基于三层架构的高校学生信息管理系统的设计与实现

李秀明 武怀生

摘 要： 针对高校日益增长的学生信息量和传统落后的信息管理模式不相匹配这一普遍问题，结合高校学生管理的现实需求，设计并开发高校学生信息管理系统。系统采用三层架构模式，ASP/ACCESS为开发技术，前台学生管理和后台教师控制模块及数据统计和报表功能，满足了高校学生综合信息科学管理的需要，可为高校学生管理信息化建设提供一定的参考。

关键词： 三层架构； 学生管理； ASP； ACCESS

中图分类号：TP319 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2018）10-95-04

Abstract： In view of the widespread contradiction between the increasing number of students' information and the traditional backward information management mode， an information management system of university student is developed with the combination of the practical needs of student management. The student information management system is designed and realized by using the three tier architecture and ASP/ACCESS. The system meets the needs of scientific management of university students' comprehensive information，and provides a reference for the information construction of university student management.

Key words： three tier architecture； student management； ASP； ACCESS

0 引言

高校学生信息管理系统不同于高校教务管理系统，主要服务于教学的教务管理系统于本世纪初已经用于大部分的普通高等学校，目前技术已经成熟。而高校学生信息管理系统是用于在校学生教务管理系统功能以外的综合信息管理，总体任务是实现学生信息关系的系统化、科学化、规范化和自动化。

目前，我国高等院校的规模在不断扩大，复杂而庞大的学生信息为学校的学生管理提出了新的要求，快速发展的外部经济环境给学生管理也赋予了新的内容，如高校获得国家和社会奖/助学金的覆盖面在扩大，资金的评定和发放涉及到每一位学生的切身利益，传统的“校—院（系）”二级管理模式下，辅导员用单机文本记录模式已经很难全面、公平、准确的备案和检索学生的综合信息。

1 高校学生信息管理系统三层架构模式解决方案

通常意义上的三层架构（3-tier architecture）是将整个业务应用划分为：表示层（User Interface layer）、业务逻辑层（Business Logic Layer）、数据访问层（Data access layer）。

1.1 三层结构分工

所谓三层体系结构，是在客户端与数据库之间加入了一个中间件层，也叫组件层。三层体系的应用程序将业务规则、数据访问、合法性校验等工作放到了中间层进行处理。通常情况下，客户端不直接与数据库进行交互，而是通过COM/DCOM通讯与中间层建立连接，再经由中间层与数据库进行交换。①表示层，是对用户的请求接受，以及数据的返回，为客户端提供应用程序的访问。②业务逻辑层，主要负责对数据层具体问题的操作，对数据业务的逻辑处理[1]。③数据访问层，主要是对非原始数据的操作，而不是指原始数据，具体为业务逻辑层或表示层提供数据服务。

1.2 自定义实体类作为三层架构的业务对象在三层架构的使用

在三层架构中，业务对象无论是DataSet还是自定义的实体类对象，都会在三层架构之间进行传递，每层都依赖于业务对象，如图1所示。

三层架构模式数据流向关系解析：①通过表单获取数据；②调用E层，实体user获得输入的数据；③调用B层判断输入的数据是否有效；④调用E层，获得实体类判，判断输入的信息（实体类属性）是否为空；⑤若实体类属性不为空，则调用数据访问层；⑥获得实体类，连接数据库，进行增、删、改、查，将获得数据返回实体类；⑦D层中返回实体类属性与④中的信息比较，然后返回值；⑧判断返回值真或假。

2 高校学生信息管理系统分析

系统分析是管理信息系统开发的一个关键阶段，从系统需求入手建立系统用户模型。用户模型从概念上全方位表达系统需求，即系统与用户的关系[2]。系统分析在用户模型的基础上，建立独立于系统实现环境的逻辑结构。

2.1 系統目标

高校学生信息管理系统，是高等教育科学化管理的内在要求和信息化发展到一定阶段的必然产物，管理系统的应用不仅降低了班主任和辅导员的工作强度，而且使学生的综合信息管理变得更加准确化、透明化和结构化。

⑴ 提高教育管理效率。授权的班主任可以在任何网络终端进行学生信息的查询、编辑等操作，空间和时间不受限制，保证了学生信息能及时、准确的审核。

⑵ 促进教育管理公平、公正。班主任在辅导员授权下管理相应的学生，起到相互监督和相互制约的作用，避免了传统的学生管理中信息混乱真假难辨的问题，保证了学生信息的安全性。高校学生综合信息是学生学年评先、评优、评奖、评助的重要资料，管理信息系统从源头保证了学生信息的真实性和安全性，自然也保证了教育的公平性。

⑶ 以信息化推动高校管理改革。管理人员掌握的学生信息资源的公开化，让学生信息管理有了监督的平台，在提高学生管理效率的同时，是信息化在推动高校“放权减政”改革教育管理模式的创新所在。

2.2 系统用例分析

用例分析是站在用户的视角看待系统的特征及其功能，基本用例（登录、添加管理者，添加学生信息、查看学生信息、修改学生信息、导出学生信息、退出系统）和扩展用例（修改登录密码）构成了学生信息管理系统的用例模型，其中作为参与者的辅导员、班主任、学生与用例之间的事件流描述，集中体现了系统的职责，人们期望系统对现实世界所呈现的行为就是可观察的系统功能，如图2所示。

