（计算机应用技术专业论文）基于web的高校教学管理信息系统的研究与应用.pdf

济南大学硕士学位论文 摘要 随着网络通信技术不断完善和社会信息化程度不断提高，分布式的管理信息系统 的应用技术取得了长足进步。与此同时，国内高校办学规模正在迅速扩大，高校教学 管理工作量随之大幅增加，这使得高校急切需要借助计算机与网络来完成大量烦琐的 教学管理工作。因此，高校教学管理工作的信息化和网络化势在必行，开发高效的基 于网络的教学管理信息系统成为当前国内各所综合类高校的紧迫任务。经过对多所综 合类高校教学工作的调查和研究，本文确定了当今高校教学管理工作的具体要求：可 以满足多个校区的分布式使用：能够应付大规模的客户访问：对异构数据库中的信息 可以相互访问；可以方便的进行功能和规模上的扩展。 为了实现高校教学管理系统的实际要求，本文提出了利用j 2 e e 技术体系对该系 统进行开发研究，设计完成了系统的主要功能框架和部分功能模块。 本文首先论述了高校教学管理系统的现状、特点，介绍了在高校教学管理系统的 设计与开发过程中所采用的相关j 2 e e 技术知识和开发工具；然后通过对高校教学管 理部门作了详细的需求分析和系统分析后确定了系统设计的总体方案和系统实现的 目标，然后进行了功能模块的划分、角色的界定和系统框架的设计，并将整个系统划 分为系统管理、教务管理、学工管理、学生服务和教师服务等五部分。然后，本文重 点阐述了教务管理子系统的设计与实现，并设计了基于志愿的选课算法。最后，本文 针对异构数据库的访问给出了一个设计方案来应对今后的系统扩展集成问题。该系统 采用基于网络隔离与数据交换的安全系统方案，采用客户机服务器结构和浏览器服 务器结构相结合的体系结构，选用微软公司s q ls e r v e r2 0 0 0 开发后台数据库，以 e c l i p s e 3 o 作为前台开发工具，j s p 作为网站设计语言开发而成。 在系统的设计与开发过程中，主要具有以下特色：利用s t 兀l t s 框架来设计表示层 应用；利用e j b 组件来进行业务逻辑处理工作：设计并使用自适应的数据库连接池 技术，提高系统的访问效率。 关键词：管理信息系统，j 2 e e ，连接池技术，选课算法 基于w e b 的高校教学管理信息系统的研究与应用 a b s t r a c t a i o n g 、i t t lm ec o n t i n u o u sd e v e l o p m e n to ft h en e 咖r kc o m m u i l i c a l i o nt e c h n o l o 鼢 血e 证f o r m a t i o l l i z a t i o ni sb e i i i gp m m o t e d ，t l l ed i s t r i b u t e dm 觚a g e m e mh f o m l a t i o ns y s t e m ( m i s ) h a sg o n e nc o l l s d e r a b l cd e v e l o p m e n ti nt l ef i e l do fs y s t e m 印p l i c a t i o n a tt h es 锄e t i m e ，谢mt l l er a p i de n l 盯g c m e n ti ns i z eo fc o l l e g e sa i l dl l l l i v e r s i t i e s ，t l l e r ei sag r e a t a u g m e n ti nw o r k l o a dw i t hm o r ea n dm o r ec o m p l e x i t yi nt e a c h i n ga d m i m s 讯呖o n t h e s h a t i o nf o r c e st 1 a tt l l e 洫f o m l a t i o n i z a t i o na n dn e t w o r ki n 也et c a c h i n gm 蛆a g e m e n to f u i l i v e r s i t yb e c o m ei m p e m t i v eu n d e rm es i t u a t i o n ni sn e c e s s a r yt od e v e l o pe 伍c i e n t t e a c h i n gm a l l a g e m e n ti n f o n n a t i o ns y s t e m ( n 缸s ) b a s i n go ni n t e m e tn e t w o r k b a s i n go n c o m p i e t er e s e a r c ha n di n v e s t i g a t i o n ，m i sp 印e rd e t e m l h l e sm ea c t u a lr e q u i r e m e mf o rm e n e wt m i sa sf o l l o w ：u s i n gi nd i s 仃i b u t e dc 砌p u s ；t h ec a p a b m t