基于JAVA平臺(tái)的網(wǎng)上成績管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉永立，白地動(dòng)

（1.北京財(cái)貿(mào)職業(yè)學(xué)院 信息物流系，北京101101；2.北京財(cái)貿(mào)職業(yè)學(xué)院 教務(wù)處，北京 101101）

基于JAVA平臺(tái)的網(wǎng)上成績管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉永立1，白地動(dòng)2

（1.北京財(cái)貿(mào)職業(yè)學(xué)院 信息物流系，北京101101；2.北京財(cái)貿(mào)職業(yè)學(xué)院 教務(wù)處，北京 101101）

將成績管理由單機(jī)操作轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)操作在目前跨校區(qū)辦公情形下尤為必要。本文以一個(gè)實(shí)際項(xiàng)目為藍(lán)本，論述了構(gòu)建基于JAVA平臺(tái)的網(wǎng)上成績管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法與實(shí)現(xiàn)手段；為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，給出了基于NETBEANS6.1開發(fā)環(huán)境下數(shù)據(jù)庫連接池的配置方法。

NETBEANS JSF RichFaces框架 成績管理 數(shù)據(jù)庫連接池

一、開發(fā)背景

目前，很多學(xué)校已實(shí)現(xiàn)跨校區(qū)辦公。借助網(wǎng)絡(luò)雖然可以迅速傳遞數(shù)據(jù)，但是如何很好地保證數(shù)據(jù)的一致、及時(shí)更新和數(shù)據(jù)的充分共享，仍然是令教學(xué)管理人員很頭疼的一件事。在眾多教學(xué)數(shù)據(jù)中，學(xué)生的成績對于學(xué)生和教師都很重要。傳統(tǒng)的辦公環(huán)境下，任課教師提交成績單，成績管理員核對成績并進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理和發(fā)布。這一方式帶來的主要問題是：（1）成績管理員的壓力大、時(shí)間緊，容易出錯(cuò)，成績發(fā)布也不及時(shí)。（2）各個(gè)校區(qū)間數(shù)據(jù)的格式不一致，在數(shù)據(jù)共享時(shí)還需要再次進(jìn)行數(shù)據(jù)的重新整理，無形中增加了工作量和出錯(cuò)的機(jī)率。因此，若能構(gòu)建基于B/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)上成績管理系統(tǒng)，將傳統(tǒng)單機(jī)管理轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)管理，必將大大提高辦公效率，也能有效提升數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、一致性。

本文以JAVA平臺(tái)為基礎(chǔ)，以NETBEAN6.1為開發(fā)工具，討論了網(wǎng)上成績管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。

二、系統(tǒng)需求分析

系統(tǒng)的用戶分類如下：數(shù)據(jù)庫管理員，課表管理員，考務(wù)管理員，成績管理員，任課教師，學(xué)生。用戶的權(quán)限和職責(zé)如下：

1.數(shù)據(jù)庫管理員：（1）數(shù)據(jù)庫的初始化，主要包括：系部數(shù)據(jù)、學(xué)期數(shù)據(jù)、教師數(shù)據(jù)、班級(jí)數(shù)據(jù)、學(xué)生數(shù)據(jù)的初始化；（2）管理用戶的權(quán)限。

2.課表管理員：將指定學(xué)期的排課結(jié)果導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫。排課的原始數(shù)據(jù)一般是Excel表，為了能夠進(jìn)行微調(diào)，該類人員還要具備查詢和修改排課數(shù)據(jù)的權(quán)限，以便及時(shí)反映排課的變動(dòng)情況。

3.考務(wù)及成績管理員：設(shè)定指定班級(jí)、指定課程的考試時(shí)間；設(shè)定成績錄入的最晚日期；設(shè)定考生的考試狀態(tài)（正式考試、補(bǔ)考、緩考、曠考）；將任課教師提交的成績單鎖定和解鎖；將成績數(shù)據(jù)導(dǎo)出為指定的Excel格式。

將成績單鎖定的目的是為了避免任課教師無休止地修改成績；解鎖的目的是一旦發(fā)現(xiàn)錄入錯(cuò)誤（盡管此類錯(cuò)誤發(fā)生的可能性很?。┍阌谌握n教師修改個(gè)別學(xué)生的成績。

