【毕业学位论文】（Word原稿）天津天狮学院公选课系统的设计与实现-软件工程

中图分类号： 学校代码： 10055 密级： 硕 士 学 位 论 文 天津天狮学院公 选课系统的设计与实现 of 文作者 指导教师 申请学位 软件工程硕士 培养单位 软件学院 学科专业 研究方向 答辩委员会主席 评 阅 人 南开大学研究生院 二 一三 年 四 月 南开大学学位论文使用授权书 根据南开大学关于研究生学位论文收藏和利用管理办法，我校的博士、硕士学位获得者均须向南开大学提交本人的学位论文纸质本及相应电子版。 本人完全了解南开大学有关研究生学位论文收藏和利用的管理规定。南开大学拥有在著作权法 规定范围内的学位论文使用权，即： (1)学位获得者必须按规定提交学位论文 (包括纸质印刷本及电子版 )，学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存研究生学位论文，并编入南开大学博硕士学位论文全文数据库； (2)为教学和科研目的，学校可以将公开的学位论文作为资料在图书馆等场所提供校内师生阅读，在校园网上提供论文目录检索、文摘以及论文全文浏览、下载等免费信息服务； (3)根据教育部有关规定，南开大学向教育部指定单位提交公开的学位论文； (4)学位论文作者授权学校向中国科技信息研究所 及其万方数据电子出版社 和 中国学术期刊 (光盘 )电子出版社提交规定范围的 学位论文及其电子版并收入相应学位论文数据库，通过其相关网站对外进行信息服务。同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。 非公开学位论文，保密期限内不向外提交和提供服务，解密后提交和服务同公开论文。 论文电子版提交至 校图书馆网站： 。 本人承诺：本人的学位论文是在南开大学学习期间创作完成的作品，并已通过论文答辩 ；提交的学位论文电子版与纸质本论文的内容一致，如因不同 造成 不良后果由本人自负。 本人同意遵守上述规定。本授 权书签署一式两份，由研究生院和图书馆留存。 作者暨授权人签字： 2013 年 月 日 南开大学研究生学位论文作者信息 论文题目 天津天狮学院 公 选课系统的设计与实现 姓 名 学号 答辩日期 2013 年 5 月 日 论文类别 博士 学历硕士 硕士专业学位 高校教师 同等学力硕士 院 /系 /所 软件学院 专业 软件工程 联系电话 通信地址 (邮编 )： 备注： 是否批准为非公开论文 注：本授权书适用我校 授予的所有博士、硕士的学位论文。由作者填写 (一式两份 )签字后交校图书馆，非公开学位论文须附南开大学研究生申请非公开学位论文审批表。 南开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 研究 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 非公开学位论文标注 说明 (本页 表 中填写内容须打印 ) 根据南开大学有关规定，非公开学位论文须经 指导教师同意 、作者本人申请和相关部门批准方能标注。未经批准的均为公开学位论文，公开学位论文本说明为空白。 论文题目 天津天狮学院公选课系统的设计与实现 申请密级 限制 ( 2 年 ) 秘密 ( 10 年 ) 机密 ( 20 年 ) 保密期限 20 年 月 日至 20 年 月 日 审批表编号 批准日期 20 年 月 日 南开大学学位 评定委员会 办公室盖章 (有效 ) 注： 限制 2 年 (可少于 2 年 );秘密 10 年 (可少于 10 年 );机密 20 年 (可少于 20 年 ) 中文摘要 I 中文摘要 天津天狮学院自 2008 年升入本科后，开设了大量的公共选修课。公共选修课如果采用人工选课的方案 实现 ，操作性差，出错率高。因此学院决定开发公共选修课系统。