多角色考勤管理與預警系統的設計與實現

張英亮　高善輝

【摘 要】傳統的考勤方法通常是點名或者是紙質簽到方式，已經無法滿足當今教學管理信息化的需要。本研究運用UML進行系統分析，在.NET平臺下，采用三層架構，以C#為開發語言，SQL Server 2008為數據庫管理系統開發了多角色考勤管理與預警系統，實現了考勤管理的規范化、信息化、網絡化。

【關鍵詞】考勤管理；預警；多角色；三層架構

Design and Implementation of Multi-role Attendance Management and Early-warning System

ZHANG Ying-liang1 GAO Shan-hui2

（1.College of Computer and Information Engineering， Tianjin Agricultural University，

Tianjin 300384，China；2. Tianjin YAAN Technology Co. Ltd， Tianjin 300392，China）

【Abstract】Traditional attendance method mainly including roll call and registration， had been unable to keep up with the demand of teaching managements information. Multi-role attendance management and early-warning system was developed in .NET platform by applying UML to carry out object-oriented system analysis， using C# as development language， Microsoft SQL Server 2008 as database management system， adopting three-layer structure. Attendance managements standardization， information and networking were realized in this system.

【Key words】Attendance management； Early-warning； Multi-role； Three-layer structure

學生的考勤能夠很好的反映學生的日常學習情況是掌握學生動態的最直觀手段。高校課堂是大學生獲取知識、培養能力、提高素質的主要場所[1]。在課堂教學中，學生的考勤檢查是一項很重要的內容，它能夠實時的檢查每一位學生的到課情況和聽課情況。傳統的學生出勤檢查往往是教師拿著一張紙質名單逐一點名，或讓學生上交課堂作業以便課后查詢出勤情況。這些方法往往造成統計結果不及時，數據容易遺漏，對學生進行教育難及時到位，甚至容易出現無法處分學生的現象（學生從未得到批評教育，也未受到警告、嚴重警告、記過等處分，卻面臨要留校察看的局面），班主任、輔導員、教師、學生無法及時了解考勤狀況，監控失效。

針對以上問題，開發多角色考勤管理與預警系統，任課教師可以在課堂上直接登錄系統進行學生考勤檢查并記錄考勤信息。可以根據實際情況設置課程的缺勤預警條件，當某個學生的缺勤達到預警條件的時候，系統將自動列出該學生的缺勤信息，使教師能夠及時、直觀地看到，對此類學生進行幫扶。此外，在課余，任課教師、班主任、輔導員及學校各級領導也可以登陸該系統查詢學生的出勤情況。

1 系統需求

1.1 系統需求

高校考勤管理與預警系統主要包含學生信息管理、教師信息管理、管理人員信息管理、課程信息管理、預警信息管理等，是一項復雜而又操作頻繁的工作。用戶是系統的最終使用者，在設計系統之前，筆者與系統用戶（學生，教師，管理人員）進行了深入交流，經過多次系統需求調研與分析總結了以下功能需求：

1）學生可以查看本人的出勤信息，這些信息包含出勤情況、上課時間、課程名稱、任課教師等。

2）任課教師上課時，系統能根據教師課表的安排，自動列出課程信息、學生信息、上課時間等信息，并能對學生進行考勤記錄。任課教師能對自己所教授課程設置預警條件后，系統能自動列出達到預警條件的學生信息，可以查看所授課程的學生出勤信息。

3）教學秘書管理所屬院系學生信息、任課教師信息、班級課程信息、任課教師課程信息、輔導員信息。

4）輔導員可以查看所屬院系學生的出勤信息，可以設置所屬院系的單一課程和全部課程的預警條件，如：設置單一課程預警條件為4次，全部課程的預警條件為10次，系統將會自動列出單一課程缺勤次數達到4次和全部課程缺勤次數達到10次的學生信息。

5）系統管理員擁有系統的最高權限，負責管理系統運行所必需的數據，基本功能需求：管理教學秘書信息；管理上課教室的信息；設置學期的開始時間、結束時間、持續周數；設置教師檢查考勤的有效時間段，如：如果設置有效時間為10分鐘，則考勤有效時間為課程開始10分鐘之內；設置數據可用性，如：設置2012-2013年第一學期、2012-2013年第二學期的數據可用，表示這兩個學期的數據可用，其他學期的數據不可用。