4.任課教師：查看自己每個(gè)學(xué)期的任課班級(jí)和課程情況；設(shè)定自己所授課程的成績分值權(quán)值（平時(shí)成績、期末成績所占比重）；錄入和修改學(xué)生成績；查看學(xué)生成績，生成成績分析報(bào)告；將指定班級(jí)、指定課程的成績單數(shù)據(jù)導(dǎo)出為Excel格式。

5.學(xué)生：查看自己所有課程的成績。

三、功能模塊設(shè)計(jì)

通過分析系統(tǒng)的需求，可知網(wǎng)上成績管理系統(tǒng)涉及的功能主要是：數(shù)據(jù)的導(dǎo)入/導(dǎo)出；數(shù)據(jù)的查詢；數(shù)據(jù)的管理。具體來說，數(shù)據(jù)導(dǎo)入包括：教師數(shù)據(jù)導(dǎo)入，班級(jí)數(shù)據(jù)導(dǎo)入，學(xué)生數(shù)據(jù)導(dǎo)入，課表數(shù)據(jù)導(dǎo)入，成績數(shù)據(jù)導(dǎo)入；數(shù)據(jù)導(dǎo)出包括：成績數(shù)據(jù)導(dǎo)出；數(shù)據(jù)管理包括：課表數(shù)據(jù)管理、考務(wù)綜合管理、個(gè)人數(shù)據(jù)管理、成績權(quán)值分配、成績數(shù)據(jù)錄入；數(shù)據(jù)查詢包括：課表數(shù)據(jù)查詢、教師數(shù)據(jù)查詢、學(xué)生數(shù)據(jù)查詢、成績數(shù)據(jù)查詢。系統(tǒng)的主要功能模塊如圖1所示。

學(xué)期數(shù)據(jù)、系部數(shù)據(jù)相對固定且數(shù)據(jù)量很小，可以由數(shù)據(jù)庫管理員手動(dòng)輸入；班級(jí)數(shù)據(jù)、學(xué)生數(shù)據(jù)、教師數(shù)據(jù)、課表數(shù)據(jù)、成績數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)量大，因此系統(tǒng)提供了導(dǎo)入功能；為了便于用戶修改密碼，在數(shù)據(jù)管理模塊中提供“個(gè)人數(shù)據(jù)管理”功能；為便于學(xué)生和教師查詢數(shù)據(jù)，系統(tǒng)提供主要數(shù)據(jù)的查詢功能；為便于教務(wù)人員和教師保存和分析數(shù)據(jù)，系統(tǒng)提供成績數(shù)據(jù)的導(dǎo)出功能。

圖1中涉及的功能模塊是系統(tǒng)能夠提供給所有用戶的全部功能，所有功能以菜單的方式呈現(xiàn)給用戶，不同類別的用戶登錄系統(tǒng)后，見到的功能菜單不同，能夠?qū)崿F(xiàn)的操作也不同。比如：任課教師登錄系統(tǒng)后，具備“數(shù)據(jù)查詢”、“成績數(shù)據(jù)導(dǎo)出”操作權(quán)限，也具備“成績權(quán)值分配”、“成績數(shù)據(jù)錄入”、“個(gè)人數(shù)據(jù)管理”、“成績數(shù)據(jù)導(dǎo)入”操作權(quán)限，但不具備其他操作權(quán)限。不同教師用戶只能針對自己所任的課程進(jìn)行成績數(shù)據(jù)錄入和成績權(quán)值分配操作。

四、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用MySQL Server5.0數(shù)據(jù)庫軟件。數(shù)據(jù)庫名字為“score”，所有數(shù)據(jù)表及其字段在數(shù)據(jù)庫中定義時(shí)均采用英文。系統(tǒng)涉及的數(shù)據(jù)庫表及其字段如下：系部（ID，名稱），教師（ID，姓名，性別，所在系部，角色），班級(jí)（ID，名稱，所在系部，班主任），學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，班級(jí)，角色），角色（ID，名稱），學(xué)期（ID，學(xué)期名稱），課程（ID，課程名稱），課表（ID，學(xué)期，班級(jí)，課程，教師，平時(shí)成績比重，實(shí)踐成績比重，期末成績比重），成績（ID，學(xué)期，學(xué)號(hào)，課程，平時(shí)成績，實(shí)踐成績，期末成績，總評成績，狀態(tài)開關(guān)，開考時(shí)間，最晚提交時(shí)間），成績分析（ID，學(xué)期，班級(jí)，課程，不及格人數(shù)，60-69人數(shù)，70-84人數(shù)，85-100人數(shù)，參加考試人數(shù)，及格率，良好率，平均成績）。

