Ｊ２ＥＥ解決方案的教務(wù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘要:基于Java環(huán)境，實(shí)現(xiàn)MVC設(shè)計(jì)模式的Struts框架和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)持久化的Hibernate框架的結(jié)合來開發(fā)教務(wù)管理系統(tǒng)。為職業(yè)技術(shù)大專院校的教務(wù)管理工作提供一個(gè)綜合性的管理環(huán)境，實(shí)現(xiàn)信息的集中管理、分散操作。

關(guān)鍵詞:Java;MVC;Struts;Hibernate;教務(wù)管理

中圖分類號:TP315 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-3044(2009)15-3939-03

J2EE Solutions for the Design of the Academic Management System

MA Ru-zhen

(Guangzhou Kangda Vocational Technical College， Guangzhou 511363， China)

Abstract: Presents a Java environment to achieve the MVC design pattern Struts framework and the achievement of lasting data Hibernate framework of the integrated development of student attendance management system. provide an integrated management environment for the management of the Senate of the Vocational and technical institutions，implement the centralized management and thedecentralized operation of information.

Key wods: java; MVC; struts; hibernate; educational administration

1 引言

傳統(tǒng)教務(wù)管理系統(tǒng)的系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯與表示層混合在一起，系統(tǒng)可重用性、可移植性等方面較差。因此引入J2EE體系結(jié)構(gòu)，采用MVC設(shè)計(jì)模式并運(yùn)用Struts Web應(yīng)用框架來開發(fā)教務(wù)管理系統(tǒng)，從而試圖克服上述的缺點(diǎn)。本文使用了Hibernate作為對象/關(guān)系映射工具，從而使開發(fā)人員可以使用一種面向?qū)ο蟮姆绞絹聿倏v和管理關(guān)系數(shù)據(jù)庫。本系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)功能是為職業(yè)技術(shù)院校提供學(xué)籍管理、教師管理、選課系統(tǒng)管理、成績管理、考勤管理、教學(xué)計(jì)劃管理等。

2 系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境

教務(wù)管理系統(tǒng)的開發(fā)平臺:

操作系統(tǒng):Windows 2000 Server;

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器:Mysql Server;

應(yīng)用服務(wù)器:Jboss;

Web服務(wù)器:Tomcat。

客戶端只要安裝了IE或Netscape瀏覽器都可以訪問此系統(tǒng)，本系統(tǒng)使用Myeclipse 6.0 作為開發(fā)工具，并與Hibernate進(jìn)行整合。在服務(wù)器端需要設(shè)置Java運(yùn)行環(huán)境和相應(yīng)的環(huán)境變量。需要安裝Mysql Server的數(shù)據(jù)庫驅(qū)動程序。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 輕量級的概念

輕量級是和以 EJB 為核心技術(shù)的復(fù)雜框架對比而言。輕量級框架致力于提供最簡單的組件來構(gòu)筑 Web 應(yīng)用系統(tǒng)，Spring 是典型的一種輕量級架構(gòu)，越來越多的開發(fā)人員開始關(guān)注并使用這種架構(gòu)。通過組合表示層的 Struts、持久對象層的Hibernate，來構(gòu)建應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了J2EE簡單化編程。

3.2 Struts框架

Struts是基于的MVC模式應(yīng)用框架，遵守了J2EE的Servlet、JSP等技術(shù)規(guī)范，并且根據(jù)J2EE的特點(diǎn)做了相應(yīng)的變化和擴(kuò)展，是J2EE體系架構(gòu)的一種輕量級實(shí)現(xiàn)。

在Struts框架中，視圖主要由JSP頁面組成。ActionForm是Struts在視圖層的一個(gè)核心組件，它是專門用來在視圖層和控制層之間傳遞表單數(shù)據(jù)的DTO(Data Transfer Object ，數(shù)據(jù)傳輸對象)，它還包括了用于數(shù)據(jù)驗(yàn)證的validate()方法和用于數(shù)據(jù)復(fù)位的reset()方法。控制器由ActionServlet和Action類以及Struts-config.xml配置文件實(shí)現(xiàn)。ActionServlet是Struts框架的核心控制組件，所有的用戶請求都被映射到ActionServlet，由ActionServlet根據(jù)配置文件中的定義將控制轉(zhuǎn)移到指定的Action類。Action類是用戶請求與業(yè)務(wù)邏輯之間的橋梁，它執(zhí)行一個(gè)execute()方法并返回一個(gè)ActionForward對象，當(dāng)ActionServlet接收到該對象后，根據(jù)Struts-config.xml中的配置信息將請求轉(zhuǎn)發(fā)。

