（计算机应用技术专业论文）中职教务管理系统的设计与实现.pdf

中文摘要 本文针对北京铁路电气化学校教务管理的需要，设计与实现了基于b s 架构 的教务管理系统，选择了s o ls e r v e r2 0 0 0 作为数据库，系统的开发采用了a s p 动态网页技术，实现了系统登录、学籍管理、成绩管理、学生考勤管理、系统设 置、系统维护等功能。在研究中，重点进行了系统调查与分析、系统总体结构设 计、系统的数据库分析与设计和系统的功能设计。在设计过程中使用了统一建模 语言( u m l ) 建模，支持面向对象的技术和方法。同时，系统采用了登录验证、用 户权限分配等安全措施，从而保证了系统的技术领先性、实用性和安全性；可以 充分发挥学校各管理部门对于教学管理的职能，提高学校的教学管理水、f 。整个 系统界面清晰，功能完整，操作简便，适合我校教学管理的需要。 本文设计和实现的“教务管理系统”，已在实际工作中投入使用，管理员、 教师、学生均可以随时登录系统并以不同的权限进行相关的操作，效果良好。系 统具有功能实用、安全性高、界面友好、操作方便等特点。 关键词：教务管理b s 体系结构a s pu m l a b s t r a c t t oa c c o m m o d a t et h en e e do ft h es y s t e mo fe d u c a t i o n a la d m i n i s t r a t i o no nb a s i s i nt h er a i l w a ye l e c t r i f i c a t i o ns c h o o li nb e i j i n g ，t h ea u t h o rh a sd e s i g n e da n de x e c u t e d t h eb s - b a s e de d u c a t i o n a la d m i n i s t r a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m ，c h o o s i n gs q ls e r v e r 2 0 0 0a st h ed a t ab a s e ，a s pt e c h n o l o g yo fd y n a m i cw e bh a sb e e na d o p t e di nt h e d e v e l o p m e n t ，w h i c ha l l o w ss u c hf u n c t i o n sa st h es y s t e mr e g i s t e r , t h em a n a g e m e n to f s t u d e n t ss t a t u s e s ，r e s u l tm a n a g e m e n t ，t h em a n a g e m e n to fs t u d e n t st e s tf r e q u e n t l ya n d s y s t e mm a i n t e n a n c e d u r i n gt h er e s e a r c hp r o c e s so ft h i sd i s s e r t a t i o n ，t h ea u t h o r f o c u s e so nt h ef o l l o w i n gp a r t s ：s y s t e mr e s e a r c ha n da n a l y s i s ，t h eo v e r a l ls t r u c t u r e d e s i g no ft h es y s t e m ，t h ed a t ab a s ea n a l y s i sa n dd e s i g no ft h es y s t e m ，a sw e l la st h e f u n c t i o n a ld e s i g no ft h es y s t e m u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ( u m l ) h a db e e na p p l i e d i nt h ed e s i g n i n gp r o c e s s ，s u p p o r tf a c e st ot h et e c h n i q u ea n dm e t h o do fo b j e c t m e a n w h i l e ，t h es y s t e m st e c h n o l o g i c a ll e a d e r s h i ps t a t u s ，p r a c t i c a l i t ya n ds e c u r i t yh a v e b e e ne n s u r e di nt h es y s t e mw i t ht h ea p p l i c a t i o no fs u c hs e c u r i t ym e a s u r e sa sl o g i n v e r i f i c a t i o