实验预约系统的设计与实现

实验预约系统的设计与实现实验预约系统的设计与实现摘要随着教务管理实行“学分制〞改革的不断深入，传统的按照班级集体上实验课的模式很难满足“学分制〞教务管理的要求，完全手工安排实验教学过程变得异常艰难。加之目前绝大局部教务管理软件不能很好的支持基于实验工程的开放选课，这就制约了实验室的教学过程管理和对外开放效劳工作。为了解决这一课题，实验室就需要面向学生，开放实验，进行开放式的实验教学选课管理，并及时掌握实验成绩和学生教学反应信息，以标准实践教学过程，加强监督，提高教学质量。本文主要对开放实验室预约系统的开发进行了研究。阐述了基于Web的教务管理系统的开发与设计思想，以及应用JSP技术实现其前台和后台信息交互的方法及过程。本系统结合软件工程的设计思想，利用JSP框架、Java等技术以及SQLSever2000数据库系统对该平台进行了开发和实现，实现了学院的动态管理，使得对信息的管理更加及时、高效。对于促进学院管理实施科学的网络化和信息化管理具有现实意义。关键词：JSP；Java；数据库技术；开放实验室预约系统TheexperimentofthereservationsystemdesignandimplementationABSTRACTAlongwiththeeducationaladministrationmanagementimplementationof"creditismade"reform,thetraditionalaccordingtoclassonthecollectiveexperimentmodelishardtomeetthe"credit"academicaffairsmanagementrequirements,completelymanualarrangementexperimentteachingprocessbecamearduous.Andmostofthecurrenteducationaladministrationsoftwarecannotbeverygoodbasedonexperimentalprojectsupportopencourse,thisrestrictedthelaboratoryteachingprocessmanagementandopenservicework.Inordertosolvethisissue,thelaboratorywillneedtofacethestudents,openexperiments,theopenexperimentalteachingcoursesmanagement,andtograsptheexperimentresultsandstudents'teachingfeedbackinformation,andtoregulatethepracticeteachingprocess,strengtheningsupervisionandimproveteachingquality.Thispaperfocusesonthedevelopmentoftheopenlaboratoryreservationsystem.ExpoundstheWebofeducationaladministrationmanagementsystembasedonthedevelopmentanddesignandapplicationtechnologytorealizeitsfrontdeskandJSPbackgroundinformationinteractionbetweenmethodandprocess.Thissystemcombinedwiththesoftwareengineeringdesignthought,usingtheJSPframework,JavatechnologyandSQLSever2000databasesystemtotheplatformforthedevelopmentandimplementation,andrealizethedynamicmanagementofcollege,whichmakestheinformationmanagementmoretimelyandefficient.Topromotetheimplementationofscientificinstituteofmanagementofthenetworkandinformationmanagementhaverealisticmeanings.KeyWords：JSP；Java；DatabaseTechnology；OpeningLaboratoryBookingSystem目录第一章系统概述1系统开发的意义1系统开发的目的1可行性研究2技术及操作可行性2经济可行性2系统开发过程3软件工程的概念及原理3软件开发流程3第二章系统需求分析42.1系统总体功能分析42.2系统操作流程42.3各子系统功能分析5学生子系统功能分析5教师子系统功能分析5管理员子系统功能分析6第三章数据库的设计与实现73.1数据库用到的表及其功能73.2数据库中局部表之间的关系图73.3数据库中局部表的详细信息8第四章系统模块的详细设计与实现104.1用户登入平台的设计与实现104.2管理员子系统的设计与实现10用户模块的设计与实现10实验室管理的设计与实现15学期定义的设计与实现154.3指导老师子系统的设计与实现16“我的实验室〞功能模块16预约审核功能模块18实验成绩管理功能模块204.4学生子系统的设计与实现21实验预约功能模块21“我的预约〞功能模块23成绩查询功能模块234.5普通老师子系统的设计与实现23第五章总结25参考文献26致谢27系统概述系统开发的意义随着教学质量的普遍提高，“学分制〞改革的不断深入以及无纸化技术的普遍开展，都要求有新的更先进更完善的管理软件来辅助进行对课程及教学等各方面的管理更加得心应手。本设计利用Web技术和数据库系统，将实验室和实验工程进行信息化管理，实现实验工程开放、预约、审批的流程化、科学化管理。实验室管理人员可以通过网络设定实验工程的设置、实验室开放时间的设置，并统一对预约信息进行审批。学生和科研人员可以通过网络实时获得实验室实时的预约情况，并提交符合时间、场地约束的合法预约时间。实现对实验室指导老师，普通老师，学生的管理、对实验室，实验工程的统一管理。提供直观的数字日历方式方便用户完成业务与浏览需要。实现实验成绩的管理。对用户的操作权限进行控制和管理，防止非授权用户操作。通过使用这个系统，学生可以更加便利的选择实验，学校也可以解决合理利用教学资源的问题，在开放式实验教学改革体系下，探索具有不同层次特色的、多样化的综合开放实验教学模式和教学方法，方便了实验室的管理，也很好的利用了学校的网络资源，有利于实现校内资源共享，推动了教育信息化的开展。系统开发的目的实现个性化教学在教学管理中采用了MIS力图打破传统的以班级为单位和固定步调教学管理模式，学生针对自身对相关知识的实际掌握情况自主选择开设此课程的指导教师及空闲时间参与课程学习。提高教学活动的针对性，自主性和双向选择性，满足了不同学生个性化学习的需要，因材施教，提高了教学质量。便于教学与管理教师通过该系统可以实时监控当前开设实验情况，查阅学生选课情况，完成批阅实验报告，管理实验成绩，上传实验相关考前须知及要求等工作；实验中心的管理人员利用本系统进行实验设备、学生等相关信息的在线管理，提高了管理的效率和准确性。实时的监控使得教师及管理员及时掌握实验室课程各项相关信息，便于教学及管理。课程选择更加严谨优化通过计算机的管理，学生必须在线参与所选课程的相关预习测验到达一定分数后才能参与该课程，并在实验结束后提交电子版实验报告，由教师评分，成绩保存到学生个人信息中。这些使得学生参对的实验课程做了更多的准备性，并通过在线完成实验报告和教师的批阅更加及时掌握到自己的学习情况。资源共享通过网络实现实验资源共享，教师及学生在任何一台联网计算机终端进行实验预约、查询、评分等操作，不受时间和空间的限制，方便快捷，使实验资源得到了充分合理的利用。可行性研究技术及操作可行性目前，网络编成和网络数据库技术以日趋成熟。因此本系统采用网络管理平台，采用SQLServer2000作为后台数据库开发软件，前台采用Dreamwear作为网页设计软件并结合JSP技术。Dreamwear作为开发平台，设计灵活，支持的多样性媒体，稳定性，兼容性、移植性，艺术性，网络性均具有优势。特别是它突出的扩展和易开发性良好，实验室预约系统的前台建设提供保障，定能取得实质性进展。JSP技术最大的特点是系统的多平台支持，效率高，而且JavaServlet是JSP的技术根底，大型的Web应用程序的开发需要JavaServlet和JSP配合才能完成。JSP完全的面向对象，具有平台无关性且平安可靠，主要面向Internet的所有特点。