工学硕士学位论文
基于网络教育标准的学习内容管理系统
刘可勇
哈尔滨理工大学
2005年3月
国内图书分类号：G434; TP393.2
工学硕士学位论文
基于网络教育标准的学习内容管理系统
硕士研究生：刘可勇
导师：乔佩利
申请学位级别：工学硕士
学科、专业：计算机应用技术
所在单位：计算机与控制学院
答辩日期：2005年3月
授予学位单位：哈尔滨理工大学
Classified Index：G434; TP393.2
Dissertation for the Master Degree in Engineering
LEARNING CONTENT MANAGEMENT SYSTEM BASING THE E-LEARNING STANDARD
Candidate：Liu Keyong
Supervisor：Qiao Peili
Academic Degree Applied for：Master of Engineering Specialty：Computer Application
Date of Oral Examination：March, 2005
University：Harbin University of Science
and Technology
哈尔滨理工大学工学硕士学位论文
基于网络教育标准的学习内容管理系统
摘要
网络教育(E-learning)已经成为改革传统教育模式的强大动力和有效手段。网络教育突破传统学校教学方式的时空束缚，因此与其他教育形式相比较，网络教育具有更加独特的作用。
2003年10月，笔者进入中国机械科学研究院从事远程教育信息技术标准应用研究项目。该项目是机械科学研究院承担的国家科技部重点攻关项目，具体内容是做了一个符合网络教育标准规范的网络教育平台，该平台包括平台管理端，学习内容管理端，学习管理端和教育主页。我是项目的核心成员之一，参与并经历了学习内容管理系统的设计开发的全过程，目前，该系统已经在黑龙江电信投入使用。
学习内容管理系统（LCMS）是整个远程教育系统中的一个核心的部分，笔者与其同事在研究整个远程教育标准体系和标准参考模型的基础上，详细研究学习了LCMS涉及的相关标准，并根据标准采用了.NET, COM组件、XML等先进技术，成功地开发了学习内容管理系统，本文从需求分析，技术分析、总体设计、详细设计和系统的具体实现等方面阐述了整个系统开发过程。
目前，符合标准的学习内容管理系统和一些其他的标准应用系统软件虽然己经开发功，但是，标准是不断发展完善的，所以对于标准的应用软件也需要不断的发展完善。
关键词远程教育；标准化；子标准； LCMS
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Learning Content Management System Basing
The E-learning Standard
Abstract
E-learning has already become strong motive force of transitional educational pattern of reform. It breaks through the space-time limit, and has unique functions.
I joined China Academy Machinery Science and Technology E-learning standard application research project since October of 2003, as a key member. The project is an E-learning platform for china telecom, including platform management system, learning content management system (LCMS), learning management system (LCS) and the homepage. I participated in the whole process of developing of LCMS, now the product is in the use in Heilongjiang province.
LCMS is the hard core of whole distance educational system, the author and colleague researched particularly some standardization about LCMS based on researching whole distance educational standardization system and standard model, From the research, analysis the system demand, adopt the .NET, Component Object Model, XML technique and so on, developed the Learning Content Management System successfully. The thesis expatiated the whole process such as demand analysis, technique analysis, collectivity and particular design, the implementation of system and so on.
Nowadays, the learning content management system accord with the distance standardization and some application software has developed successfully, but the specification will be perfect. The software of applicator standardization needs to be developed along with the specification.
