摘 要： 針對當前高等院校教務(wù)管理信息系統(tǒng)運行中面臨數(shù)據(jù)爆炸的挑戰(zhàn)，基于系統(tǒng)工程理論，采用大數(shù)據(jù)技術(shù)設(shè)計了新型的教務(wù)信息系統(tǒng)。在仔細分析教務(wù)管理工作流程的基礎(chǔ)上，從用戶的角度出發(fā)，將系統(tǒng)劃分為學籍管理、教師管理等8大功能模塊。為了提升系統(tǒng)的易用性與便捷性，系統(tǒng)采用C/S和B/S混合架構(gòu)實現(xiàn)。在設(shè)計數(shù)據(jù)庫時引入了數(shù)據(jù)庫連接池機制，降低了因數(shù)據(jù)庫的連接和斷開而造成的時間損耗，提升了約30%的系統(tǒng)響應(yīng)速度。此外，還優(yōu)化了系統(tǒng)內(nèi)各個實體的信息數(shù)據(jù)表，降低了數(shù)據(jù)存儲所需的空間。運行結(jié)果表明，本系統(tǒng)可以滿足教務(wù)管理工作中的數(shù)據(jù)增長需求。

關(guān)鍵詞： 大數(shù)據(jù); 教務(wù)管理; C/S架構(gòu); B/S架構(gòu)

中圖分類號： TP311 ? ? ?文獻標志碼： A

Desgn of Unversty Educatonal Admnstraton Platform Based on Bg Data

LU Zhfang

（Foundaton Department， Shangha Dongha Vocatonal and Techncal College， Shangha 200241）

Abstract： Amng at the challenge of data exploson n the operaton of educatonal admnstraton management nformaton system n colleges and unverstes n Chna， a new educatonal admnstraton nformaton system s redesgned based on the bg data technology n ths paper. The system starts from the theory of system engneerng. n the desgn， ths paper carefully studes the process of educatonal admnstraton management. From the user's pont of vew， the system s dvded nto eght functonal modules： student status management， teacher management and so on. n order to mprove the usablty and convenence of the system， C/S and B/S hybrd archtecture s used to mplement the system. Furthermore， the database connecton pool mechansm s ntroduced n the desgn of database， whch reduces the tme loss caused by the connecton and dsconnecton of database and mproves the system response speed by 30%. n addton， the nformaton data tables of each entty n the system are optmzed to reduce the space requred for data storage. The result of operaton shows that the system can meet the demand of data growth n educatonal admnstraton.

Key words： Bg data; Educatonal admnstraton; C/S; B/S

0 引言

隨著高等學校辦學規(guī)模的擴張，教學資源不斷收緊，給高校的教務(wù)管理工作帶來了較大的壓力。近年來，經(jīng)過一輪信息化的建設(shè)，高校教務(wù)管理已經(jīng)基本實現(xiàn)了信息化。但由于學生數(shù)量快速增長、課程信息日趨復(fù)雜等因素的影響，教務(wù)管理信息系統(tǒng)的運行面臨著數(shù)據(jù)量暴增的嚴峻挑戰(zhàn)。具體表現(xiàn)為：數(shù)據(jù)的增長導致系統(tǒng)架構(gòu)變得臃腫，只能依靠增添數(shù)據(jù)服務(wù)器進行數(shù)據(jù)存儲;數(shù)據(jù)項的復(fù)雜導致數(shù)據(jù)讀取、寫入時速度降低;數(shù)據(jù)庫的連接、斷開操作占用大量的系統(tǒng)響應(yīng)時間。以上問題表明，需要借助新的技術(shù)手段對現(xiàn)有高校教務(wù)信息系統(tǒng)進行改進[1-4]。

本文從系統(tǒng)工程的理論出發(fā)，基于大數(shù)據(jù)場景設(shè)計了全新的教務(wù)管理信息系統(tǒng)。采用C/S和B/S混合架構(gòu)技術(shù)構(gòu)建，實現(xiàn)了8大功能模塊。系統(tǒng)內(nèi)還引入數(shù)據(jù)庫連接池機制，并通過優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)實體的數(shù)據(jù)表，降低所需的存儲空間。系統(tǒng)整體取得了良好的效果，可以滿足現(xiàn)階段的應(yīng)用需求。

1 系統(tǒng)概述

1.1 需求分析

為了高效、完整的完成教務(wù)管理系統(tǒng)的設(shè)計，需要借助成熟的軟件工程理論指導設(shè)計。在軟件工程理論中，需求分析是軟件系統(tǒng)設(shè)計的第一步。其是指通過邏輯梳理，將需要描述的復(fù)雜業(yè)務(wù)流程完備的轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的功能模塊[5-6]。高校的教務(wù)管理工作十分繁雜，涉及了教學、管理、行政等各方面的人員。而高效的教務(wù)管理是維護高校日常工作穩(wěn)定的基礎(chǔ)[7-9]。因此，為了更優(yōu)的進行需求分析，本文從用戶的角度出發(fā)，進行教務(wù)管理工作的劃分。

