穆艷旭

摘要：系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)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(jì)，是軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中一個(gè)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(kù)的概要設(shè)計(jì)。在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)好之后，對(duì)功能模塊進(jìn)行編碼實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：教務(wù)管理 數(shù)據(jù)庫(kù) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

一、總體描述

系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)的基本目標(biāo)是確定軟件系統(tǒng)的總體框架，即對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)和規(guī)劃，其設(shè)計(jì)過(guò)程主要是針對(duì)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(duì)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)描述。設(shè)計(jì)時(shí)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(wèn)層、業(yè)務(wù)邏輯層和頁(yè)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(wèn)層負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行訪問(wèn)操作，包括對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、存儲(chǔ)和其他一些事務(wù)處理，位于三層設(shè)計(jì)的最下層；業(yè)務(wù)邏輯層介于數(shù)據(jù)訪問(wèn)層和頁(yè)面表示層中間，在數(shù)據(jù)訪問(wèn)層和頁(yè)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(jì)中扮演著很重要的角色；頁(yè)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(gè)層面，負(fù)責(zé)接收用戶發(fā)出的請(qǐng)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(tái)服務(wù)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)現(xiàn)Web對(duì)數(shù)據(jù)的增、刪、改、查和統(tǒng)計(jì)等功能。由于客戶端分布的廣泛性，數(shù)據(jù)在后臺(tái)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(gè)Web服務(wù)器。客戶端發(fā)出的請(qǐng)求并不是直接與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行交互，而是通過(guò)Web服務(wù)器與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)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(wèn)層、業(yè)務(wù)邏輯層、頁(yè)面表示層作為系統(tǒng)三層架構(gòu)模型。

頁(yè)面表示層即展示給訪問(wèn)者的頁(yè)面，負(fù)責(zé)人機(jī)對(duì)話，接收用戶數(shù)據(jù)的輸入請(qǐng)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(qǐng)求，把信息傳遞給數(shù)據(jù)訪問(wèn)層，并把處理的結(jié)果傳遞給瀏覽器。

數(shù)據(jù)訪問(wèn)層通過(guò)ADO.NET技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)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(guò)此層與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行交互，負(fù)責(zé)處理、存儲(chǔ)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(duì)各個(gè)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(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行細(xì)化。

模塊獨(dú)立性用兩個(gè)度值來(lái)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(shí)現(xiàn)對(duì)信息的隱蔽及實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的局部化。模塊的耦合強(qiáng)度決定各個(gè)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(cè)試也就越容易，程序出錯(cuò)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(gè)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(duì)綜合教務(wù)管理系統(tǒng)各個(gè)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(guò)對(duì)學(xué)生的登錄身份進(jìn)行驗(yàn)證后，按照權(quán)限實(shí)現(xiàn)對(duì)功能的操作，按照模塊獨(dú)立性和耦合性原則，按照實(shí)現(xiàn)功能的差異，進(jìn)一步對(duì)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(duì)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(duì)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(shí)現(xiàn)的模塊，日常教務(wù)管理和教學(xué)管理的全過(guò)程都在系統(tǒng)上實(shí)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(duì)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(jī)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(guò)二次劃分，各個(gè)模塊并不是最優(yōu)模塊，還需要對(duì)各個(gè)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(kù)設(shè)計(jì)

1.數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的目標(biāo)

數(shù)據(jù)庫(kù)的一大特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，如何很好地布局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)表、數(shù)據(jù)庫(kù)索引和數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象等至關(guān)重要，因此在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)需考慮以下幾個(gè)目標(biāo)。

（1）數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)最大程度實(shí)現(xiàn)共享。

（2）數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)冗余度盡量低。

（3）數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)要便于數(shù)據(jù)查詢。

（4）數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)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(kù)設(shè)計(jì)的原則

經(jīng)過(guò)需求分析，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)更加合理。通常采用數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范化理論，也即五個(gè)范式和BCD范式，對(duì)于小型信息管理應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)往往采用數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化的前三個(gè)范式就能夠解決問(wèn)題，對(duì)于復(fù)雜的問(wèn)題需要使用規(guī)范理論的后三個(gè)范式進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。具體采取的原則如下。

（1）一種對(duì)象建立一個(gè)表。

（2）每個(gè)表的屬性保證是不可再分割的最小項(xiàng)，也就是屬性具有原子性。

（3）一個(gè)表中，屬性間不能存在完全依賴。

（4）在一個(gè)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(duì)多的聯(lián)系，如果存在必須對(duì)關(guān)系進(jìn)行分解。

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

3.E-R圖設(shè)計(jì)

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(kù)中存儲(chǔ)，以及如何有利于數(shù)據(jù)的操作，對(duì)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(jì)成敗，是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

本系統(tǒng)后臺(tái)采用SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)發(fā)，根據(jù)需求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析后，得到E-R圖，完成數(shù)據(jù)庫(kù)的概要設(shè)計(jì)。

E-R圖即為實(shí)體一關(guān)系圖，它是表示數(shù)據(jù)對(duì)象及其關(guān)系的圖形語(yǔ)言機(jī)制。數(shù)據(jù)對(duì)象用長(zhǎng)方形表示，關(guān)系用菱形表示，對(duì)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(jī)管理等模塊。實(shí)體主要包括課程、學(xué)生和成績(jī)。

五、小結(jié)

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