基于負載均衡的在線選課系統的研究與設計思路

摘 要 旨在采用負載均衡技術，設計建成一個基于ASP.NET，集信息化、網絡化、自動化為一體的，符合高職院校特點的在線選課系統，以此來提高選課工作的管理質量和效率。

關鍵詞 在線選課系統；數據庫；ASP.NET；負載均衡

中圖分類號：TP315 文獻標識碼：B 文章編號：1671-489X(2012)09-0095-02

Research and Design of Online Course Selection System based on Load Balancing//Gao Zongzhen

Abstract Designed with load balancing technology and based on ASP.NET， this system will integrate informatization， networking and automation and meet the characteristics of online course selection system， so as to improve the management quality and efficiency.

Key words online course selection system; data base; ASP.NET; load balancing

Author’s address Information Science and Engineering College， Ocean University of China， Qingdao， Shandong， China 266100; Yishui Campus， Linyi University， Yishui， Shandong， China 276400

1 研究背景

沂水師范學校自整建制并入臨沂大學、跨入高等教育辦學系列以后，專業課程設置、教學管理模式、在校生數量及教學資源配備等都發生很大變化，加之由學年制逐步改為學分制，對原有教務管理尤其是學生選課工作提出更高要求。這些年來，學校一直采用人工方式進行選課操作和管理，工作量大，數據繁瑣，且容易出現人為錯誤，一旦處理失誤將會造成教學資源的浪費，甚至會導致教學事故，影響教育教學的正常運行。

由此可見，傳統人工選課方法難以適應繁重的教務管理任務，為充分發揮學生選課的自由度和積極性，提高選課管理效率，利用已有的校園網絡平臺，設計開發在線選課系統是解決上述問題的最佳方法。同時，由于各高校機構設置、管理流程的區別，選課系統需要針對教學實際專門設計，以滿足學校的具體需求。

2 研究現狀及創新點

隨著我國高等教育體制大規模的改革，院校合并、校區分散、專業設置日趨多樣化，招生人數逐年增加，學年制逐步改為學分制，這使得高校教學管理的工作量大幅度增加。學生選課工作是高校教學管理的重要組成部分，傳統人工選課模式已難以適應信息化、現代化的要求，因此，各高校為了提高辦公效率，提高教學的靈活性，都在開發適合自身需求的在線選課系統。但目前的大多選課系統也存在不足，如功能過于繁多，軟件結構不合理，升級維護難度大，軟件的通用性差，不能很好地兼容和移植等。尤其是在高校開學初，因選課人數過多、選課時間集中并有限，從而導致服務器負擔過重，出現系統擁堵訪問速度過慢，甚至造成服務器崩潰等現象，影響教學的正常運行。

經過對臨沂大學沂水分校選課工作的調查分析，綜合多家高校選課系統出現的普遍問題，設計并開發基于負載均衡的在線選課系統，從根本上減輕教務管理工作量，提高選課流程的規范化、透明化，滿足學生、教師和管理人員等多方面的需要。同時針對大量的學生在集中的時間段內選課造成的網絡擁堵問題，采用負載均衡技術，將大量的并發訪問分擔到多臺節點設備上分別處理，減少用戶等待響應時間，將單個重負載的運算分擔到多臺節點設備上做并行處理，提高運行速度，增強系統處理能力。除此之外，將服務器按專業人數多少統籌分配，一批相關專業設在同一臺服務器上選課，從管理上避免學生擠在一條線上，從而提高選課系統的靈活性和可靠性。

3 可行性分析

3.1 設計可行性

筆者作為學校教務主管人員，對學校的教學管理運行機制、學分制實行情況、教師教學資源配備、專業課程設置等情況都比較了解，設計開發一套在線選課系統也是師生共同的需求。

3.2 技術可行性

該系統屬于一個基于數據庫應用的Web應用系統，其基本操作還是對數據庫進行添加、刪除、查找、編輯等，通過ASP.NET技術可以方便地實現。

3.3 經濟可行性

該系統開發周期較短，系統維護投入資金小，系統投入運行后可以為學校節約大量的人力、物力，所帶來的效益遠遠大于系統軟件的開發成本。

4 系統設計思路

采用B/S架構來研究和開發系統，按照軟件工程的設計思想，將系統分為4個功能模塊：公共模塊、學生模塊、教師模塊和管理員模塊。使用當前流行的ASP.NET語言實現動態網頁的交互，使用Access2003數據庫進行系統的設計與開發，最后對各功能模塊進行測試。