yb e i n gv i s i t e d b yn u m e r o u s c l i e n t s ；t 1 1 ea b i l 时t o “c h a n gd a t aa m o n gh e t e r o g e n e o u sd a 诅b a s e ；t t l en e x i b i ee x p a n s i o n i n 劬c t i o na n ds c o p es c a l e t bs a t i s 母t 1 1 es p e c i a ln e e d o fu n i v e r s i t ) r st m i s ，t h i sp a p e rb r i n g sf o n 恤r d 也e s 0 1 m i o np r e c e p tt 1 1 a td e s i 掣l st l l es y s l e mb a s e do nj 2 e et e c h l o l q g ya n dt l l en e w e s tc o n t e n t o fs o 脚a r e e n g i n e e r i n g ，a n df i i l i s h e st h em a j o rf i l n c t i o n so f t h es y s t e m f i r s t l y ，t 1 1 i s 脚c rd e s c r n ) e st h ea c t u a l i t ya 1 1 d t l l ec h a r a d e r i s t i co ft 1 1 et m i s ， i n 廿o d u c e s 也ej 2 e et e c h n 0 1 0 9 ya n dm e d e v e l o p m e n tk i tr e l a t e di n 也ec o u r s eo f t l l ed e s i 辨 a n dd e v c l o p m e n to ft l l en m s s e c o n d l y a 肫ra n a l y s i z i n go fd e m a n da n ds y s t e mi nm e t e a c h i i l gm a l l a g e m e n t b r a n c h ，t l l i sp a p e rd e t e n i l i n e st h cw h o l es c h e m eo fs y s t e md e s i 驴 a n dt 1 1 ea i | i lo fs y s t e mr e a l i z a t i o n 晰mt 圭l ep a r c i t i o no ft h e 缸l c t i o n ，m eq 1 1 a l i f i c a t i o no f c l i e n t 锄dt l l ed e s i g no ft 1 1 es y s t e m 丘a m e w o r k ，a n dd i v i d et 1 1 es y s t e li m of i v ep a r t s ： s y s t e mm a n a g e m e n t ，e d u c a t i o n a lm a n a g e m e n t ，s t l l d e n tm a n a g e m e n t ，s t u d e n ts e i c ea t l d t e a c h c rs e r v i c e t h e nm ep a p 钮e m p h a t i c a l l ya i l dd e t a i l e d l ye x p a t i a t e st h ed e s i g no f 1 e p u b l i cs e l e c t i v ec o u r s em a i l a g e m e 眦s u b s y s t e ma i l dt h ea l g o r i 血mo f c o u r s c - s e l e c t i o nb a s e d o ni n c l 协a t i o ni nt h ed i s m b u t e du m v e r s i t yt m i s 血t h ee n d ，“sp a p e rp o i p o s e sa d e s i 驴 s c h e m eo f d a ：c ae x c h 柚g e 蛳o n gh e t e r o g e n e o u sd a 诅b a s ci no r d e rt op r e p a r ef o rt h es y s t e m t t 济南大学硕士学位论文 h n e g m 矗o n t h e r ew e r em a n yp a r t i c m a rd e s i 弘s 印p l i e di 1 1t i l i ss y s t e m ，s u c h 硒as e to f s e c 嘶t ys y s t e ms c h e m eb a s i n go ni n t e r i l e ti s o