（计算机应用技术专业论文）一个大学生教务管理信息系统.pdf

华中科技大学硕士学位论文 摘要 大学生教务管理信息系统，是一个基于w e b 的网上教务管理信息系统。学生通 过浏览器登录到系统，可以查询自己的考试成绩、所得学分、课表安排，参与评教。 教师登录到系统，可方便地对学生的成绩进行录入、查询、统计分析，查询课表安 排，评价学生学习情况。教务管理人员通过系统可以对成绩录入、修改、统计分析， 评价教学质量，审核毕业资格，进行学位管理，利用系统进行计算机辅助排课等。 大学生教务管理信息系统是一个充分利用i n t e r n e t 、w w w 和w e b 数据库技术来 实现的系统。在对系统所能采用的数据库与w e b 服务器连接的各种方案作了分析和 比较后，选择了基于b s 的模式，利用a s p n e t 技术，通过a d o n e t 驱动的方式来 访问数据库，事件处理代码用c # 编写。 大学生教务管理信息系统在功能结构上分为六个部分。第一部分是成绩管理， 可对学生的成绩进行录入、查询、修改、统计分析和报表输出。第二部分是基本信 息管理。基本信息管理提供各个子系统都要用到的数据，有了这些基本数据，其它 子系统才能正常运行。第三部分是教学质量管理，可以进行教师评学、学生评教、 评价结果查询和报表输出。第四部分是排课管理，可以查询课表，进行计算机辅助 排课。第五部分是学位管理，可以审核学生的学位资格。第六部分是用户管理，可 以更改用户角色，新增角色用户，更改用户口令。 大学生教务管理信息系统为教务管理的快速、方便、准确、及时、安全及无纸 化提供了一套相对完整的解决方案，提供了相对完善的功能。在系统实现的过程中， 动态菜单、系统通用类、用户角色管理的设计与实现方面有自己的特色。 关键词：教务管理，排课，学位资格，质量评价 华中科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t u n d e r g r a d u a t et e a c h i n gm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mi sat e a c h i n gm a n a g e m e n t s y s t e mb a s e do n 、j l ，e b l o g g i n gi n t oi tb yb r o w s e r ，s t u d e n t sm a yi n q u i r et h e i rc o u r s e m a r k s ，m a r kp o i n t s ，s u b j e c t sp l a n n i n g ，c o u r s e ss c h e d u l ea n da t t e n da s s e s s i n gt e a c h i n g t e a c h e r sm a yc o n v e n i e n t l ye n t e r , i n q u i r e ，a n a l y z e ，c o u n ts t u d e n t s c o u r s em a r k s ；t h e y m a yi n q u i r ec o u r s es e h e d u l ea n da s s e s ss t u d e n t s l e a r n i n gc o n d i t i o n b yu s i n gi t ， t e a c h i n gm a n a g e r sm a ye n t e r , u p d a t e ，c o u n t ，a n a l y z es t u d e n t s m a r k s ；t h e ym a y a s s e s s t e a c h i n gq u a l i t y , c h e c kg r a d u a t i o nq u a l i f i c a t i o n sa n dm a n a g ed e g r e e t h e ym a ya l s o s c h e d u l ec o u r s e st a b l ea i d e db yt h i ss y s t e m u n d e r g r a d u a t et e a c h i n gm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mi sas y s t e mm a d ew i t ha l l u s eo fi n t e r n e t w w wa n dw j bd a t a b a s et e c h n i q u e s t h em o d eb a s e do nb si s a d o p t e da f t e rt h el i n k a g es c h e m eb e t w e e n t h ed a t a b a s e 吐l a tc a nb ea d o r p t e di nt h i ss 3 7 s t e