n ，t h eu s e rd i s t r i b u t i o nm o d u l e s ；w h i c hc a ns t r e n g t h e nt h er o l eo fe a c h m a n a g e m e n td e p a r t m e n tt o w a r d se d u c a t i o n a la d m i n i s t r a t i o na n di n c r e a s et h e e d u c a t i o n a la d m i n i s t r a t i o nl e v e lo ft h ew h o l es c h 0 0 1 t h ei n t e r f a c eo ft h ew h o l e s y s t e mi sc l e a r , w i t hf u l la n de a s yt oo p e r a t e ，m a t c h i n gt h en e e d so fv o c a t i o n a l s c h o o l st e a c h i n gm a n a g e m e n t t h es y s t e mo fe d u c a t i o n a la d m i n i s t r a t i o no nb a s i sd e s i g n e da n di m p l e m e n t e d i nt h i sp a p e rh a sb e e np u ti n t op i l o tr a n ，t h em a n a g e m e n t ，t e a c h e r , s t u d e n ta l lc a na t a n yt i m ec a r r i e so nt h er e l a t e do p e r a t i o nw i t ht h ed i f f e r e n tl e g a lp o w e r , t h er e s u l t s h a v eb e e ne n c o u r a g i n g w h i c hi sc h a r a c t e r i z e db yp r a c t i c a l i t yo fs y s t e m ，s e c u r i t yo f t h es y s t e m ，u s e r - f r i e n d l yl a y o u t ，e a s yt oo p e r a t i o n k e yw o r d s ：e d u c a t i o n a la d m i n i s t r a t i o n , b ss t r u c t u r e ， a s p , u m l 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得墨洼叁鲎或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者繇渺p 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解墨盗基堂 有关保留、使用学位论文的规定。 特授权叁鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：易力之乙 导师签名： 签字日期： 淑t k 天津大学硕上学位论文第一章绪论 第一章绪论 随着互联网的迅猛发展，当今社会己经进入网络时代，计算机网络己经成为 社会和经济发展的强大动力，利用网络信息技术实现国民经济和社会的信息化更 是我们国家科教兴国的重点战略。教育信息化是国民经济和社会信息化的重要组 成部分，对促进教育思想、观念、内容和组织形式的深刻变革，探索新型教育教 学模式和人才培养模式具有重要作用，是推动教育创新、深化教育改革、提高教 育质量的重要手段，是缩小教育差距、实现教育跨越式发展的重大举措【l 】。 中职学校信息化是社会信息化的基础和重要标志，实现学校的信息化是知识 经济条件下学校发展的大趋势。利用先进的网络技术手段提高作为学校核心工作 的教务管理水平，对提高人才的综合素质培养具有重大的影响。 1 1 系统开发背景及目的 1 1 1 系统开发背景 随着近年来我国教育改革的深化，素质教育的全面推进，尤其是国家教委“十 一五”规划提出的大力发展职业教育的战略，同时要求各地各职业院校要进一步 加强校企合作，加快推进职业教育人才培养模式的根本性转变；要大胆探索学分 制、弹性学制等教育管理制度的改革，以适应工学结合、校企合作培养模式的要 求；要积极推进学生到企业等用人单位项岗实习，努力形成以学校为主体，企业 和学校共同教育、管理和训练学生的教学模式。提出“校企合作、工学结合，半 工半读、项岗实习”的培养模式，这种多样化的教育教学模式，对教学管理部门 来说，不仅增加了工作量，更增加了工作难度，管理手段落后将直接影响教学质 量和办学水平。如何充分利用目前的教学资源，提高资源的使用率，处理成倍增 长的信息量，己成为教学管理职能部门共同关心的焦点。