科技学院教学管理系统.docx
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科技学院教学管理系统
科技学院教学管理系统
摘要
当今社会正处在网络时代，信息化大潮席卷全球，网络正以前所未有的速度在我国普及开来。
网站以其独特的优势在信息化的过程中占有重要的一席。
各个企业，机关，学校纷纷建立自己的网站，作为其业务往来，对外服务，提高工作效率的重要途径。
网站建设也已成为我国大力推行信息化建设的重要手段，本设计希望通过网站为学生和老师提供一个可以随时查询学院课程信息，学生课程时间表查询,教师课程时间表查询,学生选课以及所选课程成绩的查询,老师对相应课程的成绩录入、修改以及自动排课的平台。
老师可以通过这样的一个平台提高教师成绩录入的工作效率，学生也可以通过它使得选课流程更加简易、快捷、可靠。
真正体现教学流程软件自动化的操作简单，信息可靠，性能高效等特点。
本文主要研究教务管理系统中的教学流程网站的设计与实现。
本教学网站旨在提高教学效率，明确教学流程，操作人性化。
通过软件学院对于教学流程网站的实际需要，做出正确的需求分析，从而开发符合软件学院要求的教学网站。
本设计准备在Struts＋Hibernate＋Spring扩展Struts框架的基础上，用当今主流的网站开发技术jsp语言进行系统设计开发。
本设计将采用B/S体系结构，学生和老师通过浏览器就可以访问教学网站的主页，保证的服务器的安全。
数据库采用免费开源，小巧易用的MySQL数据库。
本网站严格按照软件项目开发的流程进行开发，对于网站开发的可行性分析、需求分析、概要设计、详细设计以及对网站的测试与维护都有详细的论述和实现过程。
关键词Struts框架结构；JSP；B/S体系结构
Abstract
Societynowadaysjustbeplacedinthenetworkforages,theinformation-basedbigtiderollsuptheword,thenetworkismakingwidelyavailabletoopenintheourcountrywiththeunprecedentedspeed.Websitewithaseatthatitsspecialadvantageoccupiestheimportanceininformation-basedprocess.Eachbusinessenterprise,organization,theschoolbuildsuptheirownwebsiteinsuccessiontobecomesuchastheirbusinesscome-and-go,servingoutward,risingtheworkefficiencyandsoonthatimportpath.Thewebsiteconstructionalsohasbecometheourcountrytopromoteimportantmeansoftheinformation-basedconstructionstrongly.ThesoftwarecollageofLiaoNingTechnicalUniversitywanttoprovideaflatroofinwhichstudentscanqueryteachinginformation,thearrangementofthecourse,alsocandownloadcoursewarecommunicatewithteachersanytime.collegecanraisetheirownworkefficiencytointeractwithstudentsonteachingandstudy.Thesereallymakesoftwarecollegeoutofordinarywithothercollegesonteachingmode.
ThisarticlemainlystudiesthesoftwarecollegeofLiaoNingTechnicalUniversity’sstudyingonlinedesignandrealization.Thestudywebsiteisforthepurposeofenhancingtheteachingefficiency,developsextendstheteachingmentality,promotestheteachersandstudentstointeraction.Throughthesoftwarecollegeregardingtheteachingwebsiteactualneed,makesthecorrectdemandanalysis,thusdevelopsconformstotheteachingwebsitewhichthesoftwarecollegerequested.ThiswebsitepreparestoexpandtheStrutsframeinStruts+Hibernate+Springinthefoundation,carriesonthedevelopmentwithnowthemainstreamwebsitedevelopmenttechnology----JSPlanguage.ThiswebsitewillusetheB/Ssystemstructure,thestudentmayvisitthetechingwebsitethroughthebrowserthemainpage.Thismakesurethattheguaranteeserverissecure.Thedatabaseusesfree,exquisite,easy-using,MYSQLdatabase.Thiswebsitestrictlycarriesonthedevelopmentaccordingtothesoftwareprojectdevelopmentflow,regardingthewebsitedevelopmentfeasibilityanalysis,thedemandanalysis,theoutlinedesign,thedetaileddesignaswellasallhasthedetailedelaborationandtherealizationprocesstothewebsitetestandthemaintenance.
