多角色考勤管理與預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張英亮　高善輝

【摘 要】傳統(tǒng)的考勤方法通常是點(diǎn)名或者是紙質(zhì)簽到方式，已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)今教學(xué)管理信息化的需要。本研究運(yùn)用UML進(jìn)行系統(tǒng)分析，在.NET平臺(tái)下，采用三層架構(gòu)，以C#為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，SQL Server 2008為數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了多角色考勤管理與預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了考勤管理的規(guī)范化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化。

【關(guān)鍵詞】考勤管理；預(yù)警；多角色；三層架構(gòu)

Design and Implementation of Multi-role Attendance Management and Early-warning System

ZHANG Ying-liang1 GAO Shan-hui2

（1.College of Computer and Information Engineering， Tianjin Agricultural University，

Tianjin 300384，China；2. Tianjin YAAN Technology Co. Ltd， Tianjin 300392，China）

【Abstract】Traditional attendance method mainly including roll call and registration， had been unable to keep up with the demand of teaching managements information. Multi-role attendance management and early-warning system was developed in .NET platform by applying UML to carry out object-oriented system analysis， using C# as development language， Microsoft SQL Server 2008 as database management system， adopting three-layer structure. Attendance managements standardization， information and networking were realized in this system.

【Key words】Attendance management； Early-warning； Multi-role； Three-layer structure

學(xué)生的考勤能夠很好的反映學(xué)生的日常學(xué)習(xí)情況是掌握學(xué)生動(dòng)態(tài)的最直觀手段。高校課堂是大學(xué)生獲取知識(shí)、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)的主要場(chǎng)所[1]。在課堂教學(xué)中，學(xué)生的考勤檢查是一項(xiàng)很重要的內(nèi)容，它能夠?qū)崟r(shí)的檢查每一位學(xué)生的到課情況和聽(tīng)課情況。傳統(tǒng)的學(xué)生出勤檢查往往是教師拿著一張紙質(zhì)名單逐一點(diǎn)名，或讓學(xué)生上交課堂作業(yè)以便課后查詢出勤情況。這些方法往往造成統(tǒng)計(jì)結(jié)果不及時(shí)，數(shù)據(jù)容易遺漏，對(duì)學(xué)生進(jìn)行教育難及時(shí)到位，甚至容易出現(xiàn)無(wú)法處分學(xué)生的現(xiàn)象（學(xué)生從未得到批評(píng)教育，也未受到警告、嚴(yán)重警告、記過(guò)等處分，卻面臨要留校察看的局面），班主任、輔導(dǎo)員、教師、學(xué)生無(wú)法及時(shí)了解考勤狀況，監(jiān)控失效。

針對(duì)以上問(wèn)題，開(kāi)發(fā)多角色考勤管理與預(yù)警系統(tǒng)，任課教師可以在課堂上直接登錄系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)生考勤檢查并記錄考勤信息。可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置課程的缺勤預(yù)警條件，當(dāng)某個(gè)學(xué)生的缺勤達(dá)到預(yù)警條件的時(shí)候，系統(tǒng)將自動(dòng)列出該學(xué)生的缺勤信息，使教師能夠及時(shí)、直觀地看到，對(duì)此類學(xué)生進(jìn)行幫扶。此外，在課余，任課教師、班主任、輔導(dǎo)員及學(xué)校各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)也可以登陸該系統(tǒng)查詢學(xué)生的出勤情況。

1 系統(tǒng)需求

1.1 系統(tǒng)需求

高校考勤管理與預(yù)警系統(tǒng)主要包含學(xué)生信息管理、教師信息管理、管理人員信息管理、課程信息管理、預(yù)警信息管理等，是一項(xiàng)復(fù)雜而又操作頻繁的工作。用戶是系統(tǒng)的最終使用者，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)之前，筆者與系統(tǒng)用戶（學(xué)生，教師，管理人員）進(jìn)行了深入交流，經(jīng)過(guò)多次系統(tǒng)需求調(diào)研與分析總結(jié)了以下功能需求：

1）學(xué)生可以查看本人的出勤信息，這些信息包含出勤情況、上課時(shí)間、課程名稱、任課教師等。

2）任課教師上課時(shí)，系統(tǒng)能根據(jù)教師課表的安排，自動(dòng)列出課程信息、學(xué)生信息、上課時(shí)間等信息，并能對(duì)學(xué)生進(jìn)行考勤記錄。任課教師能對(duì)自己所教授課程設(shè)置預(yù)警條件后，系統(tǒng)能自動(dòng)列出達(dá)到預(yù)警條件的學(xué)生信息，可以查看所授課程的學(xué)生出勤信息。