3.3 Hibernate持久化技術(shù)

Hibernate是一個(gè)基于Java的開放源代碼的對象關(guān)系映射框架(O/R Mapping)，通過強(qiáng)大的O/R映射功能將JAVA對象同存放于關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行映射，并對JDBC進(jìn)行了輕量級的對象封裝。它不僅提供ORM映射服務(wù)，還提供數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)緩存的方法，可以提高查詢和處理數(shù)據(jù)的效率。它是一種提供面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫服務(wù)中間件。

4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能需求分析

結(jié)合廣州康大職業(yè)技術(shù)學(xué)院的實(shí)際情況，系統(tǒng)由6個(gè)模塊組成，即:教學(xué)計(jì)劃管理子系統(tǒng)、學(xué)籍管理子系統(tǒng)、考試管理子系統(tǒng)、成績管理子系統(tǒng)、選課管理子系統(tǒng)和考勤管理子系統(tǒng)。基本功能架構(gòu)如圖1所示。

4.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

4.2.1 教學(xué)計(jì)劃管理子系統(tǒng)

教學(xué)計(jì)劃管理子系統(tǒng)提供的具體功能如圖2所示，主要包括制定專業(yè)教學(xué)計(jì)劃、制定教學(xué)任務(wù)書和查詢教學(xué)任務(wù)等。

1) 設(shè)置專業(yè)教學(xué)計(jì)劃實(shí)現(xiàn)把新的專業(yè)教學(xué)計(jì)劃輸入到數(shù)據(jù)庫中。

2) 教學(xué)任務(wù)書就是教師每個(gè)學(xué)期所要完成的工作。關(guān)于這部分內(nèi)容的修改，教學(xué)秘書也只能在系主任的授權(quán)下才能進(jìn)行。在每個(gè)學(xué)期的開始，教學(xué)秘書必須做好教學(xué)任務(wù)書打印交給每一個(gè)授課教師。

3) 查詢教學(xué)任務(wù)功能模塊主要是為教師提供查詢自己教學(xué)任務(wù)的功能。

4) 統(tǒng)計(jì)教師工作量功能模塊主要是為教學(xué)秘書和教師提供計(jì)算工作量的功能。

4.2.2 學(xué)籍管理子系統(tǒng)

學(xué)籍管理子系統(tǒng)包括學(xué)籍建檔管理模塊、學(xué)期注冊管理模塊、學(xué)籍異動管理模塊等。具體如圖3所示:

5 成績管理子系統(tǒng)需求框圖

1) 學(xué)籍建檔管理:此功能模塊主要為輔導(dǎo)員在新生報(bào)到時(shí)為新生建立個(gè)人在校檔案。

2) 學(xué)期注冊管理:此功能模塊主要為輔導(dǎo)員在學(xué)生每個(gè)學(xué)期開學(xué)之初報(bào)到時(shí)提供學(xué)生注冊功能。

3) 學(xué)籍異動管理:此功能模塊主要為教務(wù)處提供處理學(xué)生學(xué)籍異動情況的功能。異動情況包括改變專業(yè)、開除、退學(xué)、休學(xué)等。

4.2.3 考試管理子系統(tǒng)

考試管理子系統(tǒng)主要功能如圖4所示。

1) 安排考試計(jì)劃:此功能模塊為教務(wù)處提供安排考試的功能，考試信息包括課程名、考場、監(jiān)考教師、考試時(shí)間等。

2) 查詢考試安排信息:此模塊主要為教師、學(xué)生提供查詢考試安排的信息。

3) 登記考場記錄信息:此功能模塊為監(jiān)考教師提供網(wǎng)上登記考場記錄的功能。考場記錄包括考場編號、考試課程、監(jiān)考教師、考試時(shí)間、異常情況。異常情況包括缺考、遲到、舞弊等情況。

4.2.4 成績管理子系統(tǒng)

成績管理子系統(tǒng)主要功能如圖5所示。

1) 登記成績功能:此功能為教師提供登記學(xué)生考試成績的功能，成績信息包括課程名稱、學(xué)號、姓名、課程類別、平時(shí)成績、占40%、測驗(yàn)成績、占60%、總成績、成績等級、成績類型、考試時(shí)間、備注等。

2) 查詢成績功能:此功能為學(xué)生提供查詢自己成績的功能。查詢信息包括學(xué)生的學(xué)號以及需要查詢的課程名稱等。

3) 修改成績功能:此功能為教師提供修改學(xué)生成績的功能。修改信息包括修改前的學(xué)生成績和修改后的學(xué)生成績信息。

4) 免/重修處理功能:此功能為教學(xué)秘書提供處理某些學(xué)生獲得證書而可免修課程的成績和重修成績處理。

5) 分析成績功能:此模塊主要為輔導(dǎo)員、教務(wù)員、教師提供統(tǒng)計(jì)和分析成績的功能。包括統(tǒng)計(jì)出某一課程的及格率、成績的正態(tài)分布情況等。

