戴 躍

(合肥幼兒師范高等專科學(xué)校 藝術(shù)系，合肥 230011)

基于J2EE的音樂教育系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)研究

戴 躍

(合肥幼兒師范高等?？茖W(xué)校 藝術(shù)系，合肥 230011)

為了提高音樂教育的質(zhì)量與管理效率，展開了基于J2EE的音樂教育系統(tǒng)的研究。音樂教育系統(tǒng)在技術(shù)上采用了J2EE技術(shù)、UML建模技術(shù)、SQL Server 2012數(shù)據(jù)庫、Web編程技術(shù)、MVC模式等，能夠有效地保障系統(tǒng)在后期應(yīng)用中的操作性能和安全性能。通過分析音樂教育系統(tǒng)的背景、現(xiàn)狀及需求，提出了基于J2EE的音樂教育系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。整體實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理功能、音樂教學(xué)管理功能、音樂課程管理功能等功能。

J2EE開發(fā)技術(shù)；音樂；資源；教育

0 引 言

音樂教育系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程是非常復(fù)雜的，需要以理論知識為基礎(chǔ)對音樂教育實(shí)踐活動進(jìn)行研究。但目前許多ITS系統(tǒng)由于沒有這些基礎(chǔ)知識，因此所實(shí)現(xiàn)的教育過程過于簡單。本文從音樂教育的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，按照音樂教育的基本要求及其特點(diǎn)研發(fā)了基于J2EE的音樂教育系統(tǒng)。本文采用J2EE開發(fā)技術(shù)、總體運(yùn)用UML建模、SQL Server 2012、JAVA語言、MVC模式和Web編程技術(shù)等，從實(shí)際需求出發(fā)，為音樂教育提供基礎(chǔ)保障?；贘2EE的音樂教育系統(tǒng)具體內(nèi)容主要體現(xiàn)在以下幾個方面：設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理功能、設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)音樂資源管理功能、設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)音樂課程管理功能、等等。

1 相關(guān)技術(shù)介紹

1.1 J2EE

J2EE包括以下三種組件類型：

一是應(yīng)用內(nèi)端程序，多用于內(nèi)訓(xùn)端電腦；

二是Servlet與JSP組件，常用于一些互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中；

三是EJB組件，在服務(wù)器端完成其功能。

J2EE隸屬于JAVA，其編寫程序的方法和JAVA類似，但是還有些實(shí)質(zhì)性的區(qū)別，J2EE組件能夠運(yùn)用到應(yīng)用程序當(dāng)中，同時還能和J2EE規(guī)范保持一致。[1]

由于J2EE擁有一套完整的規(guī)范體系，通常情況下，可以將J2EE當(dāng)成是JAVA2平臺對音樂教育的一種約束。除此之外，J2EE還有多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，例如：它可以通過容器這種方式滿足系統(tǒng)底層的各類需求，系統(tǒng)人員的開發(fā)速度得到大幅度提升。J2EE運(yùn)用了中間層集成框架進(jìn)行程序開發(fā)，減少了系統(tǒng)開發(fā)的費(fèi)用，不但能夠提高其性能，而且還能確保系統(tǒng)運(yùn)行安全。

1.2 JAVA語言

20世紀(jì)末，為了進(jìn)行跨平臺、分布式的軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，太陽計(jì)算機(jī)系統(tǒng)公司在美國研究并推出了JAVA語言[2]，該語言為一種面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)語言，對軟件開發(fā)人員而言，JAVA的學(xué)習(xí)與使用更為簡單，并且還能進(jìn)行異常處理以及廢棄自動收集，該編程語言具備移植，解釋等功能，因而在其推出后得到了大量的應(yīng)用[3]。