l a t i o na n dd a t ae x c h a n g e ，a 碴n go fs y s t e m s 咖c t u r e c o m b i 血gc l i 洲s e e rs 帆c t 啪、v i 血b r o w s e r s e e r 柚dt i l eb a c k g r o l l n d d a t a b a s ew 1 1 i c hm i c r o s o f ls q ls e r 、，e r2 0 0 0d e v e l o p e d 1 1 1 es y s t c mi sd e v c i o p e db ye c l i p s e 3 oa s i m e g r a t e dd e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t ( d e ) a n dj s p 觞w e b s i t el a l l g u a g e r e s p e c i i v e l y m 血ep r o c e s so fd e s i g n 蚰dd e v e l o po fn l et m i s ，t l l e s ec h a r a c t e r sa p p e a r ，s u c ha s d e s j g l lt 1 1 ec j j e n cd e r 谢m 妞s 锄t sf h n e 仇，0 出d 船j g nt l l e 彤bc o m p o n e n ta 1 1 d d e p 】o y t h e mt 0 订a n s a c tb u s i n e s sl o 舀c ；d e s i 驴粕di m p l e m e ms e l f o p t i m i z e dd a 协b a s ec o n n e c t i o n p o o lt oi m p r o v et 1 1 ee 伍c i e n c yi na c c e s s i n gt ot l l et m i s k e y w o r d s ：m a n a g e m e n t 胁h n a t i o ns y s t e m ，j 2 e e ，c o n n e c t i o np 0 0 l t 1 1 ea l g o r i m m0 f c o u r s e s e i e c t i o n 珊 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文 不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的 研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人 完全意识到本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：墨! 望 日期：z 。西西? 。 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解济南大学有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许 论文被查阅和借鉴；本人授权济南大学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，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：墨重导师签名：日期：乏2 些：! ! ：兰： 济南大学硕士学位论文 1 1 研究背景及意义 1 1 1 课题提出的意义 第一章绪论 当今社会已经进入了信息化和数字化的时代，随着以全球互联网技术为代表的新 代信息技术的迅速发展，信息与通讯技术正在对人类生活的各个方面产生巨大的影 响，促使整个社会向着网络化、信息化社会转变【1 】。在信息时代，信息技术的普遍应 用不断地改善着人们办公的习惯和方式，教育领域同样面临着这种新变化的冲击。目 前，随着计算机办公化、网络化技术的应用和推广，高校管理工作信息化、数字化的 教育与实践也越来越受到重视【2 j 。 随着高校校园网的建设和i n t e m e t 技术的引进，基于校园网和i m e m e t 的应用系 统的开发正在蓬勃发展。教学管理是高校管理中的一项重要工作，现代化的高校教学 管理需要现代化的信息管理系统的支持【3 1 。从九十年代开始，为适应新世纪人才培养 的目标，国内高校教育体制进行了大规模的改革，院校合并、校区分散、学校规模不 断扩大、专业设置日趋多样化，招生人数逐年增加，教学计划不断更新，这使得高校 教学管理的工作量大幅度增加，并且，随着教育改革的深化，教学管理模式也在发生 变化，如学分制的逐步实行、培养模式的多样化等。为了保证并提高教学质量，实现 教学管理系统快速、准确、全面的服务于综合类大学的教学管理工作，设计开发一个 分布式的综合教学管理系统不仅势在必行，而且已成为当前的一个紧迫任务h 。 针对国内综合类高校普遍的教学管理模式，本课题设计并开发了基于w 曲的教 学管理信息系统。