KeywordsStrutsportalframeconstruction;JSP;B/Ssystemstructure
目录
摘要I
AbstractII
第1章绪论1
1.1课题的来源1
1.2课题背景与意义1
1.3研究目的1
1.4论文写作结构2
第2章文献综述3
2.1目前国内外相关工作与发展3
2.2新型教育管理系统UFS4
2.3所用技术分析4
2.3.1JSPWeb应用程序开发技术5
2.3.2基于MVC设计模式的Struts框架技术5
2.3.3Hibernate框架技术7
2.3.4Spring框架技术9
2.3.5JavaWeb应用容器11
第3章方案设计与论证13
3.1需求分析13
3.1.1总体目标13
3.1.2具体目标13
3.2系统概述14
3.3业务流程描述14
3.3.1学生信息管理子模块14
3.3.2教师信息管理子模块15
3.3.3教务员管理子模块16
第4章设计与实现18
4.1设计原则18
4.2体系结构设计19
4.3模块设计19
4.4代码设计原则21
4.5运行环境22
4.6数据库设计22
4.6.1关系模式设计22
4.6.2数据字典26
4.7功能模块定义28
4.7.1登录模块程序设计28
4.7.2学生信息管理模块31
4.7.3课表管理程序设计35
4.7.4学生选课功能模块37
4.7.5学生课程成绩查询与录入模块37
4.8算法设计39
4.8.1穷举（枚举）策略的概念39
4.8.2穷举（枚举）法案例分析39
4.8.3穷举（枚举）法自动排课40
第5章结果与评价42
5.1系统结果42
5.1.1学生信息管理子模块42
5.1.2教师信息管理子模块45
5.1.3教务员管理子模块46
5.1.4课程查询子模块48
5.2测试48
5.2.1测试原则及测试方法概述48
5.2.2测试项目测试用例49
5.2.3软件能力52
5.2.4系统缺陷与限制52
5.2.5建议52
5.2.6测试结论53
结论54
致谢55
参考文献56
附录A57
附录B64
第1章绪论
1.1课题的来源
高校教务管理工作是高等教育中一个极其重要的环节，是整个院校管理的核心和基础。
面对种类繁多的数据和报表，手工处理方式已经很难跟上现代化管理的步伐，随着计算机及通信技术的飞速发展，高校教育对教务管理工作提出了更高的要求。
尽快改变传统的管理模式，运用现代化手段进行科学管理，已经成为整个教育系统等待解决的课题之一。
1.2课题背景与意义
教务管理工作是高等学校教育工作的一项重要内容，是整个学校管理的核心和基础。
教务管理工作是指学校人员按照一定的教育方针，运用先进的管理手段，组织、协调，指挥与指导各方面人员的活动，以便高效率，高质量的完成各项教学任务,完成国家所制订的教育目标。
教务管理工作是学校教学工作的中枢，是保证高校教学机制正常运转的枢纽，它是一项目的性、计划性、适应性创造性和科学性很强的工作。
教学管理工作关系到学校教学秩序的稳定和教学质量的提高，关系到高校的发展和人才的培养，教务管理在高校中占有相当重要的地位。
随着计算机技术的飞速发展和高校教育体制的改革的不断深入，传统的教务管理方法，手段以及工作效率已不能适应新的发展需要，无法很好的完成教学管理工作。
提高教务管理水平的主要途径是更新管理者的思想，增强对管理活动的科学认识。
同时，运用先进的信息技术，开发高校综合教务管理系统，是深化教务体制改革的有利措施。
1.3研究目的
在学校，教务管理工作是非常重要的一项工作，它负责整个学校的日常教学安排，学生的学籍管理等等。
以前都是人工进行操作。
随着学校规模扩大，教务处的教务管理工作量大大加重。
随着计算机应用的发展，教务工作者急切希望能够将大部分繁琐的工作交由计算机的处理，已减轻人工的压力并提高工作效率。
而计算机的普及更加快了教务管理系统的产生。
上一代的教务管理系统主要为单机单用户的系统，其数据库主要采用Foxbase或FoxPro,系统开发环境也是数据库内置的开发工具。
