（控制理论与控制工程专业论文）教师工作量管理信息系统的研究与开发.pdf

硕士论文 教师 二作量管理信息系统的研究与开发 摘要 近年来随着高等教育教学改革的不断深入，对高校而言，校际之间的竞争就意 味着内部管理体制和工作效率的竞争。如何运用现代化的手段，大力开发和利用高校 的信息资源，建立高校管理信息系统，改变传统的管理模式，全面提高管理水平，已 经成为各个高校面i 临的一项重要任务。正是基于这样的形势，我们研究和开发了教师 工作量管理信息系统。 本文首先对管理信息系统进行了简单的介绍，接着分析了教师工作量管理的现 状，通过对系统的需求分析，明确了系统的功能目标，确定了系统的体系结构及其软 件开发平台。然后详细阐述了系统的设计过程，包括功能模块的划分和数据库的设计， 最后介绍了子系统部分功能模块的具体实现过程。 本系统采用c s 结构模式开发，选用d e l p h i7 0 作为应用程序开发工具，数据 库管理系统采用 i c r o s o f ta c c e s s 。该系统开发了系级和教师个人教师工作量薅个 管理信息子系统，实现了用户登录、查询、工作量计算、报表打印等功能，最终完成 的教师工作量管理信息系统为用户提供了方便、快捷的平台，提高了工作效率，对高 校院系一级管理信息系统的开发具有一定的参考价值。 关键词：管理信息系统，c s ，数据库，教师工作量管理，d e l p h i u n d e rs u c hs i t u a t i o n , w ed e v e l o pt e a c h e r s w o r k l o a dm a n a g e m e n t s y s t e m t h i s p a p e rg i v e sab r i e fi n t r o d u c t i o no fm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ，a n d a n a l y z e sp r e s e n ts i t u a t i o no ft e a c h e r s w o r k l o a dm a n a g e m e n t t h r o u 曲a n a l y s i so ft h e d e m a n d ，w ec o n f i r mt h ef u n c t i o n , a r c h i t e c t u r ea n ds o r w a r ed e v e l o p m e n tp l a t f o r mo ft h e s y s t e m t h e nt h ed e s i g np r o c e s si n c l u d e sf u n c t i o nm o d u l ed i v i s i o na n dd a t a b a s ed e s i g na r e e l a b o r a t e di nt h ep a p e r f i n a l l yt h ep a p e rp r e s e n t st h er e a l i z a t i o n p r o c e s so f p a r t i a lf u n c t i o n m o d u l eo f t h es u b s y s t e m t h i ss y s t e ma d o p t sc sm o d e d e l p h i7 0a sa p p l i c a t i o nd e v e l o p m e n tt o o la n d m i c r o s o f ta c c e s sa sd a t a b a s em a n a g e m e n ts y s t e m i td e v e l o p st w os u b s y s t e m so ft h e w h o l ed e p a r t m e n ta n dp e r s o n a lw o r k l o a d , r e a l i z e st h ef u n c t i o n so fu s e rl o g i n , q u e r y , w o r k l o a da c c o u n ta n ds t a t e m e n t sp r i n t t e a c h e r s w o r k l o a dm a n a g e m e n ts y s t e mp r o v i d e s c o n v e n i e n ta n dq u i c k e rp l a t f o r ma n dr a i s e sw o r ke f f i c i e n c y , w h i c hh a sr e f e r e n c ev a l u e f o rt h ed e v e l o p m e n to f m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mi nh i 曲s c h o o l ， k e y w o r d s ：m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m , c s ，d a t a b a s e ，t e a c h e r s w o r k l o a d m a n a g e m e n t ，d e l p h i 声明 本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本 学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或 公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使 用过的材料。