面对这一挑战，许多中 职学校纷纷启动并加快了数字化校园建设的步伐，相继建成了校园网，搭建了数 字化校园的硬件平台，部分中职学校购置了管理系统，部分中职学校开发了单项 管理模块，但是，不少软件在实际使用过程中或多或少存在一些缺陷：管理模式 滞后，缺乏与信息技术相匹配的管理模式；功能单一，不能涵盖中职学校管理部 门的诸多方面；可用性不强，大量的实际问题得不到解决；缺乏统一规划，系统 设计，没有整套的信息编码方案，大量数据形成信息“孤岛”。据调查，只有少 第章绪沦 数中职学校己拥有实用、先进、完整的管理软件，并处于正常运行状态。 1 1 2 系统开发目的 教务管理是学校重要的职能之一，是衡量学校管理水平的重要标准。建立基 于w e b ( 万维网，w o r l dw i d ew e b ) 的教务管理系统可以通过网络把信息采集的触 角延伸到各部门，实现信息从哪里产牛就从哪里入网把信息的采集工作溶化到 工作人员的日常事物处理中；可以充分发挥科、室教学管理的职能，提高各级部 门的教学管理水平、质量、效率，从而全面实现教务管理的网络化、自动化、数 字化，使教务管理高效有序地进行。另外，w e b 以一些简单的方式( 例如单击鼠 标) 连接海量的超媒体信息，易于使用和普及，基于w e b 开发的各种应用易于实 现跨平台，开发成本也较低，而且基于w e b 的应用几乎不需要培训用户。我校 属于中等职业教育类学校，其教务管理模式有其独特的特点，我校早于2 0 0 0 年 就建成校园网并投入使用，也购置了教学管理系统，但是不能涵盖我校教务管理 工作的诸多方面，使用率低，急需开发一套切实可行的教务管理系统，本系统开 发就是基于此而进行的，只有这样才能使教务管理系统直接和我校的管理制度接 轨，达到改善学校教学管理，提升学校教育教学质量，提高办公效率，促进学校 发展的目标。作为主要开发人员，我也将此做为我的研究课题。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 现状分析 教务管理系统的发展大致经历了两个阶段： 一是以单机和独立的业务系统为主体的教务管理信息系统发展阶段：时间大 致为2 0 世纪8 0 年代到9 0 年代初期。这一阶段的i t 发展特征是，计算机硬件的 价格开始降低，为其在国内普及应用提供了条件。正是在这一时期，计算机走入 了教育行业。但这时的教务管理信息系统几乎都处于功能问的相互独立状态，大 量的数据是以独享方式存在的，没有实现信息的整合。 二是以局域网和数据库为基础的网络教务管理信息系统发展阶段：时间大致 为9 0 年代中后期至今。这一阶段的i t 发展特征是：网络的迅速崛起及网络数据 库的普遍应用。这时的教务管理系统的建设以先进的教育思想和基于w e b 的教 务计算理念为指导，以计算机及嘲络技术、现代教育技术及信息技术为支撑，以 开放式、交互式、共享式为原则，建设一个信息安全可靠、传输快速、分散处理、 集中优化、资源共享的教务管理环境。教务管理系统的设计开始注重数据共享， 天津大学硕士学位论文第一誊绪论 即开始考虑不同部门之间的数据交换问题。这使学校整体教务管理的效率得到了 很火程度上的提高，重复工作也逐渐得以避免。 1 2 2 发展趋势 今天的计算机技术发展有两个明显的大趋势：( 1 ) 个人电脑不断地迅速发展， 从以往的提高工作效率的工具演变为一种功能全面、易于操纵而且价格便宜的学 习助手。( 2 ) 国际互联网络( 因特网) 的产生，个人电脑可以方便获取跨越伞球 的知识资源。 目前建设的教学教务管理系统均是借助这两个趋势进行设计的，支持有关学 校的教学、管理等各种应用。教师、学生、学校的管理人员乃至家长都能够在这 样的平台上，辅助学校的教育、教学、管理、共享多媒体资源等活动，这是今后 教学管理系统的发展趋势。 从设计结构上看，目前大部分教务管理系统采用了比较适于网络方式并易于 升级维护的b s ( 浏览器服务器，b r o w s e r s e r v e r ) 结构方式，也有一部分校园管理 软件还维持着c s ( 客户机服务器，c l i e n t s e r v e r ) 的结构。此外，也有一部分软件 支持b s 、c s 及l o t u sd o m i n o 多种结构，或在b s 内含其它结构。整体来说， 教务管理系统正在经历着从c s 向b s 结构转变的重大变革。 1 3 论文作者的主要工作 针对本课题的研究目的，主要进行了以下几方面的工作： 1 需求分析：根据我校教务管理系统要实现的功能目标，分析用户特点和 系统的业务流程，整理归纳出系统主要面向学生、教师、管理员等层次用户所需 要的功能需求。并使用统一建模语言( u m l ) 画出相应的类图和用例图、顺序 图等。 2 技术平台选择：选择构建系统的开发平台，研究运用的主要关键技术。 遵循开放、实用、安全的设计原则，通过对b s 结构和c s 结构优点和缺点的比 较，决定了我校教务管理系统采用b s 三层体系结构。然后，对儿种流行的教务 管理系统的开发平台的优势和劣势进行了比较，决定了采用a s p 作为系统的开 发平台。从而在满足需求的前提下，选择了适宜的系统及技术。 3 参与了教务管理系统的总体结构设计和数据库设计：设计系统的体系结 构、系统的概念模型、系统的静态结构图、动态结构图、系统的主要功能组成等。 