其特点是单机单用户方式，开发简单，能充分利用数据库的特性。
其缺点是开发出的系统依赖性强，运行必须依托数据库环境；不容易升级与扩展；无法实现数据的共享与并行操作；代码重用性差。
随着计算机网络的发展，特别是校园网的建立。
原有教务管理系统数据共享差的问题更加突出，而新需求的提出也越来越多，越来越频繁。
1.4论文写作结构
第一章是绪论，主要介绍课题的来源、背景与意义，以及研究此课题的目的。
第二章是文献综述，主要介绍目前国内外相关工作与发展，以及此系统所应用到的一些技术说明。
第三章是方案设计与论证，主要介绍系统的需求有那些、系统概述、以及各大模块的分析与说明。
第四章是设计与实现，主要介绍系统的具体设计与实现，其中包括系统设计原则、系统结构设计、模块设计与分析、代码设计、数据库设计、功能模块的定义等等。
第五章是系统的结果与评价，主要是展示系统结果以及一些系统测试方面的内容。
第六章是系统结论，总揽全文，对系统作出评价。
第2章文献综述
2.1目前国内外相关工作与发展
1、今天的计算机技术发展有两个明显的大趋势
●个人电脑不断地迅速发展，从以往的提高工作效率的工具演变为一种功能全面、易于操纵而且价格便宜的学习助手。
●国际互联网络（因特网）的产生，个人电脑可以易如反掌般获取跨越全球的知识资源。
纵横软件推出的校园教学教务管理系统是真正借助这两个大趋势进行设计的校园网络应用系统，支持有关学校的教学、管理等各种应用。
它提供了一个基于校园内联网（CampusIntranet）的支持各种类型的学校应用产品的服务平台和开发平台。
教师、学生、学校的管理人员乃至家长都能够在这样的平台上，获得功能强大的各种应用软件工具，辅助学校的教育、教学、管理、共享多媒体资源等活动。
2、体系结构--三层架构
引入中间件的概念，能够扩大应用系统的规模和分布式计算能力，中间件作为多个客户机和多个服务器之间的协调人，更好支持规模化的应用和协同计算。
实际上，三层架构是借助客户机/服务器模式的一种扩展，因为在层与层之间仍然是客户机请求/服务器提供服务的方式完成对话。
三层架构扩展了服务的能力，为实现多用户的互联计算环境提供了良好的模式。
中间件系统采用分布式对象技术，给基于分布式互联网络应用开发提供了更大的潜力。
3、基于web的远程教务管理系统
传统的远程教学通过电视、录象带和信件等方式传递教学信息，信息传递速度慢，信息量小，师生间交互少，容易造成教学效率低下，学员的学习积极性不高，教学效果不好等问题。
由于internet具有影响范围广，能够方便快捷的传递信息，具有近乎实时的交互性，本身又是一个巨大无比的信息库等优点，利用internet作为现代远程教育的新型手段，能够很好的解决远程教学中的空间和时间问题，又能很好地解决师生的交互问题。
因此近年来，现代远程教育越来越多的使用基于internet的技术。
现在，基于web的远程教学在美国等发达国家经过近十年的发展，已经成为远程教学的主要形式，而在我们国家则方兴未艾。
开展基于web的远程教学需要强有力的教学平台的支撑，一个完整的基于web的远程教学支撑平台包括三个部分：
网上课程开发系统，网上教学支持系统和网上教务管理系统。
其中网上教务管理系统管理远程教学过程的各个环节，包括学生、教师、资源等，是远程教学支撑平台的一个重要组成部分。
2.2新型教育管理系统UFS
通过对人才成长过程中各影响因素的分析，建立了从家庭到学校、再到社会的人才生态链。
在国内首次开发了具有自主知识产权的e-Community——UFS（University学校－Family家庭－Society社会）互动系统，利用校园网络和互联网络，实现学校、家庭、社会三者紧密互动和无缝链接，使人才培养链条中的各个环节有序互动、良性循环，发挥系统效应，共同培育人才，取得了良好效果。
UFS系统适合中国教育的特点，填补了我国教育应用软件在相应领域上的空白。
