中圖分類號(hào)： 學(xué)校代碼： 10055 密級(jí)： 公開 專 業(yè) 碩 士 學(xué) 位 論 文 高校輔助教學(xué)信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 文作者 指導(dǎo)教師 教授 申請(qǐng)學(xué)位 工程碩士 培養(yǎng)單位 軟件學(xué)院 學(xué)科專業(yè) 軟件工程 研究方向 金融信息化 答辯委員會(huì)主席 評(píng) 閱 人 南開大學(xué)研究生院 二一 三 年 十 一 月 中文摘要 I 中文摘要 信息技術(shù) 和網(wǎng)絡(luò) 的發(fā)展為高校教學(xué)提供了 強(qiáng)有力的輔助手段。通過 開發(fā)基于互聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)輔 助信息系統(tǒng)，能夠使得學(xué)生更加方便的利用課余時(shí)間進(jìn)行課程的自主學(xué)習(xí)， 對(duì)于課堂教學(xué)起到有效的輔助作用，保障教學(xué)質(zhì)量的穩(wěn)定提升。本文選擇河南某高校 對(duì)于教學(xué)輔助的需求作為教輔系統(tǒng)開發(fā)背景，研發(fā)對(duì)于該高校具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的教學(xué)輔助信息系統(tǒng)。 系統(tǒng)開發(fā)按照 命周期模型 劃分成為初始化、細(xì)化、構(gòu)造、發(fā)布等若干階段，明確了各個(gè)階段所需要完成的設(shè)計(jì)開發(fā)任務(wù)。分析了系統(tǒng)使用者情況，通過 例圖 描述了各種類型使用者的功能用例需求。 利用 動(dòng)圖等圖形描述方式，研究了系統(tǒng)中若干重要業(yè)務(wù)處理流程，明確了流程運(yùn)行所需要處理 的各種業(yè)務(wù)。 按照功能相關(guān)性的原則，將系統(tǒng)劃分成為若干功能模塊。每一個(gè)模塊包括具有相關(guān)性的具體功能。以 系統(tǒng)功能模塊結(jié)構(gòu)的順序，設(shè)計(jì)了支持各模塊功能運(yùn)行 期間 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。 數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形成了表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案和數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建 句。 采用 為系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)，通過 框架組合模式構(gòu)建了系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境。 架對(duì)于業(yè)務(wù)邏輯處理模式進(jìn)行規(guī)范， 架處理實(shí)體類與數(shù)據(jù)庫(kù)表之間的映射關(guān)系管理。 根據(jù)系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)選擇方案， 劃分系統(tǒng)為頁(yè)面、業(yè)務(wù)處理和數(shù)據(jù)訪問三個(gè)層次結(jié)構(gòu)。 設(shè)計(jì)了支持 系統(tǒng)各個(gè) 模塊功能運(yùn)行的業(yè)務(wù)處理和數(shù)據(jù)訪問類。運(yùn)用客戶端頁(yè)面技術(shù)完成了系統(tǒng)功能界面設(shè)計(jì)開發(fā)。 本文的研究形成了支持高校教學(xué)輔助工作的信息管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)為高校教輔工作提供了技術(shù)支持， 保障了高校教學(xué)質(zhì)量的穩(wěn)步提升。 關(guān)鍵字： 教學(xué)輔助 ； 信息系統(tǒng) ； 系統(tǒng)建模 ； I a it to an to of a as a of UP as a of a to of of of ML of ML to a to to a of In of of is a In of is to of a to QL As 2 PA a of to is of of to a of to in of 目錄 錄 第一章 緒論 . 1 第一節(jié) 選題背景和意義 . 1 題背景 . 1 究意義 . 2 第二節(jié) 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究 . 3 外相關(guān)研究 . 3 內(nèi)相關(guān)研究 . 4 第三節(jié) 文章研究?jī)?nèi)容 . 5 第四節(jié) 文章結(jié)構(gòu)規(guī)劃 . 6 第二章 項(xiàng)目規(guī)劃與需求分 析 . 7 第一節(jié) 項(xiàng)目開發(fā)總體規(guī)劃 . 7 目開發(fā)流程規(guī)劃 . 7 件建模語言 . 9 件開發(fā)平臺(tái) . 9 第二節(jié) 教輔系統(tǒng)功能需求分析 . 10 與者用例分析 . 11 統(tǒng)功能分析 . 18 第三節(jié) 業(yè)務(wù)處理動(dòng)態(tài)流程分析 . 19 統(tǒng)登錄流程分析 . 19 卷調(diào)查流程分析 . 20 線考試流程分析 . 21 線作業(yè)流程分析 . 22 第三節(jié) 教輔系統(tǒng)性能需求分析 . 23 第四節(jié) 本章小結(jié) . 23 目錄 V 第三章 數(shù)據(jù)庫(kù)與實(shí)體類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 24 第一節(jié) 數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 24 據(jù)庫(kù)作用與設(shè)計(jì)原則 . 24 據(jù)庫(kù) 型設(shè)計(jì) . 25 據(jù)庫(kù)關(guān) 系模型設(shè)計(jì) . 30 句構(gòu)造 . 