一、基本資訊

標題：基於UML的高校教務管理系統的設計與實現
時間：2018
出版源：南昌航空大學
領域分類：教育資訊化；教務管理系統；UML；SSH；Oracle

二、研究背景

問題定義：高校教務管理系統的設計與實現
難點：想出新的資料錄入方式，採用面向物件的分析方法和設計思路來逐步實現一個較為完善的高校教務管理系統
相關工作：瞭解並掌握相關技術，進行系統分析、設計，實現系統，測試系統可行性。

三、創新方法

1.多種技術構成的體系結構、平臺、開發框架、互動技術的綜合的系統

四、實驗

實驗1：相關技術

要探究的問題：B/S結構；JavaEE平臺；SSH框架；Ajax互動技術；Oracle資料庫；
結論：基於B/S結構開發的系統，不像C/S結構那樣需要下載相應的客戶端程式，只需一個瀏覽器，就能為使用者提供所有的服務，並且能夠支援上萬級別的併發請求，使用者端變得越來越小，開發流程也變得簡單，實現成本也越來越低。
JavaEE為開發人員提供了一個跨平臺、可移植、多使用者、可複用的標準化工具包，同時為了迎合B/S架構的發展趨勢，它也提供了一套獨立的Web應用解決方案，極大地簡化了Web應用的開發、部署和管理。
使用SSH整合框架可以讓專案開發人員專注於業務邏輯的開發，而不需要了解物件生命週期以及依賴關係維護的底層實現，從而極大地減輕開發人員解決複雜問題方案的負擔和精力，有效降低了系統的時間成本和維護成本。
Ajax開發模式為前端系統開發人員提供了一個自由的環境，允許他們以非同步方式進行專案開發，大大提高了系統實現的速度、降低了時間成本。
Oracle以其優秀的系統安全性和穩定性著稱，方便了系統的設計。

實驗2：系統分析

要探究的問題：可行性分析；需求分析；
結論：高校擁有了完善的教務管理系統，就能大大減少傳統教務管理所需的人力和時間成本，從長遠角度來說具有非常顯著的經濟效益。因此，開發 B/S 架構的教務管理系統在經濟上完全可行。
當下正是網際網路高速發展的資訊時代，現有的大多數JavaWeb 應用已足夠支援上萬級別的高併發請求，系統的穩定性擁有較高的保障使用 Oracle 儲存資料能有效保證資料的安全性，Oracle 資料庫在安全效能方面曾獲得 ISO 的標準認證，歸功於其強大的故障恢復和資料加密能力。因此，開發基於 Oracle 和 JavaEE 平臺的教務管理系統在技術上完全可行。
目前大多數 web 應用，都擁有非常完善的 UI 介面和操作控制元件。web 版高校教務管理系統同樣提供了熟悉的選單和按鈕控制元件，使用過程中對管理人員基本沒有技能上的要求，僅需要簡單的查閱系統使用手冊即可快速上手，這對新使用者來說是非常方便的。因此，web 版的高校教務管理系統在操作上簡單、易懂、可行。
一個優良的高校教務管理系統應該具備以下幾個方面的特性：可用性、可靠性、安全性、可擴充套件性等，具體說明如下：
高校教務管理系統至少要滿足使用者的使用需求，即系統部署、展示介面、操作流程等方面的需求。系統部署時應該儘可能的簡單、快速；而系統的展示介面需要美觀友好，才能帶來較好的使用者體驗；系統操作流程應簡潔易懂，這樣使用者才能快速地修改或查詢到所需的資訊。
可靠性要求高校教務管理系統的內部演算法或執行流程不能由於人為的誤操作（如非法操作或輸入非法字元）而出現錯誤，同時還要求系統在某部分模組出現異常時，要確保系統不會因為該處的錯誤而出現整體癱瘓的情況。
系統應具備抵抗非法入侵的能力，確保登入使用者的授權級別，在對涉密資訊處理時，需要依靠強加密手段對涉密資料進行保護[38]。同時，系統對外部環境的也有一定的安全性要求，系統要充分考慮硬體及網路的安全措施（包括系統的備份，防火牆，使用者許可權和其他措施），以確保資料在傳輸過程中不被洩露。
當系統需要升級或修改時，要儘可能通過只修改部分模組來實現整個系統的升級和維護，這樣能夠在很大程度上降低系統的維護成本。開發人員在系統實現過程中，要儘可能地使用統一的、可讀性強的、面向介面的程式設計規範，從而確保整個系統的可擴充套件性。

實驗3：系統設計

要探究的問題：體系結構設計；問題域設計；持久化設計；使用者介面設計；
結論：使用者層負責提供給不同的系統使用者對應的登入入口，安全防護機制會在使用者登入時進行身份認證和授權，所有的功能模組可使用統一的訪問介面進行呼叫，但不同許可權的使用者能夠訪問的功能模組也大不相同，每個模組對應的資料操作需要訪問系統資料庫或其他資料中心。
完善域模型的目標是從實現的角度對這些核心類作補充和修改。
系統包中主要包含對使用者、角色及許可權等系統物件的管理類；通用包中的類實現了可供重複呼叫的公共方法，如檔案讀寫、連線資料庫、異常處理等等；實體類用來儲存從資料庫中查詢到的資料結果。
開課業務的主要內容是根據各專業培養方案制定相應的教學計劃，結合課程設定、輔修專業情況及素質課程安排等資訊，生成該學期初始的開課資料。
排課業務的重點是基於教學與非教學資料來源，利用已有的教學資源，來實現對開課資料進行時間、地點的自動編排和人工指定。
持久化設計即持久層的設計，主要負責對系統的資料庫進行詳細設計。對於資訊系統來說，資料是整個系統的基石，而資料庫則是高效管理這些基石不可或缺的手段，因此資料庫設計的質量將直接影響到資訊系統的功能優劣及執行效率。
登陸模組是指學生、教師及管理員的統一登入頁面，相關人員輸入賬號密碼且資料庫驗證資訊正確無誤後即可跳轉至主頁面，但不同的角色擁有的許可權不同，登入後跳轉的主頁面也不同。

