课题1考务管理系统.docx
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课题1考务管理系统
第一章绪论
1.1研究背景
云南大学考务管理系统是云南大学教务综合管理系统的一个重要组成部分。
云南大学教务综合管理系统是由云南大学立项，云南大学教务处和云南大学信息技术研究所共同承担的项目，旨在实现我校教务管理的信息化、规范化和科学化，并与我校已经实施的办公自动化系统紧密结合，为实现数字云大打下基础。
在实施综合教学教务应用管理系统之前，我校教务管理使用了以下软件：
●教育部统一下发的招生软件；
●教育部统一下发学籍学历管理软件；
●我校自主开发的选课、成绩管理软件。
上述软件由不同的开发商开发，并采用了不同的平台、不同的数据库、不同的技术路线，存在比较严重的“五不”问题，即：
系统不联通、数据不共享、通讯不实时、交易不安全、业务不规范。
其中学分制选课系统作为教务处主要应用系统之一急需改进，该系统开发于1997年，曾为我校的学分制选课做出贡献，但随着时间的推移，在校学生规模数量的增加、办学层次和类别的增多，该系统运转的脚步越来越沉重，同时也暴露出许多技术和业务逻辑上的问题，虽经数次改进，但仍无法满足日益增长的业务的需求。
为更好地解决这些问题，为实现数字化云大打下坚实的基础，研究开发了新的教务管理系统。
1.2考务管理系统
一、考务管理计算机化的意义
在我国现行的教育体制下，学校大体上分为三类：
普通中小学、普通高校、中等专业学校和职业学校等。
不同体制的学校对课程考务管理有着不同的要求，考务问题具有很大的灵活性。
但传统的课程考务是由人工来完成的。
教务工作人员在长期的工作实践中摸索出了一些既行之有效，又切合实际的手工编排方法。
随着教学规模的扩大，考务涉及的因素越来越多，问题越来越复杂，使得这项工作耗费了大量的人力，总的来说人工考务存在如下困难：
（1）工作量大，耗费较多的时间和人力；
（2）课程、教师、学生、场地及时间段等数据关系繁杂，人工管理效率低；
（3）涉及因素多，要做到考虑全面、没任何冲突很困难；
（4）细小数据的调整，往往牵涉很广，增加很多工作量；
（5）课表填写、数据汇总等简单重复性工作量很大。
因此，课程考务问题一直被人们认为是困难的作业调度问题之一。
随着计算
机的应用从科学计算、实时控制逐渐扩展到非数值处理的各个领域，计算机系统在办公自动化的应用日益受到各行各业的极大关注。
计算机的应用为人们提供了现代化的工具和手段，应用计算机技术进行自动考务，可以大大提高考务效率，合理分配有限的场地和教师资源，从而使得课程安排更加合理。
二、考务系统的目标
考务管理系统是云南大学教务管理系统的一个重要组成部分，其主要功能是在排课结束后根据排课结果为每个教学班所开设的课程在选课开始之前设置考试时间、在选课结果之后根据选课人数安考务场、最后为各个考场配置一定数量的监考教师。
它是保证各个教学单位的教学计划顺利实施的重要环节。
其系统设计目标在于：
●根据各个教学单位的开课计划为各个教学班的考试科目设置考试时间；
●根据考试时间的安排结果为各个教学班配置适当大小的教室考试；
●根据考场安排结果为各个考场配置监考教师。
1.3本人的主要工作
本人在该项目中负责系统需求分析、设计和项目开发过程管理，作为主要人员参与了系统的需求分析和设计，负责系统的实施与应用。
1.4论文的结构安排
第一章引言。
介绍云南大学考务管理信息系统研究的背景、目的及意义。
第二章阐述云南大学考务管理国内外发展状况；概述管理信息系统概念及开发方法和常见问题；详细描述了考务管理问题。
第三章云南大学考务管理信息系统需求分析。
对云南大学考务管理信息系统基本功能需求及非功能需求进行分析。
第四章云南大学考务管理信息系统设计。
按照需求分析进行系统设计。
第五章云南大学考务管理信息系统的实现与应用。
以云南大学考务管理信息系统中的全校选修课安排的实现为例，通过应用中的实例展示，描述系统实现效果。
