（模式识别与智能系统专业论文）高校教务管理信息系统的设计与实现.pdf

硕l 论文高校教务管理信息系统的设计与实现 摘要 教务管理信息系统是高校教学系统的重要组成部分，是社会信息化的基础和标 志。随着近年来我国教育改革的不断深化，素质教育的全面推进，高校的不断扩招， 尤其是学分制、选课制的不断展开和深入，教学资源同益紧张，原有的教学管理方法 和手段已不适应教学发展的需要，因此，开发一套适应现代高校教学发展需要的教务 管理信息系统是必然趋势。 本文以教务管理需求为背景，结合了钟山职业技术学院的教学实际，设计了教务 管理信息系统。该系统的设计采用了c s 和b s 混合结构，根据日常教务管理和系统 数据的维护等，程序功能复杂、数据安全性要求高的特点采用c s 结构，而对于学生 网络选课、成绩查询、教师的成绩提交等拥有大量用户的则须采用b s 结构。 本系统设计的主要工作难点是系统软件的设计，包括建模、数据库设计和应用程 序的设计三个部分。其中，使用了视图描述能力较强的u m l 进行建模；而数据库设 计则是基于s q ls e r v e r2 0 0 0 数据库平台，完成了系统的概念、逻辑和物理数据库设 计，并进行了实现；在应用程序设计方面，则根据系统的需求和设计的总体要求，在 客户端完成管理系统中教学计划管理、学籍管理、考试管理、课表管理和教材管理等 模块的设计、编码和测试；在浏览器端完成学生管理和教师管理等功能的实现。 本系统目前已经应用于钟山职业学院的教务管理实践中，效果良好。 关键词：教务管理，、信息系统，数据库，a s p 目录 硕士论文 a b s t r a c t t e a c h i n ga f f a i r sm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mi sa ni m p o r t a n tp a r to fe d u c a t i o n s y s t e mi sab a s i sf o rs o c i a li n f o r m a t i o na n dl o g o w i t ht h ec o n t i n u o u sd e e p e n i n go fc h i n a s e d u c a t i o nr e f o r mi nr e c e n ty e a r s ，t h eo v e r a l lp r o m o t i o no fq u a l i t ye d u c a t i o ni nc o l l e g e sa n d u n i v e r s i t i e sc o n t i n u et oe n r o l l m e n t ，e s p e c i a l l yc r e d i t ，e l e c t i v es y s t e mc o n t i n u e dl a u n c ha n d i n - d e p t h ，t e a c h i n g r e s o u r c e sb e c o m e i n c r e a s i n g l ys t r a i n e d ，t h eo r i g i n a lt e a c h i n g m a n a g e m e n tm e t h o d sa n dm e a n sh a v en o ts u i t e dt ot h ed e v e l o p m e n ta n d ，t h e r e f o r e ，i s d e v e l o p i n gat e c h n o l o g yt oa d a p tt ot h ea c a d e m i cd e v e l o p m e n tn e e d so fc o l l e g et e a c h i n g 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 sa ni n e v i t a b l et r e n d i nt h i sp a p e r , t h en e e d so ft e a c h i n ga f f a i r sm a n a g e m e n tb a c k g r o u n d ，ac o m b i n a t i o n o fz h o n g s h a nv o c a t i o n a lt e c h n i c a lc o l l e g et e a c h i n gp r a c t i c e ，d e s i g n e dt h et e a c h i n ga f f a i r 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 t h es y s t e mi sd e s i g n e d 、i t hac sa n db sm i x e d s t r u c t u r e ，a c c o r d i n gt o t h ed a i l yd a t ai n t e