基于J2EE的中職選課系統的設計與實現

時間：2022-09-30 08:29:27 研究生畢業論文我要投稿

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基于J2EE的中職選課系統的設計與實現

　　摘要：通過對培英職校選課系統的研究，在培英學校的校園網絡軟硬件系統下，使學生公平選課和學校管理工作中存在的各種問題得到了解決，使學校的教務管理工作的效率得到了提高，工作質量有了改善。開發出一個公平、公正、方便、易用的選課系統，方便了學生和學校教務管理人員，促進學分制建設。另外，對B/S結構下的抽簽算法的選課系統的研究，結合了網絡應用技術的先進經驗，為這方面的研究起到積極的推動作用，軟件的實現也讓我校學生選課工作的管理水平得到了提高，使我校學分制的選課制度更加完善

　　關鍵詞：選課系統;MVC;J2EE/JSP;B/S模式

　　1、緒論

　　1.1研究背景與意義

　　鑒于選課制的特點和要求，本課題將以學分制的基礎理論為指導，根據廣東培英職業技術學校的實際需要，結合廣東培英職業技術學校的具體實際情況，在充分調查論證和取得用戶需求的基礎上，設計一套在培英職校的學分制管理體制下基于J2EE技術的選課管理系統。不僅需要滿足培英職校的特殊情況，即滿足學校中專班、大專班、培訓班的需要，又能適應學分制管理本身具備的各種特點，還要能夠在我校選課制度的實施過程中出現的各種各樣的問題時，提供各種幫助和依據，用比較靈活的技術手段予以解決。而且該系統要能夠與我校校園網絡化建設的其他系統模式相融合，使教務管理部門對學分制下的各種情況能夠迅速地利用系統解決，令我校學分制的選課實施與管理能夠更加科學和規范，促進我校學分制改革，提高教務管理工作的效率。

　　1.2國內外研究概況

　　縱觀國內外各類院校的選課制度實施情況，目前對選課制主要的做法有以下的三種：

　　(l)第一種是學校課程分為選修課和必修課，而學生可以根據自己的需求和興趣自由選擇選該專業選修課，教學班與行政班基本保持一致。

　　(2)第二種是對于選修課部分仍由教務處統一排課，但也允許學生自由選擇課程，包括提前修讀的或分層次必修課和各種選修課，也就是學生不能隨意選擇老師，而對于行政班基本不變。

　　(3)第三種是可以說是全面選課制，即是學生不僅自由選擇課程還能選擇老師，行政班和教學班是沒有明顯的界限的，打破了行政班和教學班的區別。

　　1.3論文的主要研究內容

　　本課題主要研究基于J2EE框架的網絡選課系統的設計與實現，文章的組織和結構具體安排如下：

　　第一章為緒論，主要講述了課題研究的背景，課題的國內外研究概況以及論文的主要研究內容。

　　第二章重點介紹了選課的系統需求分析。

　　第三章介紹具有抽簽算法的系統設計。

　　第四章詳細說明了選課系統的實現。介紹系統運行結果，說明整個系統的功能分布

　　第五章介紹了系統的測試，并對測試結果進行了分析。

　　第六章對課題進行總結和歸納，對系統進行了展望。

　　2、系統需求分析

　　2.1我校選課系統需求

　　時代不斷發展，教育事業也在不斷進步。跟隨教育改革的步伐，為了全面提高學生的綜合素質，培養學生主動性、創造性，我國很多中專學校和職業技術學校都開始試行選課制度，學生可以按照自己的學習計劃，自主選擇學習的課程，學生的主動性得到很大的提高，知識結構的自主權增大，選課范圍也逐漸擴大。所以，培英職業技術學校為了更好地與教學改革相適應，必須設計開發出適應我校實際情況的學分制管理模式的選課系統，而且結合校園網網絡結構，使之完全網絡化。根據廣東省培英職業技術學校學分制開展的當前現實環境，選課制按照必修課程和選修課程來分類，選修課程包括公共選修課和專業選修課;必修課程包括了公共必修課和專業必修課。按科目劃分，每學期初對各個科目的課程進行安排，并按照學生殘疾類型(肢殘、聾、盲、健全)、班級類型(中專班、大專班、培訓班)、年級和專業進行排課，按照專業教研組制定的教學計劃來編排這個學期的課程。

　　2.2選課業務流程

　　系統選課系統的流程圖如1所示。

　　2.3選課系統需求模型

　　學生選課流程如下：

　　(1)學生賬戶選課流程。

　　①事件開始進入準備階段;

　　②利用瀏覽器打開系統選課頁面;

　　③鍵入學號和密碼后進入系統;

　　④如密碼輸入錯誤，重返登錄界面;密碼正確，完成登錄過程;

　　⑤系統顯示出學生操作主頁面;

