高校教学管理系统的设计与实现实验实训管理模块.doc

河北农业大学
本科毕业论文(设计)

题 目：高校教学管理系统的设计与实现-实验实训管理模块
摘要
随着互连网技术的发展，高校通过计算机网络对教学进行管理已成为主要形式。一款能够帮助高校管理教学的软件十分必要，根据这种需求，建立了高校教学管理系统。该系统能够实现学生老师对实验实训的管理，大大提高教学质量与教学效率，有助于学生老师对实验课程的及时查阅。
本模块主要介绍高校教学管理系统的实验实训模块，分析了系统中该模块的可行性分析，需求分析和功能分析，及实现该功能的技术原理。本文还介绍了教学管理系统的总体架构，该系统采用的是三层B/S架构。在设计数据库时使用了Mysql数据库，使用了JSP进行编程，另外还用到struts、spring，hibernate等三大框架进技术进行系统开发，充分运用Javaweb中技术实现本模块的功能。
本模块实现的功能是高校教学管理系统中的实验实训管理模块，主要包括模块的首页面及用户登陆。学生登陆后可对实验课程的详细信息查询，对实验内容的详情查阅，教师登陆后可对实验课程的信息进行增删改查的处理，以及对实验内容的增加修改等操作。
关键词：Java， jsp，struts，实验实训管理模块

Abstract
With the development of Internet technology, the computer networkmanagement of teaching has become the main form of. A can help colleges and universities teaching management software is very necessary, according to the needs, establish the university teaching management system. The system can realize the student teacher to experiment and trainingmanagement, greatly improving the teaching quality and teaching efficiency,help students to teachers of experiment course consult.
Training module this module introduces a system of university teaching management, analyze the feasibility of the module of the system analysis,demand analysis and function, the principle and the technical realization of thefunction. This paper also introduces the architecture of teaching management system, the system adopts the three layer B/S architecture. When you design a database using the Mysql database, the use of JSP programming, also usedstruts, spring, hibernate three framework technology to develop the system,make full use of Javaweb technology to realize the module function.
This module to realize the function of training management module, teaching management system, mainly including front page and user login module.Students after landing on experimental curriculum with information query,details the content of the experiment research, the teacher after landing on theexperiment course information crud processing, and the experimental contentsincreased operational changes.
Keywords: Java, JSP, struts, experiment and training management module

目录
1 概述 1
1.1开发背景 1
1.2设计目的及内容 1
1.2.1设计目的 1
1.2.2设计内容 1
1.3 技术概述 1
1.3.1 B/S模式简介 1
1.3.2 Mysql简介 1
1.3.3 MVC模式简介 2
1.3.4 SSH框架简介 2
1.4硬件和软件要求 3
1.4.1硬件要求 3
1.4.2软件要求 3
1.5基本环境 3
1.6系统开发命名规则 3
1.6.1项目中命名规则 3
1.6.2数据库命名规则 3
2.1可行性分析 4
2.1.1高校教学实验实训模块分析 4
2.1.2技术可行性分析 4
2.1.3经济可行性 4
2.2需求分析 4
2.2.1系统需求分析 4
2.2.2学生需求分析 4
2.2.3教师需求分析 4
2.3功能分析 5
2.3.1用户登陆基本功能 5
2.3.2学生登录操作 5
2.3.3教师登录操作 5
3 数据库设计 6
3.1数据库概要结构设计 6
3.2数据库逻辑结构设计 6
3.2.1学生信息表 6
3.2.2教师信息表 6
3.2.3课程信息表 7
4.1用户登陆页面 8
4.1.1模块首页面 8
4.1.2登陆页面 8
4.2老师操作页面 8
4.2.1查看课程信息页面 9
4.2.2添加课程信息页面 9
4.2.3修改课程信息页面 9
4.2.4查看实验内容信息页面 10
4.3学生操作页面 10
4.3.1学生查看页面 10
4.3.2学生查看课程详细信息页面 11
5 主要代码 12
5.1配置文件 12
5.1.1 applicationContext.xml 12
5.1.2 struts.xml 13
5.2部分功能代码 14
5.2.1 entity实体类代码 14
5.2.2 DAO方法代码 15
5.2.3 action部分代码 16
结论 19
致谢 20
参考文献 21