4.1 功能模塊分析

公共模塊：用于實現身份驗證，用戶通過輸入合法信息登錄才可進入選課系統；在本系統中只有學生、老師、管理員3種身份。

學生模塊：實現學生選課、查看選課結果等功能。

教師模塊：實現對自己開設課程和選修學生名單的查詢。

管理員模塊：包含3個子模塊，分別實現對學生信息的添加、修改、刪除等操作，對教師信息的添加、修改、刪除、查詢等操作，對課程的添加、修改、刪除、發布課程的詳細信息等操作。

4.2 數據庫設計

在整個系統設計中，統計出共有管理員、教師、學生、課程這幾個實體，屬性分別包含：課程包含課程號、課程名、開課學院、授課教師、總人數、已選人數、學分、考核方式、課程簡介等屬性；學生包含學號、姓名、專業、年級、密碼等屬性；教師包含工號、姓名、密碼等屬性；管理員包含登錄號、姓名、密碼等屬性。

根據系統功能設計的要求以及功能模塊的劃分，對于系統用戶信息數據庫，可以設計：課程信息表（Course_Info），包括序號、課程號、課程名、所在學院、教師職稱、課程分類、課程名稱、總學時數、課程學分、限制人數、已選人數、考核方式、教學目標、是否開設等14個字段；學生信息表（Stu_Info），包括序號、學號、學生姓名、入學年份、年級、專業、密碼、所選課程8個字段；教師信息表（Teach_Info），包括序號、工號、教師姓名、密碼4個字段；管理員信息表（Admin_Info），包括序號、登錄號、密碼3個字段；課程分類信息表，包括序號、類別號、課程類別名稱3個字段；學院分類信息表，包括序號、類別號、學院名稱2個字段；職稱信息表，包括自動編號、職稱2個字段。

4.3 系統設計

1）登錄界面設計。首先設計一個頭部文件和一個底端文件，以便包含在所有頁面中。登錄首頁包含選課首頁、教師登錄、學生登錄、課程列表、我要選課、我的課程、退出選課、選課說明等各項。

2）學生選課功能設計。學生用戶登入系統后，可以直接查看課程列表信息，列表中顯示了課程類型、編號、課程名稱、教師、課程簡介、教師職稱、課程學分、人數上限和已選課人數等信息，點擊列表下方的“我要選課”即可進入選課功能，選中課程后提示選課成功。當學生完成選課后，頁面自動轉到查看課程頁面，或者由用戶自己點擊頁面上方的“我的課程”鏈接，查看選課結果。

3）教師課程申報功能。教師登入系統后自動跳轉到課程申報頁面，輸入課程的相關信息，提交后等待管理員審核即可。

4）管理員添加/修改/刪除用戶功能設計。管理員登入系統后，可以對課程進行修改、審核、刪除操作。管理員修改信息后，點擊“確認提交”，即可完成修改。由行政領導審核批準開課后，教務管理人員通過網站進行審核操作，在審核課程時彈出對話框，提示是否進行審核，再次點擊審核后完成確認過程。

5）負載均衡技術設計。在選課系統中，學生通過客戶端向集群發送請求后，負載均衡交換機接受請求，通過算法選定當前任務服務器，接受任務的服務器與后臺數據庫連接，將最終結果經負載均衡交換機返回給客戶端，其中負載均衡交換機和Web服務器群組是選課系統的兩個重要組成部分。

5 結束語

該系統以校園網為平臺，教師、學生可以在任何時間、校園網上任一終端進行選課、查詢、修改選課等操作，并充分體現安全、公平、準確、簡便快捷的特點，具有良好的數據一致性、完整性、安全性和一定的實際應用價值。

參考文獻

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