3）教學(xué)秘書(shū)管理所屬院系學(xué)生信息、任課教師信息、班級(jí)課程信息、任課教師課程信息、輔導(dǎo)員信息。

4）輔導(dǎo)員可以查看所屬院系學(xué)生的出勤信息，可以設(shè)置所屬院系的單一課程和全部課程的預(yù)警條件，如：設(shè)置單一課程預(yù)警條件為4次，全部課程的預(yù)警條件為10次，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)列出單一課程缺勤次數(shù)達(dá)到4次和全部課程缺勤次數(shù)達(dá)到10次的學(xué)生信息。

5）系統(tǒng)管理員擁有系統(tǒng)的最高權(quán)限，負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)運(yùn)行所必需的數(shù)據(jù)，基本功能需求：管理教學(xué)秘書(shū)信息；管理上課教室的信息；設(shè)置學(xué)期的開(kāi)始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、持續(xù)周數(shù)；設(shè)置教師檢查考勤的有效時(shí)間段，如：如果設(shè)置有效時(shí)間為10分鐘，則考勤有效時(shí)間為課程開(kāi)始10分鐘之內(nèi)；設(shè)置數(shù)據(jù)可用性，如：設(shè)置2012-2013年第一學(xué)期、2012-2013年第二學(xué)期的數(shù)據(jù)可用，表示這兩個(gè)學(xué)期的數(shù)據(jù)可用，其他學(xué)期的數(shù)據(jù)不可用。

1.2 系統(tǒng)角色

角色是與系統(tǒng)、子系統(tǒng)或類交互的外部人員、進(jìn)程或事物，是擁有某些權(quán)限的一類用戶，代表完成某些功能的資格或權(quán)利[2]。通過(guò)分析系統(tǒng)需求，可以識(shí)別出5個(gè)角色：學(xué)生、任課老師、教學(xué)秘書(shū)、輔導(dǎo)員、系統(tǒng)管理員。

1.3 系統(tǒng)用例圖

用例是指對(duì)系統(tǒng)提供的功能（或稱系統(tǒng)的用途）的一種描述[3]，是角色和系統(tǒng)在一次交互過(guò)程中執(zhí)行的相關(guān)事務(wù)的序列。用例圖是由用例、角色以及它們之間的關(guān)系構(gòu)成的，用來(lái)描述一個(gè)軟件系統(tǒng)中人和功能之間，即角色和用例之間的關(guān)系的一種圖形化的表達(dá)，可以準(zhǔn)確描述角色和用例之間的關(guān)系。通過(guò)對(duì)考勤管理與預(yù)警系統(tǒng)的需求分析，可以識(shí)別系統(tǒng)的角色，確定用例，建立系統(tǒng)用例圖，如圖1所示。endprint

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

根據(jù)軟件設(shè)計(jì)“高內(nèi)聚，低耦合”的思想，同時(shí)為克服兩層結(jié)構(gòu)中將界面部分代碼、業(yè)務(wù)邏輯代碼和數(shù)據(jù)庫(kù)操作代碼混合在一起，導(dǎo)致軟件后期修改、維護(hù)和升級(jí)困難[4]，應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)通用的做法是將應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn)分布在從底向高的三個(gè)層：數(shù)據(jù)訪問(wèn)層（DAL層）、業(yè)務(wù)邏輯層（BLL層）和表示層[5，6]，如圖2所示。

圖2 三層架構(gòu)原理圖

本系統(tǒng)遵循三層架構(gòu)，數(shù)據(jù)訪問(wèn)層直接訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)基本記錄操作；業(yè)務(wù)邏輯層調(diào)用相關(guān)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)類，實(shí)現(xiàn)用戶所需功能；表示層部署控件后，調(diào)用業(yè)務(wù)邏輯層的類，實(shí)現(xiàn)具體功能。將應(yīng)用程序的功能分層后，對(duì)于固定的DBMS，數(shù)據(jù)訪問(wèn)層基本可以不變，一旦用戶的需求改變，只對(duì)業(yè)務(wù)邏輯層、表示層改動(dòng)即可。這種做法使程序的可復(fù)用性、可修改性都得到了很好的改善，大大提高了軟件工程的效率。