Keywords distance learning; standardization; sub-standard; LCMS
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目录
摘要...............................................................................................................................I Abstract.......................................................................................................................II
第1章绪论 (1)
1.1 课题来源及研究目的和意义 (1)
1.2 国外网络技术标准化发展状况 (2)
1.2.1 美国的网络教育技术标准化研究 (2)
1.2.2 欧洲的网络教育技术标准化研究 (5)
1.2.3 有关国际组织的网络教育技术标准化研究 (6)
1.3 中国网络技术标准化发展状况 (7)
1.4 本课题研究的主要内容 (9)
第2章开发工具及相关知识 (10)
2.1 https://www.doczj.com/doc/0517591475.html,简单介绍 (10)
2.1.1 .NET的构建 (10)
2.1.2 Visual https://www.doczj.com/doc/0517591475.html, (11)
2.1.3 https://www.doczj.com/doc/0517591475.html, Framework的组成 (12)
2.1.4 https://www.doczj.com/doc/0517591475.html, Framework的优点 (14)
2.1.5 https://www.doczj.com/doc/0517591475.html, Framework的安全性 (15)
2.2 数据库知识介绍 (16)
2.2.1 数据库与数据库管理系统 (16)
2.2.2 关系数据库查询语言SQL (17)
2.2.3 SQL Server 2000 (18)
2.3 本章小结 (19)
第3章依据的主要标准 (20)
3.1 LTSC的学习对象元数据标准 (20)
3.2 IMS的内容包装规范 (21)
3.3 本章小结 (22)
第4章 LCMS介绍 (23)
4.1 学习对象 (23)
4.2 学习管理系统 (24)
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4.3 学习内容管理系统 (25)
4.4 本章小结 (26)
第5章系统设计及其实现 (27)
5.1 系统模型构建思想及建模价值 (27)
5.2 系统开发模型 (28)
5.3 系统需求说明和总体设计 (29)
5.4 子系统模型 (31)
5.5 系统的具体实现 (36)
5.6 系统的功能与特点 (44)
5.7 本章小结 (45)
结论 (46)
参考文献 (47)
攻读学位期间发表的学术论文 (50)
致谢 (51)
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第1章绪论
网络教育(E-learning)已经成为改革传统教育模式的强大动力和有效手段。网络教育(E-learning)突破传统学校教学方式的时空束缚，与课堂教育、广播教育、电视教育共同构成多元化的教育体系。一个人只要有一台计算机和接入网络的设备，随时都可以进行学习与培训。本课题结合黑龙江电信教育平台这个具体项目，探讨网络教育技术标准化的方方面面，并以此为基础搭建一个符合技术规范的学习内容管理系统平台模型。
1.1 课题来源及研究目的和意义
本课题“基于网络教育标准的学习内容管理系统”来源于北京机械科学研究院承担的国家科技部重点攻关项目。机械科学研究院研发了一个符合教育标准规范的网络教育平台，本课题就是从这个教育平台出发，结合项目的成功经验和国内外对网络教育技术标准化的研究，对中国网络教育技术标准化进行探讨并搭建一个学习内容管理系统平台模型。
我国网络教育在 1990 年代中期起步，近几年已经进入一个快速成长期，今后网络的网络教育基础建设和应用开发还会呈快速上升之势。由于网络教育，特别是基于Internet的远程教育，具有地域广泛性、技术复杂性、文化多样性等特点，使得大量的网上学习资源难以实现共享，不同的教育系统也难以互相沟通。虽然现行的网络技术已为学习资源在低水平上的自治与共享（例如通过 HTTP 和HTML）、学习活动的合作（例如通过各种网上通信工具）提供了基本技术条件，但是允许教学资源在课程知识和教学管理水平进行交换的标准却没有很好地认定，因此妨碍了网上教育资源的大范围共享与交流。因为缺乏统一的技术标准，系统开发商们各行其是，自行设计教育资源和管理信息的格式，致使各系统之间共通之处甚少，无法进行有效的信息交换和资源共享，长此下去，势必在网络教育世界造成一个个信息孤岛，致使国家在教育信息化方面的投资无法充分生效。如不改变这一现状，其后果将是十分严重的。
克服这一问题的有效措施就是建立网络教育应用层面的技术标准，从技术上保证教育资源的可交换性和管理信息的互通性。因此，我国网络教育的快速发展迫切需要一套统一的技术标准。
网络教育信息标准化的重要意义在于：
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1. 它是网络教育系统的基础。通过它，我们能从技术上、内容上、组织管理上把各方面有机联系起来，形成一个统一的整体，保证远程教育过程有条不紊，稳定的运行。
2. 它还是衡量远程教育质量的重要依据。标准从它诞生开始就带有科学性、先进性与规范性。只要整个网络教育按照标准执行，就有了获得高质量与高效率的保证。
