通信工程原理课件

1、南阳理工学院 本科生毕业设计学院： 计算机与信息工程学院专业： 计算机科学与技术学生： 王珩指导教师： 邵艳玲（副教授）完成日期 2016年 11月南阳理工学院本科生毕业设计通信系统原理总计：毕业论文 44 页表格：15 个插图 ：40 幅 通信原理现南 阳 理 工 学 院 本 科 毕 业 设 计通信系统原理学 院： 计算机与信息工程学院 专 业： 通信工程 学 生 姓 名： 王珩 学 号： 1606735028 指 导 教 师（职称）： 邵艳玲（副教授） 评 阅 教 师： 完 成 日 期： 2016 年 11 月 南阳理工学院Nanyang Institute of Technology通信

2、系统原理通信工程专业 王珩摘要通信系统原理”是通信及相关专业的专业主修理论基础课，是通信专业的重要必修课程。通信系统原理运用了高等数学、概率论、线性代数等专业数学知识，以及信号与线性系统分析方法，进一步为学生在确知信号的谱分析、随机信号（随机过程）和噪声的统计分析方面打下坚实的数理基础。在此基础上要求学生掌握模拟通信系统的基本知识、分析方法和噪声性能。重点分析数字通信系统的数学模型、误码特性、差错控制编码。并从最佳接收观点提出统计通信理论的基础知识，使学生能够掌握当前通信系统建模和优化的思维方法。通过学习使学生了解当前通信状况及通信系统的发展方向。关键词光纤通信；信号；建模；信号Design

3、and Implementation of Nanyang Institute of Technology Dormitory Management SystemComputer Science and Technology Major OUYANG Jian-huaAbstract: This paper aimed at the present situation of Nanyang Institute of Technology dormitory management mode distribution of the dormitory and occupancy in statis

4、tical analysis, the object-oriented development method, analysis and design of the Nanyang Institute of Technology Dormitory Management System. And flexible using ThinkPHP framework and MVC thoughts, use the PHP language on the basis of ThinkPHP framework in combination with the actual management pr

5、ocess to achieve the Nanyang Institute of Technology Dormitory Management System, to solve the existing manual check in information management system of the data is not statistical reports in time and low efficiency, greatly improving the efficiency of management, save a lot of management costs.Key

6、words: Dormitory Management; Live; Report; Apartmenti目录II第一章概论1-1通信的概念11-2通信的发展简史21-3通信系统的分类31-4通信系统的性能度量4本章小结5思考与练习题6第二章网络2-1网络的阻抗和频率特性72-2传输电子的概念和测量82-3网络的传输特性92-4网络器件10本章小结11思考与练习题12第三章信号、信道与噪声3-1周期信号的频谱分析143-2非周期信号的频道分析183-3信道的定义和分类193-4信道噪声203-5信道本身的参数及其对信号传输的影响21本章小结22思考与练习题23第四章模拟调制系统4-1调制的目的

7、和分类244-2幅度调制254-3线性调幅信号的解调264-4线性调幅信号的非相干解调274-5模拟角调制284-6频分复用FDM29本章小结30思考与练习题31第五章数字调制系统5-1数字通信系统325-2脉冲编码调制（PCM）335-3差分脉冲编码调制345-4增量调制355-5时分多路复用FCM30/32路系统365-6高次群数字复接37本章小结38思考与练习题39第六章交换技术6-1电话交换406-2分组交换416-3ATM交换426-4FDM与TDM的转换43本章小结44思考与练习题45第七章数字传输技术7-1数字信号传输的基本理论46第八章差错控制通信原理第一讲 绪论1.

8、1绪论知识点：什么是通信。通信系统的组成模型。通信系统的性能指标。通信的发展简史（自学）。通信使用的频段。信息的基本度量。通信信道定义。信道干扰的概念。通信发展方向（可穿插在后续各章节中进行）。 重点：通信系统的组成。通信系统的性能指标。通信信道定义。 一、信息与信息技术 二、通信与通信系统 通信及其发展历史 通信系统的一般模型 1 一般模型框图及各部分的作用 2 模拟通信系统模型 两种变换 信息基带信号  基带信号-频带信号   3&

9、#160;数字通信系统模型 数字通信特点 编码 三、数字通信技术框图 1） 各部分功能 2） 信号变换 四、通信频段的划分 五、通信系统的性能指标 1 有效性（Baud  bps） 2 可靠性SNR（dB） 3 B E N D  通信系统的性能指标是传输信息的有效性和可靠性。 先进的编码和调制技术是解决有效性与可靠性这对矛盾的。 通信质量主要取决于信号的特性

