【毕业学位论文】（Word原稿）专业学位硕士信息管理平台的设计与实现-软件工程

硕士学位论文 （专业学位） 专业学位硕士信息管理平台的 设计与实现 姓 名：张伟 学 号： 1134801 所在院系：软件学院 职业类型：工程硕士 专业领域：软件工程 指导教师：张晨曦 刘依 副指导教师：王志军 二一三年八月 in 2010 2013 1134801 i of 专业学位硕士信息管理平台的设计与实现 张伟 同济大学 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位 论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名： 年 月 日 经指导教师同意，本学位论文属 于保密，在 年解密后适用本授权书。 指导教师签名： 学位论文作者签名： 年 月 日 年 月 日 济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名 ： 年 月 日同济大学 硕士学位论文 摘要 I 摘要 随着信息时代的飞速发展，网络化办公成为提高工作效率，降低工作强度最有效的手段。同时，学校作为培养跨世纪人才的重要基地，办公自动化系统的使用更是大有裨益，它将教育和网络化办公很好地结合起来，最大限度地提高办公效率和改进办公质量，改善办公环境和条件，减少或避免各种差错和弊病，缩短办公处理周期，并用科学的管理方法，借助于各种先进技术，提高管理和决策的水平。 本文以天津师范大学研究生院为依托，通过深入调研分析， 结合学院实际情况，完成了对本系统的可行性需求分析。运用软件工程的设计思想，详细的描述了一个基于 B/S 结构的专业学位硕士信息管理平台系统的设计和实现。系统强调学校内部知识管理、信息交流、信息共享、信息化教学的办公要求，将用户分为学生、教师、教务管理员三类，文中列举了相关角色用户操作的用例图。通过系统的总体设计和详细设计，将系统划分为课程管理模块、在线选课模块、信息发布模块、统计分析模块、系统管理模块、空间管理模块、知识管理模块、注册登录模块等 8个模块，并画出了各个模块详细的时序图。本文的第五部分，对系统主要模 块的编程进行了详细的描述，对主要功能界面进行截图，给出部分代码。该系统是以 为开发平台、以 为系统的数据库。 目前系统已经成功的部署在天津师范大学中心机房，拟于 2013 年下半学期正式投入使用，可以预见，该系统的建成和使用将为天津师范大学专业学位研究生教育教学和管理模式的信息化提供保障， 为教学研究和人才培养构建现代化的信息平台。 关键词 ：面向对象设计， B/005，五层架构 I of to As an of at is or of of of is on of of of , be of is of is of of of of is as as in be in 013. of of B/S 005, 同济大学 硕士学位论文 目录 录 第 1章 引言 . 1 题背景 . 1 内硕士信息管理 平台研究的现状与将来 . 1 课题的目的和意义 . 2 题研究内容 . 2 文的组织结构 . 3 第 2章 相关技术 . 5 . 5 技术 . 5 框架 . 5 层逻辑架构 . 6 本三层结构 . 6 层逻辑架构概述 . 7 术概述 . 7 005 简介 . 8 . 9 章小结 . 10 第 3章 系统的需求分析 . 11 统的总体特点 . 11 能需求分析 . 11 功能需求分析 . 13 作实用性 . 13 统的性能 . 13 全可靠性 . 13 放性和标准化 . 14 统的可扩充性及可维护性 . 14 统用例分析 . 14 统总用例 . 