冉啟武 皇金鋒 董鋒斌 蔣軍

摘? 要： 針對原有教學(xué)管理電子信息系統(tǒng)自我修復(fù)能力較差的問題，構(gòu)建基于MVC模式的教學(xué)管理電子信息系統(tǒng)。首先，通過構(gòu)建硬件框架進(jìn)行系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，采用雙核信息處理器進(jìn)行系統(tǒng)信息處理，并搭配雙核控制器，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)硬件的管理;其次，構(gòu)建系統(tǒng)軟件模塊框架進(jìn)行系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，采用C語言對系統(tǒng)用戶信息數(shù)據(jù)庫進(jìn)行信息管理設(shè)置;再次，基于MVC模式對用戶界面進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證用戶體驗(yàn);最后，采用同態(tài)加密進(jìn)行系統(tǒng)中信息的傳遞與儲(chǔ)存，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息安全管理。結(jié)合上述硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)，基于MVC模式的教學(xué)管理電子信息系統(tǒng)構(gòu)建完成。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，此系統(tǒng)對于系統(tǒng)漏洞解決情況更好，性能更加優(yōu)越。

關(guān)鍵詞： 教學(xué)管理; 電子信息系統(tǒng); MVC模式; 系統(tǒng)設(shè)計(jì); 信息管理; 系統(tǒng)測試

中圖分類號(hào)： TN99?34; TM764? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)： 1004?373X（2020）04?0054?04

Design of teaching management electronic information system based on MVC mode

RAN Qiwu， HUANG Jinfeng， DONG Fengbin， JIANG Jun

（School of Electrical Engineering， Shaanxi University of Technology， Hanzhong 723000， China）

Abstract： A teaching management electronic information system based on MVC mode is constructed to solve the problem that the original teaching management electronic information system has poor self?repairing ability. The system hardware design is carried out by constructing the hardware framework. The system information is processed with the dual?core information processor， to which the dual?core controller is matched to realize the management of the system hardware. The system software design is performed by constructing the software module framework. The information management is set up for the system user information database by means of the C language. The user interface is designed based on MVC mode， so as to ensure user experience. The homomorphic encryption is used for the transmission and storage of information in the system to realize the security management of the system information. In combination with the hardware design and the software design mentioned above， the construction of teaching management electronic information system based on MVC mode is completed. The experimental results show that the system is better for eliminating the system vulnerability and improving the performance.

Keywords： teaching management; electronic information system; MVC mode; system design; information management; system test

0? 引? 言

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，將信息技術(shù)應(yīng)用在教學(xué)管理中是當(dāng)前教學(xué)管理的重要途徑之一。為保證教學(xué)管理具備數(shù)字化與信息化特征，常對其進(jìn)行電子信息系統(tǒng)構(gòu)建，保證其正常的運(yùn)行[1]。基于當(dāng)前信息技術(shù)的發(fā)展，原有的電子信息系統(tǒng)已無法滿足教學(xué)管理日益增加的要求。

針對原有教學(xué)管理電子信息系統(tǒng)信息處理過程較為復(fù)雜，信息處理效果不佳的問題。進(jìn)行基于MVC模式的教學(xué)管理電子信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提升信息處理的速度與質(zhì)量，幫助教育體系對教學(xué)進(jìn)行管理控制。

1? 電子信息系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

教學(xué)管理電子信息系統(tǒng)在教學(xué)管理中主要負(fù)責(zé)信息處理分析、信息發(fā)布與接收的任務(wù)[2]?；贛VC模式，采用嵌入式硬件進(jìn)行硬件框架構(gòu)建，具體框架如圖1所示。

該系統(tǒng)整體硬件的構(gòu)成包括嵌入式P105模板、綜合處理器、自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)端口、CN端口[3]。通過上述設(shè)備實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)模型與控制系統(tǒng)的互聯(lián)。整體硬件可分為兩部分：第一部分為信息處理器的設(shè)計(jì);第二部分為中央控制器設(shè)計(jì)。

1） 信息處理器：主要由控制部件與邏輯部件組成。信息處理器型號(hào)為Intel Celeron G1620，內(nèi)核為G1602，主頻達(dá)400 MHz。采用雙核心雙線程模式進(jìn)行設(shè)置。該信息處理器通過總線體系將其與控制器進(jìn)行連接。教學(xué)管理電子信息系統(tǒng)控制器主要由鍵盤與通信端口部分構(gòu)成，在控制器中可以配置10個(gè)通信端口。每一個(gè)通信端口可以配置4～6個(gè)。在基于MVC模式的教學(xué)管理電子信息系統(tǒng)中，分別設(shè)置為：WS?362，WS?564，網(wǎng)絡(luò)端口。采用端口連接的方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與設(shè)備的互聯(lián)[4]。

