【毕业学位论文】（Word原稿）高等学校精品课程申报管理系统设计与实现-软件工程

硕士学位论文 （专业学位） A 等学校精品课程申报管理系统设计与实现 姓 名： 许佳音 学 号： 1021170354 所在院系：软件学院 职业类型：工程硕士 专业领域：软件工程 指导教师： 张晨曦 刘依 副指导教师： 贠 伍 二 一 三 年 八 月 A in 2013 2013 u 1021170354 of 高等学校精品课程申报管理系统设计与实现 许佳音 同济大学 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名： 年 月 日 经指导教师同意，本学位论文属于保密，在 年解密后适用本授权书。 指导教师签名： 学位论文作者签名： 年 月 日 年 月 日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文 中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 年 月 日 同济大学 硕士学位论文 摘要 I 摘要 随着信息技术突飞猛进的 发展，高等学校教育正发生着一场变革。很多新的信息系统也应运而生， 越 来越多的传统教学方式已经被系统化、标准化、电子化的教学手段代替。 传统的教学管理方式因其效率低 下，组织难度大，历史数据难以追溯等等缺陷，阻碍了教学管理现代化。 高等学校精品课程申报系统 的诞生正是为了解决这些问题，提高高校精品课程的申报效率，降低申报成本，使组织管理更有效，资源调配更合理，以更好的促进高校教学质量 。 我们设计实现了 高等学校精品课程申报系统 ， 围绕精品课程申报，覆盖项目的建 立，维护，申报，打分，省级国家级精品课程认定等项目管理的全过程。 首先我们做了技术选型。 系统将采用面向对象方法编程，研究如何架构基于 B/S 结构的后台管理系统 ， 并最终给出 台下的实现，即采用 其次，我们 对 业务流程进行 了 分析，完成了 系统的需求分析。 系统按照用户角色可分为 申报人、学校管理员、省级 管理员 、评审专家、系统管理员 三类，文中画出了各类角色在进行各种相关操作时的用例图。然后，进行了 系统的总体设计和详细设计。系统划分为 6 个模块，即： 系统 登录模块， 课程创建模块 ，校级管理模块 ， 省级管理模块 ， 专家评审 模块， 系统 管理模块。我们对各模块进行了详细设计，画出了这些模块的详细的 流程 图。在论文的最后，描述了该系统的编程实现，给出了各模块的界面截图，并给出了部分代 码 。 目前 精品课程申报管理系统 已经通过测试，正在推广使用中，相信系统的 易用性 、 高 安全性 以及友好的交互设计 一定能提高高等学校的教学质量和效率。 关键词 ： 精品课程 ， 申报管理系统 ， 架 ， 用程序 of is by of a of of to is to It of of we of we a of is / S of 2EE is we of to be a of in we We We a a In we in of is is It is s of be to of of I 济大学 硕士学位论文 目录 录 第一章 引言 . 1 题背景 . 1 内外研究现状 . 1 究目的和意义 . 2 文主要工作 . 2 文组织结构 . 3 第二章 关键技术 . 4 态网站技术 . 4 2术 . 6 术 . 6 术 . 7 术 . 8 计模式 . 9 术 . 10 章小结 . 10 第三章 需求分析 . 11 统业务流程分析 . 11 统功能需求 . 12 统登陆模块 . 12 程负责人创建课程模块 . 12 校级精品课程管理 . 12 级管理员课程管理模块 . 