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)在系統(tǒng)需求分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，充分考慮數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的合理性、完整性及安全性，采用軟件工程的先進(jìn)思想和方法，便于程序設(shè)計(jì)及系統(tǒng)的維護(hù)與升級(jí)[7]。根據(jù)這些原則，采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)SQL Server 2008設(shè)計(jì)了考勤管理與預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)由以下數(shù)據(jù)表構(gòu)成（只給出部分屬性）：系統(tǒng)管理員表（管理員編號(hào)，姓名…）；院系表（院系編號(hào)，名稱）；班級(jí)表（班級(jí)編號(hào)，名稱，院系編號(hào)…）；教學(xué)年度學(xué)期表（學(xué)期編號(hào)，學(xué)期名稱，開(kāi)始時(shí)間，結(jié)束時(shí)間，持續(xù)周數(shù)…）；課程信息表（課程編號(hào)，課程名稱，學(xué)年編號(hào)，院系編號(hào)，學(xué)分…）；班級(jí)課程表（班級(jí)編號(hào)，課程編號(hào)，上課周次，上課節(jié)次，教室編號(hào)…）；教師課程表（教師編號(hào)，課程編號(hào)，上課周次，上課節(jié)次，教室編號(hào)…）；教室表（教室編號(hào)，教室名稱，教室類型…）；學(xué)生表（學(xué)號(hào)，姓名，班級(jí)編號(hào)…）；任課教師表（教師編號(hào)，姓名，院系編號(hào)…）；輔導(dǎo)員表（輔導(dǎo)員編號(hào)，姓名，院系編號(hào)…）；教學(xué)秘書(shū)表（教學(xué)秘書(shū)編號(hào)，姓名，院系編號(hào)…）；考勤表（學(xué)號(hào)，教師編號(hào)，課程編號(hào)，上課時(shí)間…）；預(yù)警信息表（學(xué)號(hào)，課程編號(hào)，缺課次數(shù)，學(xué)期編號(hào)，是否預(yù)警…）；預(yù)警條件表（編號(hào)，設(shè)置者編號(hào)，預(yù)警類型，預(yù)警條件…）；

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境

操作系統(tǒng)：Windows XP Professional （sp3）。

開(kāi)發(fā)平臺(tái)：Microsoft Visual Studio 2010。

開(kāi)發(fā)語(yǔ)言：Microsoft Visual C#.NET。

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：Microsoft SQL Server 2008。

3.2 系統(tǒng)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)

考勤管理與預(yù)警系統(tǒng)采用三層架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，各項(xiàng)目的依賴關(guān)系如圖3所示。BLL是業(yè)務(wù)邏輯層；DALFactory是數(shù)據(jù)訪問(wèn)層的抽象工廠；DBHelper是數(shù)據(jù)訪問(wèn)基礎(chǔ)類；IDAL是數(shù)據(jù)訪問(wèn)層的接口定義；Web是表示層，是系統(tǒng)的UI部分，負(fù)責(zé)使用者與整個(gè)系統(tǒng)的交互；Model是實(shí)體層；SQLServerDAL是數(shù)據(jù)訪問(wèn)層，操作SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)；WebConfig系統(tǒng)配置層。系統(tǒng)各項(xiàng)目的創(chuàng)建次序依次是：Model，DBHelper，IDAL，WebConfig，SQLServerDAL，DALFactory，BLL，Web。

圖3 系統(tǒng)架構(gòu)分層交互圖

Model是數(shù)據(jù)庫(kù)表、視圖等的邏輯映射，在系統(tǒng)中起數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖饔?。?shí)體層中包含系統(tǒng)的實(shí)體類，實(shí)體類是用于對(duì)必須存儲(chǔ)的信息和相關(guān)行為建模的類。實(shí)體對(duì)象（實(shí)體類的實(shí)例）用于保存和更新一些現(xiàn)象的有關(guān)信息。實(shí)體類通常都是永久性的，它們所具有的屬性和關(guān)系是長(zhǎng)期需要的，有時(shí)甚至在系統(tǒng)的整個(gè)生存期都需要。

DBHelper項(xiàng)目包含操作各種數(shù)據(jù)庫(kù)的Helper類，不同數(shù)據(jù)庫(kù)的Helper類的方法基本相同，本系統(tǒng)采用的是SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)，所以DBHelper項(xiàng)目只有一個(gè)SQLHelper類。SqlHelper類通過(guò)一組靜態(tài)方法封裝了數(shù)據(jù)訪問(wèn)功能，這些方法調(diào)用起來(lái)非常方便。該類是抽象類不能被繼承或?qū)嵗?/p>