實驗4：系統實現

要探究的問題：系統主頁；通用工具類；業務功能模組；
結論：學生和教師可通過教務系統主頁面獲得相關的資訊資源，院系管理員負責與本院相關的教學安排和活動管理，教務管理員則負責教務資訊和教學資源的管理。
資料庫連線池負責分配、管理和釋放資料庫連線，它允許應用程式重用一個已有的連線物件，降低了連線重建和銷燬的開銷；同時它也會釋放超時的資料庫連線，避免因為連線一直存在而引起的記憶體遺
漏。
系統許可權包含頁面訪問許可權、功能選單許可權、資源控制權限等幾類，本系統通過 RBAC 機制[42]實現系統許可權的控制與管理。
制定與執行教學計劃就是把培養方案、素質課程等開課計劃落實到每個學期的過程，通過各專業的培養方案的課程設定表，獲得當前學期學校各年級專業需要開設的課程、授課要求、授課物件、規模等具體情況。
開課資料是學校每學期提供給學生修讀選課的正式課程資料，依據開課資料管理員能夠進行微調，如課表調整、周次學時調整、教師調整等等。在生成開課資料時，可依據專業的教學程序和選定的對應關係，自動生成開課計劃的開課周次。
教學安排是由各個開課院系的教學祕書對本院系在學校開課課程中開設的課程進行組織安排，以便形成一個個課堂供學生修讀。
排課資料的來源是開課資料通知單，將開課資料進行加工後可得到排課資料，如設定分配的部門和教室、連排節次、教師要求等。排課資料管理是對參與本次排課的資料進行管理，排課前先將要進行排課的資料從開課通知單中有選擇性、依據類別進行轉入，然後對排課資料進行相關設定，如是否連續排課、是否優先排課等，做好排課的準備。
自動排課是排課管理中的核心功能，依據設定好的排課引數及優先順序等，自動排課演算法會選擇最優的方式進行編排課表的過程。
課表調整處理是指可對有課表的課程或無課表的課程進行課表調整。如，編排完課表以後，在教學過程中，可進行課程的調停課，對課表進行調整處理；或者在安排課表過程中、處理排課漏課過程中也可進行課表調整處理。

實驗5：系統測試

要探究的問題：測試方案；結果判定與分析；
結論：通常來說，一個完整的測試方案主要包括三個步驟：1、確定測試的型別以及需要進行測試的內容；2、根據系統所需要，建立軟硬體環境，選擇適應的測試工具；3、根據不同模組的要求採用黑盒或白盒測試方法，並列出具體的測試用例。
本次功能測試覆蓋了系統 2 大模組所包含的核心需求點及功能點，需求覆蓋率100%。合計需求點 6 個，功能點 23 個，測試通過點 23 個，通過率為 100%。

五、結論

作者的總結：教務管理是高校教學工作中的重要任務，是保證高校教學機制正常運轉的樞紐，它直接反映了高校教育管理和教學質量的綜合水平。本文通過分析高校實際面臨的教務管理問題，結合當前教務系統的發展現狀，提出了開發高校教務管理系統的必要性。通過對系統需求進行詳盡的分析，明確了教務管理系統應有的業務流程和功能規範，在設計階段採用模組化思想將複雜的業務系統層層分解，最終在實現過程中逐步完成系統各個功能模組的開發。
自己的評價：教務系統是高校業務運作的核心和基礎，它的好壞會影響到高校的教育質量和發展潛力。教務管理是全校各部門中工作最重要和最繁雜的崗位之一，教務工作管理水平能夠反映出一個學校整體的辦學水平。隨著“數字化校園”體系的不斷成熟，教務管理工作越來越離不開資訊化技術，研究高校教務管理系統的目的就是為了提高教務工作的執行效率，降低教務人員的管理門檻和時間成本。

參考文獻：
【1】何克抗. 學習“教育資訊化十年發展規劃”——對“資訊科技與教育深度融合”的解讀【J】. 中國電化教育, 2012(12):19-23.
【2】劉雅奇. 我國教育管理資訊化發展狀況與對策建議【J】. 考試周刊, 2016(38):108.
【3】吳淑珍. 高校教育資訊化建設面臨的問題和對策研究【J】. 電腦知識與技術:學術交流, 2015, 11(8X):186-188.
【4】李 曉 亮 . 淺 析 高 校 教 學 管 理 信 息 化 建 設 中 存 在 的 問 題 【J】. 文學界 : 理 論 版 , 2010(1):61.
【5】趙江川 , 劉玉萍 . 淺 議 高 等 學 校 教 務 管 理 信 息 化 建 設【J】. 新 西 部 : 理論版 , 2016(2):85.
【6】劉秀波. 高校教務管理資訊化的實踐與思考【J】. 北方文學旬刊, 2013(1):170.
【7】陳斌, 鄭文玲. 高校教務管理系統資訊化建設現狀及對策分析【J】. 科技展望, 2017, 27(7).