成績分析管理系統的軟件系統設計方案

本文轉載自查看原文 2020-12-28 17:52 493

一序言

本文主要闡述的是一個數據可視化學生成績分析系統的軟件系統設計方案。這個項目來源於我的工程實踐任務。

項目簡介：建立一個系統，這個系統采用經典架構，具有一定的安全性、穩定性。在具體功能上，要實現對於成績最基本的管理功能，包括錄入、查看、修改等。此外最重要的一點是，該系統被期望能夠根據現有各科成績的離散情況，依比例完成數據轉換，使得各類數據的離散值均勻，並可以根據不同類別對數據進行統計分析。最后，系統還應當能對大數據進行分析並推導出有預測性的結論。

關於此系統的需求分析與概念原型部分的討論，有興趣的讀者可移步至我之前在博客園上的博文：

https://www.cnblogs.com/wonaicaocao/p/14082428.html

本文將從軟件系統的設計方面進行探討，爭取給出一個合理實用的設計方案。

二軟件架構風格

軟件架構風格，又稱軟件體系結構風格，是描述某一特定應用領域中系統組織方式的慣用模式。軟件架構風格反映了領域中眾多系統所共有的結構和語義特性，並指導如何將各個模塊和子系統有效地組織成一個完整的系統。對軟件體系結構風格的研究和實踐促進對設計的重用，一些經過實踐證實的解決方案也可以可靠地用於解決新的問題。

考慮本項目，很明顯，該系統要被多用戶進行使用，而且要為這些用戶所操作的信息提供存儲空間與反應機制，而且為了適應現代化辦公的需要，該系統需要可以被手機、平板、計算機等各種設備訪問。因此，B/S架構成為了實現這一系統的不二選擇。在上次作業完成后，經過考慮，與老師商討，決定不再采用上次文章所提到的C/S架構，轉而使用便捷靈活的B/S架構。

B/S架構主要使用不斷成熟的瀏覽器技術，結合客戶端腳本語言和ActiveX技術來實現。對於C/S架構中要使用復雜軟件實現的功能，本架構采用電腦自帶的瀏覽器便可實現。它不僅業務擴展方便，而且維護成本低且共享性強，已經成為當今應用程序的首選體系結構。

三層結構中，數據庫服務器和客戶端不直接耦合，而是通過中間層進行耦合，與兩層結構相比它具有更加優秀的維護性、靈活性與可擴展性。目前三層結構常應用於B/S架構系統中。用戶通過瀏覽器訪問web服務器，服務器從數據庫中調動、修改數據。

三軟件設計模式

軟件設計模式又稱設計模式，是一套被反復使用、多數人知曉的、經過分類編目的、代碼設計經驗的總結。使用設計模式是為了可重用代碼、讓代碼更容易被他人理解、保證代碼可靠性、程序的重用性。算法不是設計模式，因為算法致力於解決問題而非設計問題。設計模式通常描述了一組相互緊密作用的類與對象。設計模式提供一種討論軟件設計的公共語言，使得熟練設計者的設計經驗可以被初學者和其他設計者掌握。

本項目從各種意義上考慮都是一個面向對象的項目，不論是語言（Java）還是架構（B/S）等，故而采用觀察者模式作為行為模式，定義對象間的一種一對多的依賴關系,以便當一個對象的狀態發生改變時,所有依賴於它的對象都得到通知並自動刷新；采用原型模式作為創建模式，用原型實例指定創建對象的種類，並且通過拷貝這個原型來創建新的對象。采用適配器模式為結構模式，將一個類的接口轉換成客戶希望的另外一個接口。Adapter模式使得原本由於接口不兼容而不能一起工作的那些類可以一起工作。

四軟件開發環境

本系統在Microsoft Windows10系統上進行開發。設計並實現過程中采用了以下開發環境：

（1）Eclipse。它是一款開源的Java語言開發工具，屬於IBM公司的產品。它可以通過添加插件來擴展各種開發軟件所需功能，是當下利用Java語言進行系統設計最常用的平台之一；