4年多来，经过深入的教学改革研究与探索，紧密结合教学实际，将研究成果在学院进行应用和实践，获得了良好的教育教学效果。
同时，本研究成果已被部分高职院校参考试用。
2.3所用技术分析
本网站拟采用的技术如下：
1、JSP（JavaServePages，Java服务器页面）Web应用程序开发技术。
2、基于MVC（ModuleViewControl）设计模式的Struts框架技术
3、JavaWeb应用容器采用Tomcat服务器
4、JavaBean组件技术的运用
5、采用关系型数据库技术。
DBMS采用mysqlsever5.0。
并采用Hibernate框架实现应用程序与数据库完美连接，易于移植。
6、Spring框架技术，控制反转（IoC），面向方面（AOP）。
7、网站开发基于B/S体系结构。
2.3.1JSPWeb应用程序开发技术
JSP是一种用来开发含有动态内容网页的技术。
纯HTML页面只包含静态的内容，它的内容通常保持不变，而JSP页面则不同。
它可以根据任意数量的变量来改变自己的内容，这些变量包括用户的身份信息、用户使用的浏览器类型、用户提供的信息、以及用户所作的选择等。
JSP页面和常规的页面一样，包含标准的标记语言元素，例如HTML的标签，然而，JSP页面还包含特殊的JSP元素。
这些元素使得服务器可以把动态内容插入到网页中，JSP元素的用途非常广泛。
例如从数据库取得信息、或记录用户的个性信息。
当用户请求一个JSP页面时，服务器先执行JSP元素，并把结果同网页的静态部分相结合，然后把动态合成后的页面送回到浏览器。
JSP的移植性很好。
2.3.2基于MVC设计模式的Struts框架技术
1、MVC模式
MVC（ModelViewControl）是Model（模型）——View（视图）——Controller（控制器）的缩写，它适用于大型可扩展的Web应用的开发，它强制性地将应用程序的输入、处理和输出分开，将其划分为模型、视图和控制器三个核心部分，使它们各司其职，各自完成不同的任务，其中任何一部分的修改都不会影响其它两部分。
在MVC模式中，模型封装了应用问题的核心数据、逻辑关系和业务规则，提供了业务逻辑的处理过程。
模型一方面被控制器调用，完成问题处理的操作过程，另一方面为视图获取显示数据提供了访问数据的操作。
因为模型是与数据格式无关的，因此一个模型可以为多个视图提供数据，这样一个模型一次编写可以被多个视图重用，从而避免了代码的重复编写。
视图是MVC模式下用户看到的并与之交互的界面。
视图从模型处获得数据，视图的更新由控制器控制。
视图不包含任何业务逻辑的处理，它只是作为一种输出数据的方式。
MVC模式中，控制器主要起导航的作用，它根据用户的输入调用相应的模型和视图去完成用户的请求。
控制器本身不输出任何东西，它接受用户请求并决定调用哪个模型构件去处理，以及由哪个视图来显示模型处理之后返回的数据。
MVC的处理过程是这样的：
对于每一个用户输入的请求，首先被控制器接收，并决定由哪个模型来进行处理，然后模型通过业务处理逻辑处理用户的请求并返回数据，最后控制器用相应的视图格式化模型返回的数据，并通过显示页面呈现给用户。
下图所示为模型、视图、控制器这三个模块各自的功能以及它们之间的相互关系：
图2.1MVC模式总体结构图
2、Struts是实现MVC模式的框架
设计模式是软件开发经验的总结，它是一个概念，是一个逻辑实体，而框架可以看成是基于某一特定平台的一种或几种设计模式的物理实现。
设计模式比框架更抽象，设计模式只有其实例才能表示为代码，而框架本身可以用代码表示，框架是一套设计详细的类，类与类之间功能各异，又彼此联系，相辅相成，形成了对某一类问题的可重用的、易扩展的解决方案。
Struts是实现MVC模式的通用框架，它由四个主要部分组成，模型、视图、控制器和XML文件。
