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基于Django的《计算机网络》教学平台设计与实现毕业论文

 2020-02-16 10:02  

摘 要

互联网发展至今,网络传输技术更新换代,网络学习越来越受到学习者和研究者的重视。网上教学资源非常丰富、还可以与网上的老师、共同上课者实时互动,这特别有利于学生进行自主探索,更好地实现以学为主的教学模式。该学习模式给传统的课堂面对面教学模式带来了很大的挑战。

论文主要研究了在线教学网站的构成和搭建,网站基于Python平台,通过Python下的Django技术编写了一个《计算机网络》在线教学网站,研究运用MySQL数据库技术,实现用户信息与网站资源的存储,并通过Admin后台整合,实现老师信息、学生信息、课程信息、视频上传和视频管理功能。而且对于每一个功能模块均进行了功能测试。

关键词:教学;网站;Pycharm;Python;Django

Abstract

With the development of the Internet, the technology of network transmission has been updated and replaced, and network learning has been paid more and more attention by learners and researchers. Online teaching resources are very rich, and can interact with online teachers and co-lecturers in real time. This is especially conducive to students'independent exploration and better realization of learning-based teaching mode. This learning mode has brought great challenges to the traditional classroom face-to-face teaching mode.

This paper mainly studies the composition and construction of online teaching website. The website is based on Python platform and compiles an online teaching website of "Computer Network" through Django technology under Python. It studies the use of MySQL database technology to realize the storage of user information and website resources, and realizes the integration of teacher information, student information, course information, video upload and through Admin background. Frequency management function. And functional tests are carried out for each functional module.

Keywords: Teaching; web sites; Pycharm;Python;Django

目 录

摘 要 3

第1章 绪论 7

1.1研究背景 7

1.2研究目的和意义 7

1.3国内外的研究现状分析 8

1.4研究的基本内容 8

第2章 需求分析 9

2.1 需求背景分析 9

2.2 需求功能分析 9

2.3 需求用例分析 9

2.3.1 学生用例分析 10

2.3.2 教师用例分析 10

2.4非功能需求分析 11

2.4.1性能需求 11

2.4.2安全需求 11

2.4.3技术需求 11

2.4.4经济需求 11

第3章 总体设计 12

3.1 设计开发环境 12

3.2 模块总体设计 12

3.2.1 用例图设计 13

3.2.2 功能设计 14

3.2.3 数据流图设计 14

3.2.4 系统时序图 16

3.3 数据库设计 17

3.3.1 Mysql数据库简介 18

3.3.2 数据表与E-R模型 18

第4章 系统设计 23

4.1技术方案介绍 23

4.2功能模块实现 25

4.2.1综合介绍 25

4.2.2 登录注册实现 25

4.2.3 修改密码实现 29

4.2.4 学生信息实现 30

4.2.5 教师信息实现 31

4.2.6 视频播放实现 32

4.2.7 上传作业实现 34

4.2.8 作业批改实现 35

第5章 系统测试 36

5.1 测试必要性 36

5.2 测试结果 36

第6章 结论与展望 38

参考文献 39

致 谢 40

第1章 绪论

1.1研究背景

在科技发达的今天,计算机行业日新月异,这是一个要求技术精湛和头脑风暴的行业。提到计算机就不禁要和网络联系在一起。计算机网络在信息社会中发挥非常重要的作用,如何强调计算机网络的重要性也不为过。教育部在非计算机专业的计算机课程中,也把《计算机网络》作为计算机的核心课程来定位。

互联网发展至今,网络传输技术更新换代,网络学习越来越受到学习者和研究者的重视。网上教学资源非常丰富、还可以与网上的老师、共同上课者实时互动,这特别有利于学生进行自主探索,更好地实现以学为主的教学模式。该学习模式给传统的课堂面对面教学模式带来了很大的挑战。

1.2研究目的和意义

在网络学习中,学生可以自助使用学习资料,并且通过其他人(包括教师和学习伙伴)的帮助获得知识。学生在网络背景下的学习恰如其分地体现了建构主义的看法。在网上环境下学生的这种自主权和探究学习,使他们的学习具有了传统学习无可比拟的优势。

本系统旨在利用Python Django的Web开发、设计、架设、部署的方法和技术,并配合MS SQL Server数据库和Visual Studio 2019编程环境,构建一个在线的《计算机网络》教学平台网站,以视频点播、资源共享的模式实现对课程的在线远程教学,并提供用户注册登录、课程留言讨论等功能。

1.3国内外的研究现状分析

Python程序设计语言近年来才开始流行起来,它以其简单易懂,适合于快速开发,能够跨平台操作吸引了人们的兴趣。事实上,Python的目前地位是无法和Java,C等相比的,但就发展前景而言,它却是独一无二的。它是一种完全可信赖的程序设计语言,在国外十分地流行0,就目前而言,国内也逐渐开始认识它。其具有的安全性和可靠性不仅能令程序员放心,也令使用程序的用户放心。