本系统的规模为网络化管理的学校实验室，目标的核心是实现实验室网上预约选课的功能，针对这一系统规模和目标来考察相应的技术是否可行。如今，校园的网络化已经普及，无论是在生活区还是教学区，计算机终端都可以实现联网，为该系统正常操作的提供了必备的硬件条件。另外，系统以网页的形式显示，界面友好，对计算机知识有初步使用能力的人都可以使用，便于操作。另外现有的技术已经可以保证MIS成熟稳健的运行，在实际运用中应用于各机关单位和企业学校。因此，本系统通过Dreamweaver软件的JSP技术完成网站的前台设计，并使用SQLServer2000实现对后台数据库的设计开发，使得该系统的正常运行成为可能。经济可行性本系统的开发将使校园教学的网络化管理更为完善，深入到实验教学中，为教师和学生的工作学习带来便捷，充分发挥其使用价值。目前，校园的网络搭建已经完善，无论在机房，教室还是宿舍，都安装有宽带网，同时计算机设备也很多，使教师或学生便捷的适用本系统成为可能。系统开发过程本系统以软件工程的设计思想开发，在开发过程中，运用软件工程原理。首先确定软件系统的目标并进行可行性研究和需求分析，并对资源分配、进度安排等做出合理方案。通过对该工程功能、性能、数据、界面等要求的构建，确定系统的逻辑模型。在软件设计阶段，首先进行模块分解，确定模块的功能和模块间的接口，然后分工实现每个模块的细节。最后，进行几个模块的单独和连接测试，完成工程的开发。软件工程的概念及原理软件工程(SoftwareEngineering，简称为SE)是一门研究用工程化方法构建和维护有效的、实用的和高质量的软件的学科。它涉及到程序设计语言，数据库，软件开发工具，系统平台，标准，设计模式等方面。主要内容包括软件工程概述、可行性分析、需求分析、概要设计、详细设计、面向对象分析与设计、编码、软件质量与质量保证、工程方案与管理。软件工程思想的根本原理：1、用分阶段的生命周期方案严格管理；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、结果应能清楚地审查；6、开发小组的人员应少而精；7、成认不断改良软件工程实践的必要性。软件开发流程系统软件开发流程主要有五步，第一步：需求调研分析；第二步：概要设计；第三步：详细设计；第四步：编码；第五步：测试系统需求分析2.1系统总体功能分析本系统的核心功能是完成实验室网上预约选课，为了方便不同需求用户的使用，系统将实现四种身份的登录。分为学生管理、普通教师管理、指导教师管理、系统管理员管理四个子系统，每一个子系统包含自己的内容，不同的用户登录不同的子系统，从而实现自己的功能。任何身份的用户登录系统后，在系统中系统都会记录其身份，用户也可在此期间修改个人密码。系统模块图如图2.1所示。图2.1系统模块图Fig.2.1Systemmodulechart2.2系统操作流程从实验室预约整体的操作来分析可以通过以下几个流程：首先是系统管理员登入，初始化用户和实验室；然后是实验室管理员登入，设置好实验室的开放时间和开放工程；之后是学生、老师登入进行实验预约；再有实验室管理员进行预约审核；实验完成；最后指导老师填写实验成绩。操作操作流程图图2.2系统操作流程图Fig.2.2Systemoperationflowchart2.3各子系统功能分析学生子系统功能分析学生可对开放实验预约的实验室进行实验预约，其中包含“自选实验预约〞和“自主实验预约〞两种预约类型。预约定义：自选实验预约表示相关教育方案内安排的实验课程预约，与其相对应的自主实验预约那么表示方案外的实验预约。子系统功能模块图如图2.3所示。图2.3学生子系统功能图Fig.2.3Studentssubsystemsfunctiondiagram教师子系统功能分析教师功能主要包括对预约的工程信息的人数、时间、地点审核。对自己管理的实验室信息的维护；对实验室开放状态的设置，实验室开放时间的设置；对每个实验室开设的自主实验工程进行维护，包含课时，可容纳人数等；查看被预约的自由实验工程。按实验工程对学生实验成绩进行维护。个人密码、根本资料的维护等。指导老师功能模块如图2.4所示。图2.4教师子系统功能图Fig.2.4Theteachersubsystemsfunctiondiagram管理员子系统功能分析管理员功能模块如下图，可以查看编辑所有用户信息〔密码可编辑，不能查看〕，对管理员、老师、学生信息的增加、删除、修改和导出。