2） 中央控制器：控制器CPU采用雙CUP構(gòu)架，選用ARM Cortex?M4內(nèi)核32位芯片。同時(shí)配置型號(hào)相匹配的接觸屏以及逆變器。在進(jìn)行信息控制時(shí)，主要采用鍵盤進(jìn)行信息交換。通過對控制器進(jìn)行設(shè)定保證教學(xué)管理中信息處理的科學(xué)性。

2? 電子信息系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

基于上述硬件設(shè)計(jì)，對教學(xué)管理電子信息系統(tǒng)軟件進(jìn)行框架設(shè)計(jì)。結(jié)合硬件設(shè)計(jì)成果對軟件框架進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體框架如圖2所示。

教學(xué)管理電子信息系統(tǒng)軟件設(shè)定為3部分，分別為學(xué)生模塊、教師模塊、管理員模塊[5]。

學(xué)生模塊中包含學(xué)生的個(gè)人信息、成績、作業(yè);教師模塊中包含對學(xué)生成績的管理、作業(yè)管理、測試管理、教師信息等;管理員模塊包括用戶管理、信息管理。

2.1? 系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

進(jìn)行教學(xué)管理電子信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)著重注意系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)過程。在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)時(shí)，采用SQL Server 2008[6]數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)建設(shè)。并對數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)置，具體通過數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫分組體現(xiàn)。為保證系統(tǒng)信息的準(zhǔn)確錄入與輸出，對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行設(shè)定至關(guān)重要。在本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，主要由4種代碼組成，分別為信息源連接代碼[7]、信息修改代碼、信息刪除代碼、信息添加代碼。其中部分重要代碼如下所示：

Set conn=Server.CreateObject（課程名稱）

conn. open"driver={MicosoftAccessDriver

（*.mdb）}：dbq="&Server.MapPath（"data.mdb）? ?//信息源連接

sql="update信息表名set表名=“表”，…where字段名=

“條件”…? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? //信息修改

sql="delete from 數(shù)據(jù)表名 where 表名=“條件”

conn.Execute（sql）? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?//信息刪除

sql="insert into 數(shù)據(jù)表名（字段名）values 值名

conn.Execute（sql）? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? //信息添加

通過代碼編寫，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫內(nèi)信息的控制。

2.2? 用戶界面設(shè)計(jì)

基于MVC模式對教學(xué)管理電子信息系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，MVC模式中注重對網(wǎng)頁界面的設(shè)計(jì)[8]。因此，對教學(xué)管理電子信息系統(tǒng)的用戶界面設(shè)計(jì)也是電子信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容。

采用MVC模式進(jìn)行用戶界面設(shè)計(jì)時(shí)，要重視用戶界面的可修改性、易操作性以及安全性。因而，在進(jìn)行教學(xué)管理電子信息系統(tǒng)用戶界面設(shè)計(jì)時(shí)，要直接簡明，并保證界面風(fēng)格與配色的一致性?；贛VC模式的教學(xué)管理電子信息系統(tǒng)中，用戶界面的窗體分辨率采用800×600，增強(qiáng)色為20色，窗體比例為16∶9，對其方式設(shè)定為左對齊，日期格式采用長格式。同時(shí)，在窗體上方設(shè)定相應(yīng)的管理模塊選項(xiàng)。通過上述參數(shù)設(shè)計(jì)的用戶界面如圖3所示。

2.3? 系統(tǒng)信息安全管理設(shè)計(jì)

由于使用教學(xué)管理系統(tǒng)的人員眾多，為保證系統(tǒng)的信息安全對教學(xué)管理系統(tǒng)進(jìn)行安全管理設(shè)計(jì)。常用的安全管理包括防火墻、限制IP地址、虛擬局域網(wǎng)[9]。

在進(jìn)行系統(tǒng)信息安全管理時(shí)，選用信息加密形式進(jìn)行安全管理。對系統(tǒng)中信息進(jìn)行加密，可以有效保證系統(tǒng)中信息傳輸、存儲(chǔ)、交換的安全性。在系統(tǒng)信息加密過程中采用同態(tài)加密的形式[10]。在系統(tǒng)中，將整個(gè)同態(tài)加密的過程設(shè)定為[H]，并對過程中所產(chǎn)生的密鑰生成、加密過程、解密過程、評估過程分別進(jìn)行設(shè)定，具體表示為[H=（KEY，Enc，Dec，Eval）]。假設(shè)公鑰與私鑰共同生成信息安全參數(shù)，設(shè)定公鑰為[GK]，私鑰為[SK]。明文為[t∈An]， [n]為自然數(shù)，將[t]的同態(tài)加密表示為[t（a）]，通過公式可以表示為：

