畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告java

洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告系（部）：計(jì)算機(jī)與信息工程系2011年3月6日（學(xué)生填表）課題名稱基于J2ME的移動(dòng)選課系統(tǒng)的研究學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)課題類型軟件工程指導(dǎo)教師職稱課題來源1.綜述本課題研究動(dòng)態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義隨著移動(dòng)通信技術(shù)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，手機(jī)已成為人們生活和學(xué)習(xí)上不可或缺的工具。目前各高校紛紛開展移動(dòng)學(xué)習(xí)研究和移動(dòng)信息化平臺(tái)建設(shè)，移動(dòng)學(xué)習(xí)、移動(dòng)辦公將成為高校學(xué)習(xí)和管理中必不可少的方式。基于手機(jī)平臺(tái)的選課系統(tǒng)是高校教務(wù)管理信息化平臺(tái)建設(shè)中一個(gè)重要的組成部分，是現(xiàn)有選課系統(tǒng)的重要補(bǔ)充，可使廣大師生隨時(shí)隨地方便快捷地選課、退課和課程查詢，大大提高高校教學(xué)管理效率。目前基于Web的教學(xué)信息管理系統(tǒng)的發(fā)展也存在很多不足，對(duì)于有線接入用戶有很多的限制，如教師和學(xué)生要想瀏覽教學(xué)信息就必須坐在聯(lián)網(wǎng)的PC前進(jìn)行，出于對(duì)安全的考慮甚至一些不在校內(nèi)的學(xué)生想要瀏覽相關(guān)信息也是受限的。同時(shí)學(xué)生只能上網(wǎng)才能得到相關(guān)的信息，對(duì)于不經(jīng)常上網(wǎng)的學(xué)生可能會(huì)錯(cuò)失很多有用的通告，如考試安排、課程調(diào)整通告等，而延誤工作?；诂F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理系統(tǒng)的缺陷，個(gè)別高校開始嘗試無線移動(dòng)終端在高校教學(xué)工作中的應(yīng)用。北京大學(xué)現(xiàn)代教育中心網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中的短信息服務(wù)，向用戶提供借閱圖書到期歸還短信提醒、E-mail來信通知、訂閱欄目等。華中師范大學(xué)的教務(wù)短信服務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了師生注冊(cè)、通知公告、成績(jī)查詢、學(xué)分查詢、課表查詢、信息定制等功能。西南交通大學(xué)移動(dòng)教務(wù)系統(tǒng)為老師學(xué)生提供及時(shí)且不受地域限制的信息訪問平臺(tái)，用戶可免費(fèi)接收學(xué)校發(fā)送的重要通知、課程提醒、成績(jī)通知等，同時(shí)也可編輯短信指令到指定號(hào)碼，查詢個(gè)人任課信息、成績(jī)、選課、通知、校車車次等重要信息。隨著Java技術(shù)的不斷發(fā)展，SUN公司根據(jù)市場(chǎng)需求進(jìn)一步將無線應(yīng)用細(xì)分為針對(duì)企業(yè)應(yīng)用的J2EE(Java2EnterpiseEdition)、針對(duì)普通PC應(yīng)用的J2SE(Java2StandardEdtion)以及針對(duì)嵌入式設(shè)備及消費(fèi)類電器的J2ME(Java2MicroEdtion)等3個(gè)版本。J2ME即Java2MicroEdition(Java2的微型版)，是Sun公司Java2的重要組成部分。它是針對(duì)有限硬件、有限功率、有限網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備，進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)的技術(shù)，它適合在無線通信設(shè)備上開發(fā)交互性較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用[1]。綜上所述，手機(jī)在高校管理中的應(yīng)用已經(jīng)初見端倪，為我們的研究提供了很好的范例。本研究著眼于教務(wù)管理系統(tǒng)的子系統(tǒng)——基于手機(jī)平臺(tái)采用J2ME的移動(dòng)選課系統(tǒng)。