【毕业学位论文】（Word原稿）高校学生自主选课系统的设计与实现-软件工程

硕士学位论文 （专业学位） 姓 名：衡 荦 学 号： 0821170276 高校学生自主选课系统的设计与实现 姓 名： 学 号： 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： 副指导教师： 二 一三年九月 A in 2013 高校学生自主选课系统的设计与实现 同济大学 衡 荦 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 同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 高校学生自主选课系统在教务管理中起着非常重要的作用，逐步取代了传统的纸上选课方式。然而，一些办学时间较晚、规模较小的学校还没有现成的选课系统。因此，设计一套简单实用的选课系统还是非常必要的。学生可以在网上进行选 修课程的自主选择，即提高了学生选课准确性，又提高了教学管理人员的工作效率。 在研究国内外一些高校现行的选课系统应用的基础上，本文设计并实现了一个高校学生自主选课系统。该系统采用 B/S 三层架构设计，具有更好的安全性和扩展性；该系统前台用 现，后台用 术实现，数据库使用 008 实现。本文主要涉及以下内容： 第一，论述本文的研究背景、意义、及主要内容。 第二，详细的介绍了系统设计使用的开发工具及平台。 第三，论文阐述了选课系统的需求分析和可行性分析 。 第四，系统的设计主要包括数据库设计、总体设计、各功能模块设计以及系统的主要工作流程。 第五，介绍了系统的实现，包括模块的描述、流程图和系统页面的实现。 第六，对系统选课系统部分功能进行了测试，包括单元测试和集成测试。 第七总结全文并指出系统的不足和改进方向。 关键词： 选课系统，自主化， B/S 架构 a in t it is to a of on of On of at on of a / S S5 in in 008. is of B/S 济大学 硕士学位论文 目录 录 第 1 章 绪论 . 1 发背景和意义 . 1 内外研究现状 . 2 要研究内容 . 3 文结构 . 4 第 2 章 相关技术介绍 . 5 软件工程 . 5 件工程的目标 . 5 件工程的过程 . 6 件工程的基本原则 . 6 件工程的基本原理 . 7 术 . 7 介 . 7 介 . 9 008 简介 . 9 介 . 10 数据库技术 . 11 言简介 . 11 008 简介 . 11 系统设计模式 . 12 、在读期间发表的学术论文与研究成果 错误 !未定义书签。 第 1 章 绪论 1 第 1 章 绪论 发背景和意义 随着我国高等教育的改革和高等院校 的不断扩招，带来学分制的建立和学生数量上的增加。再加上学校每年都有很大的人员流动，如新生入学、老生毕业等。采用人工的管理模式存在着诸多的不方便和缺陷，如可维护性差，出 错之后不易修改；不方便查询学生的各种情况，工作效率极低。 在以往选课方式是以班级为单位的手工填表报送的选课方式，难以满足需求，而且会出现不公平现象，耗时较长等缺点，并且难以对选课情况做出快速有效的统计，排出课程表，给教务人员的工作带来很大压力。 而且现在随着 发展与网络技术的不断提高，国内高校普遍都搭建起了校园网，这为我们网络化现代化教育管理提供了必备的基础条件。无纸化的办公理念下，信息自动化处理以及网络式的信息交互方式已经被人民广泛应用。让计算机来管理学生信息是现在各个高校都在积极进行的工作 之一，也是高校管理工作的重要内容之一。在此背景下，为了保证教学质量，提高工作效率，建立一套合理科学的教学质量测评系统就显得尤为必要与迫切 1。 自主选课系统是运用计算机、网络、多媒体等现代技术手段，使得整个教务管理工作在合作、交互和有序的环境下实现信息共享和传输的信息管理系统。自主选课系统的目标是简化教务工作人员的操作流程，提高教务管理工作的效率，通过将老师的教学和教务管理过程有机的结合起来，提高学生的综合素质能力，实现对合格毕业生的培养，这是高校教育现代化信息管理工作的基础和关键。 高校学生自主选课系统 无论对于学生还是老师来说都是实用。对学生来说将选课基础变为个人，给予学生自主选择的权利，能在开课前了解相关信息，避免选课盲目性；对于任课老师来说可以提早了解课程，熟悉学生情况，便于开展教学；对于学校来说与传统选课方式相比更加节省资源，获得教育信息更加便捷，保证高校正常教学秩序，促进选课科学化、信息化的重要模块 2。 