通过本管理信息系统的使用，力求达到提高工作效率，降低教职员 工工作强度，改善教学管理服务质量的目的，即不但满足教学管理人员、教师、学生 和信息化管理等多方面的需要，而且还可以使目前分散的教学信息得到共享，这样对 提高教学管理水平、实现教学管理现代化、信息化具有重要意义。 1 1 2 课题研究的背景 在教学管理网络化的发展初期，许多高校的教学管理信息系统是采用基于c s ( c l i e n t ，s e r v c r ) 的模式开发的，用户需要通过专用客户端访问系统，系统的业务处 i 基于w c b 的高校教学管理信息系统的研究与应用 理功能都集成在客户端。这种模式的信息系统在应用中存在不少弊端：、随着系统功能 的增多，客户端变得过于庞大，而且功能的扩展也变得困难。因此这种模式的系统不 适用于扩招后的高校教学管理工作。 随着网络技术的进步，基于b s ( b m w s e “s e r v e r ) 模式的管理信息系统逐步发展 起来。目前国内各高校正在使用的教学管理系统大多是基于b ，s 模式开发的。在使用 过程中，发现b s 模式的系统与c s 模式相比，主要区别在于用户可以通过w e b 浏 览器对系统进行访问，而不必安装专门的客户端。系统的业务处理放在服务器中进行， 同时服务器还为w 曲浏览器提供界面服务。与此同时，发现基于b s 模式的系统开 发周期比较长，而且大多这种模式的教学管理系统将表示逻辑和业务逻辑集中在一 起，增加了开发难度，给系统的二次开发和维护带来了困难。 在这样的背景下，我们采用b ，s 模式的三层体系架构，使用s 劬t s 框架技术将表 示逻辑和业务逻辑相分离，并使用基于组件的设计思想和多种设计模式来重新构建系 统，以构建一个具有良好的可靠性、可重用性、可扩展性、可维护性的系统。教学管 理人员通过基于w 曲的教学管理信息系统在线进行业务管理；学生和教师也可以通 过w 曲访问系统完成添加、查询和修改等相关操作。 1 2 国内外的研究现状分析 随着我国高等教育的进一步深化改革，各高校迫切需要提高自身教育工作的质量 和效率，“数字校园”不再仅仅只是一个构想，而是日趋走向成熟。教学管理工作是 高校管理工作中极为重要的组成部分，许多高校都针对本校的规模和发展特点开发出 了自己的教学管理系统，使教学管理人员从繁杂的日常事务性工作中解脱出来，提高 了工作效率，实现了信息共享，并把如何改进提高教学管理工作和全面计算机应用化 作为一个科研项目进行立项吼国内许多高校和软件公司纷纷看好这一有着广阔市场 前景的开发项目，但从现有的高校教学管理软件来看，还存在许多问题，主要有： l 、功能单一。某些系统只是为了解决某个具体问题而开发的，而各相关系统间 没有紧密、有效的联系，影响了信息的重用和共享。 2 、系统孤立。许多系统还处于单机应用状态，即仅限于负责此项业务的教学人 员使用，没有很好实现纵向和横向管理工作的紧密联系、交互性差，造成信息重复采 集、重复统计。 3 、在软件的使用上，大多数只是停留在日常办公的角度，缺乏综合分析的能力： 济南大学硕士学位论文 另外，教学管理软件还存在可扩充性、灵活性差。缺乏强有力的后续技术支持，无法 不断完善软件，适应学校发展的需要，致使这些软件在运行了一段时间后中途废弃或 搁置，造成极大浪费。 从管理信息系统应用的发展趋势上看，随着计算机技术的迅猛发展，高校教学管 理信息系统必将在现有基础上迅速普及和提高鸭主要体现在：从单机管理向网络化 管理发展。教学管理工作与校内各部门密切相关，在学校内部实现数据交互、信息共 享，形成全面综合管理已成为高校信息化管理的研究热点并得到高度的重视。 从技术的发展趋势上看，教学管理信息系统的开发技术日益成熟。信息技术的日 新月异，计算机和网络技术的不断发展为学校管理的信息化建设提供了得天独厚的技 术条件；各局域网的建成完善为实现信息管理的网络化提供了硬件设施：先进的软件 开发工具，友好的图形用户界面操作系统的推广，都为教学信息管理系统的开发和应 用提供了强有力的支持1 7 】。 1 3 本文的主要研究工作 本文针对综合类高校教学管理各部门的业务需要，利用现有的高校网络基础设施 和目前的先进的开发技术，全面设计了基于w e b 的分布式高校教学管理信息系统，为 国内综合类高校的学分制教学体系提供有力的支持。本人在此过程中所作的主要工作 如下： 1 、针对于国内综合类高校的教学管理工作进行需求分析，并在此基础上进行系 统的分析与设计。从业务角度上，对教学管理工作按功能角色划分模块，分别为教务 管理、学生工作管理( 简称学工管理) 、教师服务和学生服务。从技术角度上，针对 于本系统的开发，选定了系统开发工具和系统的安全方案。 2 、在系统分析和设计的基础上，针对于教务管理中的通选课管理工作，详细设 计并实现其选课管理的功能。在此过程中，本文提出依靠管理与技术相结合的方式解 决选课时易出现的“瓶颈”问题。从管理的角度上，本文提出了基于志愿的选课算法， 缓解服务器过载的压力：从技术的角度上，本文设计了自优化的数据库连接池来自动 配置连接池的关键参数。 3 、针对于今后系统扩展集成时要遇到的异构数据库数据访问的问题，本文提出 了基于x m l 对各异构数据源的统一访问的技术实现方案。 基于、b 的商技教学管理信息系统的研究与应用 1 4 论文结构安排 第一章绪论：主要介绍了本课题的意义与系统开发背景 第二章开发工具与相关技术：在设计与实现高校教学管理信息系统的开发过程中所 采用的开发工具与相关技术。 