10、和传输媒体的性质。 通信系统的核心是信号设计。信号受损伤的程度取决于它的频谱。 研究信道特性及噪声干扰特性是通信系统设计重要问题。传输媒体决定数据速率传输距离。第二章 系统总体分析和需求分析2.1 系统总体分析用于替代传统人工管理繁琐而又复杂的南阳理工学院宿舍管理业务操作，为了进一 步满足南阳理工学院宿舍管理发展的需要，为了达到在南阳理工学院宿舍管理中能够高 效、灵活、快捷、合理的办公需要，这就涉及到了系统所使用的范围，以及系统的控制。 如何实现南阳理工学院宿舍管理中能够高效、灵活、快捷、合理的办公需要是一个值得 关注和研究的问题。ThinkPHP 框架搭建一个满足现有需求

11、的系统可以很好的实现南阳理工学院宿舍管 理科对宿舍的管理，解决以往人工管理过程出现的繁杂、管理效率低下、管理不灵活的 难题。通过使用 ThinkPHP 这个框架，完全可以开发出符合南阳理工学院宿舍管理业务 需求的系统是一个值得研究和探讨的重要课题，我们可以将这种良好的技术实现正确而 又完美的应用到南阳理工学院现有的宿舍管理体制中去，这对提升现有的南阳理工学院 宿舍管理体制将是一次革命性的改变。因此，开发出一个满足南阳理工学院宿舍管理业务需求的，功能完善，操作简单， 运用灵活的系统，适合南阳理工学院宿舍管理需求的系统，是非常需要，也是非常必要 的。2.1.1 系统概述采用统一的宿舍信息管理平台可

12、以很好的解决南阳理工学院宿舍管理中的高效、灵 活、快捷、合理的办公需求，通过用户的这种实际需求，结合现有的 Internet 互联网技 术以及当前比较完善的南阳理工学院宿舍管理系统所需要的计算机网络等基础设施和 所需要的环境配置，可以开发出一个符合南阳理工学院宿舍管理业务需求的系统，开发 该系统意在解决现有的南阳理工学院宿舍管理中人工管理的繁琐问题，简化管理流程并 且有效提高管理效率，做到高效管理，合理把控入住情况，突出入住以及入住数据的重 要性，主要以南阳理工学院宿舍管理核心环节的系统实现为主，达到南阳理工学院宿舍 管理系统平台操作简单灵魂运用。一个南阳理工学院宿舍管理管理系统主要包括数据录

13、入模块，入住管理模块，数据 查询模块，数据统计生成报表模块，文件管理模块，用户管理模块，入住规则设置模块， 数据更新模块等几个功能模块，其中入住管理和数据统计是本系统的重点，也是本系统 要实现的核心功能。2.1.2 系统分析的原则通过对南阳理工学院宿舍管理系统的功能模块的分析，为了能达到预期的目标，在 进行设计和快发的过程中需要遵循以下几条原则：（1）系统的实用性原则。要求设计上充分考虑当前各业务层次、各环节管理中数9据处理的便利和可行，把满足用户业务管理作为第一要素进行考虑，采取总体设计、分 步实施的技术方案，在总体设计的前提下，系统实施时先进行业务处理层及低层管理， 稳步向中高层管理及全面

14、自动化过渡。这样做可以使系统始终与业务实际需求紧密连在 一起，不但增加了系统的实用性，而且可使系统建设保持很好的连贯性。（2）系统可靠性原则。要求在数据库的设置中要合理，需要保证存储数据的一致 性，安全性，有效性，高效性。（3）系统可扩展性原则。采取具有开放的标准和 API 接口，以便系统后期能朝着 更大的系统规模和系统功能扩展，使得系统能够更加完善和功能齐全。（4）系统的可操作和简单性。要求开发出的系统能投入实际使用中去，并且在用 户使用的过程中要求要做到面向不同的用户，无论用户对计算机相关知识的掌握程度如 何，都必须让用户能驾驭该系统，并且尽量避免复杂的操作，达到系统操作的简单化要 求。2

15、.2 系统需求分析需求分析的过程也称为需求工程、需求过程或着需求阶段，是软件开发过程中的一 个重要的组成部分，它是软件产品项目设计的前提，是为了保证所要实施的项目满足客 户需求，使项目能够圆满完成达到预期目标的必要前提。需求分析的主要任务是通过详 细的相关调查，对现有需要处理的事物进行分析，定位，深入了解系统所需要解决的问 题和系统的工作概况，明确用户的各种需求，然后在该基础上确定新的系统需要解决的 问题，以及确定新的系统可能需要的功能。在新的系统中，必须要做到充分考虑系统今 后可能发生的变更和对系统进行功能扩展。在这里我们需要很清楚的了解宿用户的期 望，以及用户对系统有什么具体的要求和对系统