3. 它还能提高远程教育的经济效益。网络教育信息标准化可以使远程教育发展避免盲目性、重复性建设，避免不必要的、无代价的经济损失和劳动损失，从而提高教育的经济效益。
4. 它能促进远程教育的进一步发展。网络教育的学习教材开发标准化可以提高设计质量，缩短设计周期；网络教育管理标准化，可以避免重复劳动，促进管理的科学化、统一化、协调化，提高管理效率。
5. 它还能促进了我们与国际远程教育的交流。现代标准化的特点之一就是它的国际性。只有与国际标准兼容才能更好保证基于Internet的远程教育在世界范围内的交流。
本课题结合黑龙江电信教育平台这个具体项目，探讨网络教育技术标准化的方方面面，并以此为基础搭建一个符合技术规范的学习内容管理系统平台模型。因此，本课题对于现阶段的中国网络教育来说，既具有重要的理论意义，又具有很高的实用价值。
1.2 国外网络技术标准化发展状况
世界各国在发展网络教育时深刻认识到，学习资源的可共享性和系统的互操作对于教育系统的实用性和经济性具有决定性意义[1]。因此国际上有不少企业机构和学术团体致力于网络教育技术标准的研究与开发，并且已经产生了一大批标准化成果。我国也于2000年开始投入人力开展这方面研究工作。下面对国际有关网络教育技术标准化研究工作的概况做一比较全面介绍。
1.2.1 美国的网络教育技术标准化研究
在美国，网络教育技术标准化研究工作起步最早，并且有几个标准进入了实用阶段。航空工业计算机辅助训练(CBT)委员会(AICC)最早提出了计算机管理教学标准(CMI);美国国防部发起的高级分布式学习(ADL)组织提出了可共享课程对象参照模型(SCORM);IMS全球学习联合公司提出了一系列的学习系统技术规范，包括学习资源元数据规范、内容包装规范、企业规范和问题/测试规
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范等。
1. AICC-AGR 美国航空2业计算机辅助ILIL练委员会(AICC: Aviation Industry CBT Committee)是一个以技术为基础进行专业培训的国际组织。因为飞机的寿命有二十年，所以需要许多维修人员，为提高训练成效，航空业大都用计算机软件来训练维修工程师，但因计算机技术的变换快速，为了维持训练软件的可用性，AICC早在1993年就从使用者角度提出CMI(计算机管理教学)规范，希望飞航训练单位依此规范所采用的软件，能不因计算机软硬件环境改变而失效，这些规范主要为维持早期开发的训练软件能持续使用，并适用于网络环境，CMI互操作指导规范，使得不同开发商提供的局域网课件可以共用数据;1998年又将此规范升级成为适用于基于Web教学的CMI标准。至今，AICC己经推出了一系列统称为AGR (AICC Guidelines and Recommendations)的技术规范[2]。
限于AICC的背景，其对前瞻性的学习技术与教育应用方面的努力较少，目前AICC学习管理系统(LMS)的设计与实现对于新规范的推动没有表现出更高的热情。
2. ADL-SCORM SCORM是Sharable Content Object Reference Model(可共享对象参照模型)的简写，是由美国国防部成立的ADL (Advanced Distributed Learning)组织所制定的网络教育标准，现已成为行业主流。其目的在于以网络为基础，希望通过“教材再用与共享机制”的建立，来缩短教材开发周期、减少教材开发成本、促成教材能在各学习平台间流通自如，达成大幅降低教育训练费用的目标[3][4]。只要教材符合SCORM，就可以很轻易地在不同SCORM相符平台间移转。
为推动厂商开发具备可重用性等特质的教材，ADL先导计划小组希望创建统一的“学习内容模式”，因而集合教材开发厂商、使用者与IMS, AICC, IEEE等标准推动单位，共同汇总美国各界在教材标准上的努力成果，而研订出一套相互关连的技术指引，简称为SCORM(共享式教材组件参考模块，Sharable Course Object Reference Model)。
SCORM提出三项重要规格，就是课程结构格式(CSF, course structure format)，课程执行时的环境(RTE, run time environment)以及元数据(meta data)的定义[6]。
ADL先导计划己在全美建立数个实验室，进行符合SCORM指引的实验教材制作，及教材与不同学习平台间之兼容测试工作，目前进展相当顺利，AN也提供简易的学习管理系统样本，与SCORM兼容测试软件，让大众免费下载，相关资
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料可在其网站https://www.doczj.com/doc/0517591475.html,上寻获。
美国国防部己开始要求，凡是未来要供应各军种的网络教材，就必须通过SCORM相容测试认证，目前己经有些公协会愿意担任此认证工作，ADL会先培育SCORM从证种子审核员，再经由他们督导公协会，全面推动网络教材的兼容认证，进而建立全美网络教材的共享与再用数据库。
3. IMS IMS全球学习联盟(IMS Global Learning Consortium)简称IMS，是目前世界上对教育信息技术标准投入最深，也最积极的单位，它所研定出的规范类别也最多，与SCORM关系密切，是教育信息技术从业人员必须关注、了解的一个组织。
IMS以发展及推广开放性规范(open specifications)为主要任务，这些规范主要功用为协调、促成有效的线上学习活动，例如寻找及使用教材、追踪学习者进度、报告学习者的绩效、与其它行政应用系统交换学生记录等，由于工MS并非开放性组织，其所制定的规范还要送给正式的标准研定单位，如IEEE 等，经由公开、公正程序来讨论、审核，并经过委员投票同意后，才能成为正式标准.
