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学籍管理系统设计与开发 摘要 学籍管理一直是高校教务管理工作中重要的组成部分，是一项十分细致而复杂的工 作。长期以来，学籍管理一直采用手工方式进行，由于数据繁杂，劳动强度大，工作效 率低，极易出差错。而且，不便于查询、分类、汇总和对数据信息进行科学分析。因此， 很难发挥学籍管理在教学管理过程中的导向作用。本文以陕西能源职业技术学院学生学 籍管理信息系统为例，详细阐述了面向对象的管理信息系统的具体设计与实现，包括可 行性研究、开发计划、需求分析、系统目标、具体功能模块的划分及硬件配置。最后阐 述了本系统在开发过程中的具体设计步骤以及遇到的一些实际问题及解决方案。本系统 的开发完成将明显改善我校学生的管理水平。 本文主要包含两部分内容：学籍管理系统的分析与管理信息系统的设计。 关于学生学籍管理系统的分析，本文主要做了以下两方面的工作： 第一，简单阐述系统相关的概念，开发原则。详细分析了学籍管理系统的一般任务， 以及本校的学生学籍管理系统的管理内容及流程，选择系统技术方案以及开发方法。 第二，根据实际情况及设计要求，确定开发步骤，对系统的各模块进行初步理论上 的定位。 关于学生学籍管理信息系统的设计，本文主要做了以下三方面的工作： 第一，介绍关系数据库的基本概念，根据关系数据库的设计规则，创建系统所有的 数据库表及表间关系。 第二，根据实际使用情况，确定数据库的储存方式，给出系统的解决方案。对系统 所需人机交互界面的内容进行分析，完成各个窗体的具体设计工作。 第三，对系统在实现过程中的具体问题进行分析，给出解决方案，进一步完善学生 学籍管理信息系统。 关键词学籍管理，数据库管理信息系统，关系数据库，v i s u a lf o x p r o t h er e s e a r c ha n dd e s i g no ft h es t u d e n t s r e c o r d s m a n a g e n 匝n ts y s t e m a b s t r a c t s t u d e n t s r e c o r d sm a n a g e m e n th a sa l w a y sb e e na ni m p o r t a n tp a r to ft h e t e a c h i n gm a n a g e m e n to fu n i v e r s i t i e s i ti sak i n do f j o bo fg r e a tp a r t i c u l a r i t ya n d c o m p l e x i t y s t u d e n t s r e c o r d sm a n a g e m e n th a sb e e nd o n eb yh a n d w o r kf o ra l o n gt i m ea n dh a sal o to fs h o r t c o m i n g sb yt h i sl a gm e a n s ， s u c ha sl o w e f f i c i e n c y ，e a s yt os l i pc o g sa n ds oo n f u r t h e r m o r e ，i ti sn op r o p i t i o u st ot h e o p e r a t i o no f q u e r y ，c l a s s i f y ，c o l l e c t i o na n d s c i e n t i f i ca s s a yt ot h ed a t a ，a n d c a nh a r d l yp l a yt h el e a d i n gr o l eo ft h es t u d e n t s s t a t u sm a n a g e m e n ti nt h e t e a c h i n go fu n i v e r s i t i e s w i t ht h ed e v e l o p m e n to fc o m p u t e ra n dt h em a t u r i t yo f d a t a b a s e ，i ti sa ne x i g e n tr e q u e s tt oe s t a b l i s hs t u d e n t m a n a g e i n f o r m a t i o n s y s t e m t h em a i nt a s ko f t h i sp a p e ri st od e s c r i b es o m ec o n c e p t i o n sa n dt h e m o d e lo f d a t a b a s em 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 i da p p l i e si t sb a s i ci d e a a n dm e t h o dt op r o j e c t si nw h i c ht h es t