33 第二節(jié) 應(yīng)用程序?qū)嶓w類設(shè)計(jì) . 33 第三節(jié) 本章小結(jié) . 35 第四章 教輔系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) . 36 第一節(jié) 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) . 36 絡(luò)部署結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 36 統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)構(gòu)建 . 37 體類實(shí)現(xiàn) . 39 第二節(jié) 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) . 41 本業(yè)務(wù)模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) . 41 檔管理模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) . 44 論交流模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) . 47 試管理模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) . 50 據(jù)查詢模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) . 52 第三節(jié) 本章小結(jié) . 54 第五章 總結(jié)與展望 . 55 第一節(jié) 全文總結(jié) . 55 第二節(jié) 下一步研究方向 . 55 參考文獻(xiàn) . 57 致謝 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 目錄 人簡(jiǎn)歷、學(xué)術(shù)論文與研究成果 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 第一章 緒論 1 第一章 緒論 隨著軟件技術(shù)的發(fā)展，為高校教學(xué)工作提供了信息化的輔助手段。通過教學(xué)輔助系統(tǒng)，能夠 對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)行有效延伸， 提高學(xué)生 的自主學(xué)習(xí)能力 ，保障高校教學(xué)質(zhì)量的提升。 第 一 節(jié) 選題 背景和意義 本文以河南某高校教學(xué)輔助信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)為研究題目，該系統(tǒng)的 開發(fā)對(duì)于 該 高校 教學(xué)工作具有 較強(qiáng)的 實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 題背景 信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為人們對(duì)于知識(shí)進(jìn)行發(fā)布、傳遞和獲取的重要途徑。互聯(lián)網(wǎng)對(duì)于知識(shí)的傳遞在人們的生產(chǎn)生活中正在發(fā)揮著日益重要的作用 1。通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息發(fā)布，其主要方式是通過構(gòu)建信息發(fā)布網(wǎng)站，通過對(duì)于網(wǎng)站后臺(tái)數(shù)據(jù)的編輯而實(shí)現(xiàn)信息對(duì)外發(fā)布。信息的獲取過程一般由搜索引擎確定信息來源，繼而在對(duì)應(yīng)的網(wǎng)站進(jìn)行文 件的下載上傳。因此，網(wǎng)站系統(tǒng)建設(shè)在信息發(fā)布和獲取過程中是必不可少的基礎(chǔ)資源。隨著我國(guó)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)的發(fā)展，各種教學(xué)資源網(wǎng)站、行業(yè)信息網(wǎng)站、在線學(xué)習(xí)網(wǎng)站等多種類型的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)層出不窮，已經(jīng)成為全民學(xué)習(xí)的重要技術(shù)平臺(tái) 2。 在高校教學(xué)方面，傳統(tǒng)的黑板加粉筆的教學(xué)模式已經(jīng)無法適應(yīng)信息化條件下的教學(xué)要求。全國(guó)各個(gè)高校普遍建立了多媒體教室，通過多媒體資源開展教學(xué)活動(dòng)。但是其主要教學(xué)方法仍然是傳統(tǒng)教學(xué)方法的翻版。多媒體教室的使用主要是以電子課件為主，通過課件演示和教師講解完成教學(xué)工作 3。學(xué)生仍然是處于學(xué)習(xí)過程的 被動(dòng)角色，其通過接受教師的課堂教學(xué)內(nèi)容完成知識(shí)的接受。在高?；酒占熬W(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的背景下，基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的教學(xué)作為一種全新的教學(xué)模式，是多媒體教學(xué)的重要補(bǔ)充，其正在逐步進(jìn)入高校課堂。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是課堂教學(xué)的延伸，能夠滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)的要求。學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)能夠不受時(shí)間和空間的制約，通過系統(tǒng)訪問終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的學(xué)習(xí)，其具有第一章 緒論 2 較高的靈活性和互動(dòng)性。