a c h i n g a f f a i r sm a n a g e m e n ta n d s y s t e m m a i n t e n a n c e ，t h ep r o g r a mf e a t u r e sac o m p l e x ，d a t as e c u r i t yf e a t u r e st h a tr e q u i r eh i g hu s e o fc ss t r u c t u r e ，b u tt h en e t w o r ke l e c t i v ef o rs t u d e n t st h er e s u l t sq u e r y , t h er e s u l t s p r e s e n t e ds ot e a c h e r sh a v eal a r g en u m b e ro fu s e r sw i l lh a v et ou s eb ss t r u c t u r e t h em a i nw o r ks y s t e md e s i g n ，d i f f i c u l t yi st h es y s t e ms o f t w a r ed e s i g n ，i n c l u d i n g m o d e l i n g ，d a t a b a s ed e s i g na n da p p l i c a t i o nd e s i g no ft h r e ep a r t s a m o n gt h e m ，u s i n gt h e v i e w sd e s c r i b e ds t r o n g e ra b i l i t yo fu m lm o d e l i n g ；a n dd a t a b a s ed e s i g ni sb a s e do nt h e s q ls e r v e r2 0 0 0d a t a b a s ep l a t f o r mt oc o m p l e t et h es y s t e mc o n c e p t ，l o g i c a la n dp h y s i c a l d a t a b a s ed e s i g n ，a n dc a r r i e do u tt oa c h i e v e ；i nt h ea p p l i c a t i o nd e s i g n , t h e na c c o r d i n gt o s y s t e mr e q u i r e m e n t sa n dd e s i g no ft h eo v e r a l lr e q u i r e m e n t s ；t h ec o m p l e t i o no ft h ec l i e n t m a n a g e m e n ts y s t e m ，t h et e a c h i n gp r o g r a mm a n a g e m e n t ，s t u d e n ts t a t u sm a n a g e m e n t ，e x a m m a n a g e m e n t ，c l a s ss c h e d u l em a n a g e m e n t ，a n dm a t e r i a l sm a n a g e m e n tm o d u l ed e s i g n , c o d i n g ，a n dt e s t i n g ；i nt h eb r o w s e rt oc o m p l e t es t u d e n tm a n a g e m e n ta n dt e a c h e r ss w i s s m a n a g e m e n tf u n c t i o n sr e a l i z e d t h es y s t e mi sc u r r e n t l yu s e di n z h o n g s h a n v o c a t i o n a l c o l l e g e s a c a d e m i c m a n a g e m e n tp r a c t i c et og o o d e f f e c t k e yw o r d s ：t e a c h i n ga f f a i r sm 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 ，d a t ab a s e ，a s p i l 声明尸明 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。与我一同工作的同事对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： j 汐d 年6 月汨 ， 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内容，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：乒j7 。