摘 要： 針對當(dāng)前高等院校教務(wù)管理信息系統(tǒng)運(yùn)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(jì)了新型的教務(wù)信息系統(tǒng)。在仔細(xì)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(xué)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(shí)現(xiàn)。在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫時(shí)引入了數(shù)據(jù)庫連接池機(jī)制，降低了因數(shù)據(jù)庫的連接和斷開而造成的時(shí)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(gè)實(shí)體的信息數(shù)據(jù)表，降低了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)所需的空間。運(yùn)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(xiàn)標(biāo)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(xué)校辦學(xué)規(guī)模的擴(kuò)張，教學(xué)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(shí)現(xiàn)了信息化。但由于學(xué)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(yùn)行面臨著數(shù)據(jù)量暴增的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。具體表現(xiàn)為：數(shù)據(jù)的增長導(dǎo)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(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ);數(shù)據(jù)項(xiàng)的復(fù)雜導(dǎo)致數(shù)據(jù)讀取、寫入時(shí)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(shí)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(jìn)行改進(jìn)[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(jì)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(shí)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(jī)制，并通過優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)實(shí)體的數(shù)據(jù)表，降低所需的存儲(chǔ)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(jì)，需要借助成熟的軟件工程理論指導(dǎo)設(shè)計(jì)。在軟件工程理論中，需求分析是軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(xué)、管理、行政等各方面的人員。而高效的教務(wù)管理是維護(hù)高校日常工作穩(wěn)定的基礎(chǔ)[7-9]。因此，為了更優(yōu)的進(jìn)行需求分析，本文從用戶的角度出發(fā)，進(jìn)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(xué)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(xué)生是教學(xué)的兩端。學(xué)生和老師需要在教務(wù)管理系

統(tǒng)中查詢自己當(dāng)前的教學(xué)任務(wù)、獎(jiǎng)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(jìn)行全面安排;系部教務(wù)員則需要及時(shí)審核相關(guān)的教務(wù)工作，給予配合并做出指導(dǎo)。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(dāng)使用信息系統(tǒng)完成教務(wù)管理時(shí)，需要專業(yè)的計(jì)算機(jī)人員對整個(gè)信息系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行負(fù)責(zé)。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(fù)責(zé)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(jì)

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(xué)籍管理、教師管理、教學(xué)計(jì)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(gè)功能模塊。接下來對每個(gè)功能模塊的詳細(xì)功能進(jìn)行介紹。

學(xué)籍管理。學(xué)籍管理包括了對學(xué)生基本信息的管理，如學(xué)籍信息的注冊、學(xué)籍的變動(dòng)等。該模塊主要針對于學(xué)生用戶的管理工作，還包括學(xué)生獎(jiǎng)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(xué)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(jiǎng)懲信息、考評信息進(jìn)行管理。

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

選課管理。高校教學(xué)中，學(xué)生除了完成必修課之外，還需要選修課的學(xué)分。該模塊可以發(fā)布每個(gè)學(xué)期的選課計(jì)劃，管理每個(gè)學(xué)期的學(xué)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(jìn)行設(shè)置，包括課程的上課地點(diǎn)、時(shí)間、允許選擇的人群范圍等。同時(shí)，該模塊可以根據(jù)每個(gè)課程的參數(shù)，自動(dòng)生成學(xué)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?？荚嚬芾砟K主要用于期中、期末考試時(shí)的考場安排，試卷批改安排和成績登記。此外，還包括補(bǔ)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(xué)生兩類。對于教師而言，主要包括成績的錄入管理;對于學(xué)生，主要用于學(xué)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(shí)，完成教材的訂購和收發(fā)管理。

2 系統(tǒng)實(shí)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(gè)不同角色的用戶。從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度看，這些業(yè)務(wù)中有并行業(yè)務(wù)、獨(dú)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(hù)性，在教師、學(xué)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(fù)責(zé)各種數(shù)據(jù)的增刪查改。因此，當(dāng)教務(wù)系統(tǒng)需要升級維護(hù)時(shí)，只需要對服務(wù)端的程序進(jìn)行維護(hù)即可，大幅提升了教師和學(xué)生的用戶體驗(yàn)。

2.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

隨著高校規(guī)模的擴(kuò)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(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理，可以保證系統(tǒng)平穩(wěn)的運(yùn)行[14-15]。在本系統(tǒng)中，存在著多個(gè)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(gè)較大的開銷。因此，本文采用了數(shù)據(jù)庫連接池設(shè)計(jì)，如圖4所示。

即在數(shù)據(jù)庫和線程間建立緩沖池機(jī)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(shí)間可以加快30%。

在設(shè)計(jì)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(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫時(shí)，本文基于SQL技術(shù)。首先，明確系統(tǒng)中涉及的各個(gè)主體，以學(xué)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(xué)生信息、教師信息、選課信息等，這些實(shí)體的信息間又是相互交錯(cuò)。因此，需要使用E-R圖。對這種關(guān)聯(lián)的信息進(jìn)行描述，如圖5所示。

可以看出，在該模塊中，不同實(shí)體間存在著1∶n，1∶m，m∶n等多個(gè)對應(yīng)關(guān)系。仔細(xì)研究這種對應(yīng)關(guān)系，可以大幅度降低每個(gè)信息表的復(fù)雜度與重復(fù)度。然后，需要對這些實(shí)體進(jìn)行表結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。本文使用表的方式，對這些實(shí)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(jìn)行表的設(shè)計(jì)時(shí)，為了降低每一張表的大小。盡量做到每個(gè)表信息的獨(dú)立。以學(xué)生成績信息為例，通過Stu_Num 、Course_Num、Tea_Num 3個(gè)關(guān)鍵字，即可關(guān)聯(lián)到對應(yīng)的學(xué)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(shí)現(xiàn)

本節(jié)以用戶登錄、選課管理、成績管理3個(gè)子功能模塊為例，介紹系統(tǒng)用戶界面的實(shí)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(shí)現(xiàn)該功能模塊時(shí)，需要考慮用戶的權(quán)限。因此，在設(shè)置LogngButton_Clck（）這個(gè)觸發(fā)用戶登錄的方法時(shí)，需要檢驗(yàn)用戶的權(quán)限?？梢钥闯觯谠摻缑嫔蠀^(qū)分了學(xué)生、老師和教務(wù)管理人員3個(gè)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(xué)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(xué)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(shí)間等。學(xué)生登錄后，可以看到自身權(quán)限下的選課列表，點(diǎn)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(xué)生成績管理模塊的界面圖，如圖8所示。

在該模塊中，學(xué)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(xué)分以及成績的組成結(jié)構(gòu)（平時(shí)成績、考試成績）。此外，還可以查詢到自己當(dāng)前需要補(bǔ)考的科目，以及所修的總學(xué)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(jì)了教務(wù)管理的信息系統(tǒng)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，首先進(jìn)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(jì)了功能模塊，保證了系統(tǒng)功能的完備性。在系統(tǒng)實(shí)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(diǎn)設(shè)計(jì)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(xì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)實(shí)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(xiàng)目：上海市高等教育學(xué)會(huì)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(jì)算機(jī)教育，大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用，信息化教學(xué)。文章編號：1007-757X（2020）01-0011-04