高校教务管理系统的研究

高校教务管理系统的研究摘要：本论文主要讨论了实体一关系数据库建模方法的局限性以及如何利用面向对象的思想进行改进，并且以我校的教务管理的实际情况为背景，对基于校园网的教务管理信息系统进行数据库建模和网络运行环境的设计，其中还涉及了中间层组件的开发方法和排课算法的初步探讨。关键词:组件模型；实体一关系模型；数据库建模；DCOM/COM；MTS组件；教务管理；排课算法。Abstract：Inthisthesis，theEntity-Relationshipmethodofdatabasemodelingisintroducedandit‘slimitationispointedoutsoclearlythatwecanfindthewaytoimproveitwiththeObject-Orientedthinking.Asanapplicationofthisway，thedatabasemodelingofeducationaladministrationinformationsystemandtherunningenvironmentonthecampusintranetaredesignedonwhatisactuallyhappeningtoouruniversity.Furthermore，thearithmeticofautogenerationofcurriculumscheduleandthemethodsofhowtodevelopsoftwarecomponentinmiddle-tierisgivensimplyinrelationtotheresearchachievementabroadandhome.keywords:Componentmodel；Entity-Relationshipmodel；Database；modeling；DCOM/COM；MTScomponent；Educationaladministation；Arithmeticofautogenerationofcurriculumschedule.1目录第一章绪论.......................................................21.1来源....................................................31.2国内研究成果综述.........................................31.3本论文研究的主要内容.....................................3第二章系统总体设计............................................52.1系统分析..................................................52.1.1需求陈述........................................52.1.2数据流图..........................................62.1.3问题域划分.......................................62.2系统的网络运行环境....................................112.2.1组件模型概述...............................112.2.2模型设计.........................................15第三章数据库的建模原理..........................................173.1数据库开发流程.........................................173.2数据库的标准化........................................193.3数据库的建模原理.........................................213.3.1实体一关系建模原理概述...........................223.3.2实体一关系建模的局限性............................233.3.3用面向对象思想对传统建模方法的改进................24第四章数据库的建模实现..........................................274.1对象之间的关系..........................................284.2参照完整性的设计.........................................324.3应用逻辑的实现.........................................344.4查询模型的设计.........................................36第五章中间层组件的开发..........................................375.1数据库访问技术概述.......................................385.2MTS中间层构件的开发原则和实现方法.......................405.3Web接口和专用接口的实现.................................42第六章排课算法初探............................................466.1排课规则...............................................466.2算法设计............................................