简易教务管理系统的设计与实现.docx
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简易教务管理系统的设计与实现
摘要
随着信息技术的发展，传统学校资料的人工管理和存放方式，已不能满足当今大量信息快速传递与处理的需求。
针对校园教务信息管理业务的传统方式，建设一个全面综合并且具有信息化、网络化、自动化等特点的简易教务管理系统，是加快网络化校园建设步伐，提高校园的教学质量和管理水平的有效方法。
本文对数据库应用系统开发和简易教务管理系统进行了简明的介绍，对系统的需求分析、详细设计、实现、测试等方面进行了详细的描述，并规划出系统的总体结构图、流程图、E-R图、数据库结构。
系统采用了目前流行的B/S多层体系结构，基于J2EE平台和Structs、Hibernate框架，以MySQL作为数据存储工具，实现了教师管理、学生管理、班级管理、课程管理、成绩管理、选课管理等模块功能。
关键词:
StructsHibernate简易教务管理系统
ABSTRACT
Withthedevelopmentofinformationtechnology,Traditionalschools'methodsofinformationmanageandstorageareoutdatedtoday,soitcannotcatchupwiththerapidtotransferlargeamountsofinformationandprocessinformation.Aimedatthetraditionalwayoftheuniversityeducationaladministrationinformationmanagement,designingacomprehensiveSimpleEducationalAdministrationManagementSystemwhichhasinformationization,networkingandautomationfeatures,theSimpleEducationalAdministrationManagementSystemisaeffectivewaytoacceleratethepaceofbuildingthenetworkofuniversityandimprovethequalityofteachingandmanagementlevel.
DatabaseapplicationdevelopmentandSimpleEducationalAdministrationManagementSysteminbriefhavebeeninstructed.Describingthesystemrequirementsanalysis,detaileddesign,implementation,testingandplanningoutthetotalstructurediagram,flowcharts,E-Rdiagram,databasetablesandsoonforthesystem.ThesystemadoptsB/Ssystemstructurewhichallovertheworld.BasedontheJ2EEplatformandframeworkofStructsandHibernate,itchoosestheMySQLasthedatastorage,andachievestheteachermanagementmodules,studentmanagementmodules,classmanagementmodules,coursemanagementmodules,performancemanagementmodules,courseselectionmanagementmodules.
Keywords：
StructsHibernate
SimpleEducationalAdministrationManagementSystem
简易教务管理系统的设计与实现
游锦钊
1绪论
1.1课题背景
当今时代是飞速发展的信息化时代，各行各业中都离不开信息的处理，随着Internet技术的发展，基于Web应用的日益广泛，这无疑是给管理信息系统发展带来一次重大的变革。
管理信息系统利用计算机进行信息管理，使用计算机进行信息控制，不仅提高了工作效率，而且提高了信息的安全性，尤其对于复杂的信息管理，计算机能够充分发挥它的优越性，这也使管理信息系统得到了各高等院校的重视。
高等院校是教学和科研的重要基地，也是培养人才的重要场所。