u d e n t s r e c o r d sm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n s y s t e mo fe n e r g yc o l l e g e i ss t u d i e d i ti n t r o d u c e st h ep r i m a r ya n do v e r a l l d e s i g n ，f u n c t i o nd e s i g n ，d a t a b a s ed e s i g n ，h a r d w a r ea n d s o f t w a r ed e s i g n a t l a s t ，i td i s c u s s e si nd e t a i l st h em a i nt e c h n o l o g yu s e di nt h i so b j e c ta n dt h e 4 d i f f i c u l t i e sc o n c e m i n gt h i ss y s t e ma n dt h es o l u t i o n st h a ti st a k e ni nt h ep a p e r t h i s p a p e r c o n s i s t so ft w op a r t s ：t h e a n a l y s i s o ft h es t u d e n t s r e c 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 ma n dt h ed e s i g no ft h em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n s y s t e m o nt h ea n a l y s i so ft h es t u d e n t s r e c o r d sm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n s y s t e m ，t h em a i nw o r k sa r ef o l l o w s ：f i r s t ，t h ec o r r e l a t i v ec o n c e p t i o n s ， p r i n c i p l e sa n dt h ea s s i g r u n e n t so ft h es t u d e n t s r e c o r d sm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n s y s t e ma r ee x p o u n d e d t h et e c h n i c a ls c h e m ea n dt h ed e v e l o p m e n tm e t h o da r e s e l e c t e d s e c o n d ，o nt h eb a s e so ft h ep r a c t i c a le i r c sa n dr e q u i s i t i o no f s y s t e m d e s i g n ，t h ed e v e l o p m e n tp r o c e s si sc o n f h m e da n dt h em o d u l e sa r ed e s i g n e d p r i m a r i l y o nt h e & s i g no ft h em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ，t h em a i n w o r k sa r ef o l l o w s ：f i r s t ，t h eb a s a l c o n c e p t i o n so fr e l a t i o nd a t a b a s ea r e i n t r o d u c e d t h ed a t a b a s ea n dt h er e l a t i o n sb e t w e e nt a b l e sa r es e tu po nt h eb a s i s o fd e s i g nr e g u l a t i o no fr e l a t i o nd a t a b a s e s e c o n d ，t h es t o r a g em e t h o do f d a t a b a s ea n dt h er e s o l v e n ta r ec o n f i r m e do nt h eb a s e so fu s ec i r c s t h ew o r ko f t h ed e s i g no fa l lf o r m si nt h e s y s t e m i sf i n i s h e d t h i r d ，t h ed i f f i c u l t i e s c o