第六章总结与展望。
对整个系统的开发及实施过程进行了分析总结并指出了系统将来的拓展方向。
第二章高校考务管理概述
2.1国内外发展现状与问题
一、国内外教育信息化发展现状
国外校园管理信息系统从六七十年代开始发展，现在己比较成熟。
而我国高校在信息技术的应用起步较晚，八十年代中期才开始进行校园网基础设施建设。
尽管近年来，中国高校在信息化建设方面取得相当大的成就，但由于各方面现实因素的影响和制约，与西方发达国家的高等教育信息化发展程度相比，仍然存在着不少差距。
主要的差距在以下几个方面:
高校校园网站所提供的信息与服务项目，高校信息技术内部设施联网情况，校园信息化专门管理和服务机构的建设情况，高校技术支持人员，教学信息化情况[1]。
二、国内教育信息化存在问题
目前高校信息化建设中存在着“重硬轻软”的现象，高校在管理信息系统软件方面的投入比例还较小。
我国高校信息化总体发展水平还停留在初级应用阶段，存在信息不一致，信息共享困难得问题。
国内高校信息技术应用的总体水平还不高，在许多方面滞后于高校的发展对信息技术的需求，主要表现为[2]:
1、高校信息系统大多属于部门级应用，部分系统是局限于部门内部局域网的应用，部分系统甚至只是单机应用。
2、没有统一的信息规范，信息共享困难。
分离的服务模式导致应用系统不能共享，无法为学生、教职工、管理部门和校领导提供实时、准确的信息服务。
3、已有信息系统软件设计平台不统一，系统难以集成和维护，扩展性差。
因此，在这种情况下，多方面借鉴发达国家高等教育信息化过程中所取得的成功经验和国内其他高校信息化建设的经验，同时吸收它们的失败教训，在校园信息化建设过程中就可以做到趋利避弊，以最低的成本和最高的速度来推进高校的信息化建设。
而且，随着信息技术的飞速发展和校园网的升级，硬件和网络技术不再成为阻碍校园信息系统的建设瓶颈，管理信息系统建设己得到越来越多高校的重视，并作为各大高校持续发展的重要技术保障。
纵观我国各高校的发展情况，大部分高校，特别是发展中高校为了增强自身的竞争能力，提高教学管理效率和教学质量，正在完善教务管理模式，实现流程再造，逐步向“完全学分制”这一先进高效的管理模式过渡。
学校信息化的建设也以“教务综合管理信息系统”为核心，逐步向外延伸，最终实现“数字化校园“[3][4]。
2.2管理信息系统概述
所谓MIS（管理信息系统一ManagementInformationsystem）系统，是一个由人、计算机及其他外围设备等组成的能进行信息的收集、传递、存贮、加工、维护和使用的系统[6]。
它是一门新兴的科学，其主要任务是最大限度的利用现代计算机及网络通讯技术加强企业的信息管理，通过对企业拥有韵人力、物力、财力、设备、技术等资源的调查了解，建立正确的数据，加工处理并编制成各种信息资料及时提供给管理人员，以便进行正确的决策，不断提高企业的管理水平和经济效益。
目前，企业的计算机网络已成为企业进行技术改造及提高企业管理水平的重要手段。
随着我国与世界信息高速公路的接轨，企业通过计算机网络获得信息必将为企业带来巨大的经济效益和社会效益，企业的办公及管理都将朝着高效、快速、无纸化的方向发展。
MIS系统通常用于系统决策，例如，可以利用MIS系统找出目前迫切需要解决的问题，并将信息及时反馈给上层管理人员，使他们了解当前工作发展的进展或不足。
2.2.1管理信息系统（MIS）的开发原则
管理信息系统（MIS）是在管理科学、系统科学、计算机科学等的基础上发展起来的综合性边缘科学。
它是一个由人和计算机等组成的，能够进行管理信息的收集、传输、加工、保存、维护和使用，提供信息以支持一个组织机构的作业、管理、分析和决策职能的人——机系统。
它除了具有一般的事务处理系统的数据处理功能外，更多的是为管理活动提供信息，为中上层管理提供分析、计划和决策支持的能力。
管理信息系统（MIS）的开发一般应遵循如下的原则：