对实验室信息的增加、删除、修改和导出，指定负责实验室的老师。统一对创新学分进行维护。对个人密码，根本资料的维护图2.5管理员子系统功能图Fig.2.5Administratorsubsystemsfunctiondiagram数据库的设计与实现3.1数据库用到的表及其功能该系统主要实现三大块业务：(1)指导教师对实验题目进行确定；(2)学生与老师的互选；(3)学生预约实验。这三大块业务构成了系统的三个核心模块。这三块业务之间相互依存，在系统中有必然的联系。该系统主要用到了数据库中的以下数据表，如表3.1所示表3.1数据库中的表及其功能Table3.1Inadatabasetableanditsfunctions名称作用Admin管理员表LAB实验表ST学生选教师表Student学生表Teacher教师表3.2数据库中局部表之间的关系图下面是系统开发过程中所用到的数据库中的局部表之间的约束关系。如图3.1所示。图3.1局部表之间的关系图Fig.3.1Partoftherelationshipbetweenthetablefigure3.3数据库中局部表的详细信息〔Student表3.2学生信息表Table3.2Studentsinformationtable列名数据类型长度允许空IDInt4StudentID〔主键〕Char8PasswordChar6StudentnameVarchar20√CollegeVarchar50√SpecialtyVarchar50√〔Teacher〕教师表表3.3教师信息表Table3.3Teachers'informationtable列名数据类型长度允许空IDint4TeacherID〔主键〕char10Passwordchar10Teachernamevarchar50√〔Admin〕管理员表表3.4管理员信息表Table3.4Administratorinformationtable列名数据类型长度允许空AdminIDvarchar8Adminnamevarchar50√Passwordchar6〔ST表3.5选课信息表Table3.5Courseinformationtable列名数据类型长度允许空IDint4StudentIDchar8√CourseIDchar8√Reportnamevarchar50√Reportbodyvarchar1000√Gradechar10√系统模块的详细设计与实现4.1用户登入平台的设计与实现针对本系统实验室网上预约课程的功能，为了方便不同身份用户的使用，分为三种身份〔学生、教师及系统管理员〕实现用户的注册及登录，登录成功后系统会跳转到各自身份所使用的首页面。用户可以自己的需要随时在登录成功后各自身份的子系统中修改密码。假设登录时所输入的密码不正确，那么无法跳转到正常页面，系统会出现报错页面。页面登入界面的示意图如图4.1所示。图4.1用户登入平台界面图Fig.4.1Theuserloginplatforminterfacediagram4.2管理员子系统的设计与实现系统管理员主要负责用户、实验室、学期定义等根底数据的初始化和维护工作。4用户模块的设计与实现用户主要分为：学生、普通教师、实验室管理员、系统管理员四种角色。1.“学生〞用户模块学生以专业、班级为单位进行管理。学生名单菜单下包含了专业的增加、修改、删除操作，班级的增加、修改、删除操作，以及学生的导入、清空、增加、修改、删除操作。〔1〕专业A.专业列表：点击“学生名单〞，首先出现专业列表界面如图4.2所示，可对专业进行添加、修改、删除、查询操作。图4.2专业列表界面图Fig.4.2ProfessionallistinterfacediagramB.新增专业：新增专业界面如图4.3所示，填写专业名称，备注填写可选。完成后点击确定即可保存新增专业。图4.3新增专业界面图Fig.4.3NewprofessionalinterfacediagramC.编辑专业：如图4.4所示，填写名称和备注，完成后点击确定保存修改。图4.4编辑专业界面图Fig.4.4EditprofessionalinterfacediagramD.删除专业点击专业列表中相关专业对应的“删除〞链接完成删除操作。班级点击专业列表中相关专业对应的“班级列表〞链接进入该专业下的班级列表。