n c e r n i n gt h i ss y s t e ma r ea n a l y z e da n dt h es o l u t i o n sa r eg i v e nt op e r f e c tt h e s t u d e n t s r e c o r d sm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m t h i ss y s t e mh a sb e e nu s e di n e n e r g y c o l l e g e t h r o u g hp r a c t i c a lo p e r a t i o n ，t h es y s t e m sr e l i a b i l i t ya n d p r a c t i c a b i l i t ya r ep r o v e d k e y w o r d ss t u d e n t s r e c o r d sm a n a g e m e n t ，d a t a b a s em a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e m ，i b l a t i o nd a t a b a s e ， v i s u a lf o x p r o 5 1 1 课题背景 1 1 1 课题来源 第1 章绪论 目前，国内不少高校都已推出了成型的学籍管理信息系统，以取代原先的手工作 业。本系统在设计中根据本校的实际情况对这些系统进行了适当的借鉴与改良，在一 些方面，进行了独特的设计。 本课题属于实际应用范畴，主要针对学生成绩、档案及在校期间的各种记录制作 一个学籍管理信息系统，进行管理信息收集、存储、处理、使用和维护。 1 1 2 研究的目的和意义 由于大学生在校成绩是考察综合素质的主要指标之一，高校学籍管理也成了高校 教学管理部门的一项重要工作职能，目前，国内许多高校的学籍文件主要是传统管理 方法也就是以手工完成，这种学籍管理形式存在如下问题： 1 文件的收集、管理主要是通过手工抄写，以纸质文件的形式保存，存储空间大， 不好保管，。 2 文件提取是通过手工抄写或复印机复印，手续繁琐，效率低，且易出现人为因 素。 3 成绩透明度低。造成学生频繁到教务处查询成绩，加大工作人员的工作量；另 外，在查阅案卷和借阅过程中容易造成文件的破损，甚至丢失。 4 随着近年来各高校学生招生规模的逐渐扩大。以我校为例，目前在校学生约 为4 0 0 0 左右人，如果单靠手工抄写学生学籍档案，仅就学生学习成绩登记一项，每 生每学期按6 - 1 0 门课计算，工作人员每学期就要登记2 4 0 0 0 4 0 0 0 0 门次课程成绩， 其工作量之大可想而知。 6 5 数据不能共享，比如：在学生处的信息，在教务处需要再一次抄写。造成许多 重复性的工作，浪费人力、物力。 6 不便与进行数据分类、汇总以及对数据信息进行科学分析 2 l 世纪随着计算机的迅速发展，计算机成为人类常用的现代工具。我院早在六、 七年前就为每个办公室装上了电脑，并建成校园网，可是电脑的使用却非常有限，在 许多地方形同虚设。高校学籍管理是高校教务管理的一项重要内容，它包括对学生的 入学资格、学生在校学习情况及毕业的检查、考核等方面。搞好学籍管理，对于稳定 教学秩序、及时掌握在校学生的基本情况、以及掌握教学情况、促进教学相长、提高 教学质量都具有十分重要的意义。 计算机技末日新月异的发展，信息管理软件已经广泛用于社会的诸多领域，其中 包括高校学生管理中烦琐而重要的学生学籍管理，随着高校教育改革的不断深入，许 多高校采取了新的教学管理方法，我院在改制过程中系和专业不断变化，学生规模不 断扩大，教学管理实行学分制，对学生学籍管理也提出新的要求，需要我们不断探讨 更加合理，更加完善的学籍管理系统。目前我校的学生学籍管理还未实现数据库管理， 这给学生学籍添加、管理、查询、报表打印等工作带来了很大的不便。建立一个功能 强大的学生学籍数据库信息管理系统便显得极其重要了，因此，本课题具有很明确的 实用背景及价值。本系统的通用部分对于其它学历学生学籍管理完全适用。具有较 强的应用范围。 1 1 3 职院学籍管理的特点 我院作为一所高等职业技术院校，有着自己的特点：学籍管理对象分多种情况。 就目前我校具体情况来看，有五年制的三校生，有三年制的大专生，有函授生，有在 校生。每个层次都有各自的管理模式和管理体系。报表多，且针对不同的主管部门的 报表格式各不相同。工作时限性强，工作程序繁杂，目前学籍管理还是手工操作，且 学籍管理工作主要集中在教务处，全校学生学籍管理集中管理。从去年开始把学生考 试工作下放到各个系部，但对于学籍管理工作还是有教务处统一进行管理。 1 1 4 系统可行性分析 只要资源和时间不加以限制，所有的项目都是可行的，然而，由于资源缺乏和 交付时间限制的困扰，给基于计算机系统的开发带来了困难。 因此对软件项目的可 行性做出细致而谨慎的评估是十分必要的。如果在定义阶段尽早发现将来可能在开发 过程中遇到的问题，及早做出决定， 可以避免大量的人工，金钱，时间上的浪费。 因此，我在开发学生学籍成绩管理系统之前，对本次开发的可行性进行了分析。 ( 1 ) 技术可行性：目前，全国计算机越来越普及，几乎每个学校都配有计算机， 为我的这套软件提供了硬件环境。以计算机为基础的管理系统使教师和管理者摆脱了 那种繁杂、易错的记录及管理方式，通过计算机以及配套的软件，用户可以采用全新 的方式从不同的地方存取各种信息。从客户朋艮务器方式上发展起来的框架结构为我们 提供了开发本系统的基础。 ( 2 ) 经济可行性：另一方面，就学校自身来说，它也是需要这样一个软件的。 我们在计算机还没有普及之前，信息都必须通过在纸上填写来实现，这样既浪费时间 又容易出错，。随着信息时代的来临，我们的各项工作都要讲求效率，成绩和学籍管 理也不例外，这就为我的软件提供了使用群体。 ( 3 ) 法律可行性：在开发一个软件之前一定要确定它是否触犯某项法律或与国 家的相关规定是否抵触。本学生学籍管理系统的设计与开发并不与任何法律或国 家相关规定相抵触，所以在法律可行性上是通过的。 ( 4 ) 系统运行可行性：本系统可以运行在w m 9 5 ，w m 9 8 ，w i i l 2 0 0 0 操作系统 之上，就是说市场上流行的操作系统都可以支持。因此系统运行可行性绝不会成为学 生学籍管理系统的设计与开发的问题。 ( 5 ) 用户使用可行性：本操作简单，有计算机基础的人无需培训即可使用，即 使是没有计算机基础的人只需经过简单的培训就可以很熟练的使用本系统。系统运行 后，就用户方而言，由于用户使用本系统时，不会也不必关心系统内部的结构及实现 方法，即对用户来说是透明的，所以本系统对用户而言，是定位在界面友好、操作方 便、功能齐全的原则上的，用户只需简单的用鼠标点击各界面上的选项卡或按钮就能 执行相应的功能，就管理者而言，关心的是如何处理各种数据，只要把用户的信息输 入计算机，管理者就可运行相应的后台程序进行处理。而以上的这些功能都能在所选 择的开发环境中用所选择的开发工具来实现。所以说本系统在用户使用可行性上是没 有问题的。 1 2 主要工作 本系统借鉴了现有的众多学籍管理系统，严格按照学生培养机制，设计出更加实 用灵活的，符合本校实际情况的学生学籍管理系统。本文主要包含两部分内容：学籍 管理系统的分析与管理信息系统的设计。 1 2 1 学籍管理系统的分析 关于学生学籍管理系统的分析，本文主要做了以下两方面的工作： 1 简单阐述系统相关的概念，开发原则。详细分析了学籍管理系统的一般任务， 以及本校的学生学籍管理系统的管理内容及流程，选择系统技术方案以及开发方法。 2 根据实际情况及设计要求，确定开发步骤，对系统的各模块进行初步理论上的 定位。 、 p h 1 2 2 学籍管理系统的设钎 关于学生学籍管理信息系统的设计，本文主要做了以下三方面的工作： 1 介绍关系数据库的基本概念，根据关系数据库的设计规则，创建系统所有的 数据库表及表问关系。 2 根据实际使用情况，确定数据库的储存方式，给出系统在的解决方案。对系统 所需人机交互界面的内容进行分析，完成各个窗体的具体设计工作。 3 对系统在实现过程中的具体问题进行分析，给出解决方案，进一步完善学生学 籍管理信息系统。 9 第2 章系统分析 2 1 学籍管理系统相关概念介绍 学籍管理系统所处理的对象是学生的相关信息，例如：学生的基本情况、学生的 成绩、补考成绩、专业课程的设置，毕业后信息的转储等等，这些信息的存储量很大， 当前有效的管理形式就是以数据库的方式进行管理。与之相关的是有以下的概念： 2 1 1 数据库 所谓数据库( d a t a b a s e ) 就是指一组排列成易于处理或读取的相关信息，它是由 一个或多个表对象组成的集合。表( t a b l e ) 是一种数据库对象，它包含一种具有相同 属性集合的记录( r e c o r d ) ( 行( r o w ) ) 。与表属性相关的值出现在字段( f i e l d ) ( 列 ( c o l u m n ) 中。其中，行和列是用s q l 语句对数据库进行操作时最常用到的术语， 而在桌面数据库中则经常使用记录和字段这两个术语。 2 1 2 数据库管理系统( d b m s ) 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 ) 是指在操作系统( o s ， o p e r a t i o ns y s t e m ) 支持下为数据库建立、使用和维护而配置的庞大软件，用来定义、 管理和处理数据库与应用程序之间的联系，是数据库系统的核心组成部分。图2 1 说 明了用户、dbms 和数据库三者的关系。数据库管理系统的主要功能有： 1 描述数据库：描述数据库的逻辑结构、存储结构、语义信息和保密要求等。 2 管理数据库：控制整个数据库系统的运行，控制用户的并发性访问，检验 数据的安全、保密与完整性，执行数据检索、插入、删除、修改等操作 3 维护数据库：控制数据库初始数据的装入，记录工作日志，监视数据库性 能，修改更新数据库，重新组织数据库，恢复出现故障的数据库。 4 数据通信：组织数据的传输。 d bms 主要有四种类型：文件管理系统、 层次数据库系统、网状数据库系统和关系数据库系统。因为目前关系数据库系统应用 最为广泛，本系统中使用的也是关系数据库系统，所以在此特将关系数据库的概念提 出来。 