經(jīng)過不斷的發(fā)展，JAVA已經(jīng)在原本的編程語言的基礎(chǔ)上不斷的拓展，成為了計(jì)算機(jī)軟件行業(yè)的一種主流技術(shù)，JAVA技術(shù)以編程語言為核心，目前已經(jīng)拓展到虛擬機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)信息系統(tǒng)、芯片技術(shù)互聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù)等領(lǐng)域?；贘AVA的眾多優(yōu)勢，因此其應(yīng)用也十分廣泛，其主要應(yīng)用方向包括如今大量開發(fā)的游戲系統(tǒng)，移動互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)系統(tǒng)等。同時在許多高校也被大量的應(yīng)用，如教務(wù)管理、高校教學(xué)等管理系統(tǒng)等。同時由于其各種優(yōu)勢，也經(jīng)常被用在政府部門的相關(guān)的信息系統(tǒng)中。[4]

1.3 UML 建模技術(shù)

1.3.1 UML 簡介

UML(Unified Modeling Language)是用來表示程序可視化的最佳手段，常用在目前的程序設(shè)計(jì)中，簡單來說，使用該UML模式來設(shè)計(jì)程序使得程序的分層更為明顯，軟件設(shè)計(jì)后期的測試以及維護(hù)更為簡單，對于開發(fā)人員來說，將大幅的降低其開發(fā)與測試的時間。[5]

該模式下使用圖形化結(jié)構(gòu)用例圖(Use Case Diagram)、順序圖(Sequence Diagram)、活動圖(Activity Diagram)類圖(Class Diagram)、狀態(tài)圖(State Transition Diagram)等，這些圖可以實(shí)現(xiàn)諸多功能，包括對某主體自生產(chǎn)至消亡整個過程，將程序以視圖、控制以及模型等為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分離，將原本完整的程序以這三大塊為基礎(chǔ)進(jìn)行劃分，[6]從而方便對程序進(jìn)行操作。

UML視圖主要被用來顯示程序處理的結(jié)果，相關(guān)編程人員可以根據(jù)顯示來進(jìn)行程序的分析，在使用WEB進(jìn)行相關(guān)的操作時，首先需要將MODEL轉(zhuǎn)化為HTML運(yùn)行模式。[7]在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境下，其自帶的可視化圖形可以將程序進(jìn)行顯示，UML即帶有視圖相關(guān)內(nèi)容的編寫與生成程序，并且可以有效的與客戶使用端實(shí)現(xiàn)交互。

UML設(shè)計(jì)中的M主要是指數(shù)據(jù)模型對象，[8]在整個過程中用例圖控制層將相關(guān)需要處理的模型對象輸送至視圖層，相關(guān)的操作在視圖層進(jìn)行顯示，在這整個過程中，數(shù)據(jù)模型即是設(shè)計(jì)的一個計(jì)算規(guī)則、處理流程以及分析規(guī)則的綜合體，數(shù)據(jù)通過該流程來進(jìn)行處理與顯示?？刂茖觿t是鏈接視圖與模型層的橋梁，將兩者進(jìn)行相應(yīng)的匹配以便于處理與操作，也使得UML設(shè)計(jì)下程序各層之間的數(shù)據(jù)與邏輯的各個接口更為耦合。[9]該技術(shù)的使用使得音樂教育系統(tǒng)的系統(tǒng)測試變得簡單便捷。

1.3.2 UML 的優(yōu)勢及在本系統(tǒng)中的應(yīng)用

UML中最重要的功能——實(shí)現(xiàn)可視化技術(shù)，一直都是Web其中的一個基礎(chǔ)應(yīng)用程序框架，到處都可以看到它實(shí)踐的案例，它的基礎(chǔ)核心包含用例圖、順序圖、類圖等三個關(guān)鍵內(nèi)容[8]。第一個作用是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)相關(guān)的功能的應(yīng)用示范說明功能，第二個作用是實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯層示范說明功能，第三個作用是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問說明示意功能，[10]最后一個域模型層的主要作用是解決建模的問題。每一層在各自的領(lǐng)域各司其職，都有各自的任務(wù)，UML把系統(tǒng)的整個界面操作功能整體分開隔離，把相互間作用的程度以及耦合降下來，這對后面的維護(hù)和擴(kuò)展工作開展將有很大的幫助。對Web應(yīng)用程序整個研發(fā)過程的設(shè)計(jì)方案與技術(shù)開發(fā)工作的開展有很大的幫助。[11-12]