1 概述
1.1开发背景
随着计算机信息技术的发展，计算机在教育领域应用日趋广泛。计算机上机的比例逐年增多；为了计算机实验室的管理更加方便，也使学生在上机的时候能够更灵活的处理所遇到的问题，上机后学生的上机的结果的保存与收集都是需要考虑的问题。本毕业设计利用internet技术，开发一个计算机实验室的教学管理系统[1]。
老师可以利用此系统配置实验环境，管理班级、老师、学生的基本信息，查看学生的实验报告，收集学生上机实验结果。学生可以利用此系统，缴交作业、交流学习心得等。要求能够为每门课程、每个老师提供比较完善的解决方案.通过本系统的设计和开发不仅可以考查我综合运用以前所学知识的能力，同时也使我了解了当今网编程的一些新技术；锻炼了我的实际动手能力，对于我以后工作能力的培养具有重要的意义。
高校教学管理系统是现代化教学的手段，它运用计算机网络为工具帮助教师进行教学管理，在这个过程中它运用了多媒体技术和网络技术等多种技术手段。通过这种教学系统，高效教学质量能够得到快速提高。教育与互联网的结合，这是一种先进的教学理念，丰富了教育教学的手段，使中国的教育现代化进程向前迈进了一大步[2]。
1.2设计目的及内容
1.2.1设计目的
高效教学管理系统的实验实训管理模块设计的主要目的是让教师能够通过互联网实现远程教学，对实验实训课程信息进行管理。教师可以对实验内容进行更改以供学生查阅。另外，学生也可以对实验课程信息进行查看，对实验内容进行查阅。
1.2.2设计内容
实现高校教学管理系统的实验实训管理模块主要是对主要包括学生对实验课程的查询，对实验内容的详情查看，教师实验课程的增删改查，以及对实验内容的增加修改。
1.3 技术概述
1.3.1 B/S模式简介
B/S（浏览器/服务器模式）是随着Internet结束的兴起，对C/S结构的一种改进。在这个结构下，软件应用的业务逻辑完全在应用服务器端实现，用户表现完全在Web服务器实现，客户端直需要浏览器即可进行业务处理，是一种全新的软件系统构造技术。这种结构更成为当今应用软件的首选体系结构[3]。
1.3.2 Mysql简介
MySQL[1]是一个关系型数据库管理系统，由瑞典MySQL AB公司开发，目前属于Oracle公司。Mysql是最流行的关系型数据库管理系统，在WEB应用方面MySQL是最好的RDBMS(Relational Database Management System：关系数据库管理系统)应用软件之一。MySQL是一种关联数据库管理系统，关联数据库将数据保存在不同的表中，而不是将所有数据放在一个大仓库内，这样就增加了速度并提高了灵活性。MySQL所使用的SQL语言是用于访问数据库的最常用标准化语言。MySQL软件采用了双授权政策（本词条“授权政策”），它分为社区版和商业版，由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，尤其是开放源码这一特点，一般中小型网站的开发都选择MySQL作为网站数据库。由于其社区版的性能卓越，搭配PHP和Apache可组成良好的开发环境。
1.3.3 MVC模式简介
MVC模式是"Model-View-Controller"的缩写，中文翻译为"模式-视图-控制器"。MVC应用程序总是由这三个部分组成。Event(事件)导致Controller改变Model或View，或者同时改变两者。只要Controller改变了Models的数据或者属性，所有依赖的View都会自动更新。类似的，只要Controller改变了View，View会从潜在的Model中获取数据来刷新自己。
MVC设计思想：MVC英文即Model-View-Controller，即把一个应用的输入、处理、输出流程按照Model、View、Controller的方式进行分离，这样一个应用被分成三个层——模型层、视图层、控制层[4]。
MVC的优点：将视图展示和应用逻辑清晰的分离开来，降低了模型和视图之间的耦合性，使得系统设计时具有更高的灵活性。首先，最重要的是应该有多个视图对应一个模型的能力。在目前用户需求的快速变化下，可能有多种方式访问应用的要求。例如，订单模型可能有本系统的订单，也有网上订单，或者其他系统的订单，但对于订单的处理都是一样，也就是说订单的处理是一致的。按MVC设计模式，一个订单模型以及多个视图即可解决问题。这样减少了代码的复制，即减少了代码的维护量，一旦模型发生改变，也易于维护。 其次，由于模型返回的数据不带任何显示格式，因而这些模型也可直接应用于接口的使用。
1.3.4 SSH框架简介
集成SSH框架的系统从职责上分为四层：表示层、业务逻辑层、数据持久层和域模块层，以帮助开发人员在短期内搭建结构清晰、可复用性好、维护方便的Web应用程序。其中使用Struts作为系统的整体基础架构，负责MVC的分离，在Struts框架的模型部分，控制业务跳转，利用Hibernate框架对持久层提供支持，Spring做管理，管理struts和hibernate。具体做法是：用面向对象的分析方法根据需求提出一些模型，将这些模型实现为基本的Java对象，然后编写基本的DAO(Data Access Objects)接口，并给出Hibernate的DAO实现，采用Hibernate架构实现的DAO类来实现Java类与数据库之间的转换和访问，最后由Spring做管理，管理struts和hibernate[5]。