年响确 硕上论文离校教务管理信息系统的设计与实现 1 引言 随着i n t e m e t 技术的不断发展和成熟，我国已经进入网络时代，日常管理工作计 算机化、网络化和信息化已成为社会和经济发展的强大动力。网络技术在高校的普及 突破了传统教育教学观念和教育活动的时空界限，使高校的教育手段和决策效率都发 生了深刻的变革。如何充分利用校园网的通信资源，加强教务信息的管理，实现教务 信息共享，促进教育教学管理水平现已成为各个高校所要研究的首要问题，这也将是 一个长期、不断发展的过程。 1 1 国内高校教务信息系统的背景 随着近年来我国教育事业的快速发展，高校教育体制正处在不断改革、不断创新 的快速发展阶段，教育管理部门和高校在结合我国经济不断发展的基础上，一直致力 于对国外先进的教学模式的发展过程和成果进行学习、探索和交流，逐步探索适合我 国国情的教学模式。高校扩招政策的出台，各高校办学规模不断扩大，尤其是学分制、 选课制的不断开展和逐步深入，现有的教学资源变得只益紧张。对教育管理部门和高 校来说，不仅增加了工作量，更增加了工作难度；如何进行科学、规范的管理是教育 管理部门和高校共同关注和研究的问题。结合国外先进的教学管理模式，在校园网络 环境下建设与国际水平接轨的信息化管理平台，提高高校教学管理水平，使之成为高 校公共信息服务体系中重要的组成部分，是各高校当前阶段要又好又快发展所要迫切 完成的工作【l l 。高校现有的信息管理系统正从原来的单一功能逐步向多功能、立体式 方向发展，并逐步过度为系统化和网络化。 在高校的日常管理工作中，教务管理工作无疑是高校重中之重的核心工作，其管 理模式的制度化与规范化，以及其管理手段的信息化与科学化，将对高校的总体发展 产生深远的影响【2 j 。当前，各高校纷纷启动并加快了数字化校园的建设步伐，目前除 了少部分的高职院校和民办高校外，都已相继建成了校园网，构建了数字化校园的硬 件平台，大部分高校都购置了现成的教学管理信息系统，也有部分高校自已开发了单 项管理模块，但是，在实际使用过程中不少软件都或多或少存在一些缺陷：如教学管 理模式滞后，缺乏与信息技术相匹配的教学管理理念；功能单一，不能完全涵盖高校 教学管理部门的方方面面；可用性不强，大量的实际问题得不到解决；缺乏统一的规 划和系统设计。开发有钟山职业技术学院特色并有一定的创新的教务管理信息系统， 使得教师、学生、教学管理员和教学秘书都能够方便地通过系统完成学生成绩管理、 教学计划的安排与执行、课表的编排与查询、教材发放和结算等工作，并能为教学管 i 引言 硕上论文 理的分析和决策提供有效的辅助手段，推动教务管理工作信息化成为该学院迫切需要 解决的问题。 1 2 国内高校教务信息系统的现状 当前，国内高校教务管理信息系统主要存在三种模式：单机管理模式、部门局域 网管理模式和基于校园网的全院管理模式。前二种模式都存在数据重复录入、管理不 规范、统计口径不一致的现象。因此，探讨基于校园网的全院管理信息系统 ( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ，m i s ) 是以各职能部门的管理系统为基础的。各 职能部门的信息，除了满足本部门内部的需求之外，还要为其他职能部门和全校师生 提供信息共享1 3 j 。 建立基于校园网的m i s 对校园内各种信息资源实现共享，目前比较常用的有三 种方案：一是强制停止使用各职能部门原有的旧系统，安装直接买来的新系统；二是 自己研发新系统，直到新系统可以完全替代旧系统为止；三是以不改变现有的管理模 式为前提，将分散在不同部门的信息集成到校园网平台上来实现信息共享，各部门原 有的信息管理职能和维护权限不变。 有不少高校采用第一种方案，花一、二拾万直接购买现成的管理信息系统，如湖 南青果、浙江正方等，但每个高校都有自己的教学管理模式和特点，他们自身的管理 模式与系统的设置模式有很大差异，照搬显然是无法完全实现教务管理的信息化。像 清华大学这样有足够实力的高校一般采用第二种方案自己开发研制系统，从目前 清华系统的运作情况看来，采用第二种方案在一定的时间段内能够起到较好的效果， 但开发周期一般太长，对高校自身的要求太高，很难推广。第三种方案是以不改变现 有的管理模式为前提，不改变各部门原有的信息管理职能和维护权限，将分散在不同 部门的信息集成到校园网平台上来实现信息共享。这种方案回避了m i s 建设过程中 复杂的管理重组问题，是目前比较适宜的解决方案，在较短时间内就能见效。尽管这 种方案实现起来比较容易，但要解决数据冗余、数据一致性、插入异常、删除异常和 修改复杂等问题还需要相当大的努力。由此可见，以上三种方案各有优缺点，各高校 可以根据自身实际加以选择【4 1 。m i s 的实施过程也是高校管理流程的重组过程，也是 不断提高高校整体管理水平的过程。 1 3 选题的意义 本系统在借鉴国内外先进经验的基础上和以前教务管理软件中存在的不足，针对 钟山职业技术学院教务管理工作的实际需要，开发出适合该学院实际需求的教务管理 信息系统。