1.4 MVC模式

MVC表示的模型(model)、視圖(view)、控制器(control)三個概念的簡稱，通過這三個部分來實(shí)現(xiàn)WEB開發(fā)過程中的軟件設(shè)計(jì)部分，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的快速開發(fā)、升級和維護(hù)，并且為設(shè)計(jì)人員提供模塊化的選擇，極大的優(yōu)化了程序開發(fā)的效率。MVC模式功能實(shí)現(xiàn)示意圖如圖1所示。

圖1 MVC模式功能實(shí)現(xiàn)示意圖

1.5 SQL server2012 數(shù)據(jù)庫技術(shù)

SQL Server 2012是在SQL Server之前版本的基礎(chǔ)上研究與設(shè)計(jì)而成，在其之前的版本上有了很大的改進(jìn)，更加強(qiáng)化了其內(nèi)聚、實(shí)用、集成等性能。[13]因此該軟件在實(shí)際應(yīng)用中更加廣泛，能夠適應(yīng)當(dāng)前更新頻率越來越大的各類軟件的日常數(shù)據(jù)管理需求，其實(shí)際應(yīng)用市場很大，但目前主要被用在大中型企業(yè)的數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)中。[14]

該版本繼承了其之前版本的分層結(jié)構(gòu)，首先是協(xié)議層，本層主要用來進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)信息的操作與處理，如格式的更改，數(shù)據(jù)相關(guān)操作以及操作的結(jié)構(gòu)反應(yīng)等。開發(fā)人員可以直接操作本層，通過對本層來對數(shù)據(jù)進(jìn)行所需的一系列操作，同時開發(fā)人員可以使用本層來進(jìn)行數(shù)據(jù)信息格式的更改，將其格式更改為可以識別的所需模式，并且將其更改的結(jié)果輸送至下一層，[15]在該層再次將數(shù)據(jù)進(jìn)行所需的轉(zhuǎn)換，此次可以將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為使用端，能夠進(jìn)行識別與使用的數(shù)據(jù)信息格式，以方便使用端對所需的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行訪問，故稱其為訪問層[16]。

綜合該系統(tǒng)的特征與優(yōu)勢主要有以下四點(diǎn)：(1)廣闊的適用性，(2)較強(qiáng)的安全性，(3)高可用性，(4)可伸縮性。[17-23]

1.6 Web編程技術(shù)

音樂教育系統(tǒng)采用的WEB編程技術(shù)是當(dāng)前較為主流的開發(fā)技術(shù)體系，包括WEB端的開發(fā)、移動端的開發(fā)、網(wǎng)頁界面的開發(fā)和數(shù)據(jù)庫的開發(fā)，從多個角度來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的開發(fā)。對于本文研究的系統(tǒng)采用的開發(fā)技術(shù)是基于三層架構(gòu)來實(shí)施的，包括展示層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)持久層的設(shè)計(jì)，圍繞著音樂教育系統(tǒng)這個對象實(shí)例來展開開發(fā)。

2 音樂教育系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

2.1 開發(fā)工具與運(yùn)行環(huán)境

本系統(tǒng)采用UML建模技術(shù)，在開發(fā)工具上采用J2EE來進(jìn)行系統(tǒng)程序的編寫與開發(fā)，在數(shù)據(jù)庫的開發(fā)上采用了SQL Server2012作為數(shù)據(jù)庫的開發(fā)工具。這些工具與技術(shù)的使用將使得系統(tǒng)的開發(fā)更為簡單便捷，同時也更有保障。在服務(wù)器端，需要配備Win 7系統(tǒng)，SQL Sever2012數(shù)據(jù)庫，4G以上的內(nèi)存，以及Intel I7 二代以上的處理器。

