}

2.2.3 音乐课程管理功能

音乐课程管理功能主要在于编辑音乐欣赏课程,指导整个教学的实践环节。即把网络教学当做项目管理来实现,由教师和学生共同制定课程模块,并把一个课程划分几个阶段来实现。

音乐课程管理部分的代码为：

public class Course Manager extends javax.swing.JFrame {

/** Creates new form Course Manager */

public Course Manager() {

set Location(450,200)；

/** This method is called from within the constructor to

* initialize the form.

* WARNING： Do NOT modify this code. The content of this method is

* always regenerated by the Form Editor.

*/ //

j Label1.set Font(new java.awt.Font("宋体", 1, 36))； // NOI18N

j Label1.set Text("课程管理")；

j Label2.set Text("课程名称：")；

j Label3.set Text("学时：")；

j Label4.set Text("学分：")；

j Label5.set Text("删除的课程：")； //布局的管理

2.2.4 在线交流功能

在线交流模块中，一般存在2种交流方式,具体如下。

(1)类似于QQ的一对一私聊方式,用户可以在自己的界面上查到所有在线的用户，然后选择其中的1个或多个用户来单独探讨问题。当有消息来时，如果用户不在在线交流的界面，将弹出提示框；如果在该界面，相应列表中的人名将闪动以提示用户。用户也可以对没有在线的用户留言，系统会保存这些消息，当用户登录时将弹出对话框提示用户有留言信息。

(2)类似于论坛模式，用户可提交主题并选择分类标签，所有在线用户都可以在讨论界面中看到所提交的主题，并可以提交自己的见解与看法，提问用户可以参考这些见解与看法，最终选择一个最满意的答案来完成该主题的讨论。同时学生也可以在该功能中共同讨论、发表自己的观点，从而可以调动学生学习的积极性，在交流中可以创造出很多新的观点。

在线交流部分代码如下：

Editing Area_Start ： function( doc, html )

{

// Get the HTML for the .

var head Inner Html

= html.match( /([ s S]*)<‘head>/i )[1] ；

if ( head Inner Html && head Inner Html.length > 0 )

{

// Inject the HTML inside a

.

// Do that before get Document Head because Web Kit moves

var div = doc.create Element( 'div' ) ；

div.inner HTML = head Inner Html.

3 结 论

本章重点针对基于J2EE的音乐教育系统功能实现与详细设计部分进行描述，同时对开发系统所需的开发方式、开发环境进行了详细介绍，阐述了系统各个功能的操作流程，系统中的主要功能由系统管理功能、音乐教学管理功能、音乐课程管理功能、在线交流功能等组成。

[1] 刘艳.从现代教学观看高校教材的新发展[[J].电化教育研究，2015 (9):51- 54.

[2] 孙军梅，林筑荚.多媒体CAI对21世纪教育的影响及其应用展望[J].贵州师范大学学报(自然科学版)，2013, 16： 74- 78.

[3] 罗剑宏，覃雯.信息时代我国大学教育方式的变革[[J].价值工程，2013, 25(4)： 81- 83.

[4] 张映光.试论立体化教材建设一网络教学资源的设计策略[J].中国大学教学，2014 (3)： 60- 62.

[5] 李志平，刘敏昆，孙瑜.基于WEB的智能教学系统研究[J].计算机工程与应用，2006(2)：208- 210.

[6] 陈梅兰.基于Web的智能音乐教学系统的研究与实现[D].广州：华南理工大学研究生院,2013.

[7] 杨红颖，王向阳.网络教学评价系统的设计与实现[J].现代远距离教学，2015(4)： 45- 48.

[8] Satyanarayanan M, Kistler J J, Mummert L B. Experience with Disconnected Operationin a Mobile Computing Environment[C]//Proc 2015 USEN IX Sump Mobile and Location- Independent Computing，2015.

[9] 杨永斌.网络智能试题库系统建设研究[J].计算机科学，2013, 34： 296- 298.

[10] 林坤. 基于超媒体的CAI应用课件设计及实现[J].贵州师范大学学报(自然科学版)，2013，21：20- 23.

[11] Olson Michael A. Selecting and Implementing all Embedded Database System [J]. Computer，2000，33(9)：27- 34.

[12] Bart Michael. Programming Embedded System in C and C++[M].OReilly&Associates Inc，2015

[13] 谷毅，王爽心，刘鑫.利用Struts开发Web应用程序在工业自动化中的实现田[J].微机算计信息，2014，20(4)：86- 88.

[14] Lim James B , Hurson A R.Transaction Processing in Mobile，Heterogeneous Database Systems[J].IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering，2015,14(6)：1330- 1346.

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[16] Barish G，著淋琪，英字泽.J2EE Web应用高级编程[M].北京：清华大学出版社，2013.

[17] Pallavi Lain, shadab Siddiqui. J2EE专业项目实例开发[M].北京：中国水利水电出版社，2013.

[18] Danny Coward. Java Servlet 2.3 Specification[M].California： sunVicrosysts Inc，2014.

[19] 何万成.余球惠.MVC模型及软件框架struts的研究[J].计算机工程，2014 (6)： 274- 275.

[20] 孙卫琴.精通Struts：基于MVC的Java web设计与开发[M].北京：电子工业出版社，2014.

[责任编辑：张永军]

Implementation of Music Education System Based on J2EE

DAI Yue

(Department of Art, Hefei Preschool Education College，Hefei 230011,China )

In order to improve the quality of music education and management efficiency, this paper launched a J2EE-based music education system.Music education system adopts J2EE technology, UML modeling technology, SQL Server 2012 database, Web programming technology, MVC mode, etc., which can effectively guarantee the operational performance and security performance of the system in later application. The paper analyzes the background, current situation and demand of music education system, and puts forward the design and implementation of music education system based on J2EE. The overall realization of the major functions: system management, music teaching management functions, music curriculum management functions, et al.

J2EE development technology； music； resources；education

2017-02-20

安徽省高等学校省级质量工程项目(2015jxtd054)资助。

戴 跃(1958— )，女，河南沈丘人，合肥幼儿师范高等专科学校艺术系副教授；研究方向：音乐教育。

TP311.5

A

2096-2371(2017)02-0051-06