与我一同t 作的同事列本学位论文做出的贡献均已在论文 中作了明确的说明。 研究生签名： 舷l 鱼口年6 月相 学位论文使用授权声明 南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或 上网公布本学位论文的部分或全部p , l 容，可以向有关部门或机构送交并 授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密 论文，按保密的有关规定和程序处理。 研究生签名：4 l 鱼。年6 月知f | 硕士论文 教师工作量管理信息系统的研究与开发 1 绪论 1 1 选题背景 二十一世纪是知识经济时代，科学技术的飞速发展为企事业单位带来了前所未 有的机遇和挑战。为了适应国家“科教兴国”战略和知识创新体系的要求，许多高校 开始深化改革，适应经济社会的发展，适应现代化建设对各类人才培养的需要，全面 提高办学质量和效益，而科学有效的管理是提高教学质量和办学效益的重要保障。 随着高等教育教学改革的不断深入，高校管理工作的内容、对象不断变化，管 理人员的工作负荷不断增大，传统的通过纸张为媒介的处理信息手段对工作效率有了 很大的制约。目前国内外高校管理手段的一个共同趋势就是“规范化、信息化、网络 化”，运用现代化的方法，对信息进行科学化和网络化管理，已经成为高校信息系统 的发展趋势。管理信息系统作为计算机应用的一个主要领域，深入地参与高校的管理 与决策，提高了高校的管理效率和决策水平。 目前，几乎所有高校的职能部门都已经建立了针对日常职能工作的管理信息系 统，例如财务处的财务管理信息系统、教务处的综合教务系统、科研处的科研管理信 息系统和实验设备处的实验设备管理信息系统等。这些系统在很大程度上提高了部门 ” 的工作效率和管理水平。然而，对于高校下属的各个院系来说，目前还缺乏有效的网 络化信息管理。院系作为管理学生和教师的最直接机构，在校级职能部门统一管理人 员信息的同时，也急待建立自己的信息库，将行政、教学、科研和学生工作等多种日： 常事务纳入信息化和网络化管理。建设开发院系综合管理信息系统已经迫在眉睫。 教师工作量信息管理在院系信息管理工作中占据极其重要的地位，是涉及到每位 教师的一件大事。教师工作量的计算和统计是高校教师年度考核、津贴计算、职称评 定等的重要依据，要求高度精确和高度安全，还要求报表标准化。在传统的手工方式 下管理工序繁琐、经办人员多，除了耗时、低效外，还不可避免地经常出现人为数据 错误。要解决这些问题，目前最迫切的需要就是开发一个功能完备、安全可靠的教师 工作量管理信息系统。 1 2 现实意义 随着教育教学改革的深入对高校而占，校际之间的竞争就意味着内部管理体制和 工作效率的竞争。近年来学校的规模不断扩大，如果人员之间、各部门之间的信息传 递仍停留在原来的有纸化传送的基础上，这就势必导致低效落后，影响各部门间的信 息流通效率，因此使用管理信息系统是提高工作效率、增强竞争力的必然选择。 l 硕十论文教师工作量管理信息系统的研究与开发 目前，我校以加强管理水平、提高办学效率为目标的体制改革正在逐步实施，加 上近年来教学工作量计算方案变动频繁，采用灵活、高效的先进技术使得工作量管理 科学化、规范化、现代化已经成为越来越迫切的要求。通过开发具有实用价值的教师 工作量管理系统，改变传统的管理模式，充分发挥技术手段在管理工作中的效益，实 现工作量管理自动化，提高工作效率，减少手工工作方式难以避免的数据错漏，减少 耗费在查找核对工作量的时间和人力，使管理工作更加科学化、规范化、现代化，并 能实现各种信息资源高度共享，为广大师生提供良好的服务，从而提高院系的管理水 平，培养出高质量的具有竞争力的优秀人才。 因此，针对传统落后的人工管理模式，根据高校教师工作量管理的内容和特点， 并在充分注重软件操作的交互性、简单性以及科学可视化原则的前提下，设计开发了 一套科学、完善的“自动化系教师工作量管理系统”，实现了教师工作量的计算机现 代化管理。 1 3 本课题的主要工作 针对当前院系教师工作量管理中存在的问题，经过调查分析，结合本单位现有条 件，设计并实现了一种基于c s 与8 s 混合模式的教师工作量管理系统。主要完成的 工作有以下三个方面的内容： 1 管理信息系统简介 2 对系统进行综合分析，明确系统要实现的各种功能。这部分工作的主要内容有： 分析系统的功能要求。 3 根据系统的需求分析，在此基础上分析了系统的总体设计方案，其中包括系统 的构成、总体结构设计、数据库管理系统和应用开发工具的选择等。 