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摘要：设计并实现一个基于课表的计算机作业管理系统，主要解决根据课表将学生和教师的文件保存在不同的文件服务器，并赋予学生和教师权限，使他们可以在任意机房进行指定课程作业的收发。
关键词：作业；课表；文件服务器；授权
中图分类号：TP315文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)03-10887-02
1 引言
上机作业（即计算机课程的作业）无法以实物形式提交，必须以电子文档的形式提交。在高校的计算机实验室，有一种常见的上机作业管理方式，即将作业存放在文件服务器，每次上课时学生使用帐号登录文件服务器，登录时由程序调用 NET USE 命令产生映射盘符（指向与登录账号相关的文件夹），然后学生通过访问映射盘，直接在文件服务器进行上机作业的存取。
这种方法虽然容易实现，但是存在三个方面的问题，随着实验室规模不断扩大，网络环境越来越复杂，已经无法满足教学需要。第一是教师与学生之间无法进行指定课程的作业收发。第二是不能保证作业的安全，从技术上防止学生互相抄袭作业。第三是不能让学生在任意机房访问上交的作业。因此，本文作者设计了基于课表的上机作业管理系统，并采用了关系数据库MSSQL 、网络编程（如Socket、FTP等）、Windows系统编程（如NTFS等）等多种较先进的软件技术实现了该系统。
2 系统的设计
2.1 实验室环境
实验室由若干机房组成，机房内有若干台微机，并根据机房所在的物理位置不同组成不同的局域网。有些局域网有独立的服务器，有些局域网则与其它局域网公用一个服务器。
机房内微机通过交换机与服务器相连，服务器和微机通过交换机连接到互联网，不同局域网之间不可以进行文件共享访问，但是能够通过HTTP、FTP协议互相访问。每个局域网内的服务器的IP地址都与微机的IP地址同属一个网段。
2.2 重点解决的问题
2.2.1 基于课表
教师可以向所教学生布置指定课程的上机要求，学生可以收指定课程的教师的上机要求，学生可以向教师提交指定课程的上机作业，教师可以收上指定课程的学生的上机作业。
2.2.2 文件分散存放，集中管理
根据课表，学生（教师）的文件存放在不同的地方，学生（教师）不管在哪个机房上机都可以访问自己的文件。
2.2.3文件的安全存取
学生(教师)有权限在通过验证以后读、写自己的文件。根据课表，学生有权限读取授课教师的部分文件，教师有权限读取上课学生的部分文件，但是除了管理员，任何人无权限修改他人的任何文件。
2.3 系统总体结构
系统为C/S结构。根据现实中参与实验的角色（学生、教师、管理员、服务器），系统分为学生机、教师机、管理机、服务机四个功能模块。学生机、教师机和管理机提供人机界面，是客户端程序。服务机提供后台服务，安装并运行于应用服务器。
每个局域网都有应用服务器、域服务器、文件服务器、WEB共享服务器、FTP服务器（这些服务器在物理上作为一台服务器），而所有的局域网公用一个数据库服务器。文件服务器用于保存学生（教师）的文件，以及提供NTFS文件系统的访问接口。域服务器用于管理学生（教师）的登录帐号，并提供活动目录（AD）的访问接口。数据服务器用于保存中心数据库Labinfo.mdf，并提供MSSQL数据库访问接口。WEB共享服务器提供WEB共享访问接口，FTP服务器提供FTP访问接口。
图1
3 系统的实现
3.1 开发工具
编程开发语言为C++ Builder，数据库为SQL Server2000，服务器操作系统为Windows2003，客户端操作系统为Windows2000或Windows XP，FTP服务器和WEB共享服务器为IIS 6.0。
3.2 功能子模块
系统的功能模块划分如图2所示。学生机供学生登录系统并进行作业要求收取与作业发送等操作。教师机供教师登录系统并进行作业要求发送与作业收取等操作。管理机供管理员维护中心数据库Labinfo.mdf，以及根据课表，为上课学生（教师）建立登录账号与存放文件的文件夹。服务机负责学生机（教师机）与服务器之间的通信。
3.3 数据库Labinfo.mdf
3.3.1 关系模式
3.3.2数据的生成