教師能夠基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)對(duì)于學(xué)生進(jìn)行及時(shí)的教學(xué)指導(dǎo)，以較強(qiáng)的師生互動(dòng)保障教學(xué)效果。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)輔助系統(tǒng)已經(jīng)成為高校人才培養(yǎng)過程中，對(duì)于教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行提升的卓有成效的技術(shù)手 段。 教學(xué)輔助信息系統(tǒng)以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下教學(xué)活動(dòng)模式的創(chuàng)新。學(xué)生通過系統(tǒng)能夠深入了解教學(xué)相關(guān)的課程，對(duì)于課堂知識(shí)起到鞏固的作用。并且能夠獲取大量教學(xué)相關(guān)的知識(shí)，包括教學(xué)大綱、電子課件、經(jīng)典習(xí)題等。利用課下時(shí)間通過系統(tǒng)進(jìn)行知識(shí)的學(xué)習(xí)，解決課堂所遺留問題，使得學(xué)生將傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式轉(zhuǎn)化為隨時(shí)隨地的知識(shí)學(xué)習(xí)。 師生之間通過系統(tǒng)能夠完成課堂教學(xué)相關(guān)內(nèi)容的有效互動(dòng)，形成教學(xué)活動(dòng)的閉環(huán)互動(dòng)效應(yīng)。 河南鄭州某高校的教學(xué)過程中，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了多媒體教學(xué)手段。教師通過教學(xué)課件，以圖像、聲音等動(dòng)態(tài)效果實(shí)現(xiàn)對(duì)于知識(shí)的傳 授。但該學(xué)校缺乏對(duì)于教學(xué)起到輔助作用的教輔信息管理系統(tǒng)。學(xué)生只能夠通過課堂進(jìn)行知識(shí)獲取，如果對(duì)于某些重點(diǎn)、難點(diǎn)問題在課堂未能有效掌握，則學(xué)生需要課下根據(jù)教師的幻燈片進(jìn)行自學(xué)。該學(xué)校教輔信息系統(tǒng)的短缺，已經(jīng)成為制約教學(xué)質(zhì)量提升的主要障礙。在這種背景下，該學(xué)校開發(fā)教學(xué)輔助信息管理系統(tǒng)已經(jīng)成為迫切需要解決的問題。在該學(xué)校校內(nèi)專項(xiàng)基金的支持下，本文擬對(duì)該校的教學(xué)輔助信息系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)，以保障該校教學(xué)工作質(zhì)量的提升。 究意義 本文的研究 以高校教學(xué)輔助系統(tǒng)為選題 ，構(gòu)建對(duì)于該學(xué)校教學(xué)輔助工作具有實(shí)際應(yīng)用 價(jià)值的教學(xué)輔助信息系統(tǒng)。本文的研究其實(shí)際應(yīng)用價(jià)值主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。 (1) 拓寬教學(xué)途徑 學(xué)生利用教輔系統(tǒng)可以方便快捷的進(jìn)行課程的預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)，擺脫了傳統(tǒng)教學(xué)模式下對(duì)于教學(xué)課堂的完全依賴。學(xué)生可以不受時(shí)間、空間的制約，利用自己的課余時(shí)間進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容學(xué)習(xí)。 信息系統(tǒng)為新的教學(xué)模式提供了技術(shù)支持，保障了教學(xué)質(zhì)量的有效提升。 (2) 提高教學(xué)互動(dòng) 學(xué)生通過教學(xué)輔助系統(tǒng) 可以對(duì)于課程學(xué)習(xí)過程中的各種問題進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋。教師 能夠利用課余時(shí)間對(duì)于學(xué)生所提問題進(jìn)行實(shí)時(shí)解答。師生之間通過系第一章 緒論 3 統(tǒng)進(jìn)行全面互動(dòng)，能夠及時(shí)解決 教學(xué)過程中的難點(diǎn)、重點(diǎn)問題。將系統(tǒng)中師生互動(dòng)所發(fā)現(xiàn)的問題， 在課堂教學(xué)中進(jìn)行有針對(duì)性的講解，形成課堂教學(xué)工作的封閉反饋模式。 (3) 提高教學(xué)管理能力 利用教學(xué)輔助信息系統(tǒng)，可以將教學(xué)工作相關(guān)的各種通知、公告向?qū)W生及時(shí)傳遞。學(xué)生登錄系統(tǒng)后，能夠及時(shí)了解教學(xué)工作的各種最新通知。通過信息的及時(shí)傳遞，保障 各項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)的 順利開展。 第 二 節(jié) 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究 國(guó)內(nèi)外學(xué)者 在高校教學(xué)工作基礎(chǔ)上， 對(duì)于教學(xué)輔助工作提出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，形成了一系列 理論和實(shí)際應(yīng)用 研究成果。 外相關(guān)研究 國(guó)外學(xué)者對(duì)于 計(jì)算機(jī) 教學(xué) 輔助系統(tǒng) （ 的研究 起步較早，形成了諸多研究成果 4。國(guó)外對(duì)于 研究始于 1958 年，其研究思想來源于 術(shù)發(fā)展的初期階段，開發(fā)出 統(tǒng)和 統(tǒng) 5。這兩個(gè)系統(tǒng)是 術(shù)的雛形，其提出了與傳統(tǒng)教學(xué)所不同的互動(dòng)教學(xué)方法，成為 展歷史上的標(biāo)志性成果。