4 以确定的平台模式为基础，综合运用d e l p h i 、a d o 等技术，实现了系统各主要 模块的功能。 。 2 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，_ _ _ - _ _ ，一 堡主堡苎墼墅三堡兰竺墨堕皇墨丝堕竺塞生墨垄 2 管理信息系统简介 2 1 管理信息系统的定义 管理信息系统( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e i n ，缩写为m i s ) 一词最早出现在 1 9 7 0 年，到1 9 8 5 年管理信息系统的创始人，明尼苏达管理学院的著名教授才给出了 管理信息系统一个较完整的概念：“它是一个利用计算机硬件和软件，手工作业，分 析、计划、控制和决策模型，以及数据库的用户的一个机器系统。它能提供信息，支 持企业或组织的运行、管理和决策功能。”这个定义说明了管理信息系统的目标、功 能和组成，而且反映了当时管理信息系统已达到的水平。管理信息系统词在中国出 现于2 0 世纪7 0 年代末8 0 年代初，我国著名专家薛华成教授在管理信息系统( 1 9 9 9 年) 一书中重新阐述了管理信息系统的定义：“管理信息系统是以人为主导，利用计 算机硬件、软件、网络通信设备以及其他办公设备，进行信息的收集、传输、加工、 存储、更新和维护，以企业战略竞争、提高效益和效率为目的，支持企业高层决策、 中层控制、基层运作的集成化的人机系统。”这个定义说明管理信息系统绝不仅仅是 一个技术系统，丽是把人包括在内的人机系统。因而它是一个管理系统，是一个社会 技术系统。 一 _ ， 2 2 管理信息系统的发展 管理信息系统经历了由手工到单机到网络、由低级到高级、从支持基层事务处理 到中层控制管理到高层决策的过程： 1 手工和机械方式的数据处理系统( 2 0 世纪5 0 年代以前) 。自从有了人类组 织，组织的管理就需要通过信息的获取、交流和处理来实现。在工业社会以前，任何 组织都存在一个手工数据处理的管理信息系统。而到了工业社会，人们开始使用机械 化的数据处理了。 2 电子数据处理系统。计算机及相关技术的出现与发展，大大提高了数据处理 的效率，一定程度上降低了数据处理及存储成本，更重要的是促进计算机管理信息系 统的形成。2 0 世纪5 0 年代计算机的使用开始了计算机化数据处理和数据存储，这是 基于计算机的管理信息系统的早期形态。从发展阶段来看，电子数据处理阶段可分为 单项数据处理和综合数据处理两个阶段。 3 管理信息系统。2 0 世纪7 0 年代初随着数据库技术、网络技术和科学管理 方法的发展，计算机在管理上的应用日益广泛，管理信息系统逐渐成熟起来。管理信 息系统最大的特点是高度集中，能将组织中的数据和信息集中起来，进行快速处理， 统一使用。有一个中心数据库和计算机网络系统是m i s 的重要标志。管理信息系统的 3 堡堡塞 墼墅三堡量笪里焦星墨竺塑堑壅皇墨垄 另一特点是利用定量化的科学管理方法，通过预测、计划、优化、管理、调节和控制 等手段来支持决策。 4 决策支持系统。在管理信息系统的理论和实践都得到飞速发展的同时，在实 践中也暴露出了许多不足之处，主要i e 题是建立的系统缺乏灵活性及对决策者充分的 支持。于是2 0 世纪7 0 年代，国际上展开了关于m i s 为什么失败的讨论，直接导致了 决策支持系统的出现。决策支持系统能够在决策者和计算机交互的过程中，提供决策 所需的信息并帮助人们探索可能的决策方案。其耳的是帮助决策者提高决策的科学性 和有效性 5 人工智能。人工智能是计算机发展中的最新研究领域。人工智能的基本理念 是计算机可以通过编程实现类似人类的逻辑推理。 总之，管理信息系统的发展，实质上是一个低层到高层，从强调系统的效率到强 调系统的效果，从结构化到非结构化，从程序化到智能化，从集中式向分布式发展的 发展过程。 2 3 管理信息系统开发的原则和方法 2 3 1 管理信息系统开发的原则 根据管理信息系统开发的任务和特点，在管理信息系统开发中应遵循以下原则： 1 ) 四个统一原则 管理信息系统的开发要做到四个统一，即“统一领导、统一规则、统一目标规范、 统一软硬件环境”。“四统一”给系统开发人员和系统管理人员提出了共同遵守的准 则，加强了系统开发过程的管理和控制，对提高系统开发质量和水平、缩短开发时间、 减少开发费用、方便系统管理和维护等，都起到了重要指导作用。 2 ) “一把手”参与原则 实践证明，如果组织的“一把手”没有参加m i s 开发，而只是作为一个旁观者， 那么管理信息系统的歼发注定要失败。m _ i s 的开发与应用是一个技术性、政策性很强 的系统工程，诸如系统开发目标、环境改造、管理体制变革、机构重组、设备配置、 人员培训等一系列重大问题均需“一把手”的支持与参与。 3 ) 面向用户原则 管理信息系统是为用户开发的，最终要交给用户使用的，由用户通过运行并在使 用后作出客观评价。因此，系统开发人员要使m i s 开发获得成功，必须坚持面向用 户，树立一切为了用户的思想。从总体规划到开发过程的每一个环节都必须站在用户 的立场上，一切为了用户，一切服务于用户。 