16、性能、安全有什么要求。首先需要对现有的管理方式和流程进行系统性的分析，现有的管理方式和流程是系 统信息的重要来源，所以必须要清楚和深入的了解现有的宿舍管理方式和流程。在深入 了解现有宿舍管理方式和流程后，分析要实现的系统需要解决什么问题，从而确定将要 实现的南阳理工学院宿舍管理系统的设计目标和模型。由于特殊性，系统的针对性强， 调研和了解现有南阳理工学院宿舍管理业务主要在南阳理工学院宿舍管理科进行。通过 与南阳理工学院宿舍管理科系统需求的提出者进行交谈，明确了系统的基本需求，以及 熟悉了现有南阳理工学院宿舍管理方式和流程，学习并解了其具备的相关功能。（1）从业务需求角度来看 宿舍管理者通过使用

17、本系统后首希望在业务管理中该系统能够正常的运转，应该实现以下几大功能模块：数据录入模块，入住管理模块，数据查询模块，数据统计生成报 表模块，文件管理模块，用户管理模块，入住规则设置模块，数据更新模块等管理过程 中需要的基本模块。（2）从系统的使用者角度看每一类不同授权的用户都应该具有满足其现有手工管理的基本功能，能够在对应授 权的权限下操作相关业务。（3）系统性能分析 对系统数据的安全及其完整性要求学生信息和用户信息保密，只有授权管理员和登录状态才可见(可查)，相应授权级别的管理员能任意修改。确保数据的安全和一致，存 储的信息必须保证其完整性，防止数据被恶意删改。对于系统性能的需求主要考虑的是

18、 系统的准确性和可靠性，系统的准确性和可靠性高的系统便于以后维护和升级工作。2.2.1 功能需求分析目前，项目需求提出者所在高校的宿舍管理过程中采用的还是原始的人工来进行管 理的，面对目前南阳理工学院宿舍管理科发展的实际状况，结合系统需求的提出者并且 实地调研之后，对宿舍管理系统的设计开发做了一个详细的概述。一、需求对功能的规定 南阳理工学院宿舍公寓住宿管理使用用户分别有：宿管科和公寓管理员，分别对应不同的权限，但是两者的功能要求基本一致，只是涉及的数据范围不同。宿管科针对的 是整个南阳理工学院所有的公寓，可以对所有公寓的信息进行统一管理，对公寓进行统 一安排，整体约定哪个院系学生安排到指定公

19、寓，统计院系学生入住信息和宿舍入住情 况信息，查询相关信息；而楼管理员针对的只是自己管理下的公寓，针对自己管理的公 寓进行宿舍安排，查询本公寓学生信息，按年级、院系统计学生入住人数、空床位等， 对宿舍进行调整等操作，毕业生离校时删除入住信息，删除退学学生的入住信息等。项 目的软件建设内容主要包括：1添加新生信息 主要涉及新生基本信息的添加。新生基本信息包括：学号、姓名、性别、年级、院系、联系电话、照片。（1）批量导入数据信息，以 Excel 格式。其中数据中学号、姓名、性别、年级、院 系不能为空2（2）单独添加（这个主要涉及成教学生或其他需要短期居住的学生的情况）。 入住管理（1）宿管科为新生

20、分配公寓楼，比如，哪个院系占用哪个公寓楼。（2）楼管人员在学生报到时为学生分配房间信息。分配原则根据公寓科约定的规则 安排指定院系的学生入住，学生来楼管处报到后安排房间，一般是先到先入住，入 住后再核实床位号。3分类统计 统计功能使用权有宿管科工作人员和楼管人员，而且他们各自的功能又不太系统，具体操作如下：（1）宿管科工作人员统计每栋楼（所有）入住情况、空床位、空宿舍的情况，是各个楼管统计情况的汇总。（2）楼管人员需要统计：本公寓入住人数统计、本公寓分院系、分年级统计入住学 生人数、本公寓进行空房、空床位的统计，可详细涉及到各个房间、生成报表，可导出 Excel 文件。4删除毕业生信息（1）可

21、按年级删除（毕业生）（2）可对整个房间删除。学生毕业的时候，可以选择毕业生所在的年级批量删除。 也可单独删除，在删除信息的时候应该考虑是本科、专升本、专科、本科五年毕业 的情况（例如：医学本科五年专业）。5（3）对退学的学生进行删除 查询学生信息（1）楼管按姓名、院系查询，结果包括学生的学号、姓名、性别、年级、专业、楼 号、宿舍号、床位号。6（2）生成报表，导出 Excel 文件。 调整学生入住信息楼管员可以整个房间进行调整，也可以对个别学生进行床位调整。7公寓楼层平面图导入导出公寓楼层平面图由宿舍管理科工作人员做好的 Word、Excel 格式的文件，本系统提 供平面图的导入导出功能，即实现

22、做好的楼层平面图文件上传下载功能即可。 二、系统基本功能需求 本课题要实现的是南阳理工学院宿舍管理系统，在设计该系统时应该尽可能的贴近该系统的使用对象，为用户提供简单的操作。系统在实现上应该具有以下功能：（1）系统要求管理员必须输入正确的用户口令和验证码才能进入系统。（2）数据录入模块，入住管理模块，数据查询模块，数据统计生成报表模块，文件 管理模块，用户管理模块，入住规则设置。（3）系统提供系统基础数据，比如公寓信息数据，学生信息数据，院系信息，入住 规则，楼层信息，管理员信息等系统基础信息的录入（可批量录入）。（4）系统应该提供学生住宿情况的基本登记。（5）系统应提供学生每学期的注册及学生

