基于.NET的綜合教務管理系統設計與實現

穆艷旭

摘要：系統概要設計是建立在需求分析基礎上的一種系統邏輯模型的設計，是軟件設計過程中一個很重要的步驟。本文主要分析綜合教務管理系統的整體框架。給出該系統的總體結構圖及各子模塊結構圖進行數據庫的概要設計。在數據庫設計好之后，對功能模塊進行編碼實現。

關鍵詞：教務管理 數據庫 系統設計與實現

一、總體描述

系統概要設計的基本目標是確定軟件系統的總體框架，即對軟件系統進行總體設計和規劃，其設計過程主要是針對需求分析中得到的模型進行轉換，包括模塊的劃分、層次的建立、模塊間的接口和人機交互的界面及對數據、數據庫的相關描述。設計時要盡量做到模塊內的高內聚和模塊間的低耦合。

該系統所采用的結構是由數據訪問層、業務邏輯層和頁面表示層構成的三層架構，也即該系統體系結構，即三層。數據訪問層負責對數據庫進行訪問操作，包括對數據進行讀取、存儲和其他一些事務處理，位于三層設計的最下層；業務邏輯層介于數據訪問層和頁面表示層中間，在數據訪問層和頁面表示層的數據交換中起到橋梁和承前啟后的作用，在三層設計中扮演著很重要的角色；頁面表示層位于三層架構的最上層，是和用戶進行交互的一個層面，負責接收用戶發出的請求并返回相應的數據信息。

二、體系結構

綜合教務管理系統由Web作為后臺服務管理平臺，實現對系統統一管理，業務邏輯層采取Web集中管理運行，從而實現Web對數據的增、刪、改、查和統計等功能。由于客戶端分布的廣泛性，數據在后臺進行集中處理，因此把B/S架構作為本系統的首要選擇。

采用三層架構的B/S模式。與傳統的C/S架構相比，B/S模式的架構在客戶機與服務器之間增加了一個Web服務器。客戶端發出的請求并不是直接與后臺數據庫服務器進行交互，而是通過Web服務器與后臺數據庫服務器進行交互，提升了安全性。

把系統的數據訪問層、業務邏輯層、頁面表示層作為系統三層架構模型。

頁面表示層即展示給訪問者的頁面，負責人機對話，接收用戶數據的輸入請求，服務器端處理數據并把處理結果傳給用戶。

業務邏輯層負責接收IE送傳的請求，把信息傳遞給數據訪問層，并把處理的結果傳遞給瀏覽器。

數據訪問層通過ADO.NET技術實現對數據操縱，為業務邏輯層提供數據服務，通過此層與數據庫進行交互，負責處理、存儲數據。

三、總體框架結構

綜合教務管理系統結構復雜、規模龐大。主要分為教務管理子系統、系統管理子系統、教師子系統和學生子系統。各子系統下又可分為若干子模塊。

利用模塊化獨立性高和耦合性弱的原則，繼續對各個子模塊進一步細化，按照模塊的獨立性盡量高、耦合性盡量保持弱的原則，對各個模塊進行細化。

模塊獨立性用兩個度值來衡量即內聚性和耦合性，它是把數據進行模塊化，進行高度抽象，實現對信息的隱蔽及實現數據的局部化。模塊的耦合強度決定各個模塊之間接口的復雜度，接口間數據耦合程度越低，進行臨界值的選取越容易，軟件測試也就越容易，程序出錯率就能降低，后期的維護成本也越低。模塊的內聚性是盡量保持一個模塊內完成一件獨立的任務，它是衡量模塊內獨立性強弱的依據。

依據上述理論原則，對綜合教務管理系統各個子模塊進行細化。

1.學生子系統

學生子模塊是通過對學生的登錄身份進行驗證后，按照權限實現對功能的操作，按照模塊獨立性和耦合性原則，按照實現功能的差異，進一步對學生子模塊進行細化。

2.教師子系統

教師子模塊系統的使用對象是全體普通教師，按照需求分析和模塊劃分原則得到的結果，按功能進一步對教師子模塊進行詳細的劃分。

3.教務管理子系統

教務管理子系統是該系統中復雜程度最高、最難實現的模塊，日常教務管理和教學管理的全過程都在系統上實現。同樣，按照軟件工程思想中的模塊獨立性和耦合性的劃分原則，對教務管理子系統進行模塊劃分，分為教師模塊管理、學生模塊管理、教學工作模塊管理、成績模塊管理、選課模塊管理、公共信息模塊管理六大模塊。經過二次劃分，各個模塊并不是最優模塊，還需要對各個子模塊進一步細分。

4.系統管理子系統

系統管理子系統細化后的結構如下圖所示。

四、數據庫設計

1.數據庫設計的目標

數據庫的一大特點是實現數據的共享。要實現數據共享，如何很好地布局數據庫表、數據庫索引和數據庫對象等至關重要，因此在設計數據庫時需考慮以下幾個目標。

（1）數據庫中的數據最大程度實現共享。

（2）數據庫中的數據冗余度盡量低。

（3）數據庫設計要便于數據查詢。

（4）數據庫設計要保證數據的安全性和降低數據輸入有誤率，保證數據的正確性。

2.數據庫設計的原則

經過需求分析，對數據庫進行設計，使得數據庫設計更加合理。通常采用數據庫設計規范化理論，也即五個范式和BCD范式，對于小型信息管理應用系統設計往往采用數據庫規范化的前三個范式就能夠解決問題，對于復雜的問題需要使用規范理論的后三個范式進行數據庫設計。具體采取的原則如下。

（1）一種對象建立一個表。

（2）每個表的屬性保證是不可再分割的最小項，也就是屬性具有原子性。

（3）一個表中，屬性間不能存在完全依賴。

（4）在一個表中，屬性間不能存在傳遞依賴。

（5）表與表之間不能存在多對多的聯系，如果存在必須對關系進行分解。

遵照上述三范式進行數據庫設計，基本能夠滿足本系統的功能需求。

3.E-R圖設計

數據是信息管理系統的靈魂，數據如何在信息系統中表示，如何在數據庫中存儲，以及如何有利于數據的操作，對系統的總體性能和管理功能起著非常重要的作用。所以信息模型的建立決定著系統設計成敗，是系統設計的關鍵。

本系統后臺采用SQL Server 2008數據庫管理系統進行數據庫的開發，根據需求對數據進行全面分析后，得到E-R圖，完成數據庫的概要設計。

E-R圖即為實體一關系圖，它是表示數據對象及其關系的圖形語言機制。數據對象用長方形表示，關系用菱形表示，對象具有的屬性特征用橢圓形表示。

綜合教務管理系統需求主要有學生選課管理、學生管理、成績管理等模塊。實體主要包括課程、學生和成績。

五、小結

本系統較完整地實現了在需求分析中所描述的各項功能，而且在設計中運用了統計圖等更加友好的形式來展示給用戶，并運用了一些新的技術，這些是本設計的亮點。系統雖然實現了基本的功能，但還存在一些不足，如功能比較簡單，統計功能設計比較簡單等，有待于根據實際使用做進一步的改善和加強。