計(jì)算機(jī)機(jī)房課程預(yù)約系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

王英奎　朱鵬飛　郭洪亮

摘 要：高校計(jì)算機(jī)機(jī)房的排課系統(tǒng)對(duì)合理、高效地使用計(jì)算機(jī)機(jī)房具有十分重要的意義。本文基于.NET框架開發(fā)了一套針對(duì)我校計(jì)算機(jī)機(jī)房的排課管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅支持自動(dòng)對(duì)機(jī)房進(jìn)行排課，還支持人員、課程的管理。

關(guān)鍵詞：排課系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)機(jī)房 .NET

中圖分類號(hào)：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2018）07-000-01

一、系統(tǒng)開發(fā)背景

1.高校計(jì)算機(jī)機(jī)房管理現(xiàn)狀

隨著整個(gè)社會(huì)信息化的快速發(fā)展，高校中的各個(gè)學(xué)科都趨向于和信息學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)科交叉發(fā)展。教學(xué)中對(duì)機(jī)房的使用變得越來越迫切，對(duì)機(jī)房管理人員而言，如何合理有效地分配機(jī)房資源具有重要的意義。

我校計(jì)算機(jī)中心共有五個(gè)機(jī)房，每個(gè)機(jī)房的計(jì)算機(jī)數(shù)量和配置（硬件配置、軟件配置）都不相同。目前，對(duì)機(jī)房的排課都是靠手工進(jìn)行，在得到相關(guān)課程的預(yù)約信息后，我們要根據(jù)課程要求的上課時(shí)間、上課學(xué)生數(shù)、需要的軟件、需要的系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一分配，分配方法是手工制作Excel表格，逐個(gè)將所有課程安排妥當(dāng)。

這種手工排課方式有很多缺陷，首先，工作效率極低，每學(xué)期有幾十門課程需要安排，因此，需要不停的調(diào)整才能滿足要求；其次，分配機(jī)房容易出錯(cuò)，很難保證所有課程不產(chǎn)生沖突；最后，安排課程時(shí)，如果預(yù)約的課程有問題，需要及時(shí)和相關(guān)教師聯(lián)系，但我們只能通過電話聯(lián)系，對(duì)上課時(shí)間、地點(diǎn)、要求等內(nèi)容的溝通容易出錯(cuò)。

1.1機(jī)房管理系統(tǒng)開發(fā)現(xiàn)狀

目前，針對(duì)高校計(jì)算機(jī)機(jī)房管理、課程預(yù)約和排課系統(tǒng)已有大量的研究工作[1，2]。早期的機(jī)房預(yù)約管理系統(tǒng)基于CS架構(gòu)，隨著.NET框架的流行，基于BS架構(gòu)的系統(tǒng)逐漸流行起來，本文實(shí)現(xiàn)的機(jī)房課程預(yù)約系統(tǒng)也是基于BS架構(gòu)的[3]。在功能上，已有的系統(tǒng)大多只是實(shí)現(xiàn)課程排課功能，不能滿足特定單位的特殊要求[4]，本文所實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)針對(duì)我校計(jì)算機(jī)機(jī)房的特有情況，在基本的排課預(yù)約基礎(chǔ)上，又增加了對(duì)機(jī)房計(jì)算機(jī)和任課教師的管理。

二、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

1.系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)采用.NET框架，使用C#和Asp.net實(shí)現(xiàn)。整體架構(gòu)采用經(jīng)典的三層模式：表現(xiàn)層，業(yè)務(wù)邏輯層，數(shù)據(jù)訪問層，其中表現(xiàn)層采用Asp.net呈現(xiàn)，業(yè)務(wù)邏輯層采用C#編碼，編寫了專業(yè)的數(shù)據(jù)訪問層，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫采用SqlServer2008。

2.代碼結(jié)構(gòu)

