基于.NET三層架構的高校學生電子檔案管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)*

陳翠紅

(安徽工商職業(yè)學院，安徽合肥231131)

1 高校學生檔案管理現(xiàn)狀分析

高校學生檔案管理是高校教學管理中重要的工作環(huán)節(jié).隨著高校信息化建設步伐的加快，發(fā)達地區(qū)高校已采用電子檔案管理模式，但也有一些地區(qū)高校依然采用傳統(tǒng)的紙質檔案管理模式，浪費了大量的人力、財力.電子檔案管理系統(tǒng)的開發(fā)既能提高高校學生檔案管理效率，又能節(jié)省大量的人力、物力.而目前在用的電子檔案管理系統(tǒng)有些是采用兩層架構開發(fā)模式，在維護、二次開發(fā)等方面都存在問題.考慮軟件復用性和軟件構件化，用三層架構可實現(xiàn)軟件設計的“高內聚，低耦合”..NET是現(xiàn)代軟件開發(fā)主流平臺之一，而在.NET平臺中三層架構已經在軟件開發(fā)中成為一種流行的開發(fā)模式，對于應用需求靈活的系統(tǒng)比較適合，為系統(tǒng)的可擴展性和可移植性提供了保障.實踐證明，多層架構開發(fā)模式是較好的軟件開發(fā)途徑.

筆者結合高校學生檔案管理現(xiàn)狀，應用.NET三層架構技術，深入分析高校學生電子檔案管理系統(tǒng)，嚴格按照軟件工程的思路，從需求分析，概要設計，詳細設計等方面給出關鍵問題解決方案.

2.NET框架

.NET平臺是微軟多個開發(fā)團隊努力研發(fā)的成果，是微軟公司發(fā)布的新一代系統(tǒng)、服務和編程平臺，.NET Framework是微軟為開發(fā)應用程序而創(chuàng)建的一個新環(huán)境，提供了跨編程語言的統(tǒng)一編程環(huán)境，大大簡化高度分布式Internet環(huán)境中的應用程序開發(fā)，使得應用程序的平臺獨立性成為可能.主要包括公共語言運行庫(CLR)和.NET Framework類庫組件.

(1)公共語言運行庫(CLR).CLR是.NET Framework的基礎，是.NET Framework運行時的環(huán)境，CLR提供核心服務.一方面，可以被用戶看作是一個在執(zhí)行時管理內存、執(zhí)行線程、執(zhí)行代碼、代碼安全驗證、編譯及其他系統(tǒng)服務的代理；另一方面，CLR還對嚴格的類型安全、可確保安全性和可靠性的其他形式的代碼準確性做了強制實施.

(2).NET框架類庫..NET框架類庫是面向對象的綜合性的可重用類型集合，它是.NET的另一個主要組建.諸如文件訪問、字符串管理、數(shù)據(jù)庫連接等常見的編程任務，用戶可以在.NET框架類庫的支持下完成.此外，類庫也支持類似Windows窗體應用程序、控制臺應用程序、ASP.NET應用程序等多種開發(fā)方案的類型.

(3)ADO.NET.ADO.NET提供對SQL SERVER等數(shù)據(jù)源以及通過OLE DB和XML公開的數(shù)據(jù)源的一致訪問.可以使用ADO.NET來完成應用程序連接數(shù)據(jù)源、檢索、操作和更新數(shù)據(jù)操作.ADO.NET包括.NET框架數(shù)據(jù)提供程序以及數(shù)據(jù)庫和執(zhí)行數(shù)據(jù)操作命令的組建.以特殊方式向用戶公開以實現(xiàn)用戶的直接處理.

3 三層架構

三層架構的主體思想把不同功能的代碼放到不同層的項目中，自下而上分別為：數(shù)據(jù)訪問層(DAL)、業(yè)務邏輯層(BLL)和表示層(UI)，各層之間相互依賴、相互協(xié)作來實現(xiàn)軟件的各項功能［1］.表示層(UI)主要是提供給用戶交互操作界面，為用戶提供顯示數(shù)據(jù)和接受用戶輸入數(shù)據(jù)界面；業(yè)務邏輯層(BLL)是表示層和數(shù)據(jù)訪問層(DAL)的中間通訊橋梁，主要負責數(shù)據(jù)的傳遞和處理；數(shù)據(jù)訪問層(DAL)主要執(zhí)行從數(shù)據(jù)庫獲取數(shù)據(jù)或向數(shù)據(jù)庫發(fā)送數(shù)據(jù)，在分布式應用程序結構中，通常使用ADO.NET數(shù)據(jù)適配器和SQL服務器的存儲過程來實現(xiàn)［2］.

