学生管理信息系统设计研究

姚震

（德州职业技术学院 山东省德州市 253000）

近年来，随着高等教育普及化进程的持续推进，如今各大高等院校均开始扩大办学规模，提升办学层次，促使学生数量持续增加。但结合实际情况来看，虽然大部分高等院校均开始采用学生管理信息系统加强学生管理效率及效果，但由于系统功能不完善，使得具体工作中仍然大量工作需要人工完成。针对此种情况，提出一种功能相对完善，更符合当前高校学生管理实际的学生管理信息系统，进一步发挥学生管理信息系统应用价值，提高学生管理综合效果，将有着一定的现实意义。

1 系统需求分析

1.1 功能需求

学生管理信息系统的主要作用在于满足学生的科学化管理。

在新生入学后，教务人员通过系统实现新生学籍信息的维护管理；在新学期开始，教务人员根据教师所提供的信息，为每个班级制定本学期课程开课情况；在学期末，教务人员根据学生选课数据完成学生成绩的录入及输出，方便学生及教师对学生成绩进行快速查询；在学生毕业时，教务人员通过系统查询每名学生的课程成绩情况，为学生毕业成绩审核提供重要依据。

1.2 性能需求

学生信息管理系统作为一种实用性系统，其在应用中需要以开放的互联网环境为基础，所以在具体设计中不仅需要具有相对完善的功能，更需要具有优秀的运行性能，保障所有用户均能够流畅、便捷地使用学生管理信息系统。具体学生管理信息系统应满足以下性能需求。

（1）响应速度：系统响应速度将会直接影响用户对系统的使用体验。因此，为能够获取更为良好的用户使用体验，应确保设计后的系统能够满足用户日常操作基本响应速度要求，并且各类系统应用所占用的性能不应过大降低应用并发运行对系统响应速度的影响。通常情况下，系统登录和门户访问的响应时间应控制在3s 以内，数据查询响应时间应控制在5s 以内，其他应用访问以及报表查询响应时间也应控制在5s 以内。

（2）并发性能：随着用户并发数量的持续增加，系统响应速度将会持续下降，所以在系统设计时必须要根据用户使用特点合理设计用户并发数量。本文所设计的学生信息管理系统应满足注册用户并发数为1000 人，日常使用功能并发数为100 人的日常使用需求。具体设计中用户登录设计采用统一用户认证及单点登录。

（3）系统安全：系统安全主要包括用户身份认证及甄别、数据存取控制、用户权限划分、权限外操作限制、系统日志管理等。

2 系统体系架构

2.1 系统总体架构

基于B/S 架构的学生管理信息系统主要分为持久层、业务层以及表现层三个层次，其所形成的系统架构体系可有效降低系统运行时的网络需求，提高系统运行响应速度，降低系统运行时客户端需求。同时，系统设计中还引入J2EE 分层理念，将系统总体分为客户层、中间层以及系统层，所有系统应用程序均运行在系统层和中间层，进一步降低系统运行压力。将B/S 架构与J2EE 分层理念相融合以后，提出图1 中的学生管理信息系统层次架构方案。

图1 ：学生管理信息系统层次架构方案

在学生管理信息系统中，表现层作为系统客户端表现界面，其主要为用户提供更为直观明确的应用操作功能支持；服务中间层主要包括音乐服务层和应用服务引擎两部分，其中应用服务层主要用于实现系统各类业务功能模块；应用服务引擎主要用于实现权限管理、用户管理等管理操作服务引擎；数据层主要用于实现数据存储以及数据交互，主要包括业务流程数据库、教学数据库以及其他相关数据库。