4.2.5 選課管理子系統(tǒng)

選課管理子系統(tǒng)主要功能如圖6所示。

1) 選擇課程:此功能模塊主要為學(xué)生提供網(wǎng)上選課功能。教務(wù)處為全院學(xué)生提供院選課，各系為本系學(xué)生提供系選修課程，同時(shí)設(shè)置選修課程的前提條件。學(xué)生預(yù)先選擇課程后，由選課處理功能模塊決定選擇是否成功，如果一次選擇失敗，可以再次選擇，直到選課成功。

2) 選課處理:此功能模塊作為后臺處理程序，根據(jù)事先設(shè)置好的選課條件和開課條件，對學(xué)生的選課請求給予處理。如果成功則將學(xué)生信息加入開班信息內(nèi)，如果不成功則要給出失敗提示并給出另外的選擇項(xiàng)。

3) 查詢選課結(jié)果:此功能模塊為學(xué)生提供查詢自己所選課程的信息，包括所選課程名稱、授課教師、上課時(shí)間、上課地點(diǎn)等信息。

4.2.6 考勤管理子系統(tǒng)

考勤管理子系統(tǒng)主要功能如圖7所示。

1) 登記考勤:此功能模塊主要為教師提供網(wǎng)上登記學(xué)生考勤記錄的功能。考勤信息包括班級、課程名稱、時(shí)間、曠課、事假、遲到情況等。

2) 查詢考勤:此功能模塊服務(wù)的對象有學(xué)生、教師、輔導(dǎo)員、教務(wù)處等。學(xué)生可以通過查詢模塊查詢自己的所有課程的出勤記錄;教師可以查詢本人所任課程的班級的出勤情況或查詢某一學(xué)生的出勤情況;輔導(dǎo)員可以查詢本人所負(fù)責(zé)學(xué)生、班級的出勤情況;教務(wù)處可以查詢某一學(xué)生或某一課程或某一班級的出勤情況。

3) 管理考勤:此功能模塊服務(wù)的對象有教師、輔導(dǎo)員、教務(wù)處等。教師和輔導(dǎo)員可以通過此模塊統(tǒng)計(jì)本人所負(fù)責(zé)班級的出勤率等，教務(wù)處可以統(tǒng)計(jì)所有班級的所有課程的出勤率。

4.3 教務(wù)管理系統(tǒng)概念模型設(shè)計(jì)

概念模型用來模擬問題域中的真實(shí)實(shí)體。概念模型描述了每個(gè)實(shí)體的概念和屬性，以及實(shí)體之間的關(guān)系。在這個(gè)階段，并不描述實(shí)體的行為。下面以考勤管理子系統(tǒng)為例進(jìn)行說明。

概念模型清楚地顯示了問題域中的實(shí)體，不管技術(shù)人員還是非技術(shù)人員都能看懂概念模型，他們可以很容易地提出模型中存在的問題，幫助系統(tǒng)分析人員及早對模型進(jìn)行修改。在軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)周期中，模型的變更需求提出的越晚，所耗的開發(fā)成本越大。

實(shí)體與之實(shí)體之間存在三種關(guān)系:一對一，一對多和多對多的關(guān)系。根據(jù)圖 可以看出考勤管理子系統(tǒng)中的實(shí)體之間存在以下關(guān)系。

1) banji與student實(shí)體:一對多。一個(gè)班級包括多個(gè)學(xué)生，而一個(gè)學(xué)生只能屬于一個(gè)班級。banji和taskbar實(shí)體、teacher和static實(shí)體都存在這種關(guān)系。

2) student和qukao實(shí)體:多對多。一個(gè)學(xué)生可能有多門課程取消考試資格。Teacher和taskbar、student和attendance實(shí)體都存在這種多對多的關(guān)系。

4.4 教務(wù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用Mysql Server作為系統(tǒng)的后臺數(shù)據(jù)庫。考勤管理子系統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)模型如圖10中所示。

數(shù)據(jù)庫Schema是對數(shù)據(jù)模型的實(shí)現(xiàn)，對于支持SQL的關(guān)系數(shù)據(jù)庫，可以采用SQL DDL語言來創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫Schema。SQL DDL用于生成數(shù)據(jù)庫中的物理實(shí)體。以下是考勤管理子系統(tǒng)中的部分表的SQL DDL。

1) 班級Banji的數(shù)據(jù)模型

create table Banji

(classIdchar(2) not 1， //班級編號

classNamevarchar(30)， //班級名稱

depIdchar(2)， //系(部門)編號

speIdchar(2)， //專業(yè)編號

renshu int(3)， //班級人數(shù)

primary key (classId)

