基于三層架構的高校學生信息管理系統的設計與實現

李秀明 武懷生

摘 要： 針對高校日益增長的學生信息量和傳統落后的信息管理模式不相匹配這一普遍問題，結合高校學生管理的現實需求，設計并開發高校學生信息管理系統。系統采用三層架構模式，ASP/ACCESS為開發技術，前臺學生管理和后臺教師控制模塊及數據統計和報表功能，滿足了高校學生綜合信息科學管理的需要，可為高校學生管理信息化建設提供一定的參考。

關鍵詞： 三層架構； 學生管理； ASP； ACCESS

中圖分類號：TP319 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2018）10-95-04

Abstract： In view of the widespread contradiction between the increasing number of students' information and the traditional backward information management mode， an information management system of university student is developed with the combination of the practical needs of student management. The student information management system is designed and realized by using the three tier architecture and ASP/ACCESS. The system meets the needs of scientific management of university students' comprehensive information，and provides a reference for the information construction of university student management.

Key words： three tier architecture； student management； ASP； ACCESS

0 引言

高校學生信息管理系統不同于高校教務管理系統，主要服務于教學的教務管理系統于本世紀初已經用于大部分的普通高等學校，目前技術已經成熟。而高校學生信息管理系統是用于在校學生教務管理系統功能以外的綜合信息管理，總體任務是實現學生信息關系的系統化、科學化、規范化和自動化。

目前，我國高等院校的規模在不斷擴大，復雜而龐大的學生信息為學校的學生管理提出了新的要求，快速發展的外部經濟環境給學生管理也賦予了新的內容，如高校獲得國家和社會獎/助學金的覆蓋面在擴大，資金的評定和發放涉及到每一位學生的切身利益，傳統的“校—院（系）”二級管理模式下，輔導員用單機文本記錄模式已經很難全面、公平、準確的備案和檢索學生的綜合信息。

1 高校學生信息管理系統三層架構模式解決方案

通常意義上的三層架構（3-tier architecture）是將整個業務應用劃分為：表示層（User Interface layer）、業務邏輯層（Business Logic Layer）、數據訪問層（Data access layer）。

1.1 三層結構分工

所謂三層體系結構，是在客戶端與數據庫之間加入了一個中間件層，也叫組件層。三層體系的應用程序將業務規則、數據訪問、合法性校驗等工作放到了中間層進行處理。通常情況下，客戶端不直接與數據庫進行交互，而是通過COM/DCOM通訊與中間層建立連接，再經由中間層與數據庫進行交換。①表示層，是對用戶的請求接受，以及數據的返回，為客戶端提供應用程序的訪問。②業務邏輯層，主要負責對數據層具體問題的操作，對數據業務的邏輯處理[1]。③數據訪問層，主要是對非原始數據的操作，而不是指原始數據，具體為業務邏輯層或表示層提供數據服務。

1.2 自定義實體類作為三層架構的業務對象在三層架構的使用

在三層架構中，業務對象無論是DataSet還是自定義的實體類對象，都會在三層架構之間進行傳遞，每層都依賴于業務對象，如圖1所示。

三層架構模式數據流向關系解析：①通過表單獲取數據；②調用E層，實體user獲得輸入的數據；③調用B層判斷輸入的數據是否有效；④調用E層，獲得實體類判，判斷輸入的信息（實體類屬性）是否為空；⑤若實體類屬性不為空，則調用數據訪問層；⑥獲得實體類，連接數據庫，進行增、刪、改、查，將獲得數據返回實體類；⑦D層中返回實體類屬性與④中的信息比較，然后返回值；⑧判斷返回值真或假。

2 高校學生信息管理系統分析

系統分析是管理信息系統開發的一個關鍵階段，從系統需求入手建立系統用戶模型。用戶模型從概念上全方位表達系統需求，即系統與用戶的關系[2]。系統分析在用戶模型的基礎上，建立獨立于系統實現環境的邏輯結構。

2.1 系統目標

高校學生信息管理系統，是高等教育科學化管理的內在要求和信息化發展到一定階段的必然產物，管理系統的應用不僅降低了班主任和輔導員的工作強度，而且使學生的綜合信息管理變得更加準確化、透明化和結構化。

⑴ 提高教育管理效率。授權的班主任可以在任何網絡終端進行學生信息的查詢、編輯等操作，空間和時間不受限制，保證了學生信息能及時、準確的審核。

⑵ 促進教育管理公平、公正。班主任在輔導員授權下管理相應的學生，起到相互監督和相互制約的作用，避免了傳統的學生管理中信息混亂真假難辨的問題，保證了學生信息的安全性。高校學生綜合信息是學生學年評先、評優、評獎、評助的重要資料，管理信息系統從源頭保證了學生信息的真實性和安全性，自然也保證了教育的公平性。

⑶ 以信息化推動高校管理改革。管理人員掌握的學生信息資源的公開化，讓學生信息管理有了監督的平臺，在提高學生管理效率的同時，是信息化在推動高校“放權減政”改革教育管理模式的創新所在。

2.2 系統用例分析

用例分析是站在用戶的視角看待系統的特征及其功能，基本用例（登錄、添加管理者，添加學生信息、查看學生信息、修改學生信息、導出學生信息、退出系統）和擴展用例（修改登錄密碼）構成了學生信息管理系統的用例模型，其中作為參與者的輔導員、班主任、學生與用例之間的事件流描述，集中體現了系統的職責，人們期望系統對現實世界所呈現的行為就是可觀察的系統功能，如圖2所示。

