基于智能設(shè)備的家校通系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

萬梅++顧和明

摘要：根據(jù)家校通系統(tǒng)的實際需求，該文給出了家校通系統(tǒng)的需求分析以及系統(tǒng)設(shè)計。利用MySQL設(shè)計后臺數(shù)據(jù)庫，采用的體系結(jié)構(gòu)是B/S和C/S兩種。設(shè)計并實現(xiàn)了登錄管理，基本信息管理，成績管理，留言管理，簽到管理等功能模塊。該系統(tǒng)的應(yīng)用在一定程度上規(guī)范了對學(xué)生的在校信息和到校情況的管理，有效提高家校通系統(tǒng)的效率及服務(wù)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：家校通系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫；B/S；C/S；模塊化

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）18-4163-03

2002年中央電教館將“家校直通車研究和應(yīng)用”正式立項為“十五”教育技術(shù)研究課題。家校互動的最主要內(nèi)容是家長及時掌握學(xué)生的安全到校情況、學(xué)習(xí)狀況以及班級和學(xué)校的重要通知等。家校通開始只是基于Web的網(wǎng)站，家長通過瀏覽網(wǎng)站，從而獲取學(xué)生在校情況。而后隨著各種電信業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，家校通逐步成了增值業(yè)務(wù)，家長可以通過訂閱短信，將學(xué)生的最新情況打包發(fā)送給家長，使得家長及時了解學(xué)生的在校情況。但隨著現(xiàn)在的智能設(shè)備（智能手機，平板電腦等等）的興起，替代了原來的包月短信模式。并且家校通在智能設(shè)備上實現(xiàn)有得天獨厚的優(yōu)勢，正是由于智能設(shè)備的方便性和及時性，使得家長更能隨時掌握孩子在校的情況。

近年來，平板電腦等智能設(shè)備的不斷普及，智能機的流行，手機的功能越來越多，導(dǎo)致手機應(yīng)用程序高達數(shù)以萬記，而系統(tǒng)留存率成為了各應(yīng)用關(guān)注的重點。據(jù)調(diào)查平均一個應(yīng)用使用六個月的用戶留存率只有15%，但做了信息推送的應(yīng)用留存率達30%，是一般應(yīng)用的兩倍，可見信息推送在應(yīng)用中的作用。所謂的信息推送，就是通過一定的技術(shù)標準或者協(xié)議，在互聯(lián)網(wǎng)上定期發(fā)送用戶需要的信息，用來減少信息過載的一項技術(shù)。

1 基于智能設(shè)備的功能需求分析

1.1需求描述

1.1.1班主任、任課教師功能需求

班主任可以管理班長學(xué)生的基本信息，有重要消息是要及時通知給家長。任課老師能夠?qū)W(xué)生的成績進行輸入，方便學(xué)生查詢。

1.1.2家長功能需求

學(xué)生到校簽到后，家長能及時收到通知。學(xué)校有消息通知時，家長能及時收到通知。

1.1.3學(xué)生功能需求

學(xué)生到校后能夠進行一個實時簽到，將自己的到校情況通知給家長。學(xué)生能很快捷的查詢單科的成績，總分，年級名次，班級名次，以及自己的進退名次。也能及時查詢班主任的通知信息。

1.2功能需求

基于智能設(shè)備的家校通系統(tǒng)根據(jù)以上的需求描述，大體有以下幾個功能模塊：登錄模塊，基本信息管理模塊，學(xué)生成績管理模塊，留言管理系統(tǒng)，簽到管理模塊，系統(tǒng)管理模塊。

1.2.1 基本信息管理模塊

該模塊包括班級、課程、學(xué)生、教師，家長等基本信息的維護。學(xué)生可以對自己的基本信息進行查看，修改，添加，刪除等操作，可以查詢所學(xué)課程信息和班級信息。教師除了可以對自己的基本信息進行查看，修改，添加，刪除等操，還能對所教學(xué)生和班級的基本信息進行查看。