但是受到當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的制約，其只具備單機(jī)運(yùn)行能力，并且需要對(duì)于系統(tǒng)環(huán)境進(jìn)行一系 列復(fù)雜的配置 6。 在上世紀(jì)八十年代計(jì)算機(jī)技術(shù)全面發(fā)展的情況下，隨著個(gè)人 的普及，為 統(tǒng)的開發(fā)運(yùn)行提供了硬件平臺(tái)支持。 多媒體計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，使得計(jì)算機(jī)具備了聲音、圖像、文字的處理能力，促使 展到一個(gè)新的階段，其實(shí)用性逐步得到提升 7。 在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 發(fā)展的情況下，使得 統(tǒng) 的應(yīng)用進(jìn)入了 新的階段?；?統(tǒng)逐步成為 系統(tǒng)的主要應(yīng)用模式，其通過 豐富多樣的頁(yè)面元素對(duì)于信息進(jìn)行顯示。 系統(tǒng)具有資源共享性、信息時(shí)效性、訪問便捷性的特點(diǎn) 8。 根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)顯示，在美國(guó)有 85%的大學(xué)開設(shè) 有遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教育課程。其通過遠(yuǎn)程教育所開設(shè)的課程數(shù)量達(dá)到五萬多個(gè)，能夠全面覆蓋美國(guó)高等教育第一章 緒論 4 的所有學(xué)科與專業(yè) 9。每年通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)的學(xué)生數(shù)量呈現(xiàn)出倍增的態(tài)勢(shì)。韓國(guó)對(duì)于 統(tǒng)的開發(fā)也給與了足夠重視，根據(jù)韓國(guó)教育研究院的預(yù)測(cè)，在2015 年其 場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 50 萬億韓元規(guī)模 10。 目前國(guó)外較為常用 學(xué)輔助系統(tǒng)平臺(tái)主要有 T、 等 多種平臺(tái)軟件 11。 學(xué)平臺(tái)軟件 是基于 設(shè)計(jì)理念，其具有較高的全球應(yīng)用份額。根據(jù)相關(guān)資料 統(tǒng)計(jì)，全球有將近 3000 所高校在使用 品。該產(chǎn)品集成了課程的教和學(xué)的環(huán)境，教師能夠通過平臺(tái)開設(shè)網(wǎng)絡(luò)課堂，學(xué)生可以在注冊(cè)之后完成自主學(xué)習(xí) 12。 T 系統(tǒng)是由 學(xué)研發(fā)的教輔產(chǎn)品。該產(chǎn)品具備網(wǎng)絡(luò)會(huì)議、學(xué)習(xí)追蹤、在線聊天、學(xué)習(xí)小組構(gòu)建等多種功能。系統(tǒng)可以對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行追蹤，利用系統(tǒng)所綜合的教育專家意見，對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)提出有針對(duì)性的指導(dǎo)建議 13。 系統(tǒng) 提供了在線學(xué)習(xí)的解決方案。系統(tǒng)集成了 術(shù)， 具備課堂發(fā)布、課程追蹤等多種功能。學(xué)生可以在虛擬教室進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過設(shè)置學(xué)習(xí)目標(biāo)對(duì)于學(xué)習(xí)過程進(jìn)行監(jiān)督 14。 內(nèi)相關(guān)研究 國(guó)內(nèi)高校對(duì)于 統(tǒng)的理論研究和應(yīng)用開始于上世紀(jì) 80 年代后期。一些高校在教學(xué)過程中開發(fā)了數(shù)學(xué)、物理、英語等校內(nèi)公共課程的輔助教學(xué)軟件。軟件通過圖形、文字等方式進(jìn)行教學(xué)資源展示，以軟盤拷貝的形式進(jìn)行資源共享。 國(guó)家教育部相關(guān)部門在 1994 年成立了高校 作組，對(duì)于高校的 多科研實(shí)力較強(qiáng)的高校成立了 究室，負(fù)責(zé)校內(nèi)范圍的 發(fā)。在教育部門 對(duì)于 用的大力推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)高校的 用率逐步得到了提升。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料顯示，國(guó)內(nèi)高校目前有將近 50%已經(jīng)教學(xué)過程中運(yùn)用了 術(shù) 15。 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展以及對(duì)于終身教育的需求，研究開發(fā)基于互聯(lián)網(wǎng)的學(xué)系統(tǒng)成為計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的重要研究方向，具有廣闊的應(yīng)用前景。各大高?；?過遠(yuǎn)程教學(xué)實(shí)現(xiàn)對(duì)于學(xué)生的授課。以中央廣播電視大學(xué)為例，該校與 作組建了全國(guó)最大的遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)，第一章 緒論 5 其在校生規(guī)模超過 20 萬人 16。 由于 術(shù) 對(duì)于教學(xué)工作的巨大輔助作用，教育部 已 經(jīng)開始實(shí)施“新世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)工程”。該工程的減少目標(biāo)是構(gòu)建200 多門基礎(chǔ)性網(wǎng)絡(luò)示范課程，以及課程所對(duì)應(yīng)的教學(xué)案例庫(kù)、教學(xué)資源庫(kù)、考試題庫(kù)等配套資源。