IDAL是數(shù)據(jù)訪問(wèn)層的類要實(shí)現(xiàn)的一組接口。數(shù)據(jù)訪問(wèn)層的類需要完成對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)，但是不同的數(shù)據(jù)庫(kù)需要使用不同的數(shù)據(jù)訪問(wèn)對(duì)象，這樣對(duì)于業(yè)務(wù)邏輯層來(lái)說(shuō)無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)關(guān)性，為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)關(guān)性，可以將數(shù)據(jù)訪問(wèn)層對(duì)象轉(zhuǎn)化為他所實(shí)現(xiàn)的接口類型，這樣就和具體的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)對(duì)象無(wú)關(guān)，也就是說(shuō)數(shù)據(jù)訪問(wèn)層對(duì)象實(shí)現(xiàn)IDAL接口，上層程序在使用時(shí)不直接使用數(shù)據(jù)訪問(wèn)層對(duì)象，而是使用IDAL接口，從而使得整個(gè)數(shù)據(jù)訪問(wèn)層有利于數(shù)據(jù)庫(kù)遷移。IDAL要達(dá)到的目的是：實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯與數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)層的完全分離。

WebConfig項(xiàng)目只有一個(gè)類Config，這個(gè)類用來(lái)讀取表示層中Web.config配置文件中的配置信息，文件中的數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接字符串，在SQLServerDAL項(xiàng)目中使用，程序集名稱，在DALFactory項(xiàng)目中使用。如果數(shù)據(jù)庫(kù)更換，只需更換數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接字符串和程序集名稱即可。

SQLServerDAL項(xiàng)目中的類要實(shí)現(xiàn)IDAL項(xiàng)目中相對(duì)應(yīng)的接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的Select，Insert，Update和Delete操作。

DALFactory項(xiàng)目使用反射和抽象工廠來(lái)實(shí)例化數(shù)據(jù)訪問(wèn)層的類對(duì)象。實(shí)現(xiàn)方法是：通過(guò)WebConfig項(xiàng)目的Config類讀取表示層中Web.config配置文件中程序集名稱信息，然后使用反射來(lái)實(shí)例化數(shù)據(jù)訪問(wèn)層的類對(duì)象，根據(jù)程序集名稱和類名動(dòng)態(tài)實(shí)例化數(shù)據(jù)訪問(wèn)層的類對(duì)象，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的無(wú)縫切換。

BLL業(yè)務(wù)邏輯層包含了整個(gè)系統(tǒng)的核心業(yè)務(wù)，它處于數(shù)據(jù)訪問(wèn)層與表示層之間，起到了數(shù)據(jù)交換中承上啟下的作用。在業(yè)務(wù)邏輯層中，不能直接訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，必須通過(guò)數(shù)據(jù)訪問(wèn)層。對(duì)數(shù)據(jù)訪問(wèn)業(yè)務(wù)的調(diào)用，是通過(guò)接口項(xiàng)目IDAL來(lái)完成，層與層之間的關(guān)系就是松散耦合的。endprint

Web表示層負(fù)責(zé)直接和用戶交互。一般就是指系統(tǒng)的界面，用于數(shù)據(jù)的錄入，顯示等功能。

3.3 系統(tǒng)主要功能實(shí)現(xiàn)

3.3.1 課程考勤

任課教師登錄考勤管理與預(yù)警系統(tǒng)后，系統(tǒng)根據(jù)教師的課表、周次、上課時(shí)間、上課教室自動(dòng)顯示上課的學(xué)生信息、課程信息、教師信息等。如圖4所示，任課教師通過(guò)此界面對(duì)學(xué)生進(jìn)行考勤記錄。

3.3.2 查看考勤信息

用戶登錄考勤管理與預(yù)警系統(tǒng)后可以查看考勤信息，學(xué)生可以查看本人的考勤信息，任課教師可以查看所授課程學(xué)生的考勤信息，輔導(dǎo)員可以查看所屬院系學(xué)生的考勤情況。圖5是任課教師查看考勤信息界面。

4 結(jié)論

在.NET平臺(tái)下，采用三層架構(gòu)設(shè)計(jì)了多角色考勤管理與預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了高?？记诠芾淼囊?guī)范化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化，為高校的考勤管理工作提供了一個(gè)方便快捷的平臺(tái)，有效減輕了考勤工作對(duì)于教師、學(xué)生和教學(xué)管理人員的負(fù)擔(dān)，減少了人為的干預(yù)，提高了學(xué)生管理的效率，解決了高校規(guī)模壯大后，對(duì)學(xué)生考勤管理的難題，對(duì)于智慧校園的建設(shè)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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