【文章內(nèi)容簡介】 學 校領導提供實時、準確的信息服務。 3） 已有信息系統(tǒng)軟件設計平臺不統(tǒng)一，系統(tǒng)難以集成和維護，擴展性差。 因此，在這種情況下，多方面借鑒發(fā)達國家高等 教育信息化過程中所取得的成功經(jīng)驗和國內(nèi)其他高校信息化建設的經(jīng)驗，同時吸收它們的失敗教訓，在校園信息化建設過程中就可以做到趨利避弊，以最低的成本和最高的速度來推進高校的信息化建設。 而且，隨著信息技術的飛速發(fā)展和校園網(wǎng)的升級，硬件和網(wǎng)絡技術不再成為阻礙校園信息系統(tǒng)的建設瓶頸，管理信息系統(tǒng)建設已得到越來越多高校的重視，并作為各大高校持續(xù)發(fā)展的重要技術保障?？v觀我國各高校的發(fā)展情況，大部分高校，特別是發(fā)展中高校為了增強自身的競爭能力，提高教學管理效率和教學質(zhì)量，正在完善教務管理模式，長安大學碩士學位論文 3 實現(xiàn)流程再造 。 學校信息化的建設 也以“教務綜合管理信息系統(tǒng)”為核心，逐步向外延伸，最終實現(xiàn)“數(shù)字化校園”。 課題研究背景 隨著近年來我國教育改革的深化，素質(zhì)教育的全面推進，高校擴招政策的出臺，各高校辦學規(guī)模不斷擴大，教學資源日益緊張。對管理部門來說，不僅增加了工作量，更增加了工作難度，管理手段落后將直接影響教學質(zhì)量和辦學水平。如何充分利用緊缺的教學資源，提高資源的使用率，處理成倍增長的信息量，已成為管理職能部門共同關心的焦點。 面對這一挑戰(zhàn)，許多高校紛紛啟動并加快了數(shù)字化校園建設的步伐，相繼建成了校園網(wǎng)，搭建了數(shù)字化校園的硬件平臺 ，部分高校購置了管理系統(tǒng)，部分高校開發(fā)了單項管理模塊，但是，不少軟件在實際使用過程中或多或少存在一些缺陷：如管理模式滯后，缺乏與信息技術相匹配的管理理念；功能單一，不能涵蓋高校管理部門的諸多方面；可用性不強，大量的實際問題得不到解決；缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和系統(tǒng)設計。 隨著學生人數(shù)的增多，教務管理的難度也越來越大，迫切需要建立教務管理信息系統(tǒng)。通過該管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)信息的快速傳遞，可以充分發(fā)揮室、部、系教學管理的職能，可以改變教務管理效率低、工作無序、信息反饋滯后等狀態(tài)，從而全面實現(xiàn)教務管理的網(wǎng)絡化、自動化、數(shù)字化。 為便于更好的利用學校校園網(wǎng)絡，實現(xiàn)信息的高效管理和共享，長安大學 電子與控制工程學院 決定開發(fā)一套基于 B/S 結構的教務管理信息系統(tǒng)。 本文所做的主要工作 本文以所設計開發(fā)的基于 B/S（ Browser/Server） 結構的 教務 管理信息系統(tǒng)為背景，對系統(tǒng)開發(fā)過程中的主要問題和關鍵技術進行了研究，主要完成了以下工作： （ 1）本文首先分析了 C/S（ Client/Server） 和 B/S 兩種管理信息系統(tǒng)開發(fā)模式的特點，結合系統(tǒng)開發(fā)的需要確定了多層 B/S 結構的開發(fā)模式，對系統(tǒng)開發(fā)平臺的選型做了介紹。 （ 2） 給出了系 統(tǒng)的功能、性能、環(huán)境、界面及安全需求分析，并且根據(jù)前期的調(diào)查和功能分析，給出了系統(tǒng)的組織結構圖 及數(shù)據(jù)流圖 。 （ 3）給出了系統(tǒng)結構功能設計的大體框架，并在此基礎上對系統(tǒng)的模塊設計與各第一章 緒論 4 模塊的具體功能進行了詳細闡述。 （ 4）在系統(tǒng)的安全方面主要介紹了基于角色控制（ RBAC）技術在系統(tǒng)中的應用及其它安全措施的設計與實現(xiàn)。 