14 程管理模块的用 例分析 . 15 线选课模块的用例分析 . 16 同济大学 硕士学位论文 目录 信息发布模块的用例分析 . 18 计分析模块的用例分析 . 18 统管理模块的用例分析 . 19 间管理模块的用例分析 . 20 识管理模块的用例分析 . 21 章小结 . 22 第 4章 系统的总体设计与详细设计 . 23 统的整体技术架构 . 23 统的模块划分与功能设计 . 25 . 26 . 26 . 28 . 29 . 29 . 31 . 32 . 33 要功能模块的详细设计 . 34 册登录模块 . 34 线选课模块 . 35 程设置模块 . 36 息发布管理模块 . 38 计分析模块 . 39 识管理模块 . 40 间管理模块 . 41 统管理模块 . 43 统角色设计 . 45 统权限设计 . 46 据库的设计 . 47 统 . 47 据表的设计 . 51 据库底层访问接口的设计 . 58 据中心的设计 . 59 统扩展能力的设计 . 61 同济大学 硕士学位论文 目录 V 户端扩展性 . 61 用服务器扩展 . 61 据库扩展性 . 62 章小结 . 62 第 5章 系统的实现及测试 . 63 统的实现 . 63 统的主界面设计 . 63 册登录模块的实现 . 63 线选课模块的实现 . 72 程设置模块的实现 . 76 息发布模块的实现 . 83 计分析模块的实现 . 85 识管理模块的实现 . 86 间管理模块的实现 . 88 统管理模块的实现 . 90 统测试 . 92 统的测试目的 . 92 统的测试环境 . 93 统测试 . 94 第 6章 总结与展望 . 97 论 . 97 一步的工作方向 . 98 致谢 . 99 参考文献 . 100 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果 . 101 第 1章 引言 1 第 1 章 引言 题背景 专业学位研究生教育是培养高层次应用型人才的有效途径，是当前世界研究生教育改革发展的重要领域。随着计算机网络技术和通信技术的普及应用，高校的管理模式在发生着巨大的改变，由传 统的手工管理，发展为面向信息化自动化的办公管理。 在 2011年，天津师范大学作为专业学位研究生教育综合改革试点校，对专业学位研究生教育采用了信息化手段进行了深度改革，为了落实关于实施专业学位研究生教育综合改革试点工作的指导意见，使天津师范大学的专业学位研究生教育综合改革试点工作更加具有针对性和应用性。目前天津师范大学教育硕士共有 17个教育硕士招生领域， 20 余所中小学合作学校，近 600名在学教育硕士研究生，是该校历史最悠久、规模最大的专业学位类型。日常大量的相关信息主要是通过口耳相传的方式传递， 传统的课堂 教学的授课模式，已经不能满足研究生学院以及各个学院现代化建设的需要，要 解决这一现状 ，就必须 借助各种信息化时代的力量，提高管理和决策的科学化水平，无疑是上佳选择。所以，研究开发一个专业学位信息管理系统是很有必要的。 内硕士信息管理平台研究的现状与将来 进入 21世纪以来，随着我国高校改革步伐的加快，传统的教学工作已经很难满足新时代对高校教学及教务工作的要求。从教室实际教学逐步衍生到目前的网上教学，从以前的线下学分，改为为网上学分；从学生按要求选课，到学生自主选课，国内高等教育改革越搞越活。伴随着这些新 形势的出现，计算机信息化管理就显得尤为突出和必要了。 随着学校教学规模的扩大，全国各所高等院校也纷纷建立自己的校园网、办公网。