1.2 系統角色

角色是與系統、子系統或類交互的外部人員、進程或事物，是擁有某些權限的一類用戶，代表完成某些功能的資格或權利[2]。通過分析系統需求，可以識別出5個角色：學生、任課老師、教學秘書、輔導員、系統管理員。

1.3 系統用例圖

用例是指對系統提供的功能（或稱系統的用途）的一種描述[3]，是角色和系統在一次交互過程中執行的相關事務的序列。用例圖是由用例、角色以及它們之間的關系構成的，用來描述一個軟件系統中人和功能之間，即角色和用例之間的關系的一種圖形化的表達，可以準確描述角色和用例之間的關系。通過對考勤管理與預警系統的需求分析，可以識別系統的角色，確定用例，建立系統用例圖，如圖1所示。endprint

2 系統設計

2.1 系統架構

根據軟件設計“高內聚，低耦合”的思想，同時為克服兩層結構中將界面部分代碼、業務邏輯代碼和數據庫操作代碼混合在一起，導致軟件后期修改、維護和升級困難[4]，應用軟件開發通用的做法是將應用程序的實現分布在從底向高的三個層：數據訪問層（DAL層）、業務邏輯層（BLL層）和表示層[5，6]，如圖2所示。

圖2 三層架構原理圖

本系統遵循三層架構，數據訪問層直接訪問數據庫，實現基本記錄操作；業務邏輯層調用相關的數據訪問類，實現用戶所需功能；表示層部署控件后，調用業務邏輯層的類，實現具體功能。將應用程序的功能分層后，對于固定的DBMS，數據訪問層基本可以不變，一旦用戶的需求改變，只對業務邏輯層、表示層改動即可。這種做法使程序的可復用性、可修改性都得到了很好的改善，大大提高了軟件工程的效率。

2.2 數據庫設計

數據庫設計在系統需求分析結果的基礎上，充分考慮數據結構的合理性、完整性及安全性，采用軟件工程的先進思想和方法，便于程序設計及系統的維護與升級[7]。根據這些原則，采用關系型數據庫SQL Server 2008設計了考勤管理與預警系統數據庫的邏輯結構由以下數據表構成（只給出部分屬性）：系統管理員表（管理員編號，姓名…）；院系表（院系編號，名稱）；班級表（班級編號，名稱，院系編號…）；教學年度學期表（學期編號，學期名稱，開始時間，結束時間，持續周數…）；課程信息表（課程編號，課程名稱，學年編號，院系編號，學分…）；班級課程表（班級編號，課程編號，上課周次，上課節次，教室編號…）；教師課程表（教師編號，課程編號，上課周次，上課節次，教室編號…）；教室表（教室編號，教室名稱，教室類型…）；學生表（學號，姓名，班級編號…）；任課教師表（教師編號，姓名，院系編號…）；輔導員表（輔導員編號，姓名，院系編號…）；教學秘書表（教學秘書編號，姓名，院系編號…）；考勤表（學號，教師編號，課程編號，上課時間…）；預警信息表（學號，課程編號，缺課次數，學期編號，是否預警…）；預警條件表（編號，設置者編號，預警類型，預警條件…）；

3 系統實現

3.1 開發環境

操作系統：Windows XP Professional （sp3）。

開發平臺：Microsoft Visual Studio 2010。

開發語言：Microsoft Visual C#.NET。

數據庫管理系統：Microsoft SQL Server 2008。

3.2 系統架構實現

考勤管理與預警系統采用三層架構實現，各項目的依賴關系如圖3所示。BLL是業務邏輯層；DALFactory是數據訪問層的抽象工廠；DBHelper是數據訪問基礎類；IDAL是數據訪問層的接口定義；Web是表示層，是系統的UI部分，負責使用者與整個系統的交互；Model是實體層；SQLServerDAL是數據訪問層，操作SQL Server數據庫；WebConfig系統配置層。系統各項目的創建次序依次是：Model，DBHelper，IDAL，WebConfig，SQLServerDAL，DALFactory，BLL，Web。

圖3 系統架構分層交互圖

Model是數據庫表、視圖等的邏輯映射，在系統中起數據傳輸的作用。實體層中包含系統的實體類，實體類是用于對必須存儲的信息和相關行為建模的類。實體對象（實體類的實例）用于保存和更新一些現象的有關信息。實體類通常都是永久性的，它們所具有的屬性和關系是長期需要的，有時甚至在系統的整個生存期都需要。