m a n dw 曲s e r v e rw a sa n a l y z e da n dc o m p a r e dw i t ho t h e r s t h i ss y s t e mu t i l i z e sa s r n e t t e c h n i q u et oa c c e s sd a t a b l ed r i v e nb va d o n e tm o d e p r o c e s s i n gt r a n s a c t i o nc o d ew a s e d i t e dw i t hc # u n d e r g r a d u a t et e a c h i n gm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns 3 ，s t e mi sd i v i d e di n t o6p a r t so n f u n c t i o n t h ep a r tli sm a r k sm a n a g e m e n t s t u d e n t s m a r k sc a nb ee n t e r e d ，i n q u i r e d ， a n a l y z e d ，c o u n t e da n do u t p u t t e di nr e p o r tf o r i l l mp a r t2i s b a s i ci n f o r m a t i o n m a n a g e m e n t i tp r o v i d e sd a t au s e db va l lo t h e rs u b s y s t e m s o n l y 丽t l l 也e s ed a t ac a nt h e o t h e fs u b s y s t e m sc o r r e c t l yr u n t h ep a r t3i st e a c h i n gq u a l i t ym a n a g e m e n t t e a c h e r s c a na s s e s sl e a r n i n gq u a l i t ya n ds t u d e n t sc a na s s e s st e a c h i n gq u a l i t yh e r e ，a s s e s s m e n t r e s u l t sc a l la l s ob eo u t p u t t e di nr e p o r tf o r m t h ep a r t4i sc o u r s e ss c h e d u l em a n a g e m e n t ， t h ec o u r s e ss c h e d u l et a b l ec a r lb ei n q u i r e da n dp l a n n e da i d e db yc o m p u t e rh e r e t h e p a r t5i sd e g r e em a n a g e m e n t t h es t u d e n t s d e g r e eq u a l i f i c a t i o n sa r ec h e c k e dh e r e t h e p a r t6i su s e r sm a n a g e m e n t u s e rr o l ec a l lb eu p d a t e da n di n s e r t e dh e r e u s e r s p a s s w o r d c a na l s ob eu p d a t e dh e r e u n d e r g r a d u a t et e a c h i n gm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mp r o v i d e s ar e l a t i v e l y c o m p l e t es o l u t i o ns c h e m af o rt h eq u i c k n e s s ，c o n v e n i e n c e ，a c c u r a c y ，s e c u r i t ya n d n o n - p a p e ro ft e a c h i n gm a n a g e m e n ts y s t e ma n dr e l a t i v e l yp e r f e c tf u n c t i o n al i t t l e c r e a t i v ew o r kw a sd o n ei nt h ec o u r s eo ft h es y s t e mi m p l e m e n t a t i o n ，s u c ha sd y n a m i c m e n u ，s y s t e mg e n e r a l p u r p o s ec l a s s e sd e s i g