毕业设计（论文）-高校实验室排课系统的设计与实现.docx

盐城师范学院毕业设计盐 城 师 范 学 院毕业设计高校实验室排课系统的设计与实现学生姓名 学 院 信息工程学院 专 业 软件工程 班 级 12（1） 学 号 指导老师 2016年5月16日第27页,共27页高校实验室排课系统的设计与实现摘要随着当今世界各种技术的快速发展，电子计算机也发展迅速，已经广泛运用到各种管理科研及人们的日常生活之中。为了使高校排课工作更合理、更科学，决定开发智能化的实验室的排课管理系统。排课系统采用JSP技术和SQLServer2008数据库及使用MyEclipse开发软件进行Java代码的编写开发，系统开发模式采用B/S模式，基本实现了针对权限不同的用户进行增加、删除、修改、查询，实验室分配，课表的安排等一系列功能。经过一系列的测试，本系统操作方便，达到了预期的效果。【关键词】排课；JSP；信息系统 ；B/S模式全套设计加扣 3012250582The design and implementation of university laboratory course arrangement systemAbstractWith the rapid development of todays world of various technologies, the rapid development of electronic computer, has been widely used in various scientific research management and the daily life of people. In order to make the university course scheduling work more reasonable and scientific decision course scheduling management system development of intelligent laboratory. Of course scheduling system using JSP+SQLServer2008 and Java code using My Eclipse development software development, and the scheduling system development uses B/S model.The basic realization of the crud, for permission to different people laboratory distribution, schedule arrangement and a series of functions. After a series of tests, this system is easy to operate, to achieve the desired results.KeywordsCourse arrangement , JSP , Information system , B/S model目录1引言11.1课题开发的必要性11.2可行性研究12需求分析22.1系统需求分析22.2系统运行环境22.3系统开发环境23系统开发环境工具及技术33.1JSP概述33.2SQLServer200833.3JAVA语言34系统总体设计34.1系统主页设计44.2系统后台设计44.3系统前台设计54.4系统层次模块图64.5模块功能设计64.6系统业务流程75系统数据库设计10 5.1数据库概念设计105.2数据库逻辑设计146系统实现166.1注册166.2学生登录186.3教师登录196.4管理员登录217系统测试227.1软件测试方法227.2功能测试237.2.1用户登录测试237.2.1课程添加删除测试247.3测试评价248结束语24参考文献26致 谢271引言高校的实验室是学校教学的主要承担者，实践是整个教学活动的重要构成部分之一。随着学校教育工作的变革，高校实验室的使用情况也变得加倍频繁。其中实验教学工作的一项重要环节就是如何根据实际情况合理有效的安排实验课程。这就非常需要运用计算机来解决问题，以减轻教师的工作，提高学校的工作效率。目前许多学校实验室的安排大部分采用人工编排的方法，这是一项复杂繁琐的工作，使老师的工作量加大，而且比较浪费时间，所以排出的课表可能课表存在着不合理性。然而排课系统的开发和使用主是为了合理安排教师的教学时间，提高学校实验室的合理性使用率，以满足学校教学研究的需要。1.1课题开发的必要性由于课表的多变性，使用其他的方式安排课表的时候经常会使一些问题更加复杂。