DBHelper項目包含操作各種數據庫的Helper類，不同數據庫的Helper類的方法基本相同，本系統采用的是SQLServer數據庫，所以DBHelper項目只有一個SQLHelper類。SqlHelper類通過一組靜態方法封裝了數據訪問功能，這些方法調用起來非常方便。該類是抽象類不能被繼承或實例化。

IDAL是數據訪問層的類要實現的一組接口。數據訪問層的類需要完成對數據庫的訪問，但是不同的數據庫需要使用不同的數據訪問對象，這樣對于業務邏輯層來說無法實現數據庫無關性，為了實現數據庫無關性，可以將數據訪問層對象轉化為他所實現的接口類型，這樣就和具體的數據庫訪問對象無關，也就是說數據訪問層對象實現IDAL接口，上層程序在使用時不直接使用數據訪問層對象，而是使用IDAL接口，從而使得整個數據訪問層有利于數據庫遷移。IDAL要達到的目的是：實現業務邏輯與數據庫訪問層的完全分離。

WebConfig項目只有一個類Config，這個類用來讀取表示層中Web.config配置文件中的配置信息，文件中的數據庫鏈接字符串，在SQLServerDAL項目中使用，程序集名稱，在DALFactory項目中使用。如果數據庫更換，只需更換數據庫鏈接字符串和程序集名稱即可。

SQLServerDAL項目中的類要實現IDAL項目中相對應的接口，實現對數據庫的Select，Insert，Update和Delete操作。

DALFactory項目使用反射和抽象工廠來實例化數據訪問層的類對象。實現方法是：通過WebConfig項目的Config類讀取表示層中Web.config配置文件中程序集名稱信息，然后使用反射來實例化數據訪問層的類對象，根據程序集名稱和類名動態實例化數據訪問層的類對象，實現數據庫的無縫切換。

BLL業務邏輯層包含了整個系統的核心業務，它處于數據訪問層與表示層之間，起到了數據交換中承上啟下的作用。在業務邏輯層中，不能直接訪問數據庫，必須通過數據訪問層。對數據訪問業務的調用，是通過接口項目IDAL來完成，層與層之間的關系就是松散耦合的。endprint

Web表示層負責直接和用戶交互。一般就是指系統的界面，用于數據的錄入，顯示等功能。

3.3 系統主要功能實現

3.3.1 課程考勤

任課教師登錄考勤管理與預警系統后，系統根據教師的課表、周次、上課時間、上課教室自動顯示上課的學生信息、課程信息、教師信息等。如圖4所示，任課教師通過此界面對學生進行考勤記錄。

3.3.2 查看考勤信息

用戶登錄考勤管理與預警系統后可以查看考勤信息，學生可以查看本人的考勤信息，任課教師可以查看所授課程學生的考勤信息，輔導員可以查看所屬院系學生的考勤情況。圖5是任課教師查看考勤信息界面。

4 結論

在.NET平臺下，采用三層架構設計了多角色考勤管理與預警系統，實現了高?？记诠芾淼囊幏痘?、信息化、網絡化，為高校的考勤管理工作提供了一個方便快捷的平臺，有效減輕了考勤工作對于教師、學生和教學管理人員的負擔，減少了人為的干預，提高了學生管理的效率，解決了高校規模壯大后，對學生考勤管理的難題，對于智慧校園的建設有著重要的現實意義。

【參考文獻】

[1]隗玲，王昌.高校課堂移動考勤系統的設計與應用[J].學園，2014（32）：8-9.

[2]張琪.基于角色的權限管理系統的設計與實現[D].成都：電子科技大學，2013.

[3]邵博超，王文俊.基于UML的文化中心設施管理系統的設計與實現[J].信息技術，2015（1）：39-43.

[4]陳翠紅，莊彥.基于B/S三層架構的中職師資培訓測評系統的設計與實現——以安徽省中職師資培訓測評系統為例[J].長沙大學學報，2014，28（2）：39-42.

[5]高揚.基于.NET平臺的三層架構軟件框架的設計與實現[J].計算機技術與發展，2011，21（2）：77-85.

[6]佟海亮，楊征，王鑫.基于三層架構和SOA體系的農業種植管理系統開發[J].南方農業，2015，9（3）：163-166.

[7]Daniela Florescu， Alon Levy， Alberto Mendelzon.Database Techniques for the World Wide Web[J]. Sigmod record， 2005，32（3）：59-74.endprint