网上选课系统武晓军组文档

1、 网上选课系统架构设计与分析学 院： 计算机与信息工程学院 专业年级： 2008软件工程 题 目： 网上选课系统 组 长： 武晓军 组 员： 唐 亚 顾 鑫 指导教师： 何岸 2011 年6月1） 课题研究现状分析在当今的教育事业里，计算机早已经涉及。在学生的管理中，如果通过计算可以减少大量的手工操作，极高工作效率。学生选课管理系统过去采用人工处理方式，由于工作量非常大，为了提高工作效率，方便管理，因此需要开发一个学生选课管理系统。全校性选修课的目的在于扩大学生知识面，加强学生素质教育，培养复合型高级人才，具有不可替代的重要性。随着教育改革的不断深入和素质教育的加强，完全全学分制的实施，选修课

2、在一个学生的培养计划中占的比重将越来越大。网上选课系统的出现使同学们能够更加自主、便捷、准确的进行选课。但是，现行的选课方式也存在着一些问题。例如，什么课程容易拿学分选什么,别人选什么我选什么，哪一类课程还缺多少学分不清楚，甚至有的为凑学分随便选几门课或者干脆让别人代选，完全不顾自己的兴趣爱好，个人所长，完全不顾自己的专业方向、有无先修课程等，造成了选课的混乱。这种现象在低年级比较突出，在高年级也存在。而且，随着选修课比重的加大，这种情况将越来越严重。这种情况主要是由于学生对自己的专业培养计、可选课程等信息了解得不够造成的。虽然学校也刊发了相关的手册，网上也可以查询，但因为范围太大，科目太多，

3、看或查的人并不多。怎么样才能解决这个问题，使大家能够更合理的进行选课，也使得选修课能更好发挥其作用呢？本次课题为学生选课管理系统，主要功能是通过用户省份验证，然后可以立刻登录系统，然后通过增删改查等操作对学生的信息以及教师的信息进行管理和维护。网上选课管理系统作为管理管理员与用户的选课关系的主要管理系统平台，其对应的读者是企业用户，因此，不仅要处理管理员与用户之间的信息，还要处理用户个人信息。导致网上选课管理系统中的数据不论是结构、类型还是彼此间的关联都是复杂多变的；对这种数据进行的处理也是多种多样的。因此，要实现对网上选课管理系统数据的及时、准确的处理和有效利用。二）用ADD方法设计两种架构

4、方案1功能需求：1） 前台功能：a) 能够以学生的身份登录选课系统。b) 以学生的身份登录选课系统并且进行相关课程的选择。2） 后台功能：一、系统管理管理员管理公告管理数据库备份二、教师信息管理添加教师信息管理教师信息三、排课管理班级上课时间排课教师排课管理四、选课管理学生选课信息管理添加选课查询选课五、学生管理添加学生信息管理学生信息六、学期成绩信息管理导入学生成绩学生成绩添加学生成绩2 非功能需求（性能需求） 一 精度 l此系统的输入数据大多数为字符串类型，也有表示成绩的浮点数，精度为5 二 时间特性要求 l响应时间要求：对于管理人员输入的用户信息应该在人们所能接受的等待时间来确定，通常为

5、1-2 s。 l更新处理时间要求：用户输入数据后，对于该操作人员输入的数据处理时间应该是毫秒级的。 l数据的转换和传输时间的要求也应该在人们的接受的等待时间内；三 灵活性l在操作方式上若发生变化，如无法使用浏览器进入系统，那么，可以使用命令方式进入如：可以通过编写java程序与数据库联接,实现登录。l因为本系统开发是使用jsp实现，这种开发技术具有java一样的很好的系统移植性。l对于数据精度方面，应在数据库中加以限制；实现实体完整性，用户自定义完整性约束。l在设计界面结构和数据结构是应留有对以后扩充系统功能的余地，如可以在每个数据字段上设计多个自定义字段。四 输入输出要求l对输入的数据的输入