一些相关研究显示，使用分层的方法把实际情况进行处理，是有可能成功解决问题的。从目前情况来分析，这些系统在适用性上依然不是很令人满意。有一个原因是要想考虑全面地排课是非常困难的，并且现在采取的一些算法大多存在一些局限性；另一个方面高校实验室资源等各方面条件都不一样，特定的排课系统很难广泛适用。由于在以上的条件下，设计一个效率高，使排课更加合理化，资源利用率更高的实验室排课管理系统显得更加的重要。1.2可行性研究国内当前状况下，愈来愈多的高校采用了实验教学，国内学校的模式也趋向于此，因此盐城师范学院也加快了实验教学的发展脚步，学校现如今的发展状况看来，学院通过借助实验教学来改变以往的教学方式，让学院的教学模式步入到一个新的境界，相对于以往的教学方式，实验教学对学院的教育发展速度和管理方面起到了积极性作用。所以需要一个良好的实验室排课管理系统，从而进一步发展我校实验教学，并且信息学院在近年来教育部推广信息化教学的前提下，每年学生数量在不断增加，班级数量和专业种类，所需要实验的课程数量的增加也成了一个必然的结局。从而相对于我校来说学院的实验教学设施相对来说显得紧张起来，所以设计一套合理的排课系统就变成重中之重了。2需求分析所谓需求分析从表面我们就可以不难理解，分析排课系统所需要哪些功能，确保系统所排课程的合理性，并且分析和解决系统在运行过程中对环境的一些要求，软件的使用效率如何，兼容性问题等等。2.1系统需求分析排课顾名思义就是安排课程，相对于以往的教学，排课并不具备一定难度，但那是建立在课程少，资源多的情况下，但随着学院教学信息化的发展下，课程愈来愈多，所需实验的课程也随之增加，实验设备的短缺的情况下，使用人工安排课表就需要花费大量的时间和精力。因此想要提高排课的效率，我们就需要借助于系统软件。但我们在排课过程中需要考虑到以下的几点冲突，这些冲突主要体现在参加实验课程的人数，老师的上课时间，需要实验的课程，实验地点等综合情况下。在以往为了使学生能够正常参加实验课程，学院的排课人员都会投入相当大的时间和精力为学生安排出合理的课表。为了给学校的排课人员提高工作效率，设计了一个为学生和教师提供有效方便的信息系统。根据学校的情况，主要用户有学生，教师，管理员。学生和教师可以通过自己注册来获取账号，用户可以对自己的信息进行修改查询，管理员可以对信息进行增加修改等操作。通过分析可以得出有如下几个功能，系统总共有三个不同权限的用户，分别是管理员、教师和学生。学生和教师可以对自己相关信息进行查询和修改。管理员有最高权限，可以查看和修改基本数据。每个用户只有一个账户可以登录系统，账户是唯一的。2.2系统运行环境本系统是基于web设计的,然后通过启用MyEclipse中的Tomcat进行访问数据库服务器上的SQLServer2008。2.3系统开发环境（1）硬件环境普通微机,配置为Intel(R) Pentium(R) 3.06GHz、80G硬盘、2G内存。（2）软件环境Windows 7操作系统、SQLServer 2008数据库、Tomcat服务器和MyEclipse软件。3系统开发环境工具及技术3.1JSP概述Java Server Page的简称是JSP，是一种动态网页制作的技术1。开发人员可以根据脚本语言迅速地建立动态网页，这样就可以使得开发人员更加方便有效的维护动态网页，提高了开发的工作效率。JSP编程技术拥有其他技术所不具备的许多优点，比如JSP具有强大的功能，还有多样化的开发工具支撑2。还有比如开发人员编写之后，可以把代码放到任何一个环境之中使用和处理3。因此排课系统采用JSP技术来编写。3.2SQLServer2008本系统使用的是SQLServer2008数据库服务器。SQLServer2008也足够快和灵活允许用户存储和记录文件和图像4。SQLServer2008 主要目标是快速、健壮和易用。SQLServer2008具有诸多特性，比如提供了多种数据库的连接途径5。而且能在目前广泛使用的操作系统之中运行。还有重要的一点就是支持多线程，充分利用CPU资源6。3.3JAVA语言Java和C+比较相似,学过C+就会很在短时间内学会和运用Java。在相关程序运行的时候，Java和C+有不一样的地方，那就是没有利用指针直接处理数据存储的地址。操作系统可以对Java的运行内存进行统一分派和管理，因此可以防止有一些病毒因为指针进入到系统之中，一旦进入到系统可能危害整个系统，而且阻止了对系统的非法访问7。Java的面向对象这个特性，可以使得开发人员不需要重新编写源代码，因此系统开发人员只需要特别注意系统接口和类的设计，不再需要再关注其他的内容8。Java可以建立在扩展TCP/IP网络平台上9。