（2）Java SE 8.0版本。它允許開發和部署在桌面、服務器、嵌入式環境和實時環境中使用的 Java 應用程序。Java SE是基礎包，但是也包含了支持 Java Web 服務開發的類，並為其它Java版本提供基礎；

（3）Tomcat服務器。Tomcat是Apache軟件基金會的一個核心項目，它的代碼完全開源且免費，擁有技術先進、性能穩定的優點，目前已經成為比較流行的web應用服務器，它是一個可以獨立運行的Servlet容器；

（4）MySQL數據庫。最初由MySQL AB公司開發，其社區版本完全免費，同時具有各種優良特性，已經成為目前最流行的關系數據庫管理系統之一。

本系統采用目前設計上流行的SSM框架，即Spring+SpringMVC+MyBatis。

（1）Spring。Spring是一款完全開源且免費的框架，可以實現一站式編程。它采用模塊化的組織方式，可以用於聲明式事務的處理，具有靈活多樣的特點。

（2）SpringMVC。它將各個層進行解耦操作，極大地簡化了代碼。它采用工作者模式，前端控制器負責接受請求，而應用控制器負責執行請求。客戶端向Web容器發命令，由前端控制器進行攔截，將業務需求發給應用控制器，二者又分別在視圖層與模型層進行交互操作，最終將結果返回。

（3）MyBatis。MyBatis是一款開源且輕量的持久層框架，支持動態SQL、調用存儲過程以及高級映射。它可以通過簡單的XML文件或注解進行配置與映射，自動將Java對象映射成數據庫中的記錄。它實現了代碼與SQL語句的隔離管理，降低了二者之間的耦合度，因此它得到了廣泛使用。

五系統數據庫設計

我在數據庫中設計了如下幾張表：管理員賬戶表、教師賬戶表、學生賬戶表、成績表、通知表、學生資料表和教師資料表。通過這些表來存放數據，從而完成預期的任務。

（1）管理員賬戶表

中文名稱	字段名稱	類型	長度	是否允許為空
賬號	Mcount	varchar	20	主鍵，非空
密碼	Mpwd	varchar	15	可空
密保問題	Mquestion	varchar	30	可空

（2）教師賬戶表

中文名稱	字段名稱	類型	長度	是否允許為空
賬號	Tcount	varchar	20	主鍵，非空
密碼	Tpwd	varchar	15	可空
密保問題	Tquestion	varchar	30	可空
工號	Tnum	varchar	10	可空

（3）學生賬戶表

中文名稱	字段名稱	類型	長度	是否允許為空
賬號	Scount	varchar	20	主鍵，非空
密碼	Spwd	varchar	15	可空
密保問題	Squestion	varchar	30	可空
學號	Snum	varchar	10	可空

（4）成績表

中文名稱	字段名稱	類型	長度	是否允許為空
學期	Sem	varchar	20	聯合主鍵，非空
課程號	C'no	varchar	15	聯合主鍵，非空
課程名	Course	varchar	30	可空
授課老師	Teacher	varchar	10	可空
學號	Snum	varchar	10	可空
分數	Score	double	20	可空
備注	Extra	varchar	20	可空

（5）通知表

中文名稱	字段名稱	類型	長度	是否允許為空
編號	ID	Int	10	主鍵，非空
種類	Type	varchar	15	可空
內容	Infor	varchar	30	可空
接收者	Reciever	varchar	10	可空

（6）學生資料表

中文名稱	字段名稱	類型	長度	是否允許為空
學號	Snum	varchar	20	主鍵，非空
姓名	Sname	varchar	15	可空
性別	Ssex	varchar	30	可空
班級	Sclass	varchar	10	可空
狀態	Ssitu	varchar	10	可空

（7）教師資料表

中文名稱	字段名稱	類型	長度	是否允許為空
工號	Tnum	varchar	20	主鍵，非空
姓名	Tname	varchar	15	可空
性別	Tsex	varchar	30	可空
部門	Tdepart	varchar	10	可空
職稱	Tjob	varchar	10	可空