一般學(xué)校在選課期間機(jī)房比較擁擠，在集中選課的時(shí)候，學(xué)生可能正在校外實(shí)習(xí)，不具備有線上網(wǎng)的條件，不能及時(shí)地進(jìn)行選課，基于手機(jī)平臺(tái)的選課系統(tǒng)可以幫助學(xué)生隨時(shí)隨地進(jìn)行選課。2.研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題研究的基本內(nèi)容從目前國(guó)內(nèi)各高校的選課情況來看，選課系統(tǒng)的用戶分為三類群體:教務(wù)管理員、教師和學(xué)生。通過查閱資料，結(jié)合我校選課流程及特點(diǎn)設(shè)計(jì)了手機(jī)選課系統(tǒng)的功能。該系統(tǒng)主要用戶面向廣大學(xué)生和任課教師。具體功能如下：=1\*GB2⑴為教務(wù)管理員提供添加用戶、刪除用戶等功能。=2\*GB2⑵為學(xué)生用戶提供選課/退課、選課查詢、查看課程表、查看已申請(qǐng)課程等功能。=3\*GB2⑶為任課教師提供查看擔(dān)任課程、查看選課學(xué)生、申請(qǐng)?zhí)砑?刪除課程等。=4\*GB2⑷在登錄時(shí)可以注冊(cè)用戶。=5\*GB2⑸此外在個(gè)用戶登錄后的界面中設(shè)立修改用戶信息等功能。擬解決的主要問題=1\*GB2⑴網(wǎng)絡(luò)連接采用技術(shù)的問題本系統(tǒng)采用通用聯(lián)網(wǎng)框架技術(shù)，其中解決J2ME客戶端與服務(wù)器端應(yīng)用表示層的聯(lián)網(wǎng)的問題是其中關(guān)鍵一環(huán)。在J2EE平臺(tái)中可以使用和java.io提供的類來訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和文件系統(tǒng)。由于移動(dòng)設(shè)備的處理器和內(nèi)存有限，因此，他們并不適合運(yùn)行在移動(dòng)終端上。為移動(dòng)信息設(shè)備制定一個(gè)靈活、易于擴(kuò)展的聯(lián)網(wǎng)框架，于是誕生了通用連接框架GCF。通用連接框架定義在CLDC1.0(JSR30)規(guī)范中，具體實(shí)現(xiàn)則留給了上層的簡(jiǎn)表，如MIDP。事實(shí)證明，GCF的設(shè)計(jì)非常成功，還有專門為J2SE平臺(tái)定制的版本，通用連接框架是基于借口設(shè)計(jì)的，便于擴(kuò)展[2]。通用連接框架設(shè)計(jì)靈活，使用異常簡(jiǎn)單。首先，類建立到服務(wù)器端應(yīng)用表示層的連接，然后為該連接分別建立兩個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，客戶端通過數(shù)據(jù)輸入流和數(shù)據(jù)輸出流來發(fā)送請(qǐng)求信息和接收響應(yīng)信息?？紤]到聯(lián)網(wǎng)可能會(huì)堵塞用戶界面，因此在該系統(tǒng)開發(fā)過程中，把聯(lián)網(wǎng)操作在單獨(dú)的線程中處理，而不在主線程中進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)[3]。=2\*GB2⑵針對(duì)消息格式的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)中，MIDlet發(fā)送給Servlet的HTTP請(qǐng)求信息只有三種：一是查詢課程請(qǐng)求，二是更改用戶信息請(qǐng)求，三是申請(qǐng)更新課程請(qǐng)求，鑒于安全需要三類請(qǐng)求都通過POST方法傳輸。當(dāng)課程查詢時(shí)，MIDlet發(fā)送的POST請(qǐng)求中包含3個(gè)字段：學(xué)號(hào)、密碼、Number(一個(gè)指示查詢方式的數(shù)字)。Number=0表示查詢最近學(xué)期的課程；Number=1~8表示查詢指定學(xué)期的課程N(yùn)umber=9表示查詢所有已修課程。因?yàn)榉?wù)器端的Servlet的目的是與手機(jī)中的MIDlet打交道，而不是與電腦中的Web瀏覽器打交道，因此返回給客戶端的查詢結(jié)果采用了更加有效的純文本格式而非HTML格式[4]。該格式首先指出課程數(shù)目，然后是用換行符分隔的課程信息串。每門課程信息由3部分組成：課程名、成績(jī)、學(xué)分。當(dāng)修改密碼時(shí)，MIDlet發(fā)送的POST請(qǐng)求中也包含3個(gè)字段：學(xué)號(hào)、密碼、新密碼。盡管兩類POST請(qǐng)求都包含3個(gè)字段，并且前兩個(gè)字段完全一樣，但是，Servlet不會(huì)混淆這兩類請(qǐng)求，因?yàn)槊艽a的長(zhǎng)度通常不少于6個(gè)字符(MIDlet也會(huì)檢測(cè)密碼長(zhǎng)度)，Servlet可以根據(jù)最后一個(gè)字段的長(zhǎng)度分辨出該P(yáng)OST請(qǐng)求是查詢課程請(qǐng)求還是更改密碼請(qǐng)求。