23、的离校处理。（6）系统应该提供每年毕业生信息的删除。（7）系统应该提供多条件的查询功能，以便管理员对学生住宿基本信息的查询（要 实现按多种条件的查询，如能够通过楼号、宿舍号、姓名、系院、专业、入学年份、 备注寝室长等条件进行查询）及公寓楼信息的查询。（8）系统应该提供 Root 权限下增加、删除、修改用户帐户的功能和对帐户的权限 进行更改设定，停用，重新授权。（9）系统应该具有添加、修改、删除学生基本信息的功能。（10）系统应该具备重新调整宿舍注入的功能。（11）系统应当提供数据统计功能，包括能够分楼号、分院、分年级、分性别进行 学生入住情况统计，以及统计各个宿舍的入住情况（空床位个数，当前房

24、间状态， 入住人员详细信息）。（12）系统能够设定住宿规则，设定某一栋宿舍楼住宿性别和住宿的院系。（13）能够对楼层平面图进行导入、导出、预览管理。（14）系统应该提供报表服务，能对生成的统计数据和查询结果进行报表打印和导 出结果等功能。2.2.2 报表需求分析针对南阳理工学院宿舍管理实际需求，要求统计数据必须能够以报表形式打印出 来。在该系统上基本能够实现学生基本信息的报表打印、某一个宿舍具体住宿情况的报 表打印、某一栋公寓楼的住宿情况的报表打印、宿舍入住情况的报表打印、统计空床位 的信息的报表打印以及楼层平面图信息的报表打印等相关功能。2.2.3 用户界面需求分析南阳理工学院宿舍管理系统应

25、当提供给用户一个操作步骤简单、权限和功能层次关 系明了、操作界面清晰功能和界面，使系统使用者对系统一目了然，要尽可能的为系统 使用者提供简单方便、安全可靠的数据录入、数据查询、报表服务、数据统计、住宿安 排等一系列必要的功能。2.2.4 性能需求分析在系统性能方面，考虑到南阳理工学院现有的计算机硬件基础，以及网络设施，由 于目前南阳理工学院公寓宿舍管理系统所需要的计算机网络等基础设施已经比较完善， 所需要的环境配置也已经基本完备，所以性能需求主要从以下几个方面进行考虑：（1） 系统安全性（2） 系统稳定性和健壮性（3） 系统可扩展性2.2.5 系统安全性分析南阳理工学院宿舍管理系统中的增加学生

26、、学生入住安排、学生毕业离校等相关的 模块都是和学生每年的住宿费相联系在一起的，只有每年度的住宿费金额交纳完毕后才 准许该生离校，所以在系统的管理权限上应当进行严格控制，具体思想如下：（1）要想对南阳理工学院宿舍管理系统进行操作首先必须成功登录系统后台，而 且应当具有相应的操作权限。系统没有授权的用户将不能通过任何渠道来登录该系统， 更不能查看该系统的任何信息和数据，以确保系统的严密性和安全性。（2）在上述要求基础上可以为该系统设定两种登录方式，即系统超级管理员（Root） 登录和系统管理员登录（包括普通管理员、宿舍楼管员），没有系统超级管理员或者系 统管理员的用户名和密码任何人都不能成功登录

27、该系统，而且系统超级管理员可以对每 个系统管理员用户赋予不同模块的操作权限。2.3 数据库选择数据库是数据管理的最新技术，是计算机科学的重要分支。近年来，随着数据库技 术的发展，数据库管理系统已从专用的应用程序包发展成通用系统软件。由于数据库具 有数据的结构化、数据冗余度低、较高的程序与数据独立性、且易于扩充、易于编制应 用程序等大量的优点，较大的信息系统都是建立在数据库设计之上的。由于系统涉及到的数据表较多，另外结合实际情况考虑，学生基本信息的变动，还 有住宿信息的及住宿关系的变化，我们选用 MySQL 作为系统开发中的数据库，而不采 用用 Access、Oracle、SQL Server

28、等的主要是因为 Access 存放的记录，在实际运用中不 适合此系统；Oracle、SQL Server 相对与这个系统来说过于庞大，SQL Server 在搭配上 和规定的系统运行环境上不太适应，而 MySQL 是一种常用的关系数据库管理系统，也 是一种关联数据库管理系统，关联数据库将数据保存在不同的表中，而不是将所有数据 放在一个大仓库内，这样就增加了速度并提高了灵活性。它具有体积小、速度快、总体 拥有成本低，其搭配 PHP 和 Apache 可组成良好的开发环境。它能存放和读取大量的数 据，管理众多并发的用户，故选用 MySQL 数据库。2.4 系统可行性分析系统可行性分析阶段的主要任务

