论文主要论述了如何使用JAVA语言开发一个多元化智能选课系统采用MVVM模式进行开发数据方面主要采用的是微软的Mysql关系型数据库来作为数据存储媒介配合前台技术完成系统的开发。

论文主要论述了如何使用JAVA语言开发一个多元化智能选课系统本系统将严格按照软件开发流程进行各个阶段的工作采用B/S架构面向对象编程思想进行项目开发。

在引言中作者将论述选课系统的当前背景以及系统开发的目的后续章节将严格按照软件开发流程对系统进行各个阶段分析设计。

多元化智能选课系统的主要使用者分为学生、教师、管理员实现功能包括管理员个人中心、课程管理、教室信息管理、课程选课、班级管理、通知公告管理、课程评价管理、管理员管理。

学生个人资料修改、学生选课管理、课程查询、课程打分、课程资讯等。

教师个人资料修改、课程管理、学生选课管理、学生成绩管理、课程打分、资讯分类等功能。

由于本网站的功能模块设计比较全面所以使得整个多元化智能选课系统信息管理的过程得以实现。

本系统的使用可以实现学生选课系统管理的信息化可以方便管理员进行更加方便快捷的管理可以提高学生选课系统的管理效率。

Design

数据库是从60年代初发展起来的计算机技术。

经过四十来年的发展数据库技术己经趋于成熟。

Web数据库在新的Internet环境中发生了很大的变化。

就数据应用而言呈现出多样化的空间如数字图书馆、电子出版物、电子商务、远程教育系统等的出现给web数据库技术提出了更多、更高的要求。

同时随着国内高校校园网的建设基于互联网的多元化智能应用系统的开发正在蓬勃发展并发挥着较大的作用。

例如我国许多高校的网上招生系统学校的各种管理信息系统学校选课系统,还有一些医学院校开发出的网上诊所、远程诊断系统等等都是基于校园网的多元化智能应用系统。

当今社会对教育水平和教学管理软硬件的要求日益提高,这对一个学校能够具有一整套完善的教学管理软件提出了更多的要求。

而要实现这一功能就要求学校管理者配备一套高效的学生选课系统以便在学校内实施良好的一整套完善的管理且以最快地速度响应教师和学生的需求及时为他们提供服务为他们提供一个高效、便捷的环境。

多元化智能选课系统是校园网络中一个重要的应用系统它大大改善了学校教学、科研与管理的基础环境在一定程度上反映出学校管理现代化的水平。

开发意义

从学生的角度来说由于学校教学制度的改革现在大部分高等院校开始实行的是学生的自主选课模式。

传统的教学模式学生按照学校安排好的课程上课已经不能适应新型的教学模式如果仍然通过纸上的方式选课一方面浪费了大量的人力、物力资源另一方面浪费时间以及会在人为的统计汇总过程中出现可避免的差错等情况。