图2 1 用户、db ms 、数据库三者的关系 fig 2 1t h er e l i t i o na m o n gus er 、d b l sa n dd a ta b ase 2 1 3 数据库应用程序 数据库应用程序是指用如v i s u a lb a s i c 或f o x p r o 等开发工具开发的，实现某种 具体功能的程序。数据库应用程序利用数据库管理系统提供的各种手段访问一个或多 个数据库以及其中的数据。d b m s 中存储了大量的数据信息，其目的是为用户提供数 据信息服务，而数据库应用程序正是与d b m s 进行通信，并访问d b m s 中的数据， 它是d b m s 实现其对外提供数据信息服务这一目的的唯一途径。简单的说，数据库 应用系统是一个允许用户插入、修改、删除并报告数据库中的数据的计算机程序。数 据库应用系统在传统上是由程序员用一种或多种通用或专用的程序设计语言编写的， 但是近年来出现了多种数据库应用系统的开发工具，特别是面向用户的开发工具大大 简化了使用d b m s 的过程，并且不需要专门的编程。当然，到底用什么样的语言来 开发，要根据各人的爱好和实际需要而定，并不能一概而论。 2 1 4 数据库系统 数据库系统是由计算机硬件、操作系统、数据库管理系统以及在其他对象支持下 建立起来的数据库、应用程序、用户和维护人员等组成的一个整体。数据库系统主要 由前面所述的三大部分组成，即：数据库管理系统( 它是专门负责组织和管理数据信 息的程序) 、数据库应用系统( 它使我们能够获取、显示和更新由数据库管理系统存 储的数据) 、数据库( 按一定结构组织在一起的相关数据的集合) 。 2 2 系统技术方案 2 2 1 数据库管理系统选择 数据库技术的产品是数据库管理系统( d b m s ) ，经过2 0 多年的大浪淘沙，以从 开始的几百个产品精简到今天的十几个产品。在这些产品中，高端产品以o r a c l e ，d b 2 ， s q l ，s e r v e r ，s y b a s e ，i n f o r m i x 为代表，低端主要是v i s u a lf o x p r o 和a c c e s s 。唯一具 备自含开发语言的d b m s 产品只有v i s u a lf o x p r o 。数据库管理系统( d b m s ) 是用户 对数据库中的数据进行管理、控制的接口，因此，选择恰当的数据库管理系统至关重 要，考虑到学校教务事务中各系每学期学生成绩录入及汇总频率不高( 每学期一次) ， 若采用目前较流行的客户机，服务器模式( c l i e n t ，s e r v e r ) ，用大型数据库( 如：s q l ， s e r v e r ，o r a c l e 等) 显得没必要。学生学籍管理系统选用v i s u a lf o x p r o 作为其数据库 管理系统。 结构化程序设计是程序设计方法学的基础，但是，仅依靠这种原理性方法很难提 高软件开发的速度和质量，应运而生的面向对象程序设计是将传统的设计问题经过抽 象，提出类对象概念，将若干烦琐、复杂、具有共性的东西以类的形式固定下来，给 出许多控件、类以填写属性表、调用方法手段进行功能性设计，从而使得程序设计无 论从开发速度，还是软件产品质量都产生了质的飞跃。v i s u a lf o x p r 0 7 0 作为面向对象 程序设计为程序设计带来极大的方便。 控件和类对象为现代程序设计提供高效、质优的开发途径，但这还不够，人们又 研究出数据库最常用的组件，这些组件是若干控件、类对象的集合。组件的功能强大， 使用简便。此外除了数据库的组件之外，系统还提供能够通过o l e 将其它应用系统， 如a c t i v e x ，e x c e l 等的强大功能引入v i s u a lf o x p r o 之中使用，从而大大增强了 f o x p r o 的功能。+ 在v i s u a lf o x p r 0 7 0 中，最令人鼓舞的是那些程序生成器，如表单生成器、菜单生 成器、项目生成器、表达式生成器、报表生成器。这些程序生成器为应用系统的开发 提供了最有效的手段。众所周知，关系数据库的理论是建立在关系系统结构不变的假 设前提下，但在实际使用过程中j 结构不变是不可能的，也不切合实际，应用系统一 定会随着时间和用户需求不断变化的。为了保证满足用户不断变化的需求，唯一的解 茨手段就趸笙成杂技未，+ 使用笙成器技米能够快速使禧应用系统满足用户不断变化的 需求i 从而大大延长应用系统的生命周期。 ： j f - 。；? + 。 2 一- 2 2 软件的开发方式选择，j ：+ ： _ ， 软件生命周期表明软件从功能确定、设计，到开发成功投入使用，并在使用中不断 地修改、增补和完善，+ 直至被新的需要所替代而停止该软件的使用的全过程。 软件开发模型是从软件项目需求定义直至软件经使用后废弃为止，跨越整个生存期 的系统开发、运作和维护所实施的全部过程、活动和任务的结构框架 软件工程模式的研究和开发是软件工程的一项重要课题。 一、软件工程模式的演化 各种传统开发方法的优点与局限性分析如下： 1 瀑布模型 软件工程是一种用系统的方法来开发、操作、维护及报废软件的过程。