基于Java的學生選課系統的設計與實現

雷文禮等

摘 要： 教務管理系統已經完全替代了之前全手工和文件記載的方式進行教務的管理，學生選課系統作為其一個不可或缺的子系統，受到各大高校的青睞，已經成為各高校的主流選課方式，淘汰了以往比較落后的全人工的方式。在此設計了一種基于Java的學生選課系統，該系統采用Java的SSH三大框架、B/S架構開發而成，通過學生在線的瀏覽器操作，使得選課管理工作變得規范化、系統化，提高了信息處理的有效性和準確性，同時大大提高了在學校日常工作中學生的參與性。

關鍵字： Java； 選課； B/S； 瀏覽器

中圖分類號： TN915.4?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2015）05?0103?03

Design and implementation of student course selection system based on Java

LEI Wen?li， REN Xin?cheng， ZHANG Dong， GAO Ying

（College of Physic and Electronic Information， Yanan University， Yanan 716000， China）

Abstract： The educational administration system has completely replaced the previous hand and documented way of tea?ching management. The course selection system as an indispensable subsystem， which makes a favorable impression on many universities， has become the mainstream choice of universities. Meanwhile， the backward full manual mode was eliminated. A student course selection system based on Java is designed in this paper. It was developed by means of three frameworks in Java and B/S architecture. The system makes the course management work more standardized and systematic through the online browser operation of students. It improved the effectiveness and accuracy of information processing， at the same time， greatly stimulated the students with participation to school daily work.

Keywords： Java； course selection； B/S； browser

0 引 言

我國高校都實行了學分制，它的核心是允許學生自由選課，即把學習的自主權交給學生。在這里，學生選課時的制約因素比較復雜，工作量也很大，而且往往需要在較短的時間內完成。運用計算機輔助選課，既能實時地對大量選課數據進行檢驗和統計，十分方便地輸出選課結果，同時也避免了人工處理時容易產生的錯誤。在高等學校的教務管理工作中，課程表的編排是一項十分復雜、棘手的工作。在排課過程中，除了滿足大量的制約條件以外，還必須解決許多沖突與矛盾，例如：兩位教師不能同一時間在同一班級上課、一位教師不能在同一時間上兩門課等等。利用計算機輔助進行課表編排工作，既提高了排課工作的科學性，又可大大減輕管理人員的工作強度，提高工作效率，從而使學校教務管理現代化邁上了一個新臺階[1]。

1 Java技術

Java是由Sun Microsystems公司于1995年5月推出的Java程序設計語言和Java平臺的總稱。Java平臺由Java虛擬機（Java Virtual Machine）和Java 應用編程接口（Application Programming Interface，API）構成[2?3]。Java應用編程接口為Java應用提供了一個獨立于操作系統的標準接口，在硬件或操作系統平臺上安裝一個Java平臺之后，Java應用程序即可運行。

2 需求分析

根據前期的調研，結合目前延安大學的學生選課系統的現狀，確定了本系統的需求分析，具體情況如下：

（1） 按角色功能劃分為三個模塊：管理員模塊、教師模塊、學生模塊。

（2） 管理員模塊：系統管理員擁有管理員權限，可以進行教師信息的增刪改查、學生信息的增刪改查、教師開設課程的查看以及課程已選學生的查看。

（3） 教師模塊：教師擁有系統的教師權限，可以進行課程的開設和刪除、對已選學生的信息查看以及給學生打分和修改學生該門課程的成績。其所有的操作都是針對自己已開設的課程，并且每個教師最多只能開設兩門課。

（4） 學生模塊：學生擁有系統的最低的學生權限，可以進行課程選擇和退選，已選課程的成績查詢以及已累積學分的查看。學生只能選擇人數未滿的課程、與已選課程時間不沖突的課程，每個學生最多只能選擇兩門課程。

（5） 所有角色提供密碼修改功能。

（6） 以上的操作所涉及的數據處理，均需要維護到數據庫表中。

（7） 有較好的可維護性、可靠性、可理解性和較高效率。易于用戶理解和操作。

3 設計實現

3.1 數據庫設計

數據庫設計的任務是確定系統所需的數據庫[4?5]。數據庫是表的集合，通常一個系統只需一個數據庫。本文使用MySql數據庫管理軟件。MySQL是一個關系型數據庫管理系統，由瑞典MySQL AB公司開發，是一種關聯數據庫管理系統。關聯數據庫將數據保存在不同的表中，從而增加了速度并提高了靈活性。MySQL的SQL語言是用于訪問數據庫的最常用標準化語言[6?7]。本文建立了course數據庫以及admin、student、teacher、course、stuCourse五個表。

（1） 教師信息表

teacher 字段如下：

主鍵：編號id

包括教師的工號username、姓名name、所在學院academy、辦公室office、聯系電話phone、郵箱email、登錄密碼password。

（2） 課程信息表

course 字段如下：

主鍵：編號id

名稱name、上課星期day、上課時間time、起始周start_week、結束周end_week、上課地點cour_place、人數number、已選人數：cour_alrealy、任課教師工號teacher、學分score。

（3） 學生信息表

student 字段如下：

主鍵：編號id

學號username、姓名name、所在學院academy、專業subject、所在班級class、登錄密碼password。

（4） 學生選課表

stuCourse 字段如下：

學號stu_id、課程編號cour_id、成績progress、學分score。

（5） 管理員信息表

Admin三個字段：

主鍵：編號id

管理員用戶名username、管理員密碼password。

其中，由于教師對課程是一對多的映射，課程對教師是多對一的映射，根據數據庫設計原則，將teaID存入課程信息表中。由于學生和課程是多對多的映射，根據數據看設計原則，建立新的選課表stuCourse。以上所有的主鍵在數據表中以uuid的形式進行保存。powerDesiner中的設計圖如圖1所示。