n i n ga n du s e r sr o l em a n a g e m e n t k e yw o r d s ：t e a c h i n gm a n a g e m e n t ，c o u r s es c h e d u l e ，d e g r e eq u a l i f i c a t i o n s ，q u a l i t y a s s e s s m e n t l i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽陇昕知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个 人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均 已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：数 日期：o 朋各年月；同 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定，即：学校有权 保留并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 阅。本 授权华中科技大学可以将本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、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本论文属于 不保盔穷。 ( 请在以上方框内打“”) 学位论文作者签名：黝 日期：0 酊年，月夕日 指导教师签名： 日期： 年月日 华中科技大学硕士学位论文 1 1 概述 1 引论 教务管理工作是一项涉及信息面广，数据量大，数据关系复杂，且准确性和安全 性要求又很高的工作。目前很多高校在管理模式上采用校、系两级管理，即学校教务 处和各院系教务科共同完成教学事务的管理，包括学生学籍、成绩、学生毕业信息、 教师情况、教学计划、课程信息、排课、教学质量信息等教学管理事务。其中涉及大 量数据的输入、奄询、统计、报表输出和分析评估工作，且数据交流频繁。但现行系 统大部分还属于小的局域网形式，系统运行的数据库版本落后，相互之间难于实现资 源共享和通讯，因此新系统的开发势在必行u j 。 目前，绝大多数高等院校都建立了校园网，这为高等院校教务管理的无纸化与网 络化提供了良好的硬件基础，也是高等院校教务管理工作发展的必然趋势。开发基于 校园网的教务管理信息系统可以充分发挥网络环境的优势，使各项管理工作快速、方 便、准确、按时完成，同时可以促进高等院校教务管理工作的制度化、服务人性化、 决策透明化 2 1 。 近年来，高校的发展步伐不断加快，高校教务管理面临新的挑战。随着i n t e r n e t 的飞速发展，高校的校园网也在曰益壮大。如果学生、教师及教职工能不受时间、地 点约束，接入i n t e m e t 就能自由地查询各种教务信息，这无疑是对教务工作的极大解 放，也将为数字化校园铺平道路。所以，在我国现今情况下，如何建立一套完整的网 上教学管理支撑系统，使管理过程向科学化、规范化、现代化迈进是高等教育面临的 一个重要课题【j j 。 1 2 教务系统的应用发展 国内有很多院校在8 0 年代末期就已经着手用计算机进行管理，并且产生了良好 的效果。但是绝大多数软件都是针对教务管理的菜一部门或某一具体工作开发的，例 如学籍管理、排课管理、教材管理等，各管理模块间数据不能通讯和共享，只能单独 使用，这样就增加了很多重复工作，数据冗余严薰，并且很有可能因为数据的不致 性而产生错误。传统的网络应用管理系统一般是采用客户，服务器( c s ) 结构，客户 华中科技大学硕士学位论文 _ _ _ _ _ _ _ _ 一i i ii i ii i i ii _ 端应用软件实现数据的维护和事务逻辑，数据库服务器及数据库支撑平台提供数据的 存储服务并保证数据的存储安全。当变更事务逻辑或数据结构后，必须重新向各客户 机分发应用软件，维护工作量较大。基于c s 结构的系统需要专用的前端应用程序， 其事务数据处理能力强，性能高、系统安全可靠，其缺点是使用范围具有一定的局限 性f 4 】。 现阶段我国高等院校大多采用客户j j l i 务器与浏览器l l j l i l 务器相结合模式的高校教 务管理系统。近几年来，随着我国高等教育的快速发展，高校办学规模不断扩大，学分 制逐步推行，教学资源明显紧缺，使教务管理部门的任务越来越重，不仅增大了工作量， 更增大了工作难度，管理稍不到位，便容易出现失误。开发基于b s 和c s 集成的多 层次网络的教务管理系统已成现实。浏览器服务器( b s ) 模式是一种新型的数据库信 息系统的设计模式，这种基于w e b 的模式是通过a s p 技术，利用a d o 对象来访问数 据库的，它把传统的c s 模式的服务器进行了进一步分化，分解成一个数据库服务器 和一个w e b 服务器，从而构成了具有c i s 结构的三层体系1 5 】。基于b s 结构的系统不 需安装专用的前端应用程序，各种平台的用户只需通过浏览器便可访问并处理相应信 息，操作更加简单，但存在安全问题与数据通讯的瓶颈问题【6 j 。