2.3 系統業務流程

系統業務流程是用來描述業務過程，表述系統內單位、人員之間業務關系、作業順序和管理信息流向圖表[3]。學生信息管理系統在對高校輔導員需求初步分析的基礎上，系統分析了青海民族大學學工處學生信息管理現狀，了解其工作范疇和基本業務流程后，形成了初步的業務流程圖，如圖3所示。

2.4 數據流程圖

數據流程圖是一種能全面地描述信息系統邏輯模型的主要工具，具有較高的抽象性和概括性[3]，整個過程展現了信息在系統中的流動、處理和存儲過程，如圖4所示。

3 高校學生信息管理系統設計

3.1 模塊結構設計

模塊結構圖是結構化系統設計階段的重要任務，由數據流圖轉化而來，但數據流圖著眼于現實世界，反映數據流向，即系統的邏輯功能。而模塊結構圖著眼于計算機世界，反映程序控制層次，反應系統的物理模型，清楚的展現出各模塊之間的數據傳遞與信息反饋及控制過程。由于系統涉及模塊較多，函數調用結構復雜，篇幅較多，所以模塊結構圖不再列出。

3.2 功能描述

高校學生信息管理系統是以數據庫視圖為基礎，按照用戶等級權限操作相應的視圖數據的分級管理學生信息的模式，系統具有單值和多值、精確和模糊查詢的功能，方便輔導員和班主任進行信息檢索和數據分析，提高學生管理的效率。

⑴ 輔導員權限。輔導員具有最高權限，可以授權班主任不同的用戶權限，授權的班主任可以編輯和審核所屬學生信息，保證了學生信息的安全性。

⑵ 班主任權限。班主任在輔導員授權的角色下根據授權班級可以添加學生賬戶、編輯學生信息，按關鍵字段檢索學生信息。

⑶ 學生權限。對于系統中添加了的學生賬戶，學生可以登錄并添加個人信息，在班主任審核之前可以編輯個人信息。

3.3 數據庫設計

數據庫為信息系統提供基礎的數據支撐作用，數據庫設計是否完整，直接影響信息系統的開發進程以及整個系統的安全性和運行性能。為了讓信息系統滿足用戶個性化及通求，數據庫的設計要遵循需求分析、概念設計、邏輯設計和物理設計四個階段[4]。高校學生信息管理系統使用數據建模工具ERwin輔助設計，提供了關系模型的完整性約束條件，保障了管理系統數據操縱的安全性。

4 高校學生信息管理系統實現

4.1 Web端功能模塊實現

⑴ 前臺功能模塊實現

前臺核心模塊負責用戶身份驗證， 提交表單由獲取請求信息對象Request和響應客戶端請求對象Response完成身份驗證。表單由三個基本部分組成。表單標簽：這里包含了處理表單數據所用CGI程序的URL以及數據提交到服務器的方法； 表單域：包含了文本框、密碼框； 表單按鈕：用于將數據傳送到服務器上的CGI腳本。

⑵ 后臺功能模塊實現

系統后臺是管理員對數據的管理和控制窗口，也是班主任或輔導員編輯和檢索信息的平臺。包括導航和內容管理窗口兩個模塊，導航模塊采用通用的可隱藏和展現的列表設計模式，符合用戶的思維習慣。內容管理模塊用來編輯導航模塊對應的每一項內容，如學生信息審核、添加學生信息、學生信息列表、檢索學生信息、編輯學生信息等。其內容顯示的二維列表選用DBGridEh數據表格組件，它是為增強Borland系列開發工具功能而開發的第三方組件[4]。該數據表格組建提高了數據庫系統客戶端的性能及用戶體驗，如圖5所示。

4.2 數據庫安全

Access數據庫是Microsoft公司推出的以標準JET為引擎的小型數據庫管理系統，由于具有操作簡單、移植性強和不需要專門搭建服務器平臺等特點，成為許多小型信息管理系統的首選數據庫，但Access數據庫也存在不容忽視的數據安全問題。因此為了增強數據安全性，使用數據源（ODBC）連接和創建數據庫，保證數據庫文件就與Web網頁文件分離存放，以防止被下載；另外設置了用戶級密碼驗證，采用物理和邏輯的雙重隔離方式，增強了對數據訪問的安全性[5]。

5 結束語

系統開發以青海民族大學學工處學生綜合信息管理為原型，分析其中存在的問題，并結合工作人員實際業務需求，采用原型開發方法設計并實現了基于三層架構的高校學生綜合信息管理系統；系統的投入使用大大拉近了學校學生信息資源供需的空間和時間距離，解決了高等學校學生評選獎懲過程中學生信息不透明和不對等而導致的評價結果不公平的問題；系統基于三層架構模式，保證了管理系統在Internet下的安全數據傳輸，實現了業務層和數據層的相對分離，提高了系統運行效率。

參考文獻（References）：

[1] Hallett S H， Sakrabani R， Keay C A， et al. Developments in land information systems： examples demonstrating land resource management capabilities and options[J]. Soil Use & Management，2017.33（4）：514-529

[2] 王曉敏，鄺孔武.信息系統分析與設計（第四版）[M].清華大學出版社，2013.

[3]黃梯云.管理信息系統（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2014：91-94

[4]裴生雷，賈國慶.基于MIADS三層架構的中小型鋼鐵企業信息系統[J].軟件工程，2017.20（4）：37-38

[5]李秀明等.基于MVC模式的高校公共教室預定系統設計[J].軟件工程，2018.21（6）：40-43