该系统的启用将能很好的解决学院教学管理中存在的实际问题，方便地通 2 硕j ：论文高校教务管理信息系统的设计与实现 过校园网管理学院的教育教学资源，可以进行网上办公，通过校园网辅助教学和学生 学习具有积极的作用。为学院建设数字化校园奠定坚实的技术基础与管理基础，并会 产生一定的社会效益和经济效益。 本系统设计采用多层软件构架、统一的身份认证的结构模式，能够基于校园网为 学院教学运作提供实用、先进的信息化管理平台。学生、教师和教辅人员等可以通过 浏览器完成数据采集与信息发布，而系统管理员、教务管理员和教学秘书则可以使用 专门的客户端实现智能批量的数据处理和安全可靠的管理控制等。本系统涵盖学院教 务管理工作的方方面面，能够适应学年制、学分制以及学年学分混合制的要求。 本系统是在学院教务部门多年实践经验的基础上，并借鉴国内外同类院校教务管 理信息系统的基础上进行研制和开发的，目前已完成新老系统的转换，应用于日常的 教学管理工作中。本系统的运行对于推动学院教学体制的改革、提高教学管理水平将 起到了积极的促进作用。同时，该系统的运行大大减轻了学院教学管理人员的工作负 担，提高他们的工作效率。 1 4 系统的开发原则 ( 1 ) 具有良好的可扩充性 系统应包括能接纳已有的系统和以后系统的扩充升级，能够有效地保护已有的资 源，如果需求发生了变化，需要调整到更好的应用平台时，可以很方便地进行调整。 这就要求系统所采用数据库的整体结构、编码方案和设计思想必须与国家相应标准接 轨。系统采用统一的数据格式描述，使成绩管理、学籍管理等学生业务工作标准化、 规范化，如专业编码、学号编码、班级编码和课程编码等信息都采用了符合规范的方 式来制定。良好扩充性将能保护原有的数据和资源，使之易于扩充升级，为以后的扩 充留有空间。 ( 2 ) 统筹规划 在充分利用先进的计算机技术与信息技术进行教学改进、教务管理方面，当f j 国 内主要有两种模式：面向单个部门的事务处理，以及面向多个职能部门的综合学生管 理模式。教务管理计算机化和网络化的管理模式主要面向全院，即将各类数据集中起 来，统一放在中央数据库中，对数据的操作方式是：通过c s 方式和b s 方式进行的， 即对数据进行集中存储，分步处理。通过这种方式的管理，可以统筹安排教学管理工 作的各个环节，来提高教学管理工作的效率。 ( 3 ) 适于非计算机专业人员使用 系统应具有界面友好、功能完善、容易操作、方便维护等特点，界面的设计应符 合日常办公运作的需求，基于b s 模块的只要用浏览器浏览即可，即便是基于c s 模 1 引言硕上论文 块，非计算机专业的使用人员只需经过简单的培训就可以掌握其操作方法。这就要求 设计系统时除满足分析时要求的所有功能外，在设计界面时应尽量接近自然方式；因 此除了对基本功能提出要求之外，为了使得系统尽可能地简单、实用，用户界面要求 如下：要求用户输入数据的界面应当尽量自然、直观，计算机面用户传递的信号必须 准确、即时，没必要提示的信息尽量不要出现，避免引起用户的误解或混乱；界面的 风格须保持一致，使操作人员始终用同一种思维与操作方式；须使操作人员能即时掌 握任务的进展情况，如已完成的百分比等，特别是需要较长时间等待的：输入画面尽 可能接近实际，屏幕上要求输入可能少的数据，对于一些相对固定的数据，应可用鼠 标轻松选择，而不需要频繁使用键盘输入1 5 j 。 ( 4 ) 为教师、学生提供良好的信息服务 各系部能方便使用该系统提供信息服务，能方便地在各自权限范围内完成对学 生、教师、课程、成绩等相关信息的录入、修改、删除和查询等，学生也可以通过校 园网查询本人的学籍信息、课程成绩、开课课程、上课时间以及地点等，同时也可以 了解课程设置情况、网上选课等，教师可以查询上课课程、学生信息等，师生可以方 便的对本人部分信息进行查询和修改1 6 j 。 ( 5 ) 采用先进成熟的技术，建立实用可靠的系统 系统的建设目标能否实现，系统能否发挥应有的效益，稳定可靠、方便实用是关 键。系统应采用成熟可靠的技术。同时，系统的起点要高，要有一定的长期效益，而 不是基于淘汰的技术，系统的建立应适应未来发展的趋势【_ 丌。 ( 6 ) 系统安全、可靠运行 系统具有安全高效的身份认证和权限制度，以解决系统的安全性、保密性等问题， 防止非法入侵。通过数据库身份认证、操作系统权限制度与校园网的安全机制相结合 的方式，采用路由技术，为信息系统设立防火墙，同时做好数据的定期备份工作，可 以把备份资料存放到其它计算机，以保证万一系统出现故障时能够通过镜像和还原务 份等方式准确、快速地恢复系统，保证整个管理系统的安全可靠。 1 5 文章的组织与安排 本文所描述的高校教务管理信息系统的功能己基本实现并应用到正常的日常管 理工作中。论文通过对分层架构设计的分析与研究，提出了高校教务管理信息系统的 总体设计结构；结合u m l 建模工具和面向对象的程序设计方法阐述了系统的设计过 程；通过系统的调试，最终实现整个教务管理信息系统。 本人在该系统的开发中承担的任务有：1 ) 与他人一起完成了系统的总体结构的 设计；2 ) 进行需求调研，分析学院现有的教务管理系统的使用情况以及新的需求， 4 硕_ ：论文 高校教务管理信息系统的设计与实现 与其他开发人员共同完成系统化的需求分析；3 ) 参与了本系统u m l 模型的建立、 数据库系统的设计与实现工作；4 ) 参与了学籍管理、成绩管理、教材管理等子系统 的编制以及调试；5 ) 参与了其他模块的整合与调查试，和其他开发人员及本院教务 管理员一起完成了新旧系统的数据调试和转换等工作。 