穆艷旭

摘要：系統(tǒng)概要設(shè)計是建立在需求分析基礎(chǔ)上的一種系統(tǒng)邏輯模型的設(shè)計，是軟件設(shè)計過程中一個很重要的步驟。本文主要分析綜合教務(wù)管理系統(tǒng)的整體框架。給出該系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖及各子模塊結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的概要設(shè)計。在數(shù)據(jù)庫設(shè)計好之后，對功能模塊進(jìn)行編碼實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：教務(wù)管理 數(shù)據(jù)庫 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

一、總體描述

系統(tǒng)概要設(shè)計的基本目標(biāo)是確定軟件系統(tǒng)的總體框架，即對軟件系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計和規(guī)劃，其設(shè)計過程主要是針對需求分析中得到的模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換，包括模塊的劃分、層次的建立、模塊間的接口和人機(jī)交互的界面及對數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫的相關(guān)描述。設(shè)計時要盡量做到模塊內(nèi)的高內(nèi)聚和模塊間的低耦合。

該系統(tǒng)所采用的結(jié)構(gòu)是由數(shù)據(jù)訪問層、業(yè)務(wù)邏輯層和頁面表示層構(gòu)成的三層架構(gòu)，也即該系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，即三層。數(shù)據(jù)訪問層負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問操作，包括對數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、存儲和其他一些事務(wù)處理，位于三層設(shè)計的最下層；業(yè)務(wù)邏輯層介于數(shù)據(jù)訪問層和頁面表示層中間，在數(shù)據(jù)訪問層和頁面表示層的數(shù)據(jù)交換中起到橋梁和承前啟后的作用，在三層設(shè)計中扮演著很重要的角色；頁面表示層位于三層架構(gòu)的最上層，是和用戶進(jìn)行交互的一個層面，負(fù)責(zé)接收用戶發(fā)出的請求并返回相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。

二、體系結(jié)構(gòu)

綜合教務(wù)管理系統(tǒng)由Web作為后臺服務(wù)管理平臺，實現(xiàn)對系統(tǒng)統(tǒng)一管理，業(yè)務(wù)邏輯層采取Web集中管理運(yùn)行，從而實現(xiàn)Web對數(shù)據(jù)的增、刪、改、查和統(tǒng)計等功能。由于客戶端分布的廣泛性，數(shù)據(jù)在后臺進(jìn)行集中處理，因此把B/S架構(gòu)作為本系統(tǒng)的首要選擇。

采用三層架構(gòu)的B/S模式。與傳統(tǒng)的C/S架構(gòu)相比，B/S模式的架構(gòu)在客戶機(jī)與服務(wù)器之間增加了一個Web服務(wù)器?？蛻舳税l(fā)出的請求并不是直接與后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行交互，而是通過Web服務(wù)器與后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行交互，提升了安全性。

把系統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問層、業(yè)務(wù)邏輯層、頁面表示層作為系統(tǒng)三層架構(gòu)模型。

頁面表示層即展示給訪問者的頁面，負(fù)責(zé)人機(jī)對話，接收用戶數(shù)據(jù)的輸入請求，服務(wù)器端處理數(shù)據(jù)并把處理結(jié)果傳給用戶。

業(yè)務(wù)邏輯層負(fù)責(zé)接收IE送傳的請求，把信息傳遞給數(shù)據(jù)訪問層，并把處理的結(jié)果傳遞給瀏覽器。

數(shù)據(jù)訪問層通過ADO.NET技術(shù)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)操縱，為業(yè)務(wù)邏輯層提供數(shù)據(jù)服務(wù)，通過此層與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互，負(fù)責(zé)處理、存儲數(shù)據(jù)。

三、總體框架結(jié)構(gòu)

綜合教務(wù)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、規(guī)模龐大。主要分為教務(wù)管理子系統(tǒng)、系統(tǒng)管理子系統(tǒng)、教師子系統(tǒng)和學(xué)生子系統(tǒng)。各子系統(tǒng)下又可分為若干子模塊。

利用模塊化獨(dú)立性高和耦合性弱的原則，繼續(xù)對各個子模塊進(jìn)一步細(xì)化，按照模塊的獨(dú)立性盡量高、耦合性盡量保持弱的原則，對各個模塊進(jìn)行細(xì)化。