高校教务管理工作是高校管理工作的重要组成部分，也是衡量高校管理水平的重要依据。
随着社会发展的同时，高等院校的规模也在逐渐扩大，学生的有关信息数据量在成倍增长，面对如此庞大的信息，传统的手工管理模式和以纸介质为主的保存手段，容易造成数据的丢失，效率也比较低、数据更新不够及时、信息管理规范不够、不满足现代高等院校管理的要求。
开发教务管理系统提高管理者的工作效率也就成了必然，基于Web的教务管理系统便应运而生。
Internet的相关技术的发展，Web技术的出现，这也为基于Web作业管理系统的发展奠定了基础，Web作业管理系统利用计算机处理速度的优越性和Internet网络的方便快捷的操作方式的相互结合，更能够为用户提供充足的信息，快捷的查询手段和工作的响应能力。
因此，一个适应高等院校发展需要，运用先进的MIS（管理信息系统）、Web、数据库技术，基于B/S模式及其软件开发平台，对教务信息进行科学化和网络化管理，已经成为高等院校信息管理系统发展的趋势。
而具有高效而准确的教务信息管理系统是提高高校办学质量和培养一流人才必不可少的重要手段。
1.2研究意义
传统的教务信息管理模式，利用人工进行教务信息的管理，存在着较多的缺点，如：
工作效率低，文件保密性差，时间一长将产生大量的文件和数据，不便于查找、更新、维护等。
传统的管理模式无疑会给教育工作者带来极大的困难，严重影响了教育工作者的工作效率。
针对传统的教务管理模式，如何提高这些教育工作者的工作效率，减小工作带来的负担，便成了当今人们一个重视的话题。
随着中国高等教育的招生规模的日益扩大，采用传统的教务信息管理方法，不可避免地浪费大量的人力、物力和财力资源，已不能满足当今高等教育发展的需求。
建设基于网络的教务管理系统，已经成为了适应我国高等教育扩大规模、培养高等人才的关键因素。
建设新型的教务管理系统，改变传统的管理模式，是我国高等教育得以顺利发展的基础条件，必然会促进高等教育的发展，
教务管理系统，它是当今教育单位不可缺少的管理工具，使用计算机对教务信息进行管理，具有传统的手工管理所无法比拟的优点。
例如:
检索迅速、查找方便、易修改、可靠性高、存储量大、数据处理快捷、保密性好、寿命长、成本低、便于打印等。
用计算机研发的教务管理系统，通过功能强大的Internet网，教务管理系统提供了学生成绩管理、学生管理、课程管理、班级管理、教师管理、成绩管理等强大的管理功能,可以减轻教育工作者的工作量与工作负担，提高教育工作者的工作效率，加快查询速度和工作的响应能力，防止了学生的有关文件的丢失而导致教育单位内部突发事情的发生，使教育工作者更容易管理和保管学生的有关信息。
它也可以有效地对学生，选课情况，教师信息进行优化配置，能有效解决教师，学生，选课课程三者之间的关系。
学生还可以通过该系统，查看自己的选课情况和相关成绩。
教务管理系统方便了教育单位人员的管理，使各项管理变得更加规范化了。
因此，开发这样一套管理软件是一件很有必要的事情，具有一定的研究意义。
2系统应用技术介绍
2.1JSP技术介绍
JSP（JavaServerPages）是由SunMicrosystems公司倡导、许多公司参与一起建立的一种动态网页技术标准。
JSP技术有点类似ASP技术，它是在传统的网页HTML文件（*.htm,*.html）中插入Java程序段（Scriptlet）和JSP标记（tag），从而形成JSP文件（*.jsp）。
JSP技术使用Java编程语言编写类XML的tags和scriptlets，来封装产生动态网页的处理逻辑。
网页还能通过tags和scriptlets访问存在于服务端的资源的应用逻辑。
JSP将网页逻辑与网页设计和显示分离，支持可重用的基于组件的设计，使基于Web的应用程序的开发变得迅速和容易。
Web服务器在遇到访问JSP网页的请求时，首先执行其中的程序段，然后将执行结果连同JSP文件中的HTML代码一起返回给客户。
插入的Java程序段可以操作数据库、重新定向网页等，以实现建立动态网页所需要的功能。
JSP与JavaServlet一样，是在服务器端执行的，通常返回该客户端的就是一个HTML文本，因此客户端只要有浏览器就能浏览。
JSP页面由HTML代码和嵌入其中的Java代码所组成。
服务器在页面被客户端请求以后对这些Java代码进行处理，然后将生成的HTML页面返回给客户端的浏览器。
JavaServlet是JSP的技术基础，而且大型的Web应用程序的开发需要JavaServlet和JSP配合才能完成。
JSP具备了Java技术的简单易用，完全的面向对象，具有平台无关性且安全可靠，主要面向因特网的所有特点。