第三章系统分析与初步设计：通过需求分析确定系统的开发原则，通过对综合类高 校教学管理模式的分析确定了系统的架构方式。 第四章系统的详细设计：根据系统分析结果进行功能模块的划分之后，分别介绍系 统的总体设计并选定系统的安全方案。 第五章选课管理子系统的设计与实现：具体介绍了选课管理模块的实现和基于志愿 随机筛选的选课算法。 第六章关键技术系统开发中的研究与应用。 第七章总结与展望 济南大学硕士学位论文 第二章开发工具与相关技术 在具体实现教学管理信息系统的设计与开发过程中，选择恰当的开发工具和技术 可以为日后高校教学管理信息系统的二次开发和部署随着教学改革所带来的新业务 逻辑打下良好的技术基础。 2 1 面向对象的系统分析方法与工具 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 ，对象管理组织o m g 于1 9 9 7 年 公布的标准) ，是一种用来建模和开发软件系统的图形化语言。它提供了软件开发的 各个阶段的可视化建模支持，包括从需求分析到规格书写，以及系统开发和建立等钔。 采用u m l 和可视化建模的目的在于能够通过图形化的表示使开发者捕捉到与系统相 关的重要细节，如项目的需求分析是否能被真正理解，解决方案是否得到有效执行等。 作为一种支持面向对象的分析与设计的建模语言，u m l 不仅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。 u m l 建模工具主要包括九种图，这里就不一一介绍了，简单介绍一下在本系统的 分析与设计中用到的4 种图【9 1 ： 1 、用例图：用例图描述了用例、参与者以及它们之间的关系。用例图描述了系 统的静态用例视，在组织系统行为并为之建模时使用。 2 、交互作用图：交互作用图可分为时序图和协作图。交互作用图描述了对象间 的交互作用，由对象及对象间的关系组成，并包括在对象间传递消息。交互作用图描 述了系统的动态视。时序图是强调消息的时间顺序的交互作用：协作图是强调发送和 接收消息的对象的结构组织的交互作用图。时序图和协作图是同构的可以彼此转换。 3 、活动图：活动图描述了对象在控制流的不同点从一个状态转移到另一个状态 时的对象流。活动图描述了系统的动态视，其强调了对象问的控制流。 4 、组件图：组件图描述了组件间的组织结构和依赖关系，其描述了系统的静态 实现视。 通过绘制这些图形，就可将这个系统的功能以及事件发生的状况描述清楚，以便 进一步编码实现。 基于、e b 的高校教学管理信息系统的研究与应用 2 2 应用开发平台与相关技术 ( j a v a2p l a t f o r me n t e r p r i s ee d i t i o n ) 技术是s u n 公司推出的o n e ( o p e n n e t w o r ke n v i r o n m e n t ) 系列技术标准的核心部分，主要针对于大中型应用开发，尤 其擅长开发基于w e b 的应用系统。j 2 e e 开发平台提供了多层的分布式应用模型、组 件重用策略、一致化的安全模型以及灵活的事务控制特性。j 2 髓技术体系是一个开 放的标准，所以获得许多i t 开发者支持，并有相关的系列产品来满足不同的开发需 要。通过对高校教学管理信息系统特点的研究以及j 2 e e 技术在应用中体现出的优势， 本文采用j 2 e e 作为系统开发的技术平刨1 0 1 。 j 2 e e 的核心技术有很多，这里就不逐一介绍了，下面仅就在教学管理信息系统 中用到的几项关键技术作一个简单介绍。 1 、数据库连接技术( j d b c ) j d b c 是一种可用于执行s q l 语句的j a v aa p i 。它由一些j a v a 语言写的类、界面 组成。j d b c 给数据库应用开发人员、数据库前台工具开发人员提供了一种标准的应 用程序设计接口，使开发人员可以用纯j a v a 语言编写完整的数据库应用程序。通过 使用j d b c ，开发人员可以很方便地将s q l 语句传送给几乎任何一种数据库。也就是 说，开发人员可以不必写一个程序访问s y b a s e ，写另一个程序访问o r a c l e ，再写 个程序访问m i c r o s o f t 的s q l s e r v e r 。用j d b c 写的程序能够自动地将s q l 语句传送 给相应的数据库管理系统( d b m s ) 。不但如此，使用j a v a 编写的应用程序可以在任何 支持j a v a 的平台上运行，不必在不同的平台上编写不同的应用【u 】。 2 、s e r v l e t j s p 技术 s e r v l e t 是使用j a v as e r v l e t 应用程序设计接口及相关类和方法的j a v a 程序， 其在w e b 服务器上或应用服务器上运行并扩展了该服务器的能力1 2 朋】。j a v as e r v l e t 对于w e b 服务器就好像j a v aa p p l e t 对于w e b 浏览器。a p p l e t 装入w e b 浏览器并在 w 盼浏览器内执行，而s e r v l e t 则是装入w e b 服务器并在w e b 服务器内执行。