4 基于.NET三層架構的高校學生電子檔案管理系統(tǒng)分析

4.1 高校學生電子檔案管理系統(tǒng)功能需求分析

高校學生電子檔案管理系統(tǒng)，根據(jù)對部分高校學生檔案管理的實際情況調研，通過分析，可分為學生、教師、輔導員和管理員角色.在本系統(tǒng)中，學生能夠查看自己的基本信息、各學期成績信息和在校期間所受獎懲情況；教師可查看自己所授課程的信息，上傳本課程的成績信息；輔導員能夠查看本班所有學生的基本信息，能夠根據(jù)所需的條件下載本班學生信息和本班學生的成績信息及獎學金名單，還能上傳本班學生本學期所受的獎懲情況；管理員除具有管理學生、教師、輔導員、班級等基本信息權限，還需具備上傳初始信息，數(shù)據(jù)備份等權限.系統(tǒng)分為4個功能模塊，分別為：學生功能模塊、教師功能模塊、輔導員功能模塊、管理員功能模塊.如圖1所示.

圖1 系統(tǒng)角色分析

通過對各角色的功能分析，具體需完成如圖2所示的系統(tǒng)功能.

圖2 系統(tǒng)功能結構圖

4.2 高校學生電子檔案管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計

根據(jù)對高校學生電子檔案管理系統(tǒng)的功能需求分析，利用數(shù)據(jù)庫概念結構自底向上的設計方法，結合概念模型中最著名的實體-聯(lián)系法即E-R圖來分析數(shù)據(jù)結構.E-R圖包括三種基本因素即實體、屬性和聯(lián)系，一般用“菱形框”表示聯(lián)系，用“橢圓框”表示實體的屬性，“方框”表示實體.如圖3所示：

圖3 E-R圖的表示

把有聯(lián)系的實體(方框)通過聯(lián)系(菱形框)連接起來，注明聯(lián)系方式，再把實體的屬性(橢圓框)連到相應實體上是E-R圖的常規(guī)畫法.

本系統(tǒng)中主要包括學生，班級，輔導員，專業(yè)，系部，課程，教師，學期，成績，獎懲，獎學金，管理員等實體.下面以學生，班級，教師，課程等實體為例構造E-R圖例，如圖4，圖5所示，其他實體畫法類似.

圖4 學生與班級E-R圖例

圖5 教師與課程E-R圖例

通過對實體的E-R圖分析，將E-R圖轉換成具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)支持的數(shù)據(jù)模型，形成數(shù)據(jù)庫邏輯模式，本系統(tǒng)采用關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)，即把E-R圖轉換成二維表結構描述的實體，用外鍵表示實體之間的關系.本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫邏輯結構設計如下.

學生(學號，姓名，考生號，性別，出生日期，身份證號，民族，政治面貌，專業(yè)編號，班級編號，銀行卡號，宿舍號，宿舍人數(shù)，家庭住址，家庭聯(lián)系方式，個人聯(lián)系方式，QQ號，電子郵箱，照片，休學或退學，備注，密碼)；班級(班級編號，班級名稱，輔導員編號，系部編號，專業(yè)編號，班級人數(shù))；輔導員(輔導員編號，姓名，性別，密碼)；專業(yè)(專業(yè)編號，專業(yè)名稱)；系部(系部編號，系部名稱)；課程(課程編號，課程名稱，教師編號，課程描述)；教師(教師編號，姓名，性別，密碼)；任課表(教師編號，課程編號，班級編號，學期編號)；學期(學期編號，學期名稱)；成績(課程編號，學號，教師編號，成績，學期編號)；獎懲(學號，獎懲名稱，學期編號)；獎學金(學號，獎學金名稱，學期編號)；管理員(編號，用戶名，密碼).

4.3 高校學生電子檔案管理系統(tǒng)實現(xiàn)關鍵問題解決方案

通過上述對高校學生電子檔案管理系統(tǒng)的功能需求分析和數(shù)據(jù)庫設計，下文討論該系統(tǒng)詳細設計階段的關鍵問題解決方案.