2.1名字空間CEEI.DAO為業(yè)務(wù)邏輯層，主要類包括：

a） 類clsDBOpenAPI

名字空間 CEEI.DAO中主要的類clsDBOpenAPI定義了系統(tǒng)中所有的邏輯操作，例如：

public Dictionary FillClassArrangement（） 此函數(shù)為添加課程安排

public DataTable GetClassByDate（string date） 獲取某一天的課表信息

public int InitClassArrangement（clsReservation Reservation） 初始化課程安排

public int InitSemester（clsSemester Semester） 初始化學(xué)期信息

public DataTable QueryClassByRoonumClassnum（string claarrangeid， string roomid） 根據(jù)第幾節(jié)和房間號(hào)獲得課表信息

b）類clsInitParameters，該類中定義了系統(tǒng)使用的相關(guān)參數(shù)：學(xué)期周數(shù)，第幾周，星期幾，日期。

c） 類clsReservation，該類定義了預(yù)約信息。

2.2名字空間CEEI.DataAccess，該空間為數(shù)據(jù)訪問層。

a）類clsDataProvider，該類為數(shù)據(jù)訪問層的關(guān)鍵類，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的添加、查詢、修改。它的實(shí)現(xiàn)方式是通過clsMetaParser類分析meta目錄下的meta.xml文件，獲得sql存儲(chǔ)過程的代碼，進(jìn)而執(zhí)行。

b）類clsMetaFunction，該類分析執(zhí)行sql函數(shù)。

c）類clsMetaGet，該類分析執(zhí)行sql存儲(chǔ)過程，查詢數(shù)據(jù)表。

d）類clsMetaParser，該類分析meta.xml。

3.具體功能實(shí)現(xiàn)

3.1課程預(yù)約頁面

課程預(yù)約頁面：reservation.aspx為本系統(tǒng)的核心功能，，操作方法：每添加一門課程后，點(diǎn)擊submit，點(diǎn)此按鈕后，課程安排會(huì)存放到數(shù)據(jù)庫中“classarrangementtemp”表中，此時(shí)表中記錄數(shù)量較大，把所有課程都添加完成后，最后點(diǎn)擊Generate，會(huì)生成記錄數(shù)較小的表classarrangement。

3.2其它主要功能模塊

lmain.aspx 主頁面，其主要內(nèi)容是課程查詢顯示，課表顯示矩陣：能夠根據(jù)本學(xué)期上課周數(shù)、按日期查詢上課情況，綠色圖標(biāo)表示當(dāng)前時(shí)間機(jī)房空閑，紅色表示機(jī)房被占用，將鼠標(biāo)移到紅色圖標(biāo)上方將彈出當(dāng)前上課的情況，包括上課名稱、專業(yè)、班級(jí)。

三、總結(jié)

針對(duì)我校計(jì)算機(jī)機(jī)房預(yù)約排課的難點(diǎn)，本文實(shí)現(xiàn)了一個(gè)計(jì)算機(jī)機(jī)房預(yù)約排課系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅能夠自動(dòng)對(duì)預(yù)約的課程進(jìn)行合理高效的排課，還具有機(jī)房管理、人員管理的功能。經(jīng)我校老師的實(shí)際應(yīng)用，證明該系統(tǒng)具有較高的實(shí)用性。

參考文獻(xiàn)

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計(jì)算機(jī)軟件數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)原則與價(jià)值解讀

何 清

（濟(jì)寧學(xué)院，山東 曲阜 273155）

摘 要：計(jì)算機(jī)軟件數(shù)據(jù)庫作為存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)的基本形式，具有統(tǒng)一管理、結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)以及集中控制的優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)有助于提升用戶數(shù)據(jù)的管理有效性，對(duì)于提高系統(tǒng)安全性也是極其關(guān)鍵的。本文從數(shù)據(jù)庫介紹、數(shù)據(jù)庫價(jià)值分析以及數(shù)據(jù)庫安全設(shè)計(jì)原則等內(nèi)容進(jìn)行簡要的分析和介紹，為更好的利用計(jì)算機(jī)軟件數(shù)據(jù)庫提供參考。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī) 軟件 數(shù)據(jù)庫 設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2018）07-000-01