　　⑥第一次使用1234登錄，登錄后會系統給出提示，要求用戶進行修改密碼操作;

　　⑦點擊“選課操作”進入選課頁面;

　　⑧根據學生情況頁面列出當前可選課程;

　　⑨點選課程后并點擊提交完成選課;

　　⑩系統檢測出所選課程是否有矛盾，一旦出現與規定不符合的或時間有錯誤的選課操作，系統反饋沖突信息，要求重新進行選課操作;

　　(2)補選階段事件流程。

　　當正常選課時間結束后，將開始進行選，因故沒有選課或出現沖突沒處理的同學利用這個階段進行選課操作。經管理員同意的帳號，在這個時間段允許進行選課操作。

　　(3)教師查詢學生選課情況事件流程。

　　老師在系統教師管理頁面可以查詢所任課程的選課詳情，系統頁面會顯示出對應教師所任教課程里面的具體信息，包括該門課程名稱、課程報名人數、報名學生姓名、學生所在班級等，教師可以從系統中得到一份自己所授課程學生的名冊，并且能夠按照要求根據日期或班級統計和打印出花名冊。

　　(4)管理員添加課程事件流程。

　　①流程開始，用瀏覽器打開主頁面并點擊管理登錄;

　　②系統進行安全性檢查;

　　③管理員登陸要鍵入正確帳號名和8字符以上安全密碼;

　　④密碼或帳號出錯，返回管理登陸;連續3次出錯，系統退出，流程結束;密碼正確進入下一步;

　　⑤系統顯示課程管理頁面;

　　⑥點擊課程管理里面的“添加”按鈕;

　　⑦課程添加的操作要求鍵入完整的課程名稱和課程詳情等信息;

　　⑧點擊確認添加;

　　⑨如果課程名稱有重復，系統反饋出錯誤提示，并返回添加操作頁面;正確操作系統反饋操作成功信息進行下一步;

　　⑩系統將課程信息儲存至數據庫。

　　2.4系統采用隨機抽簽算法

　　抽簽算法的流程是：系統自動為該課程報名學生用一個報名人數范圍內的唯一隨機數編號，如果被分配的隨機數小于規定人數數值，則該學生中簽，系統會反饋選課成功信息給該學生，并將該生選課信息保存到數據庫，反之則未被選中，學生從該課程中淘汰，隨即編號標志設置為0，系統會發出通知讓該生重新進行選課。

　　系統抽簽選課的過程采用平均分布概率算法對超過規定人數的選課的結果做計算，利用計算機真隨機數產生法，產生分布平均的隨機數賦予變量，然后按照管理員設定的課程規定人數來抽取相應數量的學生。這種系統隨機抽簽的計算只有在課程報名人數過多，超過課程規定人數是才發生。

　　3、選課系統設計

　　選課系統要根據上一節系統需求分析的結果進行設計，將其轉化為軟件表示的過程，同時為系統的實現提供可靠的依據。

　　3.1系統總體架構

　　一般來說，我校對該系統操作上，既要求系統既要求做任何提交動作時系統的主操作頁面不能隨意轉變，又要能對從數據庫讀出的內容進行排版，調整到適合不同顯示分辨率下瀏覽器能正常瀏覽，因此，系統設計基于以上特殊需求，決定采用Model2 MVC應用程序構架進行開發。此系統架構可以實現將模型、視圖與控制器的分離，即實現表現和內容的真正分離。

　　系統一旦檢測到了數據變化，控制器會向前臺發送消息，提示前臺要進行更新。這實際上是一種模型的變化-傳播機制。

　　3.2選課系統功能劃分

　　根據我校所開展選課制模式下的實際要求，功能要滿足學生用戶、教師用戶和管理員用戶三塊。因此，根據三種用戶說進行操作的不同，選課系統劃分為三個功能部分。

　　3.3選課系統數據庫設計

　　數據庫設計的任務是針對我校目前選課制度下的實際應用環境，來構造適合的數據庫模式，建立數據庫及其應用系統，使之能有效地收集、存儲、操作和管理數據，滿足用戶各種需求。一般來說，只有經過周密和全面的考慮進行數據庫設計，才有可能開發出優秀的信息系統。

　　3.4安全性設計

　　為了保護學生個人隱私以及保障教務管理，在做系統設計時我們要從多個脆弱環節進行安全性設計。包括服務器的病毒木馬防護，后臺賬戶密碼加密和驗證方式都要符合較高的安全防護標準。