本文第1 章主要阐述该课题开发的背景及该课题在国内外研究的现状和成果。第 2 章主要阐述了该系统开发的可行性及主要技术特点，以及系统实现的技术平台及 c s 、b s 混合软件架构的特点及原理。第3 章主要阐述系统总体需求和各子系统的 具体功能的需求分析。第4 章主要阐述u m l 建模和依据系统各功能模块设计进行各 功能模块的数据库设计。第5 章主要阐述了详细的实现过程。第6 章阐述了课题的研 究总结与展望。 2 系统的相关技术综述 硕上论文 2 系统的相关技术综述 2 1 管理信息系统( m i s ) m i s 综合运用了计算机等科学管理方法，以现代通讯技术和计算机为传输工具和 基本信息处理手段，为决策者提供服务和信息的人机交互系统，它对信息有收集、使 用、存储、传递、维护和处理等功能。m i s 主要使用事物处理系统( t r a n s a c t i o n p r o c e s s i n gs y s t e m ，t p s ) 和大量定量化的方法，以此来实现对管理和生产经营过程 的规划、预测、管理、控制和调节等。 回顾教务管理信息系统的发展过程，大致分两个阶段：第一阶段为起步阶段，2 0 世纪8 0 年代到9 0 年代初期，以单机和独立的系统为主。期间计算机硬件的价格逐步 降价，为国内教育行业普及应用计算机提供了条件。但这个时期的教务管理信息系统 基本上都是处于相对独立的状态，数据也都是以独享的方式存在的，并没有实现真正 意义上的共享。第二阶段是发展阶段，时间从9 0 年代中后期至今，以局域网和数据 库为基础，逐步走向网络化。期问计算机网络得到飞速发展，网络数据库逐步普及。 促使教务管理信息系统的建设以先进的教育思想为基础，结合基于w e b 的现代信息 技术为支撑，以开放式、交互式和共享式为特点，努力创建一个安全可靠、快速传输 和信息共享的教务管理信息系统。数据共享在教务管理信息系统的设计过程中显得越 来越重要。如何实现不同部门之间的数据交换逐步成为大家必须要考虑问题。信息化 系统的设计目标是高校教务管理的效率得到了很大程度的提高，重复工作也逐渐得以 避免【3 - 4 1 。对于目前市场上主流的教务管理信息系统的产品而言，如浙大正方和湖南 青果等，除了产品名称和部分特点有所不同之外，其主要的功能模块都很相似。主要 功能模块包括学生成绩查询、选课及各种报名、教师成绩输入和学生教材费用的收支 等，以及为此为实现这些功能而设置的各种模块：系统维护、计划管理、课表管理、 成绩管理、学籍管理、学生注册、考务管理、工作量计算、教务秘书管理、毕业生管 理、教材管理。 2 2 数据库技术 s q ls e r v e r2 0 0 0 是一个可设计c s 结构模式和可扩展、高性能的数据库管理系 统。随着发布第一个s q ls e r v e r 版本至今，s q ls e r v e r 已经过多次升级，为用户提 供越来越多的新特性，逐步成为企业级数据库开发平台的第一选择。 采用了c s 模型设计的系统，其服务器可以被多台客户机同时访问，数据库的处 6 硕_ i j 论文高校教务管理信息系统的设计与实现 理过程则分布在客户机和服务器上。c s 模型分为两层和多层结构【引。 s q ls e r v e r2 0 0 0 全面扩展了s q ls e r v e r7 0 的可靠性和易用性等功能，使它成 为一个非常实用且出色的数据库管理平台，在电子商务以及大型联机事务处理数据仓 库等等方面使用比较频率。s q ls e r v e r2 0 0 0 主要有以下新特性： 1 w e b 特性 据调查表明，在存储数据方面s q ls e r v e r 是w e b 上最流行的数据库。在s q l s e r v e r7 0 基础上，s q ls e r v e r 2 0 0 0 提供了更多的电子商务和w e b 功能等新特性，主 要有：强大而灵活的w e b 分析；对x m l 和i n t e r n e t 标准的丰富、支持；通过w e b 对数据安全访问，以及对应用程序的管理安全等。 2 出色的可伸缩性和可靠性 s q ls e r v e r2 0 0 0 发布了全球记录t p c c 基准，使其它平台的竞争黯然失色。有 关可伸缩性和可靠性包括：电子商务方案解决的可伸缩性；数据库解决方案的可伸缩 性；解决商业方案的可伸缩性；最大的正常运行时间的可靠性等【8 。9 】。 3 更低的成本优势 s q ls e r v e r 能够快速地配置、管理和构建电子商务、商业和数据仓库解决方案。 通过对独立公司调查研究，表明s q ls e r v e r 是最早被使用并且比原来的竞争产品具 有更低的拥有成本1 9 】。 2 3w e b 编程语言a s p w e b 编程语言a s p ( a c t i v es e r v e rp a g e ) 通过在标准h t m l 网页中嵌入和使用 a s p 内建的对象和可安装的a c t i v e x 组件，并结合v b s c r i p t 或j s c f i p t 编程，可建立 动态、功能强大的w e b 交互网页，其扩展名为a s p 。