随着高校人数的增多上述弊端会越来越多的暴露出来。

如果利用智能化网络进行选课学生只要在计算机前输入自己的个人选课信息即可完成教务部门原来几倍的作业量。

从教师的角度来说教师提出代课申请完成课程发布的工作更加容易得到教学的信息更加快捷因此通过智能选课系统可以大幅度的减少教师的工作量方便了教学工作。

开发现状

国外的教学科研软件与国内相比开发的早而且比较成熟。

早在七十年代末美国就建成了NSFNET(国家科学基金网)其课题的申报及课题的进展情况汇报都在网上进行。

其网上学生在线选课系统也十分完善世界各地的学生可以坐在家里通过互联网完成入学报名、选课、考试、毕业论文、取得学位这一学习生活的全过程。

目前国际上已具规模的远程教育学校就有数百所之多网上教育正在各地发挥着巨大的作用为世界各国培养出大批人才。

所有这些都表明基于Internet的校园网的应用已深入到校园内的各个方面。

我国不少高校都实行了学分制它的核心是允许学生自由选课即把学习的自主权交给学生。

在这里学生选课时的制约因素比较复杂工作量也很大而且往往需要在较短的时间内完成。

运用计算机辅助选课即能实时地对大量选课数据进行检验和统计十分方便地输出选课结果同时也避免了人工处理时容易产生的错误。

相关技术介绍

人可以掌握多门外语而一个计算机科学家精通的大多是编程语言它不是人类的自然语言比如C语言、Java、Perl等等。

由于不同的公司开发出的“中间件”不够规范所以Sun公司推出J2EE用这个标准来解决弊病。

它提供了良好的机制让每个层次允许与之相对的服务器、组件运行使得系统的搭建稳定可用、开发高效、维护方便。

MVVM模式

MVVM模式是常用的开发模式主要是在代码实现上将其分为M层、V层和C层。

视图View代表用户交互界面一个

模型Model就是业务流程/状态的处理及业务规则的制定。

模型处理业务流程的过程其它层是无法看见了的它就像黑箱子在接受视图请求的数据之后然后返回最终的处理结果。

MVVM

最主要的核心就是业务模型的设计一个典型的应用例子就是目前流行的

EJB

模型它从应用技术实现的角度对模型做了进一步的划分以便充分利用现有的组件但是它不能作为应用设计模型的框架。

控制器Controller可以理解为接收用户的请求然后视图和模型匹配在一起一起再完成用户请求。

它有非常明显的作用在划分控制层上可以很清晰地告诉你它就是一个分发器选择什么样的模型、视图可以完成用户的什么样的请求。

控制层不做所有的数据处理比如说用户点击一个连接控制层接受到请求之后并不处理业务信息它只是向模型传递用户的信息同时告诉模型做什么然后选择符合需求的视图返回给用户。

B/S结构

B/SBrowser/Server比前身架构更为省事的架构。

它借助Web

server完成数据的传递交流。

只需要下载浏览器作为客户端那么工作就达到“瘦身”效果

Spring

Spring框架是Java平台上的一种开源应用框架提供具有控制反转特性的容器。

尽管Spring框架自身对编程模型没有限制但其在Java应用中的频繁使用让它备受青睐以至于后来让它作为EJBEnterpriseJavaBeans模型的补充甚至是替补。

Spring框架为开发提供了一系列的解决方案比如利用控制反转的核心特性并通过依赖注入实现控制反转来实现管理对象生命周期容器化利用面向切面编程进行声明式的事务管理整合多种持久化技术管理数据访问提供大量优秀的Web框架方便开发等等。

Spring框架具有控制反转IOC特性IOC旨在方便项目维护和测试它提供了一种通过Java的反射机制对Java对象进行统一的配置和管理的方法。

Spring框架利用容器管理对象的生命周期容器可以通过扫描XML文件或类上特定Java注解来配置对象开发者可以通过依赖查找或依赖注入来获得对象。

Spring框架具有面向切面编程AOP框架SpringAOP框架基于代理模式同时运行时可配置AOP框架主要针对模块之间的交叉关注点进行模块化。

Spring框架的AOP框架仅提供基本的AOP特性虽无法与AspectJ框架相比但通过与AspectJ的集成也可以满足基本需求。

Spring框架下的事务管理、远程访问等功能均可以通过使用SpringAOP技术实现。

Spring的事务管理框架为Java平台带来了一种抽象机制使本地和全局事务以及嵌套事务能够与保存点一起工作并且几乎可以在Java平台的任何环境中工作。

Spring集成多种事务模板系统可以通过事务模板、XML或Java注解进行事务配置并且事务框架集成了消息传递和缓存等功能。

Spring的数据访问框架解决了开发人员在应用程序中使用数据库时遇到的常见困难。

它不仅对Java:JDBC、iBATS/MyBATIs、Hibernate、Java数据对象JDO、ApacheOJB和ApacheCayne等所有流行的数据访问框架中提供支持同时还可以与Spring的事务管理一起使用为数据访问提供了灵活的抽象。

Spring框架最初是没有打算构建一个自己的WebMVC框架其开发人员在开发过程中认为现有的StrutsWeb框架的呈现层和请求处理层之间以及请求处理层和模型之间的分离不够于是创建了SpringMVC。