b r o w s e r 端是一个网络 信息发布平台，使得教师和学生可以自由查询考试成绩、课表安排、教师信息、教室占 用情况等各类教务信息，对适合网上处理的工作应由b r o w s e r 端完成。另外， c l i e n t 端完成教务数据的集中处理和管理。系统基本管理模式是以教务管理决策部门( 如教务 处) 为控制中心，对所涉及的所有数据进行集中的、统一管理。其它部f - j ( 如各院、系 等) 安装本系统客户端软件后作为工作站，在主管部门的授权下可以对本部门的数据进 行录入、修改、查询、统计、打印等操作。这样就将教务管理部门的绝大部分工作分解 到各基层单位，从而能及时、高效地完成数据处理。当今的教务系统软件实现结构采用 多层应用体系结构，是将各种应用作为被共享的服务的集合，是一种跨应用、可重用的 服务平台。在这个平台上，各种应用作为组件可集成或重组生成新的应用，具有灵活的 伸缩性。多层结构中以c s 的结构样式解决b s 结构难以解决的复杂事务处理。支持 地理位置分散的业务模式，适合高校多校区、地域分散的情况，最大限度地减少客户端 的维护工作量。多层结构的应用程序把业务逻辑独立出来，形成一层或多层。应用系统 开发模式形成客户层界面、中间业务处理层( 可由多层组成) 和后端数据服务层，具有 如下特点：客户端人机界面的开发大大简化，只注重人机界面的设计，不必关心业务逻 辑和数据库的访问，可以是瘦客户机。中间业务逻辑层提供客户端程序调用业务逻辑规 则完成其操作，业务逻辑变更时，客户端界面可以不作变化。数据服务层提供对数据库 进行各种操作的方法，被中间业务逻辑层调用完成业务逻辑。 华中科技大学硕士学位论文 层调用完成业务逻辑。 在现有的客户服务器与浏览器服务器相结合的结构中，多层c s 结构在客户端虽 然是“瘦客户”，但毕竟不是“零客户”，客户端软件的分发和维护还是有些不方便。 随着b s 结构的技术不断完善，b s 结构在交互功能和安全性能上的增强，随着我国 高等教育改革的不断深化和教育管理现代化的不断推进，采用浏览器，服务器( b s ) 结 构模式，开发符合高校自身特殊需要的个性化教务管理规范，基于校园网的教务管理 信息系统，有着重要的现实意义，有着广阔的发展前景【7 1 。 1 3 本文主要研究的内容 教务管理信息系统是一个多人协作的集体项目。本课题是一个大学生教务管理信 息系统，选取了成绩管理、基本信息管理、学位管理、排课管理、教学质量管理、用 户管理六个子系统，开发基于浏览器 1 i 务器( b s ) 结构模式的教务管理信息系统。基 于对本课题进行了广泛研究后，在拥有丰富的背景知识和资料的情况下重点提出予以 解决的问题：系统设计方案的选择、系统功能模块设计、系统实现中动态菜单的生成 与维护、用户角色与权限管理、计算机辅助排课设计、学位资格审核、调用水晶报表 生成各类报表、e x c e l 文件信息导入、系统通用类设计。 华中科技大学硕士学位论文 2 1 概述 2 系统应用需求 系统分析是数据库设计和系统实现的基础，其任务是：掌握用户对系统建设的要 求，研究相应管理工作的特点，找出数据、业务过程和实现管理功能之间的关系，确 定系统的功能。本章将对大学生教务管理信息系统的建设目标、功能特点、数据需求、 业务流程、数据流程、约束需求以及安全要求做出分析。 2 2 系统总体需求目标 系统建设目标是建成一个集自动化、信息化、网络化为一体的，符合高校教务管 理特点的大学生教务管理信息系统，为教务管理有关部门提供优质、高效的业务管理 和事务处理，为其它有关部门、学生和教师提供全面及时的信息和数据【引。系统完成 时应达到以下几方面的要求： 1 功能实用：根据教务管理业务流程，提供日常教学管理功能。 2 技术先进：采用先进的计算机软硬件技术，确保本系统在相当长的时间内不会 落后。 3 高效稳定：系统运行速度快，效率高，有效防止各种人为操作错误，维护数据 的完整性。 4 易于操作：系统界面简洁，易使用、易维护、适应非计算机人员使用。 5 安全可靠：应具有安全高效的身份认证，权限检查机制，防止信息泄密和对保 密信息的非法侵入。 2 3 系统功能需求 教务管理工作在高校管理工作中处于举足轻重的地位。高校的办学质量直接取决 于教务管理水平，它相当于企业的生产管理，其产品就是学生，教务管理的目标是培 养出高质量、高水平、高素质的具有创新能力的学生。包括对学生学习的各个环节、 教师教学的各个环节以及与教学有关的方方面面的管理【9 l 。高校教务管理工作具有如 下特点： 1 目标性 华中科技大学硕士学位论文 教务管理活动负有组织教学，培养人才的责任。比如教学计划的制定应该充分体 现教育的方向，课程设置和授课方式都要符合人材培养的目标要求。 2 规范性 建立健全各项规章制度是教务工作的一项基本建设，是教学工作有序开展的前提 条件。教务管理的规章制度很多，如教学计划、大纲执行规定，教学工作守则，以及 教学检查评估办法、听课评课制度、学籍管理规定、考务工作规定、实验室管理规定、 教师队伍管理办法、教材资料管理规定、教师工作量考核办法等等，若干的制度、规 定、办法，构成了教务管理工作的规范化体系，才使得各项工作有章可循，有序、有 效地进行。 