【文章內容簡介】 理信息化工作是一項全新的事業(yè)，發(fā)展速度很快，對技術的依賴程度高。 國外研究現(xiàn)狀 在信息化浪潮席卷全球、日益滲透到社會生活各個領域的今天，數(shù)字化校園建設如火如荼。特別是，歐美、日本等發(fā)達國家高度重視信息化建設，早在 20 世紀 90 年代初幾乎所有的 高校便建成了比較完善的校園網，各個職能部門都基本實現(xiàn)了網絡化、信息化管理。目前國外在教務管理軟件的設計和開發(fā)方面處于領先地位，不論是在開發(fā)的方法上還是在軟件的使用率上都很成功。 2 關鍵技術 Qt Creator Qt Creator 是跨平臺的 Qt IDE， Qt Creator 是 Qt 被 Nokia 收購后推出的一款新的輕量級 集成開發(fā)環(huán)境 （ IDE）。此 IDE 能夠跨平臺運行，支持的系統(tǒng)包括 Linux（ 32 位及 64 位）、 Mac OS X 以及 Windows。根據(jù)官方描述， Qt Creator 的設計目標是使開發(fā)人員能夠利用 Qt 這個 應用程序 框架更加快速及輕易的完成開發(fā)任務。QtCreator 主要是為了幫助新 Qt 用戶更快速入門并運行項目，還可提高有經驗的 Qt 開發(fā)人員的工作效率。 使用強大的 C++ 代碼編輯器 可快速編寫代碼 。 語法標識和代碼完成功能輸入時進行靜態(tài)代碼檢驗以及提示樣式上下文相關的幫助代碼折疊括號匹配和括號選擇模式高級編輯功能 。 采用 C++語言設計，編碼規(guī)范清晰，關鍵算法或處理須加注釋說明。 Qt Creator 是一款跨平臺的集成開發(fā)環(huán)境，特別針對 Qt 開發(fā)者，是 Qt SDK 組成的一部分，可運行于 Windows, Linux/X11 及 Mac OS X 等桌面操作系統(tǒng)，允許開發(fā)者為多桌面環(huán)境及 移動設備平臺創(chuàng)建應用程序。它包括一個可視化調試工具和集成的 GUI 版面和外形設計師。這個編輯器的功能包括 語法高亮度顯示 和 自動完成 。 Qt Creator 在 Linux 上，使用 GCC 的 C++ 編譯器。在 Windows，默認安裝它可以使 用MinGW 或 MSVC。從源代碼編譯時，也可以使用 cdb。 QT Creator 是一個跨平臺的 C++ GUI 應用構架，它提供了豐富的 窗口控件，具有面向對象、易于擴展、組件編程等特點，最為引人注目的是目前在 Linux 上最為流行的 KDE 的桌面環(huán)境，它就是建立在 QT 庫的基礎之上。 QT 支持多種平臺，隨著 KDE 的快速發(fā)展普及， QT 很有可能成為 Linux 系統(tǒng)窗口平臺上進行軟件開發(fā)的 GUI 首選工具。 信號和槽是 QT 的核心機制，要學會 QT 編程那么就必須對信號和槽機制有所了解。信號和槽機制是一種接口，應用在對象之間的通信，是 QT 的核心特性，同時也是 QT 區(qū)別于其它種類工具包的重要地方。信號和槽機制是 QT 自行定 義的一種通信機制，它獨立于標準的 C/C++ 語言，所以必須要正確的處理好信號和槽機制，這里借助 moc（ Meta Object Compiler）工具，該 moc 工具是一個 C++的預處理工具，為事件處理自動生成所需要的附加處理代碼。 在我們所熟知的多種 GUI 工具包中，窗口小控件 (widget) 都有一個回調函數(shù)用來響應它們能觸發(fā)的動作，這個回調函數(shù)通常是一個指針，它指向某個函數(shù)。但是，在 QT 中信號和槽機制取代了這些函數(shù)指針，使得人們在編寫這些通信程序時更為簡潔明了。 信號和槽機制能使用任意數(shù)量、任 意類型的參數(shù)。