更改密碼時(shí)，Servlet返回的POST響應(yīng)中，用1表示密碼更改成功、0表示失敗。申請(qǐng)更新課程(即選課)時(shí)，MIDlet發(fā)送的POST請(qǐng)求中需包括課程號(hào)，學(xué)號(hào)，密碼3個(gè)字段，與修改和查詢一樣Servlet不會(huì)混淆此三類POST請(qǐng)求，服務(wù)器端返回POST響應(yīng)，1表示成功，0表示失敗。=3\*GB2⑶訪問網(wǎng)絡(luò)時(shí)的死鎖問題為了解決因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)流量過大造成的瓶頸問題以及提高數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問效率，需通過數(shù)據(jù)庫(kù)連接池技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)連接，實(shí)現(xiàn)多個(gè)請(qǐng)求共享公用資源。死鎖產(chǎn)生的原因正是由于事件處理線程和訪問網(wǎng)絡(luò)線程共享了共同的數(shù)據(jù)——MIDlet對(duì)象。兩個(gè)線程都為獲得MIDlet資源而相互爭(zhēng)執(zhí)，互不相讓，也就出現(xiàn)了線程死鎖。為了解決操作的不完整性問題，在JAVA語言中引入了對(duì)象互斥鎖的概念，用來保證共享數(shù)據(jù)操作的完整性。每一個(gè)對(duì)象都應(yīng)用于一個(gè)可稱為互斥鎖的標(biāo)記，這個(gè)標(biāo)記用來保證在任一時(shí)刻只能有一個(gè)線程訪問該對(duì)象。關(guān)鍵字synchronized與對(duì)象的互斥關(guān)系，當(dāng)某個(gè)對(duì)象用synchronized修飾時(shí)，表示該對(duì)象在任一時(shí)刻只能有一個(gè)線程訪問[5]。JAVA技術(shù)使用wait()和notify()來解決線程之間的交互。如果線程對(duì)一個(gè)同步對(duì)象x發(fā)出一個(gè)wait()調(diào)用，該線程會(huì)暫停執(zhí)行，直到另一個(gè)線程對(duì)同一個(gè)同步對(duì)象x也發(fā)送一個(gè)wait()調(diào)用。然而為了讓線程對(duì)一個(gè)對(duì)象調(diào)用wait()和notify()，線程必須鎖定那個(gè)特定的對(duì)象，也就是說，只能在他們被調(diào)用的實(shí)例的同步塊內(nèi)使用wait()和notify()。而當(dāng)線程執(zhí)行包含對(duì)一個(gè)特定對(duì)象執(zhí)行wait()調(diào)用的同步代碼時(shí)，那個(gè)線程被放到了相關(guān)對(duì)象的等待池中，調(diào)用wait()方法的線程會(huì)自動(dòng)釋放對(duì)象的鎖標(biāo)志。調(diào)用wait()方法時(shí)必須進(jìn)行異常處理。另一方面，在對(duì)一個(gè)特定對(duì)象執(zhí)行notify()調(diào)用時(shí)，將對(duì)象的等待池中移走一個(gè)任意的線程，并放到鎖池中，那里的對(duì)象一直在等待，直到可以獲得對(duì)象的鎖標(biāo)記。只有鎖池中的線程能獲得對(duì)象的鎖標(biāo)記。鎖標(biāo)記允許線程從上次因調(diào)用wait()而中斷的地方開始繼續(xù)運(yùn)行[6]。在本系統(tǒng)中，為了避免死鎖現(xiàn)象，將訪問網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)成為一個(gè)獨(dú)立的線程，當(dāng)應(yīng)用程序想要訪問網(wǎng)絡(luò)時(shí)，可以將訪問網(wǎng)絡(luò)線程喚醒，調(diào)用notify()方法。網(wǎng)絡(luò)訪問結(jié)束后，調(diào)用wait()方法，使訪問網(wǎng)絡(luò)線程釋放鎖并處在等待狀態(tài)。=4\*GB2⑷設(shè)計(jì)過程中的中文問題解決方案在服務(wù)器端做UTF8-GBK編碼轉(zhuǎn)換。Java語言本身采用unicode，在高版本加強(qiáng)了對(duì)國(guó)際化的支持，在服務(wù)器端轉(zhuǎn)換編碼就顯得比較容些。在無線客戶端使用J2ME版本的URLEncode類將url要傳送的參數(shù)進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)換，之后在服務(wù)器端進(jìn)行解碼。當(dāng)然也可以把要上傳的參數(shù)以輸入流的方式上傳，隨后在服務(wù)器端把上傳的參數(shù)據(jù)讀取出來，得到上傳后的utf-8參數(shù)后再進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換成能被數(shù)據(jù)庫(kù)識(shí)別的GBK編碼[7]。