并完成教务管理系统具体设计和实现，从而建立了基于浏览器服务器的三层结 构的w e b 数据库系统。 天津大学硕上学位论文第章绪论 1 4 论文的组织机构 本文通过五个章节的阐述，说明了开发北京铁路电气化学校教务管理系统过 程中所采用的技术，设计思路、方法、手段以及实现过程。 第一章绪论介绍了课题的研究背景，教务管理系统国内外概况及发展趋势， 并阐述了本课题的主要研究内容。 第二章是基础理论部分，介绍开发教务管理系统采用的主要技术，并对其进 行分析比较，为开发本教务管理系统选择了适宜的技术：软件体系结构定义、 b s 结构，比较b s 模式和c s 模式优缺点；统一建模语言u m l 的介绍，面向 对象开发方法：a s p 技术特点和运行过程以及s q l2 0 0 3 数据库。 第三章从系统的需求分析入手，对系统进行模块划分，并对其功能进行了设 计，并在此基础上画出了系统的用例图、包图、顺序图、类图等，其中还包括了 系统数据库的设计。 第四章阐述了系统的具体实现，其中着重介绍了系统用户操作界面及具体功 能。 第五章总结和展望主要是总结了系统的设计优势，对下一步的工作进行展 望。 天津大学硕士学位论文 第二章相关理论知识与技术支持 第二章相关理论知识与技术支持 本章主要介绍软件体系结构、统一建模语言( u m l ) 、开发方法、开发工具 以及涉及本系统的主要开发技术与工具。 2 1 软件体系结构 2 1 1 软件体系结构定义 软件体系结构是具有一定形式的结构化元素，即构件的集合，包括处理构件、 数据构件和连接构件。处理构件负责对数据进行加工，数据构件是被加工的信息， 连接构件把体系结构的不同部分组合连接起来。这一定义注重区分处理构件、数 据构件和连接构件，这一方法在其他的定义和方法中基本上得到保持。 2 1 2 几种新型软件体系结构 对于大规模的复杂软件系统来说，对总体的系统结构设计和规格说明比起对 计算的算法和数据结构的选择已经变得明显重要得多。在此种背景下，人们认识 到软件体系结构的重要性，并认为对软件体系结构的系统进行深入的研究将会成 为提高软件生产率和解决软件维护问题的最有希望的途径【2 1 。 下面介绍几种软件体系结构： 1 、正交软件体系结构 正交软件体系结构由组织层和线索的构件构成。层是由一组具有相同抽象级 别的构件构成。线索是子系统的特例，它是由完成不同层次功能的构件组成( 通 过相互调用来关联) ，每一条线索完成整个系统中相对独立的一部分功能。每一 条线索的实现与其他线索的实现无关或关联很少，在同一层中的构件之问是不存 在相互调用的。如果线索是相互独立的，即不同线索中的构件之间没有相互调用， 那么这个结构就是完全正交的。其基本思想是把应用系统的结构按功能的正交相 关性，垂直分割为若干个线索( 子系统) ，线索又分为几个层次，每个线索由多个 具有不同层次功能和不同抽象级别的构件构成。各线索的相同层次的构件具有相 同的抽象级别【3 】。 2 、三层软件体系结构 天津六学硕上学位治立第二罩帽关理论知识与技术支持 c s 和b s 体系结构是当今世界管理软什技术的两大主流技术，c s 是美幽 b o r l a n d 公司研发b s 是美国微软公司研发。h 前，这两项技术已被世界异国 所掌握，瞰内公司以c s 和b s 技术开发出产品也根多 c s 结构即大家熟知的客户机和服务器结构般用户的计算机称为客尸 机，用于提供服务的机器称为服务器= 它是软件系统体系结构，通过它可以充分 利用两端硬件环境的优势，将任务台理分目c 到c l i e n t 端利s e r v e r 端来实现+ 降低 丁系统的通讯开销。在应用中无论是c l i e n t 端还是s e r v e r 端都需要特定的软件支 持，加之产品的更新换代 分快，己经很难适麻百台电脑以上局域网h j 户同时使 用，而且代价高，粳率低”j b s 结构即浏览器和服务器结构由美国微软公司研发。它是随着i n t e r n e t 技术的兴起，剥c s 结构的一种变化或者改进的结构在这种结构下，用户t 作 界面是通过w 、w 浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端( b r o w s e r ) 安蚬但 是主要事务逻辑在服务器端( s e r v e r ) 实现，形成所谓j 层结构。具体来说，第一 壕为测览器，第二层为w e b 服务器，第三培为数槲库服务器= 浏览器是用户输 入数据和显示结果的交互界面，用广在剁览器表啦中输入数据然后将表单中的 数据提交并发送到w e b 服务器，w e b 服务器应用程序接受并处理用户的数捌， 井从数据库中查询用尸数据或把用户数据录入数据庠最后w e b 服务器把退回 的结果插入h t m l 页丽，传送到客户端，扯浏览器中显示出来。这样就大大简 化丫客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和上作罩，降低r 用户的总 休成本( t c o ) 。 n 5 n 。