界面如图4.5所示，可对班级进行添加、修改、删除、查询操作，操作过程与操作界面同〔1〕专业图4.5班级列表界面图Fig.4.5Theclasslistinterfacediagram学生A.学生列表：点击班级列表中相关专业对应的“学生列表〞链接进入该班级对应的学生列表，界面如图4.6所示，可对学生进行新增、编辑、删除、导入、清空操作。图4.6学生列表界面图Fig.4.6Studentslistinterfacediagram同专业B.新增学生：即填写学生学号、姓名、密码，和电子邮件。完成后点击确定即可保存新增学生。C.编辑学生：即编辑学生学号、姓名、密码，和电子邮件。如不修改密码将密码项留空。D.删除学生：即点击学生列表中相关学生对应的“删除〞链接完成删除操作。E.导入学生：学生列表页中“导入〞按钮进入导入页面如图4.7表示，支持Excel格式文件的导入。图4.7学生导入界面图Fig.4.7Studentsintointerfacediagram选择Excel文件，填写Excel工作表名，点击确定完成导入操作。Excel文件界面如图4.8所示，导入格式为：第一行为标题，第一列学号，第二列姓名，导入时请指定EXCEL工作表名图4.8Excel文件界面图Fig.4.8Excelfileinterfacediagram2.“普通老师〞用户模块普通老师列表界面如图4.9所示，可对需要自主实验预约的老师进行添加、修改、删除、查询操作，操作界面和操作过程与学生用户类似。图4.9普通老师列表界面图Fig.4.9Ordinaryteacherlistinterfacediagram3.“指导老师〔实验室管理员〕〞用户模块〔1〕实验室管理员列表实验室管理员列表如图4.10所示，可对实验室管理员进行添加、修改、删除、查询操作。图4.10实验室管理员列表界面图Fig.4.10Thelistoflaboratoryinterfacediagram〔2〕新增实验室管理员填写实验室管理员各项属性，其中用户名、密码、姓名为必填项，其他项可选。填写完成后点击确定完成操作。〔3〕编辑实验室管理员编辑实验室管理员各项属性，其中密码留空代表不修改密码。填写完成后点击确定完成操作。〔4〕删除实验室管理员点击实验室管理员列表中相关人员对应的“删除〞链接完成删除操作。4.“系统管理员〞用户模块〔1〕系统管理员列表系统管理员列表界面如图4.11所示，可对系统管理员进行增加、编辑、查询、删除操作；图4.11系统管理员列表界面图Fig.4.11Thesystemadministratorlistinterfacediagram4实验室管理的设计与实现实验室列表界面如图4.12所示，主要包含实验室的增加、修改、删除操作和指定负责实验室的指导老师，数据已导入。新增、编辑、删除功能操作类似学生用户。图4.12实验室列表界面图Fig.4.12Laboratorylistinterfacediagram4学期定义的设计与实现学期列表界面如图4.13所示，开始日期为当前学期的第一周的周一，结束日期为当前最后一周的周日。学期的星期数由这两个日期决定。学期定义决定了学生可进行实验预约的日期范围。每个学期使用本系统前系统管理员需要设置本学期的开始日期和结束日期。〔可预约的最大时间范围〕图4.13学期列表界面图Fig.4.13Termlistinterfacediagram4.3指导老师子系统的设计与实现4“我的实验室〞功能模块指导老师负责：实验室根本信息完善、实验工程管理，实验室开放时间设置预约审批和预约时间调整实验成绩录入和发布“我的实验室〞界面如图4.14所示，主要包含了管辖范围内的实验室信息，包括实验室根本信息，实验工程的开放，实验室开放时间的设置。图4.14“我的实验室〞界面图Fig.4.14"Mylaboratory"interfacediagram1.实验室根本信息编辑实验室信息编辑界面如图4.15所示，点击“我的实验室〞列表对应的“编辑〞按钮进入实验室根本信息的编辑图4.15实验室信息编辑界面图Fig.4.15Laboratoryinformationeditinginterfacediagram值得注意的是：〔1〕“状态〞代表：是否允许预约。默认为“关闭〞状态，代表不能进行预约，将状态改为“启用〞后学生可对该实验室进行预约。在仔细检查实验工程〔主要是确认课时和可容纳人数〕无误以及开放时间设置好后再将实验室的状态改为“启用〞。〔2〕“预约开始日期〞和“预约结束日期〞，鼠标点击选择对应的日期。