高校教務(wù)管理工作中，涉及的相關(guān)人員，如圖1所示。

圖1中，共包含了5類不同用戶，分別是學生、教師、教務(wù)管理員、系部教務(wù)員和系統(tǒng)管理員。對于教務(wù)管理工作，教師和學生是教學的兩端。學生和老師需要在教務(wù)管理系

統(tǒng)中查詢自己當前的教學任務(wù)、獎懲、考評等信息，接受教務(wù)人員的管理;教務(wù)管理人員需要對排課、考試等教務(wù)管理工作進行全面安排;系部教務(wù)員則需要及時審核相關(guān)的教務(wù)工作，給予配合并做出指導。系統(tǒng)管理人員是針對教務(wù)管理信息系統(tǒng)而存在的。區(qū)別于傳統(tǒng)教務(wù)管理工作，當使用信息系統(tǒng)完成教務(wù)管理時，需要專業(yè)的計算機人員對整個信息系統(tǒng)的穩(wěn)定運行負責。系統(tǒng)管理員在信息系統(tǒng)中擁有最高權(quán)限，根據(jù)信息系統(tǒng)的復(fù)雜程度，系統(tǒng)管理人員可以根據(jù)各自負責的工作再劃分為數(shù)據(jù)庫管理員、用戶管理員等。

1.2 系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)1.1小節(jié)中的需求分析，從系統(tǒng)用戶的角度出發(fā)，可以構(gòu)建系統(tǒng)功能模塊，如圖2所示。

可以看出，由于高校教務(wù)管理工作的復(fù)雜，系統(tǒng)共劃分為學籍管理、教師管理、教學計劃管理、選課管理、排課管理、考試管理、成績管理和教材管理等8個功能模塊。接下來對每個功能模塊的詳細功能進行介紹。

學籍管理。學籍管理包括了對學生基本信息的管理，如學籍信息的注冊、學籍的變動等。該模塊主要針對于學生用戶的管理工作，還包括學生獎懲信息的管理和成績的管理。

教師管理。該模塊包括對于教師基本信息的管理和教師教學任務(wù)的管理。此外，由于現(xiàn)在高校引入了績效管理，該模塊還可以對教師的業(yè)績、獎懲信息、考評信息進行管理。

教學計劃管理。教學計劃管理模塊主要用于教務(wù)管理人員為教師制定教學計劃，教學計劃包含了專業(yè)課、課程的設(shè)置和教學計劃的修訂管理。

選課管理。高校教學中，學生除了完成必修課之外，還需要選修課的學分。該模塊可以發(fā)布每個學期的選課計劃，管理每個學期的學生選課權(quán)限以及選修課成績。

排課管理。排課管理模塊可以對選修課和必修課的相關(guān)參數(shù)進行設(shè)置，包括課程的上課地點、時間、允許選擇的人群范圍等。同時，該模塊可以根據(jù)每個課程的參數(shù)，自動生成學生課表和教師課表，避免傳統(tǒng)的人工排課給教務(wù)管理工作人員帶來的壓力。

考試管理。考試管理模塊主要用于期中、期末考試時的考場安排，試卷批改安排和成績登記。此外，還包括補考的相關(guān)管理工作。

成績管理。成績管理模塊的用戶包括教師、學生兩類。對于教師而言，主要包括成績的錄入管理;對于學生，主要用于學生成績的查詢。

教材管理。教材管理面向的用戶主要是系部管理員。在該模塊中，用戶可以完成教材庫的管理。同時，完成教材的訂購和收發(fā)管理。

2 系統(tǒng)實現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)的架構(gòu)，如圖3所示。

由于系統(tǒng)面向高校的教務(wù)管理工作，業(yè)務(wù)流程復(fù)雜，涉及了多個不同角色的用戶。從系統(tǒng)設(shè)計的角度看，這些業(yè)務(wù)中有并行業(yè)務(wù)、獨立業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù)業(yè)務(wù)，因此系統(tǒng)使用了C/S和B/S的混合結(jié)構(gòu)[10-11]。

考慮到系統(tǒng)的響應(yīng)速度，在教務(wù)管理人員和系統(tǒng)間采用C/S結(jié)構(gòu)，C/S結(jié)構(gòu)即客戶/服務(wù)器模式。該模式保證了教務(wù)管理人員在權(quán)限允許的情況下，直接通過客戶端程序完成對服務(wù)器的操作，可以大幅度提升教務(wù)管理工作人員的工作效率[12-13]。

考慮到用戶的易用性與系統(tǒng)的可維護性，在教師、學生和系統(tǒng)間采用B/S架構(gòu)。B/S模式即瀏覽器/服務(wù)器模式，該模式下客戶端只是傳遞服務(wù)器中的程序結(jié)構(gòu)，由服務(wù)器負責各種數(shù)據(jù)的增刪查改。因此，當教務(wù)系統(tǒng)需要升級維護時，只需要對服務(wù)端的程序進行維護即可，大幅提升了教師和學生的用戶體驗。