| _ e 一* r t 女# 表示甚 戥据访们 返回数槲 功能崖敬拒甚 图2 - 1b s 结构示意圈 2 1 3 中职教务管理系统采用b s 结构 以目前的技术看，局域阔建市b s 结构的阔络应用，井通过i n t c m e t i n t r a n c t 模式f 数据库应用相对易于把握、成奉也是较低的它是一次性到位的开发 能实现小同的人员从小同的地点，以小同的接入方式( 比如l a n w a n 。：，1。p， 人 参 o 。耄 天津大学硕士学位论文第二章相关理论知识与技术支持 i n t e m e t f i n t r a n e t 等) 访问和操作共同的数据库；它能有效地保护数据平台和管理访 问权限，其数据集中存在企业的中央数据库，服务器数据库也很安全。 基于以上分析，结合目前我校在校生人数近四千人、教职工二百多人、在学 校本部之外的不同地域有其他教学分校或联合办学的教学点的实际情况，学校教 务管理系统采用b s 体系结构是较好的选择。因此，我们的教务管理系统采用 b s 三层体系结构，是能实现学籍管理、成绩管理、学生考勤管理、系统设置及 维护等于一体的、开放的现代化管理和办公环境；系统在网络传输、操作系统、 数据库系统、应用软件的操作权限方面，能确保系统的可靠性，保密性和数据的 一致性；系统具有兼容性与通用性且适用性强的特点，使教务管理系统能够确保 教务各项管理工作快速、方便、准确、安全地得以实施。 2 2 统一建模语言( u m l ) 2 2 1u m l 概述 统一建模语言( u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ，u m l ) 是一种表达能力丰富、 定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的建模语言。它溶入了软件工程领域 的新思想、新方法和新技术，适用于许多应用领域，它使用面向对象的概念来分 析、描述软件系统并构造系统模型，是一种在大型复杂系统的建模领域中得到认 可的优秀的软件工程方法。它的作用域不限于支持面向对象的分析与设计，还支 持从需求分析开始的软件开发的全过程。 u m l 是由著名的面向对象技术专家g r a d yb o o c h ，i v a rj a c o b s o n 和j i m e s r u m b a u g h 发起，在b o o c h 表示法、o o s e 方法的基础上，广泛征求意见，集众家 之长，反复修改而完成的。在美国，u m l 已经获得工业界、科技界和应用界的广 泛支持，己有数百家公司表示支持采用u m l 作为建模语言。1 9 9 7 年1 1 月1 7 日， u m l 被o m g ( o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p ) 批准为标准 5 1 。 u m l 的主要特点： 1 、统一标准 u m l 融合了当前一些流行的开发方法的主要概念与技术，成为一种面向对 象的标准化的统一建模语言，提供了标准的面向对象的模型元素的定义和表示 法，以及对模型的表示法的规定，使得对系统的建模有章可循，有标准的语言工 具可用，有利于保质保量地建立起软件系统模型。 2 、面向对象 u m l 支持面向对象技术的主要概念。u m l 提供了一批基本的模型元素的表 示图形和方法，能简洁明了地表达面向对象的各种概念和模型元素。 天津大学硕上学位论文第二章相关理论知识与技术支持 3 、可视化、表达能力强大 u m l 是一种图形化语言，系统的逻辑模型或实现模型都能用u m l 的模型 图形清晰地表示。u m l 的强大表示能力使它可以用于各种复杂类型的软件体系 的建模。 4 、独立于过程 u m l 是系统建模语言，独立于开发过程。 5 、容易掌握使用 u m l 概念明确，建模表示法简洁明了，图形结构清晰，容易掌握使用【6 1 。 2 2 2u m l 组成 作为一种支持面向对象的分析与设计的建模语言，u m l 不仪可以表达各种基 本功能的概念，也提供了若干方式来表示各基本功能模块之间复杂的相互关系， 这种相互关系蕴涵在u m l 丰富的图表之中【7 1 。 u m l 建模工具主要包括以下五类图( 共9 种图形) ： 1 、用例图( u s ec a s e ) ：显示一组包括用例( u s ec a s e ) 、参与者( a c t o r ) 和它 们之间的关系。 2 静态图( s t a t i cd i a g r a m ) ：包括类图、对象图和包图。其中类图描述系统 中静态结构；对象图是类图的实例，几乎使用与类图完全相同的标志；包图用于 描述系统的分层结构。 3 行为图( b e h a v i o rd i a g r a m ) ：描述系统的动态模型和组成对象间的交互关 系。其中状态图描述类的对象所有可能的状态以及事件发生时状态的转移条件； 活动图描述满足用例要求所要进行的活动以及活动间的约束关系，有利于识别并 行活动。 4 交互图( i n t e r a c t i v ed i a g r a m ) ：描述对象间的交互关系。其中时序图显示 对象之间的动态合作关系；合作图描述对象间的协作关系，显示对象间的动态合 作关系。 5 实现图( i m p l e m e n t a t i o nd i a g r a m ) ：其中构件图描述代码部件的物理结构 及各部件之间的依赖关系；部件图有助于分析和理解部件之间的相互影响程度； 配置图定义系统中软硬件的物理体系结构。 