29、是在明确需求后对系统初步认识和调查的基础上， 对接下来要实现的新系统能否用现有的技术去实现和该系统值不值得等相关问题做出 合理准确的判断，尽量避免由于可行性分析做的不充分就盲目的花费大量的人力物力而 最终却由于个别因素使得系统不能实现或者新的系统完成后在投入使用后没任何实际 意义而造成的浪费。对系统的可行性分析中，要求代价和时间最小化，尽可能的用最少 的人力物力在尽可能短的时间里确定分析的系统是否实施。当我们在现行系统初步的调查基础上，我们就可以提出新系统的目标，即在新系统 完成后所要求达到的特定的运行指标，这是新系统开发和评价的重要依据。系统目标应 充分体现直接为宿舍管理系统服务，并且系统程

30、序可以分期分批实现。但是需要指出的 是系统目标不可能在总体规划阶段就做得非常具体，它还需要在开发过程中逐步明确和 定量化，以达到更加出色和完善的程序系统。系统的目标确定以后，我们就可以从以下几个方面评估能否实现新系统目标的可行性。2.4.1 技术可行性根据用户提出的系统功能和性能以及实现系统的各项约束条件，然后依据新系统目 标对系统实施所需要的技术是否具备做出准确的衡量，本宿舍管理系统是一个数据库管 理和查询应用的系统，现有的满足系统的各项技术均较为成熟，硬件和软件的性能要求 以及环境条件等各项条件都良好，对现有技术进行评估后，利用现有的技术条件完全可 以达到该系统的各项功能目标。同时，考虑到

31、开发期限较为充裕，初步预计该系统能够 在项目规定的期限内开发完成。2.4.2 经济可行性在开发新系统时需要对系统进行经济评估，需要对新系统的成本效益分析进行估 算，其中包括对项目开发的成本，项目开发的费用和投入使用后的运行和维护费用的经 济估算，并需要估计新系统投入使用后将带来的效益值，估算开发成本是否会高于开发 系统所预期的全部费用。并且，分析系统开发是否会产生一定的效益。对于系统效益， 可以从社会效益和经济效益两方面着手考虑。对于南阳理工学院宿舍管理系统则应该着 重分析它能带来的社会效益。例如，当系统真正投入使用后可以使学生宿舍管理实现科 学化、规范化、效率化的管理。增强了宿舍管理人员对学

32、生宿舍管理的能力、提高了工 作效率。2.4.3 运行可行性南阳理工学院宿舍管理系统的研制和开发是对现有宿舍管理人员手工管理信息的 一种软件系统的复原，是充分考虑到宿舍管理人员对学生宿舍的方便和高效管理，使得 管理者方便查询和管理相关信息。从南阳理工学院现有的网络基础设施和计算机硬件设 备，完全能满足该系统所需的软件和硬件设备，所以新开发出来的宿舍管理系统完全能 运行在现有的设备上。2.4.4 法律可行性新系统的研制和开发采用的是开源框架和开源软件，并且都是独立设计和研发的， 所以对于新系统的实现将不会侵犯他人、集体和国家的利益，更不会违反国家的政策和 法规。进行了可行性分析后，为了确保系统能后

33、顺利开发，并且顺利开发成功，采用面向 对象(Object Oriented,OO)的分析方法，因为采用面向对象的开发方法不仅可以将现实世 界的许多复杂问题简变得简单，而且从现实世界的事物中抽取实体对象，通过它们之间 的协作关系将这些抽取出来的实体对象一一关联起来,从而使得整个系统能够稳定正常 的运作。通过面向对象的方法，更有利于用人理解的方式对复杂的系统进行分析、设计 与编程。同时，面向对象能有效的提高开发效率，通过封装技术，将对象作为程序的基 本单元，将程序和数据封装其中，以提高复杂问题的简单化，以及提高软件的重用性、 灵活性和扩展性。19第三章 系统设计系统设计就是在已确定软件系统的总体结

34、构基础上，给出构成系统的各个模块的功 能和模块之间的联系。考虑应该如何实现这个软件系统，直到对系统中的每一个模块给 出足够具体的过程性描述。通过运用适当的设计方法去实现用户对本软件系统的各项功 能的要求。3.1 系统基本结构由于 B/S 结构具有良好的独立性、可自由伸缩和较高的安全性，它适合不同数据库 间的互连，并且还便于管理和维护，因此整个系统将采用客户端、Web 服务器以及数据 结构进行设计。利用 MVC 设计模式，采用 ThinkPHP 框架技术，实现客户端和服务器端之间的交 互 。 其 中 采 用 Apache2.2.25 作 为 服 务 器 ， 采 用 MySQL5.5.19 作 为