而在开始时期， C/S 模式的办公系统逐步流行，遍布各所高校的机房，同济大学 硕士学位论文 专业学位硕士信息管理平台的设计与实现 2 而随着 B/S 体系结构的成熟以及计算机快速发展， C/S 模式办公系统逐步被 B/大降低了系统的耦合度，提高了系统的扩展性。而目前随着数据挖掘技术的兴起，校园办公系统形成了以 B/S 体系结构为依托，数据挖掘技术为核心的新型校园信息化技术环境。 专业学位硕士信息系统针对天津师范大学研究生院的实际工作情况设计和开发的， 采用的核心技术正是主流的 B/据挖掘已经数据仓库，与其他高等院校的教务管理流程有着天壤之别。 课题的目的和意义 随着天津师范大学研究生研究生学院的快速发展，传统的课堂教学的授课模式，已经不能满足研究生院以及各个学院现代化建设的需要，经过研究生院与各个学院深入的沟通，为了提高教师的教学工作的质量，全面培养学生对课程的兴趣，决定开发一个能适应现代化教学工作以及学生信息管理工作的自动化管理系统。 本课题研究的主要目的就是通过采用 术，结合 B/S 体系结构、运用 发平台，设 计和开发一个专业学位硕士信息管理系统。实现将日常大量通过口耳相传的传递类的信息，转变为及时、准确、快速的电子信息类信息，而要解决这一难题，借助网络的力量无疑是上佳选择。研究生院为教师搭建授课平台，从而极大的丰富教师的授课方式，更好更全面的提高了学生学习的热情，提高学校专业学位硕士工作的管理水平。 题研究内容 借鉴网上目前较为流行的选课系统，并结合学校教师和学生日常上课的工作流程及习惯，采取以实际需求为出发点，以用户应用为设计目标对本课题进行设计和研究。 本课题是基于 术，采用 B/S 模式 结构、微软的 台和N 层设计结构进行设计与实现的，在设计的过程中，使用面向对象的思想对系统原型进行 定系统的总体设计和详细设计，同时运用数据挖掘的思想对系统前期的数据进行合理化构建，便于后期的二次利用。 第 1章 引言 3 本文的主要工作包括： 1. 对天津师范大学研究生院进行深入调研，利用面向对象的思想对系统进行 模，写出前期的需求报告，并画出了相关的用例图。 2. 搭建系统开发环境，部署 台和 据库，掌握了 N 层架构的思想，对系统代码采用分层方式进行构建。 3. 对专业 学位硕士信息管理系统进行总体结构设计和功能设计。将系统划分为 8个模块：课程管理模块、在线选课模块、信息发布模块、统计分析模块、系统管理模块、空间管理模块、知识管理模块、注册登录模块。 4. 对专业学位硕士信息管理系统进行了详细设计，包括模块划分与功能设计、数据库的设计、数据中心的设计、系统角色设计、系统权限设计、系统负载的设计、系统扩展能力的设计，画出时序图并加以描述。 5. 设计出通用的接口，包括 用接口、数据库底层访问接口，以方便系统日后进行扩展。 6. 对专业学位硕士信息管理系统采用 式进行页面设计，以 C#语言为基础实现编程。采用分层分模块的设计思路与实现方式进行编写代码，最终测试发布。 文的组织结构 本文的组织结构如下： 第 1章是引言，主要论述了课题的背景，意义和目的，以及国内硕士信息管理平台研究的现状与将来和本课题的主要研究内容。 第 2章是相关技术，主要介绍了系统在设计和开发过程中所涉及到的方法和技术，包括： 术、 005、 层结构等。 第 3章是需求分析，分析了该系统功能性需求和非功能性需求。并给出了不同角色在各种情 况下的用例图。 第 4章是系统设计，在本章中，我们运用了时序图描述了各模块的处理逻辑和过程。并介绍了该系统所具有的角色和权限，描述了系统负载设计和系统扩展能力设计。本章还描述了该系统的数据库设计、数据中心的设计，并给出了数据库表和 。 同济大学 硕士学位论文 专业学位硕士信息管理平台的设计与实现 4 第 5章系统实现，详细介绍了各模块的编程实现，给出了界面截图以及部分代码。 