同济大学 硕士学位论文 高校学生自主选课系统的设计与实现 内外研究现状 管理信息系统 (人和计算机网络集成，利用计算机的软硬件资源、网络通信设备以及其它办公设备，进行信息的收集 、传递、加工、储存和维护，能够提供企业管理所需信息以支持企业的生产经营和决策的人机系统。 国外的教学科研软件与国内相比开发的早而且比较成熟。 20 世纪 70年代，美国麻省理工学院最早提出了数字化校园的概念，截至上世纪末，西方发达国家的大部分名牌高校在政府的大力支持下就已经成功完成了对校务管理和教学管理的数字化改造 3。 早在七十年代末，美国就建成了 家科学基金网 )，其课题的申报及课题的进展情况汇报都在网上进行。其网上教学教务管理系统也十分完善，世界各地的学生可以坐在家里通过互联网完成入学报 名、选课、考试、毕业论文、取得学位这一学习生活的全过程。目前，国际上已具规模的远程教育学校就有数百所之多，网上教育正在各地发挥着巨大的作用，为世界各国培养出大批人才。所有这些都表明，基于 校园网的应用已深入到校园内的各个方面。在高等学校的教务管理工作中，课程表的编排是一项十分复杂、棘手的工作。在排课过程中，除了满足大量的制约条件以外，还必须解决许多冲突与矛盾，例如：两位教师不能同一时间在同一班级上课、一位教师不能在同一时间上两门课等等。利用计算机辅助进行课表编排工作，既提高了排课工作的科学性 ，又可大大减轻管理人员的工作强度，提高工作效率，从而使学校教务管理现代化迈上了一个新台阶。 我国高校教务管理信息化建设始于 70 年代末，经历了三个阶段： 第一个阶段：从 70 年代末至 1985 年期间，为启蒙与试验阶段。主要形式是不同程度地应用某些数字化办公设备，开始研究应用单项数据库管理系统。如使用计算机安排课程表、统一调度教师、统计考试成绩和评价教学质量等，均取得了显著效果。随着计算机技术的迅猛发展，教学管理最优化成为可能。 第二阶段： 1986 年至 1992 年期间，为开创和见效期。在这个阶段， 性能价 格比不断提高，局域网技术日趋成熟。部分高校开始研制应用单机教务管理系统。 第 1 章 绪论 3 第三阶段： 1993 年至今，集成开发阶段。比发达国家晚了十几年， 1997 年初步建成校园网的高校仅有 10 所。之后很多高校使用大型数据库系统，创建综合化的教务管理系统。它采用了 B/S 与 C/S 结构和 准的网络技术，突破了使用范围的局限性，提升了系统数据共享的能力。 1998 年左右， C/S 设计模式占据主导地位，系统一般对数据库进行集中管理，实现了数据共享。 C/S 架构设计虽然对信息的安全控制能力较强，但其与操作系统紧密相关，各种操作主要工作集中在服务器端完成，需要针对操作系统进行不同版本的开发，如果需要进行软件更新或升级，每个客户端都需要进行相应的操作，软件维护困难。随着 快速发展， C/S 难以满足网上选课、成绩查询、网上注册等业务需求， B/S 设计模式成为了教务管理系统设计的主流。各大高校在系统设计时，均倾向采用 B/S 设计模式。 B/S 设计模式基于广域网基础之上，是对 C/S 模式的一种改进，能够使管理系统基于校园网络实现数据信息的集中管理，且由于其较高的平台兼容性，客户端无需重新安装， 方便对客户端软件进行维护。当前基于 B/S 和 C/S 混合模式的设计方式也成为各信息系统建设的主要方案之一 4。 目前，国内高校也正在这方面大步迈进，高等教育管理理念和管理方法也因为包括高校学生自主选课系统在内的大学校院信息化管理而不断获得创新。 随着我国近年高等教育的急速扩张，高校扩招的规模也已连续多年保持总量上升，如此大量的学生信息，要想将其管理好并充分服务于高校，充就必须采用智能化的信息手段，利用专业化的分析工具 5。高校学生自主选课系统即是在此为背景得以建设和发展的。 要研究内容 本课题来源于当今大学不断扩招，在校大学生人数不断增加，教务系统的数据不断上涨，原有的方式不足以满足的现状。随着信息技术的不断发展，高校对信息的管理和利用具有了越来越高的要求，各类信息系统也因此充分彰显其信息处理优势。高校学生选课系统的建设正是国内高等学校进行学生选课信息管理和开发利用而进行的有益实践。