無論是JSP還是servlet在訪問數(shù)據(jù)庫(kù)后得到的編碼都是數(shù)據(jù)庫(kù)的編碼值，可以通過在數(shù)據(jù)庫(kù)jdbc驅(qū)動(dòng)的url中設(shè)置將其返回的編碼進(jìn)行轉(zhuǎn)換。當(dāng)然也可以流的方式寫出到網(wǎng)頁(yè)。還可以通設(shè)置網(wǎng)頁(yè)返回屬性進(jìn)行[8]。在無線客戶端以字節(jié)流的方式讀取字節(jié)數(shù)據(jù)之后進(jìn)行編碼重組，如果客戶端僅支持utf-16，還可以進(jìn)行utf-8到Unicode的編碼轉(zhuǎn)換。3.研究步驟、方法及措施本選課系統(tǒng)是在JDK1.6的編譯環(huán)境下，運(yùn)用Eclipse3.4.2綁定EclipseME1.79作為開發(fā)主環(huán)境編寫，并通過Tomcat6.0實(shí)現(xiàn)客戶端與服務(wù)器的通信，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQLServer2005開發(fā)版。前期需要對(duì)JDK1.6進(jìn)行安裝并配置環(huán)境變量，且在windows中配置SQLServer數(shù)據(jù)源，最后在Eclipse中對(duì)Tomcat服務(wù)器進(jìn)行部署。在測(cè)試階段用WTK2.5.2和型號(hào)為NOKIA3110c的手機(jī)進(jìn)行實(shí)機(jī)測(cè)試。研究步驟=1\*GB2⑴系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)基于J2ME平臺(tái)開發(fā)手機(jī)客戶端程序，支持打開網(wǎng)絡(luò)連接、傳送數(shù)據(jù)、訪問遠(yuǎn)程服務(wù)器，但并不支持直接訪問數(shù)據(jù)庫(kù)的能力。因此，要想使移動(dòng)終端能夠訪問到數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，必須使用J2EE技術(shù)編寫服務(wù)器端程序來接受移動(dòng)客戶端的請(qǐng)求指令。本課題采用J2ME技術(shù)開發(fā)系統(tǒng)客戶端應(yīng)用程序，采用J2EE技術(shù)開發(fā)服務(wù)器端應(yīng)用程序，使用HTTP協(xié)議實(shí)現(xiàn)移動(dòng)客戶端與Web服務(wù)器端之間的網(wǎng)絡(luò)通信。J2ME+J2EE體系結(jié)構(gòu)如圖2所示[9]。在建立移動(dòng)選課系統(tǒng)時(shí)，由于移動(dòng)終端設(shè)備資源有限，它不提供直接對(duì)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問能力，因此，要想使移動(dòng)設(shè)備終端能夠訪問到數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，必須要使用J2EE技術(shù)。根據(jù)需求，一個(gè)移動(dòng)電子商務(wù)系統(tǒng)必須建立移動(dòng)終端程序(使用J2ME技術(shù))和服務(wù)器端應(yīng)用程序(使用J2EE技術(shù))。結(jié)合J2ME和J2EE技術(shù)，我們可以建立一個(gè)完整的移動(dòng)選課平臺(tái)。基于J2ME-J2EE的移動(dòng)電子商務(wù)系統(tǒng)的架構(gòu)如圖所示。系統(tǒng)架構(gòu)=2\*GB2⑵客戶端的設(shè)計(jì)J2ME客戶端主要用來發(fā)送請(qǐng)求信息以及顯示服務(wù)器返回的信息，主要包括顯示、查詢、網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)傳送。客戶端J2ME程序可以通過無線開發(fā)工具包WTK(SunJ2MEWirelessToolkit)開發(fā)并打包成JAD文件，發(fā)布在教務(wù)管理系統(tǒng)網(wǎng)站上，學(xué)生和教師通過GPRS上網(wǎng)，下載JAD軟件包并安裝到手機(jī)，即可運(yùn)行客戶端程序，通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)訪問選課系統(tǒng)[10]。系統(tǒng)客戶端的開發(fā)環(huán)境是由SUN公司提供的MIDP20．我們使用Eclipse綁定WirelessToolkit2.5作為開發(fā)工具編寫MIDIet程序。MIDlet的界面屏幕(Screen)設(shè)計(jì)反映了程序的主要操作界面和操作流程。MIDlet中的Screen是所有高級(jí)用戶接口類的超類，與顯示和交互操作有關(guān)。