摘 要：在教育信息化的影響下，為方便學(xué)校教師和學(xué)生開展各種教學(xué)及科研活動有個良好的支撐平臺，在分析了Intraweb開發(fā)Web應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn)機(jī)制的基礎(chǔ)上，按照Intraweb技術(shù)的三層結(jié)構(gòu)體系，綜合運(yùn)用了CSCW技術(shù)原理、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、Ajax技術(shù)，設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用于校園網(wǎng)絡(luò)的教研系統(tǒng)。整個系統(tǒng)的功能構(gòu)成圍繞著學(xué)校的教學(xué)和科研業(yè)務(wù)進(jìn)行邏輯分析，依托于網(wǎng)絡(luò)信息傳輸方便用戶的交流，充分突出信息技術(shù)在教學(xué)與科研等活動中的優(yōu)越性，使Web應(yīng)用開發(fā)的先進(jìn)技術(shù)以更新傳統(tǒng)的系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：Intraweb；CSCW；Web應(yīng)用程序；校園教研系統(tǒng)設(shè)計

中圖分類號：TP311.21文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1004-373X(2008)24-071-04

Design and Implementation of Teaching and Research System Based on

CSCW and Intraweb on the Campus

OU Xunyong

(Qiongzhou University，Wuzhishan，572200，China)

Abstract：Under the influence of education informatization，in order to provide teachers and students with a platform for teaching and researching，on the basis of analysing Intraweb to develop Web applications，three-tiers architecture of Intraweb technology is used to design and implement Web-application system with CSCW，the database technology and Ajax technology，which is applied to the campus network.The whole system′s functions include teaching and researching.It makes facilitate users exchange information，and fully stress the superiority of the information technology in such activities as teaching and scientific research，etc.The advanced technology of network development to upgrade and update the old Web-application and platform is introduced.

Keywords：Intraweb;CSCW;Web-application program;campus′teaching and researching system design

1 引 言

信息環(huán)境下學(xué)校教育的手段豐富多彩，形式多樣。教學(xué)資源和學(xué)習(xí)資源不斷涌現(xiàn)，極大地提高了教師的教和學(xué)生的學(xué)的效果。學(xué)校內(nèi)的很多行為方式都能實(shí)現(xiàn)電子化，如教學(xué)教案電子化、學(xué)習(xí)資源電子化、圖書資料電子化、行政辦公電子化等。也正是因?yàn)橛嬎銠C(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使得教育領(lǐng)域發(fā)生了很大的變化。

CSCW技術(shù)從興起至今不過短短數(shù)十年，但其思想及技術(shù)成果影響深遠(yuǎn)。CSCW為計算機(jī)協(xié)同工作環(huán)境的英文縮寫，它的行為表現(xiàn)機(jī)制著實(shí)讓很多工作在異地分時協(xié)調(diào)完成地極有特色，工作效率也異常突出。CSCW在教育中開花結(jié)果，異彩紛呈。

在現(xiàn)今校園中可共享的資源比以前多地難以數(shù)計，因?yàn)楝F(xiàn)在的教師大都具備開發(fā)教學(xué)資源和學(xué)習(xí)資源的能力和具備利用多媒體技術(shù)服務(wù)教學(xué)的技能。然而在校園中很多東西都是以簡單的共享方式存在，比如利用FTP服務(wù)來構(gòu)筑共享存儲或利用簡單的網(wǎng)頁發(fā)布共享資源。很少有統(tǒng)一管理調(diào)配的系統(tǒng)平臺來進(jìn)行處理。為此探討利用Intraweb技術(shù)結(jié)合CSCW的思想開發(fā)一個應(yīng)用于校園網(wǎng)絡(luò)中，集教師的科研、教學(xué)以及學(xué)生的學(xué)習(xí)為一體的平臺系統(tǒng)，統(tǒng)一管理和儲存各種電子化的數(shù)據(jù)和調(diào)配使用各種教學(xué)和學(xué)習(xí)資源。以期讓校園中有更多的行為活動在這樣的一個系統(tǒng)平臺中演繹出更多的結(jié)果來。