通過互聯(lián)網(wǎng)對(duì)于優(yōu)秀師資和優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源進(jìn)行共享，提高資源利用率 17。 在理論研究方面，國(guó)內(nèi)學(xué)者通過 近些年的不斷積累，也形成了一系列研究成果。 文獻(xiàn) 18對(duì)于某高校的教務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)開發(fā)， 將教輔系統(tǒng)作為系統(tǒng)的一個(gè)獨(dú)立模塊進(jìn)行開發(fā)。支持按照課程劃分進(jìn)行教學(xué)輔助的各項(xiàng)業(yè)務(wù)處理。 文獻(xiàn) 19以 臺(tái)對(duì)于教輔系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)， 針對(duì)于系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊設(shè)計(jì)了 對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯處理方法，實(shí)現(xiàn)了教輔系統(tǒng)的常用功能。 文獻(xiàn) 20分析了教輔系統(tǒng)中所需要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)， 針對(duì)于各種類型的題目上傳設(shè)計(jì)了相應(yīng)的頁(yè)面腳本和服務(wù)器端 組件對(duì)于頁(yè)面數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)封裝。通過頁(yè)面作實(shí)現(xiàn)各種類型題目的輸入。 文獻(xiàn) 21針對(duì)于某高校設(shè)計(jì)了相應(yīng)的教務(wù)系統(tǒng)。各個(gè)教師可以對(duì)其所負(fù)責(zé)的課程進(jìn)行資料上傳、分?jǐn)?shù)登記等操作，有效的輔助了教學(xué)工作順利開展。 文獻(xiàn) 22構(gòu)建了教學(xué)管理系統(tǒng)， 分析了各門課程的教輔工作需求，設(shè)計(jì) 開發(fā)了對(duì)于各類課程具有通用性的教輔管理模塊。 第 三 節(jié) 文章研究?jī)?nèi)容 本文的研 究以河南某高校教學(xué)輔助信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)為題目，研發(fā)對(duì)于該高校具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的教學(xué)輔助信息管理系統(tǒng)。 教輔系統(tǒng)的需求是系統(tǒng)需要研究的主要問題。 教輔系統(tǒng)的使用者包括學(xué)生、教師、系統(tǒng)管理員等。每一類使用者 會(huì)從各自工作業(yè)務(wù)需求的角度出發(fā)，對(duì)于系統(tǒng)的功能有著各不相同的要求。 為了獲取到各類使用者的需求，本文 運(yùn)用各種需求獲取手段，分析系統(tǒng)各類使用者的功能要求，得到系統(tǒng)的需求分析方案。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是軟件系統(tǒng)開發(fā)過程中的重要環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，直接關(guān)系到系統(tǒng)運(yùn)行期的性能特征。 在分析系統(tǒng)各項(xiàng)功能 在運(yùn)行期間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求， 設(shè)計(jì)功能運(yùn)行所需的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。按照數(shù)據(jù)庫(kù) 型、表結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)順序，得到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。 第一章 緒論 6 構(gòu)建系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，劃分軟件系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)。根據(jù)各個(gè)功能模塊的具體功能處理要求，設(shè)計(jì)功能實(shí)現(xiàn)類并完成系統(tǒng)的程序代碼實(shí)現(xiàn)和功能界面開發(fā)。 第 四 節(jié) 文章結(jié)構(gòu)規(guī)劃 本文的研究，按照軟件工程對(duì)于項(xiàng)目開發(fā)的要求，設(shè)計(jì)開發(fā)高校教學(xué)輔助信息管理系統(tǒng)。本文根據(jù)研究?jī)?nèi)容對(duì)于文章結(jié)構(gòu)進(jìn)行安排，總體劃分為如下的章節(jié)結(jié)構(gòu)。 第一章：緒論。介紹該項(xiàng)目開發(fā)的選題背景和意義，綜述國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究，明確文章的研究?jī)?nèi)容和總體章節(jié)結(jié) 構(gòu)。 第二章：項(xiàng)目規(guī)劃與需求分析。 從總體上規(guī)劃系統(tǒng)開發(fā)的生命周期、開發(fā)技術(shù)等方案。分析系統(tǒng)使用者的具體功能要求，得到系統(tǒng)需求分析文檔。 第三章： 數(shù)據(jù)庫(kù)與實(shí)體類結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 。 設(shè)計(jì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，得到 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案。