a．面向用户原则
开发出的系统要符合用户需求，功能调度灵活，界面友好，操作简便，满足用户要求。
b．整体性原则
开发过程中应注重系统在功能上和数据上的整体性系统性。
c．动态性原则
开发的系统要具有良好的可扩展性和易维护性。
d．规范统一原则
管理信息系统的开发管理必须采用工程化和标准化方法，即科学划分工作阶段，制定阶段性考核标准，分步组织实施，所有文档和工作成果要按统一的规范存档。
e．开拓创新原则
管理信息系统不是简单地用计算机替代人的劳动，而是要用科学的方法管理企业，辅助决策，以提高企业的管理水平。
2.2.2管理信息系统的开发方式
目前常用于教务管理信息系统开发方法有：
结构化系统分析与设计方法、原型开发方法、面向对象开发方法、计算机辅助软件工程方法等等。
以下对这四种常用方法做具体的介绍：
此部分系统的参阅了文献[5,7]。
1结构化生命周期开发方法
目前较为流行的MIS开发方法是结构化生命周期开发方法，其基本思想是：
用系统的思想和系统工程的方法，按用户至上的原则，结构化、模块化地由顶向下整体性地分析与设计和自底向上逐步实施。
用结构化生命周期开发方法开发一个系统，将整个开发过程划分为5个依次连接的阶段：
即系统规划阶段；系统分析阶段；系统设计阶段；系统实施阶段和系统运行阶段这5个阶段共同构成了系统开发的生命周期。
它的突出优点就是显示系统开发过程的整体性和全局性，强调在整体优化的前提下来考虑具体的分析设计问题即由顶向下的观点。
它显示的另一个观点是严格地区分开发阶段，强调一步一步地严格地进行系统分析、设计和实施，每一步工作都及时地总结，发现问题及时地反馈和纠正，后一阶段的工作必须建立在前一阶段工作成果的基础之上，从而使每一阶段的工作都有可靠的依据，避免了开发过程的盲目性和混乱状态，极大地提高了系统开发的成功率。
然而，随着计算机应用的深人以及计算机软硬件的迅速发展，对系统开发的时间要求越来越高，管理信息系统更新的步伐越来越快，时间短、费用低不仅已成为系统开发的基本要求，而且随着功能强大的辅助开发软件的不断涌现而成为可能。
面对这种新的趋势，强调
图2.1：
结构化生命周期开发方法
规范化、标准化的结构化系统开发方法已逐渐地暴露出了许多缺点和不足，主要表现在以下几个方面：
首先是开发周期过长，严格的阶段划分和文档要求误时费事：
其次是难以适应迅速变化的环境，致使最终开发出的系统可能脱离现实；再是所使用的工具落后，大量的分析图表必须通过手工绘制，费时费事；最后是违背人类认识事物的规律性，要求系统开发者在调查中就充分地掌握用户需求、管理状况以及预见可能发生的变化，这不大符合人们循序渐进地认识事物的规律性。
不言而喻结构化系统开发方法存在一些缺点，但其严密的理论基础和系统工程方法仍然是系统开发中不可缺少的，而且对于复杂系统的开发往往必须采用结构化方法。
此外，随着大量开发工具的引人，开发工作效率大大提高，使得结构化方法的生命力越来越强。
因此，目前它仍然是一种广泛采用的系统开发方法，特别是当这种方法与其他方法结合时效果更好。
2原型法
原型法的基本思想是系统开发人员凭借自己对用户需求的理解，通过强有力的软件环境支持，构造出一个实在的系统原型，然后与用户协商，反复修改原型直至用户满意。
原型法通过把实验机制明确地引人系统的开发过程．从本质上避开了传统的结构化分析设计法严格的需求定义阶段。
用户的需要是在不断的运行和评价原型的过程中逐步明确的，在系统开发过程中，用户不再面对难以理解
图2.2：
原型法
的图表，而是直观的软件，在演示或使用中提出需求，避免了需求表达不清等问题使系统开发真正体现面向用户的原则。
其开发过程是分析、设计、编程、运行、评价多次重复、不断演进的过程。
原型法的开发必须满足4个条件：
（1）原型的开发周期必须短，成本应该低；
（2）要求用户参与评价原型（3）原型必须是可运行的；（4）根据原型的运行结果，要评价原型，再根据评价结果，要求易于修改原型。