2.2 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

2.2.1 系統(tǒng)管理功能

系統(tǒng)管理功能包括用戶管理和登陸注冊管理。

系統(tǒng)中存在管理員用戶、教師用戶和學(xué)生用戶3種。管理員管理和維護(hù)學(xué)生、教師的基本資料；教師用戶采用該系統(tǒng)上傳視頻、音頻課件、習(xí)題和試卷資料等各種課程資料，并且要實(shí)現(xiàn)與學(xué)生互動，及時解答學(xué)生的問題；學(xué)生用戶采用該系統(tǒng)查看并下載各種課程資料，完成作業(yè)和試題，在線互相討論，提出問題。為了保證該系統(tǒng)的安全性，所有用戶在登錄時，均只顯示與其對應(yīng)的相關(guān)功能模塊。

登錄功能部分代碼為：

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系統(tǒng)管理員表where用戶名稱=’’’’

+txtName.Text+"'

and密碼="+txtPwd.Text+””，con)；

DataSet ds=new DataSet()；

dap.Fill(ds)；

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

{

Response. Write("")；

}

else

系統(tǒng)管理員可以對學(xué)生和教師信息進(jìn)行編輯、添加和修改等操作，具體如圖2所示，圖2中，管理員錄入了4個學(xué)生的姓名、學(xué)號、專業(yè)、班級和性別等基本信息。

圖2 信息錄入及發(fā)布實(shí)現(xiàn)界面

信息發(fā)布部分代碼如下：

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 音樂教學(xué)管理功能

系統(tǒng)管理員在新學(xué)期開始前需要安排所有的課程，上課的班級、老師和時間。音樂老師在音樂教學(xué)管理功能中可以查詢到自己在本學(xué)期所要承擔(dān)的教學(xué)任務(wù)；如果出現(xiàn)問題可及時向管理員反映，若沒有問題，則可以確認(rèn)上課的安排并采用IF.式發(fā)布在網(wǎng)上，此時學(xué)生就可以登錄系統(tǒng)查詢本人的上課信息。

教學(xué)資源管理部分代碼如下：

{formrunat="server"}

{divclass="MainDiv"}

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

{tr}

{thclass="tablestyle_title"}

教學(xué)資源管理

{/th}

{/tr}

{tr}

{tdclass="CPanel"}

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

{tr}

{tdwidth="100%"}

{fieldsetstyle="height：100%；"}

2.2.3 音樂課程管理功能

音樂課程管理功能主要在于編輯音樂欣賞課程,指導(dǎo)整個教學(xué)的實(shí)踐環(huán)節(jié)。即把網(wǎng)絡(luò)教學(xué)當(dāng)做項(xiàng)目管理來實(shí)現(xiàn),由教師和學(xué)生共同制定課程模塊,并把一個課程劃分幾個階段來實(shí)現(xiàn)。

音樂課程管理部分的代碼為：

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("宋體", 1, 36))； // NOI18N

j Label1.set Text("課程管理")；

j Label2.set Text("課程名稱：")；

j Label3.set Text("學(xué)時：")；

j Label4.set Text("學(xué)分：")；

j Label5.set Text("刪除的課程：")； //布局的管理

2.2.4 在線交流功能

在線交流模塊中，一般存在2種交流方式,具體如下。

(1)類似于QQ的一對一私聊方式,用戶可以在自己的界面上查到所有在線的用戶，然后選擇其中的1個或多個用戶來單獨(dú)探討問題。當(dāng)有消息來時，如果用戶不在在線交流的界面，將彈出提示框；如果在該界面，相應(yīng)列表中的人名將閃動以提示用戶。用戶也可以對沒有在線的用戶留言，系統(tǒng)會保存這些消息，當(dāng)用戶登錄時將彈出對話框提示用戶有留言信息。

(2)類似于論壇模式，用戶可提交主題并選擇分類標(biāo)簽，所有在線用戶都可以在討論界面中看到所提交的主題，并可以提交自己的見解與看法，提問用戶可以參考這些見解與看法，最終選擇一個最滿意的答案來完成該主題的討論。同時學(xué)生也可以在該功能中共同討論、發(fā)表自己的觀點(diǎn)，從而可以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，在交流中可以創(chuàng)造出很多新的觀點(diǎn)。

在線交流部分代碼如下：

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