主要内容包括： 同济大学 硕士学位论文 高校学生自主选课系统的设计与实现 4 4 1 介绍课题的来源、意义，阐述高校学生自主选课系统在国内外发展现状和研究内容。 2 设计准备工作：分析相关的开发技术，并根据低成本、易学用、易扩展的原则选择开发平台及支持系 统； 3 系统设计与实现：从需求分析入手，进一步明确系统的建设目标。按照系统的建设进程分别进行系统体系结构的设计和功能结构的设计，并进行表结构、树结构及类等详细设计，最后实现系统的具体功能模块。 4 对系统进行测试，验证是否达到设计要求。 5 总结与展望。 文结构 本论文主要是围绕高校自主选课系统的设计与实现进行论述的，全文共分为七章。各章的主要内容如下： 第一章，绪论主要介绍论文的研究背景、意义与国内外研究状况。 第二章，主要对开发工具和平台进行介绍，详细介绍了 相关技术，对系统的虚拟执行环境和 务器也做了简要概述。 第三章，主要对系统进行需求分析和可行性分析，概要的描述系统的总体功能，分析系统实现意义，详细分析了该系统在经济、技术和操作上的可行性。 第四章，主要介绍了系统的设计，包括数据库设计、系统的总体设计和系统的功能模块设计还有系统的主要工作流程。 第五章，主要介绍系统的实现，包括模块的描述、流程图和系统页面的实现。 第六章，主要对系统进行了测试，包括单元测试和集成测试，单元测试主要从白盒测试和黑盒测试两个方面进行的测试。 第七章，总结与展望。对全文进 行了总结，指出系统不足以及有待改进提高的地方。 第 2 章 相关技术介绍 5 第 2 章 相关技术介绍 软件工程 软件工程 (应用计算机科学、数学及管理科学等原理来研究和应用如何以系统性、规范化、可定量的过程化方式去开发和维护软件，是一门研究用工程化方法将实践证明正确的管理技术和当前可利用的最好技术结合起来的学科。软件工程以提高软件设计质量和降低开发成本为目的，涉及程序设计语言、数据库、设计模式、软件开发工具等方面 6。 件工程的目标 软件工程目标是提 高软件的质量和生产率，最终实现软件的工业化生产。实 现利用更少成本、更快速度，开发出具有可修改性、有效性、可靠性、可理解性、 可维护性、可重用性、可适应性、可移植性、可追踪性和可互操作性并且满足用 户需求的软件产品。 (1)可修改性。容许在不增加原系统复杂性的前提下修改软件。 (2)有效性。利用时 /空折衷概念，使设计软件能最有效地利用计算机的时间 /空间资源。 (3)可靠性。能防止因需求分析、结构模式和程序设计等方面不完善造成软件功能失效的能力，能挽回因操作不当造成软件功能失效的能力。 (4)可理解性。有助于控制软件系统的复杂性，支持软件的维护、移植或重用。 (5)可维护性。软件产品设计完成后，能够对它进行修改，以便改正潜伏的错误，改进性能和其他属性，使软件产品适应环境的变化。 (6)可重用性。有助于提高软件产品的质量和开发效率，降低软件的开发和维护费用。 同济大学 硕士学位论文 高校学生自主选课系统的设计与实现 5 6 (7)可适应性。软件在不同环境的约束条件下，使用户需求得到满足的难易程度。 (8)可移植性。软件从一个计算机系统或环境搬到另一个计算机系统或环境的难易程度。 (9)可追踪性。根据软件需求 对软件设计、程序进行正向追踪，或根据程序、软件设计对软件需求进行逆向追踪的能力。 10)可操作性。多个软件元素相互通信并协同完成任务的能力。 件工程的过程 软件工程的过程是随着开发技术的演化而不断改变的，其是设计一个能满足 项目需求和目标的软件产品所需要的步骤，主要包括开发过程、运作过程、维护 过程，覆盖了需求、设计、实现、确认以及维护等活动 6。 从早期的瀑布模型到后来的螺旋式模型，以及当前较为流行的敏捷开发方法，都展现了不同时期对软件开发过程的不同认识及理解，但无论哪种开发 模式，都需进行详细的问题分析和需求分析。问题分析获取需求定义，需求分析生成功能规约。设计活动一般包括概要设计和详细设计。概要设计建立整个软件系统结构，详细设计产生程序员可用的模块说明。实现活动把设计结果转换为可执行的程序代码，确认活动贯穿于整个开发过程，实现完成后的确认。维护活动包括使用过程中的扩充、修改与完善。 件工程的基本原则 软件工程的原则是指围绕软件的设计、管理等方面，在软件开发过程中必须遵循的原则。系统在开发过程中要坚持统一性、可靠性、先进性、安全性、业务系统协同等基本原 则，总体来讲，软件工程主要包含选取适宜开发范型、采用合适的设计方法、提供高质量的工程支持、重视开发过程的管理四项基本原则。