2.2 系统层次架构

2.2.1 持久层

持久层设计中采用Hibernate 框架和Spring 框架。其中Hibernate 框架具有可扩展性强、可取代J2EE 架构中CMP 完成系统持久化任务、同多种Web 服务器具有良好集成应用效果，可支持所有数据库等优势。在具体设计中，Hibernate 框架主要用于实现数据信息的“增删改查”操作；Spring 框架的核心是一个具有依赖注入功能的轻型对象容器，其主要通过依赖注入来实现对象之间相互依赖关系的设定。由于依赖关系设定需要通过Spring 容器内来实现，所以在具体设计中可有效降低系统复杂性和耦合性。具体设计中，持久层可有效定义系统的停车接口ICommonDao，其实现类为CommonDaoHibernateImpl，所以系统中具体的持久层模块均会继承此实现类，并由此来实现数据库的操作及管理。

2.2.2 业务层

在业务层中，系统的每一个功能模块均会定义统一的Service 接口，并同时定义Service 接口所对应的实现类ServiceSpringImpl，通过调用相应的DAO 接口来实现对应数据库操作及管理。同时，系统功能模块的DAO 定义的具体数据操作功能包括save、update、load、find 等。

2.2.3 表现层

系统表现层主要用于展示系统图形界面以及响应用户发出请求。在具体应用过程中，表现层会为提供一个可实现委托向业务逻辑以及其他上游处理调用的控制器，并将其他层例外所抛出的例外处理到Struts Action 中，并在其中组装成为图形界面表现所需的模型对象。同时，表现层中的所有Action 类都继承于BaseAction 类，而BaseAction 类中封装有控制层公共信息，所以Action 类可不再考虑控制层公共信息，仅需要通过调用BaseAction 类便可以实现控制层公共信息获取。此外，所有Form 类均继承于BaseForm 类。Action 业务层调用主要是通过调用Service 接口来实现。

3 学生管理信息系统的功能模块设计

学生管理信息系统的主要目的在于通过计算机辅助学生管理工作相关信息的快速汇总及统计分析，为后续学生管理信息的查询及筛选提高便利支持，实现在满足日常工作需求的情况下，减少人工工作内容，提高学生管理效率等目标。基于现有研究成果的基础上，结合当前高校学生管理相关需求，确定学生管理信息系统主要包括用户管理、班级管理、课程管理、统计分析、系统查询等五大功能模块，具体系统功能架构如图2 所示。

图2 ：学生管理信息系统功能架构

3.1 用户管理

用户管理主要涉及管理员、教师以及学生三种用户群体。用户在通过登录页面登录系统以后，不同的用户将会进入到不同的操作界面，其中存在不同的功能。用户在登录时必须要输入正确的账号密码，账号密码错误系统将会直接返回“账号或者密码错误”等提示语句，正确则直接跳转到账号所对应的用户操作界面。不同用户所对应的用户管理功能如下：

（1）管理员：在系统中，系统管理员具有系统最高权限，可对系统中任一功能模块及数据信息进行调整、修改及删除，系统后续维护升级也由系统管理员来实现。

（2）教师管理：教师管理主要涉及管理员和教师两种用户群体。

在教师添加/修改方面，管理员可通过填写表单等形式在系统中直接添加教师基本信息，在信息填写完成后可点击“提交”按钮将信息提交给系统；教师用户则可以在教师用户操作界面对个人信息进行修改，在此过程中系统会直接将数据库中相关数据信息显示到操作界面中，教师用户可在此界面中选择需要修改的内容进行重新填写，填写完成后点击“提交按钮”进行提交。

在删除教师方面，管理员可在操作界面上选择现有教师用户进行信息删除操作；教师用户则可以按照信息类型、信息内容等方式进行具体信息删除。删除完成后点击“提交”按钮，此后系统会自动删除数据库中对应信息。

在教师评价方面，管理员可通过填写表单等形式对教师进行评价打分，具体评价内容涉及教师出勤、学生对教师评价、听课组对教师评价、学期末教学检查等多方面内容，相关数据均会以量化评估的方式进行计算评估，进而输出教师综合评价分数。

（3）学生管理：学生管理与教师管理相类似，主要涉及学生和管理员两种用户群体。

在学生添加/修改方面，管理员可通过填写表单等形式在系统中直接添加学生基本信息，在信息填写完成后可点击“提交”按钮将信息提交给系统；学生用户则可以在学生用户操作界面对个人信息进行修改，在此过程中系统会直接将数据库中相关数据信息显示到操作界面中，学生用户可在此界面中选择需要修改的内容进行重新填写，填写完成后点击“提交按钮”进行提交。