根據(jù)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)實(shí)體類以及類之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。 第四章：教輔系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 構(gòu)架系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，對(duì)于系統(tǒng)進(jìn)行程序詳細(xì)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，完成系統(tǒng)功能界面開發(fā)。 第五章：總結(jié)與展望。 第二章 項(xiàng)目規(guī)劃與需求分析 7 第二章 項(xiàng)目規(guī)劃與需求分析 信息系統(tǒng)開發(fā)需要滿足特定的 開發(fā)階段劃分，在不同的開發(fā)階段需要完成各個(gè)階段 所對(duì)應(yīng)的開 發(fā)任務(wù)。需求分析對(duì)于系統(tǒng)所需要達(dá)到的功能、性能指標(biāo)進(jìn)行描述。 本章對(duì)于項(xiàng)目開發(fā)的總體過程進(jìn)行了規(guī)劃，并完成系統(tǒng)需求分析。 第 一 節(jié) 項(xiàng)目開發(fā)總體規(guī)劃 信息系統(tǒng)開發(fā)的總體規(guī)劃用于明確項(xiàng)目開發(fā)的階段劃分，分析各個(gè)階段所需要完成的設(shè)計(jì)開發(fā)任務(wù)，并選擇系統(tǒng)開發(fā)的相關(guān)技術(shù)方案。 目開發(fā)流程 規(guī)劃 信息系統(tǒng)的開發(fā)需要滿足特定的 開發(fā)流程，在流程的不同階段完成 對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)開發(fā)任務(wù)。常用的軟件開發(fā)流程模型有瀑布模型、螺旋模型、增量模型、型等 23。本項(xiàng)目選擇 型作為項(xiàng)目開發(fā)流程模型，該模型描述如圖 示 24。 圖 目開發(fā)周期 型 第二章 項(xiàng)目規(guī)劃與需求分析 8 圖 于 型的各個(gè)開發(fā)階段以及不同開發(fā)階段的主要設(shè)計(jì)開發(fā)任務(wù)，以二維圖形的方式 進(jìn)行了直觀描述。 在 型中，項(xiàng)目開發(fā)主要分為初始化、細(xì)化、構(gòu)造和發(fā)布四個(gè)階段。 (1) 初始化階段 項(xiàng)目的初始化階段是系統(tǒng)開發(fā)的首要環(huán)節(jié)。 在本項(xiàng)目的初始化階段， 對(duì)于教輔 系統(tǒng)從多角度分析項(xiàng)目開發(fā)的可行性，確保教輔系統(tǒng)具有全面的可行性。選擇教輔系統(tǒng)開發(fā)所需的技術(shù)方案，從整體上確定教輔系統(tǒng)的開發(fā)線路。 分析教輔系統(tǒng)與 外部 的邊界，明確教師、學(xué)生等使用者在教學(xué)過程中對(duì) 于教輔系統(tǒng)的具體需求。 研究教輔系統(tǒng)各項(xiàng)功能的具體 運(yùn)行目標(biāo) 。 (2) 細(xì)化階段 在軟件項(xiàng)目的細(xì)化階段，開發(fā)目標(biāo)是細(xì)化項(xiàng)目的需求分析，構(gòu)建系統(tǒng)開發(fā)的體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。 對(duì)于教輔系統(tǒng)運(yùn)行過程中各項(xiàng)主要的業(yè)務(wù)進(jìn)行詳細(xì)分析，構(gòu)建流程分析模型。劃分教輔系統(tǒng)的功能模塊結(jié)構(gòu)，將其分為若干相對(duì)獨(dú)立并且具有一定關(guān)聯(lián)的功能模塊。 選擇教輔系統(tǒng)開發(fā)所需要的框架結(jié)構(gòu)，根據(jù)特定的步驟搭建系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境。 教輔系統(tǒng)的運(yùn)行需要以實(shí)體類為數(shù)據(jù)載體，在軟件各層次間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。設(shè)計(jì)教輔系統(tǒng)的實(shí)體類結(jié)構(gòu)，分析實(shí)體類之間的關(guān)聯(lián)、組合、聚合等關(guān)系。 (3) 構(gòu)建階段 軟件項(xiàng)目的構(gòu)建階段，對(duì)于軟件產(chǎn)品進(jìn)行程序設(shè)計(jì)與代碼實(shí)現(xiàn)，并按照程序的功能和性能指標(biāo)要求進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試。 根據(jù)教輔系統(tǒng)的各項(xiàng)具體功能，按照軟件開發(fā)環(huán)境的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)支持教輔系統(tǒng)各功能運(yùn)行的 類和方法。 按照應(yīng)用程序的具體設(shè)計(jì)，完成代碼實(shí)現(xiàn)。將教輔系統(tǒng)交由高校教師進(jìn)行試用，給出評(píng)價(jià)意見并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。 (4) 發(fā)布階段 軟件項(xiàng)目的發(fā)布階段，對(duì)于系統(tǒng)的環(huán)境變量進(jìn)行配置，完成各種參數(shù)的配置與優(yōu)化。根據(jù)用戶的反饋，對(duì)于系統(tǒng)進(jìn)行少量微調(diào) ，并將最終調(diào)試完成的產(chǎn)品交付用戶使用。 件開發(fā)流程模型中，不同 開發(fā)階段對(duì)于 項(xiàng)目開發(fā)工作流具有不同的側(cè)重 ，同時(shí)其他工作流也起到輔助作用 。在每一個(gè)階段中，會(huì)通過工作流若干次的循環(huán)迭代，最終完成該階段的項(xiàng)目開發(fā)任務(wù)。 第二章 項(xiàng)目規(guī)劃與需求分析 9 件建模語言 軟件系統(tǒng)的建模與分析，需要采用特定的業(yè)務(wù)建模語言進(jìn)行模型描述。