13 品课程专家评审模块 . 13 统管理模块 . 13 统用例分析 . 14 程负责人模块用例分析 . 14 级管理员课程管理模块用例分析 . 15 级管理员课程管理模块用例分析 . 15 家打分模块用例分析 . 16 统管理员管理模块用例分析 . 16 发与运行环境 . 17 统可行性分析 . 17 章小结 . 18 第四章 系统设计 . 19 同济大学 硕士学位论文 目录 统总体设计 . 19 统网络拓扑结构 . 19 统总体功能结构 . 20 统架构图 . 20 统各模块设计 . 21 . 21 程负责人创建课程模块设计 . 22 校级精品课程管理模块设计 . 23 级课程管理模块设计 . 24 品课程专家评审模块设计 . 25 . 26 据库设计 . 26 统安全设计 . 30 . 32 第五章 系统实现 . 33 统登陆实现 . 33 程负责人创建课程实现 . 36 校级精品 课程管理实现 . 39 级精品课程管理实现 . 42 品课程 专家评审管理实现 . 45 统管理实现 . 47 统实现说明 . 51 统编码说明 . 52 章小结 . 54 第六章 总结与展望 . 55 结 . 55 一步的工作方向 . 55 参考文献 . 57 致谢 . 58 第 1 章 引言 1 第一章 引言 题 背景 高等学校精品课程申报系统 是一个面向 省 高校教师和 教育管理部门 使用 课程评教 平台 ，为平台 用户 提供更多的服务，在该平台构建 精品课程申报系统 ，可为 省内各高校精品课程的评选 提供支撑平台。 高等学校精品课程申报系统 可以 以网站方式部署在省教育厅的服 务器上 ， 精品课程申报系统 主要分 前台课程创建 和后台 课程评审 管理两部分，前台发布主要是 按照精品课程申报流程，以及高等教育精品课程申报规范进行精品课程的无纸化申报 。 精品课程后台 管理包括 精品课程的学校评审，专家评审，各级用户的管理，学校的管理，系统管理等几个模块，基于角色权限的方式进行权限的分配和管理 ，基于现有成熟的 统架构，创建的 理系统 1， 本课 题主要实现该精品课程申报系统的 全部功能。 内外研究现状 精品课程建设是高等学校教学质量与教学改革工程的重要组成部分 ，目的是打造 具有一流教师队伍、 一流 教学内容 、一流 教学方法 、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程。 目前， 各省级教育行政部门和各高等学校 为 进一步更新教育观念，提高对人才培养质量重要性的认识，紧紧抓住提高人才培养质量这条生命线，确保教学工作的中心地位，以培养满足国家和地方发 展需要的高素质人才为目标，以提高学生国际竞争能力为重点，整合各类教学改革成果，加大教学过程中使用 信息技术的力度，加强科研与教学的紧密结合，大力提倡和促进学生主动、自主学习，改革阻碍提高人才培养质 量的不合理机制与制度，促进高等学校对教学工作的投入，建立各门类 和 专业的校、省、国家三级精品课程体系 。 国内的传统精品课程评选方式存在以下弊端： 第一， 浪费 了大量的纸张，同时， 产生了 大量的印 刷费用，以及 人力成本 。 第二， 评审 时间 周期太长 。传统 精品课程评审 由于进行 现场评估 ，有着地理方面的限制， 评审 时间不得不延长。 第三， 沟通成本 高昂 。 课程评审过程中沟通不及时，沟通成本太高严重制约了国内精品课程的发展 。 第四，历史数据难以追溯，由于历史数据的保存和查询是一个庞大的工程，同济大学 硕士学位论文 高等学校精品课程申报管理系统设计与实现 2 在此过程中经常会出现意想不到的事情，对珍贵数据造成损害。 我们的系统采用的网上精品课程申报模式极大的方便了用户。