6、媒体应是文字形式，对于浮点类型的数来说，其数值范围应该在数据库的完整性约束里面进行约束。输入格式应与数据库关系表的格式相对应，以减少输入格式的设计难度。l输出设备采用显示器，打印机方式。输出介质为纸张，磁盘，光盘等。输出方式采用图形输出；当发生异常输出时编写系统时应及时报错，提示“输入有误，请核查”不进行数据处理操作。按照不同的的需求侧重设计不同的架构：1） 侧重于功能需求则就要完善更多的功能，但是在性能方面就会有所瑕疵。数据库Web服务器管理员教师学生学生的权限操作前台用户操作界面后台操作界面管理学生成绩管理课程信息管理教师信息管理学生信息教师登录后台管理员权限操作录制成绩老师的权限操作学生

7、登录学生选课 服务器后台管理员教师学生按照角色权限分配下面就来解释一下这个机构的设计思路：考虑到本机构设计是在实现所有的功能需求操作的基础上完成的，就拿功能需求中的一些属性来说吧我们可以在给不同的角色赋予不同的权限。再根据不通的权限响应相应的操作，对于系统实现的功能我们可以在权限的操作项里面进行增删操作项，从而可以很方便的实现系统的功能需求的添加和修改。本机构是基于B/S模式实现的。是从系统功能需求出发从简单，简便的设计理念设计出来的。相应的数据流图：网上选课管理系统用户系统管理员录入的选课信息录入的用户信息查询的用户信息成绩信息选课方案建议选课信息由系统提供的选系统管理员11处理用户信息12

8、提供相应选课方案用户4提供成绩查询22处理选课信息21接受选课信息3修改选课信息成绩清单D3 成绩记录成绩用户信息用户信息选课方案建议选课方案D1 选课方案集选课信息D2选课信息选课信息选课信息新的选课信息课方案图：定义子模块的接口:系统状态图:空闲状态 活动状态有效选择执行的业务处理相应的业务不继续打印Entry/验证登录Exit/退出取消操作或验证错误维护状态l 当系统不使用时，系统处于空闲状态，等待用户的登录。l 一旦用户登录系统进入“活动状态”，此状态是一个组合状态，执行时首先从进入事件（Entry/验证登录）开始，若登录有效则进入“有效”状态，后无条件的进入“选择执行的业务”状态以及

9、“处理相应的业务，若不继续处理业务，则进入“打印”状态。若登录无效或执行过程中取消操作，则首先执行“退出事件”（Exit/退出）后进入“空闲状态”。当系统处于空闲状态时可定期的对系统进行维护。2） 还是从功能需求和性能需求综合分析设计架构:同时采用B/S模式远程接口调用架构图如下：数据收集学生操作web服务器人数统计身份认证数据库服务器登录教师操作管理员操作模块功能说明成绩查询模块根据用户输入的学号信息、从学生成绩数据库中搜索出已经选修的课程的成绩，找类别，显示给用户，并注明是否为培养计划内选修课程。同时列出各类选修课共需修的学分、已经修的学分和还需修的学分；选课范围查询模块根据用户的已经选修

10、课程的成绩和其专业培养计划，确定出用户每类选修课、下学期可选修的范围；选课建议模块根据用户成绩、专业培养计划、兴趣爱好，提供多种可供选择的选课方案供用户参考；课程信息模块提供信息简介，如学分、学时、教师、课程内容、先修课程等；其他功能模块包括修改密码，查看专业培养计划，进入选课系统等。输入输出设计：输入：输入信息应该以简单为准则。本系统一般仅需用户输入学号与密码，第一次登录时，应输入个人兴趣爱好等。输出：输出的基本要求是直观、表达清楚。本系统采用了表格输出的方式。并加了一些跳转的功能，帮助用户准确获取信息。 输出应该考虑用户需要。本系统加入了许多快捷链接，是用户根据自己的需要跳过某些步骤。 用

11、户界面设计：本着界面友好、醒目、简洁、大方的原则，本系统作到了以下几点：1. 无背景图案：可提高速度，使界面简洁； 2. 输出信息采用有边表格形式； 3. 输入信息采用间隔底色的无边表格形式； 4. 文字输出信息：采用3号字，其他采用2号字。 系统使用说明进入系统以后，看到主界面，在“输入学号”“和输入密码”输入框中输入你的学号和密码，默认密码为“6666”，建议在登录前通过左边“修改密码”项修改你的密码，以便对你的个人信息进行保密；点击“登录”按钮，系统将分类显示你的以往选修课的成绩和已经修的学分和还应该修的学分；点击下方的“下一步查看选课范围”，系统将分类显示你以后可以选修的课程的范围以及