此外，学院软件、硬件设施的提高完善也为选课系统的运行创造了 良好的 条件。 本文 按照软件开发生命周期的各个阶段来论述。 在论述过程中，应用了各种专业的图形工具，如功能模 块图、 、用例图、活动图等。 首选描述了开发此选课系统的背景以及目的和意义。然后 ，从技术、经济、运行角度对此系统的开发进行了可行性分析，并且对系统的需求进行了全面的 描述 。此外也对开发本系统所应用的软件技术进行了论述。随后，对本选课系统进行了总体设计和详细设计。继而 ，根据设计方案，阐述了系统的具体实现。为保证系统的质量，最后对本系统进行了 系统 测试。 本选课系统主要包括：学生子系统、教师子系统、管理员子系统。 系统的核心功能是实现学生的网上选课。 应 用 了 发技术，数据库 服务器 使用 005,开发测试工具使用 了 005 集成开发环境 。 关键词 ： 选课系统 软件开发 008, we a of If we So to In of to of In it a of as -R of of of of it of of to of to of it of is of .0 005, 005 录 I 目 录 第一章 引言 . 1 第一节 研究开发的背景 . 1 第二节 研究开发的目的和意义 . 2 第三节 研究的主要内容 . 2 第四节 论文结构 . 3 第二章 系统开发平台简介 . 4 第一节 系统开发平台和技术简介 . 4 介 . 4 术 . 5 C#语言简介 . 5 第二节 数据库开发平台简介 . 6 第三章 公选课系统的需求分析 . 7 第一节 系统的可行性研究 . 7 可行性研究概述 . 7 技术可行性分析 . 8 经济可行性分析 . 8 运行可 行性分析 . 8 第二节 系统的需求分析 . 8 系统的功能需求 . 9 公共选修课的操作流程 . 10 系统的整体风格要求 . 10 系统的安全性需求 . 10 系统的 型分析 . 11 系统的用例分析 . 14 系统的活动图 . 16 第四章 公选课系统的系统设计 . 19 第一节 架构设计 . 19 目录 二节 系统的功能模块设计 . 20 第三节 系统的数据库设计 . 21 第四节 系统的错误处理及安全性设计 . 24 第五节 网上选课算法设计 . 27 第五章 系统实现 . 29 第一节 系统开发平台的搭建 . 29 系统硬件平台搭建 . 29 系统软件平台搭建 . 29 第二节 系统界面的搭建 . 32 创建 体 . 32 网页的编辑与美化 . 33 第三节 系统功能模块的实现 . 33 系统登录模块 . 33 学生子系统模块 . 37 教师子系统模块 . 44 管理员子系统模块 . 45 打印功能的实现 . 48 第六章 系统测试 . 50 第一节 测试大纲的设计 . 50 第二节 测试用例的设计 . 51 功能测试用例 . 51 性能测试用例 . 52 界面测试用例 . 53 易用性测试用例 . 53 兼容性测试用例 . 54 第三节 性能测试及结果分析 . 54 单元测试 . 54 负载测试 . 54 测试结果分析 . 56 第七章 总结和展望 . 57 目录 一节 总结 . 57 第二节 展望 . 57 参考文献 . 58 致谢 . 59 个人简历 在学期间发表的学术论文与研究成果 . 60 第一章 引言 1 第一章 引言 第一节 研究开发的背景 天津天狮学院，其前身为 1999 年 7 月经国家教育部批准成立的天狮职业技术学院。于 2008 年 4 月经国家教育部批准成 为 全日制普通本科高校。 目前 学校设有 7 个二级学院 ， 开设 了 18 个普通本科专业 。 此外 ，学校 还 设有经济管理类、计算机与通信类、艺术类高等职业教育。 天津天狮学院 在校生约 6000 人 。 