1.2.2 學(xué)生成績管理模塊

該模塊包括的功能主要有：學(xué)生單科成績的錄入、查詢，綜合測評成績的運算、提交，獎學(xué)金等級的評定。

本模塊的的難點在于成績到庫和成績查詢。

1.2.2.1 成績?nèi)霂?/p>

入庫的難點分析：

①大量數(shù)據(jù)入庫的性能問題

解決方法：對于成績的錄入是大量的數(shù)據(jù)操作，任務(wù)繁重，從頁面直接輸入實不可取的，故采用的是Excel文檔導(dǎo)入。這種方法可以快速的將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫，主要使用FileIOstream對文件進行操作，方便快捷，故被該家校通系統(tǒng)采用。

②輸入的數(shù)據(jù)是不合符規(guī)范的，若大量存入數(shù)據(jù)庫會造成數(shù)據(jù)庫故障。

解決方法：用數(shù)據(jù)字典來規(guī)范數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫的重要部分是數(shù)據(jù)字典。它存放有數(shù)據(jù)庫所用的有關(guān)信息，對用戶來說是一組只讀的表。數(shù)據(jù)字典內(nèi)容包括：數(shù)據(jù)庫中所有模式對象的信息，如表、視圖、簇、及索引等。

1.2.2.2 成績推送與查詢

成績推送：

這是基于Android消息的推送，在學(xué)生的信息中設(shè)置一項標識，該項標識可以顯示出該學(xué)生是否訂閱了成績推送功能。若該標識為1，則表示訂閱了成績推送，則客戶端使用Pull（拉）的方式，隔一段時間就去服務(wù)器上獲取信息，看是否有更新的信息出現(xiàn)。

成績查詢：

①單科的成績，總分，班級名次，年級名次，進退名次。

②可以查詢班級前十名的同學(xué)排名情況

③可以查詢年級前100名的排名情況

1.2.3 留言管理模塊

該模塊中家長或?qū)W生可以對教師留言，并可以查看回復(fù)。教師可以對學(xué)生給自己的留言信息進行查看、回復(fù)、刪除等操作。系統(tǒng)管理員可以對所有留言信息行進管理操作。

1.2.4簽到管理系統(tǒng)

學(xué)生簽到后，服務(wù)器會通過推送機制將到校情況發(fā)到家長客服端，并修改相關(guān)的信息記錄。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1體系結(jié)構(gòu)

開發(fā)應(yīng)用于臺式機與智能設(shè)備的二套系統(tǒng)，可以通過request.getHeader（"user-agent"）獲得返回值為String類型，其中包含操作系統(tǒng)信息及瀏覽器信息，用來識別是臺式機還是智能設(shè)備訪問。

2.1.1 B/S結(jié)構(gòu)模型

可以在任何地方進行操作而不用安裝任何專門的軟件，只要有一臺能上網(wǎng)的電腦就能使用該系統(tǒng)，并且客服端是零維護的。

2.1.2 C/S結(jié)構(gòu)模型

該系統(tǒng)有基于Android有推送機制，故需要采用C/S結(jié)構(gòu)，并且它的響應(yīng)速度快，學(xué)生簽到后能夠?qū)崟r的將到校信息通知家長。endprint

2.2系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1

2.3基于Hibernate的數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)的重中之重，家校通系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量龐大且更新很快，數(shù)據(jù)庫設(shè)計的好壞將直接影響應(yīng)用系統(tǒng)的效率。

數(shù)據(jù)是系統(tǒng)的生命，在優(yōu)化數(shù)據(jù)庫設(shè)計的同時做好數(shù)據(jù)備份也是系統(tǒng)中必不可少的一項工作。定期做好備份、存盤、異地存儲才能確保數(shù)據(jù)的安全。

本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫表較多，包括學(xué)生表，教師表，家長表，班級表，課程表，成績表，留言表，簽到表等等。