这两个日期可以应用场景包含：如开放下周开始的一个月、学期期末考试不开放，均可通过这两个日期进行设置。两个日期理论上应该在当前学期所在的日期范围内。2.实验工程编辑列举机电工程实验室，点击实验室名称进入实验室详细信息界面如图4.16所示，可对实验工程进行新增、删除、修改操作。图4.16实验工程列表界面图Fig.4.16Theexperimentprojectlistinterfacediagram操作功能包括：〔1〕新增实验工程点击“新增实验〞按钮进入新增实验工程页面，填写实验工程的相关属性，其中实验名称、所需课时、可容纳人数为必填项，点击确认保存新增实验工程。〔2〕编辑实验工程编辑实验工程的相关属性，其中实验名称、所需课时、可容纳人数为必填项，点击确认保存。〔3〕删除实验工程点击自选实验列表中相关实验工程对应的“删除〞链接完成删除操作。为减少时间冲突，实验室管理员可在开放实验室预约前预先定义好可预约的时间。点击“我的实验室〞进入实验室列表，点击相关实验室的“预置〞链接，进入到开放时间预置页面如图4.17所示。其中绿色方块代表开放时间，灰色方块代表不开放时间。图4.17实验室开放时间预置界面图Fig.4.17Theopenlaboratorytimepresetsinterfacediagram值得注意的是在完成实验工程编辑和开放时间预置后，返回到我的实验室，点击该实验室的“编辑〞链接进入编辑页面，填写开放开始日期和结束日期。4预约审核功能模块点击“预约审核〞进入待审核实验室列表界面如图4.18所示。图4.18待审核实验室列表界面图Fig.4.18Toauditlaboratorylistinterfacediagram预约审核包含两种模式：列表审核和课表审核点击对应实验室的“列表审核〞链接进入预约审核界面如图4.19所示，点击“通过〞或者“驳回〞审核各个预约，审核信息将反应给预约的学生或者预约老师。点击“查看名单〞可查看每次预约的相关人员；图4.19列表审核界面图Fig.4.19Listauditinterfacediagram课表审核模式是一种更直观的审核方式，界面如图4.20所示。 图4.20课表审核界面图Fig.4.20Scheduleauditinterfacediagram4实验成绩管理功能模块实验成绩工程列表界面如图4.21所示，点击“实验成绩〞菜单进入管辖实验室的所有实验工程列表图4.21实验成绩工程列表界面图Fig.4.21Theexperimentresultprojectlistinterfacediagram点击“成绩录入〞链接，进入成绩录入界面如图4.22所示，显示当前所有预约过该实验工程但成绩未发布的学生名单。图4.22实验成绩录入界面图Fig.4.22Theexperimentachievementsinputinterfacediagram填写成绩，按“保存〞按钮进行保存，点击“发布〞产生的结果是：1.列表中的学生将能看到自己的实验成绩；“发布〞过成绩的学生实验成绩进行编辑，事实上将不再“成绩录入〞界面显示。4.4学生子系统的设计与实现学生可对开放实验预约的实验室进行实验预约，其中包含“自选实验预约〞和“自主实验预约〞两种预约类型。预约定义：自选实验预约表示相关教育方案内安排的实验课程预约，与其相对应的自主实验预约那么表示方案外的实验预约。4实验预约功能模块1.自选实验预约预约时主要走三步：〔1〕点击“实验预约〞菜单，进入实验室预约〔2〕点击状态为开放的“实验室名称〞或者“开放工程〞3所示。图4.23自选实验预约界面图Fig.4.23Customizethereservationinterfacediagram其中绿色块代表推荐的预约，“〔1/20〕〞代表总共可容纳20人，当前已经有1个人预约，点击可查看预约名单。红色块表示其他无法预约的时间〔满员的，其他实验工程的，已经预约过的等〕。草绿色的代表其他空闲可预约时间，如没有推荐预约，或者是首次预约，请点击“预约〞按钮进行预约。透明色代表无法预约的时间。灰色代表其他人正在预约这个时间段。如无法确定所要预约的实验工程在哪个实验室上课，可从工程列表中选择进入相关实验工程的预约。具体操作如下：首先点击“实验预约〞菜单，在实验室列表上方点击“切换到实验列表〞按钮进入。与自选实验类似，但需填写预约的时间工程名称和预计的所需课时。点击实验室列表上方的“自主实验预约〞进入或者实验工程列表上方的“自主实验预约〞进入预约界面如图4.24所示。图4.2