基于.NET的综合教务管理系统设计与实现

穆艳旭

摘要：系统概要设计是建立在需求分析基础上的一种系统逻辑模型的设计，是软件设计过程中一个很重要的步骤。本文主要分析综合教务管理系统的整体框架。给出该系统的总体结构图及各子模块结构图进行数据库的概要设计。在数据库设计好之后，对功能模块进行编码实现。

关键词：教务管理 数据库 系统设计与实现

一、总体描述

系统概要设计的基本目标是确定软件系统的总体框架，即对软件系统进行总体设计和规划，其设计过程主要是针对需求分析中得到的模型进行转换，包括模块的划分、层次的建立、模块间的接口和人机交互的界面及对数据、数据库的相关描述。设计时要尽量做到模块内的高内聚和模块间的低耦合。

该系统所采用的结构是由数据访问层、业务逻辑层和页面表示层构成的三层架构，也即该系统体系结构，即三层。数据访问层负责对数据库进行访问操作，包括对数据进行读取、存储和其他一些事务处理，位于三层设计的最下层；业务逻辑层介于数据访问层和页面表示层中间，在数据访问层和页面表示层的数据交换中起到桥梁和承前启后的作用，在三层设计中扮演着很重要的角色；页面表示层位于三层架构的最上层，是和用户进行交互的一个层面，负责接收用户发出的请求并返回相应的数据信息。

二、体系结构

综合教务管理系统由Web作为后台服务管理平台，实现对系统统一管理，业务逻辑层采取Web集中管理运行，从而实现Web对数据的增、删、改、查和统计等功能。由于客户端分布的广泛性，数据在后台进行集中处理，因此把B/S架构作为本系统的首要选择。

采用三层架构的B/S模式。与传统的C/S架构相比，B/S模式的架构在客户机与服务器之间增加了一个Web服务器。客户端发出的请求并不是直接与后台数据库服务器进行交互，而是通过Web服务器与后台数据库服务器进行交互，提升了安全性。

把系统的数据访问层、业务逻辑层、页面表示层作为系统三层架构模型。

页面表示层即展示给访问者的页面，负责人机对话，接收用户数据的输入请求，服务器端处理数据并把处理结果传给用户。

业务逻辑层负责接收IE送传的请求，把信息传递给数据访问层，并把处理的结果传递给浏览器。

数据访问层通过ADO.NET技术实现对数据操纵，为业务逻辑层提供数据服务，通过此层与数据库进行交互，负责处理、存储数据。

三、总体框架结构

综合教务管理系统结构复杂、规模庞大。主要分为教务管理子系统、系统管理子系统、教师子系统和学生子系统。各子系统下又可分为若干子模块。

利用模块化独立性高和耦合性弱的原则，继续对各个子模块进一步细化，按照模块的独立性尽量高、耦合性尽量保持弱的原则，对各个模块进行细化。

模块独立性用两个度值来衡量即内聚性和耦合性，它是把数据进行模块化，进行高度抽象，实现对信息的隐蔽及实现数据的局部化。模块的耦合强度决定各个模块之间接口的复杂度，接口间数据耦合程度越低，进行临界值的选取越容易，软件测试也就越容易，程序出错率就能降低，后期的维护成本也越低。模块的内聚性是尽量保持一个模块内完成一件独立的任务，它是衡量模块内独立性强弱的依据。

依据上述理论原则，对综合教务管理系统各个子模块进行细化。

1.学生子系统

学生子模块是通过对学生的登录身份进行验证后，按照权限实现对功能的操作，按照模块独立性和耦合性原则，按照实现功能的差异，进一步对学生子模块进行细化。

2.教师子系统

教师子模块系统的使用对象是全体普通教师，按照需求分析和模块划分原则得到的结果，按功能进一步对教师子模块进行详细的划分。

3.教务管理子系统

教务管理子系统是该系统中复杂程度最高、最难实现的模块，日常教务管理和教学管理的全过程都在系统上实现。同样，按照软件工程思想中的模块独立性和耦合性的划分原则，对教务管理子系统进行模块划分，分为教师模块管理、学生模块管理、教学工作模块管理、成绩模块管理、选课模块管理、公共信息模块管理六大模块。经过二次划分，各个模块并不是最优模块，还需要对各个子模块进一步细分。

4.系统管理子系统

系统管理子系统细化后的结构如下图所示。

四、数据库设计

1.数据库设计的目标

数据库的一大特点是实现数据的共享。要实现数据共享，如何很好地布局数据库表、数据库索引和数据库对象等至关重要，因此在设计数据库时需考虑以下几个目标。

（1）数据库中的数据最大程度实现共享。

（2）数据库中的数据冗余度尽量低。

（3）数据库设计要便于数据查询。

（4）数据库设计要保证数据的安全性和降低数据输入有误率，保证数据的正确性。

2.数据库设计的原则

经过需求分析，对数据库进行设计，使得数据库设计更加合理。通常采用数据库设计规范化理论，也即五个范式和BCD范式，对于小型信息管理应用系统设计往往采用数据库规范化的前三个范式就能够解决问题，对于复杂的问题需要使用规范理论的后三个范式进行数据库设计。具体采取的原则如下。

（1）一种对象建立一个表。

（2）每个表的属性保证是不可再分割的最小项，也就是属性具有原子性。

（3）一个表中，属性间不能存在完全依赖。

（4）在一个表中，属性间不能存在传递依赖。

（5）表与表之间不能存在多对多的联系，如果存在必须对关系进行分解。

遵照上述三范式进行数据库设计，基本能够满足本系统的功能需求。

3.E-R图设计

数据是信息管理系统的灵魂，数据如何在信息系统中表示，如何在数据库中存储，以及如何有利于数据的操作，对系统的总体性能和管理功能起着非常重要的作用。所以信息模型的建立决定着系统设计成败，是系统设计的关键。

本系统后台采用SQL Server 2008数据库管理系统进行数据库的开发，根据需求对数据进行全面分析后，得到E-R图，完成数据库的概要设计。

E-R图即为实体一关系图，它是表示数据对象及其关系的图形语言机制。数据对象用长方形表示，关系用菱形表示，对象具有的属性特征用椭圆形表示。

综合教务管理系统需求主要有学生选课管理、学生管理、成绩管理等模块。实体主要包括课程、学生和成绩。

五、小结

本系统较完整地实现了在需求分析中所描述的各项功能，而且在设计中运用了统计图等更加友好的形式来展示给用户，并运用了一些新的技术，这些是本设计的亮点。系统虽然实现了基本的功能，但还存在一些不足，如功能比较简单，统计功能设计比较简单等，有待于根据实际使用做进一步的改善和加强。