在這里我設計的主窗口命名為：mainwindow。 所有從 QObject 或其子類 ( 例如 Qwidget) 派生的類都可以包含信號和槽機制。當對象改變狀態(tài)時，信號就由該對象發(fā)射出去，這就是對象所要做的事情，但它不知道另一端是誰在接收這個信號，這就是所謂的信息封裝，它保證對象被當作一個真正的組件來使用。槽被用來接收信號，它們是對象成員函數(shù)，稱為槽函數(shù)。但槽函數(shù)并不知道是否有信號和自己相連。而且，對象也不了解具體的通信機制。 在編程時可以將多個信號與單個槽函數(shù)進行連接，也可以將單個信號與多個 槽函數(shù)進行連接，甚至也可以將一個信號和另外一個信號相連，這時無論第一個信號在何時發(fā) 射，那么都將立刻發(fā)射第二個信號?？傊?，信號與槽機制構成了一個很強大的控件編程機制。 UML 統(tǒng)一建模語言（ UML， 英語 ： Unified Modeling Language）是非專利的第三代 建模和 規(guī)約語言 。 UML 是一種開放的方法，用于說明、可視化、構建和編寫一個正在開發(fā)的、面向對象的、軟件密集系統(tǒng) 的制品的開放方法。 UML 展現(xiàn)了一系列最佳工程實踐，這些最佳實踐在對大規(guī)模，復雜系統(tǒng)進行建模方面，特別是在 軟件架構 層次已經被驗證有效。 UML 集成了 Booch， OMT 和 面向對象軟件工程 的概念，將這些方法融合為單一的，通用的，并且可以廣泛使用的建模語言。 UML 打算成為可以對并發(fā)和分布式系統(tǒng)的標準建模語言。 UML 并不是一個工業(yè)標準，但在 Object Management Group 的主持和資助下， UML正在逐漸成為工業(yè)標準。 OMG 之前曾經呼吁業(yè)界向其提供有關 對象導向 的理論及實現(xiàn)的方法，以便制作一個嚴謹?shù)能浖ＵZ言（ Software Modeling Language）。有很多業(yè)界的領袖亦真誠地回應 OMG，幫助她建立 一個業(yè)界標準。 許多人通過 UML 認識了用例， UML 定義為 展現(xiàn)用例的圖形符號 。 UML 并沒有為描述用例定義書寫格式的標準，因此許多人誤認為這些圖形符號就是用例本身；然而，圖形符號只能給出最簡單的一個或一組用例的概要。 UML 是用例圖形符號最流行的標準。但是，還有一些其它的可選擇的標準。 用例（ 英語 ： use case），或譯使用案例、用況，是 軟件工程 或 系統(tǒng)工程 中對系統(tǒng)如何反應外界請求的描述，是一種通過用戶的使用場景來獲取需求的技術。每個用例提供了一個或多個場景，該場景說明了系統(tǒng)是如何和最終用戶或其它系統(tǒng)互動，也就是誰可以用系統(tǒng)做什么，從而獲得一個明確的業(yè)務目標。編寫用例時要避免使用技術術語，而應該用最終用戶或者領域專家的語言。用例一般是由軟件開發(fā)者和最終用戶共同創(chuàng)作的。 在 1986 年， Ivar Jacobson， UML 和 瑞理統(tǒng)一過程 的重要貢獻者，提出了用例的概念。 Jacobson 的思想很有影響力，也很有發(fā)展力。之后在這個科目上又有很多貢獻，在定義用例是什么和怎么有效的書寫用例方面最重要，最有影響力也最全面的，是Alistair Cockburn，他寫的書籍是《編寫有效用例》。 用例迅速成為獲取功能需求最常用的手段。用例最初是和面向對象一同提出的。但是它不止局限于面向對象系統(tǒng)，因為用例實質上不是面向對象。 用例圖包含一組用例。每一用例用橢圓表示，放置在矩形框中；矩形框表示整個系統(tǒng)。矩形框外畫如圖所示的小人，表示參與者。參與者不一定是人，可以是其他軟件、硬件等等。