3 多序列性 近年来，高等学校形成了多层次、多渠道、多规格的办学模式。办学层次不同， 培养对象目标不同，学制不同，教学要求不同，授课方式不同，形成了教务管理e 明 显的多序列性。这种多序列性，使教务管理的技术难度大大增加。比如排课就要考虑 多校区的问题。 在教务管理信息系统的设计中，必须充分认识到高校教务管理工作的特点，否则 将难以适应教务管理工作的需要。如在设计系统中各种编号时，就要考虑到规范化的 要求，按照统一的标准加以制定。设计教学质量考核方法时，既要考虑方便、易使用， 又要考虑科学、合理，具有统一性，规范性。大学生教务管理信息系统依据高校教务 管理的要求及特点，结合湖南文理学院实际，确定各个子系统的功能。 成绩管理子系统包括如下的模块： 成绩录入：学科教师对学生的课程成绩进行录入。 成绩统计：学科教师和教务员对学生成绩进行统计与查询。 学生成绩查询：学生对本人的课程成绩进行查询。 成绩修改：教务员对学生成绩进行修改。 成绩报表：根据查询结果生成水晶报表输出。 基本信息管理子系统提供各个子系统都要用到的数据，有了这些基本数据，其它子系 统才能正常运行。它包括如下的模块： 专业信息：各系教务员对所属专业的编号、名称进行维护。 部门信息：系统管理员对各系的编号、名称进行维护。 学生基本信息：包括维护学生的学号、姓名、班级等基本情况，可以利用g x c e l 文件 导入学生信息。 课程信息： 维护课程编号、课程名称、学分、课程性质、开课学期等信息。 班级信息：维护班级编号、班级名称、学生人数、所属部门信息。 华中科技大学硕士学位论文 i - 教学计划信息：维护课程编号、专业编号、部门编号、开课学期等信息。 教学质量管理子系统包括如下的模块： 学生评价教师：学生依据教师任教课程填写学生评教表。 教师评价学生：教师依据任教课程填写教师评学表。 评价结果查询：教务员查询评价结果。 评价结果报表：依据查询结果生成报表输出。 排课管理子系统包括如下的模块： 学生查询课表：学生对本班课表进行查询。 教师查询课表：教师对任教课程课表进行查询。 排课信息导入：教务员导入教师、教室、课程、班级、开课计划等基本信息。 辅助排课：系统管理员和教务员根据教学计划，在系统的协助下按照定的需求排课。 课表输出：教务员依据需要的课表生成报表输出。 学位管理子系统包括如下的模块： 审核条件设定：教务员根据专业要求设定学位授予条件。 学位资格审核：教务员对单个学生、班级或该专业所有班级学生进行学位资格审核。 审核结果报表：根据审核结果生成报表输出。 用户管理子系统包括如下的模块： 用户管理：系统管理员添加或删除各类用户，修改用户权限：教务员添加或删除本部 门用户，修改用户权限。 菜单维护：系统管理员编辑、修改和删除菜单。 管理权限集：系统管理员确定用户权限( 权限集) 。 修改口令：各类用户可以修改自己的登录口令。 2 4 系统数据需求 系统的数据输入信息包括教师、部门、专业、教室、课程、学生、班级、教务管 理人员和开课计划；同时包括后续产生的成绩、授课信息、课堂头、合班信息、教师 评学信息、学生评教信息、学位审核条件信息等。其中，部门信息、统排课教室、各 系教务员信息由系统管理员录入。专业、非统排课教室、课程、学生、班级信息由各 系教务员录入。学生成绩由授课教师录入，并且授课教师一旦录入成绩就不能修改。 评教和评学信息分别由学生和任课教师录入，评教和评学信息一旦录入也不能修改。 系统总体数据需求如图2 2 所示。系统的数据输出信息包括计算机汇总输出信息，如 各类查询结果、各类报表等。 6 华中科技大学硕士学位论文 2 5 系统业务流程 业务流程分析可以帮助我们了解该业务的具体处理过程，发现和处理系统调查工 作中的错误和疏漏，修改和删除原系统中的不合理部分，在新系统的基础上优化业务 处理流程。业务流程分析是在业务功能的基础上将其细化，利用系统的调查资料将业 务处理过程中的每一步用一个完攘的图形将其串起来。业务流程图( t r a n s a c t i o nf 1 0 w d i a g r a m ，t f d ) 就是用一些规定的符号及连线来表示某个具体的业务处理过程。它是 一种尽可能少、尽可能简单的方法描述业务处理过程的方法。以成绩管理予系统为例， 它的业务流程如图2 1 所示。 2 6 系统数据流程 2 6 1 系统总体数据流程 图2 - 1 成绩管理业务流程图 在管理信息系统的设计中，一个通畅的数据流程是今后系统用以实现这个业务处 理过程的基础“。数据流程分析主要包括对信息的流动、传递、处理、存储等的分析， 它把数据在组织内部的流动情况抽象地独立出来，舍去了具体组织机构、信息载体、 处理工作、物资、材料等，单从数据流动过程来考察实际业务的数据处理模式。现有 的数据流程分析是通过数据流程图来实现的“。其具体做法是：按业务流程图理出的 业务流程顺序，将相应调查过程中所掌握的数据表、模型等转换成数据流程图。在大 学生教务管理信息系统中，根据分析绘制出的总体数据流程如图2 3 所示。 华中科技大学硕士学位论文 图2 - 2 系统总体数据需求 8 华中科技大学硕士学位论文 _ _ _ _ _ _ _ 一i i _ _ _ _ - 2 6 2 排课子系统详细数据流程 图2 3 总体数据流程田 如何科学、合理地编排课程表，是每个学校教学管理的一项重要工作。