35、 数 据 库 ， 采 用 MyEclipse6.5、Sublime Text 3 作为开发工具，采用 PHP5.2 作为编译工具。运用 ThinkPHP 框架技术，通过 Action 类来提交和处理客户端的数据，进行资源流转的控制。利用 Model 类来操作数据库，View 和模版技术来创建交互视图。对于用户客户端发出的并且需要对数据库进行访问请求的操作，Web 服务器将负责 客户端与数据库服务器之间的通信，并且将检索出的相关数据嵌入到 Web 页面中返回 给客户端的 Web 用户。对于那些客户端发出的请求，并且不需要对数据库进行任何访 问的请求，我们的 Web 服务器将直接对这些请求进行处理

36、，并且将最终生成的 Web 页 面（View）发往客户端浏览器展现给用户。3.2 开发环境和部署环境本 系 统 是 以 Ubuntu12.04 LTS 系 统 为 开 发 平 台 ， 用 PHP （ PHP 是 Hypertext Preprocessor 的缩写，中文名：“超文本预处理器”）编程语言作为后台程序开发语言， javaScript、jQuery 作为 Web 脚本语言作为系统相关特效的处理以及前端功能的实现， AJAX（Asynchronous javaScript + XML，异步 JavaScript 和 XML）用于处理前后台之间 的交互，HTML、CSS 用于呈现系统前端

37、布局和 View 呈现，MySQL 数据库用于存储系 统信息数据，用以上技术和语言来实现南阳理工学院宿舍管理系统所需的所有功能。详 细信息如下：（1）开发环境：Ubuntu12.04 LTS（桌面版）系统下的 LAMP（2）运行环境：Linux（Ubuntu Service）下的 LAMP3.2.1 系统运行的硬件环境表 3-1 展示的是系统运行的硬件环境说明。表 3-1 系统运行的硬件环境硬件名称硬件要求CPUInterl Pentium-1GHz（或更高）内存最低为 128MB，最好在 256MB 以上显示器最低 1024*768，256 色硬盘最低为 250GB3.2.2 系统运行的软件

38、环境表 3-2 展示的是系统运行的软件环境说明。表 3-2 系统运行的软件环境软件名称系统要求操作系统Linux，如 Ubuntu，CentOSWeb 服务器Apache Web 信息服务系统或 Nginx 服务器浏览器Microsoft Internet Explorer 6 以上版本浏览器、Mozilla FireFox、Webkit 内核浏览器运行环境Linux（Ubuntu）下的 LAMP 更佳开发环境Linux（Ubuntu）下的 LAMP数据库MySQL制图工具Adobe Photoshop CS4 、 Microsoft Office Visio 2007、StarUML3.3

39、系统软件逻辑结构图经过上一章系统分析后，明确的系统的目标和逻辑，开发人员对系统逻辑进行了划 分，根据 MVC 设计思想该系统被划分 3 层，分别是人机交互界面（视图层 View）、应 用层、服务层（Action 业务逻辑控制器）、数据模型层（Model 数据模型）。当系统用户 进行输入后，控制器将用户的输入和数据传递给业务逻辑模型，业务逻辑接到消息后进 行业务逻辑的判断和数据库的存储，并且根据业务逻辑选择的不同视图返回给用户。在 本系统中，用户登录后处于人机交互界面，用户进行相关操作时需要给系统输入相关操 作信息，系统接收信息后进行业务逻辑的判断和处理，并且对数据进行存储后将处理的 结果返回给

40、用户，并在系统中呈现出来。下图 3-1 表示的是南阳理工学院宿舍管理系统的软件逻辑结构粗略图。图 3-1 南阳理工学院宿舍管理系统软件逻辑结构图3.4 系统功能模块设计明确了系统逻辑并且在系统基本功能需求的分析基础上，着重考虑南阳理工学院宿 舍管理系统程序的特点，抽取了系统所需的功能模块，并有这些模块有机的结合起来构 建出南阳理工学院宿舍管理系统。在系统整体模块的设计中，我们将宿舍管理系统分为 八个大的模块：数据查询模块、数据统计模块、文件管理模块、报表服务模块、导入数 据模块、用户管理模块、入住设置模块、数据删除模块。每个模块将实现系统的不同功 能，下面见对各个功能模块做出具体的描述。3.4

41、.1 数据查询模块数据查询模块包括按学号查询、按宿舍号查询、按楼好查询、按年级查询、按学院 查询、查询公寓楼名字与编号对应表六个部分。其中针对每个查询模块的每一次查询结 果都可以导出到系统外部，实现讲查询结果保存到用户本地计算机。（1）按学号查询：检索出该学号对应的学生的基本信息和住宿信息。（2）按宿舍号查询：检索出该宿舍楼该宿舍中入住的学生的基本信息和住宿信息。（3）按楼号查询：检索出该宿舍楼该宿舍中入住的学生的基本信息和住宿信息。（4）按年级查询：检索出该年级所有学生的基本信息和住宿信息。（5）按学院查询：检索出该学院的所有学生的基本信息和住宿信息。（6）公寓楼名字对应表：该表检索出了公寓