第 6章总结与展望，主要是对本文的工作进行总结，并指出下一步的工作。第 2章 相关技术 5 第 2 章 相关技术 术与框架 技术 一个统一的 发模型。可 使用与公共语言运行时 (容的任何语言（包括 C#）编写应用程序的代码。供许多比现在的 发模式强大的优势。 主要体现在： 执行效率的大幅提高 、 世界级的工具支持 、 强大性和适应性 、 高效可管理性 、 多处理器环境的可靠性 、 自定义性和扩展性 、 安全性。 当创建 用程序时，开发人员可以使用 体或 体等 任何方式进行组合。每个功能都能得到同一结构的支持， 得到系统框架提供的统一身份验证方案 ，缓存数据， 采用 言对 者 行自定义 。当你 掌握一些 发术语 ，同时 了解交互式序开发的概念 的时候 ，你就可以 运用 发出自己想要的 用程序 。 框架 架 是 由三个主要部分组成：通用语言运行库、统一编程类和一个被称为 高级 本。 以下我们分别介绍这三部分主要功能： 1. 通用语言运行库 主要负责组件运行时侯的内存分配、启动和中止线程和进程、强化安全系数，同时还调整任何该组件涉及到的其他组件的附件配置。 微软用 架统一了 c+、 发所使用 的框架。 架可以实现跨语言继承、纠错处理以及程序调试。 同济大学 硕士学位论文 专业学位硕士信息管理平台的设计与实现 6 程序员提供了一组用于 用户界面 的 控件集，例如：文本框（ 下拉列表框（ 。它 是使用 架提供的类库构建而成的。 层逻辑架构 一个稳定和易维护的系统必须建立在一个好的基础之上。计划和设计一个好的架构对一个项目的成败起着至关重要的作用。可能在我们一般做项目的时候，经验告诉我们： 3 层， N 层 的设计，基本就能把问题解决了，很多的情况确实是这样的。在提出一个设计的时候，常常要考虑为什么要这样划分结构，而且常常要承担风险和责任，特别是万一这个项目因为最初的设计而导致崩溃，那就郁闷了。所以设计的提出一定和考虑业务。 本三层结构 三层架构 包括 数据访问层、业务逻辑层和表示层 ，该 架构意在下层位上层提供服务 。 它 的出现，使得程序员之间可以更好地分工合作 ,提高了 代码 的 重用率 ， 使得程序更加易于维护。当我们开发一个 业务较复杂的系统 ，三 层架构 得以发挥重要作用，可以有效的避免程序中 一个接口的变化 而引发的 多层 接口的修改。 1. 数据访问层 ） 数据访问层的主要功能是封装对数据库的操作，增加、删除、修改、查询，给高层提供访问底层数据的接口。在业务逻辑层通过调用数据访问层的接口来完成其操作。 2. 业务逻辑层 ） 业务逻辑层是应用程序的大脑 ， 不能因为数据库的变换而变化，也不能因为终端的变换而变化。 它的功能主要包括： 处理 应用系统 的业务逻辑 、 对 系统自定义 流程 的 建模 、 数据访问层 与 之间的 通讯 、 将 各类消息数据 返回给 表示 层 。 3. 表示层 ） 第 2章 相关技术 7 表示层 通俗易懂的讲 就是输出后展示的图形或实体 ，换句话说 就是 是你能看见运行在浏览器里边的东西 。 层逻辑架构概述 五层逻辑架构是一种经典的设计模式 ，是对三层架构的有意补充 。它广泛应用于各种语言和各种类型的应用中。 主要包括 表示层 （ 用户界面层 、业务逻辑层 （ 数据访问层 （ 数据存储和管理层。它 的 核心 思想 就 是低层 框架 为上层 框架提供 服务，上层 框架无需了解 低层 框架是如何实现相关操作的 。 五层架构的使用 提高了系统的可维护性、可扩展性和可移植性。 表示层 负责将 系统 信息 程序 给 系统访客，同时将访客在页面 上 输入的数据信息 进行收集 ，而实际的操作逻辑运行在服务器端。 由于该层 直接与用户面对面，可以的 完成。 