3.2 模塊設計

按照系統需求分析進行，按模塊進行設計，將系統分為3個模塊：管理員模塊、教師模塊和學生模塊。管理員模塊下劃分為4個功能模塊；教師模塊劃分為4個模塊；學生模塊劃分為3個功能模塊。模塊設計圖如圖2所示。

3.3 功能劃分

在模塊劃分完成之后，進行如下的功能劃分：

（1） 學生通過身份驗證后進入主界面，在主界面為學生提供三個功能選擇，選擇課程，查看成績和修改個人密碼。在點擊已選課程的名稱鏈接后還可以查看該門課程的成績，每個學生最多只能選擇兩門課程。

（2） 教師通過身份驗證后進入教師主頁，提供開課、修改課程信息、給學生課程打分及修改分數、修改個人密碼功能。在點擊課程名稱的鏈接后可以查看當前已選擇該門課程的學生。

（3） 管理員通過身份驗證進入管理員主頁，提供添加學生、添加教師、學生及教師信息修改，瀏覽課程開設及已選學生信息。

3.4 系統框架流程

系統所使用SSH三大框架技術[8]，由用戶在客戶機的瀏覽器上進行操作，發送請求到網絡服務器，網絡服務器根據客戶端的請求在網絡應用中找到相應的JSP頁面，并且創建Servlet和Javabean實例，Servlet實例調用Hibernate中的方法訪問數據庫，并且將數據庫操作結果返回到服務器，由服務器以JSP的形式返回給客戶，呈現在瀏覽器上。系統流程控制圖如圖3所示。

用戶操作后，發送請求到服務器，服務器根據web.xml中的fiter進行攔截。通過與struts.xml中的Action名稱進行匹配，找到applicationContext.xml的對應的Action類，匹配到后在對應的Action類中執行對應的方法，獲取返回值。通過返回值匹配并且控制頁面進行跳轉，中間的所有的信息儲存在session中，在頁面上對session中的信息進行解析，并且列表顯示。

各角色用戶進行登錄，登錄界面如圖4所示（系統登錄頁面login.jsp）。

用戶輸入用戶名和密碼以及驗證碼后，點擊登錄按鈕，發送Login請求到服務器，調用LoginAction中的Login方法，進行用戶名和密碼的驗證，如果用戶名和密碼不正確，返回參數到頁面，提示用戶用戶名或密碼不正確；驗證碼不正確，返回頁面提示驗證碼不正確。如果用戶名、密碼和驗證碼都正確，則根據權限進入相關權限的主頁。

圖5中左側提供導航，查看已開設課程和修改個人密碼。右側列表分為兩部分，上半部分列表展示所有教師的已開設課程，下半部分列表展示該學生已選課程。已開設課程提供選課功能，自動過濾掉與已選課程上課時間沖突的課程和已選課程，每個學生只能選擇兩門課程，過度選擇提示選課已達上限，將已選課程維護到學生課程表中。已選課程提供退選功能，如果已獲得該門課程學分，則不能退選。在列表的最下邊提供學生的當前已累積的學分。點擊已選課程名稱可以查看該門課程的得分情況和學分獲得情況。

4 系統測試

系統開發完成后進行系統的測試：

首先，搭建測試環境，測試環境如下：

（1） 硬件環境：Dell凌越N5110筆記本電腦，64位WIN7操作系統，Core i3處理器，6 GB RAM。

（2） 軟件環境：火狐瀏覽器、MySQL數據庫、Myeclipse 6.0、tomcat 6服務器。Mozilla Firefox，非正式中文名稱火狐，是一個開源網頁瀏覽器，使用Gecko引擎（即非IE內核），由Mozilla基金會與數百個志愿者所開發。原名“Phoenix”（鳳凰），之后改名“MozillaFirebird”（火鳥），再改為的名字Firefox，其完美支持W3C的特性受到了所有Web程序員的青睞。

（3） 測試過程及結果：

① 安裝好jdk并且配置好環境變量，在myeclipse中選中本次的項目，點擊右鍵，選擇export，選擇war file，選好路徑，點擊finish；

② 將導出來的war包復制到tomcat目錄下的webapp文件夾下；

③ 在tomcat目錄下的bin文件夾下找到startup.bat文件，雙擊啟動tomcat服務器；

④ 打開火狐瀏覽器，在地址欄輸入http：//localhost：8080/cour，回車，出現登錄頁面；若輸入錯誤的用戶名或密碼，結果如圖6所示。

測試結果表明該設計方案運行良好，可以滿足現實學生選課的需求。

參考文獻

[1] 張劍平.學校管理信息系統[M].北京：中國鐵道出版社，1997.

[2] 肖杰，譚慶平.基于J2EE的Web構件平臺的設計[J].長沙大學學報，2005，19（3）：43?47.

[3] 趙增敏.ASP動態網頁設計[M].北京：電子工業出版社，2003.

[4] 田小波，陳蜀宇.MVC設計模式在Java EE架構下的研究與應用[J].西華大學學報，2007（2）：33?35.

[5] 劉乃麗.精通Java EE項目案例[M].北京：人民郵電出版社，2008.

[6] 葉達峰.eclipse編程技術與實例[M].北京：人民郵電出版社，2006.

[7] 高振東.基于J2EE平臺的EJB技術研究與應用[J].航空計算技術，2003，33（1）：28?32.

[8] 姜利群.Java網絡編程實例教程[M].北京：清華大學出版社，2003.