42、楼编号和公寓楼名称之间的对应关系。 以上（1）至（5）功能模块，系统要求拥有该权限的管理员正确的输入学生学号，当用户触发查询事件时，系统将从数据库中检索出该学号对应的学生的基本信息，结果 集中主要包含有该学生的学号、姓名、入住的宿舍楼和房间号、床位号、入学年份、学 制、院系、专业、在校状态等其它信息。（6）检索出的是公寓楼名字编号对应关系。3.4.2 数据统计模块数据统计模块包含统计空床位和导出统计后的数据两部分，其中统计空床位实现的 是按宿舍楼进行统计。（1）统计空床位：根据需要统计的公寓楼名称进行检索，检索出的结果集中包含宿 舍楼号码和该宿舍楼的空床位数目。（2）导出统计后的数据：要求先进

43、行统计，然后导出统计后的数据到用户本地计算 机。3.4.3 文件管理模块文件管理模块包括平面图的导入导出和管理。楼层平面图导入导出模块主要包括从 用户本地计算机导入楼层平面图（word 格式的文件）、从服务器端导出楼层平面图、在 线查看楼层平面图以及管理和维护楼层平面图数据等功能。（1）增加楼层平面图：新增楼层平面图数据。（2）修改楼层平面图：修改楼层平面图数据。（3）删除楼层平面图：删除楼层平面图数据。（4）下载楼层平面图：下载楼层平面图数据文件保存到用户本地计算机。3.4.4 报表服务模块报表服务模块主要是针对宿管科系统需求提出人员的要求进行设计的，将每一年秋 季学校全体学生住宿分布情况进

44、行统计和报表打印，以便了解每个院系男生、女生住宿 的分配情况和空床位数量，方便招生后安排学生入住。（1）报表服务：对统计生成的秋季各院系学生住宿分布表进行报表服务，统计的结 果按男女生进行分类，并且统计每个院系在宿舍楼的入住情况和人数，以及统计每一栋 宿舍楼的空床位等数据，根据需要管理员可以见统计后的数据导出到本地计算机，导出 的文件后缀为.xls（Microsoft Office Excel 工作表）。3.4.5 导入数据模块导入数据模块包括添加公寓楼信息、添加宿舍信息、Excel 导入新生信息、单个导入 新生信息、Excel 导入专业信息五大部分。导入数据模块主要是给系统提供基础数据， 导

45、入后的数据也可以进行修改等操作。（1）添加公寓楼信息：添加学校公寓楼的基本信息，包括公寓楼名称、宿舍总数、 单间入住人数、入住性别、建筑面积、地理位置、相关描述。其中单间入住人数和入住 性别是学生入住安排的重要参数，规定了该宿舍楼单间入住的人数和入住性别（部分特 殊情况另作处理）。（2）添加宿舍信息：在指定的公寓楼中添加宿舍信息。（3）Excel 导入新生信息：系统通过读取新生信息 Excel 文件，将读取到的新生信 息批量的存储到系统数据中。（4）单个导入新生信息：手动添加学生基本信息。（5）Excel 导入专业信息：系统通过读取专业信息 Excel 文件，将读取到的专业信 息批量的存储到系

46、统数据中。3.4.6 用户管理模块用户管理模块包括添加管理员和登录登出三部分，其主要职责是为系统提供授权管 理服务。（1）登录：系统用户输入正确的口令后经过系统认证后登录系统，进而进行相关操 作。（2）登出：注销登录，销毁与系统的会话。（3）添加管理员：Root 权限的超级管理员可以创建比其权限低的系统用户。创建 后 Root 群贤的超级管理员可以对任何系统用户进行授权操作，可以查看用户、调整权 限和删除帐号等操作。3.4.7 入住设置模块入住设置模块包括添加新生入住规则、新生入住规则列表、查看宿舍分配情况、安 排入住、删除入住、修改入住（重新分配入住）。入住是本系统的重要组成部分，也是 宿舍

47、管理环节中的重点。（1）添加新生入住规则：管理员可以根据事先约定好的入住规则保存到系统数据库 中，入住规则中可以院系和公寓楼之间可以是一对一的关系，也可以是多对多的关系。 一个院系的学生可以入住到一栋或多栋宿舍楼，同时一栋宿舍楼也可以只入住一个院系 的学生或入住多个院系的学生。（2）新生入住规则列表：列出了新生入住规则，允许对这些规则进行修改和删除操 作。（3）查看宿舍分配情况：列举了所有公寓楼的入住详细情况，包括入住的院系、允 许入住的性别、当前入住的人数、单间入住人数等其它信息。（4）安排入住：将符合入住规则的学生安排入住。安排入住时需要指定入住的宿舍 号和床位号。（5）删除入住：删除学生