系统的基本业务流程是： 在表示层中，首先通过JSP页面实现交互界面，负责接收请求(Request)和传送响应(Response)，然后Struts根据配置文件(struts-config.xml)将ActionServlet接收到的Request委派给相应的Action处理。在业务层中，管理服务组件的Spring IoC容器负责向Action提供业务模型(Model)组件和该组件的协作对象数据处理(DAO)组件完成业务逻辑，并提供事务处理、缓冲池等容器组件以提升系统性能和保证数据的完整性。而在持久层中，则依赖于Hibernate的对象化映射和数据库交互，处理DAO组件请求的数据，并返回处理结果[6]。
采用上述开发模型，不仅实现了视图、控制器与模型的彻底分离，而且还实现了业务逻辑层与持久层的分离。这样无论前端如何变化，模型层只需很少的改动，并且数据库的变化也不会对前端有所影响，大大提高了系统的可复用性。而且由于不同层之间耦合度小，有利于团队成员并行工作，大大提高了开发效率。
1.4硬件和软件要求
1.4.1硬件要求
CPU:Inter(R) Core(TM)2 Duo CPU 2.10GHz
HDD:300G
RAM:2.00GB
1.4.2软件要求
操作系统：Windows XP/Windows 8。
数据库：mysql 6.5。
开发工具：Myecplise6.5。
辅助开发工具： navicat for mysql。
浏览器：IE9.0。
1.5基本环境
以Java语言为基本开发语言，通过运用集成开发环境Myecplise(6.5),Tomcat6.0服务器等相关知识，利用Java语言的面向对象的特性及MVC设计思想，设计一个高校教学管理方案，模拟一个高校教学管理系统的实验实训管理模块[7]。
1.6系统开发命名规则
1.6.1项目中命名规则
项目中各个子项均以子项功能名称的英文组合，类名以对应的意思命名，组成的所有单词的首字母大写；类中的方法依据功能而定，方法命名首单词的首字母小写，其他单词首字母均大写；项目中的页面命名是项目名为前缀加上相应功能名。
1.6.2数据库命名规则
数据库名称与项目名称相同，数据库中表命名规则是表名称英文意思的单词或多个单词的组合，单词首个字母大写；表中字段名是相应字段的英文单词或多个单词的组合，单词首歌字母大写。
2 系统分析
2.1可行性分析
2.1.1高校教学实验实训模块分析
原来传统教学的教学方式在管理学生信息上存在很多缺点，如过程操作复杂，手续复杂，效率低下，数据信息不可靠，这些缺点严重制约了现代教学质量的提高和发展空间。
随着计算机网络技术的发展，将互联网技术与教育教学有机结合起来的理念已经成为一种先进的教学观念，因此高校教学管理系统是从实际出发，满足现代高校教学的需求，并参照国外的先进教学模式开发而成，该模块主要实现了学生能够查询实验课程信息，查看实验内容详细信息以及一些相关操作，老师可以对实验课程信息进行增删改查的操作以及对实验内容的查看等操作。具有操作简单，交互界面清晰，数据准确性高的特点，大大提高了实验实时性，实现了教学资源共享，从而大大提高了教学质量和教学效率，因此该系统在性能上具有可行性[8]。
2.1.2技术可行性分析
本系统采用的是Java开发语言，运用了SSH三大框架，jsp页面，MySQL数据库等技术，技术上已经发展成熟能够满足需求，所以在技术上也存在可行性[9]。
2.1.3经济可行性
本系统开发成本低，并且本系统开发成功后，与传统的教学方式相比，具有高效率，低成本、高质量的特点，可以节省大量人力、物力、财力，所以经济上也存在可行性。
2.2需求分析
2.2.1系统需求分析
(1)教师操作的功能:增删改查实验课程的详细信息，对实验内容增改查。
(2)学生操作的功能:对实验课程的查看，和对实验内容的查看。
2.2.2学生需求分析
学生对实验课程信息需要及时查询以免因为不知道有此课程而造成不能按安排进行实验课程。
2.2.3教师需求分析
教师需要对实验课程进行远程操作，满足在网上在线对实验课程的操作，可以对实验课程内容进行增删改查，可以对实验内容进行查看详情。
2.3功能分析
2.3.1用户登陆基本功能
首页面是系统登录页面分为学生登录和教师登录，登录页面要求输入用户名密码，在输入用户帐户、密码之后，系统将验证用户帐户和密码是否正确，如果验证成功，就使用户处于登录状态。否则，系统将返回登录页面[10]。
2.3.2学生登录操作
学生登录后可以进行查询实验课程内容，查看实验内容的详细信息的操作，便于学生对实验进程更好的了解。
2.3.3教师登录操作
教师登录后可以进入实验课程首页面，可以查看实验课程的详细信息，并可以对实验课程进行增删改查的操作，也可以的实验内容进行查看，添加和修改的操作。