由于上课的班级很多，学生和班级表的数据量大，由管理员手工输入不可行。另外调度 、课程调度 、课程表的可读性差，也不可能直接通过手工输入数据，而学校教务处可以提供全校班级和学生的电子文档，因此系统的“管理机”提供了“数据导入”功能，支持导入Access和Excel两种格式的文件。管理员只要准备好导入所需的表，然后“导入”，便可产生Labinfo.mdf的数据。
3.4 作业的保存
为了实现使用一个帐号管理多门课程的作业，在文件服务器为每位上课的学生和教师建立存放文件的文件夹，学生文件夹以学号为名称，教师文件夹以工号为名称。为了实现跨网段访问，同时为每位学生和教师建立WEB共享目录和FTP虚拟目录，指向学生和教师的文件夹。
为了防止了未经授权的访问，对学生（教师）的文件夹（文件）设置了严格的本地权限和共享权限，保证学生（教师）文件的安全。
3.4.1学生文件夹结构与权限设置
3.4.2教师文件夹结构
3.4.3 文件夹的建立
如果同一名学生在两个机房上同一门课，那么该学生这门课程的文件保存在第一次上课机房所在局域网内的文件服务器。如果同一名学生在两个机房上两门不同的课程，那么他的文件将分别存放在两个机房所在局域网内的文件服务器。
“管理机”的“空间管理”功能自动根据上课安排，在不同的文件服务器为上课学生和教师建立如图4、图5所示的文件夹，并设置相应的权限。
3.5 文件的访问
3.5.1 登录帐号
学生（教师）必须先运行“学生机”（“教师机”）登录系统，在成功登录后才能访问存放文件的文件服务器。學生（教师）在某个机房上课，那么该机房所在局域网内的域服务器将建立该学生（教师）的登录帐号。
“管理机”的“帐号管理”功能自动根据上课安排，在不同的域服务器建立上课学生（教师）的登录帐号。学生帐号为学号，教师帐号为工号。
3.5.2 登录
登录的第一个步骤是获得IP地址。首先运行应用服务器的“服务机”，然后运行单机的“学生机”（“教师机”）。“服务机”启动后会将域服务器所有的IP地址广播到局域网，“学生机”（“教师机”）根据当前机器的IP地址从服务器的地址列表中选择一个同一网段的IP地址作为登录的IP地址。
第二个步骤是由“服务机”验证账号与密码。如果验证成功，“服务机”将允许用户访问文件服务器，如果失败，“服务机”将返回错误信息。
第三个步骤是选择文件访问方式。系统支持三种访问文件的方式，第一种是文件共享访问，第二种是WEB共享访问，第三种是FTP访问。
3.5.3 选择文件访问方式
用户可以在任意机房登录系统，“服务机”将为用户选择访问文件的方式。选择的过程如下所示。
a.记录登录的帐号与时间，并以帐号、时间为关键字查询Labinfo.mdf，判断当前时间是否属于上课时间；
b.如果是，“服务机”记录当前所上的课程名，然后执行d；
c.如果不是，“服务机”将该学生（教师）所上（教）的所有课程都显示出来，让学生（教师）选择某一门课程，并记录选择的课程名；
d.根据记录的课程名，查询Labinfo.mdf，获得存放该门课程文件的文件服务器IP地址；
e.将服务器IP地址与用户登录的机器的IP地址进行比较，看是否同属一个网段；
f.如果是，“服务机”将产生映射盘指向该用户该门课程的文件夹，然后执行j；
g.如果不是，“服务机”判断用户登录的机器的操作系统版本；
h.如果是Windows XP（或者以上版本），则自动产生指向该用户该门课程的Web共享映射盘，然后执行j；
i.如果是Windows2000，则自动产生指向该用户该门课程的FTP地址，并自动调用IE浏览器打开此地址；
j.结束选择。
4 结束语
本文设计并实现了一个基于课表的计算机上机作业管理系统，有助于提高计算机实验教学质量。本系统目前已经在广州大学投入使用，运行效果良好。由于国内大多数高校的计算机实验室环境和实验教学要求有相似之处，因此本系统可以推广运用到其他高校的计算机实验教学中。
参考文献：
[1]William Boswell. Windows Server 2003技术内幕（提高篇）[M].北京: 清华大学出版社. 2005.2.
[2]Smar Training 工作室. Window Server 2003活动目录[M].北京: 机械工业出版社. 2005.2.
[3]John Papa. SQL Server 7.0 编程技术内幕[M].北京: 机械工业出版社. 2000.1.