可以使用FTP和HTTP协议传输和接手相关文件，这个方法可以使系统开发人员使用服务器上的文件和使用本地文件一样容易10。而且Java的程序比较通用，不受平台的限制。4系统总体设计现在因为学校的信息化教学在快速地推进和发展，所以使用排课管理系统，可以提高实验室的管理水平和质量，还有实验室的利用率得到了提高。因此在一定程度上节省了学校在排课这一方面投入的资源。因此排课系统可以实现的基础功能有用户可以注册，登录系统，进行相关信息修改。各个用户可以对相关信息进行查看。教师可以依据系统里面的数据进行排课，然后自动生成课表。4.1系统主页设计排课系统能够支持三个不同权限的用户，分别是学生，教师，管理员三类用户， 并且每个用户都有自己相对应的操作权限，教师可以查看个人信息根据已有的信息来安排课表，学生可以浏览自己的课表，个人信息，和修改自己的个人信息。因此在个人看来以上几点，在系统的前台页面上都必须显示出来。4.2系统后台设计经过全方位的仔细调查和分析，确定了排课系统的一系列功能模块。为了准确描述所取得的需求信息，依据相关要求，使用用例对功能需求做出阐述，细化系统用例的层次结构，把系统用例分成几个不同的包，每一个包表示一组系统用例，如下图4-1所示：实验教学计划基本数据管理实验课程安排管理实验室课表查询图4-1系统包图系统登录流程图。如图4-2所示：图4-2登录流程图4.3系统前台设计1、功能概述结合对后台设计的了解，从而给出系统前台页面需要显示的功能。（1）数据操作与信息管理实验室排课系统作为一个信息管理系统，因此在设计前台页面上，应该把信息重点突出在页面上，能够方便用户的管理，以及与各种用户相对的信息能够进行相应的操作。（2）课程编排课程安排是排课系统最重要的功能，课程安排应该考虑到实验室的要求和特殊条件，如何科学地使用实验室，以及科学地安排教师的实验教学时间。根据学生所在班级的人数和实验课程的特殊性选择安排实验室。由于一些实验室和学生课程的特殊要求，可以对课程实施优先级设置。对系统产生的排课没有符合客观条件的情况，可以采用人工的方式进行调整。在排课的过程中出现临时变动的时候，实时发布更新之后的课表，以方便学生和教师查看。2、界面设计一个好的页面应该在方便用户使用的同时，还能让用户在浏览信息的同时能够一目了然的看到自己所需要的信息，当然好的页面也需要使用户看起来更加的舒适，所以应该要设计一个简洁明了的页面。4.4系统层次模块图系统层次模块,分别有学生,教师,管理员三部分用户,具体层次模块图如图4-3所示：图 4-3系统功能层次模块图4.5模块功能设计（1）基础数据管理基础数据包括实验室的信息、教师的信息、学生的信息和班级信息等相关信息。管理员拥有最高权限，对这些基础数据实施管理。其他的登录用户可以在给定的权限范围内对数据进行相关操作。（2）实验教学课程安排管理学校的课程计划是排课的重要依据，管理员获得对应学期的实验课程计划表，然后通过把这些安排导入数据库之中，并且设定课程的优先级参数，然后进行排课。学生和任课教师可以登录并且查看对应学期相关实验课的信息。（3）数据统计查询 对相关数据进行查询是系统中的主要功能之一，对排课系统产生的课表可以按照不同的权限对数据进行操作。 4.6系统业务流程系统架构分为好几个层次，系统开发人员根据对数据流进行的分析，然后可以把排课系统的数据流图分成三层：顶层、一层和二层。数据在排课系统中的生成，运输，计算、运用和加工等一系列操作都可以通过这三个层次来表示。根据分析，得到排课系统的顶层的数据流图如图4-4所示：图4-4顶层数据流图图4-5具体业务流程图图4-6第一层数据流图5系统数据库设计5.1数据库概念设计数据库的设计在所有的系统开发中是非常重要的一项环节。因为好的数据库意味着好的系统，如果数据库设计的不好，那么在之后的开发过程中，会产生很多不可预料的问题，有时候一点点小的数据库问题都可能会导致整个系统运行不起来，这样的话会延误整个系统的开发进程，导致很多损失。因此就需要一开始就根据排课系统的整体要求来设计一个好的数据库。根据分析，可以得到排课系统管理员实体属性图如图5-1所示：图5-1管理员实体属性图根据分析，可以得到排课系统院系留言属性图如图5-2所示：图5-2留言实体属性图根据分析，可以得到排课系统课程项实体属性图如图5-3所示：图5-3课程项实体属性图根据分析，可以得到排课系统班级实体属性图如图5-4所示：图5-4班级实体属性图根据分析，可以得到排课系统排课实体属性图如图5-5所示：图5-5排课实体属性图根据分析，可以得到排课系统实验室教室实体属性图如图5-6所示：图5-6教室实体属性图根据分析，可以得到排课系统公告实体属性图如图5-7所示：图5-7公告实体属性图根据分析，可以得到排课系统学生实体属性图如图5-8所示： 图5-8学生实体属性图根据分析，可以得到排课系统教师实体属性图如图5-9所示图5-9教师实体属性图经过对相关信息的分析之后得到排课系统的实体属性关系图，如下图5-10所示：图5-10实验室排课系统E-R图5.2数据库逻辑设计1.