基于負(fù)載均衡的在線選課系統(tǒng)的研究與設(shè)計思路

摘 要 旨在采用負(fù)載均衡技術(shù)，設(shè)計建成一個基于ASP.NET，集信息化、網(wǎng)絡(luò)化、自動化為一體的，符合高職院校特點(diǎn)的在線選課系統(tǒng)，以此來提高選課工作的管理質(zhì)量和效率。

關(guān)鍵詞 在線選課系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫；ASP.NET；負(fù)載均衡

中圖分類號：TP315 文獻(xiàn)標(biāo)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(xué)校自整建制并入臨沂大學(xué)、跨入高等教育辦學(xué)系列以后，專業(yè)課程設(shè)置、教學(xué)管理模式、在校生數(shù)量及教學(xué)資源配備等都發(fā)生很大變化，加之由學(xué)年制逐步改為學(xué)分制，對原有教務(wù)管理尤其是學(xué)生選課工作提出更高要求。這些年來，學(xué)校一直采用人工方式進(jìn)行選課操作和管理，工作量大，數(shù)據(jù)繁瑣，且容易出現(xiàn)人為錯誤，一旦處理失誤將會造成教學(xué)資源的浪費(fèi)，甚至?xí)?dǎo)致教學(xué)事故，影響教育教學(xué)的正常運(yùn)行。

由此可見，傳統(tǒng)人工選課方法難以適應(yīng)繁重的教務(wù)管理任務(wù)，為充分發(fā)揮學(xué)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(wǎng)絡(luò)平臺，設(shè)計開發(fā)在線選課系統(tǒng)是解決上述問題的最佳方法。同時，由于各高校機(jī)構(gòu)設(shè)置、管理流程的區(qū)別，選課系統(tǒng)需要針對教學(xué)實際專門設(shè)計，以滿足學(xué)校的具體需求。

2 研究現(xiàn)狀及創(chuàng)新點(diǎn)

隨著我國高等教育體制大規(guī)模的改革，院校合并、校區(qū)分散、專業(yè)設(shè)置日趨多樣化，招生人數(shù)逐年增加，學(xué)年制逐步改為學(xué)分制，這使得高校教學(xué)管理的工作量大幅度增加。學(xué)生選課工作是高校教學(xué)管理的重要組成部分，傳統(tǒng)人工選課模式已難以適應(yīng)信息化、現(xiàn)代化的要求，因此，各高校為了提高辦公效率，提高教學(xué)的靈活性，都在開發(fā)適合自身需求的在線選課系統(tǒng)。但目前的大多選課系統(tǒng)也存在不足，如功能過于繁多，軟件結(jié)構(gòu)不合理，升級維護(hù)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(xué)初，因選課人數(shù)過多、選課時間集中并有限，從而導(dǎo)致服務(wù)器負(fù)擔(dān)過重，出現(xiàn)系統(tǒng)擁堵訪問速度過慢，甚至造成服務(wù)器崩潰等現(xiàn)象，影響教學(xué)的正常運(yùn)行。

經(jīng)過對臨沂大學(xué)沂水分校選課工作的調(diào)查分析，綜合多家高校選課系統(tǒng)出現(xiàn)的普遍問題，設(shè)計并開發(fā)基于負(fù)載均衡的在線選課系統(tǒng)，從根本上減輕教務(wù)管理工作量，提高選課流程的規(guī)范化、透明化，滿足學(xué)生、教師和管理人員等多方面的需要。同時針對大量的學(xué)生在集中的時間段內(nèi)選課造成的網(wǎng)絡(luò)擁堵問題，采用負(fù)載均衡技術(shù)，將大量的并發(fā)訪問分擔(dān)到多臺節(jié)點(diǎn)設(shè)備上分別處理，減少用戶等待響應(yīng)時間，將單個重負(fù)載的運(yùn)算分擔(dān)到多臺節(jié)點(diǎn)設(shè)備上做并行處理，提高運(yùn)行速度，增強(qiáng)系統(tǒng)處理能力。除此之外，將服務(wù)器按專業(yè)人數(shù)多少統(tǒng)籌分配，一批相關(guān)專業(yè)設(shè)在同一臺服務(wù)器上選課，從管理上避免學(xué)生擠在一條線上，從而提高選課系統(tǒng)的靈活性和可靠性。

3 可行性分析

3.1 設(shè)計可行性

筆者作為學(xué)校教務(wù)主管人員，對學(xué)校的教學(xué)管理運(yùn)行機(jī)制、學(xué)分制實行情況、教師教學(xué)資源配備、專業(yè)課程設(shè)置等情況都比較了解，設(shè)計開發(fā)一套在線選課系統(tǒng)也是師生共同的需求。

3.2 技術(shù)可行性

該系統(tǒng)屬于一個基于數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的Web應(yīng)用系統(tǒng)，其基本操作還是對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行添加、刪除、查找、編輯等，通過ASP.NET技術(shù)可以方便地實現(xiàn)。