自 2008 年学院升为本科后 ， 学院为丰富学生课外生活，开拓学生视野，提高学生综合素质，决定在原有的按专业设置的少量的公共选修课的基础之上，再增加一些科目。打破原有的以行政班为单位选择公共选修课，充足调动学生的兴趣爱好，提高学生学习的积极性。 在高校如果采用人工实现学生选课的方案，操作性极差，容易受到很多条件的制约。比如教务人员的匮乏，工作量大，容易出错，难以统一学生和教师的上课时间，场地限制等等。 随着计算机技术的不断发展， 用程序的日益流行，这为应用计算机实现选课系统奠定了基础。 同时， 为了节约人 力成本、提高工作效率，加之学院提倡无纸化办公的思想，学院 教务处决定 建立 公共选修课选课系统。 目前天津天狮学院拥有独立的网络中心， 校园网 环境已经成熟 。 网络中心拥 有专职管理人员 3 名， 100 M 的对外出口带宽， 16 台高性能服务器 。 所有 实验室、教室、宿舍、办公室均已连通有线网络或无线网络。 加之，现在计算机网络已经普及，很多学生 家 庭都拥有计算机网络。这也给计算机选课系统的运行奠定了条件。 此外，学院还拥有一个成熟的开发团队，主要来自于信息与自动化学院 计算机科学与技术专业 的教师 。 他们除了教授计算机科学与技术专业课程外， 还经常参与学院或其它单位的信息系统的建设与开发，有着丰富的开发经验。开发的项目主要有：天狮学院门户网站、天狮学院 办公 系统、天狮学院工资系统等。 第一章 引言 2 第二节 研究开发的目的和意义 一直以 来，天狮学院的 公共 选 修 课 工作都是由 教务 处的工作人员借助一些常用办公软件（如 ）来完成，没有专门的 计算机管理 系统，管理工作中存在 着 如下几点问题： （ 1） 选修课数量少 ， 不能充分满足每个学生的兴趣爱好，调动他们的积极性 。学院 不断壮大的师资力量和不断完善的教学设施得不到充分利用 。 （ 2）课程通常 按 行政 班开 设 ， 如果打破 行政班级为单位授课，就难以协调学生和教师 统一的授课时间，同时也会受到场地设施等公共条件的制约。 （ 3） 如果实行选课，一个授课班级可能会包含很多班级的学生，学期末的成绩汇总工作会很繁琐，也容易产生错误，会给教师和管理人员带来很大的麻烦。 因此，建立一套完善的 公共选修课 选课 系统 迫在眉睫 ，以克服以上种种问题。该系统的研发具有如下意义： （ 1）提升学院信息化水平 。 计算机选课系统的实现，省时省力，不但能够把教务人员从复杂的管理工作中解脱出来，而且会杜绝管理工作中的出现的失误，这符合学院提倡的“无纸化办公，管理工作 信息化”的思想。 （ 2） 提高选课工作的可操作性。 应用计算机选课 系统 ，可以限定统一的时间，学生在连通计算机网络的 计算机上进行选课，系统管理员可以及时获取并统计学生整体的选课信息，这样可操作性强，出错率低。 （ 3） 使教师的科研能力进一步提高 。 通过开发计算机选课系统，会使得学院教工的科研能力进一步得到提升 ，同时也提升了学院教工团队合作的能力 。不但为个人职称晋升奠定基础，也为教师教学工作积累了很多宝贵经验。 第三节 研究的主要内容 本课题主要研究天津天狮学院 公共选修课选课 系统的设计和开发，主要从开发平台的选 择、系统的需求分析、设计实现、测试部署角度来论述，系统 主要研究内容如下 ： 第一章 引言 3 （ 1） 本系统的需求分析及可行性研究 。 在此环节中确定了系统的总体目标，功能要求，性能需求，并且从技术、经济、运行等角度论证了系统开发的可行性。在 此 环节中借助了很多图形工具，如功能模块图、 、活动图等。 （ 2）论证了实施本系统所运用的工具软件的优缺点，以及选用这些软件的原因。 （ 3） 本 系统的设计。 系统设计包括总体设计和详细设计两个过程，此部分对本系统的架构、功能、数据库以及安全性进行了设计。 （ 4） 本选课系统的实现。此部分依据系统设 计阶段的结果进行软件的实施，保证软件全部功能和性能要求能够得到满足。 （ 5） 系统的测试。应用测试工具，对系统进行反复的测试， 使得系统的功能不断完善，性能不断提高。最终满足用户的实际需求 。 第四节 论文结构 本论文的结构如下： 第一章 引言 。介绍本系统研究开发的背景，开发的目的和意义，提出本系统研究开发的由来。此外介绍论文的主要研究内容。 第二章 系统开发平台简介 。 简要介绍了开发本系统所涉及的软件技术，对运用此软件技术的原因进行论证。 第三章 选课系统的需求分析。 此章明确系统的总体目标，具体功能性能需求，并 且对系统开发的可行性进行了论证。此章中运用了大量的图形，如功能模块图、 、活动图等。 第四章 系统设计 。 本章节描述了系统的架构设计、功能设计、数据库设计、安全性设计。 第五章 系统实现 。 此章中，首先介绍开发平台的搭建，然后介绍界面设计所运用的技术，最后按系统所涉及的功能模块来介绍各个模块实现的技术细节。 第六章 系统 测试 。 测试阶段首先进行测试大纲的设计，在大纲指导进行测试用例的设计，最后对系统性能进行测试并且对结果给予了具体说明。 第七章 总结与展望。 总结此次系统研发和论文撰写工作所取得的成绩，并且 对不足之处给予说明。 第二章 系统开发平台简介 4 第二章 系统开发平台简介 第一节 系统开发平台和技术简介 介 术 的基础上， 又 进行了 升级和更新， 上， 可在服务器 端 生成功能强大的 用程序。与 比， （ 1） 性能 进一步增强 行方式是 解释执行 ，而 序是 将 编译好的公共语言运行库（ 代码 在服务器端运行 ，利用早期绑定、实时编译、本机优化和缓存服务 功能， 大大提高程序执行的性能 。 （ 2） 支持 利 用微软公司的 005 可以很轻松地开发 用程序 ， 利用此工具可以大大简化应用程序的建立、部署以及维护工作 。 （ 3） 多语言 的 支持 到多 语言 的支持 ，编写程序 使用 何种语言 ，都 会 被编译 成 中间语言 代码 。 持的语言有 C#、 等 。 （ 4） 可维护性高 利用 发 用程序，配置 服务器环境更加简单。配置信息保存文本 文件中 ， 如果更改 无须启动 任何管理 工具 便可 实现。 安装 应用程序 ， 只需要 复制 一些 相应 的文件， 无 需重启系统。 （ 5） 可用性和 可缩放性 实现了 可缩放性， 在 聚集环境和多处理器环境中 ，能够 提高 系统的 性能。此 外， 行库 能够 密切监视和管理 进程 ，进程行为 异 常时，可 以 创建进程， 使得 应用程序 始终 能够 处理请求。 （ 6） 扩展性和 自定义性 程序编写中， 开发人员可以在代码中定义 块， 即任何组件 能够 加入 在 序中 。 （ 7） 程序结构 清晰 第二章 系统开发平台简介 5 利用事件驱动和数据绑定功能 ， 使得 程序代码和用户界面 相 分离， 项目结构 清晰。 利 用 式 ，使 程序代码和用户界面 分离 成不同的文件 ， 增强 程序的可读性。 术 本分为两部分，通用语言运行环境 库。 通过 用不同语言的开发者能够协作开发。 库在 上，提供很多类和接口，用于开发 用程序和用程序。 005 是微软件公司推出的基于 可视化的开发环境，支持多种开发语言，如 C#、 C+等。 包含一 系列智能高效的开发工具，如：测试工具 、 部署工具等 。无论是 初学者或 是 经验丰富的开发团队 ，都 能很轻松地应用它所提供的强大功能。 C#语言简介 C#语言 是面向对象的编程语言，主要用来开发运行在 台上的应用程序。 C#语言也是微软公司的产品，它继承了 C、 C+和 语言的优点，摒弃它们的缺点，这使得 C#更加完美，应用领域十分广泛， C#主要应用于以下几个比较热门的领域。 (1) 数据库应用程序的开发 C#语言所提供的 术特别适合数据库应用程序的开发。 (2) 分布式开发 分布式 开发比较适合大型数据库应用程序，如铁路售票系统、银行金融系统等。 (3) 用程序开发 应用 术可以开发网络应用程序， C#语言正是此技术的主要后台开发语言。 (4) 网络通讯 程序 的开发 我们经常接触到网络通讯程序，如 腾讯 公司的 件以及一些常用的下载工具等。 (5) 嵌入式应用程序的开发 第二章 系统开发平台简介 6 使用 C#语言还可以开发手机、 电子产品内部的应用程序、游戏。 (6) 游戏的开发 用 C#语言与 戏开发框架相结合来开发游戏效果非常好。 (7) 工具软件的开发 通过使用 图技术、 件技术等可以开发常用的一些工具软件，如绘图软件、影音播放软件等。 第二节 数据库开发平台简介 005 是微软公司所发布的数据库平台产品，它既能有效地执行大规模联机事务处理，也可以完成数据仓库和电子商务应用等 服务。其发布版本主要包括企业版、标准版、开发版、个人版和评估版。 005系统由 4 个部分组成，分别是数据库引擎、 相比 000， 005 在性能、可用性、可靠性、可编程性等方面都更加出色。 第 三 章 公选课系统的需求分析 7 第三章 公选 课系统的 需求 分析 需求分析 是应用程序开发的重要环节，其质量直接影响到软件的开发与验收，在此阶段应充分利用 组织结构图、流程图、数据流图、 、 用例图等分析工具对 系统进行详细的分析，以确定新系统的范围、定义、功能、性能以及安全性等要求。 第一节 系统的可行性研究 可行性研究概述 1 目标系统的功能 需 求 此 “ 公共选修课选课系统 ” 主要的功能要求如下 ： （ 1） 学 生登录，选课，查询选课情况，查询成绩。 （ 2） 教师 登录，查询选课情况，生成记分册和点名 册 ，成绩录入。 （ 3） 管理员登录，学生和教师基本信息管理，选课信息管理，成绩管理，报表生成等功能。 2 目标系统 的 性能 需 求 公共选修课可供大一至大三学生选课，由学校 分批次安排机房进行，因此系统 运行应满足约 200 人同时选课的需求。 所以 ，系统设计的并发用户数要符合实际需求。系统的响应时间应该低于 8 秒。 因此系统设计时要考虑并发访问控制数、数据流量、响应时间等性能要求。 3 目标系统 的 输出要求 记分册 、 点名册 ：根据学生选课情况， 输出相应选课班的记分册、点名册，方便公选课教师的管理。 成绩报表： 教师输入 成绩 信息后 ， 系统能够以行政班为单位， 生成 成绩报告单 。 输入要求 学生基本信息 ： 由系统管理员负责维护其基本信息，可以手工录入，也可由 件导入，其数据保存后存入相应的数据库表中。 教师基本信息 ： 由系统管理员负责维护其基本信息，可以手工录入，也可第 三 章 公选课系统的需求分析 8 由 件导入，其数据保存后存入相应的数据库表中。 公选课程科目信息 ： 每门公选课都有独立编号 ， 学生根据个人兴趣爱好，可选择相应课程，最多可选 2 门。 成绩信息 ： 根据平时成 绩、 期中成绩、期末成绩 ，能够输出总评成绩，并能按成绩报告单输出。 公选课时间 信息： 根据此信息，学生只能选择时间段互不冲突的两门公选课。 技术可行性分析 目前用 术 来开发 用程序 是 最流行的技术，也是应用最 广泛的技术。 它能够与 005 完美结合，系统兼容性好。 术对于设计文档格式转化、保证系统安全性能够给予很好地支持。 用 计的系统有很高的执行效率，因此在技术上说明 是 可行的。 经济可行性分析 天津 天狮学院设有独立的网络中心，中心拥有高性能服务器，防火墙，防篡改系统，审计系统 ， 因此无需增加新的硬件设施 。此外网络中心配有专职人员负责服务器的运行维护，因此也无需增加维护人员。系统的开发由学院教工来完成，综合以上各方面在经济上不会产生过高的费用。 运行可行性分析 天津天狮学院教 师 学历均在本科以上，均能够 熟练 地进行计算机操作，此外， 之前 学院 的办公管理系统、工资管理系统等信息化系统都已良好地运行，教职员工具有很好的 统的使用经验。 