管理员实体数据表，用来存放管理员的编号名称和密码。表5-1管理员实体数据表字段名类型长度是否允许空值字段说明Admin_idvarchar10否编号Admin_usernamevarchar100否名称Admin_passwordvarchar20否密码2.留言实体数据表，用来存放留言人的名字，留言的标题、内容和时间以及答复的内容和时间。字段名类型长度是否允许空值字段说明message_namevarchar50是留言人的名字message_titlevarchar50是留言的标题message_contentvarchar4000是留言的内容dafu_contentvarchar4000是答复的内容message_shijiandatatime32是留言的时间dafu_shijiandatatime32是答复的时间表5-2留言实体数据表3.课程项实体数据表，用来存放课程的编号和课程名字。表5-3课程项实体数据表字段名类型字段是否允许空值字段说明kecheng_idvarchar20否课程的编号kecheng_namevarchar60否课程名4.班级实体数据表，用来存放班级的编号，班级名字，总人数和所在的系。表5-4班级实体数据表字段名类型长度是否允许空值字段说明class_idvarchar10否编号class_namevarchar50否班级名class_renshuchar10否班级总人数class_xivarchar50否所在系5.排课实体数据表，用来存放实验室编号，所在班级，任课教师，课程需要的周数，上课的星期，课节，上课时间，课程的用途。表5-5排课实体数据表字段名类型长度是否允许空值字段说明laboratory _novarchar50否编号banjivarchar50是所在班级teachervarchar50是任课教师zhouvarchar50是课程需要的周数xingqivarchar50是上课的星期kejievarchar50是课节shijiandatetime100是上课时间yongtuvarchar1000是课程用途6.实验室实体数据表，用来存放实验室的编号，名称，用途和可以容纳的人数。表5-6实验室实体数据表字段名类型长度是否允许空值字段说明laboratory_idvarchar15否编号laboratory_namevarchar60否名称laboratory_yongtuvarchar1000是用途laboratory_rongliangchar15是可以容纳的人数7.公告实体数据表，用来存放公告的标题、内容和时间。表5-7公告实体数据表字段名类型长度是否允许空值字段说明gg_titlevarchar50是公告的标题gg_contentvarchar100是公告的内容shijiandatatime32是公告的时间8.学生实体数据表用来存放学生的学号，姓名，登录密码，性别，班级，电话。表5-8学生实体数据表字段名类型长度是否允许空值字段说明student_idvarchar12否学生的学号student_usernamevarchar50否学生的姓名student_passwordvarchar60否登录密码student_sexchar2是学生性别student_telvarchar30是学生电话student_banjivarchar50是学生班级9.教师实体数据表，用来存放教师的工号，姓名，密码，性别和电话。表5-9教师实体数据表字段名类型长度是否允许空值字段说明teacher_idvarchar12否教师工号teacher_usernamevarchar50否教师姓名teacher_passwordvarchar60否登录密码teacher_sexchar2是教师性别teacher_telvarchar30是教师电话6系统实现6.1注册没有账号和密码的用户可以先进行注册，在系统的首页可以点击注册按钮，然后在跳出的页面之中填写需要注册的账户、密码、姓名，在性别的下拉菜单可选择男女，然后填写电话和班级，在权限类别的下拉菜单可以选择教师或者学生，不可以选择管理员，因为管理员具有最高权限，可以根据对自己的概括填写简介，然后可以提交。如果填写的账户在数据库之中已经存在了，则会有弹窗显示该账户已经被注册。