原型法开发周期短，使用灵活，对于中小型管理体制和组织结构不稳定、有变化的系统比较适合。
由于原型需要快速形成和不断修改演进。
因此，系统的适应性更强，易于修改。
但从严格意义上说，目前的原型法不是一种独立的软件工程方法学，它只是一种系统开发思想，并没有专门配套的开发工具方法，它只支持在软件开发早期阶段快速生成后期产品样品的过程，没有确定在这种过程中必须使用哪种开发方法，因此它不是完整意义的方法论体系。
这就注定原型法必须与其他软件开发方法结合使用，才能发挥其效能。
3面向对象的系统开发方法
面向对象系统开发方法是从80年代各种面向对象的程序设计方法（如Smalltalk，C++等）逐步发展而来的。
面对对象方法（objectoriented，简称OO方法）一反那种功能分解方法只能单纯反映管理功能的结构状态，数据流程模型（dataflowdiagram，简称DFD）只是侧重反映事物的信息特征和流程，信息模拟只能被动地迎合实际问题需要的做法，从面向对象的角度为我们认识事物，进而开发系统提供了一种全新的方法。
1）OO方法的基本思想
对象是OO方法的主体，对象至少应有以下特征。
•模块性。
即对象是一个独立存在的实体，从外部可以了解它的功能，但其内部细节是“隐藏”的，它不受外界干扰。
对象之间的相互依赖性很小，因而可以独立地被其它各个系统所选用。
•继承和类比性。
事物之间都有一定的相互联系，事物在整体结构中都会占有它自身的位置。
在对象之间有属性关系的共同性，在OO方法学中称之为继承性，即子模块继承了父模块的属性。
通过类比方法抽象出典型对象的过程称之为类比。
•连接性。
即各种对象之间统一、方便、动态的消息传统机制。
因此，以对象为主体的OO方法就可以简单解释为：
客观事物都是由对象（object）组成的，对象是在原事物基础上抽象出来的结果。
任何复杂事物都可以通过对象的某种组合结构构成。
对象由属性和方法组成。
属性（attribute）反映了对象的信息特征，如特点、值、状态等等，而方法（method）则是用来定义改变属性状态的各种操作。
对象之间的联系主要是通过传递消息（message）来实现的。
而传递的方式是通过消息模式（messagepattern）和方法所定义的操作过程来完成的。
对象可按其属性进行归类（class）。
类有一定的结构，类上可以有超类（superclass），类下可以有子类（subclass）。
这种对象或类之间的层次结构是靠继承关系维系着的。
对象是一个被严格模块化了的实体，称之为封装（encapsulation）。
这种封装了的对象满足软件工程的一切要求，而且可以直接被面向对象的程序设计语言所接受。
2）方法的开发过程
按照上述思想，可将用OO方法开发的工作过程分为四个阶段。
•系统调查和需求分析。
对系统将要面临的具体管理问题以及用户对系统开发的需求进行调查研究，即先弄清要干什么的问题。
•分析问题的性质和求解问题。
在繁杂的问题域中抽象的识别出对象以及其行为、结构、属性、方法等。
这一阶段一般被称之为面向对象分析，简称为OOA。
•整理问题。
即对分析的结果作进一步地抽象、归类、整理，并最终以范式的形式将它们确定下来。
这一阶段一般被称之为面向对象设计，简称为OOD。
•程序实现。
即用面向对象的程序设计语言将上一步整理的范式直接映射（即直接用程序语言来取代）为应用程序软件。
这一阶段一般被称之为面向对象的程序，简称为OOP。
3）OOA方法
面向对象的分析方法，即OOA方法，是OO方法的一个组成部分。
在一个系统的开发过程中进行了系统业务调查以后，就可以按照面向对象的思想来分析问题。
但应该注意的是，OOA所说的分析与结构化分析有较大的区别。
OOA所强调的是在系统调查资料的基础之上，针对OO方法所需要的素材进行的归类分析和整理，而不是针对管理业务现状和方法的分析（这也正是OOA方法在信息系统开发过程中目前还很少被人实际应用的原因之一）。
4）OOD方法