4 硕士论文教师工作量管理信息系统的研究与开发 4 ) 阶段性原则 系统开发过程要划分若干个工作阶段，明确规定各个阶段的任务和成果，制定各 个阶段的目标和评价标准，由开发领导小组或技术负责人来对阶段性成果进行评审， 发现问题及时提出修改方案，保证系统开发质量。 5 ) 适用性和先进性原则 管理信息系统开发，既不能盲目追求技术的先进性而采取不成熟的技术，造成 系统不能正常运行或运行不可靠、不稳定；也不能起点太低，采用过分落后的技术或 简单地模仿手工，造成系统功能弱、性能差。因此，在m i s 开发中应注重适用性与 先进性相结合。一方面要把适用性放在第一位，满足现行管理的实际需求，尽快解决 管理工作中的实际问题；另一方面要采用先进的管理思想和先进的技术，开发出功能 全、起点高的系统。 2 3 2 管理信息系统开发的方法“1 m i s 有很多种开发技术和方法，典型的有系统生命周期法、结构化方法和技术、 快速原型法、面向对象法等。 1 生命周期法 生命周期法强调开发过程的组织、管理和控制，是对整个系统开发过程的一种综 合的、详细的描述，它主要体现整个系统开发过程的任务阶段划分，每一个阶段所包 含的每一个作业，在每一个作业中各种人的作用等。软件的生存期分为六个步骤，即 制定计划、需求分析、设计、程序编码、测试及运行维护。 2 结构化方法 结构化方法是在结构化程序设计思想基础上发展起来的，提出系统化、结构化和 自顶向下的系统开发方法。对信息系统的发展起到了巨大的推动作用。 结构化方法的实质是“自顶向下，逐步求精，分而治之”。按系统的观点，在分 析问题时应首先站在整体的角度，确保全局的正确，然后再一层层深入地考虑和处理 局部问题。这就是所谓自顶向下的分析设计思想。这样自项向下地分析设计后，其具 体实现过程便采取从底向上的方法，一个模块一个模块地开发、调试，然后再几个模 块联调，最后整个系统联调。 3 原型法 快速原型法的核心是原型，即模型，是系统的早期可运行版本。随着用户或开发 者对系统理解的加深，不断地对原型进行补充和细化。系统的定义是在逐步发现的过 程中进行，这就是快速原型法的基本出发点。快速原型法的开发过程体现了不断迭代 的修改过程，是一种动态定义技术。快速原型法的最大优点是能够大大减少软件系统 的后期维护费用，使系统功能能正确反映用户的需求。 s 硕士论文教师王饩呈篦里鱼皇垂堕塑丛窒蔓量发 4 面向对象法 面向对象的开发方法是一种分析和设计阶段独立于程序设计语占的概念化过程， 它主要是一种思维方式，而不是程序设计。这种方法的最大优点是帮助分析者、设计 者和用户清楚地表达抽象概念，互相交流和通信，它也可作为描述、分析和建立文档 的一种手段。 以上各种方法各有其优缺点，在实践中单纯采用哪一种方法来进行系统的开发都 是片面的、有缺陷的。最好将上述几种方法取长补短，综合起来使用二 6 硕士论文教师- e 作量管理信息系统的研究与开发 _ _ - 。_ _ _ _ - - - _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。_ _ _ _ 。_ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ - _ _ 。- 。_ _ _ _ _ _ _ 。_ - - _ 。_ _ - _ _ 。_ _ _ - _ _ _ _ _ 。_ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ 一 3 系统分析 3 1 教师工作量管理的现状及存在问题 管理信息系统的建设是一项复杂的系统工程，它涉及到技术和许多非技术因素 ( 如管理因素、组织行为等) 。教师工作量的计算和统计直接影响各教师的津贴，是 津贴发放的重要依据。各院系教师工作量的计算、统计方式和内容相差不大，都已经 建立了自己的管理系统，但大多数只限于单机运行，有的还是传统的手工方式管理， 这种缺乏先进管理思想的方式，数据共享性差，缺乏系统观念以及对决策的支持。 以自动化院为例，每年要对教师工作量统计两次。在进行统计时，首先由院系教 务办向各个教师发放教师工作量登记表，督促教师在指定时间内上交填写好的登记 表，并由工作人员根据具体计算办法对各教师的工作量进行计算和统计统计完毕后 由院系教务办保管。一个教师的工作量由三部分组成：教学工作量、指导工作量和科 研工作量。教学工作量是该教师所担任的各门课程的折合工作量的总计，折合工作量 的计算需要根据课程的类型、学分、人数计算得到。课程类型有多种，如理论课、实 验课、课程设计、生产实习等等，不同类型的课程有着不同的算法。而且一门理论课 的学分可能包括授课学分和实验学分，授课学分和实验学分计算方法又不相同，计算 出来的折合工作量也不相同，一般一个教师一学期承担着两门以上的教学任务。指导 工作量由该教师所指导的学生人数和指导性质决定，以博导为例，一个博导既要指导 硕士研究生又要指导博士研究生，而硕士研究生和博士研究生又有论文期和非论文期 之分，学生类型和指导性质的不同导致指导工作量计算方法的不同。科研工作量主要 由教师承担的科研任务的不同而不同。每当年终考核和职称评定时，教师就到教务办 来从一堆表格中查询自己的工作量，既费时又费力。 根据以上分析，可以看出一个教师的工作量计算和统计是非常的繁杂和困难。