课程表是 一个学校日常教学工作的“高度指挥表”，是具体实旋教学计划的重要组成部分，是教 学管理的关键环节。排课管理是本文研究的重点，计算机辅助排课的数据流程如图2 。4 所示。 图2 - 4 计算机辅助排课的数据流程图 9 华中科技大学硕士学位论文 各系教务员负责非统排课的排课，数据流程与图2 1 4 相似，只是步骤1 中改成各系 教务员指定本学期所排课课程。 2 7 系统约束需求 在数据库的设计过程中，一个非常重要的问题就是要解决输入数据的完整性( 即数 据的正确性和相容性) ，防止错误数据的输入所造成的无效操作和错误结果“。 数据库完整性约束条件可以分为值约束和结构约束。 值约束指对数据的值的限制，如在课表中输入上课时间时，由于一天最多只能排8 节课，所以只允许输入卜8 之间的值。本系统的实现方法是将其作为教务业务规则的一 部分，在系统的中间层实现。 结构约束指对数据之间联系的限制( 即数据的参照完整性，也称相关完整性) ，也就 是当相关联的一组数据表中某一部分数据被修改时，如何维护其它表中相关数据的一致 性。如在删除学生信息的同时，删除他相关的成绩信息【s t u d e n t m a r k 】，口令信息 p a s s w o r d 。增加一个用户帐号时，自动增加一个登录帐号，g l k p a s s w o r d 信息。再如 执行计划中课头表和课表是主从关系，当删掉一个课头时，它在课表中所占用的时间、 地点都要相应删除。在本系统中，利用触发器这个特殊的存储过程来自动维护数据的完 整性。 2 8 系统安全性要求 数据库安全性是数据能被集成共享的关键之一。大学生教务管理信息系统采用的 第一个安全措施是用户识别。系统对每一位用户设置了用户帐户，用户登录系统时要输 入正确的口令，只有合法用户才能进入系统。系统采用的第二个安全措施是角色管理， 不同角色的用户拥有不同的访问权限，防止用户对数据库进行非法操作。第三个措旌是 建立日志文件，跟踪记录用户对系统每一次操作的详细情况。第四个措施是建立数据定 期备份机制。 l o 华中科技大学硕士学位论文 3 1 概述 3 系统结构 本章首先对大学生教务管理信息系统的网络结构和系统体系结构进行了分析和 研究，在此基础上选取了系统所采用的开发环境和开发工具，然后介绍了大学生教务 管理信息系统的功能，提出了系统的总体结构，并对系统进行了功能模块的划分。系 统各功能模块的详细功能已在系统功能需求中做了描述，在此给出了系统的应用功能 结构图，最后论述了系统的安全策略。 3 2 网络结构 大学生教务管理信息系统的网络结构如图3 1 所示。 图3 i 大学生教务管理信息系统的网络结构 实施大学生教务管理信息系统主要由数据库服务器、w e b 服务器和终端用户三 层构成。如果是完接的教务管理信息系统，可以有二级单位院系的应用服务器和系统 用户，所使用的数据来自中心数据库。系统硬件由网络设备、数据库服务器和w e b 服务器构成【1 3 。 华中科技大学硕士学位论文 3 。3 系统体系结构 3 3 1c s 结构模型 近年来，i n t e m e t i n t r a n e t 迅速普及，与之相适应的新技术不断涌现，计算机的：j ： 作环境已经由原来的单机工作，进入了分布式协同工作的新时代，各种分布式计算模 型相继被提出，其中一种是已经得到了广泛应用的客户服务器( c s ) 模型，另一种是 随i n t e m e t 发展而出现的浏览器，服务器，s 1 模型。 c s 模型最基础的是两层计算模型，它将一个应用的表示逻辑、应用逻辑和数据 逻辑按照不同需求分离于两个软件实体或层次中，即客户应用层和服务器层。它的优 点是开发速度快、交互性强、数据通信量小、安全性高。然而，客户端程序直接与服 务器通信，使客户端程序对不同的服务器必须有不同的通信方式，服务器直接面对所 有的用户，负担较重，而且整个系统的可移植性差“。在两层体系结构上，就逐渐发 展出三层体系结构，在前端的系统并不直接将待处理的事务交给后端真正处理事务的 程序，而是交给一个中间层，等积累足够的事务后，这个中间层才将这些事务根据一 定的规则交由后端程序处理。即在原来的用户端和服务器端插入一个中间层，三层结 构将表示逻辑、应用逻辑和数据逻辑分离到独立的、互不相同的软件实体中，克服了 两层结构的某些局限性。基于w e b 的三层架构在应用中的具体结构如图3 2 所示。 数据库服务器 图3 - 2三层w c b 应用系统模型 三层结构的优点是： 1 屏蔽性：对客户端而言，三层结构可以省去同时面对许多种不同服务器的窘境， 客户端只与中间层通信，服务器端的异质性，则被中间层屏蔽。而对服务器而言，三 层结构免除了直接面对所有用户的情形c 1 6 1 。 1 2 华中科技大学硕士学位论文 2 灵活性：中间层的存在可以让服务器容易实现以多台服务器来提供服务而 分散单一服务器的负担。另外，从桌面计算环境到功能更强的网络服务器，负载可均 衡分配到系统各处，这有利于协调性能和网络带宽。 3 ，重用性：许多应用程序的可共享和重用部分可封装在中间层中。