數(shù)據(jù)表在數(shù)據(jù)庫“score”中的定義如表1所示。

表1 數(shù)據(jù)庫s c o r e中的數(shù)據(jù)表及其字段

score表中的switch字段是控制開關(guān)，用來設(shè)定是否可以錄入成績。表1中加下劃線的字段為主鍵。

各個(gè)數(shù)據(jù)表間有一定的關(guān)聯(lián)關(guān)系，比如：課表數(shù)據(jù)表timetable與其他數(shù)據(jù)表之間的關(guān)系如圖2所示。成績數(shù)據(jù)表定義如下（包括外鍵約束和索引定義）：

限于篇幅，其他數(shù)據(jù)表的定義以及外鍵約束和索引的定義不再論述。

五、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

1.開發(fā)工具的選擇

本系統(tǒng)開發(fā)基于JAVA平臺(tái)，需要按次序安裝以下軟件：jdk1.6，netbeans6.1，GlassFishV2，MySQL Server5.0。Netbeans6.1作為Web程序的開發(fā)環(huán)境，不但內(nèi)嵌了GlassFish Web服務(wù)器，而且利用該IDE可以非常方便地連接MySQL Server數(shù)據(jù)庫。為了便于操作數(shù)據(jù)庫，可以在安裝完MySQL Server5.0后，安裝Navicat8軟件，該軟件是一款不錯(cuò)的MySQL Server的客戶端工具軟件。

2.框架和庫文件

JSF是一個(gè)新的基于MVC模型的Web應(yīng)用框架技術(shù)。在概念和特征方面，尤其是組件方面，超過了著名的Struts框架。RichFaces是JBOSS公司開發(fā)的Web應(yīng)用程序框架，它進(jìn)一步豐富了JSF框架，它為構(gòu)建 RIA（Rich Internet Applications）和支持 Ajax的 Web應(yīng)用程序提供了大量的JSF組件。

本系統(tǒng)基于RichFaces框架進(jìn)行開發(fā)，故此需要在netbeans6.1中添加RichFaces框架所需的相關(guān)jar文件。另外，由于在數(shù)據(jù)導(dǎo)入和導(dǎo)出過程中需要操作EXCEL文件，所以還需要jxl開源組件。

系統(tǒng)所需的主要JAR文件如表2所示（所有文件都可從網(wǎng)上下載）。

表2 系統(tǒng)所需J A R文件列表

3.開發(fā)環(huán)境的部署

（1）配置 web.xml和 faces－config.xml文件

由于系統(tǒng)基于JSF框架開發(fā)，故此需要配置web.xml文件faces-config.xml文件。在web.xml文件中主要進(jìn)行RichFaces過濾器和Faces Servlet的注冊；在faces-config.xml文件中主要進(jìn)行JAVA BEAN的注冊。

以下是web.xml文件中RichFaces過濾器的注冊方法：（2）數(shù)據(jù)庫連接池

通過大量的實(shí)驗(yàn)測試后發(fā)現(xiàn)：在系統(tǒng)訪問人數(shù)增多以及進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的導(dǎo)入/導(dǎo)出過程中，會(huì)占用較多的數(shù)據(jù)庫連接，若出現(xiàn)連接耗盡的情況，系統(tǒng)就會(huì)癱瘓。為有效避免此種情況的出現(xiàn)，應(yīng)采用數(shù)據(jù)庫連接池（關(guān)于連接池在GLASSFISH服務(wù)器中的的定義方法請參閱相關(guān)文檔）。首先將數(shù)據(jù)庫連接池命名為：jdbc/mySqlDb，并在Web服務(wù)器中定義；然后在系統(tǒng)配置文件web.xml中添加如下內(nèi)容：

最后在JAVA BEAN中按照如下方法建立數(shù)據(jù)庫連接，連接池便可以使用了。

4.創(chuàng)建JSP

JSP（Java Server Page）頁面是用戶與系統(tǒng)交互的窗口?；旧?，每個(gè)JSP頁面完成一個(gè)或幾個(gè)相關(guān)的功能模塊。比如，前面介紹的“成績數(shù)據(jù)導(dǎo)入”功能模塊、“成績數(shù)據(jù)錄入”功能模塊就可以分別由不同的JSP文件實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然還需要后臺(tái)BEAN的支持。下面就以“成績數(shù)據(jù)錄入”功能模塊的實(shí)現(xiàn)（editScore.jsp）為例，介紹JSP文件的創(chuàng)建方法，該JSP頁面的運(yùn)行效果如圖3所示。