2 Intraweb網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)的架構(gòu)機(jī)制

Intraweb是Atozed Software公司設(shè)計開發(fā)的一個應(yīng)用于Delphi環(huán)境的第三方組件，它是一個創(chuàng)建基于Web應(yīng)用程序的具有革命性意義的新方法，縮減了開發(fā)Web應(yīng)用的學(xué)習(xí)曲線。這與建立Web網(wǎng)站有很大的差異，它通過一個強(qiáng)大的HTML生成引擎，使開發(fā)者能夠像開發(fā)圖形窗口下的桌面應(yīng)用程序那樣方便、快捷，是真正的Web應(yīng)用開發(fā)的RAD工具。其主要特點(diǎn)是：

（1） 完全支持所見即所得的開發(fā)特點(diǎn)，與標(biāo)準(zhǔn)的Windows程序開發(fā)過程幾乎一模一樣。只要在窗體上放置所需的可視化組件，運(yùn)行程序，通過瀏覽器就可獲得和設(shè)計時一樣的網(wǎng)頁效果；

（2） 用Intraweb開發(fā)Web程序可以不需要HTML，XML和Javascript等網(wǎng)站編程知識，沒有復(fù)雜的學(xué)習(xí)曲線，當(dāng)要是很好結(jié)合那些標(biāo)記語言和腳本語言，會使Intraweb變得更加超級；

（3） 在Intraweb中集成了一個HTTP Server，可以方便地進(jìn)行Web程序跟蹤調(diào)試；

（4） 提供非常簡單、直觀的會話管理（Session）支持，開發(fā)者不需要像ASP那樣要設(shè)計處理會話的數(shù)據(jù)管理；

（5） Intraweb 9.0后的版本完全支持Ajax技術(shù)，在Intraweb 9.0中用Ajax技術(shù)變得極為輕便和容易。

利用Intraweb開發(fā)Web應(yīng)用完全支持三層架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)程序，其三層架構(gòu)層次如圖1所示。

客戶端利用瀏覽器通過特定端口向Web服務(wù)器發(fā)出HTTP請求，緊接著Intraweb應(yīng)用的服務(wù)器程序通過MyApp.exe直接訪問數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，同時Intraweb也提供了全面管理Web應(yīng)用程序中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)，如Cookies，Session及使用者的身份驗(yàn)證管理，協(xié)助開發(fā)人員快速開發(fā)與部署服務(wù)器端Web應(yīng)用程序。Intraweb 9.0對各項(xiàng)細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)的管理效率更高，減少了對內(nèi)存的使用，并對退出的用戶及時恢復(fù)內(nèi)存開銷。

Intraweb其實(shí)就是一個Web應(yīng)用編程接口，就如同.NET架構(gòu)，VCL，CLX和JDK通過“類框架”為開發(fā)者提供了更高層次的抽象，將開發(fā)者和低層的操作系統(tǒng)API隔開，Intraweb類框架也是更高一層抽象的接口，而HTTP，HTML和JavaScript就扮演著低層API的角色。Intraweb的目標(biāo)是避免開發(fā)者訪問HTTP，HTML和JavaScript，但是在需要時這種訪問是被允許的，因?yàn)镴avaScript可以加強(qiáng)Intraweb的靈活性、擴(kuò)展Intraweb在客戶端的開發(fā)。Intraweb 9.0以后的版本引進(jìn)了Ajax技術(shù)，使得在B/S網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中很方便地使用異步通信方式，由Intraweb組件開發(fā)出來的Web應(yīng)用，比在ASP或其他Web開發(fā)工具中使用Ajax更有優(yōu)越性。