不 但数据量大，内容繁多，公式计算复杂，非常容易出现计算错误，并且查找核对困难。 一旦计算出现错误，需重新进行计算统计，耗费大量的人力和时间。在具体实施过程 中，一旦有教师不在校内，无法填写登记表，不但延误了统计的时间，而且也增大了 统计的难度，直接影响院系的办公效率。在数据登记表的保存过程中，登记表由于是 手工填写，登记表格规格不一，破损严重，整理收藏困难，一旦需要查找往年的数据 资料，需要耗费大量的人力和时间。在这种传统的手工方式下的管理工序繁琐、经办 人员多，除了耗时、低效外，还不可避免地经常出现人为数据错误，从某种程度上讲， 这与工资数据的严肃性是不相称的。同时这种管理方法也很难为领导的决策提供科学 的依据和及时的信息，无法实现本单位基础数据的统一和共享。 7 硕t 论文教师t 作量管理信息系统的研究与开发 3 2 系统可行性分析 可行性分析是对一个信息系统对业务系统所带来的利益的一种度量，是任何一项 大型工程正式投入力量之前必须进行的一项工作。这对于保证资源的合理使用、避免 浪费是十分必要的，也是项目一旦开始以后能顺利进行的必要保证。 1 技术可行性 。 南京理工大学的校园网经过几年的建设，已经具备相当的规模。校园网的建立为 教学科研创造了一个崭新的环境，提供了一种先进的手段，也为管理信息系统的开发、 运行提供了支撑环境。另外各院系所处的教学实验大楼网络设施也十分完备，节点多， 接入方便，为网络化办公提供了良好的硬件基础。 。 目前管理信息系统从技术上来说已经相当成熟，伴随着信息领域及其他领域的发 展，其自身也在不断发展。在开发过程中，有教务管理人员又有熟悉信息管理及网络 技术的老师及研究生进行指导，能保证该项目的技术可行性和进程可行性。 2 经济可行性 目静高校各院系都正在推行网络办公系统，因此开发教师工作量计算系统得到了 广大教师的大力支持。由于本系统是独立自主开发，开发所需的硬件设备都是使用现 有设备，运行费用( 如耗材、折旧等) 和管理费用( 如人工、电费等) 没有额外增加， 维护费用也属于正常费用，没有因本系统的组建而增加，因此本系统在经济方面是完 全可行的。 3 操作可行性 新系统的实现可以提高工作效率，减轻工作人员负担，在系统调查及分析阶段能 够得到管理人员的积极支持。另外院系各个办公室都配备了电脑，而且均已接入校园 网和i n t e r n e t 。办公室的工作人员均掌握了一定的计算机基础知识和网络技能，部 分管理工作已经初步实现了微机管理和网络管理，能够很快地了解及适应新系统，因 此保证了项目的操作可行性与人员可行性。 通过以上的分析可得出结论：该系统的开发是十分必要且可行的。 3 3 系统需求分析 需求分析就是通过详细调查要处理的对象，充分了解工作情况，明确用户的需求， 然后在此基础上确定系统的功能。需求分析是软件开发过程中及其重要的一步，需求 分析的好坏直接影响着所开发的软件系统是否合理，是否符合用户的需要。 硕士论文 教师工作量管理信息系统的研究畸开发 3 3 1 系统设计目标 教师工作量管理系统的目标是：用现代化的计算机管理技术，建立院系教师工作 量管理系统，取代传统的手工管理方式，实现与外部的动态数据交换，提高管理水平 和效率，实现各种教学和管理信息资源高度共享，为决策人员或决策子系统提供准确、 及时的资料，与其他子系统一起协调工作，实现院系管理工作的现代化。 3 3 2 系统功能需求 系统必须实现用户的需求，这是开发系统最根本的一项要求。通过调研分析，本 系统在业务上的功能需求有： 一 1 数据处理功能 在手工填写工作量表格时期，用手工填写的表格就是将教师每学期的工作量信息 记录下来，以备统计、查找和核对。将这些记录行为计算机化，实际上就是数据库的 录入和更新。因此系统首先具备的功能就是数据的登记和更新，同时还要能进行修改 和删除。 2 查询功能 在实际工作过程中，常常需要对某些模糊信息进行确定，或者要从记录中获取一 些自己未知的但是己被记录的信息。这种通过查找工作记录或其他档案而获取记录的 具体信息的行为，在计算机上就表现为数据的查询。通过查询功能，可以让系统更透 明、更直观，只有这样才真正具备系统软件的基本功能。 3 打印报表功能 在手工管理时期，教师手工填写的工作量报表是进行管理工作的依据。通过这些 表格，可以了解每位教师每学期完了哪些教学科研工作。由此可见打印报表是系统必 备的功能之一。 4 统计功能 在教师工作量管理工作中，一项重要的任务就是统计每位教师每学期完成的工作 量。由于统计工作计算量较大也很复杂，因此在手工管理时期，往往需要专人管理， 且很容易出错。一旦出错，其产生的不良后果有时候是很大的。在实现了管理的计算 机化以后，我们可以充分利用计算机超强的计算能力，在完善和加强原来在手工管理 中极其复杂的报表工作的基础上，还可以进一步扩大统计的范围。 5 系统维护功能 主要完成各个数据库的维护，数据备份及系统的各种设置。 系统首先要满足工作量管理的业务需求，实现基本的数据处理、查询统计、计算 等功能，还要满足以下特性： 9 l ， 嗥#。 硕t 论文 教师工作量管理信息系统的研究与开发 1 高效性：应信息发展的需求，构建教师工作量管理信息系统，其原则之一就是 效率原则，使教师工作量管理工作以最少的人力、物力消耗，收到最大的管理成效。 