2.3 系统业务流程

系统业务流程是用来描述业务过程，表述系统内单位、人员之间业务关系、作业顺序和管理信息流向图表[3]。学生信息管理系统在对高校辅导员需求初步分析的基础上，系统分析了青海民族大学学工处学生信息管理现状，了解其工作范畴和基本业务流程后，形成了初步的业务流程图，如图3所示。

2.4 数据流程图

数据流程图是一种能全面地描述信息系统逻辑模型的主要工具，具有较高的抽象性和概括性[3]，整个过程展现了信息在系统中的流动、处理和存储过程，如图4所示。

3 高校学生信息管理系统设计

3.1 模块结构设计

模块结构图是结构化系统设计阶段的重要任务，由数据流图转化而来，但数据流图着眼于现实世界，反映数据流向，即系统的逻辑功能。而模块结构图着眼于计算机世界，反映程序控制层次，反应系统的物理模型，清楚的展现出各模块之间的数据传递与信息反馈及控制过程。由于系统涉及模块较多，函数调用结构复杂，篇幅较多，所以模块结构图不再列出。

3.2 功能描述

高校学生信息管理系统是以数据库视图为基础，按照用户等级权限操作相应的视图数据的分级管理学生信息的模式，系统具有单值和多值、精确和模糊查询的功能，方便辅导员和班主任进行信息检索和数据分析，提高学生管理的效率。

⑴ 辅导员权限。辅导员具有最高权限，可以授权班主任不同的用户权限，授权的班主任可以编辑和审核所属学生信息，保证了学生信息的安全性。

⑵ 班主任权限。班主任在辅导员授权的角色下根据授权班级可以添加学生账户、编辑学生信息，按关键字段检索学生信息。

⑶ 学生权限。对于系统中添加了的学生账户，学生可以登录并添加个人信息，在班主任审核之前可以编辑个人信息。

3.3 数据库设计

数据库为信息系统提供基础的数据支撑作用，数据库设计是否完整，直接影响信息系统的开发进程以及整个系统的安全性和运行性能。为了让信息系统满足用户个性化及通求，数据库的设计要遵循需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计四个阶段[4]。高校学生信息管理系统使用数据建模工具ERwin辅助设计，提供了关系模型的完整性约束条件，保障了管理系统数据操纵的安全性。

4 高校学生信息管理系统实现

4.1 Web端功能模块实现

⑴ 前台功能模块实现

前台核心模块负责用户身份验证， 提交表单由获取请求信息对象Request和响应客户端请求对象Response完成身份验证。表单由三个基本部分组成。表单标签：这里包含了处理表单数据所用CGI程序的URL以及数据提交到服务器的方法； 表单域：包含了文本框、密码框； 表单按钮：用于将数据传送到服务器上的CGI脚本。

⑵ 后台功能模块实现

系统后台是管理员对数据的管理和控制窗口，也是班主任或辅导员编辑和检索信息的平台。包括导航和内容管理窗口两个模块，导航模块采用通用的可隐藏和展现的列表设计模式，符合用户的思维习惯。内容管理模块用来编辑导航模块对应的每一项内容，如学生信息审核、添加学生信息、学生信息列表、检索学生信息、编辑学生信息等。其内容显示的二维列表选用DBGridEh数据表格组件，它是为增强Borland系列开发工具功能而开发的第三方组件[4]。该数据表格组建提高了数据库系统客户端的性能及用户体验，如图5所示。

4.2 数据库安全

Access数据库是Microsoft公司推出的以标准JET为引擎的小型数据库管理系统，由于具有操作简单、移植性强和不需要专门搭建服务器平台等特点，成为许多小型信息管理系统的首选数据库，但Access数据库也存在不容忽视的数据安全问题。因此为了增强数据安全性，使用数据源（ODBC）连接和创建数据库，保证数据库文件就与Web网页文件分离存放，以防止被下载；另外设置了用户级密码验证，采用物理和逻辑的双重隔离方式，增强了对数据访问的安全性[5]。

5 结束语

系统开发以青海民族大学学工处学生综合信息管理为原型，分析其中存在的问题，并结合工作人员实际业务需求，采用原型开发方法设计并实现了基于三层架构的高校学生综合信息管理系统；系统的投入使用大大拉近了学校学生信息资源供需的空间和时间距离，解决了高等学校学生评选奖惩过程中学生信息不透明和不对等而导致的评价结果不公平的问题；系统基于三层架构模式，保证了管理系统在Internet下的安全数据传输，实现了业务层和数据层的相对分离，提高了系统运行效率。

参考文献（References）：

[1] Hallett S H， Sakrabani R， Keay C A， et al. Developments in land information systems： examples demonstrating land resource management capabilities and options[J]. Soil Use & Management，2017.33（4）：514-529

[2] 王曉敏，邝孔武.信息系统分析与设计（第四版）[M].清华大学出版社，2013.

[3]黄梯云.管理信息系统（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2014：91-94

[4]裴生雷，贾国庆.基于MIADS三层架构的中小型钢铁企业信息系统[J].软件工程，2017.20（4）：37-38

[5]李秀明等.基于MVC模式的高校公共教室预定系统设计[J].软件工程，2018.21（6）：40-43