IMS全球学习联盟有两大目标，即是:
（1）达成分布式学习环境下之应用系统或服务的互操作性，而定义、发展出所需的技术规范(系统互操作性是指多个系统及组件之间，能够交换与使用彼此的信息)。
（2）协助其它单位，将工MS规范纳入产品或服务中。
IMS目前开发完成的，共有五种规范，而现今外界参照最多，且被SCORM纳入的，是元数据(Meta-Data)与内容包装(Content Packaging)两项，未来两年，其余三项也将陆续被SCORM采用[7]。
现有五种规范如下:
IMS Content Packaging Specification
IMS Learning Resources Meta-Data specification
IMS Enterprise Specification
IMS Learner Information Package(IMS LIP)specification
IMS QTI(Question&Test Interoperability Specification)
为使评估学习效果所设计之题目(question)与测验(test)，能跨评估系统(assessment systems)使用，而提出来描述题目与测验的标准是XML语言。
IMS全球学习联盟定期出版电子工作季报，供大众免费订阅，是非常好的参考信息，工MS目前尚有五个规范在研拟中，季报中会说明各规范工作进度，
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IMS也开办短期培训研讨会、并将成立规范认证中心，与其它计划如ADL, OKI, CLEO的合作也最密切，因此在e-Learning标准订定领域，占先锋地位，是最值得国内教育信息技术产业关注的单位之一。
4. 其他标准在美国，还有一些与网络教育相关的行业标准和地方标准，例如:Microsoft推出了Microsoft LRN (Learning Resource Interchange) 2.0软件，有人称之为MS-LRN产业标准，实际上它是提供了一套工具组件来创建或更新基于工MS标准的教程:学校互操作框架(Schools Interoperability Framework),旨在为北美K-12学校和各区域管理系统的协同工作制定相应标准:加州学校信息系统工程(California Schools Information System Project)，旨在为加州K-12学校内部以及各学校和州教育部门之间制定数据交换的标准;一些教育软件产业由于历史的原因沿用自己的内部标准，但总的趋向是向几个大的工业标准体系或国际标准靠拢。
1.2.2 欧洲的网络教育技术标准化研究
欧洲在开发与网络教育相关标准方面也有较长历史，早在20世纪80年代中后期，原欧共体就在一个名为DALTA的大型工程中，提出研究网络化教育的联网技术标准和多语种教育平台标准的研究内容。欧洲远程教育多媒体制作与销售网络联盟(ARIADNE),在欧洲社会教育和培训中使用多媒体工程，欧洲标准委员会/信息社会标准化系统/学习技术(CEN/ISSS/LT)等组织进行多媒体和远程教学技术标准的研究、国学习管理系统(LMS)的设计与实现际合作及木地化工作。
1. ARIADNE 欧洲远程教学创作与销售网联盟(ARIADNE: Alliance of Remote Instructional Authoring and Distribution Network for Europe),属于欧盟“网络远程教育与培训工程”下的一个开发项目，致力于研制用于制作、管理、重用计算机化教学要素和网络化培训课程的工具与方法。在标准化研究方面，己经产生了ARIADNE V3.0教育元数据推荐标准，该标准以IEEE学习对象元数据LOM 3. 8版为基础。
2. PROMETEUS (Promoting Multimedia in Education and Training in European Society促进欧洲社会教育与培训中使用多媒体工程)是在欧洲范围内召集和推动ICT在教育/培训领域应用的联盟组织，目前有400多家会员机构，内部分成多个专业组，并成为欧洲e-Learning标准制定者和与国际标准衔接的主要组织。PROMETEUS过去两年由欧盟委员会提供资助，目前己经转入了自行融资阶段，研究重点是与多媒体、多语种和学习者模型相关的标准。
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3. CEN/ISSS 欧洲标准委员会/信息社会标准化系统(CEN/ISSS: European Committee of Standardization/ Information Society Standardization System)与IMS, IEEE LTSC和ISO SC36等组织广泛合作，致力于相关国际标准的本土化工作，正在征招标准化提案。
4. GESTALT (Getting Educational Systems Talking Across Leading-Edge Technologies)工程是一个由欧盟资助的大型教育信息化系统研制项目，有大英电信公司及欧洲多国的十来所大学参加。在对工EEE LOM V2.5, IMS V1.0和ARIADNE V2.0等教育元数据标准进行分析研究的基础上，GESTALT提出了一套在线教育系统元数据扩展标准GEMSTONES (Gestalt Extensions to Metadata Standards for ON-line Education Systems).