3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能分析

該系統(tǒng)作為一個資料管理平臺，統(tǒng)一調(diào)配使用由教師、學(xué)生和其他工作人員提供共享的資源。系統(tǒng)的構(gòu)成不單純是一個信息管理系統(tǒng)。它能使所有使用者在該系統(tǒng)中為完成某一任務(wù)而協(xié)同工作，系統(tǒng)兼?zhèn)淞薈SCW的環(huán)境特點(diǎn)。系統(tǒng)設(shè)計采用CSCW的構(gòu)成原理圍繞著學(xué)校教育活動中教師的教學(xué)教研任務(wù)、學(xué)生的學(xué)習(xí)過程等進(jìn)行構(gòu)筑，以期在資源共享的過程中協(xié)同完成一個相同任務(wù)實(shí)現(xiàn)共同的目標(biāo)。

3.1 系統(tǒng)中CSCW的體系結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)的CSCW體系采用集中式結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)的用戶界面、通信接口、協(xié)調(diào)管理、數(shù)據(jù)共享、協(xié)同作業(yè)等按B/S模式的Web應(yīng)用組織起來，將眾多的模塊子系統(tǒng)集中設(shè)置在服務(wù)器上。用戶只要通過瀏覽器訪問服務(wù)端，就進(jìn)入了CSCW的其他子系統(tǒng)，根據(jù)自己的任務(wù)要求或目的很好地完成自己的作業(yè)。采用Web應(yīng)用的B/S模式構(gòu)筑這樣一個CSCW環(huán)境系統(tǒng)，可以精簡了客戶端的軟件安裝繁瑣之事，用戶隨時隨地只要通過瀏覽器就能進(jìn)入系統(tǒng)，極其方便。不需要考慮客戶端的配置事宜。

3.2 系統(tǒng)的構(gòu)成和相應(yīng)功能

（1）登錄子系統(tǒng)。

主要處理使用者的注冊信息與登錄進(jìn)入系統(tǒng)的身份驗(yàn)證。用戶的注冊采用實(shí)名制注冊方式，凡是申請注冊進(jìn)入本系統(tǒng)的用戶，都必須將其真實(shí)姓名交由系統(tǒng)管理員錄入實(shí)名信息數(shù)據(jù)庫。采用實(shí)名制注冊是為了更好地潔凈網(wǎng)絡(luò)空間，避免惡意者的無理取鬧發(fā)布不健康的信息。同時也是將網(wǎng)絡(luò)變成一個真實(shí)的空間。登錄過程分為教師登錄、學(xué)生登錄和管理員登錄3部分。不同身份的人員都各自有著不同的任務(wù)，進(jìn)入系統(tǒng)后對使用系統(tǒng)的功能也就不盡相同。

（2） 教師模塊子系統(tǒng)。

這個模塊中可以實(shí)現(xiàn)教師的4種作業(yè)：學(xué)科資源建設(shè)、課程授課備課、課題組科研工作任務(wù)分配、教研室教研活動。教師與教師之間存在業(yè)務(wù)上的交往，同一個教研室的教師可以進(jìn)行教學(xué)研討，也可以組成科研課題組完成科學(xué)研究任務(wù)。教師與學(xué)生之間可以利用CSCW的同步和異步通信方式進(jìn)行實(shí)時或非實(shí)時的交流學(xué)習(xí)、請教疑難問題。

（3） 學(xué)生模塊子系統(tǒng)。

這個模塊中實(shí)現(xiàn)學(xué)生的3種作業(yè)：學(xué)科作業(yè)與疑難求救、班級活動、協(xié)同學(xué)習(xí)。學(xué)生可以共享教師提供的學(xué)習(xí)資源，也可以分享其他學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。利用CSCW的通信機(jī)制，隨時隨地實(shí)時或非實(shí)時地和教師或其他學(xué)生交流學(xué)習(xí)，解答疑難問題。

（4） 管理員模塊子系統(tǒng)。

負(fù)責(zé)對整個系統(tǒng)的信息管理。在本系統(tǒng)中，所有用戶發(fā)布的共享資源或信息，其他用戶除了能夠分享外不具有刪除信息的權(quán)限。資源或信息的刪除除了發(fā)布者外，再有的就是管理員。在此中管理員維護(hù)整個系統(tǒng)的信息是其最大的任務(wù)。它直接對后臺的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)擁有最大的權(quán)限。

整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成及各部分功能分布如圖2所示。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程