注册界面如下图6-1所示：图6-1 注册界面其中学生的注册界面的代码如下面所示:if(types.equals(STUDENT)/判断是否添加学生信息Connection con=db.getCon();/获取数据库连接String PK_sql=select * from PK_student where PK_ student_id =+PK_ student_id +;/拼接sql语句ResultSet PK_rs=db.GetRs(PK_sql); /执行sql语句if(rs.next()/判断学生的学号是否已经存在out.println(alert(用户名已被别人注册);javascript:history.go(-1););elseString sql1=Insert into student(PK_ student_id,PK_ student_username,PK_student_password,PK_student_sex,PK_student_tel,PK_student_banji,) values(+PK_student_id+,+PK_student_username+,+PK_tstudent_password+,+PK_student_sex+,+PK_student_tel+,+PK_student_banji+,+PK_times.getNowtime()+);/拼接添加学生信息的sql语句int tt=db.GetCounts(PK_sql1);/插入数据，给相应的字段赋值6.2学生登录在登录界面的下拉菜单选择学生，然后根据账户密码登录，没有账户的可以点击注册。登录之后的界面如图6-2所示：图6-2学生登录界面学生可以对个人信息进行修改，比如账户，密码，姓名，电话，班级和简介。查看列出的课程信息，点击课程信息查询按钮，在班级输入框之中输入班级，然后点击查询，会先显示相对应的信息，如果不存在，则会显示暂时没有信息。第三个功能就是留言信息添加，在输入框之中输入留言人，标题和想发布的留言的具体内容，然后点击提交，在这个里面会显示之前的留言内容。点击公告信息查看，会显示管理员所发布的公告信息，比如公告的主题，内容和时间。最后退出系统，返回系统的首页。其中学生查看公告信息的代码如下所示:String sql = Select * from gg ;/在数据库之中查找所有公告信息ResultSet rs=info.GetRs(sql);/判断值是否为空if(!rs.next()/如果值为空out.println(暂时没有信息);/输出公告栏之中暂时没有信息elsers.last();int i = 0;CountRow = rs.getRow();/获得总条数CountPage1 = (CountRow/PageSize1);/获得总页数if (CountRow%PageSize10)/如果页数不是整数CountPage1+;/页数加1Integer n = (CurrPage1-1)*5+1;rs.first();rs.absolute(CurrPage1*PageSize1-PageSize1+1);/将指针移到当前页码对应的第一条数据所在位置6.3教师登录在登录界面的下拉菜单选择教师，然后根据账户密码登录，没有账户的可以点击注册。登录之后的界面如图6-3所示：图6-3教师登录界面教师也可以进行个人信息比如账户、密码、姓名、电话以及简介进行修改并且可以重置相关信息。教师可以填写实验室编号、班级、工作周、星期、课节以及实验室的用途，然后点击分配按钮，还可以重置信息。教师在进行课程科室分配的时候，会出现要分配的班级人数超出了实验室所能承载的最多人数，会有提示显示人数已经超标。如下图6-4所示：图6-4添加失败截图人数超标代码如下面所示:if(falg = 0) PK_sql1=Insert into PK_paike(PK_laboratory _no,PK_banji,PK_teacher,PK_zhou,PK_xingqi,PK_kejie,PK_yongtu,PK_shijian),/sql语句values(+PK_laboratory_no+,+PK_banji+,+PK_teacher+,+PK_zhou+,+PK_xingqi+,+PK_kejie+,+PK_yongtu+,+PK_times.getNowtime()+);/插入数据，给字段赋值int T=newstt.GetCounts(PK_sql1);/判断班级人数是否大于实验室人数if (T0)elseout.println(alert(添加失败,班级人数超出实验室容量！);window.location.href=t_fenpei.jsp;);/弹出对话框课程安排管理功能如图6-5所示：图6-5课程安排管理界面在答复留言信息功能中，教师可以对留言进行答复，点击信息列表的答复按钮，然后出现答复信息列表，根据提出的答复编写相关内容，然后点击提交。