模型通常由JavaBean或EJB组件实现，负责处理业务逻辑；视图包括一组JSP文件，这些文件主要由JSP标签或客户化标签构成，它简化了JSP页面的编码工作；在Struts框架中控制器主要包括ActionServlet类和Action类，ActionServlet是Struts的核心部件，它接受用户的Http请求，根据配置信息将请求转发给适当的Action对象，Action类负责调用模型的方法，并帮助控制应用程序的流程；Struts包括Web.xml和Struts—config.xml两个配置文件，其中Web.xml是Web应用的发布描述文件，Struts—config.xml是与Struts相关的特殊信息配置的描述文件。
下图是Struts的调用过程。
图2.2Struts框架整体流程图
2.3.3Hibernate框架技术
在如今的企业级应用开发环境中，面向对象的开发方法已经成为主流。
众所周知，对象只能存在于内存中，而内存不能永久保存数据。
如果要永久保存对象的状态，需要进行对象的持久化，即把对象存储到专门的数据存储库中。
目前，关系数据库仍然是使用最广泛的书库存储库。
关系数据库中存放的是关系数据，它是非面向对象的。
对象和关系数据其实是业务实体的两种表现形式。
业务实体在内存中表现为对象，在数据库中表现为关系数据。
内存中的对象之间存在关联和继承关系，而在数据库中，关系数据无法直接表达多对多关联和继承关系。
因此，把对象持久化到关系数据库中，需要进行对象－关系的映射（Object/RelationMapping,简称ORM），这是一项繁琐耗时的工作。
在实际应用中，除了需要把内存中的对象持久化到数据库外，还需要把数据库中的关系数据再重新加载到内存中，以满足用户查询业务数据的需求。
频繁地访问数据库，会对应用的性能造成很大影响。
为了降低访问数据库的频率，可以把需要经常被访问的业务数据存放在缓存中，并且通过特定的机制来保证缓存中的数据与数据库中的数据同步。
在Java领域，可以直接通过JDBC（JavaDataBaseConnection）编程来访问数据库。
JDBC可以说是访问关系数据库的最原始、最直接的方法。
这种方式的优点是运行效率高，缺点是在Java程序代码中嵌入大量SQL语句，使得项目难以维护。
在开发企业级应用时，可以通过JDBC编程来开发单独的持久化层，把数据库访问操作封装起来，提供简捷的API，供业务层统一调用。
但是，如果关系数据模型非常复杂，那么直接通过JDBC编程来实现持久化层不是很可行。
幸运的是，目前在持久化层已经有好多种现成的持久化中间件可供选用，有些是商业行的，如TopLink；有些是非商业性的，如JDO和Hibernate。
Hibernate是一个基于Java的开放源代码的持久化中间件，它对JDBC做了轻量级封装，不仅提供ORM映射服务，还提供数据查询和数据缓存功能，Java开发人员可以方便地通过HibernateAPI来操纵数据库。
图2.3WEB项目的3层结构图
Hibernate是什么？
从不同的家度有不同的解释：
1、它是连接Java应用程序和关系数据库的中间件。
2、它对JDBCAPI进行了封装，负责Java对象的持久化。
3、在分层的软件架构中它位于持久化层，封装了所有数据访问细节，使业务逻辑层可以专注于实现业务逻辑。
4、它是一种ORM映射工具，能够建立面向对象的域模型和关系数据模型之间的映射。
2.3.4Spring框架技术
Spring的核心是个轻量级（Lightweight）的容器（Container），它是实现IoC（InversionofControl）容器、非侵入性（Nointrusive）的框架，并提供AOP（Aspect-orientedprogramming）概念的实现方式，提供对持久层（Persistence）、事务（Transaction）的支持，提供MVCWeb框架的实现，并对一些常用的企业服务API（ApplicationInterface）提供一致的模型封装，是一个全方位
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