Mysql数据库

经过多次的更新功能层面已经非常的丰富和完善了从Mysql4版本到5版本进行了比较大的更新在商业的实际使用中取得了很好的实际应用效果。

最新版本的Mysql支持对信息的压缩同时还能进行加密能更好的满足对信息安全性的需求。

同时经过系统的多次更新数据库自身的镜像功能也得到了很大的增强运行的流畅度和易用性方面有了不小的进步驱动的使用和创建也更加的高效快捷。

最大的变动还是进行了空间信息的显示优化能更加方便的在应用地图上进行坐标的标注和运算。

强大的备份功能也保证了用户使用的过程会更加安心同时支持的Office特性还支持用户的自行安装和使用。

在信息的显示形式上也进行了不小的更新增加了两个非常使用的显示区一个是信息区对表格和文字进行了分类处理界面的显示更加清爽和具体。

第二是仪表的信息控件能在仪表信息区进行信息的显示同时还能进行多个信息的比对为用户的实际使用带来了很大的便捷。

针对本文中设计的多元化智能选课系统在实际的实现过程中最终选择Mysql数据库的主要原因在于在企业的应用系统应用及开发的过程中会存在大量的数据库比较频繁的操作而且数据的安全性要求也是非常的高。

综合这些因素最终选择安全性系数比较高的Mysql来对多元化智能选课系统后台数据进行存储操作。

B/S体系工作原理

用户可以通过浏览器去访问Internet上由Web服务器产生的文本、数据、图片、动画、视频点播和声音等信息

而每一个Web服务器又可以通过各种方式与数据库服务器连接大量的数据实际存放在数据库服务器中

从Web服务器上下载程序到本地来执行在下载过程中若遇到与数据库有关的指令由Web服务器交给数据库服务器来解释执行并返回给Web服务器Web服务器又返回给用户。

在这种结构中将许许多多的网连接到一块形成一个巨大的网即全球网。

而各个企业可以在此结构的基础上建立自己的Internet。

B/S

模式中用户是通过浏览器针对许多分布于网络上的服务器进行请求访问的浏览器的请求通过服务器进行处理并将处理结果以及相应的信息返回给浏览器其他的数据加工、请求全部都是由Web

Server完成的。

通过该框架结构以及植入于操作系统内部的浏览器该结构已经成为了当今软件应用的主流结构模式。

系统分析

模式下运用Java、JSP技术采用的是Mysql数据库和Myeclipse实现总体的可行性共分为以下三个方面。

所谓的技术可行性就是在限定时间前期拟定的功能能否被满足。

在开发设计上是否会遇上解决不了的问题。

做完的项目能否被很好地应用如果存在缺点在后期的维护上是否存在很大的难度。

在对这个系统评估后认定已存在的技术能达成目标。

用java技术来实现动态的页面嵌入低依赖性的设计模式灵活的数据库配合稳定的服务器整个系统的运行效率大大提升。

由此可见在技术层面达成目标不是非非之想。

在项目上使用的工具大部分都是是当下流行开源免费的所以在开发前期开发时用于项目的经费将会大大降低不会让开发该软件在项目启动期受到经费的影响所以经济上还是可行的。

尽量用最少的花费去满足用户的需求。

省下经费用于人工费以及设备费用。

将在无纸化高效率的道路上越走越远。

本系统实现功能的操作很简单普通电脑的常见配置就可以运行本软件并且只要粗通电脑使用的基本常识就可以流畅的使用本软件。

电脑具备连接互联网的能力并且可以正常访问系统并不需要操作者有什么高超的能力只需了解业务流程并且按照专业知识进行正确操作即可所以多元化智能选课系统具备操作可行性。

开发软件有没有触犯法律这涉及到软件或者系统能不能发布的问题。

如果触犯了法律就必将会受到法律的制裁。

常见法律问题就是软件抄袭问题若是抄袭别人软件将会受到严厉惩罚。

需求分析

在系统开发设计前应该对功能做初步设想清楚这个管理系统有什么板块每个板块有什么功能整体的设计是否满足使用者的需求接着对所开发的系统功能进行的详细分析总结从而设计出完整的系统并将其实现。