一、數(shù)據(jù)庫簡介

數(shù)據(jù)庫（database）是按照一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和組織形式存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)文件。數(shù)據(jù)庫按照基本的機(jī)構(gòu)層次可劃分為三種類型，即物理層、概念層以及用戶層，其中物理層是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各種數(shù)據(jù)的實(shí)際存儲(chǔ)形式，物理層又稱為內(nèi)模式，通常物理層數(shù)據(jù)的維護(hù)由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)完成，用戶參與的情況較少；概念層則是數(shù)據(jù)庫的邏輯表示，是數(shù)據(jù)庫表定義以及字段定義的邏輯形式，用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)集合，同時(shí)邏輯層還定義了數(shù)據(jù)表之間的邏輯關(guān)系，使之具有一定的聯(lián)系，概念層由數(shù)據(jù)庫管理員進(jìn)行設(shè)計(jì)和定義的；用戶層對(duì)應(yīng)了數(shù)據(jù)的視圖層，供特定的用戶使用，用戶層作為最外層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是供用戶直接使用的和展示。從數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)層次來看，數(shù)據(jù)庫是通過層層映射來進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。從實(shí)際的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用來看，目前絕大多數(shù)的數(shù)據(jù)庫以關(guān)系型為基本的實(shí)現(xiàn)形式，所謂的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫都是基于二維的表結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的，如常見的Oracle數(shù)據(jù)庫、MS SQLserver數(shù)據(jù)庫、MySQL等都是關(guān)系型數(shù)據(jù)，近年來大數(shù)據(jù)云計(jì)算的發(fā)展，Nosql數(shù)據(jù)庫也同樣迅速成長起來。下面主要以常見的關(guān)系型數(shù)據(jù)為例進(jìn)行介紹和論述。

二、計(jì)算機(jī)軟件中數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的價(jià)值性分析

1.通過數(shù)據(jù)庫接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享

數(shù)據(jù)共享是數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)應(yīng)用的主要形式，通過對(duì)不同類型的用戶賦予相關(guān)權(quán)限，用戶可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫中表數(shù)據(jù)的訪問控制，按照訪問權(quán)限對(duì)于數(shù)據(jù)的控制類型最為常見的就是進(jìn)行讀寫控制，為了避免數(shù)據(jù)“臟”讀或?qū)懸约耙恢滦缘膯栴}，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員還實(shí)現(xiàn)的事務(wù)（Transaction）以及鎖機(jī)制，提供不同用戶進(jìn)行同時(shí)訪問的機(jī)制，提高數(shù)據(jù)庫訪問中數(shù)據(jù)的可靠性訪問，避免了由于不當(dāng)讀寫引發(fā)的數(shù)據(jù)庫問題。數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)共享主要是通過結(jié)構(gòu)化的訪問語句進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

2.通過數(shù)據(jù)庫減少數(shù)據(jù)冗余

數(shù)據(jù)的管理先后經(jīng)歷的人工管理、文件系統(tǒng)管理和數(shù)據(jù)庫管理等階段，數(shù)據(jù)庫管理較之人工管理以及文件系統(tǒng)管理的最大優(yōu)勢(shì)即在數(shù)據(jù)的冗余度大大減少，另外為了進(jìn)一步的提升數(shù)據(jù)庫冗余度的問題，設(shè)計(jì)人員還進(jìn)行的范式的設(shè)計(jì)，一共包括五個(gè)級(jí)別（第一范式、第二范式、第三范式、第四范式以及第五范式）來降低應(yīng)用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)冗余度，主要是通過優(yōu)化表字段設(shè)計(jì)，生成中間表等方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)冗余的降低對(duì)于高效的數(shù)據(jù)管理有著十分重要的意義，也是提高數(shù)據(jù)運(yùn)行效率的管理。

三、計(jì)算機(jī)軟件數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本原則

1.保障基本功能的可用性

基本功能的可用性，即對(duì)用戶事件操作作出相應(yīng)的正確響應(yīng)，對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)庫操作同樣以結(jié)構(gòu)化的操作語言進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的。數(shù)據(jù)庫功能的可用性設(shè)計(jì)是數(shù)據(jù)庫基本的設(shè)計(jì)要求，必須滿足用戶對(duì)軟件操作后的數(shù)據(jù)持久化操作功能。通常在軟件分層設(shè)計(jì)過程中，從用戶角度向內(nèi)依次可劃分為UI層（界面層）、業(yè)務(wù)邏輯層（Business層）以及持久化層（DAO層次），而數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)即集中體現(xiàn)持久化的設(shè)計(jì)中。無論是用戶調(diào)用業(yè)務(wù)邏輯層代碼，訪問數(shù)據(jù)庫操作，還是通過業(yè)務(wù)邏輯層抓取數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)都應(yīng)滿足用戶的業(yè)務(wù)功能。