这一全过程 被称为软件的生命周期，传统的软件生命周期通常也称为瀑布式生命周期 这是常用的一种开发方法。它要求开发过程必须严格地按阶段进行，只有前一阶 段完成之后，才能开始下一阶段的工作。同时，它要求在系统建立之前就必须严格地 定义和描述用户的需求。另外，它还强调下述基本思想： ( 1 ) 树立系统开发的总体观念。 ( 2 ) 充分预料可能发生的变化。 ( 3 ) 树立面向用户的观念。 ( 4 ) 采用自顶向下的工作方法。 ( 5 ) 采用直观的工具来刻画系统。 ( 6 ) 工作成果要成文。 这样，每个阶段都有由明确的标准化图表和文字说明组成的文档，以便于在开发 程中实行管理和控制。( 见下图) 。 零布式生命】i 驽期模蟹图 其优点在于： ( 1 ) 便于控制开发的复杂性； ( 2 ) 便于验证程序的正确性。 其缺点在于： ( 1 ) 太强调规格说明： ( 2 ) 设计者早期必须设计出每个细节； ( 3 ) 需求规格说明文档编写不仅费力，且一 致性、充分性和完整性不能保证； ( 4 ) 需增加交互性和互动性。 图2 2 瀑布模型 f i 9 2 - 2 w a t e r f a l lm o d e l 2 快速原型化模型 原型模型是为了克服“结构化生命周期法”的缺陷而提出的开发方法论，它的思想 是首先在初步了解用户需求的基础上，快速建立一个符合用户主要需求的系统，然后由 系统分析员和程序员组成的设计小组继续同用户讨论需求报告，并根据用户提出的要求 反复改进，最终成为完全符合用户要求的系统。它主要分成以下几个步骤： ( 1 ) 确定用户的基本需求 ( 2 ) 开发初始的原型系统 ( 3 ) 对原型进行评价 ( 4 ) 修正和改进原型系统 原型模型的工程过程如下图所示： 一+ 一+ 一 第次开发；睁= 次开发 原型模型和传统瀑布模型相比，主要区别在于把学习机制引入到系统的开发过 程中来，它具备以下优点： 开发周期大大缩短 原型法是以用户为中心来开发系统的，加强了开发过程的用户参与程度，增加了用 1 4 户的满意程度：；： 降低了开发风险和成本 简化了开发过程的管理 相对的，原型法也存在着以下缺点： 它一般只适用于较小的应用项目 系统分析的重要步骤可能被忽视 一 但是，使用这。方法的前提是：在一般情况下，必须具备能够快速生成和修改原 型的工具，否则! ：其“快速”的优点就得不到发挥。另外，构造最初的原型通常并不是 一件很容易的事情原型开发也是从了解用户需求开始。开发人员和用户一起来定义所有 目标，确定瞬堡爵象莒塞清楚j 哪些迹需妻进一步定义：接着瓢速设并，主要集中在用 户能够看得见的二些软件表示方面( 如输入方法、输出形式等) ，用户有了原型就可对其 进行评价，然后修改需求：- 重复上述各步骤，直到该原型能够满足用户需求为止。 从理论上说，j 原型开发能够缓解用户需求的不确定性和变化所带来的风险，但实际 上也存在许多缺陷。因为开发单位给出的原型一定要是可执行的，这就有周期和经费的 问题。为了又快又省地开发出原型，因此又把原型分为三类：抛弃式，目的达到即被抛 弃，原型不作为最终产品；演化式，系统的形成和发展是逐步完成的，它是高度动态迭 代和高度动态的，每次迭代都要对系统重新进行规格说明、重新设计、重新实现和重新 评价，所以是对付变化最为有效的方法，这也是与瀑布开发的主要不同点；增量式，系 统是一次一段地增量构造，与演化式原型的最大区别在于增量式开发是在软件总体设计 基础上进行的。很显然，其对付变化比演化式差 3 自底向上的方法模型 它是从现行系统的业务现状出发，先实现一个具体的初级功能，然后由低级到高 级；逐步增加计划、控制、决策等功能，自下而上地实现系统的总目标。实际上，它只 是开发的一种策略，只有与其它的方法论结合使用才有意义。这样，各个项目独立地进 行，很少考虑互相间的配合，不考虑各项目今后的地位和作用，数据重复收集甚至互 相矛盾，代码也自成体系。另外，在实现后续项目时，由于数据的承接关系，又不得不 对前期项目做一定的修改和调整。采用这种方法，实旌每一个具体的项目时比较容易 把握，但往往因此而落入“只见树木、不见森林”的境地。因而，即使是由于种种原因 而不得不采用这种开发方法，最好对全系统的子系统划分及相互关系有一个大体的考 虑，并在各个项目进行时经常协商和统一意见，以此来弥补没有总体规划的不足。 4 面向对象的软件开发方法 这种方法是随着“面向对象的程序设计( o o p ，o b j e c t o r i e n t e dp r o g r a m m i n g ) ” 而发展起来的，也是当前比较热门的一种技术。面向对象的建模技术( o m t ，o b j e c t m o d e l i n gt e c h n i q u e ) 采用对象模型、动态模型和功能模型等来描述一个系统。对象模 型描述的是系统的对象结构，它用含有对象类的对象图来表示动态模型描述与时问和操 作顺序有关的系统属性，其描述工具是数据流程图( d f d ，d a t af l o wd i a g r a m ) 。用这 种方法进行系统分析与设计所建立的系统模型，在后期用面向对象的开发工具实现时， “转换过程”是很自然的。然而，客观世界的对象五花八门，在系统分析阶段用这种方 法进行抽象是比较困难的。