本項(xiàng)目中，運(yùn)用 模語言進(jìn)行軟件系統(tǒng)建模與分析 25。 一建模語言支持以圖形化的方式對(duì)于軟件系統(tǒng)進(jìn)行建模分析。其提供給了用例圖、類圖、包圖、對(duì)象圖等多種圖形 從多個(gè)角度進(jìn)行系統(tǒng)模型構(gòu)建與分析。 根據(jù)本項(xiàng)目開 發(fā)所選擇的生命周期模型， 在項(xiàng)目開發(fā)的不同階段， 階段任務(wù)的不同發(fā)揮著相應(yīng)的作用 26。 在項(xiàng)目的初始化階段，通過 例圖進(jìn)行 教輔系統(tǒng) 功能用例建模。描述教師、學(xué)生等使用者 的功能用例要求。通過用例圖的邊界，明確信息系統(tǒng)與外部環(huán)境的界限。 對(duì)于教輔系統(tǒng)中各項(xiàng)業(yè)務(wù)的處理過程 ，采用 動(dòng)圖、狀態(tài)圖等圖形進(jìn)行各種業(yè)務(wù)的動(dòng)態(tài)建模。 軟件項(xiàng)目細(xì)化階段，以 圖對(duì)于 教輔 系統(tǒng)的實(shí)體類 、功能類 設(shè)計(jì)方案進(jìn)行建模。 通過類圖的方式，描述了系統(tǒng)中各種類的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。 類圖中構(gòu)建了實(shí)體類的屬性和方法，并設(shè)計(jì)不同類之間 的耦合方式。類間耦合方式主要有關(guān)聯(lián)、聚合、組合等多種方式。 項(xiàng)目的構(gòu)建階段將軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化成應(yīng)用程序代碼。 以 序圖、狀態(tài)圖等圖形，對(duì)于應(yīng)用程序類之間的調(diào)用過程進(jìn)行建模。通過 計(jì) 反向工程，可以 根據(jù)系統(tǒng)開發(fā)所選定的開發(fā)語言 完成 應(yīng)用程序代碼的自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。 在項(xiàng)目發(fā)布階段，通過 署圖、組件圖等圖形結(jié)構(gòu)，描述 軟件系統(tǒng)的總體部署結(jié)構(gòu) 以及系統(tǒng)中各個(gè)組件之間的邏輯結(jié)構(gòu)管理。 按照部署圖所描述的部署結(jié)構(gòu)， 搭建系統(tǒng)運(yùn)行總體環(huán)境，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)上線運(yùn)行。 件開發(fā)平臺(tái) 信息系統(tǒng)開發(fā)，其常 用的開發(fā)模式有 C/S 模式和 B/S 模式以及混合模式三種?；?平臺(tái) 的信息系統(tǒng)通常采用 B/S 模式進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)。 B/S 模式下， 客戶端 通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器進(jìn)行系統(tǒng)登錄，所有的數(shù)據(jù)處理集中于服務(wù)器端。由于無需在客戶端安裝任何專門的軟件包，在任何一種具備網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的終端設(shè)備上均可進(jìn)行系統(tǒng)訪問，使得 B/S 模式的軟件能夠由電腦、手機(jī)、平板電腦第二章 項(xiàng)目規(guī)劃與需求分析 10 等多種訪問終端進(jìn)行 訪問 。 教輔系統(tǒng)采用 B/S 模式，能夠?yàn)楦咝W(xué)生不受時(shí)間、空間限制，利用多種系統(tǒng)訪問終端設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)訪問提供技術(shù)保障。因此本項(xiàng)目選擇 B/持 B/2。由于 臺(tái)屬于開源軟件， 并且具有諸多的開源框架結(jié)構(gòu)可以利用， 能夠有效簡(jiǎn)化系統(tǒng)的開發(fā) 27。因此，本項(xiàng)目選擇 為系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)。 臺(tái)總體結(jié)構(gòu)描述如圖 示。 客 戶 層W e b 瀏 覽 器A p p l e 客 戶 端J 2 E E 應(yīng) 用 服 務(wù) 器表 示 層W e b 容 器J S P S e r v l e tJ a v a B e a 邏 輯 層實(shí) 體 B e a B e a 驅(qū) 動(dòng) B e a 信 息 層數(shù) 據(jù) 庫(kù)目 錄 服 務(wù)消 息 隊(duì) 列圖 2臺(tái)總體結(jié)構(gòu)圖 在 臺(tái)體系結(jié)構(gòu)中，其主要由表示層組件、業(yè)務(wù)邏輯組件以及 若干組件所構(gòu)成。表示層組件包括 元素， 由 過 相應(yīng)的數(shù)據(jù)讀 取代碼對(duì)于 作用域以及 的屬性進(jìn)行讀取并顯示。表示層組件的數(shù)據(jù)顯示規(guī)則采用 則進(jìn)行數(shù)據(jù)解析。在業(yè)務(wù)邏輯層， 供了 體 話 多種業(yè)務(wù)邏輯處理元素，完成各項(xiàng)功能的業(yè)務(wù)處理。 提供的 其他組件，在系統(tǒng)開發(fā)階段起到開發(fā)輔助作用，例如： 件用于應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)之間的通訊； 據(jù)庫(kù)連接獲取方式； 第 二 節(jié) 教輔系統(tǒng)功能需求分析 根據(jù)本項(xiàng)目開發(fā) 的總體規(guī)劃，在項(xiàng)目的初始化 階段需要明確系統(tǒng)與外部的第二章 項(xiàng)目規(guī)劃與需求分析 11 邊界，并形成系統(tǒng)的功能和性能需求分析文檔。 功能需求分析過程中，通過綜合 運(yùn)用問卷調(diào)查、文獻(xiàn)查閱、定向約談等多種需求獲取方法，得到系統(tǒng)使用者的功能要求。