a s p 可以在w i n d o w sn t 、w i n d o w s 2 0 0 0s e r v e r 平台和i i s 服务器等运行。 a s p 具有以下特点： l 、可以用v b s c r i p t 或j s c r i p t 创建脚本，同时结合h t m l 语言能很方便地完成 对网站设计。w e b 服务器能同时处理v b s c r i p t 和j s c r i p t 这两种语言。 2 、a s p 采用s c r i p t 语言就可以轻松编程，这就大大节省了网络设计人员不断学 习新语言的时间。 3 、a s p 运行在服务器端，因此我们根本就不用担心浏览器是不是能支持a s p 所 使用的编程语言。a s p 在服务器端执行的程序完毕后，服务器只会将执行的结果反馈 到浏览器，大大减轻了浏览器的负担，提高了交互速度。 4 、a s p 能与任何a c t i v e xs c r i p t i n g 语言相容。不仅可以用v b s c r i p t 或j s c r i p t 语 言来设计，还能通过p l u g i n 的方式，使用由第三方所提供的其他脚本语言等。 7 2 系统的相关技术综述硕士论文 5 、a c t i v e x 服务器组件具有无限可扩充的特性。使用任何编程语言都能来编写 你所需要的a c t i v e xs e r v e r 组件。 6 、可以利用a d o ( a c t i v e xd a t ao b j e c t s ，微软的一种面向对象的数据库访问技 术) 对象，通过开放式数据库链接( o p e nd a t a b a s ec o n n e c t i v i t y ，o d b c ) 很方便地 访问数据库，从而使存取数据库变成一件很轻松的事。 2 4 开发语言d e l p h i “真正的程序员用c ，聪明的程序员用d e l p h i ”，这句话是对d e l p h i 最实在的描述。 d e l p h i 具有简单、高效和功能强大的特点。d e l p h i 和v c 相比更简单、更易于掌握， 而在功能上却毫不逊色；d e l p h i 和v b 相比，功能则更强大和实用。d e l p h i 兼备了 v c 的功能强大和v b 的简单易学等特剧4 引。 d e l p h i 具有以下的特性：强大的集成开发环境：强大但却简单的底层编程语言 ( o b j e c tp a s t a l ) ；支持封装、继承、多态等面向对象特性；可以产生能独立的本地可 执行代码，可以建立动态的链接库，使用动态链接库可以扩展d e l p h i 应用；还可以 构造w w w 服务器和浏览器，可以创建w e b 服务器应用程序，可以在应用程序中返 回静态和动态网页等；模板的使用使得编程变得越发的简便，d e l p h i 定义了4 种模板 类型：窗体、应用、构件和代码；强有力的异常处理机制。 2 5 结构化查询语言s q l s q l 最早的是i b m 的圣约瑟研究实验室为其关系数据库管理系统开发的一种查 询语言，它的前身是s q u a r e 语言。s q l 语言具有结构简洁、易学，但功能强大的 特点，所以自从1 9 8 1 年i b m 公司推出以来，s q l 语言得到了广泛的应用。如今无论 是o r a c l e 、s y b a s e 、i n f o r m i x 这些大型的数据库管理系统，还是v i s u a lf o x p r o ， p o w e r b u i l d e r 等，都支持s q l 作为查询语言。 s q l 是高级的非过程化编程语言，允许用户在高层数据结构上工作。可以使用 s q l 语言作为不同底层结构的不同数据库系统数据输入与管理的接c i 。因为它不要 求用户了解和指定对数据的具体存放方法。它的对象是记录集合，输入就是接受集合， 输出就是返回集合。s q l 语言也可以嵌套使用，允许把一条s q l 语句的输出的结果 用作另一条s q l 语句的输入。正常情况下，用其他语言需要一大段程序才能实现的 一个单独事件往往用一个s q l 语句就可以实现，这意味着s q l 语言可以写出非常复 杂的语句来。 s q l 语言通常包含4 个部分： 1 数据定义，如c r e a t e ，a l t e r 和d r o p 等语句。 8 硕j j 论文高校教务管理信息系统的设计与实现 2 数据操纵，如i n s e r t ，d e l e t e 和u p d a t e 等语句。 3 数据查询，如s e l e c t 语句。 4 数据控制，如g m 气n t ，r o l l b a c k ，c o m m i t 和r e v o k e 等语句。 2 6b s 和c s 结构 当前大部分的教务管理信息系统从设计总体结构上看，都采用了b s 结构方式， 因为相比而言b s 结构的特点是比较适于网络方式且易于维护和升级，当然也有部分 系统依然维持着传统的c s 结构。