12、课程的部分信息；点击每门课程后面的“详细信息”，你可以浏览到课程的详细信息，为你选课提供参考依据；点击界面左边的“重新登录”可以重新登录该系统；点击“我要选课”可以连接到学校的“学生选课系统”；点击“培养计划”可以查看你所在专业的培养计划；点击“我要留言”可以写下你对该系统的意见和建议，以及你对的选课的体会；质量属性场景：1） 对系统可靠性能的测试场景：当在选课的高峰期的时候，会有多个年级的多个学生同时选课，对系统的压力比较大。可靠性高的系统还能正常相应。可靠性低的系统服务器会崩溃的。2） 对于系统的请求响应时间有一定的标准，响应时间不能超过2s。3） 对突发事件的数据的保存能力，如果在服务器

13、突然停止的情况下，数据库里面的数据会保存，但是内存中的数据不一定会保存下来。4） 对系统的安全性：对系统中用户的信息要有保密措施。没有权限的人物是不能进行数据的修改的，除了管理员外。5） 如果同时有很多的操作，操作同一块数据的时候要保证只能有一个用户操作，保证数据的排它性。6） 用户的易操作性：对于用户的操作，我们给出了简单简洁的界面。和温馨的提示，供用户操作。3） 用ATAM方法进行架构评估1) 概述ATAM（Architecture Tradeoff Analysis Method）：SEI提出的一种软件构架评估方法。ATAM评估方法的主要目的：1) 提炼出软件质量属性需求的精确描述；2)

14、 提炼出构架设计决策的精确描述；3) 评估这些构架设计决策，并判定其是否令人满意的实现了这些质量需求。ATAM评估方法：并非把每个可以量化的质量属性都进行详尽的分析，而是使众多的风险承担者（包括经理、开发人员、测试人员、用户、客户等等）都参与进来，由此而达到上述目标的。ATAM是一种挖掘潜在风险，降低或者缓和现有风险的软件构架评估方法。因此，以下三点是评估中要特别注重的：风险、敏感点和权衡点。(2) 构架涉众普通用户用户管理员开发人员测试人员(3) 评估步骤ATAM主要分以下几个步骤：1) ATAM描述；2) 商业动机表述；3) 软件构架表述；4) 确定构架方式；5) 生成效用树；6) 分析构

15、架方式；7) 确定场景及其优先级；8) 进一步分析构架方式；9) 得出结论。2）开发的商业背景：在当代大学生人数日益增加的情况下，管理学生个人信息和在校学习成绩，以及所选科目等工作已经变的相当的棘手，基于以往的管理办法带来的不变和巨额的工作量，对于开发网上选课系统的必要性给予了足够的支持和肯定。对比一下以往的管理办法和现在的管理办法的优缺点和实用性方便性：时代背景下的管理办法工作量安全性成本可靠性信息存储量开发网上选课系统之前主要是人工统计安全性地下高低小开发网上选课系统之后学生自己上网选择安全性高低高大从上述表可以看出对于网上选课系统开发的必要性和广阔的市场，开发会具有不菲的商业回报。质量属

16、性的陈述：必须从网上选课系统对于之前的管理所体现出来的优点加以放大和肯定：可修改性、安全性、实用性、易用性、抗压性等质量属性出发提出以下几点质量要求：1） 对于系统的设计应该从可维护性考虑，支持系统的维护和定期升级。2） 对于用户信息的要起到保密性，不能以任何管理员以外的非法登录获取用户信息。3） 对于突发的异常事件能有很好的处理能力。4） 对于选课高峰期，系统要有对于外界给与的压力一个很好的抗压性。也就是能正常运行。基于以上几点质量属性，我们做出如下的评估。3） 软件构架表述对于架构的表述，从以下4个方面进行分析表述：a. 技术约束条件，诸如要使用的操作系统，硬件，中间件之类的约束 b. 该

