一、基本信息
標題：基於UML的高校教務管理系統的設計與實現
時間：2018
出版源：南昌航空大學
領域分類：教育信息化；教務管理系統；UML；SSH；Oracle
二、研究背景
問題定義：高校教務管理系統的設計與實現
難點：想出新的數據錄入方式，采用面向對象的分析方法和設計思路來逐步實現一個較為完善的高校教務管理系統
相關工作：了解並掌握相關技術，進行系統分析、設計，實現系統，測試系統可行性。
三、創新方法
1.多種技術構成的體系結構、平台、開發框架、交互技術的綜合的系統
四、實驗
實驗1：相關技術
要探究的問題：B/S結構；JavaEE平台；SSH框架；Ajax交互技術；Oracle數據庫；
結論：基於B/S結構開發的系統，不像C/S結構那樣需要下載相應的客戶端程序，只需一個瀏覽器，就能為使用者提供所有的服務，並且能夠支持上萬級別的並發請求，用戶端變得越來越小，開發流程也變得簡單，實現成本也越來越低。
JavaEE為開發人員提供了一個跨平台、可移植、多用戶、可復用的標准化工具包，同時為了迎合B/S架構的發展趨勢，它也提供了一套獨立的Web應用解決方案，極大地簡化了Web應用的開發、部署和管理。
使用SSH集成框架可以讓項目開發人員專注於業務邏輯的開發，而不需要了解對象生命周期以及依賴關系維護的底層實現，從而極大地減輕開發人員解決復雜問題方案的負擔和精力，有效降低了系統的時間成本和維護成本。
Ajax開發模式為前端系統開發人員提供了一個自由的環境，允許他們以異步方式進行項目開發，大大提高了系統實現的速度、降低了時間成本。
Oracle以其優秀的系統安全性和穩定性著稱，方便了系統的設計。
實驗2：系統分析
要探究的問題：可行性分析；需求分析；
結論：高校擁有了完善的教務管理系統，就能大大減少傳統教務管理所需的人力和時間成本，從長遠角度來說具有非常顯著的經濟效益。因此，開發 B/S 架構的教務管理系統在經濟上完全可行。
當下正是互聯網高速發展的信息時代，現有的大多數JavaWeb 應用已足夠支持上萬級別的高並發請求，系統的穩定性擁有較高的保障使用 Oracle 存儲數據能有效保證數據的安全性，Oracle 數據庫在安全性能方面曾獲得 ISO 的標准認證，歸功於其強大的故障恢復和數據加密能力。因此，開發基於 Oracle 和 JavaEE 平台的教務管理系統在技術上完全可行。
目前大多數 web 應用，都擁有非常完善的 UI 界面和操作控件。web 版高校教務管理系統同樣提供了熟悉的菜單和按鈕控件，使用過程中對管理人員基本沒有技能上的要求，僅需要簡單的查閱系統使用手冊即可快速上手，這對新用戶來說是非常方便的。因此，web 版的高校教務管理系統在操作上簡單、易懂、可行。
一個優良的高校教務管理系統應該具備以下幾個方面的特性：可用性、可靠性、安全性、可擴展性等，具體說明如下：
高校教務管理系統至少要滿足用戶的使用需求，即系統部署、展示界面、操作流程等方面的需求。系統部署時應該盡可能的簡單、快速；而系統的展示界面需要美觀友好，才能帶來較好的用戶體驗；系統操作流程應簡潔易懂，這樣用戶才能快速地修改或查找到所需的信息。
可靠性要求高校教務管理系統的內部算法或運行流程不能由於人為的誤操作（如非法操作或輸入非法字符）而出現錯誤，同時還要求系統在某部分模塊出現異常時，要確保系統不會因為該處的錯誤而出現整體癱瘓的情況。
系統應具備抵抗非法入侵的能力，確保登錄用戶的授權級別，在對涉密信息處理時，需要依靠強加密手段對涉密數據進行保護[38]。同時，系統對外部環境的也有一定的安全性要求，系統要充分考慮硬件及網絡的安全措施（包括系統的備份，防火牆，用戶權限和其他措施），以確保數據在傳輸過程中不被泄露。
當系統需要升級或修改時，要盡可能通過只修改部分模塊來實現整個系統的升級和維護，這樣能夠在很大程度上降低系統的維護成本。開發人員在系統實現過程中，要盡可能地使用統一的、可讀性強的、面向接口的編程規范，從而確保整個系統的可擴展性。
實驗3：系統設計
要探究的問題：體系結構設計；問題域設計；持久化設計；用戶界面設計；
結論：用戶層負責提供給不同的系統用戶對應的登錄入口，安全防護機制會在用戶登錄時進行身份認證和授權，所有的功能模塊可使用統一的訪問接口進行調用，但不同權限的用戶能夠訪問的功能模塊也大不相同，每個模塊對應的數據操作需要訪問系統數據庫或其他數據中心。
完善域模型的目標是從實現的角度對這些核心類作補充和修改。