也有一部分软件支持b s 和c s 混合等结构，或在 b s 内含其它结构。整体来说，教务管理信息系统正在经历着从c s 向b s 结构的重 心转移。当然不是说c s 结构就多么的不好，c s 有它的特色和优势，使用者要是根 据自己系统的需要设计系统的总体结构。 2 6 1 两层c s 结构 c s 是从传统计算体系结构的基础上发展而来的，c s 基本结构如图2 1 所示， 这种模式在2 0 世纪8 0 年代的后期就开始引入教育行业。 服务器端客户机端 图2 1 两层c s 功能结构图 到2 0 世纪9 0 年代初期，使用两层c s 结构模式的数据库系统已成为教育行业 的主流，该体系结构将系统分成两大块，系统由多台计算构成，它们可以分别执行任 务，但它们又是有机结合体，共同完成整个系统的应用，这种系统的优势是可以最大 限度的利用系统中软、硬件资源。 任何一个应用系统，小到简单的单机系统，大到复杂的网络系统，一般都可以 分为三个部分：显示逻辑部分( 表示层，p r e s e n t a t i o n ) ，事务处理逻辑部分( 功能层， b u s i n e s s ) 和数据处理逻辑部分( 数据层，d a t as e r v i c e ) 。表示层是实现与用户的交互； 功能层则进行具体的数据处理和运算；数据层可以对数据库中的数据进行查询、修改 和更新等。由于c s 结构被设计成两层模式，显示逻辑和事务处理逻辑部分习惯放在 客户端，数据处理逻辑和数据库一起放在服务器端，使用过程中客户端任务显得比较 繁重，通过被戏称为“胖 客户机，而相比而言服务器端的任务则较轻，又称“瘦 9 2 系统的相关技术综述硕j 二论文 服务器1 1 3 1 。 正因为这种结构的特征，存在着不足，具体如下： ( 1 ) 效率低下，由于c l i e n t 和s e r v e r 是直接相连的，与c l i e n t 的连接需要消耗 s e r v e r 的部分系统资源来处理。如果出现大量c l i e n t 同时发送数据请求服务时，服务 器与c l i e n t 的频繁连接需要占用不少的资源，而不能及时的最大程度的响应c l i e n t 的数据请求。大量c l i e n t 数据请求堆积的后果是系统运行效率大幅度降低，直至崩溃。 c s 结构只适合运行于规模少于1 0 0 个用户的网络环境。 ( 2 ) 可靠性差。c l i e n t 用应用程序直接与数据库服务器打交道，因此客户端对数 据库拥有很高权限，对数据存在极大的安全隐患，如果服务器因某种原因死机或者停 机，那么整个系统都要瘫痪，系统恢复比较麻烦，需要花费很长时间。 ( 3 ) 程序移植性差，维护困难。由于应用逻辑装在c l i e n t 里，因而不能对其进行 集中控制和管理，一旦需要对系统更新或修改，就必须更新所有的客户端，消耗大量 的人力物力，不利于系统的升级换代，对操作用户要求比较高，并要进行相应的培训 后方可进行操作。 c s 的缺点是随着技术的发展不断凸现出来的，当然仅仅依靠对二层结构进行细 枝末节的修补和开发，无法很好解决。要真正解决这些问题，必须从根本上改变这种 二层结构设计。 2 6 2b s 的三层体系结构 b s 说白了就是一种c s 结构，c s 的三层结构是在两层c s 结构的基础上发展 而成的1 1 9 】。b s 功能结构图如2 2 所示。 在b s 的系统中，用户可以通过浏览器向在网络上的服务器发出请求。b s 的结 构极大的简化了客户机工作，服务器将担负较多的工作，数据库访问和应用程序的执 行都在服务器_ l t 2 0 1 。 浏览器 w e b 服务器数据库服务器 图2 2b s 功能结构图 在b s 结构中，表示层、功能层和数据层是相对独立的。将两层c s 结构中事务 处理逻辑模块从客户机的分离出来，单独成为一层来负担其任务，就变成了三层的 b s 结构，具体将表示层( p r e s e n t a t i o n ) 、功能层( b u s i n e s s ) 、数据层( d a t as e r v i c e ) 被分 割为三个相对独立的部分。 1 0 硕上论文 高校教务管理信息系统的设计与实现 习惯把表示层作为第一层，即w e b 浏览器，位于客户端，包含系统的显示逻辑， 由w e b 浏览器向w e b 服务器发出请求，w e b 服务器对用户身份验证后，用h t t p 协 议把所用户所需要的主页回送到客户端，客户机将接受到的主页显示到浏览器上。 第二层是功能层，又被称中间层，系统的事务处理逻辑，位于w e b 服务器端。 主要任务是接受客户端的请求，需要先执行相应的扩展应用程序与数据库的连接，再 通过s q l 等方式向数据服务器提出处理请求，等后台数据服务器将处理结果提交给 w e b 服务器，再由w e b 服务器回送给客户端。 第三层是数据层，又被称为数据服务器。位于数据服务器端，接受w e b 服务器 对数据库的操作请求，对数据库查询、修改和更新等功能，并把运行结果提交给w e b 服务器。数据层使用了关系数据库实现数据的存储和管理，有效的实现了数据的安全 性和统一性。 