在删除学生方面，管理员可在操作界面上选择现有学生用户进行信息删除操作；学生用户则可以按照信息类型、信息内容等方式进行具体信息删除。删除完成后点击“提交”按钮，此后系统会自动删除数据库中对应信息。

在学生评价方面，管理员可通过填写表单等形式对学生进行评价打分，具体评价内容涉及学生出勤、教师对学生评价、期末考试成绩、等级考试成绩等多方面内容，相关数据均会以量化评估的方式进行计算评估，进而输出学生综合评价分数。

3.2 班级管理

班级管理时以班级为单位进行学生管理，方便教师、管理员能够以班级为单位进行学生信息统计以及成绩查询，便于教师快速了解班级内学生学习情况，为后续课程教学及管理提供信息支持。

3.3 课程管理

课程管理模块主要包括学期排课、课程学习以及课程考试三部分内容。

（1）学期排课：此功能主要面向管理员和教师，可根据本学期课程内容学习安排，合理安排课程每个班级的课程排序情况，具体课程内容包括必修课程和选修课程两种。在完成排课以后，相关课程信息将会在对应教师及学生信息表中呈现。

（2）课程学习：教师和管理员可通过课程学习功能上传各类在线课程视频和在线课程内容，学生可通过课程学习功能实现课后自主学习。

（3）考试安排：一方面，系统可根据数据中存在的各课程教师、考生以及考场信息，自动为所有学生和监控教师编排考场；另一方面，针对考试不合格的学生还需要自动编排补考考场及相关监考教师。在具体考试安排过程中也可自行录入数据，以此来实现考试安排的动态化调整。

3.4 统计分析

统计分析主要包括成绩统计、学生统计、教师统计三部分内容。

（1）成绩统计：主要面向教师和管理员用户，可采用以专业、班级、院系为单位进行学生成绩统计、查询以及输出。

（2）学生统计：学生统计同样面向教师和管理员用户，可通过此功能实现学生年龄段、专业等各类基础信息统计。

（3）教师统计：教师统计主要面向管理员用户，可实现教师职称、教师学历等基础信息统计。

3.5 系统查询

系统查询主要提供组合查询和模糊查询两种查询功能。

（1）组合查询：主要面向管理员用户，促使管理员可通过选择查询方式和类型等方式来实现全体师生基本信息的快速查询。

（2）模糊查询：面向所有用户群体，其中管理员可实现全体师生信息查询；教师可实现所属班级学生查询；学生则只能查询自身相关信息。

3.6 数据库

系统数据库设计是根据系统需求分析提出概要性设计，然后以此为基础提出数据库逻辑结构，将逻辑结构转化为物理设计方案，最终转化为数据库具体设计实施方案。在具体设计中，还需要根据数据设计方案完成数据表设计，受限于篇幅内容，本文将以学生信息表为例，对数据表进行分析说明，如表1 所示。

表1 ：学生信息表

4 学生管理信息系统的实现

4.1 系统开发工具

学生管理信息系统具体开发中采用JDevelope 开发平台，设计开发技术采用SSH+JSP+Java 技术，系统架构采用B/S架构，系统数据库采用SQLServer 数据库，Web 应用服务器采用Tomcat 应用服务器，服务器操作系统采用Windows 7操作系统，数据服务工具采用Hibernate。

4.2 关键模块实现

4.2.1 系统登录

系统登录界面设置有身份验证机制和授权服务机制，可实现用户身份验证操作，避免系统存在匿名登录或者越权操作等情况，可满足系统用户登录基本安全需求。同时，系统登录功能还会为管理员、教师用户、学生用户三类用户群体配置不同的操作权限，促使用户在登录后可直接跳转到对应操作界面。最后，所有用户均采用统一登录入口，但由于账号权限的差异，使得不同权限用户所最终跳转到的操作页面也不尽相同。