网上申报精品课程不仅为各高校节约了成本，而且方便了精品课程的数据归档，以及按年度查询管理。从科学发展的角度来看，它具有无 纸性传播的根本性区别 2。 对教育 管理部门 而言 ， 管理将 更现代化、更方便快捷 。 精品课程的管理将变得有序，有历史数据方便快捷的进行查询 。 所以， 精品课程申报系统 对于 高效教师 来说，是一种绝对 便捷 高效的课程申报管理 手段。对 管理者 来说，是一种方便有效的 管理方式，新模式 必然会为更多的 用户 所接受。也是将来的一种发展趋势。 究 目的和意义 通过研究和分析 高等学校精品课程 的使用需求，设计开发了一个安全、高效的 高等学校精品课程 管理系统，依靠本 高等学校精品课程 管理系统能够快速、有效、安全的管理数据，提高高校 教学质量和 效率 ，规范 高等学校精品课程 的管理。 用户以 浏览器的形式接入服务 ，遵循 议通信 3，服务器以 议接入网关，用户通过 面进行自助服务 4。对短信息的基本原理和相关协议进行分析，在此基础上结合 高等学校精品课程 系统的需求分析，给出环状内存池方案解决系统服务器实现过程中的内存使用问题，以满足系统的性能要求，使系统能长期不间断满负荷运营。 考虑到今后 随着 高等学校精品课程 的 业务的发展，该系统的负荷也会与日俱增，今后面临的问题是系统的扩容和处理能力的提高。由于系统采用模块化设计，面向对象编程方法， 所以具有良好的扩展性和可维护性， 从软件工程的角度上讲，一定程度上降低了二次开发的难度。 从而降低了维护成本 5。 考虑到用户对数据的安全性 、稳定性的特别 要求，系统有独立于操作系统之外的数据备份功能与过程，以及系统崩溃后的数据恢复功能，系统有 用户 管理等安全措施。 以便特定的系统用户对系统的使用需求。 文主要工作 为使高等学校精品课程管理能够快速、有效、安全，设计开发高等学校精品课程管理系统。 本文的主要工作包括： 第一 、 深入调研系统功能需求，设计符合新型管理模式的功能模块，在设计过程中达到稳定、实用、 方便、快捷的效果以满足系统管理员对整个高等学校精第 1 章 引言 3 品课程的管理和扩展。 第二 、对该系统进行了详细设计，包括数据库设计 、数据库表 系图 以及各模块的处理逻辑设计，给出其流程图， 对系统的可行性进行深入分析，用软件工程的方式方法对系统进行设计 。 第三、 了解数据的第三范式，以及数据设计原则，数据库表之间的关系， 设计 了 数据库，并对数据库的管理和优化有一定的了解。 第四 、 掌握 码编写规范进行编码， 采用 架构进行系统的架构，并排除系统可能存在的隐患，内存泄露等。 第五 、 设计通用访问接口便于系统的扩展。 第六 、 预留第三方访问 口扩展，方便系统接入第三方服务，或者作为第三方服务给其他系统调用。 第七 、 进行了界面页面设计以及编程实现。首先实现了各模块的功能，然后进行集成，并对该系统进行了调试。 文组织结构 论文 组织结构如下， 共分六章 ： 第一章是 引言 包括研究背景、国内外研究现状、研究的 目的和 意义、 本文主要工作 、 论文的组织结构。 第二章是 是关键技术，首先介绍了 术、其次介绍 术、 术 和数据库 技术 。 第三章 系统需求分析包括系统功能概述、系统模块简 介、系统开发与运行环境 。 第四章是系统设计包括系统总体框架、系统模块设计、数据库设计。 第五章是系统实现包括系统各功能模块的功能说明、 系统登陆模块、课程创建模块、课程学校评审模块、精品课程专家评审模块、系统管理员课程管理模块、系统管理模块 的实现、 用户 管理模块的实现、 专家 管理模块的实现、系统管理模块的实现。 第六章是总结 与展望 ，主要是对本文的工作进行总结，并指出下一步的工作 。 