下面简要说明u m l 9 种不同类型的图的使用场合【8 】： 天津大学硕上学位论文第二章相关理论知识与技术支持 表2 1 u m l 图使用场合 元素使用场合 用例图、i k 务建模、需求、测试 类图业务建模、分析、设计 对象图分析、设计 构件图 设计 部署图设计 顺序图业务建模、分析、设计 协作图业务建模、分析、设计 状态图需求、分析、设计 活动图业务建模、设计 2 2 3 采用u m l 分析和设计教务管理系统 开发教务管理系统的方法很多，如果按照传统的方法，在问题求解过程中， 不同工种的人员组织其工作内容要素的原则有所不同，通常不具有整体的一致性 和连贯性，从而带来严重的沟通障碍。由于统一建模语言u m l 定义良好、易于 表达、功能强大且普遍实用，并溶入了软件工程领域新思想、新方法和新技术， 已成为世界公认的首选方法【9 】。u m l 是一种面向对象的可视化标准建模语言， 支持从需求定义到系统实现的软件开发全过程，具有广泛的应用【l0 1 。在教务管理 系统设计的需求定义、系统分析、系统设计等各个阶段利用u m l 建模语言进行 建模，有助于开发者按照一定的规律开发系统、打破大量沟通壁垒，减少沟通障 碍，提高开发效率、降低开发风险、支持团队开发。 同时，通过进程视图、部署j ! 1 5 l 图和构件视图对理解现存系统是很有帮助的， 也便于再开发，进化或与新系统的集成。进程视图和部署视图有助于理解系统的 物理布局，构件视图则使系统的逻辑布局易于理解。其他视图，如逻辑视图，也 可以用来理解和文档化现存系统的数据库框架【l 。 网此，在教务管理系统的分析和设计中采用u m l ，能加速软件的开发过程， 提高代码的质量，支持变动的业务需求，促进软件复用，方便地集成已有的系统 软件资源。 2 2 4 几种u m l 建模工具简介 自从1 9 9 7 年正式发布u m l 以后，大量商用u m l 建模c a s e 工具粉墨登场。 这样为我们提供了许多的选择，同时也要求我们在选择正确的u m l 建模工具以 天津大学硕士学位论文第二章相关理论知识与技术支持 更好地适应我们业务和软件应用程序开发需求，达到最好的投资回报率。例如： s p a r xs y s t e m s 的e n t e r p r i s ea r c h i t e c t ( e a ) 专业版v 3 51 、i b mr a t i o n a l 的r a t i o n a l r o s e 企业版v 2 0 0 2 和微软的v i s i o 。 e a 专业版v 3 5 1 和r a t i o n a lr o s ev 2 0 0 2 0 5 都支持u m l1 4 九种图中的八 种标准u m l 图：用例图，类图，序列图，协作图，活动图，状态图，实现图( 组 件) 图，部署图，和几种u m lp r o f i l e s 。如果需要，对象图可以使用协作图来创建。 不同点仅仅存在于创建u m l 图和扩展u m l p r o f i l e s 时所支持的一些特性 1 2 1 。 v i s i o 软件目前在国内比较流行的是v i s i 0 2 0 0 3 。v i s i o 具有兼容性好( v i s i o 软件与微软公司的o f f i c e 软件全面兼容) 、方便比例尺换算、众多图标库、面向 对象的绘图软件、采用范成机制进行绘图、方便的尺寸标注功能、方便的连线工 具以及阵列方式绘图、方便的标题块工具与画图工具、模板和向导工具及与 a u t o c a d 格式文件转换等特点【l3 1 。用v i s i o 可以方便地绘制用例图、静态结构 图、包图、活动图、状态图、序列图、协作图、组件图和部署图。v i s i o 提供了 一个很好的综合建模平台，可以帮助我们把各种u m l 元素组织成模型，并且还 可以从模型出发，直接产生框架代码。作为o f f i c e 套件之一的产品，v i s i o 沿袭 了微软办公产品的易用性的特点，对于一般开发人员，使用起来几乎没有任何障 碍，这一点是复杂的r o s e 系列建模工具无法企及的。使用v i s i o 建模的另一个好 处是它跟n e t 的紧密结合。它既可以从现有的n e t 应用提取u m l 模型，又可 以把u m l 模型转化为n e t 应用。 2 3 管理信息系统的开发方法 管理信息系统的开发是一个复杂的系统工程，它涉及到计算机处理技术、系 统理论、组织结构、管理功能、管理知识等各方面的问题，要受到多方面条件的 制约，至今没有一种统一完备的开发方法。在m i s 建设的长期实践中，已形成 了多种系统开发的方式和方法。管理信息系统的开发方法主要有结构化生命周期 开发方法、原型法、面向对象的开发方法，及其他一些处于尝试阶段的开发方法。 2 3 1 生命周期法 任何一个系统都存在着产生、发展和消亡的过程，新系统在旧系统的基础上 产生、发展、老化、消亡，最后又被更新的系统所取代，这个过程就称为生命周 期。 