3.3 經(jīng)濟(jì)可行性

該系統(tǒng)開發(fā)周期較短，系統(tǒng)維護(hù)投入資金小，系統(tǒng)投入運(yùn)行后可以為學(xué)校節(jié)約大量的人力、物力，所帶來的效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于系統(tǒng)軟件的開發(fā)成本。

4 系統(tǒng)設(shè)計思路

采用B/S架構(gòu)來研究和開發(fā)系統(tǒng)，按照軟件工程的設(shè)計思想，將系統(tǒng)分為4個功能模塊：公共模塊、學(xué)生模塊、教師模塊和管理員模塊。使用當(dāng)前流行的ASP.NET語言實現(xiàn)動態(tài)網(wǎng)頁的交互，使用Access2003數(shù)據(jù)庫進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)，最后對各功能模塊進(jìn)行測試。

4.1 功能模塊分析

公共模塊：用于實現(xiàn)身份驗證，用戶通過輸入合法信息登錄才可進(jìn)入選課系統(tǒng)；在本系統(tǒng)中只有學(xué)生、老師、管理員3種身份。

學(xué)生模塊：實現(xiàn)學(xué)生選課、查看選課結(jié)果等功能。

教師模塊：實現(xiàn)對自己開設(shè)課程和選修學(xué)生名單的查詢。

管理員模塊：包含3個子模塊，分別實現(xiàn)對學(xué)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(fā)布課程的詳細(xì)信息等操作。

4.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

在整個系統(tǒng)設(shè)計中，統(tǒng)計出共有管理員、教師、學(xué)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(xué)院、授課教師、總?cè)藬?shù)、已選人數(shù)、學(xué)分、考核方式、課程簡介等屬性；學(xué)生包含學(xué)號、姓名、專業(yè)、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(jù)系統(tǒng)功能設(shè)計的要求以及功能模塊的劃分，對于系統(tǒng)用戶信息數(shù)據(jù)庫，可以設(shè)計：課程信息表（Course_Info），包括序號、課程號、課程名、所在學(xué)院、教師職稱、課程分類、課程名稱、總學(xué)時數(shù)、課程學(xué)分、限制人數(shù)、已選人數(shù)、考核方式、教學(xué)目標(biāo)、是否開設(shè)等14個字段；學(xué)生信息表（Stu_Info），包括序號、學(xué)號、學(xué)生姓名、入學(xué)年份、年級、專業(yè)、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(xué)院分類信息表，包括序號、類別號、學(xué)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(tǒng)設(shè)計

1）登錄界面設(shè)計。首先設(shè)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(xué)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(xué)生選課功能設(shè)計。學(xué)生用戶登入系統(tǒng)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(xué)分、人數(shù)上限和已選課人數(shù)等信息，點(diǎn)擊列表下方的“我要選課”即可進(jìn)入選課功能，選中課程后提示選課成功。當(dāng)學(xué)生完成選課后，頁面自動轉(zhuǎn)到查看課程頁面，或者由用戶自己點(diǎn)擊頁面上方的“我的課程”鏈接，查看選課結(jié)果。

3）教師課程申報功能。教師登入系統(tǒng)后自動跳轉(zhuǎn)到課程申報頁面，輸入課程的相關(guān)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(shè)計。管理員登入系統(tǒng)后，可以對課程進(jìn)行修改、審核、刪除操作。管理員修改信息后，點(diǎn)擊“確認(rèn)提交”，即可完成修改。由行政領(lǐng)導(dǎo)審核批準(zhǔn)開課后，教務(wù)管理人員通過網(wǎng)站進(jìn)行審核操作，在審核課程時彈出對話框，提示是否進(jìn)行審核，再次點(diǎn)擊審核后完成確認(rèn)過程。

5）負(fù)載均衡技術(shù)設(shè)計。在選課系統(tǒng)中，學(xué)生通過客戶端向集群發(fā)送請求后，負(fù)載均衡交換機(jī)接受請求，通過算法選定當(dāng)前任務(wù)服務(wù)器，接受任務(wù)的服務(wù)器與后臺數(shù)據(jù)庫連接，將最終結(jié)果經(jīng)負(fù)載均衡交換機(jī)返回給客戶端，其中負(fù)載均衡交換機(jī)和Web服務(wù)器群組是選課系統(tǒng)的兩個重要組成部分。

5 結(jié)束語

該系統(tǒng)以校園網(wǎng)為平臺，教師、學(xué)生可以在任何時間、校園網(wǎng)上任一終端進(jìn)行選課、查詢、修改選課等操作，并充分體現(xiàn)安全、公平、準(zhǔn)確、簡便快捷的特點(diǎn)，具有良好的數(shù)據(jù)一致性、完整性、安全性和一定的實際應(yīng)用價值。

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