[t（a1+a2）=t（a1）⊕t（a2）]? ? ? （1）

[t（sa1）=s?t（a1）]? ? ? ? ? ? （2）

式中，[a1]，[a2]分別表示在教學(xué)管理平臺(tái)中的兩組信息，通過對信息進(jìn)行加密并保存，保證信息在進(jìn)行交換時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)傳輸缺失的情況。在進(jìn)行加密傳輸處理后，需要對已經(jīng)加密的信息進(jìn)行解密，具體操作過程為：

[J=Dec（R，GK）]? ? ? （3）

式中，設(shè)定密文為[R]。通過公鑰對密文進(jìn)行解密，完成系統(tǒng)信息的解密過程，并對信息進(jìn)行存儲(chǔ)，完成整體信息加密過程。

通過對教學(xué)管理信息系統(tǒng)的軟件部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，并將其與教學(xué)管理電子信息系統(tǒng)相結(jié)合完成基于MVC模式的教學(xué)管理電子信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

3? 仿真實(shí)驗(yàn)分析

為保證本文設(shè)計(jì)的基于MVC模式的教學(xué)管理電子信息系統(tǒng)在日常的使用中具有可操作性，將其與原有的教學(xué)管理信息系統(tǒng)進(jìn)行對比試驗(yàn)，檢驗(yàn)教學(xué)管理電子信息系統(tǒng)自我修復(fù)能力，通過系統(tǒng)Bug修復(fù)體現(xiàn)。

3.1? 系統(tǒng)測試環(huán)境

為保證實(shí)驗(yàn)的有效性，模擬教學(xué)管理電子信息系統(tǒng)工作時(shí)的環(huán)境進(jìn)行對比試驗(yàn)，分別使用原有教學(xué)管理系統(tǒng)與本文設(shè)計(jì)的教學(xué)管理信息進(jìn)行自我修復(fù)對比試驗(yàn)，通過教學(xué)管理信息系統(tǒng)Bug修復(fù)體現(xiàn)。為保證試驗(yàn)過程的一致性，對系統(tǒng)測試環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體參數(shù)如表1所示。

3.2? 系統(tǒng)測試結(jié)果

在測試中共執(zhí)行測試用例900條，通過900條，未通過測試用例為0條，未實(shí)現(xiàn)功能為0條。在進(jìn)行測試中，共出現(xiàn)Bug 400起。原有系統(tǒng)與本文系統(tǒng)Bug解決情況如表2所示。

綜上所述，原有模型共解決系統(tǒng)漏洞356起，未解決44起。本文設(shè)計(jì)系統(tǒng)共解決系統(tǒng)漏洞400，未解決0起。通過對比可以看出，本文設(shè)計(jì)的教學(xué)管理電子信息系統(tǒng)的自我修復(fù)能力更強(qiáng)，使用性更廣泛。其安全性也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于原有教學(xué)管理系統(tǒng)，本文設(shè)計(jì)模型充分滿足用戶對教學(xué)管理系統(tǒng)所需的安全性。由此可見，本文設(shè)計(jì)系統(tǒng)更具優(yōu)越性。

4? 結(jié)? 語

采用MVC模式進(jìn)行教學(xué)管理電子信息系統(tǒng)構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)了電子信息的網(wǎng)絡(luò)化與可視化。與此同時(shí)，增強(qiáng)了電子信息系統(tǒng)的功能方位，從一定程度上滿足了現(xiàn)代教學(xué)管理技術(shù)向數(shù)值化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，提升了教學(xué)管理電子信息系統(tǒng)對信息進(jìn)行處理的準(zhǔn)確定、便利性、多元性。采用MVC模式進(jìn)行設(shè)計(jì)也利于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與維護(hù)?；谀壳敖虒W(xué)管理電子信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還存在的一些不足之處。設(shè)計(jì)中的信息處理功能還需要完善，較多的信息采集功能還是依靠原有系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)的，以后應(yīng)將信息采集工作轉(zhuǎn)移到控制平臺(tái)中進(jìn)行操作。今后將進(jìn)一步對教學(xué)管理電子信息系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。

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