j a v a s e r v l e ta p i 定义了s e r v l e t 和服务器之间的一个标准接口，这使得s e r v l e t 具有跨 服务器平台的特性。s e r v l e t 通过创建一个框架扩展服务器的能力，采用请求一响应 模式提供w e b 服务。当客户机发送请求至服务器时，服务器将请求信息发送给 s e r v l e t ，s e r v l e t 生成相应内容并将其传给服务器，然后再由服务器将响应返回给 客户端。 6 济南大学硕士学位论文 j s p 是构建在j a v as e r v l e t 技术之上的，用来简化动态w e b 内容的开发【1 4 l 。j s p 是一种基于文本的文档，它描述了如何处理一个请求以便产生一个响应。利用j s p 技术，用户可以将j a v a 代码嵌入到h t m l 标记中去。应用程序可以通过j s p 动态生成 h t m l 或x m l 文档中的动态内容部分。 3 、e j b 业务逻辑组件技术 e j b 组件技术是j 2 e e 体系为分布式业务开发提供的组件结构，利用e j b 组件可 以开发可伸缩的、事务型的、多用户安全的应用程序。这些应用程序只需要编写一次， 然后可以部署在任何支持e j b 标准的应用服务器平台中。在叮b 2 0 规范中定义了三 种类型的e j b 组件：会话( s e s s i o n ) b e a n 、实体( e n t i t y ) b e a n 和消息驱动( m e s s a g e d r i v e n ) b e a n 【1 5 】。 会话b e a n ：会话b e a n 在j 2 e e 应用中被用来完成一些服务器端的业务操作，例 如访问数据库、调用其它e j b 组件：总之会话b e a n 代表的是“动作”。会话b e a n 分 为两类：无状态会话b e a n 和有状态会话b e a n ，二者的区别在于是否保存客户端的状 态信息。 无状态会话b e a n 与有状态会话b e a n 相比，主要用于不需要客户特定状态信息的 服务的情况，例如浏览客户数据集、查看普通信息等等：由于无状态会话b e a n 不需 要保存客户端的状态信息，因此占用系统资源较少，相同条件下可容纳的客户端数量 比有状态会话b e a n 要多，在本文所设计的高校教学管理信息系统中大量采用了无状 态会话b e a n ，结合连接池技术，使得系统性能大大提高。有状态会话b e a n 则主要用 于用户内部特定的操作，需要保存用户状态信息，连结数量上受到限制，但是可以进 行安全性要求较高的操作。 实体b e a n ：实体b e a n 是个持久的对象，代表了存储在数据库中的数据，体现 了以数据为中心的特点。根据数据持久化管理方式可以分为容器管理持久化 ( c o n t a i n e rm a n a g e m e n tp e r s i s t e n c e ，c m p ) 和b e a n 管理持久化( b e a nm a n a g e m e n t p e r s i s t e n c e ，b 忡) 两种。采用c m p 方式，e j b 容器提供数据库的连接、事务管理以 及持久化管理等服务，而b m p 方式通过在实体b e a n 中编写代码来完成上述操作。两 者相比较c m p 方式实现起来更方便，而且管理更加规范化；而b m p 方式则更加灵活， 用户可以自己定制管理的内容。 消息驱动b e a n ：结合了会话b e a n 和j m s 的消息监听器的特性，允许一个业务层 组件异步接收消息，由一个o n m e s s a g e ( ) 函数进行业务处理，主要作为j m s 消息的消 基于w 曲的高校教学管理信息系统的研冤与应用 费者使用。 e j b 容器：上面介绍的e j b 组件都运行在e j b 容器中，通过部署在容器中，e j b 组件不仅可以获得标准的容器服务，还可以获得容器提供的事务管理、持久化管理等 服务以及访问其他j 2 e e 服务和通信a p i 的能力。 2 3j 2 e e 框架技术 框架( f r a m e w o r k ) 是可重用的，半完成的应用程序，可以用来产生专门的定制 程序( 1 6 】。本文提出通过成熟的w e b 框架技术一s t r u t s 来开发本系统，开发的目标是使 系统具有高可用性、可扩展性和高度可伸缩性，以满足高校教学管理活动的需求。在 此教学管理信息系统的开发中主要使用了s t r u t s 框架。 2 3 1s t r u t s 框架 传统的仅使用j s p 开发( j s pm o d e l1 ) 的w e b 应用，采用页面到页面的方式将 页面显示、流程控制、业务逻辑和数据处理强耦合在页面中。这种设计非常不利于扩 展升级。于是，开发者们又提出了j s p s e r v l e t 模式( j s pm o d e l2 ) 。它和m o d e ll 最大的区别在于引入了m v c 模式的概念【”。m v c 设计模式，由控制器( c o n t r o l l e r ) 、 模型( m o d e l ) 、视图( v i e w ) 三部分组成，其主要的设计理念是通过控制器将表现逻 辑和业务逻辑解耦，提高了系统的可维护、可扩展、可重用性【l ”。 