17、系统必须要与之交互的其他系统 c. 用以满足质量属性的架构方法 d. 对最重要的用例场景及生长场景的介绍 a) 这个机构系统运行在windows操作系统上。在现在的普通的PC机上都可以运行，对于硬件没有太大的要求。b) 系统整体的一个机构图根据标准的MVC模式设计和三大框架ssh： 服务器WEB浏览器数据库c）质量属性及采用的战术:质量属性目标实现方式采用的战术 性能很多用户一起提交请求，响应时间不超过3s，如果未在规定时间被做出反应，系统应提出警告，不能让用户长时间等待限制访问队列大小发出命令期间，可以进行下一步操作，并且延迟小于0.8秒缓冲池技术可用性一旦出现故障时，可以保证不影响系统的正

18、常运行异常检测技术系统异常终止服务以后，必须能够在1一小时之内回复正常运行。故障恢复机制安全性除系统管理员之外的任何用户没有查看用户的信息的权限身份验证以及角色授权数据机密性并发操作时候，保证数据排他性排它锁机制易用性对于用户的操作是否正确给出友情提示，使系统更加人性化。给出系统操作的提示抗压性如果在选课高峰期要保证服务器正常运行。4 )质量属性效用树质量属性属性求精场景编号 场景性能响应时间XN1系统处于高峰时期，保证登录的每个用户操作响应时间或查询的响应时间在2s内，必要则有友好提示（H，H）吞吐量XN2可以保证6000用户同时操作（H，M）可修改性功能扩展XG1增加某一功能要求一周内完成

19、，而不影响系统其他功能（M，M）界面修改XG2易于修改（M，L）可移植性平台的移植YZ01能够在其他的平台上运行或者对于数据库类型的移植（H,L）可测试性单元测试CS01对每一个类和函数都要验证确保其正确性。(M,L)功能完整性测试CS02以与系统功能相应的模块进行测试以确保业务的完备性。（M，M）系统性能测试CS03针对整个系统进行压力测试，看能否达到设计时的访问量。（H，M）安全性机密性AQ1允许用户查看自己的信息，但是不允许别人查看自己的信息，更不能修改别人的信息，管理员可以，但是不能随便查看别人的信息。（H,M）封闭性AQ2对于局域网以外的用户来说是不能直接访问到的。(H,M)5） 质

20、量场景的构架分析在质量属性效用树中，我们对场景的优先级进行了划分，而同时由于分析时间宝贵，所以我们应该把宝贵的分析时间最先用于最重要且最难实现的场景上，即标注为(H,H)的场景。在质量属性效用树的表格中，仅在性能和可用性这2个质量属性下发现标注有(H,H)的场景，下面根据系统的体系结构和实现质量属性所采用的战术分别给出这些重要场景的构架方法分析表格。性能：场景：XN1场景：系统到达访问量的峰值时属性：性能环境：系统在被大量用户频繁的访问的情况下刺激：用户请求访问响应：良好响应请求架构决策风险敏感权衡无风险超出限制访问量请求放在等待队列R1S1每个IP每次只能同时发出一个请求R3 T1 数据库连

21、接池S4N1推理1. 由于用户的数量极多，服务器的相应能力是一定的所以在访问量达到高峰的时候，系统的响应时间会相应的减慢，势必影响用户的满意程度2. 避免非法用户恶意攻击，但有可能降低系统性能3. 但服务器提供的缓存数有限。可用性：场景：KY2场景：数据的备份和丢失的数据的恢复属性：可用性环境：系统发生错误刺激：用户进行恢复响应：尽快恢复并为用户提供有意义反馈信息架构决策风险敏感权衡无风险系统备份R3S1故障恢复R4S5 推理1. 系统备份是进行故障恢复的前提，但频繁地备份会影响业务处理，存在一定风险。2. 如果因为突然断电或者操作不当利用备份数据可以很快恢复。但是这个系统只有一个服务器，所以，对于出现故障，就会停止运行并且花时间去恢复。存在这一定的风险性。6） 对系统架构再分析1)风险决策和敏感点 采用战术敏感点（S）有风险决策（R）超出限制访问量请求放在