中间层的封装 功能为系统的可移植性打下了基础，也保证了系统的灵活性和独立性。 4 易维护性：将业务逻辑部署在中间层，而不是分散在备用户桌面，也有助于适 应各种变化，缩短解决方案的时间。另外，在网络流量、安全性等方面，三层结构也 有较大的优势1 1 7 j 。 然而，采用c s 模型方式的软件开发工作主要集中于客户方软件，而且当系统软 件开发完成以后，整个系统的安装也非常繁杂。即在每一台客户机上都需要安装应用 程序，还必须安装相应的数据库连接驱动程序，以及大量的系统配置工作。而且系统 稍加改动后，所有客户机上的应用软件都会受到影响i 碍】。 3 3 2b s 结构模型 b s 模型是i n t e r n e t 发展的必然产物。b s 是在c s 体系基础上扩充而成的，其中 包括：用户界面的重一喇q w i n d o w s 转j o b r o w s e r ；网络通信协议统一为t c p i p ：分布式 计算机结构由单一的两个层次扩展到由客户、应用服务器和数据库服务器组成的二三个 层，并由于浏览器及w e b 服务器的加入而进一步扩展为n 个层次。三层b s 数据库系统 结构如图3 3 所示。 数据库服务器 图3 - 3 三层b ，s 数据库系统结构 b s 结构顺应了网络发展的趋势，将前端的描述层构筑于浏览器的基础上，中间 通过w e b 服务器与后台的数据库交互，使整个系统能方便地运行于网络的环境中，前 端无需任何配薰，只需一浏览器即可【。所以说，它的出现使当前的软件结构、开发 华中科技大学硕士学位论文 一i l l 一i l l 环境和应用环境发生了极大的改变。 b s 结构具有以下的优点： 1 ) 开放分布式体系，可让用户透明地应用于不同平台组成的异构性资源； 2 ) 信息共享度高，网络扩展性好； 3 ) 框架结构稳定，易于维护，可以满足用户多变的需求； 4 ) 用户界面风格统一，使用简单，便于推广使用【2 0 1 。 b s 结构的发展可使开发人员能按需要选择各种各样的软件和工具来实现各种应 用和服务，并把注意力从用户界面等细节问题转移到核心问题上去。鉴于b s 结构具 有上述优点，在大学生教务管理信息系统的开发中选择t b s 结构。 3 4 系统开发环境 3 4 1 硬件 大学生教务管理信息系统基于w i n d o w s 平台开发，系统客户端与服务器端均基于 i n t e l 平台，下面给出运行环境最低硬件配置要求。 服务器：p 41 2 g 以上、内存5 1 2 m 、硬盘2 0 g ： 客户端：p 31 g 以上、内存1 2 8 m 、硬盘4 g ，可运行w i n 9 8 与1 9 6 0 。 3 4 2 运行环境 大学生教务管理信息系统根据学校实际应用情况，为了便于维护管理，选择 m ic r o s o f ts q l2 0 0 0 作为数据库环境。操作系统为w i n d o w s2 0 0 0a d v a n c e ds e r v e r 。 w e b 应用服务器采用简单易用的m si i s 。事务处理运行环境为n e t 框架。 3 4 3 系统开发工具 大学生教务管理信息系统的系统界面应d r e a m w e a v e rm x 、p h o t o s h o p 设计。 o r e s m w e a v e r 主要用来制作网页文件，制作出来的网页兼容性比较好，制作效率也比 较高【2 1 1 。 在数据库关系的设计中，应用t p o w e rd e s i g n e r8 0 ，p o w e r d e s i g n e r 是s y b a s e 盘 司的c a s e i 具集，使用它可以方便地对管理信息系统进行分析设计，它几乎包括了数 1 4 华中科技大学硕士学位论文 - _ - _ _ _ - _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ 一i i i ii _ _ - - - _ _ - 据库模型设计的全过程。利用p o w e r d e s i g n e r 可以制作数据流程圈、概念数据模型、物 理数据模型，可以生成多种客户端开发工具的应用程序，还可为数据仓库制作结构模 型，也能对团队设计模型进行控制。它可与许多流行的数据库设计软件，例如： p o w e r b u i i d e r ，d e l p h i ，v b ，c # 等相配合使用来缩短开发时间和优化系统设计。 p o w e r d e s i g n e r 主要包括以下几个功能特性：( 1 ) 使用d a t a a r c h i t e c t 这个强大的数 据库设计工具，可利用实体一关系图为个信息系统创建概念数据模型- - c d m 。并且可 根据c d m 产生基于某一特定数据库管理系统的物理数据模型。还可优化p d m ，产生为特 定d b m s 刨建数据库的s q l 语句并可以文件形式存储以便在其他时刻运行这些s q l 语句创 建数据库。另外，d a t a a r e h i t e c t 还可根据已存在的数据库反向生成p d m ，c d m 及创建数 据库的s q l 脚本。