s t r u t s 是由a p a c h e 发起的开源项目，是基于m v c 分离思想的杰出产品，其实质 上就是在j s pm o d e l2 的基础上实现的一个州c 框架 1 9 。在s t r u t s 框架中，模型 由实现业务逻辑的j a v a b e a n 构成，控制器由a c t i o n s e r v l e t 和a c t i o n 实现，视图由 组j s p 文件构成，如2 一l 图所示。 s e r v l e 伽s p 容器 咖t s n 蟾训j l 浏览器| 卑辟i 1i 峭曹 图2 1 轴m t s 实现的m v c 框架 济南大学硕士学位论文 2 3 2s t r u t s 框架在开发中的优势 随着教学制度改革的深入，高校教学管理工作中的业务逻辑变更比较频繁，这样 比较原有的j 2 e e 框架，s t r u t s 致力于通过引入w c 模式开发清晰明确的业务流程和 用户交互，实现表现逻辑和业务逻辑的解耦，摆脱了原有的开发模式带来的高耦台性， 便于今后系统的二次开发。 2 4 开发工具的选择 在教学管理信息系统的开发过程中选择了e c l i p s e 。目前j a v a 开发领域的各种 集成开发环境多种多样，从b o r l a n d 的j b u i l d e r 到i b m 的w s a d ，o r a c l e 的 j d e v e l o p e r ，还有开放源代码的e c l i p s e 、n e t b e a n s 等。在目前所有的集成开发环境 中，e c l i p s e 是最有发展前途的产品之一【2 0 】。e c l i p s e 最初由0 t i 和i b m 两家公司的 集成开发环境产品开发组组建，起始于1 9 9 9 年4 月，i b m 提供了最初的e c l i p s e 代 码基础，包括p 1 a t f o r m 、j d t 和p d e 。目前由i b m 牵头，围绕e c l i p s e 项目已经发展 成为了一个庞大的e c l i p s e 联盟，有1 5 0 多家软件公司参与到e c l i p s e 项目中1 2 ”。 e c l i p s e 工具项目为不同的工具建造者提供了一个初步架构，以保证为e c l i p s e p 1 a t f o r m 打造最好的工具。e c l i p s e 工具项目的任务是为e c l i p s ep l a t f o r m 培育广 泛的工具的创建。工具项目提供单一的联系点以调和开源工具制造者，从而使得覆盖 和重复最小化，并保证共享的最大化和共同组件的创建，促进不同类型工具的爱缝互 操作。 e c l i p s ep l a t f o r m 是一个开放的可扩展的集成开发环境【埘。e c l i p 审嚣磺f o r m 提供建造块和构造并运行软件开发工具的基础。e c l i p s ep 1 a t f o r m 允诲莲暴媾造者 独立开发与他人工具无缝集成的工具，这样的话，无须知道一个工具结粥槿；问- 处，而 另一个工具功能开始于何处。e c l i p s es d k ( 软件开发者包) 是3 个e c f 固强目的 子项目( p l a t f o 珈、j d t 、p d e ) 所生产组建合并。这些部分在一起提供了一个具有丰 富特性的开发环境，允许开发者有效地建造可以无缝集成到e c l i p s ep l a t f o r 嚆中的 工具。 9 基于w c b 的高校教学管理信息系统的研究与应用 2 5 服务器的选择 2 5 1 b 服务器一t 鲫c a t t o m c a t 是一个开源的w e b 服务器，它是a p a c h e 基金会的j a k a r t a 项目中的一个 核心项目，由a p a c h e ，s u n 和其它一些公司及个人共同开发而成。t 0 m c a t 自4 o 版 本后都采用了新的s e r v l e t 容器：c a t a l i n a ，完整的实现了s e r v l e t 2 3 和j s p l 2 规范。由于j a v a 的跨平台特性，基于j a v a 的t o m c a t 也具有跨平台性1 2 3 】。在t o m c a t 中。应用程序的部署很简单，你只需将应用程序打包后得到的w a r 文件放到t o m c a t 的w e b 应用程序的目录下，t o m c a t 会自动检测到这个文件，并将其解压。 2 5 2 应用服务器j b o s s j b o s s 是优秀的j 2 e e 服务器产品，它是开放源代码的项目，遵循最新的j 2 e e 规范【2 4 】。现在s u n 公司已经把j b o s s 作为j 2 e e l 4 的标准实现服务器了。由于e c l i p s e 、 a p a c h e 和j b o s s 项目都符合j 2 髓的标准规范，j b o s s 集成开发环境( j b o s s i d e ) 可 以直接由e c l i p s e 通过在线更新安装，所以在安装完毕后，就可以在e c l i p s e 中直接 利用j b o s s i d e 来控制j 1 3 0 s s 服务器的启动与停止，这样就可以很方便的开发与部署 业务逻辑层的j b o s s 程序。