自JSP推出后，众多大公司都支持JSP技术的服务器，如IBM、Oracle、Bea公司等，所以JSP迅速成为商业应用的服务器端语言。
JSP可用一种简单易懂的等式表示为：
HTML+Java=JSP[1]。
2.2MyEclipse6.0介绍
MyEclipse企业级工作平台（MyEclipseEnterpriseWorkbench，简称MyEclipse）是对EclipseIDE的扩展，利用它我们可以在数据库和JavaEE的开发、发布，以及应用程序服务器的整合方面极大的提高工作效率。
它是功能丰富的JavaEE集成开发环境，包括了完备的编码、调试、测试和发布功能，完整支持HTML,Struts,JSF,CSS,Javascript,SQL,Hibernate。
在结构上，MyEclipse的特征可以被分为7类：
（1）JavaEE模型
（2）WEB开发工具
（3）EJB开发工具
（4）应用程序服务器的连接器
（5）JavaEE项目部署服务
（6）数据库服务
（7）MyEclipse整合帮助
对于以上每一种功能上的类别，在Eclipse中都有相应的功能部件，并通过一系列的插件来实现它们。
MyEclipse结构上的这种模块化，可以让我们在不影响其他模块的情况下，对任一模块进行单独的扩展和升级。
简单而言，MyEclipse是Eclipse的插件，也是一款功能强大的JavaEE集成开发环境，支持代码编写、配置、测试以及除错，MyEclipse6.0以前版本需先安装Eclipse。
MyEclipse6.0以后版本安装时不需安装Eclipse。
2.3数据库MySQL5.0介绍
MySQL是一个小型关系型数据库管理系统，开发者为瑞典MySQLAB公司。
在2008年1月16号被Sun公司收购。
而2009年,SUN又被Oracle收购.对于MySQL的前途,没有任何人抱乐观的态度.目前MySQL被广泛地应用在Internet上的中小型网站中。
由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，尤其是开放源码这一特点，许多中小型网站为了降低网站总体拥有成本而选择了MySQL作为网站数据库。
与其他的大型数据库例如Oracle、DB2、SQLServer等相比，MySQL自有它的不足之处，如规模小、功能有限（MySQLCluster的功能和效率都相对比较差）等，但是这丝毫也没有减少它受欢迎的程度。
对于一般的个人使用者和中小型企业来说，MySQL提供的功能已经绰绰有余，而且由于MySQL是开放源码软件，因此可以大大降低总体拥有成本[2]。
2.4MVC设计模式
图2.1系统框架设计图
本系统采用MVC模型，即模型-视图-控制器模式，如图2.1所示。
模型（Model）:
业务逻辑层，该层用于实现具体的业务逻辑，状态维护及管理。
视图（View）:
表示层，该层用于实现与用户交互的界面，通常完成数据的提交及显示功能。
控制器（Controller）:
控制层，该层起到控制整个业务流程的作用，在控制器的控制下，实现视图和模型部分的协同工作[3]。
基于web应用的MVC设计模型，客户端浏览器提交各种不同的请求，这些请求在控制器中统一处理，本系统服务是使用tomcat5.0，控制器根据不同的请求类型来改变模型或整个视图，视图可以接受模型发出的数据更新通知，依据数据更新的结果调整视图效果，呈现在用户面前。
模型也可以通过视图获得用户提交的数据进行具体的业务逻辑的处理。
2.5B/S模式
随着Internet/Intranet的迅速发展和普及，人们希望将原本在局域网中使用的数据库应用程序移植到Internet中，同时由于应用系统的大型化，C/S结构的缺陷和不足也日益明显。
正是在这种情况下，一种新的应用模型——浏览器/服务器（Browser/Server，简称B/S）结构应运而生，它是WWW技术与数据库技术相结合的产物，是未来数据库应用的发展方向。
B/S结构继承了C/S结构的优点，不受操作系统和硬件的制约，从C/S结构中客户机的业务逻辑层分离出数据表示层，作为新的数据表示层，将客户端的业务逻辑处理功能集中到Web服务器上进一步简化客户机程序，使客户机变“瘦”，用户操作更加方便实用。
数据业务逻辑层作为应用服务器层处理客户请求和应用系统的执行，并向数据库服务器提交数据处理请求。
因此，B/S结构将应用程序结构划为三层，即数据表示层、业务逻辑层和数据库访问层。
其中将实现人机界面的所有表单和组件放在表示层，将所有业务规则和逻辑的实现封装在负责业务逻辑层中，将所有和数据库的交互封装在数据访问层中。