用户界面层的 功能 是 将 用户输入的 信息 提供给业务逻辑层， 在经过 业务逻辑层 统一的 验证、处理或操作 后， 再把得到的结果 呈现到终端页面上 。 业务逻辑层 主要负责系统 的业务规则、数据验证、数据操作、数据处理和应用程序的安全性。 数据访问层负责管理数据库与业务逻辑层之间的通讯 ， 实现对实体数据和虚拟数据的操作 ，为 业务逻辑和数据库之间提供一个接口 。 这一层的关键在于它对所处理的数据进行物理的创建、提取、更新和删除。这和数据访问层不同，数据访问层只是对创建、提取、更新和删除数据提出请求。数据管理层实际上是在数据库中实现这些操作。 术概述 同济大学 硕士学位论文 专业学位硕士信息管理平台的设计与实现 8 一项新技术， 目前对 有 一个完全统一 的 官方定义 ， 有如下三种说法：定义一： 是 一个 自包含的、模块化的应用程序，可以在 用 中被描述、发布、查找以及调用。 定义二 ： 、分布式的模块化组件，遵守具体的技术规范，这些规范使得 与其他兼任的组件进行操作。定义三： 务是一种可以接收从者 的其它系统中传递过来的请求，轻量级的独立的通讯技术。如果简单说的话， 是一组函数库 ，只不过这种函数类库不在客户端本地，而是一个网络上提供的服务，即部署在 的被定义的对象或是应用程序组件。 常包括 ： 展型可标记语言）、 简单对象存取协议）、 这三 种协议和文档组成了 务的主体。我们在日常使用 方式包括： 远端过程调用 、 面向服务架构 、 随着 术的成熟，它已经被广泛的运用到与我们生活密切相关的各个领域中，主要表现在一下两个方面： 第一、起初 以方便为我们开发的应用程序提供信息源，包括课程成绩、天气预报、手机号码查询、 腾讯 线状态 、 图像与多媒体 。 具体表现为 一个提供天气预报的网站需要随时更新天气情况，在 挂上一个随时问讯最新天气情况的服务。我们的程 序就可以从这个服务上获取到当前最新的天气信息 。 第二、我们以 式提供的应用程序服务，可以是我们轻松、快捷的构建起新的应用程序，提高我们的开发效率。比如，当我们可以开发一个物流的管理系统，需要获取来自不同货品的走向信息，使客户可以及时快捷的了解到商品的运输情况和所在地点，这时系统就可以在 提供运输情况的务供终端应用程序调用，通过对 件的解析，完成具体的应用需求。 005 简介 005 是一 个全面的数据库平台，使用集成的商业智能 (具提供了企业级的数据管理。 005 数据库引擎为关系型数据和结构化数据提供了更安全可靠的存储功能，使您可以构建和管理用第 2章 相关技术 9 于业务的高可用和高性能的数据应用程序。 要包括： 架主机、 本、增强的安全性 、 增强性能 、 通告服务、 务、报表服务、全文搜索功能的增强 、 005 组件等特点。 很多企业级的应用都需要数据高可用，比如说在银行系统，要求数据库能够保证 7*24小时在线可用，再例如利用 作的呼叫中心，如果出现数据库的宕机，对于呼叫中心将是一个非常严重的问题。所以对于企业级的应用系统，必须保证数据库具有高可用性，而 供了多种高可用性技术，主要包括：集群、复制、镜像、日志传送 等 高可用性技术。 同时 根据具体的业务 逻辑 采用 相应的 技术， 配置形成了 高可用性 的 策略 。对企业级应用数据的高效稳定使用提供了强大的技术保证。 术概述 一个快速、简单的 ，可以方便你实现很多 果。为 异步 通过 种技术，你可以创建更好、更快以及更友好的 用程序。 其实 是一种技术的称呼，这种技术现在大部分网站都在用。 以实现 种技术，很多网站都在用它。两者不在同一个比较层面上，没有可比性。所以说， 种技术很实用， 很实用。 传统的 用的主要区别如下： (1). 