2 安全可靠性：必须保证系统的高可靠性，尤其是工作量管理系统的信息安全 性，数据的安全，非法用户不能进入系统，系统用户不能越权操作。 3 实用性：界面友好，操作简单方便。操作人员一旦操作错误或录入非法数据 时，系统应给予相应的提示或警告。 5 可扩展性：在系统开发完成后，系统必须保证能够在用户有新的需求时容易 地增加一些功能或模块，及时解决用户实际问题，使得软件具有较好的可扩展性。 1 0 硕士论文 教师t 作量管理信息系统的研究与开发 4 系统设计， 根据前面系统分析的结果，确定了系统的需求后，进入系统的设计阶段。 4 1 系统体系结构 体系结构就是用于定义一个系统的结构以及系统成员之间的相互关系的一套规 则。它的发展经历了单机时代的主机终端模式，文件服务器时代的共享数据模式， 客户端服务器时代的客户端服务器( c s ) 计算模式，电子商务时代的浏览器服务 器( b s ) 网络模式，到目前的三层( 多层) 模式。 4 1 1 客户机服务器( c s ) 模式 c s 模式是一种两层的结构：第一层在客户机系统上结合了表示逻辑与业务逻 辑；第二层是通过网络结合数据库服务器。服务器与客户端之间通过消息传递机制进 行对话，由客户端发出请求给服务器，服务器进行相应的处理后经传递机制送回客户 端吲。 它的优点在于交互性强，系统的通讯开销较低，具有较强的数据操纵和事务处理 能力”1 。然而它的开发成本较高，移植困难，用户界面不统一，而且客户端与后台 数据库服务器数据交互频繁，当数据量大时，易造成网络瓶颈。 因此，c s 模式一般应用于局域网中，面向相对固定的用户群。 4 1 2 浏览器服务器( b s ) 模式 b s 模式应用系统由浏览器( b r o w e r ) 和服务器组成。在这种模式下，用户界面 完全通过w 聃浏览器实现，一部分事务逻辑在前端实现，但是主要事务逻辑在服务器 端实现，形成所谓3 - t i e r 结构。b s 结构，主要利用了不断成熟的孵浏览器技术， 用通用浏览器就实现了原来需要复杂专用软件才能实现的强大功能，并节约了开发成 本，是一种全新的软件系统构造技术。 、 与c s 相比较，它的界面统一，使用简单，易于维护，可以实现广泛的信息发布。 它的缺点在于与数据库交互的通讯时间长。所以它适用于系统同用户交互量不大的情 形。 4 1 3 三层( 多层) 结构 三层结构将应用程序划分为客户端应用程序、应用服务程序和远端服务器程序。 塑丝塞墼堑三丝曼笪堡垡星墨丝塑婴塞曼茎蕉 客户端主要负责用户界面处理；服务器端主要负责商业逻辑处理，为客户提供公共的 数据服务，处理客户端与数据库之间的数据流；远端数据库服务器提供关系数据库的 存取与维护，如图4 1 所示。 三层体系结构，是在客户端与数据库之间加入一个“中间层”，也叫组件层。三 层体系，不是指物理上的三层，不是简单的放置三台机器就是三层体系结构，也不仅 仅有b s 应用才是三层体系结构，三层是指逻辑上的三层，即使这三层放置到一台机 器上。 三层体系的应用程序将业务规则、数据访问、合法性校验等工作放到了中间层进 行处理。通常情况下，客户端不直接与数据库进行交互，而是通过c o m d c o m 通讯与 中间层建立连接，再经由中间层与数据库进行交互。 客户蜡 b r o w s e r 表示层 h t t p 请求， 叫邕唧饶譬k 羔型盟+ i 弓蕊磊 _ = = 一皇! 竺苎竺1 1 返目数据7 ( 她 h m 儿页面一 i 功能层 ； 教据屡 三层体系结构的优点在于： 1 ) 由于数据访问是通过中间层进行的，因此客户端不在与数据库直接建立数据 连接。也就是说，建立在数据库服务器上的连接数量将大大减少。例如一个5 0 0 个客 户端的应用系统，5 0 0 个客户端分别与中间层服务器建立d c o m 连接，而d c o m 通讯所 占用的系统资源极为有限，并且是动态建立与释放连接，因此客户端数量将不再受到 限制。同时，中日j 层与数据库服务器之间的数据连接通过“连接池”进行连接数量的 控制，动态分配与释放数据连接，因此数据连接的数量将远远小于客户端数量。 2 ) 可维护性得以提高。因为业务规则、合法性校验存在于中间层，因此当业务 规则发生改变时，只需更改中问层服务器上的某个组件( 如某个d l l 文件) ，而客户 端应用程序不需作任何处理，有些时候，甚至不必修改中日j 层组件，只需要修改数据 库中的某个存储过程就可以了。 3 ) 良好的可重用性。同样，如果需要开发b s 应用，则不必要中心进行数据访 问、业务规则等的开发，可以直接在w e b 服务器端调用现有的中间层( 如可以采用基 于i i s 的w e b c l a s s 开发，或直接编写a s p 代码) 。 4 ) 事务处理更加灵活，可以在数据库端、组件层、m t s ( 或c o m + ) 管理器中进 行事务处理。 t 2 硕士论文救师工作量管理信息系统的研究与开发 4 1 4 本系统体系结构的选择 教师工作量管理主要为满足教师登记学年教学指导工作量的需要。根据上章对高 校教师工作量管理的内容和特点的分析，考虑到系统的安全性，教师在对数据的操作 主要是在校园网内部进行，所以在教师工作量管理系统中，采用了交互性强，系统的 通讯开销较低，具有较强的数据操纵和事务处理能力的c s 结构 教师可以通过用户名和密码登录服务器，从服务器上获得相关信息，包括教师基 本信息，往年工作量记录。