其结构如图2.2所示。
图2.2B/S模式结构示意图
在B/S模式中，数据表示层为用户接口部分，即人机界面，是用户与系统之间信息交互的窗口。
它的主要功能是检查用户输入的数据，显示系统输出的数据。
它的主要任务是由Web浏览器向网络上的某一Web服务器提出服务请求，Web服务器对用户身份进行验证后用HTTP协议把所需文件资料传送给客户端，客户端接受传来的文件资料并把它显示在Web浏览器上。
业务逻辑层也称为功能层，功能层是应用的主体，位于Web服务器端。
它包括了应用中全部的业务处理程序。
即除了输入输出在表示层，数据库在数据访问层以外，全部的统计、汇总、分析、打印功能都存放在功能层。
它的任务是接受用户的请求，首先需要执行相应的扩展使应用程序与数据库进行连接，通过SQL语句等方式向数据库服务器提出数据处理申请，数据库服务器将数据处理的结果提交给Web服务器，再由服务器传送回客户端。
数据访问层由数据库管理系统和数据库组成，数据库管理系统负责管理其数据库，为应用程序提供支持，位于数据库服务器端。
它的任务是接受Web服务器对数据库操作的请求，实现对数据库查询、修改、更新、删除等功能，再把运行结果提交给Web服务器[4]。
其结构如图2.3所示。
图2.3基于Web服务器的B/S结构示意图
B/S模型具有统一的客户端标准，集中的服务器管理，可跨平台操作等特点，正适合以网络为中心的计算特点。
随着WWW技术的发展和成熟，B/S模型正在逐步取代传统的C/S模型，为在网络环境下开发开放的、可跨平台的管理系统提供了有力的工具。
所以在此教务信息管理系统中采用B/S模型进行设计。
3系统的需求分析
3.1系统目标
现在我国院校的教务管理水平普遍不高，有的还停留在纸介质基础上，这种管理手段已不能适应时代的发展，因为它浪费了了许多的人力和物力。
而本系统的设计，改变了传统院校的教育管理模式，利用计算机代替传统学校资料的人工管理和存放方式。
本系统是针对网络环境下的简易教务管理系统的研究和开发，系统基于Web设计的B/S模式结构，利用MyEclipse6.0开发平台和MySQL数据库进行开发的，系统还利用了StrutsMVC（Model-View_Controller）设计模式，即模型-试图-控制器模式。
本系统开发的总目标是实现教务管理的系统化、规范化和自动化。
系统实现了用户角色的划分：
学生和系统管理员，不同角色登入到不同的操作界面。
系统主要实现了用户管理、教师管理、学生管理、课程管理、班级管理、选课管理、成绩管理等模块功能。
主要解决的问题有：
（1）基于B/S的简易教务管理系统的设计和后台数据库的设计。
（2）对于学生用户，系统提供了个人信息浏览和修改、成绩查询和打印、课程选课和查询等功能模块的设计。
（3）各功能模块的实现
针对系统的人性化和可为维护性、可扩展性，本系统应该具有以下特点。
（1）要求界面设计简单易懂。
（2）要求用户操作方便快捷。
（3）要求代码可读性好，不累聚，容易进行维护。
（4）要求扩展性好，便于进行功能的添加，满足用户的需求。
3.2系统功能分析
本系统是基于Web的简易教务管理系统设计，针对用户角色，系统可分为用户子系统和管理员子系统。
用户子系统主要对象是学生；管理员子系统主要对象是教师和系统管理员。
3.2.1用户子系统功能分析
用户子系统：
包括用户管理模块、课程管理模块、成绩管理模块、退出模块。
如图3.1所示。
图3.1用户子系统
（1）用户管理模块
该模块主要用于用户对其个人信息的浏览和修改，用户根据个人最新的实际情况修改个人信息和登录密码，向数据库更新个人最新信息。
（2）课程管理模块
该模块主要用于用户对课程信息的浏览、查看有关已选修的课程信息情况、选修课程以列表的形式显示给用户，方便用户对课程的选修、浏览用户已选修的课程、删除已选修课程、根据课程号，查询课程相关信息。
（3）成绩管理模块
该模块主要用于将用户个人选修课程的成绩以列表的方式显示出来，用户进行成绩浏览和查询、学生用户成绩单打印、学期选修成绩统计。
（4）退出模块
该模块主要用于退出用户登录模块，返回登录界面。
3.2.2管理员子系统功能分析
管理员子系统：
包括教师管理模块、学生管理模块、班级管理模块、课程管理模块、成绩管理模块、选课管理模块、退出模块。
如图3.2所示。
图3.2管理员子系统
（1）教师管理模块
该模块主要用于管理员浏览和查看所有教师和用户信息，管理员具有对教师和用户信息进行添加、删除、修改等操作权限，赋予教师为管理员、浏览用户、删除用户、修改用户、修改用户密码、查询用户。