2.不斷提升數(shù)據(jù)庫的性能

有了基本的可用性保障，對(duì)于數(shù)據(jù)庫性能的提升也是極其關(guān)鍵的，衡量數(shù)據(jù)庫性能性能指標(biāo)通常以延時(shí)（硬件的突發(fā)處理能力）和帶寬（硬件持續(xù)處理能力）來衡量的。性能的提升主要通過優(yōu)化表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、增加冗余字段等進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的，以增加冗余字段為例，其典型的應(yīng)用——增加索引，通過對(duì)數(shù)據(jù)表建立索引，設(shè)計(jì)者應(yīng)在表空間和運(yùn)行效率之間做好權(quán)衡，不斷提升系統(tǒng)運(yùn)行效率。另外，對(duì)于一些高并發(fā)的情況，設(shè)計(jì)人員應(yīng)通過及時(shí)釋放鏈接、對(duì)于經(jīng)常操作的數(shù)據(jù)延長駐留內(nèi)存時(shí)間等方式進(jìn)行。總之，不斷提升系統(tǒng)運(yùn)行效率對(duì)于提高數(shù)據(jù)庫的可用性也是極其關(guān)鍵的，在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)重點(diǎn)考慮。

3.加強(qiáng)數(shù)據(jù)庫可拓展性設(shè)計(jì)

隨著用戶需求的不斷增長，對(duì)于數(shù)據(jù)庫拓展性的設(shè)計(jì)也是極其關(guān)鍵的，數(shù)據(jù)庫拓展性設(shè)計(jì)可以通過增加中間表、增加字段以及設(shè)計(jì)臨時(shí)表達(dá)方式進(jìn)行是實(shí)現(xiàn)。中間表是通過在相應(yīng)幾張表之間通過抽取相關(guān)字段（增加字段）的方式來實(shí)現(xiàn)的，中間表的可以拓展表功能，并且靈活度較高，對(duì)于原始系統(tǒng)的侵入性低，而通過增加字段的方式對(duì)原有表具有較大的侵入性，同時(shí)一些原始數(shù)據(jù)往往由于不存字段值需進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)修改，表內(nèi)容不高的條件下容易實(shí)現(xiàn)，表內(nèi)容較多的條件下則修改復(fù)雜度就需要消耗大量的精力去重新設(shè)計(jì)；臨時(shí)表與增加中間表的思路基本一致，也是常見的一種方式。建議設(shè)計(jì)人員進(jìn)行合理的選擇，以提高數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)拓展性功能。

4.注重?cái)?shù)據(jù)庫安全性設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫安全性作為數(shù)據(jù)庫安全性設(shè)計(jì)的重要方面應(yīng)引起重視，對(duì)于安全性設(shè)計(jì)首先是對(duì)用戶權(quán)限分配的設(shè)計(jì)，對(duì)于不同用戶應(yīng)分配不同的權(quán)限，建議采取最小權(quán)限設(shè)計(jì)的方式方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，避免權(quán)限分配過大或過小引起的權(quán)限問題；其次是表字段數(shù)據(jù)的安全設(shè)計(jì)問題，對(duì)于關(guān)鍵詞段應(yīng)進(jìn)行加密涉及，建議采取MD5等方式進(jìn)行加密，即便惡意用戶對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了竊取，其仍然無法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，這是極其關(guān)鍵的；再次則是表視圖的問題，可以通過視圖等操作暴露出相關(guān)字段，相較而言，通過視圖可以隱藏原始表字段和數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)的安全性；除此之外，臨時(shí)表可以進(jìn)行安全性操作，通過構(gòu)建臨時(shí)表對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行臨時(shí)展示，操作結(jié)束以后恢復(fù)數(shù)據(jù)，同樣具有安全保護(hù)能力。另外，基于存儲(chǔ)過程、函數(shù)可以對(duì)外暴露接口，而隱藏內(nèi)部操作，提升數(shù)據(jù)訪問安全性。

綜上所述，數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)應(yīng)從數(shù)據(jù)庫功能性、性能性、可拓展性以及安全性等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，為更加有效的利用數(shù)據(jù)庫提供參考，為軟件功能的實(shí)現(xiàn)提供數(shù)據(jù)管理支撐。

參考文獻(xiàn)

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