本章小結 本章主要概述了本課題的研究背景、內(nèi)容和開發(fā)意義，分析了國內(nèi)管理信息系統(tǒng)方面的發(fā)展現(xiàn)狀，根據(jù)實際情況提出了系統(tǒng)地開發(fā)方案，指出了系統(tǒng)開發(fā)的重要作用，最后對本文情況作了簡單的介紹。 長安大學碩士學位論文 5 第二章 相關技術綜述 管理信息系統(tǒng)（ MIS） 管理信息系統(tǒng) 概述 管理信息系統(tǒng)（ Management Information System， MIS）是綜合運用了管理科學和計算機科學等科學知識的方法，以計算機和現(xiàn)代通訊技術為基本信息處理手段和傳輸工具的、能為管理決策者提供信息服務的人機系統(tǒng)。它是一個能夠進行信息的收集、傳遞、存儲、處理、維護和使用的人機系統(tǒng)。管理信息系統(tǒng)的主要任務是利用 TPS（事物處理系統(tǒng) Transaction Processing System）和大量定量化的科學管理 方法實現(xiàn)對生產(chǎn)經(jīng)營和管理過程的預測、管理、調(diào)節(jié)、規(guī)劃和控制。 教務管理系統(tǒng)的發(fā)展大致經(jīng)歷了兩個階段： 一是以單機和獨立的業(yè)務系統(tǒng)為主體的教務管理信息系統(tǒng)發(fā)展階段（ 20 世紀 80 年代到 90 年代初期）。這一階段計算機硬件的價格開始降低，為其在國內(nèi)普及應用提供了條件。正是在這一時期，計算機走入了教育行業(yè)。但這時的教務管理信息系統(tǒng)幾乎都處于功能間的相互獨立狀態(tài)，大量的數(shù)據(jù)是以獨享方式存在的，沒有實現(xiàn)信息的整合。 二是以局域網(wǎng)和數(shù)據(jù)庫為基礎的網(wǎng)絡教務管理信息系統(tǒng)發(fā)展階段（ 90 年代中后期至今）。這一階段網(wǎng)絡迅速崛起，網(wǎng)絡 數(shù)據(jù)庫逐步普遍應用。這時的教務管理系統(tǒng)的建設以先進的教育思想和基于 Web 的教務計算理念為指導，以現(xiàn)代信息技術為支撐，以開放式、交互式、共享式為原則，力圖建設一個信息安全可靠、傳輸快速、分散處理、集中優(yōu)化、資源共享的教務管理環(huán)境。教務管理系統(tǒng)的設計開始注重數(shù)據(jù)共享，即開始考慮不同部門之間的數(shù)據(jù)交換問題。這使學校整體教務管理的效率得到了很大程度的提高，重復工作也逐漸得以避免 [34]。 就主流的教務管理信息系統(tǒng)產(chǎn)品而言，除了產(chǎn)品名稱不同外，主要的功能模塊都很相似。主要功能模塊包括：系統(tǒng)及權限管理、公共信息管理、 學籍成績管理、教師管理、畢業(yè)管理、 考試 管理、教材管理、教學計劃管理、選課系統(tǒng)、排課系統(tǒng)、教務辦公等。 從設計結構上看，大部分教務管理系統(tǒng)采用了比較適于網(wǎng)絡方式并易于升級維護的B/S 結構方式，也有一部分校園管理軟件還維持著 C/S 的結構。此外，也有一部分軟件支持 B/S、 C/S 及 Lotus Domino 多種結構，或在 B/S 內(nèi)含其它結構。整體來說，教務管理系統(tǒng)正在經(jīng)歷著從 C/S 向 B/S 結構轉(zhuǎn)變的重大變革。 第二章 相關技術綜述 6 C/S 模式 C/S 結構是一種客戶端 /服務器方式，基本工作方式是客戶程序向數(shù)據(jù)庫服務器發(fā)送SQL 請求 ，服務器返回數(shù)據(jù)和結果。這種結構在近些年不但得到了廣泛應用，而且相當成功，現(xiàn)在仍然有著大量的管理系統(tǒng)采用 C/S 結構如酒店管理系統(tǒng)，醫(yī)藥管理系統(tǒng)等，而且部分應用采用 C/S 方式完全滿足使用需要。 C/S 結構如圖 所示 ： 圖 形 用 戶 界 面業(yè) 務 邏 輯 接 口業(yè) 務 邏 輯 實 現(xiàn)D B M S數(shù) 據(jù) 訪 問 接 口客 戶 端服 務 器 圖 C/S 結構 在基于網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)處理中， C/S 二層計算模式具有里程碑意義。