( 2 ) 使用p r o c e s s a n a l y s t 用于创建功能模型和数据流图，创建处理层 次关系。( 3 ) 使用a p p m o d e l e r 为客户服务器应用程序创建应用模型。( 4 ) 使用o d b c a d m i n i s t r a t o r 用来管理系统的各种数据源。 内部事务处理用n e ts t u d i o 工具中的c # 编写。n e t 其有良好的集成编辑环境，与 以前的集成编辑环境相比其功能及易用性得以提高，微软独特的o u t l i n i n gc o d e 技术 使编辑环境下的函数及其他的一些代码段能够自由地展开和收起，大大增加了代码的 可读性【22 1 。n e t 能将注释信息生成程序说明文件的功能也极大地缩短了文档编写的时 间。同时，它提供的可视化编程环境使掌握大量可视化语言而对网页编程不太熟悉的 程序员有了迅速掌握网页编程的条件。c # 是全面向对象的语言，几乎提供了所有面向 对象语言所具有的特性，与传统的a s p 编程相比较，其代码的可管理性得到极大地提 高，可以明显提高开发效率及开发质量。n e t 支持分布应用的特性使整个应用系统的 可伸缩性部署成为可能。跨平台特性是应用系统目前一个重要的指标，n e t 也具有跨 平台支持的功能。使用n e t 提供的w i n d o w 级安全验证能够确保足够的登录安全性，其 方法是首先对登录信息提供的m d 5 及s h a l 的加密方式能提供足够的安全保证，而且这 种方式能保证所有页面自动调用登录界面，在验证通过后对同一目录的所有页面都有 效，这样既堵住了安全漏洞，又简化了界面层代码的编写。大学生教务管理信息系统 使用c # 作为用户界面层和各应用程序的开发工具。 应用m ss q l 2 0 0 0 查询分析器开发数据库内部存储过程，视图，触发器，对数据库 内部数据操作进行模块化管理。查询分析器是用于交互执行的t r a n s a c t s q l 语句和 脚本的工具，它提供了s q ls e r v e r 如何解释和使用t r a n s a e t - s q l 语句的功能。用 户利用它可以显示语句生成的执行计划的图形化表示形式。可以启动索引优化向导， 确定可以为基础表定义什么索引来优化语句性能以及显示有关语句性能的统计信息 例。系统开发工具的概念结构如图3 4 所示。 华中科技大学硕士学位论文 华中科技大学硕士学位论文 3 5 系统应用功能结构 对系统的功能构造和实施方案进行了详细研究和探讨后，遵循系统开发时采用 模块化、易使用和安全设计的原则，将系统按功能分为成绩管理、基本信息管理、 学位管理、排课管理、教学质量管理、用户管理六个子系统，共同完成大学生教务 管理信息系统既定的各项功能。系统功能结构如图3 5 所示。 圈3 5 大学生教务管理信息系统功能结构图 3 6 系统安全策略 本系统是基于i n t e m e t ，i n t r a l l e t 的管理系统，存放着大量的敏感数据，必然会遇到 华中科技大学硕士学位论文 数据可能会被非法入侵和修改的问题。为了保证系统的安全，在系统的三个层次分别 采取了如下的措施( 1 ) w i n d o w s2 0 0 0 操作系统和s q ls e r v e 都打上安全补丁，堵住系统 漏洞。( 2 ) 数据库服务器端通过w m d o w s2 0 0 0 的域名安全机制和s q ls e r v e r 的用户权限 分配机制，进行用户身份验证，防止数据库被非法入侵【2 4 1 。( 3 ) 通过建立用户权限数 据库，在应用程序服务器端保证不同层次的用户只能用到系统中相应的功能和有权修 改对应的部分数据。( 4 ) 客户端用户登录时，输入的密码加密后在网络中传输，防e 密 码被截获。( 5 ) 对磁盘数据采取保护措施，以免由于磁盘故障引起数据丢失，方法是采 用磁盘阵列，并定期对数据进行备份1 2 5 。 华中科技大学硕士学位论文 4 1 概述 4 数据库设计 数据库是依照某种数据模型组织起来并存放于二级存储器中的数据集合。这些数 据为多个应用服务，独立于具体的应用程序。数据库的特点是：( 1 ) 共享性：数据库 能服务于多个用户，即多个应用程序能共用一个数据库；( 2 ) 独立性：应用程序与数 据存储方式无关，数据库是独立的；( 3 ) 完整性：在数据库的更新过程中，始终保持 数据的正确性；( 4 ) 不重复性：在数据库中不允许有两个完全相同的记录。数据库中 的数据是反映客观事务实体的资料或信息，这些客观事务实体在现实中是彼此关联 的，因此资料或信息在数据库中的存放也要反映这种关联，表示客观事务实体以及实 体间联系的模型称为数据库模型。数据库模型可分为层次模型、网状模型和关系模型。 层次模型用树形结构来表示实体之间的联系，网状模型用网状表示实体之间的联系， 关系模型用二维表格来表示实体之间的联系。由于关系模型有着数据结构简单、可以 直接处理多对多的关系、数据独立性高等优点，有坚实的理论基础，所以得到了广泛 的应用。数据库由数据库管理系统统一管理，数据的插入、修改和检索均要通过数据 库管理系统进行。数据库管理系统是一种系统软件，它的主要功能是维护数据库的完 整性、一致性和安全性并有效地