系統包中主要包含對用戶、角色及權限等系統對象的管理類；通用包中的類實現了可供重復調用的公共方法，如文件讀寫、連接數據庫、異常處理等等；實體類用來存儲從數據庫中查詢到的數據結果。
開課業務的主要內容是根據各專業培養方案制定相應的教學計划，結合課程設置、輔修專業情況及素質課程安排等信息，生成該學期初始的開課數據。
排課業務的重點是基於教學與非教學數據源，利用已有的教學資源，來實現對開課數據進行時間、地點的自動編排和人工指定。
持久化設計即持久層的設計，主要負責對系統的數據庫進行詳細設計。對於信息系統來說，數據是整個系統的基石，而數據庫則是高效管理這些基石不可或缺的手段，因此數據庫設計的質量將直接影響到信息系統的功能優劣及運行效率。
登陸模塊是指學生、教師及管理員的統一登錄頁面，相關人員輸入賬號密碼且數據庫驗證信息正確無誤后即可跳轉至主頁面，但不同的角色擁有的權限不同，登入后跳轉的主頁面也不同。
實驗4：系統實現
要探究的問題：系統主頁；通用工具類；業務功能模塊；
結論：學生和教師可通過教務系統主頁面獲得相關的信息資源，院系管理員負責與本院相關的教學安排和活動管理，教務管理員則負責教務信息和教學資源的管理。
數據庫連接池負責分配、管理和釋放數據庫連接，它允許應用程序重用一個已有的連接對象，降低了連接重建和銷毀的開銷；同時它也會釋放超時的數據庫連接，避免因為連接一直存在而引起的內存遺
漏。
系統權限包含頁面訪問權限、功能菜單權限、資源控制權限等幾類，本系統通過 RBAC 機制[42]實現系統權限的控制與管理。
制定與執行教學計划就是把培養方案、素質課程等開課計划落實到每個學期的過程，通過各專業的培養方案的課程設置表，獲得當前學期學校各年級專業需要開設的課程、授課要求、授課對象、規模等具體情況。
開課數據是學校每學期提供給學生修讀選課的正式課程數據，依據開課數據管理員能夠進行微調，如課表調整、周次學時調整、教師調整等等。在生成開課數據時，可依據專業的教學進程和選定的對應關系，自動生成開課計划的開課周次。
教學安排是由各個開課院系的教學秘書對本院系在學校開課課程中開設的課程進行組織安排，以便形成一個個課堂供學生修讀。
排課數據的來源是開課數據通知單，將開課數據進行加工后可得到排課數據，如設置分配的部門和教室、連排節次、教師要求等。排課數據管理是對參與本次排課的數據進行管理，排課前先將要進行排課的數據從開課通知單中有選擇性、依據類別進行轉入，然后對排課數據進行相關設置，如是否連續排課、是否優先排課等，做好排課的准備。
自動排課是排課管理中的核心功能，依據設置好的排課參數及優先順序等，自動排課算法會選擇最優的方式進行編排課表的過程。
課表調整處理是指可對有課表的課程或無課表的課程進行課表調整。如，編排完課表以后，在教學過程中，可進行課程的調停課，對課表進行調整處理；或者在安排課表過程中、處理排課漏課過程中也可進行課表調整處理。
實驗5：系統測試
要探究的問題：測試方案；結果判定與分析；
結論：通常來說，一個完整的測試方案主要包括三個步驟：1、確定測試的類型以及需要進行測試的內容；2、根據系統所需要，建立軟硬件環境，選擇適應的測試工具；3、根據不同模塊的要求采用黑盒或白盒測試方法，並列出具體的測試用例。
本次功能測試覆蓋了系統 2 大模塊所包含的核心需求點及功能點，需求覆蓋率100%。合計需求點 6 個，功能點 23 個，測試通過點 23 個，通過率為 100%。
五、結論
作者的總結：教務管理是高校教學工作中的重要任務，是保證高校教學機制正常運轉的樞紐，它直接反映了高校教育管理和教學質量的綜合水平。本文通過分析高校實際面臨的教務管理問題，結合當前教務系統的發展現狀，提出了開發高校教務管理系統的必要性。通過對系統需求進行詳盡的分析，明確了教務管理系統應有的業務流程和功能規范，在設計階段采用模塊化思想將復雜的業務系統層層分解，最終在實現過程中逐步完成系統各個功能模塊的開發。
自己的評價：教務系統是高校業務運作的核心和基礎，它的好壞會影響到高校的教育質量和發展潛力。教務管理是全校各部門中工作最重要和最繁雜的崗位之一，教務工作管理水平能夠反映出一個學校整體的辦學水平。隨着“數字化校園”體系的不斷成熟，教務管理工作越來越離不開信息化技術，研究高校教務管理系統的目的就是為了提高教務工作的執行效率，降低教務人員的管理門檻和時間成本。
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