本系統(tǒng)中，MIDlet比較重要的6個(gè)屏幕包括：“登錄屏幕”、“注冊(cè)屏幕”、“功能選項(xiàng)屏幕”、“學(xué)生選課屏幕”“查詢結(jié)果屏幕”、“更改密碼屏幕”。除了界面的設(shè)計(jì)之外，客戶端的設(shè)計(jì)主要是針對(duì)請(qǐng)求方法、頭、正文的設(shè)計(jì)。本項(xiàng)目使用HttpConnection接口來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，客戶端正文是發(fā)送信息的流向是從客戶端到服務(wù)器端，因此，信息相對(duì)于客戶端是輸出流，而對(duì)于服務(wù)器端是輸入流[11]。=3\*GB2⑶服務(wù)器端與數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)服務(wù)器端的Servlet用于接收客戶端請(qǐng)求，執(zhí)行與數(shù)據(jù)庫(kù)的通信，并將執(zhí)行結(jié)果返回給客戶端。服務(wù)器端采用Servlet程序，可開啟多個(gè)線程供多個(gè)用戶的同時(shí)訪問。系統(tǒng)的服務(wù)器平臺(tái)使用ApacheTomcat6.0。數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQLServer2005軟件建立名為SelectCourse的學(xué)生成績(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)．其中的學(xué)生相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在表Student中，任課教師的相關(guān)信息存儲(chǔ)在Teacher表中，另設(shè)置User表和Course表分別存儲(chǔ)用戶信息和課程信息，用Servlet監(jiān)聽來自客戶MIDlet的請(qǐng)求并通過JDBC技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問。當(dāng)服務(wù)器收到并處理了客戶請(qǐng)求后，需要打包并發(fā)送響應(yīng)。服務(wù)器端的設(shè)計(jì)主要是針對(duì)正文的設(shè)計(jì)。與客戶端一樣，服務(wù)器端正文的功能是接受客戶端信息，做出相應(yīng)的處理后將處理的結(jié)果送給客戶端，這時(shí)數(shù)據(jù)的流向是從服務(wù)器端流向客戶端，因此，相對(duì)于服務(wù)器來說是輸出流，而對(duì)于客戶端來說是輸入流。=4\*GB2⑷客戶端與服務(wù)器的通訊J2ME客戶端通過創(chuàng)建HttpConnection對(duì)象，使用HTTP協(xié)議連接到Web服務(wù)器，Web服務(wù)器的Servlet接收到請(qǐng)求后，解析請(qǐng)求的數(shù)據(jù)格式，根據(jù)請(qǐng)求的具體內(nèi)容調(diào)用相應(yīng)的EJB模塊進(jìn)行處理，EJB模塊再通過JDBC訪問數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)返回?cái)?shù)據(jù)集后，EJB模塊再把信息傳遞給Web服務(wù)器，由Web服務(wù)器的Servlet通過HTTP將信息返回到J2ME客戶端，客戶端J2ME程序接收到返回信息后，將信息轉(zhuǎn)換成Java程序能處理的數(shù)據(jù)，并將其顯示到手機(jī)屏幕[12]。方法和措施(1)通過廣泛查閱國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的相關(guān)文獻(xiàn)資源，包括圖書、期刊和網(wǎng)上資源，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分析、歸納和總結(jié)。(2)通過在本校廣大師生中開展深入交流與調(diào)查，了解用戶的需求，這樣開發(fā)更加具有針對(duì)性和目標(biāo)化；通過試用調(diào)查，得到用戶的反饋意見，進(jìn)一步完善和改進(jìn)系統(tǒng)。(3)通過反復(fù)的開發(fā)、調(diào)試、完善，使系統(tǒng)的功能、安全性、運(yùn)行穩(wěn)定性等方面都能得到提高。4.研究工作進(jìn)度第1－2周資料收集，整理，開題報(bào)告第3周數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)第4－5周客戶端設(shè)計(jì)第6－8周服務(wù)器端設(shè)計(jì)第9－10周系統(tǒng)測(cè)試、代碼優(yōu)化第11周撰寫論文第12周修改論文第13周答辯5.主要參考文獻(xiàn)[1]盧軍．J2ME應(yīng)用程序開