本系統(tǒng)采用Web應(yīng)用的B/S模式，分三層結(jié)構(gòu)體系開發(fā)。后臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)由MySQL 5.0數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理所有信息?；贗ntraweb技術(shù)開發(fā)的Web應(yīng)用，有兩種模式：App Mode和Page Mode。對于AppMode來不需要配置服務(wù)器，它生成的是一個可獨(dú)立運(yùn)行的可執(zhí)行程序。只要運(yùn)行它，用戶就可以利用瀏覽器進(jìn)行訪問，是一種便攜式的Web服務(wù)軟件。對于PageMode，利用Windows的IIS就可以實(shí)現(xiàn)。

4.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

系統(tǒng)的后臺數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)由MySQL 5.0承擔(dān)，根據(jù)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)表示，建立8個信息庫，分別用于存儲用戶管理信息、課程資源管理信息、科研項(xiàng)目管理信息、教師教案管理信息、學(xué)生作業(yè)及疑難管理信息、教研室活動管理信息、班級活動管理信息、系統(tǒng)信息。其中除了用戶管理信息庫外，大部分信息庫里包含的表是采用動態(tài)表，比如課程資源庫，每建立一個學(xué)科就分配一個數(shù)據(jù)表用于存儲教師對該學(xué)科建立或搜集到的學(xué)習(xí)材料。

4.2 創(chuàng)建Intraweb應(yīng)用系統(tǒng)的框架

在Delphi 2007中利用Intraweb Application Wizard建立一個Web應(yīng)用程序工程項(xiàng)目，選擇為StandAlone Application模式，在工程項(xiàng)目資源管理器里就生成了一個基于Intraweb技術(shù)的Web應(yīng)用系統(tǒng)的框架。它包含3種模塊文件：服務(wù)端控制文件（ServerController）、用戶數(shù)據(jù)管理文件（UserSession）和窗口頁面文件。其中窗口頁面文件可以根據(jù)開發(fā)的Web系統(tǒng)需要任意添加。一個窗口頁面文件就是一張網(wǎng)頁。服務(wù)端控制文件影響著應(yīng)用程序的在全局范圍中的動作及行為的屬性，它也包含了能在應(yīng)用程序定義的事件。并且在這里還可以方便地進(jìn)行Session的管理。

使用Intraweb來開發(fā)Web應(yīng)用，不需要對Session進(jìn)行管理，Intraweb自動管理用戶的Session數(shù)據(jù)，并且每一個登錄用戶的Session都是獨(dú)立。Intraweb對用戶的Session封裝加密得很安全，幾乎是不可預(yù)見的。這樣一來使用Intraweb開發(fā)Web應(yīng)用要比使用ASP等工具開發(fā)要先進(jìn)地多。開發(fā)者只需重點(diǎn)考慮瀏覽器端的界面設(shè)計、系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯功能和對數(shù)據(jù)庫的安全訪問就可以。

4.3 Intraweb和數(shù)據(jù)庫的連接

Intraweb要訪問MySQL 5.0數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，使用了VCL組件SciBit MySQL，這是Delphi中專門訪問MySQL數(shù)據(jù)庫的VCL組件SciBit MySQL。這個VCL組件是開源免費(fèi)的，在網(wǎng)絡(luò)中可以隨便獲取。在UserSession文件中設(shè)置好數(shù)據(jù)庫訪問組件的相關(guān)信息，然后在窗口頁面文件中引用UserSession單元就可以訪問數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。對于在窗口頁面文件中通過編程來動態(tài)改變訪問的數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)表，其一般程序?yàn)椋?/p>

TIWUsersession(webapplication.Data).MySQLServer1.DatabaseName:='數(shù)據(jù)庫';

TIWUsersession(webapplication.Data).MySQLTable1.TableName:='數(shù)據(jù)表';

TIWUsersession(webapplication.data).MySQLServer1.Open;

TIWUsersession(webapplication.data).MySQLTable1.Open;

訪問完數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，還要調(diào)用關(guān)閉方法Close關(guān)閉數(shù)據(jù)庫的使用。