Python开发web在国内可能没那么盛行,但在国外却发展迅猛。在国内,像知乎、果壳网、豆瓣这些知名网站都是用Python开发的;而国外有Quora(社交问答网站)、Google、Pinterest(图片社交分享网站)。Python的开发成熟度,强大的库以及广泛的实际应用使其成为Web开发的必需[2]

Django是一个基于Python的Web应用框架, Django是主要为Web开发服务的,所以Django的未来与Web开发未来发展趋势紧密相关。Django这种基于MVC开发模式的传统框架,非常适合开发基于PC的传统网站,因为它同时包括了后端的开发(逻辑层,数据库层) 和前端的开发(如模板语言,样式)[3]

1.4研究的基本内容

研究的课题包含以下几点:

  1. 利用毕业实习期间学习到的Web相关知识和Django的新知识,编写一个界面美观,功能完善的在线的《计算机网络》教学网站,用户可以完成注册、登录、注销、修改密码、课程查询,管理员可以完成课程资源管理、信息交流、系统管理等。
  2. 一个好的系统,在前台的美观同时后台的优化也很重要,而Django能够自动地生成管理模块,所以后台只要加少些代码,就可以实现强大的功能。
  3. 使用MySQL数据库,将网站的用户信息和部分内容存储在数据库中。好的数据库设计能够让系统的数据之间言简意赅、清晰明了,在不同表之间的主外键也能够清楚地表达出关系,进而提高编程时的效率和数据存取的效率。[4]

第2章 需求分析

2.1 需求背景分析

提起Web开发,人们能够联想到最常用最常见的开发语言基本都是Java,PHP,JS等,而Python下的Django基本算是个新事物。Django是一个擅长快速原型设计和开发的框架,也是Python界最全能的web开发框架[5],可维护性和开发速度一级棒。本系统就是要利用这一新事物,完成并完善一个完整的《计算机网络》在线教学系统。

2.2 需求功能分析

通过对选题的分析,需要实现的基本功能如下:

         学生与老师的注册、登录

         密码的修改

         首页功能列表

         学生、老师的信息展示

         课程的进度安排

         视频播放

         作业批改

         易维护操作的后台管理。

2.3 需求用例分析

必须登录才可访问系统,登录之后有学生和教师(管理员)的区分,学生可进行密码修改、信息查看、课程资源访问、作业提交,教师可以进行密码修改、教学资源上传,作业批改、课程安排的功能。

2.3.1 学生用例分析

图2.3.1 学生用例分析

2.3.2 教师用例分析

图2.3.2 教师用例分析

2.4非功能需求分析

2.4.1性能需求

除了功能需求,每一个系统还要有它的性能需求,性能需求即系统的运行时,能够长期安全稳定且高效,对于本系统,在性能要求方面,主要是保证对网站信息处理的准确性,和及时更新。同时也要兼顾系统的可扩展、易用性和易维护性。

2.4.2安全需求

在保证性能的基础上,还要考虑到安全需求,由于学生的信息属于保密信息,网站要防止被恶意攻击,从而泄露学生信息或课程资源,或数据直接被破坏无法访问。所以在数据库里,可以通过备份的方式防止丢失。另外,系统设置了必须正确输入用户名和密码之后才可进入网站首页,这也是最基本的安全需求[6]

2.4.3技术需求

在进行系统的开发编程时,需要下载Python3.6.8,Django还有一些要用到的插件,电脑系统必须为windows 7以上,安装有MicroSoft Edge浏览器,部署Mysql数据库和Navicat for MySQL数据库管理和开发工具。

2.4.4经济需求

Python语言是开源的,网上也有非常多共享的插件,如视频播放插件,PYCHARM,MYSQL都是免费的应用软件,所以经济需求只需配备一台计算机即可运行该系统。

第3章 总体设计

3.1 设计开发环境

本系统设计开发环境选用Pycharm,Pycharm是一种Python的IDE,带有一整套工具如语法高亮、Project管理、版本控制、代码跳转,帮助用户提高效率,并提供了很多高级功能,用来支持Django框架下的专业Web开发。

Pycharm的主要功能有:编码协助、项目代码导航、代码分析、Python重构、支持Django、支持Google App引擎、集成版本控制、图形页面调试器、集成的单元测试、可自定义amp;可扩展[7]

3.2 模块总体设计

图3.2.1 系统功能模块图

系统主要功能可划为五个模块,其中视频管理模块功能包括上传、转码、删除、修改,视频播放模块功能包括播放、转播;用户管理模块包括注册、登录、删除和查看;用户操作模块的主要操作是点赞和评论,前端模块有中英文切换、视频略缩图的功能。

3.2.1 用例图设计

图3.2.2 学生用例图

图3.2.3 老师用例图

3.2.2 功能设计

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