48、入住信息。（6）修改入住：对入住的学生进行从新分配，即调整学生入住宿舍。3.4.8 数据删除模块数据删除模块包括删除宿舍信息、删除学生信息、按宿舍删除学生信息、按年级删 除学生信息、未入住学生信息表五部分。开发者充分考虑到系统可能会涉及到无效的数 据，本系统的数据删除模块也是不容小觑的，通过需要见无效数据清除，提高系统的运 行效率。（1）删除宿舍信息：考虑到有些情况某一宿舍不在用于学生住宿，这时候需要删除 该数据，删除该数据时将会解除与该宿舍关联的所有学生的入住关系，并且删除的不可 逆的。（2）删除学生信息：考虑到某些学生中途退学或者大一入学未报到，这些学生的信 息将对系统无任何有意义，所以可

49、以将这些学生的信息从系统中清除。（3）按宿舍删除学生：考虑到可能需要对学生换宿舍，所以支持需要将原来的入住 数据从系统中清除。（4）按年级删除：学生毕业后系统需要将毕业学生信息和关联的住宿信息从系统中 删除。（5）未入住学生列表：列举出了所有为安排入住的学生详细信息，方便管理人员了 解未入住的详细情况，并且可以对这些数据进行删除。3.5 数据库设计在系统开发中，其中一个重要的环节就是数据库设计与实现。设计出一个结构合理 的数据库不但可以提高系统的整体运作效率，同时也可以缩短整个系统的开发时间。本 系统在数据库的选取上将采用 MySQL 作为系统数据库。3.5.1 数据库的设计原则在数据库的设计

50、上，本系统将按照以下原则进行设计，并且尽量满足系统各方面的 要求。（1）数据库中数据的可操作性 在数据库设计时，需要保证在整个系统运行和相关数据库操作过程中，确保数据库时时刻刻都能便于访问和查询，同时在性能上还需要考虑到，要尽量的去节省数据库操 作的响应时间，尽可能的去提高操作数据库时，数据库对程序和相关请求的响应速度（2）数据库设计的完整性和准确性 数据库中需要存储的数据的设计要符合程序设计的要求，对程序中使用的数据和数据库中存储的数据内容，都必须要有严格的准确的数据类型与之对应，与此同时，在数 据库设计时要求对关键数据进行详细说明，以便于系统设计人员的后期开发工作。（3）数据库冗余性冗余数

51、据过多将会大大增加数据库的负荷，降低程序与数据库交互的响应时间和数 据的准确性。因此要通过规范化处理使得数据库中的数据冗余信息减少或消除是有效改 善数据库性能的重要措施。3.5.2 数据库连接设计为了方便数据库的链接，本系统将数据库连接字符串以配置文件的形式保存在 Conf 配置文件 config.php 中，主程序通过加载配置文件在需要请求 Model 类的时候进行调用， 实现数据库的连接。config.php 配置文件中的部分关于数据库连接用到的代码如下：/ 数据库的配置/ 配置选项以数组的形式进行组织/ KEY => VALUE$DB_CONFIG = Array('DB_

52、TYPE' => 'mysql',/ 数据库类型 'DB_HOST' => 'localhost',/ 服务器地址 'DB_NAME' => 'nyistss',/ 数据库名 'DB_USER' => 'nyistssdbuser',/ 用户名 'DB_PWD' => 'oyjhnyistss ',/ 密码 'DB_PORT' => '3306',/ 端口'DB_PRE

53、FIX' => 'ss_',/ 数据库表前缀 'DB_CHARSET' => 'utf8',/ 数据库编码 utf8 'DB_DEPLOY_TYPE' => 0,/ 0 集中式,1 分布式 'DB_RW_SEPARATE' => false,/ 数据库读写是否分离);系统通过 Model 数据模型类实现对数据库的基本操作，每次实例化 Model 数据模型 类时，都需要调用 config.php 配置文件对数据库进行配置，基本配置项包括数据库服务 器地址、数据库名、数据库用户名、数据库

54、密码、数据库端口号、数据库默认编码、数 据库表前缀、数据库类型、数据库分布方式、数据库是否读写分离等配置选项。对这些 配置项进行配置后，Model 数据模型类调用该配置好的配置文件对数据库进行配置，并 且成功链接数据库。每次实例化 Model 数据模型类时系统都会调用数据库链接句柄对数 据库进行链接，从而保证数据库信息的存储。3.5.3 E-R 图分析了系统基本功能后，详细分析了系统如何运行以及系统中数据的相关流向，抽 取出了实体，以及实体与实体之间的联系。抽取出的实体有：管理员实体、公寓楼实体、 楼层平面图实体、宿舍实体、学生实体、专业实体。考虑到实体与实体之间的关系，系 统对入住关系和入住规则赋予了属性。下面用 E-R 图描述系统中涉及的实体以及实体与实体之间的关系，如图 3-2（注：该 E-R 图未给出实体属性）。图 3-2 系统整体 E-R 图图 3-2 中未给出具体的实体属性，下面针对图 3-