（2）学生管理模块
该模块主要用于管理员浏览和查看所有学生具体信息，完成新学生的基本信息的录入并提交数据库、修改学生信息、删除学生信息。
（3）课程管理模块
该模块主要用于管理员浏览和查看所有课程信息，向数据库中添加新课程信息、删除课程信息、更新课程的信息、给学生进行课程分配和给教师授课课程分配。
（4）班级管理模块
该模块主要用于管理员浏览班级信息、查询班级信息、添加班级信息、修改班级信息、删除班级信息。
（5）成绩管理模块
该模块主要用于管理员浏览和查询选修课成绩信息，成绩修改、成绩删除、选修成绩班级统计、选修人数统计。
（6）选课管理模块
该模块主要用于管理员浏览和查询所选修课程信息，向数据库中对选中的选修课程信息进行删除操作。
（7）退出模块
该模块主要用于管理员退出管理员登录模块，返回登录界面。
3.3系统可行性分析
经过调查、研究、分析、计算，在教务信息管理中的应用已经条件成熟，将从以下几个方面总结系统开发的可行性，具体情况如下：
（1）技术可行性
以WindowsXP为操作系统，采用jsp为脚本语言，运用MySQL的数据库技术，设计与开发简易教务管理系统。
新系统的运行硬件环境PC机，当用户使用系统时，通过正确的口令进入系统，进行数据库的维护操作和运用。
（2）经济可行性
一方面，系统提供友好的人机界面和更强劲的功能支持，进一步提高教务人员的工作效率，从而节省人力、物力，防止资源的浪费，进而提高经济效益；另一方面系统开发成本低，现有PC机即可提供该系统开发工作需要的所有硬件设备环境。
（3）操作可行性
操作上主要针对系统的IExplorer浏览器上的操作，该系统的使用，主要凭借使用数据库语言操作技术完成数据的录入、修改、删除等功能，操作前，用户不需要对数据库语言有相对的理解，只需要进行简单的页面操作。
4系统的详细设计
4.1系统结构
4.1.1系统的总体结构
根据需求分析中得到的结果，考虑到教务管理系统主要面对学生、教师
和管理员，所以系统针对用户角色的划分，可分为用户登录子系统和管理员登录子系统。
如下图4.1所示。
图4.1简易教务管理系统两大子系统
4.1.2子系统结构图
用户子系统包含四个模块:
用户管理模块、课程管理模块、成绩管理模块、退出模块[5]。
如下图4.2所示。
图4.2用户子系统结构图
管理员子系统是管理员登录教务管理系统的一个子系统。
在这个子系统中，管理员的任务和作用是重大的。
它的主要对象是教师和系统管理员,享有系统最高权限，具有系统提供的一切功能使用权限,该子系统包含七个模块：
学生管理模块、教师管理模块、课程管理模块、班级管理模块、选课管理模块、成绩管理模块、退出模块[5]。
如图4.3所示。
图4.3管理员子系统示意图
4.2系统总体流程图设计
本系统通过用户登陆身份的验证，成功进入到系统不同的管理页面，实现系统的所有功能。
如图4.4所示。
图4.4系统总体流程图
4.3系统用例设计
本系统的用户子系统中，用户可以登录系统、进行用户管理、课程管理、成绩管理、退出系统[6]。
如图4.5所示。
图4.5用户用例图
本系统的管理员子系统中，管理员可以登录系统、进行学生管理、教师管理、课程管理、班级管理、选课管理、成绩管理、退出系统。
如图4.6所示。
图4.6系统管理员用例图
4.4数据库设计
4.4.1数据库逻辑结构
（1）数据库总体逻辑结构图
本教务管理系统，共包含7张数据表：
用户信息表、学生信息表、教师信息表、班级信息表、课程信息表、学生课程信息表、教师授课课程信息表。
如图4.7数据表树形结构图所示。
图4.7数据表树形结构图
（2）用户信息表ST_User
用户表记录用户的用户名和密码。
用户权限分为manager和user，manager为管理员权限，user为用户权限。
用户通过用户名，密码和登录权限进行系统的登录。
其中用户号Id为用户表主键[7]。
如表4.1所示。
表4.1用户表
序号
列明
字段类型
长度
是否为空
描述
1
Id
Varchar
20
No
用户号,主键
2
UserName
Varchar
20
No
用户名
3
Password
Varchar
20
No
用户密码
4
Power
Varchar
10
No
用户权限
（3）学生信息表ST_Student
学生信息表用来记录学生有关信息,包含9个字段:
学生号（student_Id）、学生名（student_Name）、学生性别（student_Sex）、民族（student_Nation）
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