某一參與者與某一用例用線連起來，表示該參與者和該用例有交互。 3 可行性分析及總體設計 系統(tǒng)業(yè)務價值 系統(tǒng)設計工作應該自頂向下地進行。首先設計總體結構，然后再逐層深入，直至進行每一個模塊的設計。總體設計主要是指在系統(tǒng)分析的基礎上，對整個系統(tǒng)的劃分（子系統(tǒng)）、機器設備（包括軟、硬設備）的配置、數(shù)據(jù)的存貯規(guī)律以及整個系統(tǒng)實現(xiàn)規(guī)劃等方面進行合理的安排。 系統(tǒng)設計又稱為物理設計，是開發(fā)管理信息系統(tǒng)的第二階段，系統(tǒng)設計通?？煞譃閮蓚€階段進行，首先是總體設計，其任務是設計系統(tǒng)的框架和概貌，并向用戶單位和領導部門作詳細報告并認可，在此基礎上進行第二階段 ― ― 詳細設計，這兩部分工作是互相聯(lián)系的，需要交叉進行，本章將這兩個部分內容結合起來進行介紹。 系統(tǒng)設計是開發(fā)人員進行的工作，他們將系統(tǒng)設計階段得到的目標系統(tǒng)的邏輯模型轉換為目標系統(tǒng)的物理模型，該階段得到工作成果 ―― 系統(tǒng)設計說明書是下一個階段系統(tǒng)實施的工作依據(jù)。 現(xiàn)如今高等院校的招生人數(shù)越來越多，必然就會有大量的學生信息、教師信息及課程信息需要處理。如果只靠人力來完成，這將會變成一項非常繁瑣、復雜的工作，而且還有可能出現(xiàn)很多意想不到的錯誤，給管理這些數(shù)據(jù)帶來了極大的不便，越來越不適合高校的發(fā)展需要。因此，為了提 高教務管理工作的效率，減少錯誤的出現(xiàn)，節(jié)約大量的人力資源，教務管理也已經從手工操作轉到計算機自動化信息處理階段，所有高校都迫切需要計算機技術來進行教務信息的輔助管理。 本文采用結構化分析的方法，詳細闡述了一個功能比較強大的教務管理系統(tǒng)的設計流程、操作流程于涉及的一些關鍵技術。首先進行了可行性分析，然后是系統(tǒng)分析，通過實際的業(yè)務流程調研，分析業(yè)務流程和系統(tǒng)的組織結構，完成了數(shù)據(jù)流分析和數(shù)據(jù)字典；然后是系統(tǒng)設計階段主要完成了功能模塊的劃分、闡述了系統(tǒng)設計的思想、數(shù)據(jù)庫的設計和系統(tǒng)設計的工具及技術。該階段對本系統(tǒng) 各個模塊的功能進行了詳細設計，形成了本系統(tǒng)的功能模塊圖；數(shù)據(jù)庫設計時先進行了概念結構設計，然后進行了邏輯結構設計。最后完成了數(shù)據(jù)表的設計。 可行性分析 可行性分析也稱為可行性研究，是在調查的基礎上，針對新系統(tǒng)的開發(fā)是否具備必要性和可能性，對新系統(tǒng)的開發(fā)從技術、經濟、社會等方面進行分析和研究，以避免投資失誤，保證新系統(tǒng)的開發(fā)成功。下面將分別從技術、經濟、社會三個方面對高校學生學籍管理系統(tǒng)的建設進行分析和研究。 （ 1）技術可行性： 通過 衡量 是否 具備 完成 該系統(tǒng)所需 要 的 技術 ， 通常可以按照 硬 、軟件的性能 規(guī)格 要 求、 運行 環(huán)境條件、 工作 人員 能力 水平和數(shù)量等 要素 去 分析 和 考慮 。 為了 使 該 系統(tǒng) 的 實施 能夠 更加順利， 我們 選擇現(xiàn)在比較熟悉的 QT 工具進行 開發(fā) 平臺的 搭建 和設計， 同時選擇 SQLite 數(shù)據(jù)庫 進行 數(shù)據(jù) 存儲 。 對于 硬件 來說 ，選擇 的 空間 還是 比較大 的 ， 因為 硬件配置越高 的 話， 網站 的運行 才可以 更 加 流暢。 