面向对象的设计方法是OO方法中一个中间过度环节。
其主要作用是对OOA分析的结果作进一步的规范化整理，以便能够被OOP直接接受。
在OOD的设计过程中，要展开的主要有如下几项工作：
•对象定义规格的求精过程。
•数据模型和数据库设计。
•优化。
5）OO方法的特点和面临的问题
OO方法以对象为基础，利用特定的软件工具直接完成从对象客体的描述到软件之间的转换。
这是OO方法最主要的特点和成就。
OO方法的应用解决了传统结构化开发中客观世界描述工具与软件结构的不一致性问题，缩短了开发周期，解决了从分析和设计到软件模块结构之间多次转换映射的繁杂过程，是一种很有发展前途的系统开发方法。
但是同原型方法一样，OO方法需要一定的软件基础支持才可以应用，另外在大型的MIS开发中如果不经自顶向下的整体划分，而是一开始就自顶向上的采用OO方法开发系统，同样也会造成系统结构不合理、各部分关系失调等等问题。
所以笔者认为OO方法和结构化方法目前仍是两种在系统开发领域相互依存的、不可替代的方法。
计算机辅助开发方法
自计算机在工商管理领域应用以来，系统开发过程，特别是系统分析、设计和开发过程，就一直是制约信息系统发展的一个瓶颈。
这个问题一直延续到80年代，计算机图形处理技术和程序生成技术的出现才得以缓和。
解决这一问题的工具就是集图形处理技术、程序生成技术、关系数据库技术和各类开发工具于一身的CASE。
1）CASE方法的基本思路
CASE方法解决问题的基本思路是：
在前面所介绍的任何一种系统开发方法中，如果自对象系统调查后，系统开发过程中的每一步都可以在一定程度上形成对应关系的话，那么就完全可以借助于专门研制的软件工具来实现上述一个个的系统开发过程。
这些系统开发过程中的对应关系包括：
结构化方法中的业务流程分析→数据流程分析→功能模块设计→程序实现；业务功能一览表→数据分析、指标体系→数据/过程分析→数据分布和数据库设计→数据库系统等等；OO方法中的问题抽象→属性、结构和方法定义→对象分类→确定范式→程序实现等等。
另外由于在程序开发过程中上述几个过程很可能只是在一定程度上对应（不是绝对的一一对应），故这种专门研制的软件工具暂时还不能一次“映射”出最终结果，还必须实现其中间过程。
即对于不完全一致的地方由系统开发人员再作具体修改。
上述CASE的基本思路决定了CASE环境的特点：
•在实际开发一个系统中，CASE环境的应用必须依赖于一种具体的开发方法，例如结构化方法、原型方法、OO方法等等，而一套大型完备的CASE产品，能为用户提供支持上述各种方法的开发环境。
•CASE只是一种辅助的开发方法。
这种辅助主要体现在它能帮助开发者方便、快捷地产生出系统开发过程中各类图表、程序和说明性文档。
•由于CASE环境的出现从根本上改变了我们开发系统的物质基础，从而使得利用CASE开发一个系统时，在考虑问题的角度、开发过程的做法以及实现系统的措施等方面都与传统方法有所不同，故常有人将它称之为CASE方法。
2）CASE的特点
CASE方法与其它方法相比一般的来说有如下几方面特点：
•解决了从客观世界对象到软件系统的直接映射问题，强有力地支持软件/信息系统开发的前过程。
•使结构化方法更加实用。
•自动检测的方法大大提高了软件的质量。
•使原型化方法和OO方法付诸于实施。
•简化了软件的管理和维护。
•加速了系统的开发过程。
•使开发者从繁杂的分析设计图表和程序编写工作中解放出来。
•使软件的各部分能重复使用。
•产生出统一的标准化的系统文档。
•使软件开发的速度加快而且功能进一步完善。
3）各种开发方法的比较
目前这些工具技术的发展主要支持的都是在信息系统开发的后几个环节，例如系统实施、系统设计和系统分析中各种流程图的绘制等，这就导致了目前信息系统开发工作中工作量重心的偏移。
就国外最新的统计数据来看，在信息系统开发过程中各环节工作量所占的比重如表1.2所示。
表2.1：
开发过程中各环节工作所占的比重
阶段