TIWUsersession(webapplication.data).MySQLServer1.Close;

TIWUsersession(webapplication.data).MySQLTable1.Close;

4.4 窗口頁面的設(shè)計及美化

Intraweb的第三方組件工具包TMS為Intraweb提供了豐富的界面設(shè)計元素。使用這些組件可以很方便地構(gòu)建Intraweb程序的交互界面。這在傳統(tǒng)的Web應(yīng)用開發(fā)中是無法比擬。根據(jù)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)操作要求利用這些元素極方便地實(shí)現(xiàn)瀏覽器端的頁面。另外，Intraweb還提供了一個組件IWTemplateProsessorHTML用于美化窗口頁面。它可以將其他工具如Dreamweaver等設(shè)計的美觀頁面，替換掉原來的頁面，得到美觀的效果。

4.5 窗口頁面間的數(shù)據(jù)傳輸

在系統(tǒng)中存在2類數(shù)據(jù)：一是用戶內(nèi)部的數(shù)據(jù)；一是用戶間的數(shù)據(jù)。為了使用戶內(nèi)部的數(shù)據(jù)安全，并在不同的頁面間使用，將有關(guān)的變量定義在UserSession單元中，Intraweb對每個登錄用戶分配一個獨(dú)立的空間存放這些數(shù)據(jù)，它們相當(dāng)于是用戶的全局變量數(shù)據(jù)。而用戶之間的實(shí)時數(shù)據(jù)就通過MySQL來完成交換傳輸。在傳統(tǒng)的Web中實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸要經(jīng)常刷新頁面，那么瀏覽器就要經(jīng)常執(zhí)行刷新動作，這樣會增加網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)，很不利于使用。然而Intraweb 9.0以后的版本添加了Ajax技術(shù)，對實(shí)現(xiàn)異步數(shù)據(jù)傳輸變得容易。系統(tǒng)中的在線學(xué)習(xí)交流、網(wǎng)絡(luò)會議、網(wǎng)絡(luò)聊天等功能就可以利用Ajax技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

4.6 為系統(tǒng)服務(wù)端自動設(shè)置本地IP地址

利用Intraweb的AppMode模式開發(fā)的Web應(yīng)用，編譯生成的是一個便攜式程序，可以隨意拷貝在一臺普通電腦上運(yùn)行。瀏覽器通過IP和Port訪問這臺電腦就可以進(jìn)入Web系統(tǒng)。但這里碰到一問題，那就是每當(dāng)將程序轉(zhuǎn)移到別的電腦上時都要重新設(shè)置IP地址，比較麻煩。為了使系統(tǒng)真正成為移動式Web系統(tǒng)，可以為Web應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)置自動獲取本地IP地址的功能。具體實(shí)現(xiàn)代碼如下：

function GetLocalIP: string;//得到本機(jī)IP地址

…//變量聲明

begin

WSAStartup(MYM101，GInitData);

Result := '';

GetHostName(Buffer，SizeOf(Buffer));

phe := GetHostByName(Buffer);

if phe = nil then Exit;

pptr := PaPInAddr(phe^.h_addr_list);

I := 0;

while pptr^［I］ <> nil do begin

Result := StrPas(inet_ntoa(pptr^［I］^));

Inc(I);

end;

WSACleanup;

end;

5 結(jié) 語

該系統(tǒng)用Delphi 2007開發(fā)工具，Intraweb 9.0.17版本，后臺數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為MySQL 5.0。系統(tǒng)的界面操作簡單、方便、交互性強(qiáng)。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸分為實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸和非實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸，方便使用者通過多種方式和其他用戶交流。能夠?qū)⑿@網(wǎng)絡(luò)的各種電子化資源統(tǒng)一存儲管理、調(diào)配、使用。用戶可以隨意提供自己的共享資源并享有維護(hù)權(quán)。

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作者簡介 歐訓(xùn)勇 男，1976年出生，海南陵水人，碩士，講師。研究方向?yàn)樾畔⒐芾砼c信息系統(tǒng)、計算機(jī)三維圖形的編程。