生命周期法的基本思想是将系统的生命周期划分为：系统规划、系统分析、 系统设计、系统实施、系统运行和维护等五个阶段，应用系统工程的方法，按照 天津大学硕士学位论文第二章相关理论知识与技术支持 规定的步骤和任务要求，使用一定的图表工具完成规定的文档，在结构化和模块 化的基础上进行m i s 的开发工作。 2 3 2 原型法 原型法( p r o t o t y p i n g ) 是指一种达成系统需求的定义的策略，其特征为具有 高度的迭代性，在开发进程中有用户的密切参与并且大量使用原型。原型法的开 发过程体现了不断迭代的快速修改过程，是一种动态定义技术。 原型法与结构化的生命周期法相比，摈弃了一步步周密细致地调查、分析、 整理文档、再进行逻辑设计、物理设计等繁琐过程而快速构造系统的物理原型。 原型法开发过程包括系统需求分析、系统初步设计、系统调试和系统转换、 系统检测与评价等阶段。用户仪需在系统分析与系统初步设计阶段完成对应用系 统的描述，开发者在获取一组基本需求定义后，利用开发工具生成应用系统，快 速建立一个目标应用系统的最初版本，并把它提交给用户试用、评价、根据用户 提出的修改补充，再进行新版本的开发，反复此过程，不断地细化和扩充，直到 生成一个用户满意的应用系统。原型法具有开发周期短、见效快、与业务人员交 流方便的优点。 2 3 3 面向对象开发方法( o o p 方法) 面向对象法与原型方法的设计与实现有一定的共同之处。不同的是，面向对 象法是一种从系统调查分析之后就开始面向对象进行分析的开发方法。它强调系 统设计之前的系统分析，强调以系统中的数据或信息为主线，全面、系统、详尽 地描述系统的信息，建立系统的信息模型，指导系统的设计。面向对象法按系统 开发的一般过程分为面向对象分析( o o a ) 、面向对象设计( o o d ) 、面向对象 编程( o o p ) 。o o a 利用对象概念，来描述系统做什么；o o d 则描述怎么做。 在o o a 和o o d 中主要采用了类图模板、对象图、状态图三种工具。o o p 利用 类、对象、数据封装等概念及面向对象语言的继承性、多态性等特性进行程序的 编制和调试。 在面向对象的方法中，系统分析、设计与实现三阶段中，其着眼点或者说感 兴趣的东西是相同的，即对象。对象与传统数据的本质区别是，对象包含了数据 和操作，它能将数据和功能紧密的结合在一起，使开发出来的系统稳定性、可重 用性及可维护性好。在分析阶段识别出来的对象及其相互关系，不仅为系统设计 提供了依据，利用特定的软件工具直接完成从对象客体的描述到软件结构之间的 转换，也解决了传统结构化开发方法中客观世界描述工具与软件结构不一致问 题；系统分析、设计、实现人员在统一的信息模型指导下协调一致地工作，缩短 天津大学硕上学位论文第二章相关理沦知识与技术支持 了开发周期，解决了从分析和设计到软件模块结构之间多次转换的繁杂过程，系 统开发的整个生命周期中的各个阶段间没有明显的界面，是浑然一体的【1 4 】。 2 3 4 教务管理系统采用面向对象+ 原型化开发方法 教务管理的计算机化与网络化，管理模式基本上是面向全校的教务管理系 统。多年以来，这种面向全校的教务管理系统在不断地运行使用中，并逐步得以 进展【1 5 】。基于架构开发的教务管理系统，可以充分发挥学校、部门教学管理的职 责，提高各级部门的教学管理水平、质量、效率。可以彻底解决教务管理的信息 量大，信息采集难，信息反馈滞后，信息准确性低的瓶颈，从而全面实现教务管 理的网络化、自动化、数字化，使教务管理高效有序地进行。 通过以上分析，针对教务管理系统涉及的部门多、参与人员情况复杂、计算 机水平参差不齐的现状，并考虑到本系统将来有可能进一步增加其他的功能模 块、并且要尽量增强系统的可维护性、可重用性，教务管理系统决定采用面向对 象与原型化相结合的开发方法，对教务管理系统进行分析和设计，与系统参与人 员充分沟通，结合系统分析人员对系统现有功能的理解把握，扩充更丰富更合理 的系统功能及理顺工作流程，并尽快开发出可供使用的操作界面，并鼓励不断提 出修改完善意见、满足用户的真正需求。 2 4 开发工具的选择 2 4 1 网络操作系统选择 目前，w i n d o w s 和u n i x l i n u x 是主要的两大网络操作系统。u n i x l i n u x 是 6 0 年代后期开发的主要的企业操作系统，它能够提供可靠的、稳定的、多任务 的、多用户的环境。与u n i x l i n u x 相比较，富于灵活性的w i n d o w ss e r v e r 产品 家族众多的优秀特性使之最终深受用户、系统和网络管理员以及软硬件开发人员 的青睐。w i n d o w s 操作系统是从个人p c 和平台发展而来的，强调图形用户界面 ( g u i ) 和桌面应用程序，w i i l d o w ss e r v e r 系列操作系统能够完整地建立网络系统， 这一点是其他任何操作系统所不能比拟的。 w i n d o w ss e r v e r2 0 0 3 是一个多任务操作系统，它能够按照需要，以集中或 分布的方式处理各种服务器角色。其中的一些服务器角色包括文件和打印服务 器、w e b 服务器和w e b 应用程序服务器、邮件服务器、终端服务器、远程访问 虚拟专用网络( v p n ) j 艮务器、目录服务器、域名系统( d n s ) 、动态主机配置协议 ( d h c p ) j 艮务器和w i n d o w si n t e m e t 命名服务( w i n s ) 及流媒体服务器。 