根据对工作量统计的特点和内容的分析，我们可以发现教 师工作量的统计时间要求不高，一年最多统计两次，而且一个系的教师人数并不多， 虽然统计的数据复杂但一次统计的数据量并不大。经过深入调研和充分听取教师对教 一 学工作量统计管理的意见和建议后，我们发现教师希望在提交教师工作量登记表之 前，对自己本年度的已完成工作量有一个清晰的把握，根据已经完成的工作量来对自 己的教学安排作相应的调整。结合教师工作量统计的特点和教师的实际需求，在客户 端应用软件上开发了“提交数据”和“更新数据”两个功能。教师可以在客户端进行 新学年工作量的添加，修改与保存操作，在规定提交时间内，在确认填写正确后，把 新学年的工作量数据提交服务器，供管理员进行核查和确认。在管理员核查并确认后， 教师可以更新客户端的往年工作量数据，在往年工作量数据表中将出现教师本年度的。 工作量数据，教师需打印本年度的工作量统计表，并签字交送管理员进行备案。 一 在服务器端安装有应用软件及数据库。服务器端的应用软件只能由管理员进行操作与 管理。在输入正确的用户名和密码后，管理员进入管理界面。在管理界面中，管理员、。， 可以添加教师信息、删除教师信息、修改教师信息；同时可以对教师提交的学年工作 量数据进行修改和核查，经核实后对数据进行锁定，锁定后的工作量数据教师只能查 询但不能进行添加、修改，删除等操作。在服务器端，管理员还可以根据要求打印不 同的报表，以供进行存档备案。 4 2 数据库产品的选择 4 2 1 关系数据库 数据是描述客观事物的文字、数字和符号，使客观事物的反映和记录，是信息 的载体。而数据库则是所有数据的集合。人们在对数据的标识、组织、存储、获取和 处理的过程中利用了计算机技术，并伴随着计算机技术的发展形成了数据库技术。同 时数据库技术的发展也使计算机技术渗透到了更多的领域和行业，成为计算机技术的 重要组成部分 硕上论文 教师工作量管理信息系统的研塞与开发 早期的数据库技术经历了文件管理阶段。此时的数据以文件的形式存储在独立 的外部文件中，要由操作系统来管理。数据和程序分离，数据面向程序，不仅存在大 量的数据冗余，而且数据和程序相互依赖，程序和数据问缺乏独立性。 现在的数据库系统通过数据库管理系统d b m s ( d a t a b a s em a n a g e m e n ts y s t e m ) 实现了数据和程序的相互独立。数据库中存储了大量用户信息，数据库应用程序提供 了用户接口并和数据库管理系统连接。“1 数据库支持的数据模型有层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型。经 过不断的发展，当前大多数数据库系统都支持关系型模型，以关系表的形式实现数据 的存储、组织，部分系统也面向对象模型提供了支持。关系数据库的出现也标志着数 据库技术的成熟。 关系型数据库是采用关系模型作为数据的组织方式的数据库，是指一些相关的 表和其他数据库对象的集合。在关系数据库中，信息被存放在二维表格结构的表中， 一个关系数据库包含多个数据表，每个表又包含行和列。数据库中的表和表之间是相 互关联的，这种关联性是由主键和外键所体现的参照关系实现的。关系数据库中不仅 仅包含表，而且还包含了诸如视图、存储过程、索引等其他数据库对象。 与文件系统相比较，关系型数据库系统有很多优点： l 数据结构化：一个数据库系统设计到的每个单独的文件是相互关联的，在整体 上又服从一定的结构形式，从而能更有效地管理大量的数据。 2 数据共享 3 可控冗余度：由于数据库系统采用统一集中的控制思想柬管理数据，可以在尽 可能大的程度上避免重复、减少和控制数据的冗余度。 4 数据的独立性：数据库系统力求减少数据结构和应用程序的相互依赖程度。 4 2 2 关系数据库的选择 目前，商品化的数据库管理系统以关系型数据库为主导产品，技术比较成熟。 m i c r o s o f ta c c e s s 是一个小、中型的数据库管理系统，它功能强大、使用方便，是 目前市场上功能最强的数据库管理系统之一。与其它数据库管理系统相比，m i c r o s o f t a c c e s s 的特点主要体现在以下几个方面： 1 作为基于w i n d o w s 的数据库管理系统，除了易于使用外，其对数据库的解释 也与众不同：a c c e s s 是在一个数据库文件( m d b ) 中管理所有的用户信息，而不用 考虑哪些数据存储在哪个文件中。 2 它做到了真正的关系数据库管理，具有主关键字和外部关键字定义，在数据 库中提供了完全的引用完整性和数据确认规则。 3 既能作为独立的数据管理系统使用，也能作为服务器提供s q l 之类的服务。 1 4 硕士论文教卿t 作量管理信息系统的研究与开发 因此，根据数据库选择原则和教师工作量管理系统对数据库的需求，本系统选用 m i c r o s o f ta c c e s s 作为数据库管理系统。 。 4 2 3s q l 语言简介 1 9 7 4 年，i b m 的r a yb o y c e 和d o nc h a m b e r l i n 将c o d d 关系数据库的1 2 条准则 的数学定义以简单的关键字语法表现出来，里程碑式地提出了s q l 语言。