3 数据库设计
3.1数据库概要结构设计
本系统数据库采用Mysql数据库，系统数据库名称为test_manage。数据库中包含3张表。
学生信息表：包括的数据项有：ID，用户名，密码，专业，班级。
教师信息表：包括的数据项有：ID，用户名，密码，所教课程名称。
实验课程表：包括的数据项有：ID，课程名，专业，班级，星期，节次，内容等。
3.2数据库逻辑结构设计
根据上述数据库的需求分析和概念结构设计，设计了名称为test_manage的数据库。
数据库test_manage由下面多个表格组成，各个表的命名及字段命名都是以相应名称的首字母组合而成，各个表格的设计结果如下表所示，每个表格表示在数据库中相对应的一个表。
3.2.1学生信息表
本表是储存学生详细信息的表，主要有学生姓名、密码、专业、班级等信息。
表3-1 学生信息表
字段名称
数据类型
长度
ID
Int
11
用户名
Varcher
255
密码
Varchar
255
专业
Varchar
255
班级
Varchar
255
3.2.2教师信息表
本表是储存教师详细信息的表，主要有教师姓名、密码、所教课程名等。
表3-2 教师信息表
字段名称
数据类型
长度
ID
Int
11
教师姓名
Varchar
255
密码
Varchar
255
课程名
Varchar
255