同济大学 硕士学位论文 高等学校精品课程申报管理系统设计与实现 4 第二 章 关键技术 本章将介绍项目研究、开发所采用的技术，包括 术、 术、术、 术、设计 模式技术以及 术。 态网站 技术 我们通常用到的开发动态网站的技术主要有 种技术 2，三种技术在现在的开发中都有应用，现在也有很多网站都开始转向 我们国家的外包行业中 用比较多；目前在国内 用最为广泛。而于是一种较新的技术，国内采用的较少。但在国外， 经是比较流行的一种技术，尤其是电子商务类的网站，多采用 国内采用 网站如新浪网（ 中国人（ ，但由于 身存在的一些缺点，使得它不适合 应用于大型电子商务站点，而更适合一些小型的商业站点 3。 首先， 乏规模支持。其次，缺乏多层结构支持。对于大负荷站点，解决方法只有一个：分布计算。数据库、应用逻辑层、表示逻辑层彼此分开，而且同层也可以根据流量分开，组成二维阵列。而 缺乏这种支持。还有上面提到过的一点， 供的数据库接口支持不统一，这就使得它不适合运用在电子商务中。 没有以上缺陷， 以通过 模支持，通过 得结构支持 4。 众所周知， 由 司倡导、许多公司参与一起建立的一种动态网页技术标准。 在传统的网页 件(*加入 序片段 ( 记 (就构成了页 (* 务器在遇到访问 页的请求时，首先执行其中的程序片段，然后将执行结果以 式返回给客户。程序片段可以操作数据库、重新定向网页以及发送 等，这就是 建立动态网站所需要的功能。所有程序操作都在服务器端执行，网络上传送给客户端的仅是得到的结果，对客户浏览器的要求最低，可以实现无 至无 术是用 言作为脚本语言的， 页为整个服务器端的 单元提供了一个接口来服务于 应用程序 5。由于 术有以下优点所以被越来越多的软件开发公司所采用 。 1简便性和有效性 通过前面对 组成的介绍，可以知道 态网页的编写与一般的静第 2 章 关键技术 5 态 网页的编写 是十分相似的。只是在原来的 页中加入一些 有的标签，或是一些脚本程序（而且此项不是必需的）。这样，一个熟悉 页的开发。而且开发人员完全可以不自己编写脚本程序，而只是通过 有的标签利用别人已写好的部件来实现动态网页的编写 6。这样，一个不熟悉脚本语言的网页开发者，完全可以利用 这在其他的动态网页开发中是不可思议的！ 2程序的独立性 族的一部分，它拥有一般的 序的跨平台的特性，换 句话说，就是拥有程序的对平台的独立性。即： 7 3程序的兼容性 因为 的动态内容可以各种形式进行显示，所以它可以为各种客户提供服务：从使用 浏览器，到使用 各种手提无线设备（如，移动电话和个人数字设备 再到使用 用，都可以使用 动态页面。 4程序的可重用性 前面已经提到，在 面中可以不直接将脚本程序嵌入，而只是将动态的交互部分作为一个部件加以引用 8。这样，一旦这样的一个部 件写好，它可以为多个程序重复引用，实现了程序的可重用性。现在，大量的标准 由于 面的内置脚本语言是基于 程语言的，而且所有的 面都被编译成为 面就具有 术的所有好处，包括健壮的存储管理和安全性。 作为 台的一部分， 有 程语言 “ 一次编写，各处运行 ”的特点 11。随着越来越多的供应商将 持添加到他们的产品中，您可以使用自己所选择的服务器和工具，更改工具或服务器并不影响当前的应 用。 站的的设计目标主要是提供一种更为简便、有效的动态网页编写手段，并且增强网页程序的独立性、兼容性和可重用性。 高等学校精品课程 管理系统要求对于各种应用易于部署、维护和修改，管理员只需要对服务器进行操作即可。 术的以上优点使得它成为我们开发 高等学校精品课程 管理系统的最佳工具。 另外， 术应该是未来发展的趋势。世界上一些大的电子商务解决方案提供商都采用 3。比较出名的如 E 的核心是采用 方另外 一个非常著名的电子商务软件提供商， 原来的产品 , 3, 4 占据了主要的电子商务软件份额。 它们都是通过 提供支持的。