用户和开发人员的交流分析使其达到最佳理解程度使系统功能达到最佳。

图3-1

多元化智能选课系统在对需求做解析后整个系统主要分为两个部分管理员和教师、学生每个模块下的分支功能不一样。

对功能做出如下说明

学生模块

管理课程对课程数进行增删改查的操作包括课程编号课程名称上课时间上课地点教师等。

非功能需求分析

系统非功能需求有非常多比如性能需求、可承载最大用户数、稳定性、易用性需求等。

本系统分析时考虑到易用性需求因为系统是给人使用的所以必须充分从用户的角度出发考虑用户体验使系统易理解易上手易操作。

业务流程分析

经过对系统功能的分析调查研究总结出多元化智能选课系统主要实现的是对选课信息、课程信息等管理功能。

这样可以对该系统绘制业务流程图。

图3-2系统业务流程图

用户打开并进入系统后会先显示登录界面输入正确的用户名和密码系统自动检测信息。

若信息无误则用户会进入系统功能界面进行操作否则会提示错误无法登录。

图3-3

管理员可以对课程信息等进行信息的添加用户也可以对自己权限内的信息进行添加输入信息后系统会自行验证输入的信息和数据若信息正确会将其添加到数据库内若信息有误则会提示重新输入信息。

图3-4

管理员可以对课程管理信息等进行信息的修改用户也可以对自己权限内的信息进行修改首先进入修改信息界面输入修改信息数据系统进行数据的判断验证修改信息合法则修改成功信息更新至数据库信息不合法则修改失败重新输入。

图3-5

管理员可以对课程管理等进行信息的删除对要删除的信息进行选中后点击删除按钮系统会询问是否确定若点击确定则系统会删除掉选中的信息并在数据库内对信息进行删除。

图3-6

目前B/S体系的系统主要的数据访问方式是通过浏览器页面用户可以进入系统系统可以自动对用户向服务器发送的请求进行处理处理请求是在系统后台中进行的用户在浏览器页面上进行相应操作就能够看到服务端传递的处理结果。

多元化智能选课系统主要分为视图-模型-控制三层架构设计。

在视图层中主要是操作在服务器端向客户端反馈并显示的数据在模型层中主要处理相关的业务逻辑、数据整合等最后的控制层它介于视图和模型之间主要是调整两层之间的关系最终落实数据的传递。

功能模块设计

系统设计的目的是分析系统包括的所有功能结构为开发人员设计开发和实现系统做好准备工作。

经过前期的需求调查、分析和整理之后确定的总体需求主要包括多个模块分别是系统用户管理、教师管理、学生管理、课程信息管理、课程资讯管理、选课管理、课程打分管理。

系统整体角色分为三个部分一是学生、二是教师、最后是管理员。

权限分布也是很明显学生用户是在除去浏览信息之外还具有查询和管理自己账户信息、选课申请等权限管理员是最高权限拥有者。

图4-1系统功能结构图

该模块是为所有用户登录设计的如学生用户这种普通用户登录后只能进行自己的普通功能操作(如个人信息修改管理员登录后有不同的权限管理员能对整个系统的数据进行管理主要是用户的登录权限以及用户登录后在系统里的操作权限。

课程选课模块

学生和课程存在选课关系关系为一对多根据课程编号来将课程数据传入到选课数据中操作人为学生然后生成选课列表学生查看个人历史选课列表可以进行数据销毁。

课程维护模块

操作人来录入课程数据点击课程录入按钮依次填写要录入的课程数据点击提交按钮将数据提交至数据库然后刷新课程数据页面每条数据右边有删除和编辑按钮来完成相应的删除和更新功能。

课程打分模块

学生可以对课程进行打分关系为一对多根据选课记录来学生将评分数据传入到课程打分栏操作人为学生然后生成课程打分列表。

学生维护模块

操作人来录入学生数据点击学生录入按钮依次填写要录入的学生数据点击提交按钮将数据提交至数据库然后刷新学生数据页面每条数据右边有删除和编辑按钮来完成相应的删除和更新功能。