在某些情况下，纯面向对象的模型不能很好地满足软件系统 的要求，其实用性受到影响。q o 开发与传统的结构化生存期比较，具有更多的增量和 迭代性质，生存期的各个阶段可以相互重叠和多次反复，而且在项目的整个生存期中还 可以嵌入子生存期。所以有人称o o 生存期模型为喷泉模型( f o u n t a i nm o d e l ) ，就像水 喷上去又可以落下来，可以落在中间，也可以落在最底部。 实际应用中大多把o o 技术与传统的结构化技术搀和或搭配起来，创造出多种混合 开发生存期，这是考虑到当前在传统的结构化技术上大量投资、经验很多、人员比较熟 悉而o o 技术还不尽完善的现实。 5 过程开发模型 过程开发模型又叫混合模型( i q y b r i dm o d e l ) ，或元模型( m e t a - m o d e l ) 。 为了克服瀑布模型的缺陷，人们已经提出了原型等多种开发模式。这些可选的开发 模式看起来十分严谨，但整个项目的开发仍被限制在按定义所确定的阶段性的系统方向 上。实际上任何一个项目的开发都取决于许多因素，如软件的应用领域、规模大小、重 用构件的大小和多少、软件实现的硬件及软件环境、开始和交付规定、周期和成本限制， 以及开发人员的素质等。其中任何一个因素的改变都会影响开发的进程。用户的需求从 第一天开始就在变化，一直到该软件被废弃为止。 最早提出这个问题的是美国国防部软件工程研究所( d o d s e i ) 和卡内其梅隆大 学的一些研究人员。解决这个问题的方法之一就是把几种不同模型组合成一种混合模型， 它允许一个项目能沿着最有效的路径发展，这就是过程开发模型( 或混合模型) 提出的 背景。实际上，一些软件开发单位都是使用几种不同的开发方法组成他们自己的混合模 型。 过程开发模型的研究成果最初只是用来代表美国d o d 调查各软件开发机构开发过 程的成熟程度，最有代表性的就是1 9 9 1 年d o d s e i 公布的c m m ( t h ec a p a b i l i t ym a t u r i t y m o d e l ) ，现在c m m 己作为评估开发机构能力成熟程度的标准。 6 基于构件的软件开发 基于构件的软件开发( c b d ) 方法是在软件重用技术和o o 技术基础上发展起来的。 前述六种开发模式都是面向过程的，而c b d 则是第一个面向产品结构的。 二所选用模型一螺旋开发模型 鉴于传统生存生命周期模型的缺点，科学家布恩( b o e h m ) 提出了称为螺旋式生命 周期( s p i r a ll i f e c y c l em o d e l ) 的模型和概念。螺旋开发模型综合了传统的生存期模 型和原型开发模型的优点，同时增加了一个新的元素( 风险分析) ，用来弥补两者的不足。 螺旋开发定义了四项主要活动：计划、风险分析、工程和用户评价。螺旋开发就是围绕 这四步一圈：二圈、三圈等重复进行。根据每一圈风险分析的结果，做出继续还是停止 的决择。- 如果风险太大，项目只能终止。但在大多数情况下，沿着螺旋的路径就可以建 立起完整的系统，而最终成为运行系统。这种开发模型是当前大型系统或软件开发最现 实的和经常使用的方法。 如下图所示。 螺旋式生命周期模型( s p i r a ll i f ec y c l e m o d e l ) 采用面向对象的程序设计方法( o b j e c t o r i e n t e dp r o g r a m m i n g ) 与瀑布模型相比较， 区别是： ( 1 ) 以演示代替传统说明方式； ( 2 ) 非常适合逻辑问题与动态展示的设计： 优点是： ( 1 ) 开发周期短，效率高； ( 2 ) 软件产品可重用性、移植性好； ( 3 ) 版本升级方便。 采用螺旋生命周期再配合面向对象的程序设计o o p ( o b j e c t - o r i e n t e dp r o g r a m m i n g ) 方法，乃是设计的主流。 采用面向对象设计程序应符合两个条件： ( 1 ) 对象为包含具有状态( s t a t e ) 与功能( f u n c t i o n ) 的集合； ( 2 ) 对象只有在其功能被激活时才能被处理。 螺旋开发模型各阶段工作 采用螺旋生命周期模型开发多媒体应用系统的步骤简单归纳如下： ( 1 ) 通过访问、面谈或调研后获得用户需求意见。 ( 2 ) 基于已知的需求分析很快设计一个应用系统原型。 ( 3 ) 将原型交给最终用户，让其使用。 ( 4 ) 从最终用户那里获得反馈，更改用户需求。 ( 5 ) 建立下一个原型，加入新的用户需求。 ( 6 ) 重复上述过程，直到该应用软件完成或报废。 7 从第一步到第五步便是一个版本，从第六步可构成循环，整个生命周期便是一个不 断革新的原型( e v o l u t i o n a r yp r o t o t y p i n g ) 。每一个原型都有同一系统设计流程，螺旋模型 系统设计流程 2 2 3 软件程序设计方法 应用系统结构设计 建立设计标准和细厕 上 制作生成应用系统 上 商品化 面向对象程序设计( 0 0 p ) 是一种起源于六十年代的语言，发展已经将近三十年的 程序设计思想。其自身理论已经十分完善，并被多种面向程序设计语言( 0 0 凡) 实现。 