1.2.3 有关国际组织的网络教育技术标准化研究
网络教育技术标准的迫切需求引起了有关国际组织的重视，目前影响较大的主要有IEEE LTCS, ISO JTC1/SC36等。
1. IEEE-LTCS 国际电气和电子工程师协会(IEEE)成立了一个学习技术标准委员会，简称IEEE-LTCS (Learning Technology Standard Committee)，从1996年开始， IEEE LTCS就开始了学习技术标准的制定工作。组织力量开展有关标准的研究工作，己经有十几个工作小组(WG: Work Group)和研究组(SG: Study Group)正开展各项标准的制订工作，最终将形成〔EEE 1484标准体系，国际标准化组织于1999年成立了一个JTCI/SC36委员会，专门从事学习、教育、培训技术标准的征集、修订和批准工作，目前己有美国、英国、德国、日本、乌克兰等国提交了标准议案。IEEE LTCS的IEEE 1484标准也将提交给ISO/JTCl/SC36，使之成为国际标准。世界上许多国家十分重视教育技术国际标准的采用，组织力量参与国际标准制定与本地化工作，其中法国、德国、西班牙己完成了部分IEEE LTSC标准的本地化工作，荷兰、希腊、意大利等国家即将推出他们的教育技术标准草案。特别是其中的P1484.12—学习对象元数据(LOM)已经成为一个比较成熟、在国际上被广泛引用和参考的标准。工EEE 1484标准体系的特点是首先提出一个关于学习技术系统的整体架构，作为信息化教学系统的抽象模型。而IEEE 1484各项子标准也都是根据此架构来定位和设计的。IEEE从成立某项标准的讨论委员会，到通过该项标准，大约要花一年半到四年的时间，对很多美国厂商而言，真是缓不济急。
2. ISO-JTC1/SC36 国际标准化组织ISO于1999年成立了一个JTC1/SC36委员会，专门从事学习、教育、培训技术标准的征集、修订和批准工作。目前提
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出了5类标准需求(词汇术语，系统构架，学习内容，管理系统，协作学习)，已有美国、英国、德国、日本、乌克兰等国提交了标准议案。
1.3 中国网络技术标准化发展状况
国内的网络教育技术标准化研究工作也被提到议事日程上来。2000年，教育部组织有关专家制订了一个现代远程教育资源建设技术规范，从其性质上来讲这不是一个真正的技术标准，而是应用相关国际标准的一个范例。2001年，教育部组织有关专家成立了一个现代远程教育标准化委员会，专门从事网络教育技术标准的制订和推广工作。
我国的现代远程教育标准开发工作以国际国内网络教育的大发展与大竞争为背景，以促进和保护本国现代远程教育的发展为出发点，以实现资源共享、支持系统互操作、保障远程教育服务质量为目标，通过跟踪国际标准研究工作和引进相关国际标准，根据我国教育实际情况修订与创建各项标准，最终形成有本国特色的现代远程教育标准体系。通过此项目还能够形成一支信息化教育标准研究队伍，使我们今后有能力参与此领域的国际合作与竞争。通过分析国际上关于教育信息技术标准的研究线索，特别是参照 IEEE 1848的框架，我们认为作为一个比较完整的现代远程教育标准体系，应该包含以下具体标准规范的制定，通常称之为标准需求。如表1-1所示。
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表 1-1 网络教育标准规范
Table 1-1 E-learning Standard
标准分类子标准可参照的标准研究成果
总标准系统架构与参考模型IEEE 1484．1
术语IEEE 1484．3
标准本地化IEEE 1484．9
教学资源相关标准学习对象元数据IEEE 1484．12
语义及交换绑定IEEE 1484．14
数据互换协议IEEE 1484．15
HTTP绑定IEEE 1484．16
课件语言互换发IEEE 1484．10
课程编列IEEE 1484．6
内容包装IEEE 1484．17
练习测试互操作IMS QT
内容分级ICRA
学习者相关标准学习者模型IEEE 1484．2
任务模型IEEE 1484．4
学生身份标识IEEE 1484．13
学力定义IEEE 1484．20
终身学习质量描述IEEE 1484．19
协作学习ISO ALIC
教学环境相关标准平台与媒体标准引用规范IEEE 1484．18
工具/代理通信IEEE 1484．7
教学管理IEEE 1484．11
用户界面IEEE 1484．5
企业接口IEEE 1484．8