476.3其他问题的考虑............................................49第七章课题展望..................................................50致谢...............................................................51参考文献.........................................................51附录............................................................522第一章绪论1.1题目来源从大多数高校目前的教务管理业务流程上来看：首先，某一年级的总教学计划(在校期间的教学课程和教学进程)由各院教务员按照各学院各学科专业方向提出，主要是必修课或学位课以及任选课的总学分和总学时。其次，在每一学期开课前一学期由各院教务员根据实际情况添加该学期的教学分计划(从审核后的总教学计划提取)，主要补充院级任选课或非学位课。最后，审核后的教学分计划为该学期的教学任务，即排课的源数据，经资源(上课的时间和教室)的统一分配产生课表。此外，校级任选课也是在每一学期开课前一学期由各院系向教研科申请，并提交审核后加入选修学生的学期课表中；校级任选课是单独排课，与教学分计划分开排课，学生每学期的课表因此包含校级选修课课表和由教学任务生成的课表。在业务中，还包含学生成绩、学籍的管理，教师教学工作量、评估等管理，学生的校级选修课的管理。但是，目前的操作方式仍然是教务员递交到教研科，教研科汇总后统一录入，审核通过手工校验，工作量太大，数据的完整性也不能得到充分保证。我校目前采用的教务管理软件，是基于单用户的桌面数据库管理模式，无论是从信息量的存储、数据库的性能上，还是从系统的功能、安全和维护上，不能切合我校的教务管理的日常业务流程。随着计算机的日益普及，网络的快速发展和数据库的广泛应用，使得利用校园Intranet进行教务管理已成为可能。不但可以降低工作量、提高办公效率，而且使目前分散的教务信息得到集中管理。然而，仅仅从某一环节去实现计算机的信息管理并不能解决所有的问题，需要从整个业务流程上考虑，基于三层网络计算体系结构，利用校园网构造我校的教务管理信息系统模型，这样才能做到事务的分布式处理，数据的集中式管理，信息的真正共享。当然，从计算机诞生的那个时代到依照摩尔定律飞速前进的今天，关于教务管理信息系统的研究也有几十年的历史，但不是一劳永逸。技术的发展、环境的变化、时代的要求，都为此带来了新的挑战和引起问题的再研究。1.2国内研究成果综述关于教务管理系统的研究已经很长时间了，同时也产生了丰硕的成果。由于教学管理模式的不同，不再介绍国外关于教务管理的研究成果。在国内，由于各种原因，各高3校的教务管理系统都有自身的特点，不尽相同。条件好的高校，依托校园网，围绕本校教务管理实际情况开发各管理模块；条件差一些的高校，就采用单机版的教务管理系统，仅实现其中一些相关的模块，并不是全部教务管理环节，都采用计算机信息管理。因此这里主要将近几年国内各高校教务管理系统的具有代表性的运行模式、功能特点作简要的概述:在运行模式上，教务管理系统的基于网络使信息管理集中化，如浙江师范大学的教务管理系统，采用Client/Server网络结构，利用网络数据库存储信息，通过专用客户端界面，实现各院系与教务科的业务往来；又如由长春光机学院开发的教务管理系统，采用文件共享的网络结构，利用桌面数据库存储信息，教务科内各模块管理人员通过专用客户端界面对各模块进行操作，但在各院系与教务科之间没有提供信息交互的手段。在功能上，教务管理系统的模块划分大同小异，都是为了保证信息的充分共享。如浙江师范大学的教务管理系统主要包含辅助模块、学籍模块、成绩模块、教学计划模块组、课室模块组、选课模块组、考试模块组；如由长春光机学院开发的教务管理系统主要包含数据维护、基本数据管理、教学计划管理、开课管理、学籍管理、教室管理、排课管理、考务管理、毕业管理、教材管理。各模块的功能划分又体现了开发者对数据库的建模思路，主要是把基本信息(如教室、班级、院系专业方向、教研室、开设课程等)集中管理，模块的划分映射到相应表对信息的划分。在排课策略上，并没有对问题进行数学建模，把课表求解看作NP问题，选取求近似解的方法，即:根据排课的约束条件，检测所有可能的候选解，从而得出最佳排课方案。1.3本论文研究的主要内容本论文就是在充分吸取以上这些研究成果的基础上，围绕性能，安全和维护这三大要素，基于三层网络计算体系结构，从我校的实际出发，构造教务管理信息系统模型，对数据库的进行分析和设计，使我校的教务管理更加科学化，规范化和标准化。由于在校园网上面对的用户是各院教务员，可以实现教学计划的提交和审批，教学任务的下达和提交，学生成绩录入和管理，课表的查询，校级选修课的学生选课管理等功能；在教务内部网上面对的用户是教学各环节的管理员，可以实现基本数据的录入和更新，教学计划的审核，课表的生成等功能。在系统的设计中，还应将校级选修课和教学分计划合并，对课程、教师、教室、课时分布资源统一分配，生成课表。当然，这样的要求同时也带来了相应的问题，如下所述:4(1)由于教学计划是以专业方向划分的，因而是针对每个专业方向所属的班级，但校级选修课是针对个别学生的，如何在数据库中设计教学计划的课程信息的表达，避免过分冗余，是数据库建模必须考虑的问题。如果采用学位课制，则对非学位课的选择也会面临同样的问题。本论文在第四章第一节给出了数据库的设计.(2)在校级选修课中，由于学生选课的制约关系比较复杂，也会存在学生之间竞争课程、各门课程的先行后续、学生各门课程上课时间冲突等问题。这些需要在查询学生相关信息后给出判断，才能保证学生选课信息的有效性。这些有效性规则都需要中间层构件来实现校验。本论文在第