4.2.2 教师管理

教师管理页面中可实现教师信息的添加、修改、删除等操作，其中教师信息添加仅面向于管理员用户；教师仅能够对本账号信息进行修改及删除操作，并且修改及删除完成后，相关信息还需要提交给管理员进行审核处理。

4.2.3 学生管理

学生管理页面中可实现学生信息的添加、修改、删除等操作，其中学生信息添加仅面向于管理员用户；学生在对本账号信息进行修改及删除操作后，相关信息均需提交给管理员进行审核处理。

4.2.4 班级管理

班级管理中可以班级为单元对学生进行考勤、统计管理员，并为教师提供学生点名册等功能。

4.2.5 课程管理

课程管理中教师可根据自身教学大纲和教学计划制定课程教学计划，管理员可根据教学计划制定班级课表。同时，教师和管理员可通过课程管理上传课程视频及内容，学生可由此进行课后自主学习。另外课程管理还可以自行安排考场及其他考试相关内容，减少教务人员工作强度。

4.2.6 系统查询

管理员、教师以及学生均可以通过系统查询功能对自身所需信息进行查询。其中管理员用户可查询系统所有类型信息，并可进行分类组合查询；教师则可以通过查询功能对所属班级课表、学生成绩、学生信息等多方面信息进行查询过程中仅能查询本人相关的信息、成绩等方面内容。

5 学生管理信息系统测试

5.1 测试环境配置

在硬件环境方面，具体测试中将采用4 台服务器和4 台客户机，其中服务器分别为应用程序服务器、数据库服务器、客户端服务器、程序开发服务器等。其中应用程序服务器和数据库服务器的配置要求较高，均采用P4 2.0GCPU，160G 硬盘以及4G 内存；客户端服务器和程序开发服务器则采用P4 1.8GCPU，80G 硬盘以及1G 内存。客户机则采用P4 1.7GCPU，80G 硬盘以及1G 内存。

在软件环境方面，客户机操作系统采用Windows 7 操作系统，服务器操作系统则采用Windows Server 2000操作系统，数据库服务器操作系统采用Linux5.0 操作系统，数据库管理系统操作SQL Server 2005。

5.2 系统测试方法

（1）功能测试：具体测试中采用黑盒测试方法，主要测试内容为分析系统及模块的输入/输出处理能力、系统故障诊断能力、系统容错性等，判断各项应用功能是否能够满足需求。测试的关键在于检测各模块之间的接口运行时时候会产生相互干扰等情况。

（2）性能测试：性能测试主要包括系统响应时间测试、并发用户数量测试、系统利用率测试、服务器CPU/内存/硬盘的负载量测试、系统网络吞吐量测试等。

5.3 系统测试结果

通过对学生管理信息系统进行测试分析后发现，本文所提出的学生管理信息系统可满足系统功能及性能需求，确认系统功能较为完善，所提供的各项功能均可以相对良好地达成预期功能效果，并且系统总体功能性BUG 相对较少，数据传输较为精准，长时间运行状态较强良好。不同，受限于硬件设备等因素的影响，系统的并发性能和运行稳定性相对较差，测试中服务器CPU 占用率长时间处于60%以上，说明在后续研究中需要对硬件设备进行升级处理。

6 结束语

综上所述，本文提出一种学生管理信息系统设计架构方案，此设计方案主要采用B/S 结构和J2EE 框架，具备用户管理、班级管理、课程管理、统计分析、系统查询等基本功能模块。在系统实现及测试后确认，本文所提出的学生管理信息系统可满足当前高等院校学生管理工作中信息统计及分析处理的相关需求，进而降低教务人员实施学生管理时的相关工作量，提高工作效率及效果。但同时，受限于硬件设备等因素的影响，本文所提出的系统设计方案在具体测试中存在并发性能和运行稳定性相对较差等问题，相关问题还需要在后续研究中提高硬件设备性能的同时，对现有设计方案进行优化完善，由此来保证相关问题的有效解决。