3.2.3课程信息表
本表是储存课程信息的表，主要有课程名、专业、班级、星期、节次、内容等。
表3-3 课程信息表
字段名称
数据类型
长度
ID
Int
11
课程名
Varchar
255
内容
Varchar
5000
专业
Varchar
255
班级
Varchar
255
星期
Varchar
255
节次
Varchar
255

4 系统界面设计
4.1用户登陆页面
本模块页面为进入程序的首页面，用户在本页面可以选择学生登陆或老师登陆，选择后可以进行登陆操作，进入本系统页面。
4.1.1模块首页面

图4-1 系统首页面
4.1.2登陆页面

图4-2 登陆页面
4.2老师操作页面
本模块为老师操作页面，老师登陆后进入首页面可以查看课程信息，并且可以对课程信息进行添加、修改、删除的操作，并可以对课程详细信息进行查看。

4.2.1查看课程信息页面

图4-3 老师查看课程信息页面
4.2.2添加课程信息页面

图4-4 老师添加课程信息页面
4.2.3修改课程信息页面

图4-5 老师修改课程信息页面

4.2.4查看实验内容信息页面

图4-6 老师查看实验内容信息
4.3学生操作页面
本模块为学生登陆后进入系统页面，学生登陆后可以对实验课程的星期、节次、课程名称等进行查询，并可以对实验课程内容的详细信息进行查看。
4.3.1学生查看页面

图4-7 学生查看实验信息页面
4.3.2学生查看课程详细信息页面

图4-8 学生查看实验内容页面

5 主要代码
5.1配置文件
5.1.1 applicationContext.xml
本部分代码，主要作用是建立数据源，选择数据库驱动写入数据库地址。配置文件中把数据源注入Session工厂，再把Session注入给hibernateTemplate。然后把Dao方法注入sessionFactory中。
//数据库连接代码
<bean id="data" class="mons.dbcp.BasicDataSource">
<property name="driverClassName"
value="com.mysql.jdbc.Driver">
</property>
<property name="url"
value="jdbc:mysql://localhost:3306/test_manage">
</property>
<property name="username" value="root"></property>
<property name="password" value="rootadmin"></property>
</bean>
<bean id="sessionFactory"
class="org.springframework.orm.hibernate3.LocalSessionFactoryBean">
<property name="dataSource">
<ref bean="data" />
</property>
<property name="mappingResources">
<list>
<value>com/entity/CourseTable.hbm.xml</value>
<value>com/entity/Student.hbm.xml</value>
<value>com/entity/Teacher.hbm.xml</value>
</list>
</property>
<property name="hibernateProperties">
<props>
<prop key="hibernate.dialect">
org.hibernate.dialect.MySQLDialect
</prop>
<prop key="hibernate.show_sql">
true
</prop>
<prop key="hibernate.format_sql">
true
</prop>
</props>
</property>
</bean>
//把DAO里面的方法注入到sessionFactory里面
<bean id="CourseTableDAO" class="com.dao.CourseTableDAO">
<property name="sessionFactory">
<ref bean="sessionFactory" />
</property>
</bean>
<bean id="TeacherDAO" class="com.dao.TeacherDAO">
<property name="sessionFactory">
<ref bean="sessionFactory" />
</property>
</bean>
<bean id="StudentDAO" class="com.dao.StudentDAO">
<property name="sessionFactory">
<ref bean="sessionFactory" />
</property>
</bean>
<bean name="student" class="com.action.StuCourseAction">
<property name="sdao">
<ref bean="StudentDAO" />
</property>
<property name="cdao">
<ref bean="CourseTableDAO" />
</property>
</bean>
<bean name="teacher" class="com.action.TeaCourseAction">
<property name="tdao">
<ref bean="TeacherDAO" />
</property>
<property name="cdao">
<ref bean="CourseTableDAO" />
</property>
</bean>
5.1.2 struts.xml
由于struts.xml文件是自上而下解析的，所以被继承的package要放在继承package的前边。Namespace将action分成逻辑上的不同模块，每一个模块有自己独立的前缀。使用namespace可以有效的避免action重名的冲突，例如每一个package都可以有自己独立的Menu和Help action，但是事项方式各有不同。Struts2标签带有namespace选项，可以根据namespace的不同向服务器提交不同的package的action的请求。
在struts2框架中每一个Action是一个工作单元。Action负责将一个请求对应到一个Action处理上去，每当一个Action类匹配一个请求的时候，这个Action类就会被Struts2框架调用，本部分代码主要是页面跳转代码。
<!--开发模式常量 -->
<constant name="struts.devMode" value="true" />
//页面跳转代码
<package name="default" namespace="/" extends="struts-default">
<action name="*course" class="course" method="{1}">
<result name="ok">/showCourseInfo.jsp</result>
<result name="notok">/showCourseForTeacher.jsp</result>
</action>
<action name="*stu" class="student" method="{1}">
<result name="ok">/showCourseInfo.jsp</result>
<result name="notok">/index.jsp</result>
</action>
<action name="*tea" class="teacher" method="{1}">
<result name="notok">/error.jsp</result>
<result name="ok">/showCourseForTeacher.jsp</result>
</action>
</package>
5.2部分功能代码
5.2.1 entity实体类代码
实体类一般对应一张表，包含了对表的外界所需要的所有操作。主要功能是把用户提交过来的的参数封装成一个对象给DAO层，也就是hibernate操作。
// 课程信息实体类
public class CourseTable implements java.io.Serializable {
// 字段
private Integer id;
private String week;
private String jieci;
private String profession;
private String classes;
private String course;
private String content;
private String date;