教育服务质量相关标准教学资源评价ASTD
教学环境评价
教育服务质量管理ISO9000
跟踪研究课题虚拟实验
自适应学习
标准上层本体IEEE上层本体
标准化开发支撑系统标委会工作网站https://www.doczj.com/doc/0517591475.html,：
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如果将我国的现代远程教育标准体系与国际同类标准体系相比较，我国的标准体系开发具有借鉴、整合、发展、创新的四大特点。
1. 借鉴是指我国标准体系在技术层面上尽量采用国际已有的比较成熟的标准。考虑到IEEE 1484的标准体系比较完整，因此我们在很大程度上借用了它的标准框架。
2. 整合是指我国的标准体系综合吸收了国际上诸多标准研究的成果，包括IMS、ISO等组织的部分标准。
3. 发展是指我国的标准体系考虑到了一些新兴的网络教育技术，比如虚拟实验、自适应学习、协作学习等，有些作为跟踪研究项目。
4. 创新是指我国的标准体系考虑到了网上教育的非技术因素，将网上教育的服务质量纳入标准研究范畴，特别是教育服务的质量管理，使得我国的现代远程教育标准有了真正的教育意味。
1.4 本课题研究的主要内容
本课题主要研究两个方面的内容：对学习内容管理系统整体介绍及其学习内容管理系统平台模型的搭建。
1. 学习内容管理系统的介绍在建立新型的学习内容管理系统之前，首先就必须对学习内容管理系统有个深入的认识和了解。主要是对学习对象、学习管理系统、学习内容管理系统做一个综合的分析，并对当前发展的趋势和改进的措施提出了自己的看法。
2. 学习内容管理系统模型平台搭建根据相关网络教育标准的指导，搭建一个符合此规范的学习内容管理系统教育平台，详细介绍其模型搭建，需求分析，总体设计及其实现等。
开发软件及工具：
https://www.doczj.com/doc/0517591475.html,, C#,SQL Server, JavaScript等
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第2章开发工具及相关知识
2.1 https://www.doczj.com/doc/0517591475.html,简单介绍
.NET就是Microsoft的Web服务平台。不论操作系统或编程语言有何差别，Web服务能使应用程序在Internet上传输和共享数据，也可以调用其他应用程序的功能，而不考虑其他应用程序是如何生成的。并且在保证应用程序相互独立的同时，Web服务还使它们能够建立松链接而形成一个合作组来完成某个特定的任务。
NET背后的基本理念就是:不再关注单个的网站和与因特网连接的单个设备，而是要让所有的计算机群、相关设备和服务商协同工作，提供更加广泛和丰富的解决方案。人们将能够控制何种信息、在何时、以何种方式传送给自己.计算机群、相关设备和服务商将能够相互协作，提供更加多样的服务，而不是象现在这样的一座座孤岛，由用户来提供仅有的整合。
2.1.1 .NET的构建
具体来讲，Microsoft正在五个方面创建.NET:开发工具、服务器基本结构、.NET构造块服务、智能设备和.NET体验。这五部分是.NET的全部内容，其中前四者组合到一起称之为.NET平台，而.NET体验则是建在该平台之上的应用。
1. 开发工具.NET框架（.NET Framework)和Visual https://www.doczj.com/doc/0517591475.html,是开发人员用来生成Web服务的工具，为使开发人员编写Web服务尽可能简单方便，并为创建、部署和运行Web服务提供了一套完整的解决方案。
2. 服务器基本结构(Server Infrastructure) .NET的服务器基本结构是一系列用于生成、发布和操作Web服务的基础程序，包括Windows和各种.NET企业服务器。
3. .NET构造块服务(Building Block Services) Building Block Services是一套以用户为中心的Web服务，它把用户数据的控制权从应用程序移到了用户手上，做到了程序、服务和设备之间的简单性和一致性，这保证了所有的交易都必须得到用户的同意。这些服务包含了Passport(用于用户身份验证)、服务之间的消息传递、文件存储、用户个性设置的管理、日历管理及其他功能。Microsoft将在那些对.NET基本结构起至关重要作用的领域内提供
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一些块构建服务。大量的合作伙伴和开发商将对这些块构建服务作重要的扩展[8]。