s q l 语言的 功能包括查询、操纵、定义和控制，是一个综合的、通用的关系数据库语言，同时又 是一种高度非过程化的语言，只要求用户指出做什么而不需要指出怎么做。s q l 集成 实现了数据库生命周期中的全部操作 s q l 语言作为关系数据库管理系统中的一种通用的结构查询语言，已经被众多的 数据库管理系统所采用，如o r a c l e 、s y b a s e 、i n f o r m i x 等数据库管理系统，它们都 支持s q l 语言。d e l p h i 与使用s q l 语言的数据库管理系统兼容，在使用d e l p h i 开发 数据库应用程序时，我们可以使用s q l 语言编程，支持s q l 编程是d e l p h i 的个重 要特征，这也是体现d e l p h i 作为一个强大的数据库应用开发工具的一个重要标志。 s q l 语言功能强大，是一种完备的数据处理语言，不仅用于数据库查询，而且用于数 据库中的数据修改和更新，概括起来，它可以分成以下几组： ( 1 ) d m l ( d a t am a n i p u l a t i o nl a n g u a g e ，数据操作语言) ：用于检索或者修 譬 改数据； ( 2 ) d d l ( d a t ad e f i n i t i o nl a n g u a g e ，数据定义语言) ：用于定义数据的结 构，比如创建、修改或者删除数据库对象； 、 。1 ( 3 ) d c l ( d a t ac o n t r o ll a n g u a g e ，数据控制语言) ：用于定义数据库用户的 权限。 s q l 语言具有以下特征： ( 1 ) 非过程化 s q l 是一个非过程化语言，因为它是一次处理一个记录，对数据提供自动导航。 s q l 允许用户在高层的数据结构上工作，而不对单个记录进行操作，可操作记录集。 所有s q l 语言使用查询优化器，它是r d b m s 的一部分，由它决定对指定数据存取的最 、 快速度的手段。 ( 2 ) 一体化 s q l 能完成定义关系模型、加入数据、建立数据库、查询、更新、维护，数据库 修改、数据库安全控制等操作，具有集d d l ( 数据定义语言) ，d m l ( 数据操纵语言) ， d c l ( 数据控制语言) 为一体的特点。 ( 3 ) 统一的语言 s q l 有两种使用方式：其一是联机交互使用方式，可以单独使用；另一种是嵌入 1 5 颂士论文 教师工作量管理信息系统的研究与开发 某中高级程序设计语言如c 语言程序中，以实现数据库操作；但是这两种方式的语法 结构基本一致，这就极大的改善了终端用户和程序设计员之间的通讯。 ( 4 ) 语言简洁，易学易用 尽管在s o l 语言中有如此强大的功能，又有两种使用方式，但是由于设计巧妙， 语言十分简洁。s o l 完成核心功能一共只用了8 个动词。 二 4 3 开发平台的比较和选择 4 3 1 开发平台的比较 数据库是当代信息系统的基础，在计算机应用中起到极其重要的作用，这方面的 工作近来受到越来越多的重视，得到较快的发展。因此开发平台也随之得到长足的发 展，目前，处于主流的开发平台主要有v i s u a lb a s i c 、p o w e rb u i l d e r 、d e l p h i 、v c + + 、 j a v a 等，它们各有所长。 ( 1 ) v b ：全称v i s u a lb a s i c ，它是以b a s i c 语言作为其基本语言的一种可视化编 程工具。v b 作为一种较早出现的开发程序具有容易学习，开发效率高的特点。但是 由于v b 不具备跨平台这个特性，而且它对组件技术的支持是基于c o m 和a c t i v e x ， 对于组件技术不断完善发展的今天，它也显出了它的落后性；同时v b 在进行系统底 层歼发的时候也是相对复杂的；而且面向对象的特性差；网络功能和数据库功能也没 有非常特殊的表现。v b 作为一种可视化的开发工具由于其本身的局限性，导致了它 在未来软件开发中将会逐步被其他工具所代替。 ( 2 ) p b ：全称p o w e r b u i l d e r ，使用简单，容易学习，容易掌握，代码执行系统 效率高。p b 可随意直接嵌套s q l 语言返回值被赋值到语句的变量中，支持语句级游 标，存储过程和数据库函数，是一种类似s q l 的规范，数据访问中灵活性强。但是 他在系统底层开发中同v b 一样相对复杂。它虽然在网络开发中提供了较多动态生成 w e b 页面的用户对象和服务以及系统对象，但是用于网络通讯的支持不足：静态页面 定制支持有限，使得p b 在网络方面的应用也不能非常广泛面向对象特性也不是太 好。 ( 3 ) d e l p h i ：基于v c l 库的可视化开发工具，它在组件技术的支持、数据库支 持、系统底层开发支持、网络开发支持、面向对象特性等各方面都有相当不错的表现， 并且学习使用较为容易，充分体现了所见即所得的可视化开发方法。它的开发效率高， 代码执行效率高。数据库支持更是d e l p h