模塊獨(dú)立性用兩個度值來衡量即內(nèi)聚性和耦合性，它是把數(shù)據(jù)進(jìn)行模塊化，進(jìn)行高度抽象，實現(xiàn)對信息的隱蔽及實現(xiàn)數(shù)據(jù)的局部化。模塊的耦合強(qiáng)度決定各個模塊之間接口的復(fù)雜度，接口間數(shù)據(jù)耦合程度越低，進(jìn)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(hù)成本也越低。模塊的內(nèi)聚性是盡量保持一個模塊內(nèi)完成一件獨(dú)立的任務(wù)，它是衡量模塊內(nèi)獨(dú)立性強(qiáng)弱的依據(jù)。

依據(jù)上述理論原則，對綜合教務(wù)管理系統(tǒng)各個子模塊進(jìn)行細(xì)化。

1.學(xué)生子系統(tǒng)

學(xué)生子模塊是通過對學(xué)生的登錄身份進(jìn)行驗證后，按照權(quán)限實現(xiàn)對功能的操作，按照模塊獨(dú)立性和耦合性原則，按照實現(xiàn)功能的差異，進(jìn)一步對學(xué)生子模塊進(jìn)行細(xì)化。

2.教師子系統(tǒng)

教師子模塊系統(tǒng)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(jié)果，按功能進(jìn)一步對教師子模塊進(jìn)行詳細(xì)的劃分。

3.教務(wù)管理子系統(tǒng)

教務(wù)管理子系統(tǒng)是該系統(tǒng)中復(fù)雜程度最高、最難實現(xiàn)的模塊，日常教務(wù)管理和教學(xué)管理的全過程都在系統(tǒng)上實現(xiàn)。同樣，按照軟件工程思想中的模塊獨(dú)立性和耦合性的劃分原則，對教務(wù)管理子系統(tǒng)進(jìn)行模塊劃分，分為教師模塊管理、學(xué)生模塊管理、教學(xué)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(jīng)過二次劃分，各個模塊并不是最優(yōu)模塊，還需要對各個子模塊進(jìn)一步細(xì)分。

4.系統(tǒng)管理子系統(tǒng)

系統(tǒng)管理子系統(tǒng)細(xì)化后的結(jié)構(gòu)如下圖所示。

四、數(shù)據(jù)庫設(shè)計

1.數(shù)據(jù)庫設(shè)計的目標(biāo)

數(shù)據(jù)庫的一大特點(diǎn)是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。要實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，如何很好地布局?jǐn)?shù)據(jù)庫表、數(shù)據(jù)庫索引和數(shù)據(jù)庫對象等至關(guān)重要，因此在設(shè)計數(shù)據(jù)庫時需考慮以下幾個目標(biāo)。

（1）數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)最大程度實現(xiàn)共享。

（2）數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)冗余度盡量低。

（3）數(shù)據(jù)庫設(shè)計要便于數(shù)據(jù)查詢。

（4）數(shù)據(jù)庫設(shè)計要保證數(shù)據(jù)的安全性和降低數(shù)據(jù)輸入有誤率，保證數(shù)據(jù)的正確性。

2.數(shù)據(jù)庫設(shè)計的原則

經(jīng)過需求分析，對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行設(shè)計，使得數(shù)據(jù)庫設(shè)計更加合理。通常采用數(shù)據(jù)庫設(shè)計規(guī)范化理論，也即五個范式和BCD范式，對于小型信息管理應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計往往采用數(shù)據(jù)庫規(guī)范化的前三個范式就能夠解決問題，對于復(fù)雜的問題需要使用規(guī)范理論的后三個范式進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)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(lián)系，如果存在必須對關(guān)系進(jìn)行分解。

遵照上述三范式進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計，基本能夠滿足本系統(tǒng)的功能需求。

3.E-R圖設(shè)計

數(shù)據(jù)是信息管理系統(tǒng)的靈魂，數(shù)據(jù)如何在信息系統(tǒng)中表示，如何在數(shù)據(jù)庫中存儲，以及如何有利于數(shù)據(jù)的操作，對系統(tǒng)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(tǒng)設(shè)計成敗，是系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵。

本系統(tǒng)后臺采用SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的開發(fā)，根據(jù)需求對數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析后，得到E-R圖，完成數(shù)據(jù)庫的概要設(shè)計。

E-R圖即為實體一關(guān)系圖，它是表示數(shù)據(jù)對象及其關(guān)系的圖形語言機(jī)制。數(shù)據(jù)對象用長方形表示，關(guān)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(wù)管理系統(tǒng)需求主要有學(xué)生選課管理、學(xué)生管理、成績管理等模塊。實體主要包括課程、學(xué)生和成績。

五、小結(jié)

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