为了保证项目质量，从技术角度出发还必须遵循整体性原则、可靠性原则、可扩展性原则、实用性原则、可操作性原则、开放性和标准化原则、可管理性原则等。 第 2 章 相关技术介绍 7 件工程的基本原理 1983 年，美国著名软件工程专家巴利 合众多专家关于软件工程准则或信条的意见，并结合美国天合公司 (年的开发软件经验，提出了软件工程的七条基本原理。 (1)用分阶段的生命 周期计划严格管理； (2)坚持进行阶段评审； (3)实行严格的产品控制； (4)采纳现代程序设计技术； (5)结果应能清楚的审核； (6)开发小组的人员应少而精； (7)承认不断改进软件工程实践的必要性。 这七条原理是相互独立、缺一不可的最小集合，虽然不能用数学方法严格证 明其是一个完备集合，但是众多专家的工程准则都可以用这七条原理任意组合蕴 含或派生。 术 介 架）是整个 台的基础结构。 括启动代码，给它赋予相应的权限，为它分配内存以存储器数据，帮助释放不再需要的内存和资源等）以外，还提供了一个非常复杂的类库，以便在 执行大量的任务。对于这些任务，它承担了双重角色：管理代码的执行和为代码提供服务 7。 体系结构如图 示： 同济大学 硕士学位论文 高校学生自主选课系统的设计与实现 5 8 V B C + + C # P e r l P y t h o n . . P . N E T / W e b S e r v i c eU s e r I n t e r f a c O . N E T a n d X M LS y s t e m C l a s s L i b r a r yC o m m o n L a n g u a g e R u n t i m eM e s s a g eQ u c u l n M +E n t e r p r i s e S e r v i c e S W M 体系结构图 从技术层面来讲， 要包括两个最基本的内核，即通用语言运行库 本类库，它们为 台的实现提供底层技术支持 8。 通用语言运行库是 基础。它提供核心服务（如内存管理、线程管理和远程处理），而且还强制实施严格的类型安全以及可确保安全性和可靠性的其它形式的代码准确性。 本类库是一个与公共语言运行紧密集成的、可重用的类型集合。该类库是面向对象的，并为托管代 码提供导出类型，使 9。此外，第三方组件可与 的类无缝集成。我们可以使用 本类库开发多种应用程序，这些应用程序包括传统的命令行或图形用户界面（ 用程序，也包括基于 提供的最新创新的应用程序（如 体和 7。 第 2 章 相关技术介绍 9 介 一种用于创建动态 用程序的技术。它是 可以采用大多数与 容的语言编写 用程序，其中包括 C#、和 J#。 面（ 经过编译，与使用脚本编写语言相比，具有更好的性能 10。 许构建强大的基于窗体的面。构建这些页面时，可以使用 务器控件创建常用的 素并对其进行编程以执行创建的任务。这些控件允许从可重用的内置或自定义组件快速构建 体，从而简化页面代码。 特点有：可管理性、安全、增强的性能、灵活的输出缓存、国际 化、移动设备支持、扩展性和可用性、跟踪和调试、与 成、与现有 用程序的兼容性 11。 008 简介 008 是对 005 一次及时、全面的升级，是目前最流行的 台应用程序开发环境。它提供了高级开发工具、调试功能、数据库功能和创新功能，帮助在各种平台上快速创建当前最先进的应用程序 12。 008 是一套完整的开发工具集，包含了大量的功 能。它主要用于生成 用程序、 面应用程序和移动应用程序。 +、 #和 #全都是用相同的集成开发环境（ 利用此 以共享工具有助于创建混合语言解决方案，是程序可以使用不同的语言共同开发 10。另外，这些语言利用了 功能，通过此框架可以使用简化 用程序和 发的关键技术。 008 为开发人员提供了所有相关的工具和框架支持，同时也支持建立于 础上的 术，强化对于数据库的支持以及微软新的基于工作流（ 编程模型 13。 同济大学 硕士学位论文 高校学生自主选课系统的设计与实现 10 介 由 司所开发的著名网站开发工具。它使用所见即得的接口，亦有 辑的功能。它限制有 统的版本。随 购后， 开始计划开发 本 本开始，使用了 排版引擎 作为 网页 预览 14。 当前最流行的网页设计软件。它与同为 司出品的 道，被誉为网页制作三剑客。 其它同类