這種模式在 20 世紀 80 年代后期開始引入業(yè)界。它為多用戶系統(tǒng)提供了前所未有的雙向交流感和靈活性，革命性的改變了傳統(tǒng)的應用設計和系統(tǒng)實現(xiàn)方式，很快便在各種類 型的軟件系統(tǒng)設計與開發(fā)中獲得了廣泛應用，到 20 世紀 90 年代初期，這種計算模式已成為業(yè)界的主流技術。C/S 二層計算模式的基本結構如圖 所示 。 客戶端提供用戶界面、運行邏輯處理應用，數(shù)據(jù)服務器接受客戶端 SQL 語句并對數(shù)據(jù)庫進行查詢，然后返回查詢結果。用一個形象的比喻來描述就是：服務器端像一個倉庫，主要功能是存儲原材料和成品，但并不進行加工，而客戶端就 像 最后的加工車間，完成從原料到成品的整個制造過程，然后將成品存儲到倉庫。由于業(yè)務的處理邏輯主要在客戶機端執(zhí)行，因此這種結構也被成為胖客戶 (Fat client)結 構 。 該結構最大的優(yōu)點在于結構簡單，開發(fā)和運行的環(huán)境簡單。 但也正是這種結構，產(chǎn)生了問題： （ 1） 效率低下，由于客戶端和服務器直接連接，服務器將消耗部分系統(tǒng)資源用于長安大學碩士學位論文 7 處理與客戶端的連接工作。當同時 有 大量客戶端 發(fā)送 數(shù)據(jù)請求時，服務器有限的資源將被用于頻繁的與客戶端的連接，從而無法及時 響應 數(shù)據(jù)請求 。 客戶端數(shù)據(jù)請求堆積的直接后果將導致系統(tǒng)整體運行效率大幅度降低，甚至崩潰。 （ 2） 可靠性差。 C/S 結構中，客戶端用于程序直接與數(shù)據(jù)庫服務器打交道，因此客戶端擁有對數(shù)據(jù)庫的足夠權限，這就存在極大的隱患，如果數(shù)據(jù)庫服務器因某種 原因停機，那么整個系統(tǒng)將趨于癱瘓。 （ 3） 維護困難，所開發(fā)的程序移植性差。由于應用邏輯被封裝在客戶端程序里，因而不能對其進行集中控制和管理，一旦需要更新或修改，就必須更新所有客戶端。 當然， C/S 的缺點是隨著技術的發(fā)展而凸現(xiàn)出來的，這些問題是兩層結構本身的原生性問題，僅僅依靠對二層結構進行細枝末節(jié)的修補和開發(fā)，無法很好解決。要真正解決這些問題，必須從根本上改變這種二層結構設計。 B/S 模式 B/S 結構是一種瀏覽器 /服務器方式， B/S 三層體系結構下，表示層 (Presentatioon)、功能層 (Business Logic)、數(shù)據(jù)層（ Data Service）被割成三個相對獨立的單元： B/S 結構如圖 所示 ： 圖 形 用 戶 界 面用 戶 界 面 服 務 用 戶 界 面 服 務瀏 覽 器D B M S數(shù) 據(jù) 服 務數(shù) 據(jù) 服 務業(yè) 務 應 用 服 務C I C S數(shù) 據(jù) 服 務W e b 服 務客 戶 端中 間 層數(shù) 據(jù) 層多 層 架 構W i n d o w s 客 戶 端多 層 架 構瀏 覽 器 客 戶 端 圖 B/S 結構 第二章 相關技術綜述 8 第一層 表示層： Web 瀏覽器 在表示層中包含系統(tǒng)的顯示邏輯，位于客戶端。它的任務是由 Web 瀏覽器向網(wǎng)絡上的某一 Web 服務器提出服務請求， Web 服務器對用戶身份進行驗證后用 HTTP 協(xié)議把所需的主頁傳送給客戶端，客戶機接受傳來的主頁文件，并把它顯示在 Web 瀏覽器上。 第二層 功能層：也被稱為中間層，具有應用 程序擴展功能的應用服務器和 Web 服務器。 在功能層中包含系統(tǒng)的事務處理邏輯，位于 Web 服務器端。它的任務是接受用戶的請求，首先需要執(zhí)行相應的擴展應用程序與數(shù)據(jù)庫進行連接，通過 SQL 等方式向數(shù)據(jù)庫服務器提出數(shù)據(jù)處理申請， 然后 等數(shù)據(jù)庫服務器將數(shù)據(jù)處理的結果提交給 Web 服務器，再由 Web 服務器傳送回客戶端。 