/** 默认构造函数 */
public CourseTable() {
}
/** 完整的构造函数 */
public CourseTable(String week, String jieci,
String profession, String classes, String course, String content,
String date) {
this.week = week;
this.jieci = jieci;
this.profession = profession;
this.classes = classes;
this.course = course;
this.content = content;
this.date = date;
}
}
5.2.2 DAO方法代码
DAO方法为自动生成代码，主要有对课程信息的增删改查，对用户信息的搜索功能等。
//保存课程信息
public void save(CourseTable transientInstance) {
log.debug("saving CourseTable instance");
try {
getHibernateTemplate().save(transientInstance);
log.debug("save successful");
} catch (RuntimeException re) {
log.error("save failed", re);
throw re;
}
}
//删除课程信息
public void delete(CourseTable persistentInstance) {
log.debug("deleting CourseTable instance");
try {
getHibernateTemplate().delete(persistentInstance);
log.debug("delete successful");
} catch (RuntimeException re) {
log.error("delete failed", re);
throw re;
}
}
//查找全部
public List findAll() {
log.debug("finding all CourseTable instances");
try {
String queryString = "from CourseTable";
return getHibernateTemplate().find(queryString);
} catch (RuntimeException re) {
log.error("find all failed", re);
throw re;
}
}
//修改课程信息
public void update(CourseTable course) {
// TODO Auto-generated method stub
getHibernateTemplate().update(course);
}
5.2.3 action部分代码
Action类接受jsp页面中的用户请求。有用户登录验证方法，搜索课程信息，增加、修改、删除课程信息的代码。
//用户登录验证
public String login(){
Teacher tea = new Teacher();
tea.setTname(tname);
tea.setPassword(password);
List list =tdao.findByExample(tea);
if(list.size()>0){
tea = (Teacher)list.get(0);
course = tea.getCourse();
CourseTable ct = new CourseTable();
ct.setCourse(course);
List temp = cdao.findByExample(ct);
HttpServletRequest request =ServletActionContext.getRequest();
request.setAttribute("list", temp);
request.getSession().setAttribute("teachCourse", course);
return "ok";
}else{
return "notok";
}
}
//搜索课程信息
public String select(){
CourseTable ct = new CourseTable();
ct.setCourse(course);
if(profession !=null && !"".equals(profession))
ct.setClasses(profession);
if(classes !=null && !"".equals(classes))
ct.setCourse(classes);
if(week !=null && !"".equals(week))
ct.setWeek(week);
if(jieci !=null && !"".equals(jieci))
ct.setJieci(jieci);
List list = cdao.findByExample(ct);
HttpServletRequest request =ServletActionContext.getRequest();
request.setAttribut