由于現(xiàn) 如今的家用或 著商用 電腦 的 硬件配置水平 ，所以在 硬件方面， 系統(tǒng) 也 是可行的。 在軟件方面，由于 QT 和 SQLite 是兩個非常成熟的開發(fā)工具，無論在安全性、可用性、可靠性方面都毫無置疑，因此軟件方面是可行的。 （ 2）經濟可行性： 經濟可行性 指 我們所開發(fā) 的軟件能 夠為我們 帶來的經濟效益 和 設計 開發(fā) 該軟件所 進行 的投 入 相比是否相宜， 并且 還 得關注該 軟件 是 否 可以 真正 為 用戶帶來 一定 的經濟效益 。此次所 開發(fā)的系統(tǒng) 就 是為 使用教務系統(tǒng)的人員節(jié)約 工作時間 ， 提 升工作效率， 保證 工作質量，方便 管理和 操作而 設計 完成 的 。 經過 論證， 在 經濟可行性上來說， 開發(fā)該 系統(tǒng)是完全可行的。 該 軟件 的 開發(fā)工作不需要 花費 大量 的 財力和人力， 并且 是 由 個人獨立 地完成 設計， 不僅 可以節(jié)省許多費用，同時也可提高個人的實際動手能力。 （ 3）本系統(tǒng)是根據(jù)高校教務管理的實際工作情況開發(fā)研制的，是通過查閱大量的資料 的出的。本系統(tǒng)對用戶的要求，除了需要具備在 Microsoft Windows 平臺上使用個人電腦的知識外，并不需要特別的技術能力。 總體設計的基本原則 考慮到本系統(tǒng)的設計、實現(xiàn)和后期維護的方便，以及系統(tǒng)用戶使用的便利，所以必須采取一定的設計原則。其主要設計原則有： （ 1）簡易性：在實現(xiàn)系統(tǒng)的功能的同時，盡量讓系統(tǒng)操作簡單易懂，符合大多數(shù)操作員習慣的用戶界面這對于一個系統(tǒng)來說是非常重要的。 （ 2）針對性：本系統(tǒng)設計是針對高校教務管理的需求定向開發(fā)設計，所以具有專業(yè)突出和很強的針對性。 （ 3）實用性 ：要求本系統(tǒng)能夠滿足高?；镜慕虅展芾淼墓芾砣藛T、學生的需要、老師的需要，因此具有良好的實用性。 （ 4）一致性：頁面整體設計風格以及命名規(guī)則的一致性：整體頁面布局和用圖用色風格及變量、類名和其他元素的命名規(guī)則保持一致。 （ 5）先進性：作為新型的教務管理系統(tǒng)，本系統(tǒng)采用 Qt 開發(fā)技術、 Sqlite 等被廣泛采用系統(tǒng)開發(fā)技術和數(shù)據(jù)庫，因此本設計具有良好的先進性，具體表現(xiàn)在其具有良好的可擴展性，可開發(fā)性。 系統(tǒng)需求分析 所謂 需求分析 ，是指對要解決的問題進行詳細的分析，弄清楚問題的要求，包括需要輸入什么 數(shù)據(jù)，要得到什么結果，最后應輸出什么。可以說，在軟件工程當中的 “需求分析 ”就是確定要計算機 “做什么 ”，要達到什么樣的效果?？梢哉f需求分析是做系統(tǒng)之前必做的。 功能需求主要是為了明確所開發(fā)的軟件必須具備的功能。教務管理系統(tǒng)是來自學生，教師和系統(tǒng)管理人員三個方面的要求。 學生的需求是查詢所有跟自己相關的信息，包括自己的個人信息、老師的一些基本信息，還有班級信息與自己的學籍信息。除此之外，學生可以修改自己的登錄系統(tǒng)的密碼。對于自己在校期間的一些獎罰也可以通過這個系統(tǒng)來查看。 教師的需求是在學生需求的基礎上，添加了對 學生成績信息的管理，包括對成績的增加、修改、刪除等操作。這些操作對管理員來說也是可以操作的，但這些操作同樣也是區(qū)別與學生權限的一些操作。教師也可以修改自己的登錄密碼，不過對于教師與學生來說如果忘記密碼，那么他們將無法登錄到系統(tǒng)中，只能找管理員去查看用戶在系統(tǒng)中輸入的密碼或者修改用戶的密碼。