);

2) 學(xué)生表Student的數(shù)據(jù)模型

create table Student

(stuIdchar(10) not 1， //學(xué)生學(xué)號

stuNamechar(8)， //學(xué)生姓名

classIdchar(2)， //班級編號

pwdchar(8)， //密碼

primary key (stuId)

);

alter table Student add constraint banji_info foreign key (classId)

references Banji (classId) on delete restrict on update restrict;

班級與學(xué)生是一對多的關(guān)系。學(xué)生表Student的classId字段描述了該學(xué)生所在班級的信息。

3) 出勤登記表;attendance的數(shù)據(jù)模型

create table attendance

(teaIdchar(8)， // 教師編號

stuIdchar(10) not 1， //學(xué)生學(xué)號

classIdchar(2)， //班級編號

courseId char(8) not 1， //課程編號

theTimechar(1) not 1， //時(shí)段

theDatedate not 1， //日期

kuangkeint(2)， //曠課節(jié)數(shù)

chidao int(2)， //遲到次數(shù)

shijia int(2)， //事假(或病假)次數(shù)

primary key (stuId， courseId， theTime， theDate)

);

alter table attendance add constraint chuqing foreign key (stuId)

references Student (stuId) on delete restrict on update restrict;

Student與attendance是一對多的關(guān)系，即一個(gè)學(xué)生有多條出勤記錄。Attendance中的stuId字段描述了該記錄所屬學(xué)生的信息。

4) 教師teacher的數(shù)據(jù)模型

create table teacher

(teaIdchar(8) not 1，//教師編號

teaNamechar(10)， //教師姓名

loginNamechar(10)， //登錄名

password char(8)， //密碼

depIdchar(2)， //系(或部門)編號

primary key (teaId)

);

alter table teacher add constraint tea_task foreign key (teaId)

references taskbar (teaId) on delete restrict on update restrict;

教師與教學(xué)任務(wù)是一對多的關(guān)系，即每一個(gè)教師都擔(dān)任多門課程的教學(xué)任務(wù)。教學(xué)任務(wù)書taskbar中teaId字段描述了該課程所擔(dān)任教師的信息。

4.5 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)思路

系統(tǒng)遵循MVC設(shè)計(jì)模式，可以劃分為三個(gè)部分:視圖層、控制器層、模型層、持久化層和數(shù)據(jù)庫層。

視圖是采用JSP實(shí)現(xiàn)的。主要是負(fù)責(zé)給用戶顯示信息和用戶向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)和請求。

控制器是系統(tǒng)的核心控制模塊，主要由ActionServlet和Action類來實(shí)現(xiàn)。

持久化層和數(shù)據(jù)庫層使用Hibernate實(shí)現(xiàn)，這兩個(gè)層主要完成對象和關(guān)系映射的任務(wù)，例如本系統(tǒng)中的 Student、Teacher、Attendance、Taskbar等實(shí)體對象都通過Hibernate建立了對象/關(guān)系映射文件，開發(fā)人員可以使用面向?qū)ο蟮姆椒▉韺@些對象所對映的關(guān)系數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。

5 總結(jié)

教務(wù)管理系統(tǒng)的開發(fā)有利于優(yōu)化高校教務(wù)管理工作，便于教學(xué)管理信息的快速傳遞和充分共享，提供職能部門的工作效率，減輕工作人員的負(fù)擔(dān)。Java環(huán)境下基于MVC模式及Hibernate框架，采用MySql Server的數(shù)據(jù)的安全管理，并結(jié)合Java JDBC的使用，可以提高系統(tǒng)的安全性。

參考文獻(xiàn):

[1] 孫衛(wèi)琴. 精通STRUTS:基于MVC的Java Web設(shè)計(jì)與開發(fā)[M]. 北京:電子工業(yè)出版社，2004.

[2] 楊鵬. 基于J2EE和工作流技術(shù)架構(gòu)的教務(wù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].長沙:湖南師范大學(xué)，2003.

[3] 孟東霞. 基于校園網(wǎng)的教務(wù)管理系統(tǒng)的研究[D].太原:太原理工大學(xué).2003.

[4] 陳琦. 基于校園網(wǎng)的高校教務(wù)管理系統(tǒng)的研究[D].西安:西安理大學(xué).2003.

[5] Gilfilla I. MySQL.4從入門到精通[M].王軍，譯. 北京:電子工業(yè)出版社，2003.

[6] 田珂，謝世波，方馬.J2EE數(shù)據(jù)持久層的解決方案[J].計(jì)算機(jī)工程，2003(22):93-95.