j b o s s 的架构和其他j 2 e e 应用服务器的架构差别很大， j b o s s 的模块架构是建立在j m x 底层上的，j b o s s 与其组件架构如图2 2 所示【2 5 枷】。 甩o s s 核心构件 图2 2j b o s s 的组件架构示意图 1 0 济南大学硕士学位论文 3 1 可行性分析 第三章系统分析与初步设计 高校教学管理信息系统的开发具备以下可行性： 1 、高校各级主管领导对于计算机在本科生教学管理工作中的应用充分的支持，这 是系统顺利实施的关键所在。 2 、高校完善的网络环境，为我们的本科生教学管理信息系统的开发提供了硬件上 的支持。 3 、高校教务处在业务上具有相对对立性，业务领域数据相对完整，具有条理性， 这些都为设计和实施管理信息系统提供了便利条件。 3 2 用户需求分析 高校教学管理信息系统的开发目标是逐步地建成一个涵盖高校教学管理各个方 面的分布式的管理信息系统，为在校师生的学习工作提供高效、快捷的服务，与此同 时，通过数据信息分析为高校各级领导提供决策支持【2 7 1 。 系统的开发目标决定了本系统主要面向对象为广大在校学生和任课教师以及各 级管理人员，涵盖了学校教学活动的所有参与者，功能角色包括：学生、任课教师、 教学秘书( 院系) 、学籍管理人员、辅导员、教管员( 教务处) 和系统管理员。总的 来说，功能角色可大致分为三类来考虑他们对系统功能的需求： 1 、校院分管教学工作的领导以及教务处、学工处领导的需求 学校各级领导、教务处和学工处领导关心的是，系统运行后从宏观上能看到什么 样的效益，而对某个具体应用具备什么样的功能并不重视。这些效益并不一定指直接 的经济效益，而是指系统能否解决那些手工管理不能或者难以解决的问题，并能为他 们及时掌握在校师生的思想、学习情况，提供准确详细的信息口8 2 9 l 。 2 、系统直接使用者( 学生、任课教师、学籍管理人员、辅导员、教学秘书和教管 员) 的需求 学生：主要通过本系统获得课程基本信息、参与选课、查询成绩，在线评教，等 功能，这是本系统中数量最多的用户，权限较低，对后台数据库基本不进行修改。 任课教师：通过本系统进行课程基本信息维护、选择课程、学生名单查询、课程 1 l 基于w c b 的高校教学管理信息系统的研究与应用 成绩录入，是系统中数量仅次于学生的用户，其数据库访问主要是成绩管理部分。 学籍管理人员：通过高等教育管理系统导入新生基本信息后，进行在校学生的学 籍基本信息维护、学籍信息异动管理等，每个学院都有专门的学籍管理人员。 辅导员( 学生工作人员) ：对学院所辖学生进行综合测评工作，包括奖惩管理， 补助金、贷款管理，学生干部管理，以及评教管理等功能。 教学秘书：负责对本学院的教学计划、授课任务进行管理，同时负责学生成绩汇 总统计：此类用户每学院一位，对数据库的访问权限较高。 教管员：负责对教学环节的各个部分进行审查，包括教学调度、排课排考、教学 计划审核、成绩库审核、学位及毕业资格审核等，本用户对系统数据的访问权限很大， 系统中的教务管理子系统的大部分功能均是为他们的工作所设计。 3 、系统管理维护人员的需求 系统维护支持工作包括用户角色权限设置，数据备份、恢复、错误数据的更正及 一些基本数据变化后期他相关数据的修改等。 上述三个方面的需求要始终贯穿在开发过程的每个环节中，这样开发出的产品才 能是成熟的、可用的系统。 3 3 系统的开发原则 随着高等教育的普及，以教学为主的综合类高校办学规模的扩大和教学改革的深 入，对教学管理提出了很多新的要求，经过认真详细地调查了解，高校教学管理信息 系统在应用中体现了以下特点： l 、权限管理与功能种类比较复杂。在教学管理工作中，包括教学计划的制订、授 课任务管理、学生选课、教师选课等；同时正如前面所分析的使用系统的功能角色也 很多，从系统管理员到普通学生七种不同的功能角色。 2 、访问量大，访问时间集中。高校环境中，用户包括在校学生以及任课教师，系 统的使用人员在高峰期可能会达到万余人，这对系统的承受能力是很大的考验；而且， 由于系统地主要工作是学籍和课程管理，这就导致对系统的操作主要集中在入学前和 放假前，在这一段时间内，系统地负荷最大，而平时系统的访问量较小。 3 、应用分散，管理不便。由于综合类高校的校区分散，各院系部门都分散在校园 中，这就给系统的管理和使用造成了很大的不便。 综合类高校的教学管理工作在应用中的以上特点决定了系统的开发原则为： 济南大学硕士学位论文 1 、统筹规划，信息共享 该系统实现信息资源共享和跨平台的信息资源访问，不仅要面向全校不同部门的 信息资源的共享，还要解决各部门己有的或将建立的信息系统的资源共享，而各部门 信息系统和资源子系统的系统平台不一，数据库又不尽相同，要解决不同的资源子网 的信息共享，提高信息资源共享的利用率，系统结构应具有跨平台访问不同数据源的 机制。建立与其他系统的数据接口。例如，教务系统可以为其他系统如人事系统、科 研系统提供数据共享。 2 、可扩展性、伸缩性和分布式结构 系统应具有较好的可扩展性，系统的可扩展性应包