4. 智能设备(Smart Device) .NET利用软件使智能设备，诸如手提电脑、轻便电话、游戏操纵台等都能够在.NET世界中得以使用。一个智能设备应该:
(1) 对用户要智能:能根据用户的.NET身份、档案(profile)和有关数据简化用户的工作;另外要对用户的存在足够的智能，能根据用户的在与不在对通知(notification)做出调整。
(2) 对网络要智能:负责带宽的限制;支持应用程序的在线和线下两种使用模式;知道有哪些有效的服务。
(3) 对信息要智能:能在任何地方、任何时间访问、分析和操作数据。
(4) 对其他的设备要智能:能发现和报告其他智能设备、服务和Internet 的存在:知道如何为其他设备提供服务;能够灵活地从PC上访问信息。
(5) 对软件和服务要智能:能根据表单的情况，最恰当地表现应用和数据;为终端用户提供合适的输入方法和连接;用XML. SOAP和UDDI来使用Web服务;对开发者来说，要具有可编程性和扩展性[9]。
5. .NET体验（.NET experiences）终端用户是通过.NET体验访问Web服务的，这和现有的独立应用程序有点类似，但在下列这些重要的方面是不同的:
(1) .NET体验可使用于多种设备。无需为可能使用的每一个设备编写一个不同Web服务和不同的.NET体验，.NET体验能够读取用户选取设备的特征，给出一个恰当界面。
(2) .NET体验使用Web服务。当.NET体验连入网络后就能有效地利用Web服务为用户带来额外的价值，以更好地解决问题。
(3) .NET体验是以用户为中心的。.NET体验的焦点在终端用户，使用基于身份验证的块构建服务来为用户验证、参数设定、通知机制和用户数据提供服务。因为用户数据是由块构建服务管理的，而不是应用程序本身，所以用户就能控制他们自己的数据，能保障它的正确性，并且可以在不同的程序和服务之间协调数据。
2.1.2 Visual https://www.doczj.com/doc/0517591475.html,
.NET Framework是微软.NET开发的核心和基础，微软的Visual https://www.doczj.com/doc/0517591475.html,是针对.NET Framework而设计的，二者紧密结合。Visual https://www.doczj.com/doc/0517591475.html,通过提供一个统一的集成开发环境及工具，提高了开发效率:集成了多种语言支持;简化了服务器端的开发:提供了高效地创建和使用网络服务的
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方法[10]。
Visual https://www.doczj.com/doc/0517591475.html,定义了可在，NET框架中构建的四种不同的应用程序:
1. 控制台这些是命令行应用程序，没有图形用户界面(GUI)，可以在DOS 窗口中执行，并与DOS窗口交互。除了固有的用途外，这些应用程序特别适用于测试代码片段以便确保其功能正确。
2. Windows窗体(Windows Forms) 这些是围绕GUI构建的高级客户端应用程序。在.NET框架中开发的客户端应用程序的新增功能包括可视继承、无需编码的大小调整、自动控件更新和新的控件。
3. Web窗体(Web Forms) 这些是围绕带有特殊控件的GUI构建的基于浏览器的应用程序。Web窗体应用程序是使用ASRNET编写的。
4. XML Web Services 这些是定义Web Services的应用程序，它们可以在本地网络或Internet上公开，供其他Web Services或应用程序使用。它们是基于HTP和XML的，因此它们传输的信息可以通过防火墙传递。
2.1.3 https://www.doczj.com/doc/0517591475.html, Framework的组成
https://www.doczj.com/doc/0517591475.html,最重要的部分是.NET框架(.NET Framework). .NET框架的目的是使人们更容易建立网络应用程序和网络服务。.NET Framework是在https://www.doczj.com/doc/0517591475.html,平台上进行开发的基础，.NET Framework以及针对设备的.NET Framework简化版为Web服务和其他应用程序提供了一个高效安全的开发环境，并全面支持XML.