　　4、系統的實現

　　完成了設計工作后，要進入選課系統的實現階段。本章將對選課系統：學生選課、教師查詢、管理員管理、抽簽算法等幾個主要模塊的實現進行講述。

　　4.1系統的開發環境

　　開發本系統的硬件環境要求：Intel Pentium4以上處理器、512M以上內存，支持標準網絡協議的網卡。

　　軟件環境：為了保障JSP的運行，需要安裝Tomeat服務器支持。基于Windows server 2008操作系統，客戶端軟件需要IE6.0及以上的瀏覽器版本。

　　4.2學生選課系統的實現

　　在上一章中，介紹了各主要功能的分析和設計，系統主要分為三個子系統，分別為：學生子系統和教師課程管理子系統和選課管理子系統。其中還包含抽簽算法模塊，由于篇幅有限，代碼部分省略，下面介紹這三個子系統和抽簽算法模塊的實現。

　　4.2.1學生子系統的實現

　　學生子系統主要實現對學生登陸進行身份驗證，驗證通過后允許學生進入選課頁面，根據教學計劃和安排進行選課的操作，最后保存選課的結果。同時，學生也可以查詢自己的選課的成績。

　　4.2.2教師課程管理子系統的實現

　　教師課程管理子系統主要實現的是教師登陸系統后，對教師所教授的課程進行管理，可查詢班級、課程、學生人數等，還可以進行成績錄入操作以及對選課成績進行分析統計等。

　　4.2.3選課管理子系統的實現

　　包括數據庫模塊和選課編輯模塊兩部分。數據庫模塊負責數據記錄的維護以及通知的發布、各種課程表、統計報表生成等。選課編輯模塊為管理員提供課程增、刪、改的功能，并可以對教師和學生賬戶進行管理。

　　4.2.4選課抽簽算法的實現

　　選課分為預選和抽簽兩個過程。預選階段一般為學期前的一段自由選課時間段，此時間段內學生可根據個人愛好和學分需求進行預選，預選期學生必須要對課程選擇該課程為第幾選擇的一項作為優先級順序。預選時間段過后，系統自動進入正式選課階段，開始對課程報名情況進行計算，通過比對報課的優先級抽選，并在同優先級報課人數超過最高人數時發生抽簽，控制該門課程人數。

　　4.3選課過程及應用情況

　　根據以上設計原則所開發的選課系統于2008年7月份在廣東培英職業技術學校開始運行，到目前為止，已經運行幾個學期，順利完成了兩個學期的選課工作。尤為可貴的是，本系統利用抽簽算法選課技術解決了選課系統普遍存在的性能問題，在選課時間集中，選課人數眾多的情況下，高效的完成了大規模并發選課。更進一步的證實了系統設計的合理性和可行性。在實際運行過程中，同時也發現了系統存在的一些問題，并對這些問題作了分析和改進。

　　5、系統的測試

　　選課系統中，一個選課流程主要是包括打開網站，登錄系統，選擇校區，各類課程，如果需要退課則在選課后進行退課操作等一系列操作。　　因此，我們采用拉長事務流水線，取消模擬思考時間的辦法，設計了包含多個具體事務的選課測試流程。

　　6、總結與展望

　　本文主要探討培英職校網絡環境下開發針對性強的有助于培英職校學分選課制開展的一套網上選課系統，這套選課系統基于J2EE架構，結合了抽簽算法，很好地實現了選課中的公平公正，使選課工作高效靈活。我校學生分為中專班、大專班和培訓班，因條件不同他們無法隨時上網選課，過去只能按照先來先得進行選課，這樣會導致選課的不公平，也會造成課程人數分布不平均，出現某門課程“爆滿”或某門課程無人問津。采用抽簽算法的選課系統開始應用后，一方面減輕了管理員的調度安排工作，只需要讓學生在規定時間段內登陸系統頁面進行選課，系統會自動對報選人數過多的課程進行抽簽篩選，沒中簽的學生可以及時接到通知改報其他課程，使課程人數分配平均;另一方面，這種算法下的選課系統不會因為遲選而造成學生無法報選自己想要修的課程，以抽簽的形式來盡量照顧到全部學生的公平選課。

　　培英職校的學分制建設剛剛開展不久，對于這方面的工作需要一套靈活多變的系統才能真正適應我校的特殊環境。這套選課系統利用MVC模式下的struts框架來實現系統的應用功能，其結構簡潔清晰，可隨時增加功能，代碼可復用性高，系統移植難度不大，服務器容易配置，操作界面簡單易學，為培英職校的教務管理工作提供了一個很好的工具。而在將來，系統能夠緊跟學校教育制度不斷發展的步伐，在原來的基礎上不斷創新，開發出更完善更豐富的功能。

　　目前移動網絡技術已經非常成熟，大多數學生都能利用手機上網，如果我們的選課系統能夠在WAP平臺上進行連接，允許學生利用聯網手機對進行選課操作，并依靠手機接收完整的課程通知單，那會為學生帶來非常大的便利。這都將會是我們下一步要努力實現的目標。

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