天津大学硕上学位论文 第二章相关理论知识与技术支持 w m d o w ss e r v e r2 0 0 3 系列具有可靠、高效、连接性、最经济等优点【1 6 】。 本工作中，我们选取了w i n d o w ss e r v e r 2 0 0 3 作为教务管理系统的网络操作 系统。 2 4 2 本系统的w 曲服务器 建立站点是开发应用程序的第一步，要提供服务器端的开发环境，来调试应 用程序的每一个页面和试运行整个应用程序。 在w e b 站点中，w e b 服务器是响应来自w e b 浏览器的请求以提供w e b 页的软 件。m i c r o s o f t 的w e b 服务器产品为i n t e r n e ti n f o r m a t i o ns e r v e r ( i i s ) ， i i s 是允许在公共i n t r a n e t 或i n t e r n e t 上发布信息的w e b 服务器。i i s 是目前最流 行的w e b 服务器产品之一，很多著名的网站都是建立在i i s 的平台上。i i s 提供 了一个图形界面的管理工具，称为i n t e m e t 服务管理器，可用于监视配置和控制 i n t e m e t 服务。 i i s 是一种w e b 服务组件，其中包括w e b 服务器、f t p 服务器、n n t p 服务器 和s m t p 服务器，分别用于网页浏览、文件传输、新闻服务和邮件发送等方面， 它使得在网络( 包括互联网和局域网) 上发布信息成了一件很容易的事。它提供 i s a p i ( i n t r a n e ts e r v e ra p i ) 作为扩展w e b 服务器功能的编程接口；同时，它还 提供一个i n t e r n e t 数据库连接器，可以实现对数据库的查询和更新。 本系统采用了w m d o w ss e r v e r2 0 0 3 内部集成的性能优越的w e b 服务器 i n t e m e ti n f o r m a t i o ns e r v e ri i s 6 0 作为w e b 服务器。i i s6 0 为动态网络应用程序 创建功能强大的通讯平台，充分利用了最新的w e b 标准( 如a s p n e t 、可扩展标 记语言( x m l ) 和简单对象访问协议( s o a p ) ) 来开发、实施和管理w e b 应用程序， 具有可靠、可伸缩、安全、可管理等优点【1 1 ”。 2 4 3 数据库的选择 数据库的设计只是提供了数据的类型、逻辑结构、联系、约束和存储结构等 有关数据的描述。这些描述称为数据模式。在w e b 应用程序中，动态网页的动 态内容数据存放在数据库内。数据库是w e b 应用程序的核心组成部分。 s q ls e r v e r 是m i c r o s o f t 公司开发的大型高性能关系型数据库管理系统，具 有强大的关系数据库创建、开发、设计和管理功能。s q ls e r v e r2 0 0 0 在性能和 可扩展性方面确立了世界领先的地位，是一套完全的数据库和数据分析解决方 案。s q ls e r v e r2 0 0 0 以其操作简单、良好的图形化用户界面和丰富的编程接口 工具等特点成为了目前应用广泛的数据库之一。考虑到教务管理系统涉及到的用 户面广、数据量较大、安全性要求较高等实际情况，决定采用s q ls e r v e r2 0 0 0 天津大学硕上学位论文第二章相关理论知识与技术支持 做为其数据库管理系统【1 8 】。 2 4 4 动态内容的实现 在一个w e b 应用程序中，包括静态网页、动态网页，同时还包含可供w e b 应用程序服务器访问的服务器端数据资源，以及在服务器端进行计算的程序。 网页内容的动态发布是w e b 应用程序的主要实现方法，这种动态内容的发 布与w e b 服务器端提供的w w w 服务技术密不可分。在i n t e m e t 服务器上，可 以通过多种途径实现动态内容的发布，较早使用的技术有c g i ，最近流行的技术 有a s p 、j s p 、p h p ，还有m i c r o s o f t 新推出的a s r n e t 等 19 1 。a s p 技术主要采 用脚本来进行服务器端的处理，同时可以将脚本的结果嵌入到页面中，对于w e b 开发人员来说，只需编写相对简单的脚本程序，就可以完成w e b 应用程序的开发。 目前a s p 技术中使用的脚本语言主要是v b s c r i p t 语言和j a v a s c r i p t 语言，对于 大多数习惯编写客户端静态网页的用户来说，这些脚本语言不仅很熟悉，而且不 需进行很大的修改就能够直接应用于服务器端。 2 5a s p 技术概述 2 5 1a s p 介绍 a s p 是微软公司推出的用以取代c g i 的新技术，扩展名以a s p 表示。a s p 文件可以用常规的文本编辑器编辑，也可以利用专门的辅助开发工具i n t e r d e v 进行开发设计。当用户从浏览器向w e b 服务器请求一个a s p 主页时，w e b 服务