[4]John Papa. SQL Server 7.0 开发指南[M].北京: 机械工业出版社. 2000.1.
本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。
关键词：作业；课表；文件服务器；授权
中图分类号：TP315文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)03-10887-02
1 引言
上机作业（即计算机课程的作业）无法以实物形式提交，必须以电子文档的形式提交。在高校的计算机实验室，有一种常见的上机作业管理方式，即将作业存放在文件服务器，每次上课时学生使用帐号登录文件服务器，登录时由程序调用 NET USE 命令产生映射盘符（指向与登录账号相关的文件夹），然后学生通过访问映射盘，直接在文件服务器进行上机作业的存取。
这种方法虽然容易实现，但是存在三个方面的问题，随着实验室规模不断扩大，网络环境越来越复杂，已经无法满足教学需要。第一是教师与学生之间无法进行指定课程的作业收发。第二是不能保证作业的安全，从技术上防止学生互相抄袭作业。第三是不能让学生在任意机房访问上交的作业。因此，本文作者设计了基于课表的上机作业管理系统，并采用了关系数据库MSSQL 、网络编程（如Socket、FTP等）、Windows系统编程（如NTFS等）等多种较先进的软件技术实现了该系统。
2 系统的设计
2.1 实验室环境
实验室由若干机房组成，机房内有若干台微机，并根据机房所在的物理位置不同组成不同的局域网。有些局域网有独立的服务器，有些局域网则与其它局域网公用一个服务器。
机房内微机通过交换机与服务器相连，服务器和微机通过交换机连接到互联网，不同局域网之间不可以进行文件共享访问，但是能够通过HTTP、FTP协议互相访问。每个局域网内的服务器的IP地址都与微机的IP地址同属一个网段。
2.2 重点解决的问题
2.2.1 基于课表
教师可以向所教学生布置指定课程的上机要求，学生可以收指定课程的教师的上机要求，学生可以向教师提交指定课程的上机作业，教师可以收上指定课程的学生的上机作业。
2.2.2 文件分散存放，集中管理
根据课表，学生（教师）的文件存放在不同的地方，学生（教师）不管在哪个机房上机都可以访问自己的文件。
2.2.3文件的安全存取
学生(教师)有权限在通过验证以后读、写自己的文件。根据课表，学生有权限读取授课教师的部分文件，教师有权限读取上课学生的部分文件，但是除了管理员，任何人无权限修改他人的任何文件。
2.3 系统总体结构
系统为C/S结构。根据现实中参与实验的角色（学生、教师、管理员、服务器），系统分为学生机、教师机、管理机、服务机四个功能模块。学生机、教师机和管理机提供人机界面，是客户端程序。服务机提供后台服务，安装并运行于应用服务器。
每个局域网都有应用服务器、域服务器、文件服务器、WEB共享服务器、FTP服务器（这些服务器在物理上作为一台服务器），而所有的局域网公用一个数据库服务器。文件服务器用于保存学生（教师）的文件，以及提供NTFS文件系统的访问接口。域服务器用于管理学生（教师）的登录帐号，并提供活动目录（AD）的访问接口。数据服务器用于保存中心数据库Labinfo.mdf，并提供MSSQL数据库访问接口。WEB共享服务器提供WEB共享访问接口，FTP服务器提供FTP访问接口。
图1
3 系统的实现
3.1 开发工具
编程开发语言为C++ Builder，数据库为SQL Server2000，服务器操作系统为Windows2003，客户端操作系统为Windows2000或Windows XP，FTP服务器和WEB共享服务器为IIS 6.0。
3.2 功能子模块
系统的功能模块划分如图2所示。学生机供学生登录系统并进行作业要求收取与作业发送等操作。教师机供教师登录系统并进行作业要求发送与作业收取等操作。管理机供管理员维护中心数据库Labinfo.mdf，以及根据课表，为上课学生（教师）建立登录账号与存放文件的文件夹。服务机负责学生机（教师机）与服务器之间的通信。
3.3 数据库Labinfo.mdf
3.3.1 关系模式
3.3.2数据的生成
由于上课的班级很多，学生和班级表的数据量大，由管理员手工输入不可行。另外调度 、课程调度 、课程表的可读性差，也不可能直接通过手工输入数据，而学校教务处可以提供全校班级和学生的电子文档，因此系统的“管理机”提供了“数据导入”功能，支持导入Access和Excel两种格式的文件。管理员只要准备好导入所需的表，然后“导入”，便可产生Labinfo.mdf的数据。