调查
分析
设计
实现
工作量
>30%
>40%
<20%
<10%
从上表中不难看出系统调查、需求分析、和管理功能分析两个环节占到总开发工作量的60%以上，而系统设计和系统实现两个环节只占总开发工作量的不到40%，其中原来在开发工作中占工作量最大的编程与调试工作，而今只占不到10%的工作量。
着一切都归公于4GL，RDBS以及各种开发工具的出现。
综上所述，只有结构化系统开发方法是真正的较全面支持整个系统开发过程的方法。
其它几种方法尽管有许多优点，但都只能作为结构化系统开发方法在局部开发环节上的补充，暂时都还不能替代其在系统开发过程中的主导地位，尤其是在占目前系统开发工作量最大的系统调查和系统分析这两个重要环节。
这里所举的几种方法不是相互独立的，它们经常是可以混合应用的。
2.2.3管理信息系统开发中常见的问题
1、信息系统开发人员对需求理解的偏差
信息系统开发的基本过程是：
首先是信息系统的使用者及其相关人员提出对信息的处理需求。
系统分析员在充分理解这些需求的基础上进行系统的规划和分析，产生信息系统的逻辑结构。
系统设计人员在这个逻辑结构的基础上进行系统设计。
最后由程序设计人员按照设计结果进行程序设计，产生一个新的信息系统。
系统分析员是在理解用户需求的基础上开展工作的，是否能真正理解用户的需求在很大程度上取决于分析员的基本技能和工作经验。
系统设计的工作也是在理解系统分析结果的基础上进行的。
程序设计工作仍然是在充分理解分析、设计的结果的基础上开展工作的。
由此可见理解需求、理解前一阶段的工作成果是开发人员的工作基础，但这种理解往往受到开发人员对各种知识的掌握程度、开发经验、头脑的反映程度等条件的限制而出现偏差，由此产生的问题可能导致开发出的信息系统与用户的有差距，甚至可能相差甚远，导致系统开发的失败。
2、重编程，轻规划，轻分析
信息系统的建设有其自身的发展规律。
最初计算机作为信息处理工具往往被用在小型的、单项系统中。
这些小型系统需求简单、功能单一，并且在开发过程中可以较少的考虑与外界的信息交换问题。
因此，系统开发人员很快就能进入程序设计阶段，生成这类信息系统，同时也积累了小型系统的开发经验，形成了一定的工作方法。
这些经验和方法使得一些系统开发人员习惯于在接受任务后就“急功近利”地开始编制程序，随着信息系统开发的不断深入，当需要将所开发出的单项系统连接起来发挥整体效益的时候，由于各单项系统之间缺乏统一的部署和考虑，业务逻辑结果不合理，导致系统开发的失败。
3、当系统开发进度减缓时，采用增加人员的方式来加快进度
信息系统的开发过程有别于其他类型的工程，具有循序渐进的过程，大部分的工作是开发人员头脑思维的结果。
对于一项拖延了时间的开发工作，增加人员不但不能加快开发步伐，反而更加拖延时间，同时也为协调这些人员之间的工作增加困难。
4．过低估计信息系统的投资而使开发工作夭折
信息系统开发投资的有些是可见的，例如系统的硬件投资、系统软件投资、支撑环境的投资等；有些是不可见的，例如在系统开发过程中管理需求发生变化所带来的修改费用，系统运行过程中为了满足不断变化的需求所必须的系统维护费用，以及管理方式的变化所必须的投资等。
这些不可预见的投资有的甚至要比可预见的投资更大。
如果过低估计系统投资就有可能使得信息系统在其开发过程中夭折，所造成的损失则是巨大的。
由此人们围绕信息系统开发的方法、质量、进度控制、成本以及系统的适应性等一系列问题进行了深入的思考。
一方面，人们深入考虑信息处理的规律。
大量的现象表明：
虽然人们已经从事了几千年的信息处理工作，但对信息系统的基本问题还没有彻底搞清楚。
作为一种应用软件系统的研制更应重视对“客观世界对象——信息系统”本身的研究，应该重视信息系统与相应的软件之间关系的研究。
把注意力从软件结构的单纯研究转移到以客观世界对象结
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