用户在提交数据的时候，可以不用刷新 提交 页面，就可以与服务器进行通信。 (2). 数据交互方式为异步，不中断用户的操作，具有迅速的响应能力。 (3). 应用程序组成页面数少。 一种 架，而 异步 框架，而 一种应用！也就是说 一个函数库，而 含 基础上进行了封装了，也就是说在 可以用 ，通过创建一些 同济大学 硕士学位论文 专业学位硕士信息管理平台的设计与实现 10 一种 架，是对 一种轻量级的封装，容易理解。 一种由 合起来的一种异步请求技术 供了用于 发的丰富 函数（方法）库。通过 用 都可以从远程服务器请求 $(此句话 要改变的 素，而 调用的方法。也就是将的道德 素加载内容和数据。 能是由 $函数对象的方法提供的。 $意思是将远程数据加载到 象中其中 示完整的请求的键值对选项。 章小结 本节主要介绍了设计和开发专业硕士学位信息管理系统所涉及的相关技术。重点介绍了 术、 据库技术、 术以及五层分层结构。这些技术为系统的后续开发提供了理论依据和技术基础。第 3章 系统的需求分析 11 第 3 章 系统的需求分析 统的总体特点 天津师范大学对专业学位硕士信息不仅要求全面自动化数字处理，而且要具有高度、严格的安全性、易扩展性、操作方便性等特点，而对其安全的特殊性要求居第一位。专业 学位硕士信息系统平台明显具有以下特点： 涉及信息量大、专业性强 系统的信息量可以说包纳全校的教师信息、研究生信息、课程信息等各类信息的汇总，同时学校的选课、评分等操作又包含了许多专业性较强的信息，所以系统所包含的信息是综合的、且专业性较强。 涉及课程多、涉及用户多 专业学位硕士信息系统涉及的课程和用户比较多，不易管理，涉及的多个课程要做相应的功能管理，而人员要做相应的权限控制。 流程繁琐、多变 专业学位硕士信息系统平台受教育改革的影响比较直接，所以其变化比较频繁，流程的流转比较烦琐。 安全等级要求高 专业学 位硕士信息系统平台的课程信息、教师信息、学生信息大部分是一些保密性、要求比较高的文件，所以对它的安全性设置以及系统部署备份的要求都比较严格。 以上几点是专业学位硕士信息系统平台实施的难点，也是该系统的重点，针对这些问题，选择适合它的处理平台，加大软件研发力度，这些问题将会迎刃而解。 能需求分析 同济大学 硕士学位论文 专 业学位硕士信息管理平台的设计与实现 12 经调研，天津师范大学对专业学位硕士信息管理工作涉及以下几个方面：课程管理，在线选课管理，信息发布管理，统计分析管理，系统管理，个人空间管理，知识管理。这些管理工作的具体内容归纳如下。 1. 课程管理 校方 把课程管理的权限下放给授课教师，教师首先要新建相应的课程信息 ,包括课程名称、信息、图片。发布完成后，系统自动弹出本课程的基本选项，包括：课程评价、讨论区、课程日志、证书颁发、文件共享、成员（学生）、相册等本课程相关的信息，授课教师可以根据日常授课情况对学生进行相关评价、组织讨论、发布共享等相关课程的操作。 2. 在线选课管理 学生登录个人管理平台后，通过相关搜索检索出自己所喜爱的课程，点击加入该课程，等到该课程教师确认后便可完成选课操作，完成选课的学生，可以在本课程的网上功能区，进行讨论、课程文件下载、查 看课程评价等一系列操作。 3. 信息发布管理 校方在实际使用系统中，会有一些相关信息进行发布，设计了教学活动、通知通告、教学资源等相关新闻栏目，通过新闻信息发布，使浏览者了解系统的最新动态。 4. 统计分析管理 在期末或期中考试等某个时间节点，将教师对学生课程的得分、出勤、在线学习时长等相关信息进行统计分析，以曲线图、柱状图的形式予以表现。 5. 系统管理 系统管理包括教师信息管理、学生信息管理、数据库备份管理、系统权限管理、系统日志管理等