根據(jù)用戶的功能要求，剔除其中的不合理成份， 將不同使用者所提出的具有矛盾的需求成份進(jìn)行整理， 保留在現(xiàn)階段技術(shù)條件下可以實(shí)現(xiàn)的部分，綜合形成功能需求分析方案。 系統(tǒng)功能需求分析方案具有全面、可實(shí)現(xiàn)、描述準(zhǔn)確的特點(diǎn)。 與者用例分析 用例分析是對(duì)于系統(tǒng)中不同類型使用者功能要求的描述。 在全面了 解系統(tǒng)使用者所提出的對(duì)于系統(tǒng)功能要求基礎(chǔ)上， 采用 例圖的方式，以圖形化的方法描述使用者的用例 需求。 統(tǒng) 參與者分析 高校輔助 教學(xué)信息 系統(tǒng) 的使用者數(shù)量眾多，包括高校教師、學(xué)生和相關(guān)職能部門工作人員。 根據(jù)不同使用者在系統(tǒng)運(yùn)行期間所發(fā)揮的作用及其職責(zé)不同，將使用者劃分成為如下幾類參與者。 (1) 系統(tǒng) 運(yùn)維管理員 系統(tǒng)運(yùn)維管理員 為高校內(nèi) 對(duì)于教學(xué)輔助信息系統(tǒng)進(jìn)行 運(yùn)行管理， 管理 系統(tǒng)的運(yùn)行期 基礎(chǔ)功能業(yè)務(wù)。 (2) 學(xué)生 學(xué)生參與者代表系統(tǒng)的最主要使用者，也是系統(tǒng)中數(shù)量最多的 使用者。其利用系 統(tǒng)完成 課程的學(xué)習(xí)。 (3) 教師 教師參與者代表各門課程的任課教師，其 通過系統(tǒng)對(duì)于所講 的 授課程進(jìn)行管理。 (4) 課程組長(zhǎng) 課程組長(zhǎng)參與者是高校在教學(xué)過程中每一門課程的負(fù)責(zé)人。課程組長(zhǎng) 對(duì)于其所負(fù)責(zé)的課程進(jìn)行總體管理。 (5) 教務(wù)領(lǐng)導(dǎo) 教務(wù)領(lǐng)導(dǎo)參與者 代表 高校教務(wù)處對(duì)于教輔平臺(tái)日常運(yùn)行業(yè)務(wù)進(jìn)行監(jiān)督管理的相關(guān)工作人員。第二章 項(xiàng)目規(guī)劃與需求分析 12 統(tǒng)運(yùn)維管理員用例分析 系統(tǒng)運(yùn)維管理員 對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行期的基礎(chǔ)功能業(yè)務(wù)進(jìn)行管理。 分析系統(tǒng)運(yùn)維管理員對(duì)于教輔系統(tǒng)的功能用例要求， 采用圖 用例圖對(duì)于該參與者進(jìn)行用例需 求描述。 運(yùn) 維 管理 員院 系 設(shè) 置教 師 管 理賬 號(hào) 管 理S Q L 查 詢學(xué) 生 管 理權(quán) 限 管 理圖 維管理員用例描述 運(yùn)維管理員對(duì)于系統(tǒng)的功能用例要求包括院系設(shè)置、教師管理、賬號(hào)管理、詢等功能用例。 院系設(shè)置用例 對(duì)于學(xué)校的院系設(shè)置情況進(jìn)行維護(hù)，在系統(tǒng)中構(gòu)建與學(xué)校院系設(shè)置相同的院系結(jié)構(gòu)，并維護(hù)院系之間的上下級(jí)從屬關(guān)系。 教師管理用例 管理教師的個(gè)人基本信息 ，能夠?qū)處熜畔⑦M(jìn)行添加、刪除、查詢等功能操作。 賬號(hào)管理用例 對(duì)教輔系統(tǒng)的登錄賬號(hào)進(jìn)行管理 。 每一個(gè)賬號(hào) 只有在可用狀態(tài)下成功完成登錄操作。 過輸入自定義 以自定義 形式，能夠不受系統(tǒng)功能限制，便捷的進(jìn)行各種數(shù)第二章 項(xiàng)目規(guī)劃與需求分析 13 據(jù)查詢。 學(xué)生管理功能 對(duì)于各個(gè)院系的在校生信息進(jìn)行統(tǒng)一管理。 支持對(duì)于學(xué)生進(jìn)行信息查詢、刪除等操作。 權(quán)限管理功能用于管理教輔平臺(tái)的各種操作權(quán)限，對(duì)于不同類型使用者進(jìn)行授權(quán)等操作。 生參與者用例分析 學(xué)生參與者 利用系統(tǒng)進(jìn)行課程學(xué)習(xí)，分析其功能用例要求，得到圖 該參與者功能用例分析結(jié)果。 學(xué) 生課 程 注 冊(cè)系 統(tǒng) 登 錄在 線 考 試問 卷 調(diào) 查課 程 討 論在 線 作 業(yè)資 料 查 詢課 程 提 問圖 生參與者用例描述 學(xué)生參與者對(duì)于系統(tǒng)的功能用例要求包括課程注冊(cè)、系統(tǒng)登錄、 問卷調(diào)查等功能用例。 課程注冊(cè)功用例 提供 學(xué)生進(jìn)行課程注冊(cè)操作，在校生能夠注冊(cè)校內(nèi)所開設(shè)第二章 項(xiàng)目規(guī)劃與需求分析 14 的任何一門課程。但課程的選課學(xué)生與非選課學(xué)生其對(duì)于系統(tǒng)的操作權(quán)限具有不同的限制。 系統(tǒng)登錄用例提供學(xué)生進(jìn)行教輔系統(tǒng)登錄操作。其能夠利用學(xué)生號(hào)作為登錄賬號(hào)進(jìn)行登錄操作。 在線考試用例支持學(xué)生對(duì)于課程進(jìn)行在線模擬考試，系統(tǒng)能夠根據(jù)學(xué)生的答題情況結(jié)合正確答案，給出學(xué)生的考試分?jǐn)?shù)。通過該功能，學(xué)生能夠自主進(jìn)行課程復(fù)習(xí)。 問卷調(diào)查用例用于對(duì)院系所發(fā)放的各種問卷進(jìn)行回答。 問卷的形式一般為單選、多選類型，便于系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)查結(jié)果的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)。 課程討論用例支持學(xué)生對(duì)于所注冊(cè) 課程進(jìn)行學(xué)習(xí)交流， 學(xué)生能 夠 進(jìn)行討論主題發(fā)布，以及回復(fù)其他學(xué)生發(fā)布的主題。 在線作業(yè)用例由選課學(xué)生利用系統(tǒng)對(duì)于教師所發(fā)布的作業(yè)進(jìn)行完成。系統(tǒng)會(huì)記錄學(xué)生的每次作