学生在大一时都开设过计算机基础课，也能熟练操作计算机。 在系统的 运行维护方面可以依靠网络中心和信息与自动化学院的教职员工，因此从运行方面来说也是可行的。 第二节 系统的需求分析 为了更好地满足实际的需求，设计出方便实用的新系统，项目组成员进行了详细地调查研究，调查的方法包括：问卷调查法、访谈法、开会讨论研究等。综合所有资料，经过认真梳理，最后形成了分析报告，经过学院领导和 教务处第 三 章 公选课系统的需求分析 9 成员的一致通过，作为开发的依据和验收的标准。 系统的功能需求 此系统的用户有三类：教师、学生和系统管理员，针对每 类 不同用户 的细化功能如图 示。 图 系统功能模块图 此系统的细化功能如下： 1管理员子系统 （ 1）学生及教师用户的增加、删除、修改 。 （ 2）选修课程信息的管理， 包括信息内容的增加、删除、修改。 （ 3）根据每位教师提交的成绩信息，以学生行政班级为单位，生成符合学院标准的成绩报告单。 2教师子系统 （ 1）登录系统并能够进行个人信息的修改。 （ 2）查询自已所教公共选修课的选课情况 。 （ 3）生成选课班级的记分册和点名册，方便学生的日常管理。 （ 4）期末按选课班级为单位进行课程成绩的录 入。 3学生子系统 （ 1）登录系统并能够进行个人信息的修改。 公共选修课选课系统 管理员子系统统 教师子系统 学生子系统 网上选课 查询选课情况 查询成绩 查询选课情况 生成点名册记分册 成绩录入 课程管理 生成成绩报告单 用户管理 第 三 章 公选课系统的需求分析 10 （ 2）根据个人兴趣爱好，进行网上选课，每位学生 只能选择两门时间互不冲突的公共选修课，选修后随机编班。 （ 3）查询个人公共选修课选课情况。 （ 4）查询个人公共选修课的成绩信息。 公共选修课 的操作流程 该公共选修课选课系统于每学期初投入运行，学生或教师可在学校办公室、宿舍、公共机房或家中使用，可用电脑或手机运行此系统，具体操作流程如下： （ 1） 管理员于特定日期开启选课系统，学生方能进行网上选课，选课期限后，学生只能查询选课情况，不能 进行网上选课。 （ 2）每生只能选修 2 门时间上不冲突的课程。 （ 3）每门课程有人数上限，学生选课后，可更改选课信息，学生在选课期限内可随时刷新，查询每门课程的已选人数情况。 （ 4）选课结束后，教师可查询自己所教课程 选课情况，生成相应的点名册、记分册。 （ 5）期末管理员开启成绩录入功能，教师方可进行期末成绩的录入。 （ 6）教师录入成绩后，管理员以行政班级为单位，生成相应的成绩报告单，报送相应系部存档。 系统的整体风格要求 （ 1）系统界面简洁大方，风格统一， 能够体现学院的整体风貌。 （ 2） 对于操作上 出现的错误及系统运行时可能出现的各种错误，要给出明确的错误提示。 （ 3） 系统在使用上要简单易用，符合常理。 （ 4） 页面上不应出现无关的动画、声音、图片等内容，不要出现繁体字。 （ 5） 导航清晰易用，时刻明确用户所处位置，导航不要超过 3 级 （ 6） 系统 能够支持不同的浏览器，分辨率为 1024*768 时，能够显示最佳页面效果。 （ 7） 针对每个页面， 系统需要提供 相应的操作提示信息。 系统的安全性需求 安全性是系统设计必须要考虑的重要内容， 本系统在安全性方面必须满足第 三 章 公选课系统的需求分析 11 如下要求： （ 1） 系统 必须限制 未经授权的访 问 ，用户登录本系统必须经过身份验证，方可在其权限范围内访问本系统。未经授权的用户无法访问本系统。 （ 2）为了有效地对系统进行维护，给予系统管理员最高的访问权限，但管理员必须使用固定 址进行访问。 （ 3）系统对于用户提交的数据应该进行有效地过滤，防止在目标系统上运行恶意代码 或者是对系统进行恶意的 功击 。 系统的 型 分析 型 是对现实世界的一种抽象，主要描述实体以及