(1)DIV+CSS技術實現(xiàn)表示層(UI)的網頁布局.表示層(UI)需要向用戶呈現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示和輸入的交互界面，網頁布局技術選擇是否恰當直接影響系統(tǒng)的運行及維護效率.傳統(tǒng)網頁布局中多采用表格布局和框架布局.表格布局因多層嵌套導致瀏覽速度比較慢，而框架布局不能對網頁元素做具體定位，且部分瀏覽器不支持框架結構.本系統(tǒng)在表示層(UI)實現(xiàn)時采用結構和外觀分離的DIV+CSS布局技術，將網頁內容區(qū)塊放置DIV，而外觀樣式在CSS中實現(xiàn)，真正實現(xiàn)了結構、表現(xiàn)的分離，提高了網頁界面的下載速度和網頁效率，確保了高校學生電子檔案管理系統(tǒng)維護和修改效率［3］，具體布局的流程在此不做贅述.

(2)三層架構中實體類的構造.為避免表示層(UI)、業(yè)務邏輯層(BLL)和數(shù)據(jù)訪問層(DAL)之間大量參數(shù)傳遞的繁瑣性，引入實體對象類層是非常有必要的.三層架構中合理運用實體類以封裝的實體對象作為參數(shù)傳遞替代繁瑣的大量變量參數(shù)傳遞.在表示層(UI)將用戶輸入的數(shù)據(jù)封裝到實體類對象中，在表示層(UI)實例化一個實體類對象，將用戶輸入的各個值賦給實體類對象的各個屬性.在業(yè)務邏輯層(BLL)主要負責在數(shù)據(jù)訪問層(DAL)和表示層(UI)之間傳遞實體對象，并對實體對象中封裝的數(shù)據(jù)進行處理.數(shù)據(jù)訪問層(DAL)根據(jù)數(shù)據(jù)存取需要將實體類對象進行解析并將解析后的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，或者從數(shù)據(jù)庫取出記錄并通過解析并封裝到實體類對象.

根據(jù)該系統(tǒng)底層數(shù)據(jù)庫構造情況，在實體類層構造學生、班級、輔導員、專業(yè)、課程、教師、學期、成績、獎懲、獎學金、管理員實體類，并在表示層(UI)、業(yè)務邏輯層(BLL)和數(shù)據(jù)訪問層(DAL)添加對實體類層的引用.

(3)AJAX技術的靈活運用.在現(xiàn)代軟件發(fā)展中，用戶體驗是衡量軟件質量的很重要的指標之一，為增強用戶體驗，提高系統(tǒng)響應速度，在管理員添加學生，班級，輔導員，教師，課程等功能中采用AJAX異步通信技術.普通的B/S架構的應用程序瀏覽器和服務器的通信是同步的，客戶端發(fā)送HTTP請求時，服務器根據(jù)請求進行業(yè)務邏輯處理，從數(shù)據(jù)庫提取數(shù)據(jù)并生成完整的HTML界面返回到客戶端，即使是一個簡單的數(shù)據(jù)提取，服務器都需要生成HTML頁面，而一般的B/S網站應用程序不能像桌面應用程序那樣快速反應，影響了系統(tǒng)速度，降低了用戶體驗，采用AJAX異步通信，當客戶端向服務器發(fā)送HTTP請求時，將需要的參數(shù)整合成XML文件并發(fā)送到服務器端，服務器端對文件進行解析，并將參數(shù)傳到后臺處理，最后以XML文件的形式返回到客戶端，客戶端實現(xiàn)快速、實時、局部更新，很大程度上提高了系統(tǒng)速度，增強了用戶體驗［4］.

5 結束語

基于.NET平臺三層架構的高校學生電子檔案管理系統(tǒng)采用當前主流軟件開發(fā)平臺，并運用多層架構對系統(tǒng)進行研發(fā)，采用“分而治之”的思想，有利于系統(tǒng)的開發(fā)、維護、部署和擴展，保證了系統(tǒng)的高效性.

［1］溫倩雯，周斌，何堅.基于.NET平臺的三層架構的改進設計［J］.現(xiàn)代計算機，2013(06)：75-80.

［2］徐亞峰，蔣曉峰.基于.NET平臺的交互高校信息系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)［J］.軟件，2013(34)：7-9.

［3］劉丹，倪曉紅.基于DIV+CSS的網頁布局模式［J］.滄州師范學報，2012(09)：74-77.

［4］紀根寧.基于.NET的Ajax技術研究與實現(xiàn)［J］.水力采煤與管道運輸，2013(3)：16-20.