资讯维护模块

管理员点击资讯管理菜单点击资讯添加子菜单添加资讯数据填写标题、内容提交成功后资讯数据页面刷新新数据成功载入页面。

数据库设计

对于一个要开发的系统来说E-R图可以让别人能更快更轻松的了解此系统的事务及它们之间的关系。

根据系统分析阶段所得出的结论确定了在学生选课系统中存在着多个实体分别是用教师、管理员、课程、选课、学生、课程打分。

图4-4系统总体ER图

数据库逻辑结构就是将E-R图在数据库中用具体的字段进行描述。

用字段和数据类型描述来使对象特征实体化最后形成具有一定逻辑关系的数据库表结构。

学生选课系统所需要的部分数据结构表如下表所示。

student_user_id

本章节详细介绍了系统各大功能模块的实现过程和实现方法对每个功能进行实现设计详细的根本目标是确定应该具体实现所要求的系统每个模块都对应着相应的界面和显示的配图。

主要从主页面的实现、登录模块的实现、课程信息管理模块的实现、选课信息管理模块的实现、课程打分管理模块的实现等方面来描述。

主页面

系统呈现出一种简洁大方的首页界面简约、鳞次栉比用户能轻车熟路的使用。

出于对系统使用群体广泛的顾虑应有良好性能的后台。

管理员登录进入图书管理系统可以查看首页、个人中心、用户管理管理员管理、更多管理学生、教师、专业、学院、课程、学生选课、课程成绩、课程评价等内容进行详细操作如图5-1所示。

如下图所示为系统的首页界面。

图5-1系统首页界面

jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/CS725260_20211101091736?serverTimezoneGMT%2B8useSSLfalsecharacterEncodingutf-8

username:

CAMEL_CASE_TO_LOWER_CASE_WITH_UNDERSCORES

ALWAYS

系统的登录窗口是用户的入口用户只有在登录成功后才可以进入访问。

通过在登录提交表单后台处理判断是否为合法用户进行页面跳转进入系统中去。

登录合法性判断过程用户输入账号和密码后系统首先确定输入输入数据合法性然后在login.jsp页面发送登录请求调用src下的mainctrl类的dopost方法来验证。

2从数据库中提取记录并储存在本地的session中timeout默认30min。

图5-2系统登录界面

groupMap.put(name,byUsername.getUserGroup());

List

userGroupService.select(groupMap,

new

(!StringUtils.isEmpty(userGroup.getSourceTable())){

String

String.valueOf(service.runCountSql(sql).getSingleResult());

(resnull){

(byUsername.getPassword().equals(md5password))

存储Token到数据库

accessToken.setToken(UUID.randomUUID().toString().replaceAll(-,

));

accessToken.setUser_id(byUsername.getUserId());

tokenService.save(accessToken);

返回用户信息

JSONObject.parseObject(JSONObject.toJSONString(byUsername));

user.put(token,

课程选课过程中通过课程ID得到课程数据将课程数据赋值给课程选课将选课数据插入选课表中最后查看个人历史课程选课记录可以销毁历史选课数据。

图5-3课程选课流程图

选课添加关键代码如下所示。

新增一条数据通过post传入一个json对象然后经过request.getReader()最后经过readBody()转成一个Map含有String和Objectkey用的是字段名Object存放数据最终得到Mapinsert用拼装sql读取body组装成一个insert对象runCountSql()语句代码如下

PostMapping(/add)

service.insert(service.readBody(request.getReader()));

return

sql.append().append(table).append().append(

();

sql.append(humpToLine(entry.getKey())).append(,);

sql.deleteCharAt(sql.length()-1);

sql.append()

sql.append().append(entry.getValue()).append().append(,);

}else

sql.append(entry.getValue()).append(,);

1);

课程打分录入过程中首先使用getmap(id,xinxi)通过学生ID得到学生数据将学生数据赋值给课程打分调用CommDAO的insert方法将打分数据插入课程打分表中最后查看个人课程打分记录可以销毁课程打分数据。