.NET Framework由两大部分组成:公共语言运行库(Common Language Runtime)、类库(包含Microsoft https://www.doczj.com/doc/0517591475.html,, Enterprise Services, Microsoft https://www.doczj.com/doc/0517591475.html,，和Windows Forms)。下面简要地了解.NET开发框架的几个主要组成部分:
(1) 首先是整个开发框架的基础，即公共语言运行库(CLR)以及它所提供的一组基础类库;
(2) 在开发技术方面，.NET提供了全新的数据库访问技术https://www.doczj.com/doc/0517591475.html,，以及网络应用开发技术ASRNET和Windows编程技术Win Forms;
(3) 在开发语言方面，.NET提供了VB, VC++, C#, Jscript等多种语言支持;微软也支持第三方生产针对Microsoft .NET的编译器和开发工具，这意味着几乎所有市场上的编程语言都有可能应用于Microsoft .NET开发框架。另外，微软在https://www.doczj.com/doc/0517591475.html,中推出了C#语言，C#针对.NET作了特别设计。C#是一种从C++和Java继承而来的，简单的，现代的，面向对象的语言，它综合了
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哈尔滨理工大学工学硕士学位论文
Visual Basic高产和C++底层高效的特性，并支持垃圾回收(无用内存回收)、内存自动管理和其他许多特性。
(4) Visual https://www.doczj.com/doc/0517591475.html,则是全面支持.NET的开发工具。
下面简要介绍一下这几个方面:
1. 公共语言运行库(CLR) - Common Language Runtime 公共语言运行库位于.NET框架的最低层，是这个框架的基础，它提供许多服务，这些服务有助于简化代码开发和应用程序的开发，同时也将提高应用程序的可靠性。CLR是一个运行并“管理”正在执行的代码的引擎。从安全角度来看，CLR将.NET框架的限制施加到正在执行的代码上并防止它表现出意外的行为。
基于公共语言运行库开发的代码称为受控代码，它的运行步骤大体如下:首先使用一种公共语言运行库支持的编程语言编写源代码，然后使用针对公共语言运行库的编译器生成独立于机器的微软中间语言(Microsoft Intermediate Language)，同时产生运行所需的元数据，在代码运行时再使用即时编译(Just In Time Compiler)生成相应的机器代码来执行。
在组件的开发及运行过程中，公共语言运行库都扮演着非常重要的角色。在组件运行过程中，运行时负责管理内存分配、启动或删除线程和进程、实施安全性策略、同时满足当前组件对其它组件的需求。
在开发阶段，公共语言运行库的作用有些变化:与现今的COM相比，运行时的自动化程度大为提高(比如可自动执行内存管理)，因而开发人员的工作变得非常轻松。尤其是，映射功能将锐减开发人员将业务逻辑程序转化成可复用组件的代码编写量。
另外公共语言运行库还提供了更多的功能和特性，比如统一和简化的编程模型;避免了DLL的版本和更新问题(常称为DLL地狱)，简化了应用程序的发布和升级;多种语言之间的交互，例如用户甚至可以在VB中使用C++编写的类。
2. 基础类库(Base Class Library ) 对于开发者而言，他们除了关心公共语言运行库提供那么多新特性外，还关心它究竟给开发者提供了什么样的编程接口，这就是基础类库。
基础类库包括了从输入输出到数据访问等各方面，提供了一个统一的面向对象的、层次化的、可扩展的编程接口。它使用一种点号分隔的方法，使得查找和使用类库非常容易。在使用时，开发者只需在自己的应用中添加所需的基础类库的引用，然后就可以使用这个类库中的所有方法、属性等等。跟传统的Windows编程相比，使用和扩展基础类库都非常容易，这使得开发者能够高效、快速的开发网络应用。
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