但去年 10 月后它推出了 济大学 硕士学位论文 高等学校精品课程申报管理系统设计与实现 6 一个采用 电子商务 且声言不再开发传统软件 8。从国内外发展趋势来看，用 术来开发我们的 高等学校精品课程管理系统 一定会满足我们现在和将来的需要。 2术 台由一整套服务 (应用程序接口 (协议构成，它对开发基于 多层应用提供了功能支持 15。 过去，二层化应用 用 很多情况下，服务器提供的惟一服务就是数据库服务。在这种解决方案中，客户端程序负责数据访问、实现业务逻辑、用合适的样式显示结果、弹出预设的用户界面、接受用户输入等。 构通常在第一次部署的时候比较容易，但难于升级或改进，而且经常基于某种专有的协议，通常是某种数据库协议。它使得重用业务逻辑和界面逻辑非常困难。更重要的是，在 代，二层化应用通常不能体现出很好的伸缩性，因而很难适应 要求。 计 部分起因就是想解决二层化结构的缺陷 16。于是， 层企业级应用的开发。它定义了一套标准化的组件，并为这些组件提供了完整的服务。 自动为应用程序处理了很多实现细节，如安全、多线程等。 多层方式可以使企业级应用具有很强的伸缩性，它允许每层专注于特定的角色。例如，让 务器负责提供页面，应用服务器处理应用逻辑，而数据库服务器提供数据库服务。 由于 立在 台标准 版 (基础上，所以具备了 所有优点和功能，包括 “ 编写一次，到处可用 ” 的可移植性、通过 问数据库，以及一个经过验证的安全模型 345。在这些基础上， 增加了对业级 件 )、 务器页面 ( 术的支持。 术 金会 目组的一个 目，它采用 式，能够很好地帮助 发者利用 发 用。和其他的构一样， 是面向对象设计，将 式 分离显示逻辑和业务逻辑 的能力发挥得淋漓尽致 9。 架的核心是一个弹性的控制层，基于如 标准技术，以及 第 2 章 关键技术 7 一些类库。 一组相互协作的类（组件）、 成。基于 架的 用程序基本上符合 以说是一个传统 计模式 的一种变化类型 10。 其自己的控制器（ 同时整合了其他的一些技术去实现模型层（ 视图层（ 在模型层， 以很容易的与数据访问技术相结合，如 以及其它第三方类库，如 者 象关系桥 )。在视图层， 够与 括 及 板， 其它表示层技术。 术 一个开源框架，是为了解决企业应用程序开发复杂性而创建的。框架的主要优势之一就是其分层架构，分层架构允许您选择使用哪一个组件，同时为 用程序开发提供集成的框架。 架是一个分层架构，由 7 个定义良好的模块组成。 块构建在核心容器之上，核心容器定义了创建、配置和管理 方式，如图 1 所示。 图 架的 7 个模块 组成 架的每个模块（或组件）都可以单独存在，或者与其他一个或多个模块联合实现。每个模块的功能如下： 核心容器：核心容器提供 架的基本功能。核心容器的主要组件是 是工厂模式的实现。 用控制反转 （ 模式同济大学 硕士学位论文 高等学校精品课程申报管理系统设计与实现 8 将应用程序的配置和依赖性规范与实际的应用程序代码分开。 下文： 下文是一个配置文件，向 架提供上下文信息。 下文包括企业服务，例如 子邮件、国际化、校验和调度功能。 过配置管理特性， 块直接将面向方面的编程功能集成到了 架中。所以，可以很容易地使 架管理的任何对象支持 块为基于 应用程序中的对象提供了事务管理服务。通过使用 用依赖 件，就可以将声明性事务管理集成到应用程序中。 象层提供了有意义的异常层次结构，可用该结构来管理异常处理和不同数据库供应商抛出的错误消息。异常层次结构简化了错误处理，并且极大地降低了需要编写的异常代码数量（例如打开和关闭连接）。面向 异常遵从通用的 常层次结构。 架插入了若干个 架，从而提供了 对象关系工具，其中包括 有 这些都遵从 通用事务和 常层次结构。 