2.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

隨著高校規(guī)模的擴張，高校的教務(wù)管理工作中涉及的數(shù)據(jù)量也成指數(shù)級別的增長。因此，合理的應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)進行系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理，可以保證系統(tǒng)平穩(wěn)的運行[14-15]。在本系統(tǒng)中，存在著多個客戶端的界面。在用戶的訪問過程中需要不斷的連接，然后斷開數(shù)據(jù)庫。這對傳統(tǒng)的軟件系統(tǒng)是一個較大的開銷。因此，本文采用了數(shù)據(jù)庫連接池設(shè)計，如圖4所示。

即在數(shù)據(jù)庫和線程間建立緩沖池機制，以此提升系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力，從而提升系統(tǒng)性能。經(jīng)測試，系統(tǒng)響應(yīng)時間可以加快30%。

在設(shè)計完數(shù)據(jù)庫和客戶端的連接方式后，需要對數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。在設(shè)計數(shù)據(jù)庫時，本文基于SQL技術(shù)。首先，明確系統(tǒng)中涉及的各個主體，以學籍管理模塊為例，在該模塊中涉及到了課程信息、班級信息、系別信息、專業(yè)信息、學生信息、教師信息、選課信息等，這些實體的信息間又是相互交錯。因此，需要使用E-R圖。對這種關(guān)聯(lián)的信息進行描述，如圖5所示。

可以看出，在該模塊中，不同實體間存在著1∶n，1∶m，m∶n等多個對應(yīng)關(guān)系。仔細研究這種對應(yīng)關(guān)系，可以大幅度降低每個信息表的復(fù)雜度與重復(fù)度。然后，需要對這些實體進行表結(jié)構(gòu)的設(shè)計。本文使用表的方式，對這些實體的表結(jié)構(gòu)予以展示，具體結(jié)果如表1～表6所示。

可以看出，在進行表的設(shè)計時，為了降低每一張表的大小。盡量做到每個表信息的獨立。以學生成績信息為例，通過Stu_Num 、Course_Num、Tea_Num 3個關(guān)鍵字，即可關(guān)聯(lián)到對應(yīng)的學生、課程和教師信息，完成數(shù)據(jù)的查詢與讀取。

2.3 系統(tǒng)功能模塊實現(xiàn)

本節(jié)以用戶登錄、選課管理、成績管理3個子功能模塊為例，介紹系統(tǒng)用戶界面的實現(xiàn)方式。

（1）用戶登錄

系統(tǒng)用戶登錄的界面，如圖6所示。

在實現(xiàn)該功能模塊時，需要考慮用戶的權(quán)限。因此，在設(shè)置LogngButton_Clck（）這個觸發(fā)用戶登錄的方法時，需要檢驗用戶的權(quán)限?？梢钥闯觯谠摻缑嫔蠀^(qū)分了學生、老師和教務(wù)管理人員3個不同的用戶身份，保證了系統(tǒng)權(quán)限的一致性。

（2）選課管理

學生的選課界面圖，如圖7所示。

在選課管理功能模塊中，涉及了兩類不同的用戶，分別是教務(wù)管理工作人員和學生。首先，教務(wù)管理人員給出課程的相關(guān)信息：課程名稱、代碼、上課時間等。學生登錄后，可以看到自身權(quán)限下的選課列表，點擊課程列表前的方框即可完成課程的選擇。

（3）成績管理模塊

學生成績管理模塊的界面圖，如圖8所示。

在該模塊中，學生可以查到自己所修的所有課程的成績，包括每門課程的屬性、學分以及成績的組成結(jié)構(gòu)（平時成績、考試成績）。此外，還可以查詢到自己當前需要補考的科目，以及所修的總學分。

3 總結(jié)

本文為了提升高校教務(wù)管理工作的效率，在充分研究高校教務(wù)管理工作流程的基礎(chǔ)上設(shè)計了教務(wù)管理的信息系統(tǒng)。在系統(tǒng)設(shè)計的過程中，首先進行了詳盡的系統(tǒng)需求分析，從系統(tǒng)用戶的角度出發(fā)，設(shè)計了功能模塊，保證了系統(tǒng)功能的完備性。在系統(tǒng)實現(xiàn)的過程中，為提高系統(tǒng)訪問的快捷性與用戶操作的友好性，使用了C/S和B/S的混合架構(gòu)。針對教務(wù)管理中可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)量爆增問題，重點設(shè)計了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。通過使用數(shù)據(jù)庫連接池技術(shù)，將系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的連接效率提升了30%。此外，系統(tǒng)還基于SQL技術(shù)，仔細設(shè)計數(shù)據(jù)實體的表結(jié)構(gòu)，從而保證了數(shù)據(jù)庫的精簡和穩(wěn)定。

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（收稿日期： 2019.08.09）

基金項目：上海市高等教育學會2018年課題（GJEL1810）

作者簡介：魯志芳（1982-），女，湖北荊門人，碩士，講師，研究方向：計算機教育，大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用，信息化教學。文章編號：1007-757X（2020）01-0011-04