2.4系統(tǒng)出錯處理設(shè)計

2.4.1 出錯信息

1）學(xué)生單科成績的錄入后，在學(xué)生成績表中沒有更新數(shù)據(jù)。

2）學(xué)生簽到的情況沒能及時通過推送機制通知家長。

2.4.2補救措施

1）后備技術(shù)，當(dāng)原始系統(tǒng)數(shù)據(jù)萬一丟失時啟用的副本的建立和啟動的技術(shù)。

2）降效技術(shù)，使用另一個效率稍低的系統(tǒng)或方法來求得所需結(jié)果的某些部分，例如一個自動系統(tǒng)的降效技術(shù)可以是手工操作和數(shù)據(jù)的人工記錄；

3）恢復(fù)及再啟動技術(shù)，從故障點恢復(fù)執(zhí)行或使軟件從頭開始重新運行。

3 編碼

3.1連接數(shù)據(jù)庫

該系統(tǒng)采用的是Hibernate技術(shù)連接數(shù)據(jù)庫，它的優(yōu)勢如下：

1）對JDBC訪問數(shù)據(jù)庫的代碼做了封裝，大大簡化了數(shù)據(jù)庫訪問層繁瑣的重復(fù)性代碼。

2）Hibernate是一個基于JDBC的主流持久化框架，是一個優(yōu)秀的ORM實現(xiàn)。

3）Hibernate 使用 Java 反射機制 而不是字節(jié)碼增強程序來實現(xiàn)透明性。

Hibernate 的性能非常好，因為它是個輕量級框架， 映射的靈活性很出色，它支持各種關(guān)系數(shù)據(jù)庫，從一對一到多對多的各種復(fù)雜關(guān)系。

Hibernate對數(shù)據(jù)操作：

Session是Hibernate中的一級緩存，sessionFactory是Hibernate中的二級緩存。保存在Session中的數(shù)據(jù)是存放在緩沖池中，并沒有存入數(shù)據(jù)庫，主要是方便查詢。特別注意的是大批量數(shù)據(jù)添加時，會造成內(nèi)存溢出的，因為save方法支持緩存，每save一個對象就往緩存里放，如果對象足夠多內(nèi)存肯定要溢出。一般的做法是先判斷一下save了多少個對象，如果save了20個對象就對緩存手動的清理緩存，這樣就不會造成內(nèi)存溢出，代碼如下：

Session session = HibernateSessionFactory.getSession（）；

Transaction tx = session.beginTransaction（）；

for （int i=0； i<100； i++） {

Student student = new Student（）；

student.setName（"張三" + i）；

session.save（student）；

if （i % 20 == 0） {

session.flush（）；

session.clear（）；}}

tx.commit（）；

session.close（）；

3.2 推送機制

推送的代碼是整個家校通系統(tǒng)簽到模塊的核心，它實現(xiàn)了向客服端發(fā)送學(xué)生的簽到信息。

public void sendNotifcationToUser（String apiKey，String us-ername，String title，String message，String uri） {

log.debug（"sendNotifcationToUser（）..."）；

IQ notificationIQ = createNotificationIQ（apiKey， title， message， uri）；

ClientSession session=sessionManager.getS-ession（us-ername）；

if（session ！= null）{

if（session.getPresence（）.isAvailable（）） {

notificationIQ.setTo（session.getAdd-ress（））；

session.deliver（notificationIQ）；}}}

4 結(jié)束語

“家校通”機制是有效建立學(xué)校與家庭同步教育孩子成長的基礎(chǔ)，對科學(xué)發(fā)展教育、提高教育質(zhì)量、培養(yǎng)合格人才具有重大的

意義。本系統(tǒng)遵循軟件工程方法進行需求分析，系統(tǒng)設(shè)計，編碼階段。該文在需求分析階段，提出來家校通系統(tǒng)所需的各項功能。在系統(tǒng)設(shè)計階段，對體系結(jié)構(gòu)設(shè)計、接口設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計，系統(tǒng)出錯處理設(shè)計都進行了詳細的介紹。在編碼部分給出了系統(tǒng)主要的編碼設(shè)計。

參考文獻：

[1] 甘俊，彭宣戈，朱兵.基于網(wǎng)絡(luò)平臺的家校即時通訊系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].微計算機信息化，2006，23（34）：3.

[2] 王珊.數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)與應(yīng)用[M].北京：人民出版社，2009：36-39.