通过分析不难看出，三层的b s 体系结构是把两层c s 结构的事务处理逻辑模块 从客户机的任务中分离出来，单独组成的一层来负担其任务，这样客户机的压力大大 减轻了，把负荷均衡地分配给了w e b 服务器，于是由原来的两层的c s 结构变成了 三层的b s 结构1 2 。 b s 结构不光对客户机性能的要求不是很高，客户机把事务处理逻辑部分分给了 服务器，使客户机一下子“苗条”了很多，把客户机从沉重的负担中解放出来。维护 人员不再为程序的升级维护工作奔波于每个客户机之间进行重复繁重的劳功，而把主 要精力放在功能服务器上程序的更新工作。这种c s 结构层与层之间相互独立，任何 一层的改变都不会影响其它层。在很大程度上改变了传统的二层c s 体系结构的缺陷 和不足。但这种结构无疑加重了服务器的负担，对服务器提出了很高的要求，人们习 惯把b s 结构的服务器戏称为“胖服务器。 2 6 3c s 与b s 混合模式 c s 和b s 两种模式，相比而言其优缺点如下： ( 1 ) 对安全要求不同。c s 面向的用户群一般是相对固定，对系统维护、安全的 控制能力较强，比较适宜安全度要求较高的服务。b s 可用于发布信息，由于是建立 在广域网上，面向的是不可知的用户群，不确定的因素比较多，因此对安全的控制能 力相对较差。 ( 2 ) 软件移植性不同。c s 结构的移植性不如在b s 模式下构件。b s 的多重结构， 要求构件相对独立的功能，能够相对较好的移植。c s 程序应用逻辑很难重用，应用 逻辑的改变通常就意味着客户机端代码就要重写，并需要更新所有客户端的程序。如 大规模使用c s 会带来很多的难题，每当系统进行小修改时，所有安装该系统的客户 端都须升级换代，增加了系统管理的难度瞄j 。 2 系统的相关技术综述硕上论文 ( 3 ) 运行性能不同。c s 结构采用的是线程技术，每当有请求时，系统就将增加一 个线程，当客户的请求数量增多时，系统将消耗大量的资源降低运行速度，大量请求 堆积的最终结果系统崩溃，所以c s 结构不适合于大于1 0 0 个用户的网络。而b s 结 构则不相同，它支持多客户连接，可动态配置w e b 服务器和应用服务器。 ( 4 ) 开发成本不同。用c s 模式开发系统，特点是较低的开发费用和较短的开发 周期，而采用b s 模式开发系统，则是较高的开发费用和较长的开发周期。总的来说， c s 模式通信速度比较快、成本较低、开发比较容易、可靠性高、交互性强和事务处 理能力强等，遵守的标准要是相同的，在线提示和出错处理方面的功能方面有一定的 优势，网络安全性较高。而b s 模式则是与维护方便、平台无关、有良好的扩充性和 硬件成本低等特点【2 引。 ( 5 ) n 络环境不同。c s 不适合在广域网环境下使用，一般用在专用和小范围的局 域网网络环境，局域网之间再通过服务器提供连接和数据交换服务。b s 在广域网上 使用，它采用广域网技术，例如通过电话线上网和租用设备都可以。b s 在局域网或 广域网环境下都能使用，现有的浏览器一般都会支持安全协议层( s e c u r es o c k e t s l a y e r ，s s l ) 等安全协议，很容易对客户端的数据加密，这在c s 模式中则需要花费 几倍的代价才能做到，因此b s 比c s 适应范围更广，正常情况下客户端只需要有操 作系统和浏览器就可以运行，比较容易实现。 通过分析，在高校教务管理信息系统中单用c s 模式或b s 模式都存在着一定的 缺陷。针对该系统的特殊性与复杂性，如果在安全性要求高、交互性强、处理数据量 大、数据查询灵活且地点固定的小范围内使用c s 模式，而在安全性和交互性不高、 地点灵活的广域范围内使用b s 模式，取长补短，充分利用两种模式各自的优势，构 建一个将两种模式交叉并行使用的混合模式。这种混合模式相对于单独采用c s 或 b s 模式有许多优越性：首先，它能保证敏感数据的安全，尤其是对数据库数据的修 改、增加和删除等；其次，能有效地利用校园网络资源，简化对客户端机器的要求， 集中少部分的财力和物力用到服务器端就可以更出色的完成目的；第三，能保证复杂 功能的交互性和简单功能的易用性；第四，c s 和b s 混合模式使得系统具有维护简 便、布局合理和运行高效的特剧2 4 。 因此，本系统的总体结构设计采用了c s 和b s 两种结构混合的形式。系统数据 的维护管理、日常教务管理工作等，采用了对信息和安全控制能力很强c s 方式；而 学生成绩和信息查询、选课及重修报名和教师网上提交成绩等涉及量大面广则采用 b s 方式进行设计，这种模式数据安全性好，也便于系统使用人员对数据进行维护， 后台采用s q ls e r v e r 2 0 0 0 数据库，充分利用s q ls e r v e r 2 0 0 0 保证了日常教务管理大 量数据的处理速度和安全性。 1 2 硕 ：论文高校教务管理信息系统的设计与实现 图2 3 教务管理信息系统总体结构图 系统总体结构如图2 3 所示，系统的数据库采用s q ls e r v e r2 0 0 0 ；客户端程序 采用两种形式：一是b s 结构的浏览器形式，这种形式的优点是客户端只需通过浏览 器访问相应网页，无需安装专门的应用程序。w | e b 服务器根据客户端的请求，利用 a s p 技术向数据服务器发出请求，再将操作结果以h t