对违反规定的留言进行删除。教师也可以查看管理员发布的公告信息。6.4管理员登录管理员在选择“管理员”权限之后登录排课系统，具有最高权限，可以查看和删除教师和学生的一系列个人信息。点击删除之后，会有弹框显示已经删除成功。在公告信息管理中，可以发布最新的公告，填写公告名称和内容。在实验室信息管理功能中，可以提交实验室编号，名称，容量以及填写实验室用途，而且可以删除下面已经列出来的相关信息。实验室信息管理功能如图6-6所示：图6-6实验室信息管理界面实验室管理添加课程的代码如下面所示：String PK_sql1=Insert into shiyanshi(laboratory_id,PK_laboratory_name,PK_laboratory_yongtu,PK_laboratory_rongliang);/sql语句values(+PK_laboratory_id+,+PK_laboratory_name+,+PK_laboratory_yongtu+,+PK_laboratory _rongliang+);/插入数据，并且给它赋值int tt=newstt.GetCounts(PK_sql1);/判断数据是否冲突，产生制约if (tt0)out.println(alert(添加成功);window.location.href= PK_g_shiyan_list.jsp;);/返回添加成功信息 elseout.println(alert(添加失败);window.location.href=PK_g_shiyan_list.jsp;);/弹出添加失败对话框在班级信息管理功能中，可以提交新的班级名称和班级人数，重置就是把还没提交的数据清空。在已经显示的信息后面可以点击删除按钮。班级信息管理功能如图6-7所示：图6-7班级信息管理界面7系统测试7.1软件测试方法在所有的开发工作结束之后，还有一项非常重要的工作，那就是对软件进行测试。对排课系统进行全方位的测试，可以提高排课系统的质量，发现之前的错误和漏洞，然后及时修改和完善，使得排课系统变得更加可靠。排课系统采用的主要测试方法是黑盒测试的方法。黑盒测试需要测试许多测试项目，比如检查排课系统的所有功能，验证有没有漏了一些本来应该在排课系统中所需要存在功能，然后加以改进和完善。还需要测试排课系统的输入输出功能，比如在文本框中输入信息，然后点击提交，看显示出来的信息是不是和之前所输入的信息一致。还有需要测试排课系统中的相关数据，比如在前台界面添加了一些信息之后，检查也没有及时更新到数据库之中去，还有在连接数据库之后能否正常地访问相关数据。根据做出来的排课系统，看是否满足可靠性，兼容性等一系列性能。7.2功能测试由于时间有限，对排课系统只能进行简单的功能测试，比如不同用户的登录测试，系统给教师安排时间是否有冲突，教师分配的班级人数有没有超过实验室的核定人数等等一系列测试。7.2.1用户登录测试用户登录测试主要测试各个不同用户登录排课系统的功能。该登录界面如图7-1所示：图7-1登录界面用户登录的测试用例如下：测试功能：用户登录系统测试者：顾健测试描述：在登录界面分别输入不同的数据，查看输出情况测试用例：1.输入用户名：gu 密码：123 权限：管理员 输出：管理员登录错误，请核实用户名和密码是否输入正确，重新输入；2.输入用户名：gu 密码：123 权限：教师 输出：登录错误，请核实用户名和密码是否输入正确，重新输入；3.输入用户名：gu 密码：123 权限：学生 输出：登录错误，请核实用户名和密码是否输入正确，重新输入；4.输入用户名：gu 密码：1234 权限：学生 输出：登录成功，进入学生端；5.输入用户名：admin 密码：admin 权限：学生 输出：登录错误，请核实用户名和密码是否输入正确，重新输入；6.输入用户名：admin 密码：admin 权限：管理员 输出：登录成功，进入管理员端。经过测试，发现排课系统不同用户的登录没有问题。7.2.1课程添加删除测试课程添加测试主要是测试管理员的对课程进行提交和删除，检测其有没有问题。用户登录的测试用例如下：测试功能：课程添加测试测试者：顾健测试描述：在课程信息管理界面分别输入不同的数据，查看输出情况测试用例：1输入课程编号：1 课程名称：JAVA开发，点击提交，输出：添加成功；2输入课程编号：1课程名称：计算机组成原理，点击提交，输出：编号重复，请重新输入；3输入课程编号：2 课程名称：JAVA开发，点击提交，输出：添加成功。4在对应编号之后点击删除按钮，输出：删除成功。经过测试，发现排课系统对于课程的添加操作没有问题。7.3测试评价通过对排课系统编写测试用例