3.4 作业的保存
为了实现使用一个帐号管理多门课程的作业，在文件服务器为每位上课的学生和教师建立存放文件的文件夹，学生文件夹以学号为名称，教师文件夹以工号为名称。为了实现跨网段访问，同时为每位学生和教师建立WEB共享目录和FTP虚拟目录，指向学生和教师的文件夹。
为了防止了未经授权的访问，对学生（教师）的文件夹（文件）设置了严格的本地权限和共享权限，保证学生（教师）文件的安全。
3.4.1学生文件夹结构与权限设置
3.4.2教师文件夹结构
3.4.3 文件夹的建立
如果同一名学生在两个机房上同一门课，那么该学生这门课程的文件保存在第一次上课机房所在局域网内的文件服务器。如果同一名学生在两个机房上两门不同的课程，那么他的文件将分别存放在两个机房所在局域网内的文件服务器。
“管理机”的“空间管理”功能自动根据上课安排，在不同的文件服务器为上课学生和教师建立如图4、图5所示的文件夹，并设置相应的权限。
3.5 文件的访问
3.5.1 登录帐号
学生（教师）必须先运行“学生机”（“教师机”）登录系统，在成功登录后才能访问存放文件的文件服务器。學生（教师）在某个机房上课，那么该机房所在局域网内的域服务器将建立该学生（教师）的登录帐号。
“管理机”的“帐号管理”功能自动根据上课安排，在不同的域服务器建立上课学生（教师）的登录帐号。学生帐号为学号，教师帐号为工号。
3.5.2 登录
登录的第一个步骤是获得IP地址。首先运行应用服务器的“服务机”，然后运行单机的“学生机”（“教师机”）。“服务机”启动后会将域服务器所有的IP地址广播到局域网，“学生机”（“教师机”）根据当前机器的IP地址从服务器的地址列表中选择一个同一网段的IP地址作为登录的IP地址。
第二个步骤是由“服务机”验证账号与密码。如果验证成功，“服务机”将允许用户访问文件服务器，如果失败，“服务机”将返回错误信息。
第三个步骤是选择文件访问方式。系统支持三种访问文件的方式，第一种是文件共享访问，第二种是WEB共享访问，第三种是FTP访问。
3.5.3 选择文件访问方式
用户可以在任意机房登录系统，“服务机”将为用户选择访问文件的方式。选择的过程如下所示。
a.记录登录的帐号与时间，并以帐号、时间为关键字查询Labinfo.mdf，判断当前时间是否属于上课时间；
b.如果是，“服务机”记录当前所上的课程名，然后执行d；
c.如果不是，“服务机”将该学生（教师）所上（教）的所有课程都显示出来，让学生（教师）选择某一门课程，并记录选择的课程名；
d.根据记录的课程名，查询Labinfo.mdf，获得存放该门课程文件的文件服务器IP地址；
e.将服务器IP地址与用户登录的机器的IP地址进行比较，看是否同属一个网段；
f.如果是，“服务机”将产生映射盘指向该用户该门课程的文件夹，然后执行j；
g.如果不是，“服务机”判断用户登录的机器的操作系统版本；
h.如果是Windows XP（或者以上版本），则自动产生指向该用户该门课程的Web共享映射盘，然后执行j；
i.如果是Windows2000，则自动产生指向该用户该门课程的FTP地址，并自动调用IE浏览器打开此地址；
j.结束选择。
4 结束语
本文设计并实现了一个基于课表的计算机上机作业管理系统，有助于提高计算机实验教学质量。本系统目前已经在广州大学投入使用，运行效果良好。由于国内大多数高校的计算机实验室环境和实验教学要求有相似之处，因此本系统可以推广运用到其他高校的计算机实验教学中。
参考文献：
[1]William Boswell. Windows Server 2003技术内幕（提高篇）[M].北京: 清华大学出版社. 2005.2.
[2]Smar Training 工作室. Window Server 2003活动目录[M].北京: 机械工业出版社. 2005.2.
[3]John Papa. SQL Server 7.0 编程技术内幕[M].北京: 机械工业出版社. 2000.1.
[4]John Papa. SQL Server 7.0 开发指南[M].北京: 机械工业出版社. 2000.1.
本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。