块： 下文模块建立在应用程序上下文模块之上，为基于 应用程序提供了上下文。所以， 架支持与 集成。 块还简化了处理多部分请求以及将请求参数绑定到域对象的工作。 架： 架是一个全功能的构建 用程序的 现。通过策略接口， 架变成为高度可配置的， 纳了大量视图技术，其中包括 架的功能可以用在任何 务器中，大多数功能也适用于不受管理的环境。 核心要点是：支持不绑定到特定 务的可重用业务和数据访问对象。毫无疑问，这样的对象可以在不同 境 （ 独立应用程序、测试环境之间重用。 术 相对 “ 一站式 ”决方案而言， 一种 “ 半自动化 ” 的 现。所谓 “ 半自动 ” ，可 能理解上有点生涩。纵观目前主流的 论 是 对数据库结构提供了较为完整的封装，提供了从 数据库表的全套映射机制。程序员往往只需定义好了 数据库表的映射关系，即可通过 者 供的方法完第 2 章 关键技术 9 成持久层操作。程序员甚至不需要对 熟练掌握， 根据制定的存储逻辑，自动生成对应的 调用 口加以执行。大多数情况下（特别是对新项目，新系统的开发而言），这样的机制无往不利，大有一统天下的 势头。但是，在一些特定的环境下，这种一站式的解决方案却未必 有效 。 我们 常常遇到以下情况： 1 系统的部分或全部数据来自现有数据库，处于安全考虑，只对开发团队提供几条 存储过程）以获取所需数据，具体的表结构不予公开。 2 开发规范中要求，所有牵涉到业务逻辑部分的数据库操作，必须在数据库层由存储过程实现 。 3 系统数据处理量巨大，性能要求极为苛刻，这往往意味着我们必须通过经过高度优化的 句（或存储过程）才能达到系统性能设计指标。面对这样的需求，再次 使用 发现 比 较麻烦 ，甚至无法使用 ，只好再 使用 接使用 行数据库操作实际上也是不错的选择，只是拖沓的数据库访问代码，乏味的字段读取操作令人厌烦。 “ 半自动化 ” 的 刚好解决了这个问题。这里的 “ 半自动化 ” ，是相对 提供了全面的数据库封装机制的 “ 全自动化 ”现而言， “ 全自动 ”现了 数据库表之间的映射，以及 自动生成和执行。而 着力点，则在于 间的映射关系。也就是说， 不会为程序员在运行期自动生成 行。具体的 要程序员编写，然后通过映射配置文件，将 需的参数，以及返回的结果字段映射到指定 用 供的 制，对业务逻辑实现人员而言，面对的是纯粹的 象，这一层与通过 现 言基本一致，而对于具体的数据操作， 自动生成 句，而 要求开发者编写具体的 句。相对 “ 全自动 ”制而言， 发的工作量和数据库移植性上的让步，为系统设计提供了更大的自 由空间。作为 “ 全自动 ”现的一种有益补充，出现显得别具意义 12。 计模式 作为程序员都知道良好程序的一个基本标准：高聚合，低耦合。面向对象语言比结构化语言要复杂的多，不良或者没有充分考虑的设计将会导致软件重新设计和开发。然而实际的设计过程中 ，设计人员更多的考虑如何解决业务问题，对于软件内部结构考虑较少 。 设计模式则补充了这个缺陷，它主要考虑如何减少对象之间的依赖性，降低耦合程度，使得系统更易于扩展，提高了对象可复用性 13。同济大学 硕士学位论文 高等学校精品课程申报管理系统设计与实现 10 因此，设计人员正确的使用设计模式就可以优化系统内 部的结构 ,提高 代码的重用性和可维护性。 术 一种可以用来定义其它标记语言的可扩展语言，它的主要任务在描述资料，并擅长用来描述结构化的资料 14。在跨平台、分散式或是异质性的环境中， 供一种中立、标准的交换格式。配合 供对内容的精确宣告，可以让我们在对各种不同平台进行搜寻时，有办法针对其中的语义加以查询。此外， 将促成新一代的网路资料检视与资料运作的应用程式。它被用来在不同的商务过程中共享数据。 发展和 相互独立的，但是，它和 有 的相同目标