图5-6课程打分界面

service.selectToPage(service.readQuery(request),

return

添加课程信息时输入必填字段后表现层接受传过来的课程信息参数再调用add方法经过业务层到持久层的处理完成对整个添加课程信息的操作。

add方法也和用户管理中方法类似同时做添加和修改工作。

修改一个数据原理与add基本一致不同点在于通过readConfig()读取关键字以及通过readQuery()获取URL后面?指定位置的标识转成Map对象后执行update操作同样通过拼接的sql语句执行执行过程读取querytoWhereSql()语句完成数据库操作body为修改对象的值。

图5-8课程管理流程图

service.count(service.readQuery(request),

return

success(count.getResultList());

课程资讯管理模块

删除一条数据通过readQuery()获取URL后面的对象地址删除FROM具体的tablequery删除查询FindConfig语句。

查找课程资讯时输入需要查找的课程资讯名调用getData方法获取所有数据并且进行分页把获取到的所有数据显示到视图上这时候只需要用脚本方法便能快速查找不涉及对数据库操作。

图5-11课程资讯管理流程图

service.avg(service.readQuery(request),

return

success(count.getResultList());

系统测试

在对该系统进行完详细设计和编码之后就要对多元化智能选课系统的程序进行测试检测程序是否运行无误反复进行测试和修改使之最后成为完整的软件满足用户的需求实现预期的功能。

测试概述

软件测试是软件开发完成后必须经过的一道程序它在软件开发过程中地位十分重要需要由专业的测试工程师来对软件进行各方面的测试大到功能模块测试小到代码的单元测试这对测试工程师来说需要有足够的耐心和专业的测试方案软件测试归根结底就是对软件的结构和功能的综合测评需要做到结构稳定和功能正确二者兼顾。

软件测试也叫寻找系统bug的过程世界上没有完美无缺、不存在bug的软件只能将软件的bug降到最低最小来追求极致。

单元测试

在软件的测试过程中通常测试人员需要针对不同的功能模块设计多种测试用例。

通过测试用例能够及时发现代码业务逻辑上是否与真实的业务逻辑相对应及时发现代码上或逻辑上的缺陷以此来来完善系统提高软件产品的质量使软件具有良好的用户体验。

登录功能测试

系统弹出提示框提示用户选课成功同时该课程的状态更改为已选课状态

课程管理测试

经过对此系统的测试得出该系统足以满足用户日常需求在功能项目和操作等方面也能满足操作员对于其他用户的管理。

但是还有很多功能有待添加这个系统仅能满足大部分的需求还需要对此系统的功能更进一步的完善这样使用起来才能更加的完美。

通过多元化智能选课系统的开发本人巩固了之前学过的知识如今将平时所学到的知识融合在设计中在设计过程中做了很多的准备首先在数据库系统的设计过程中尤其是在数据库的工作原理、工作特点对其深刻的讨论与此同时对于小型站点来说最好服务器的选择其次利用所学的知识点分析所做的系统并在此基础上设计。

目前本系统已经上线正在试运行阶段用户反馈良好基本完成用户所需试运行过程中没有出现阻断性问题有一些不足和小问题也及时予以修正系统上线后为了保证数据的安全性对系统进行了备份操作系统备份是每两个月备份一次数据库备份为每周备份一次系统部署在租赁的云平台服务器中。

本次系统上线成功后得到了用户的高度认可但是在功能上和性能上还需做进一步的研究处理使其有更高的性能和更好的用户体验。

系统在以后的升级过程中需要解决一系列用户所提出的问题例如打印过程中如何避免浏览器的兼容性问题大量用户访问时如何保持较高的响应速度在系统今后的升级过程中将着重解决这些安全性问题。

伴随着设计的完成大学生涯也随之即将结束。

大学期间是我最珍惜的时光大学时光中学会了很多也成长了很多这段时光中每一段回忆都刻在脑海中。

感谢一起学习一起成长同学们和成长过程悉心教导的老师们非常感激有你们的陪伴。

首先感谢我的指导老师设计的完成离不开老师的一系列指导。

在毕业设计的完成过程中老师给出了很多中肯的建议正是由于老师一丝不苟的工作态度我的设计才能顺利的完成。

最后感谢在大学生涯中每一位教导我的老师是你们教给了我丰富的知识更教会了我遇到问题时如何去应对并解决。

谢谢你们的帮助与支持。

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