面向对象程序设计在软件产业中是一个带有革命性质的变革，极大地提高了软件的开发 的生产率，是由于它具备以下几个优点，比如：代码维护方便、可扩展性好、支持代码 重用技术等等，而这些优点是以往过程编程语言所不具备的： ( 1 ) 维护简单模块化是面向对象程序设计的一个特征。实体被表示为类和同一名 字空间中具有相同功能的类，我们可以在名字空间中添加一个类而不会影响该名字空间 的其它成员。 ( 2 ) 可扩充性面向对象编程从本质上支持扩充性。如果一个具有某种功能的类， 就可以很快地扩充这个类，创建一个具有扩充的功能的类。 ( 3 ) 代码重用由于功能是被封状在一个类中的，并且类是作为一个独立实体存在 的，提供一个类库就非常简单了，我们可以通过提供符合要求的类来扩充这些功能。 随着面向对象方法的推广，它在处理复杂系统的分析和设计、分析和设计的重用等 方面的应用前景越来越光明。面向对象方法强调从问题模型开始，然后识别对象并不断 细化对象，这一方法在本质上就是迭代的渐增的，因此快速原型和反馈成了它的标准结 构，开发过程成了一次次的迭代反复过程，对象成为分析、设计编码、测试等阶段的共 同的表达媒质，开发的重- i i , 从编码阶段向两端移动。因此在学籍管理系统设计与开发中 选择面向对象的程序设计方法。 2 3 开发步骤 2 3 1 确定具体需求 一、功能需求 一i ：能够游览学生学籍盼所有信息 2 能够制定招生计划并能进行学生注册登记管理 3 能够通过学生的一个信息找到个人学籍的相关信息( 例如：知道学生的姓名能 够找到该学生的所有有关的学籍信息) 4 通过一条信息找到与之匹配的信息( 例如：查询同一专业的所有人员) 5 相关人员能对包含学生的学籍信息进行管理( 因为学生有关情况不是固定不变 的所以一旦学生信息发生改变就要对原有信息进行诸如添加，删除，修改等的操作) 6 必须能对学生有关信息进行相关统计计算( 例如：评定各项奖项，德育考评等) 7 需要提供打印功能( 能对要打印的各项内容都能进行打印服务) 8 对毕业生进行档案管理 二、性能需求 数据精确度：查询时应保证查全率，所有相应域包含查询关键字的记录都应能查 到 时间特性：一般操作的响应时间应在卜2 秒内，对软磁盘和打印机及响应时间也 应在可接受的时间内完成。 适应性：对前面提到的运行环境要求不应存在困难。具体管理任务为：学生自然 信息、受教育情况、奖惩情况、选课管理、成绩管理、课程设置、学分设置、专业设 置。 2 3 2 开发步骤 确定系统功能后，通常需要如下步骤： 1 9 1 确定系统需求。 2 规划系统。 3 建立项目文件。 4 建立所需的数据库，并向数据库中添加所需的表和索引，然后设计表间关系。 5 创建处理数据的查询与视图。 6 形成系统菜单，这时可以先不给这些菜单项指定任务。 7 创建实现数据操作功能的表单和打印数据的报表。 8 指定菜单系统的任务，通常是把菜单项与特定的表单联系起来。 2 4 学籍管理系统分析 学生档案查询 学生成绩查询 打印各种报表 图2 3 学籍管理信息系统i p o 图 图2 4 学籍管理信息流程图 f i 9 2 4t h ei n f o r m a t i o nf l o wc h a r t 每当我们建立一个管理信息系统( mis ) 时，都要利用一些工具如输x - - 一处理 输出( i p o ，i n p u tp r o c e s so u t p u t) 图和数据流( df ，d a t af l o w ) 图对整 个系统进行透彻、明细的分析，这一步是整个系统的关键，在这一步上的毫厘失误，往 往在以后的程序设计中都会谬以千里 1 8 。学籍管理信息系统( s t u d e n t s r e c o r d s m a n a g e m e n ts y s t e m ) 通过对在读学生基本简历、学业成绩的采集、存储、加工，判断学 生的学业质量，为教务部门规范整理学生在校期间的各种记录，同时也为合理组织教学 提供决策依据。 从以上分析可知学籍管理属于低中层管理，其任务是收集、整理、 分析学生各类信息，为教务策略提供量化依据。学籍管理信息流程可描述为图2 4 所 示。 2 5 系统模块划分 经过分析我们将学籍管理系统划分为如图所示的功能模块 图2 5 系统主要模块 f i g2 - 5 t h em a i nd e s i g nm o d u l e si nt h es y s t e m 1 输入模块 该模块完成全校学生的基本档案，学生全部学年选课及成绩情况、奖惩情况、论 文发表情况、开题情况、毕业答辩情况，入学前学籍情况等信息输入。它是本系统与用 户的交互界面，在整个模块的设计中，尽量满足用户录入信息的习惯，减少操作人员击 键次数，以提高录入效率和数据的准确性。 2 查询模块 查询模块提供用户全部录入信息的查询。同时注意了查询信息在屏幕上的放置方 式，力求整齐、美观。另外，如何提高查询速度，也是在设计查询模块中的一个至关重 要的问题。 3 修改模块 对每一个m i s 来说，修改模块的设计都是必要的，它提供了对整个系统全面信息 的修改，以保证录入数据的准确。 4 输出模块 该模块提供各类表格打印，如：补考通知单，学生成绩表，课程选修表，学生基 本