第三層 數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)庫服務器 在數(shù)據(jù)層中包含系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理邏輯，位于數(shù)據(jù)庫服務器端。它的任務是接受 Web服務器對數(shù)據(jù)庫操縱的請求，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫查詢、修改、更新等功能，把運行結果提交給 Web 服務器。 三層 B/S 結構的優(yōu)點： 具有靈活的硬件系統(tǒng)構成及更好的支持分布式環(huán)境。 面向?qū)ο蟮哪K化組件設計可以提高開發(fā)速度，同時擁有較高的性能。 采用瘦客戶端模式，客戶端都是標準的瀏覽器，使用方便簡單。業(yè)務邏輯集中使系統(tǒng)管理簡單，維護、升級方便，有很高的可用性。 系統(tǒng)負載分布在網(wǎng)絡服務器 、 應用服務器和數(shù)據(jù)庫服務器上，網(wǎng)絡服務器和應用服務器的數(shù)量可以根據(jù)訪問量來進行擴展配置，當用戶數(shù)量增多時，性能不會明顯下降。 系統(tǒng)的擴展性大大增強。由于系統(tǒng)模塊化，使得系統(tǒng)很容易在縱向和水平兩個方向拓展：一方面可以將系統(tǒng)升級為更大、更有力的平 臺，同時也可以適當增加規(guī)模來增強系統(tǒng)的網(wǎng)絡應用 [56]。 仔細分析不難看出，三層的 B/S 體系結構是把二層 C/S 結構的事務處理邏輯模塊從客戶機的任務中分離出來，由單獨組成的一層來負擔其任務，這樣客戶機的壓力大大減輕了，把負荷均衡地分配給了應用服務器，于是由原來的兩層的 C/S 結構轉(zhuǎn)變成三層的B/S 結構。 長安大學碩士學位論文 9 C/S 和 B/S 比較 （ 1） 開放的標準 。 C/S 所采用的標準只要在內(nèi)部統(tǒng)一就可，它的應用往往是專用的。 B/S 所采用的標準都是開放的、非專用的，是經(jīng)過標準化組織所確定的而非單一廠商所制定，保證了其應用 的通用性和跨平臺性。 （ 2） 較低的開發(fā)和維護成本 。 C/S 的應用必須開發(fā)出專用的客戶端軟件，無論是安裝、配置還是升級都需要在所有的客戶機上實施，極大地浪費了人力和物力。 B/S 的應用只需在客戶端裝有通用的瀏覽器即可，維護和升級工作都在服務器端進行，不需對客戶端進行任何改變，故而大大降低了開發(fā)和維護的成本。 （ 3） 使用簡單，界面友好 。 C/S 用戶的界面是由客戶端軟件所決定的，其使用的方法和界面各不相同，每推廣一個 C/S 系統(tǒng)都要求用戶從頭學起，難以使用。 B/S 用戶的界面都統(tǒng)一在瀏覽器上，瀏覽器易于使用、界面友好， 不須再學習使用其它的軟件，一勞永逸的解決了用戶的使用問題。 （ 4） 客戶端消腫 。 C/S 的客戶端具有顯示與處理數(shù)據(jù)的功能，對客戶端的要求很高，是一個 胖 客戶機。 B/S 的客戶端不再負責數(shù)據(jù)庫的存取和復雜數(shù)據(jù)計算的等任務，只需要其進行顯示，充分發(fā)揮了服務器的強大作用，這樣就大大的降低了對客戶端的要求，客戶端變得非常瘦 。 （ 5） 系統(tǒng)靈活 。 C/S 系統(tǒng)的三部分模塊中有一部分需改變就要關聯(lián)到其它模塊的變動，使系統(tǒng)極難升級。 B/S 系統(tǒng)的三部分模塊各自相對獨立，其中一部分模塊改變時其它模塊不受影響，系統(tǒng)改進變得非常 容易，且可以用不同廠家的產(chǎn)品來組成性能更佳的系統(tǒng)。 （ 6） 保障系統(tǒng)的安全性 。 在 C/S 系統(tǒng)中由于客戶機直接與數(shù)據(jù)庫服務器進行連接，用戶可以很輕易的改變服務器上的數(shù)據(jù)，無法保證系統(tǒng)的安全性。 B/S 系統(tǒng)在客戶機與數(shù)據(jù)庫服務器之間增加了一層 Web 服務器，使兩者不再直接相連，客戶機無法直接對數(shù)據(jù)庫操縱，