（1）為了使頁面支持中文，以及使用RICH FACES和JSF框架中的標(biāo)簽，需要在JSP頁面頭部添加如下代碼：

（2）接著將UI控件添加在＜a4j:form＞標(biāo)簽內(nèi)部。本頁面要用到的 UI控件有：＜h:commandButton＞、＜h:outputText＞、＜h:inputText＞、＜rich:dataTable＞、＜rich:column＞、＜a4j:support＞，它們分別代表JSF命令按鈕、JSF文本輸出框、JSF文本輸入框、RICH FACES數(shù)據(jù)表格、RICH FACES表格列、ajax功能控件，其中 ＜a4j:support＞標(biāo)簽的作用是給父標(biāo)簽添加ajax輔助功能。

比如，editScore.jsp頁面中“提交成績”按鈕可以按如下方式進(jìn)行定義：＜h:commandButton tabindex="4"value="提交成績"onclick="if（!confirm（'確認(rèn)提交么？'））return false" rendered="#{manageScore.editFlag}" action="#{manageScore.saveChanged}"/＞。其中manageScore是用來進(jìn)行成績管理的后臺(tái)JAVA BEAN。

＜rich:dataTable＞是RICH FACES框架中功能強(qiáng)大的標(biāo)簽，用來顯示數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，該標(biāo)簽內(nèi)部可以嵌入＜h:outputText＞、＜h:inputText＞、＜rich:column＞等 標(biāo) 簽 。editScore.jsp頁面中成績記錄的顯示就用到了該標(biāo)簽。在使用＜rich:dataTable＞標(biāo)簽顯示數(shù)據(jù)時(shí)，要注意設(shè)定好兩個(gè)重要屬性：binding、value。binding屬性的值是JAVA BEAN中UIDataTable類型的變量；value屬性的值一般是JAVA BEAN 中 ArrayList（或 List）類型的變量。

5.編寫 JAVA BEAN

雖然JSP頁面提供了交互的途徑，但是一切后臺(tái)操作最終都要由JAVA BEAN來完成。本系統(tǒng)中最主要的BEAN是數(shù)據(jù)庫操作BEAN（DbBean.java）和數(shù)據(jù)導(dǎo)入/導(dǎo)出 BEAN（ReadAndWrite.java）。 DbBean.java主要完成數(shù)據(jù)庫連接的創(chuàng)建，數(shù)據(jù)的查詢、插入、更新、刪除等常規(guī)數(shù)據(jù)庫操作；ReadAndWrite.java主要負(fù)責(zé)將EXCEL數(shù)據(jù)導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫，并將數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)導(dǎo)出為EXCEL格式的文件。同時(shí)，系統(tǒng)還需要實(shí)體BEAN（每個(gè)數(shù)據(jù)庫表對應(yīng)一個(gè)實(shí)體BEAN）和其他輔助 BEAN（如用于成績管理的BEAN：ManageScore.java）的支持。 ManageScore.java 中的saveChanged方法與圖3中的“提交成績”按鈕對應(yīng)，其代碼如下（有刪節(jié)）：

6.系統(tǒng)發(fā)布

系統(tǒng)開發(fā)完畢后，可以在NETBEANS6.1中右鍵單擊項(xiàng)目，將其打包生成.war文件，該war文件一般在項(xiàng)目所在路徑的dist子文件夾中。

隨后，啟動(dòng) MySQL Server5.0和 GlassFish，通過GlassFish管理員控制臺(tái)，將生成的war文件部署到Web服務(wù)器即可，如圖4所示。

[1]David Geary,Cay Horstmann.Core Java-Server Faces[M].New Jersey USA:Addison Wesley publisher2004.

[2]http://www.netbeans.org.

[3]http://www.javaeye.com/.

[4]JBoss rich faces tutorial[DB/OL],http://www.mastertheboss.com/en/web-interfaces/124-jboss-RichFaces-tutorial.html.

[5]Andrei Cioroianu.Upload Files with JSF and MyFaces.http://www.onjava.com/pub/a/onjava/2005/07/13/jsfupload.html,2005.

[6]The Java EE5 Tutorial[DB/OL],http://java.sun.com/javaee/5/docs/tutorial/doc/index.html.

（編輯：楊馥紅）

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1673-8454（2010）01-0048-05