高校智能化實訓(xùn)管理系統(tǒng)的研究與設(shè)計

管 彤

（貴州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系，貴陽 580001）

0 引言

為便于實訓(xùn)室工作人員的實訓(xùn)工作管理，并切實提高學(xué)校實訓(xùn)教育水平和實訓(xùn)室管理質(zhì)量，各院校相繼開發(fā)了不少實訓(xùn)管理系統(tǒng)，這些系統(tǒng)各具特色，但也有不足，比如不少系統(tǒng)還不能完全滿足各個學(xué)校的實際實訓(xùn)狀況的需要。這些實訓(xùn)系統(tǒng)，僅在實訓(xùn)工作的整個業(yè)務(wù)處理的過程中向各學(xué)院提供片面支持，而不能與實訓(xùn)相關(guān)的工作部門進行資源共享，因此未能達到實訓(xùn)資源利用率的最大化要求［1］。

目前，貴州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院的大部分實訓(xùn)工作都是采用手工或半自動化的方法進行的。由于實訓(xùn)課程科目繁多、管理復(fù)雜，目前的管理模式工作效率低，且容易出現(xiàn)主觀原因的失誤。本文將運用科學(xué)合理的分析方法，擬提出一個解決方案，期望較為全面地解決現(xiàn)有系統(tǒng)存在的問題，探討如何開發(fā)一套采用UML建模、基于B/S架構(gòu)的實訓(xùn)管理系統(tǒng)，使之適用于貴州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院的智能化實訓(xùn)管理工作。

在系統(tǒng)分析設(shè)計過程中，可用多種開發(fā)技術(shù)，包括UML 統(tǒng)一建模語言、B/S 三層架構(gòu)技術(shù)、.NET 框架技術(shù)及MySQL 數(shù)據(jù)庫等［2］。根據(jù)系統(tǒng)需求需要實現(xiàn)考勤管理模塊、預(yù)約管理模塊、實訓(xùn)管理模塊、上課管理模塊、基礎(chǔ)信息管理模塊、系統(tǒng)管理模塊等功能模塊。

面向?qū)ο蠹夹g(shù)［3］是目前軟件項目中的主流技術(shù)，它能有效降低項目開發(fā)本身和項目管理的難度，開發(fā)出穩(wěn)定性強、易于升級和維護的程序。UML 是對軟件密集型系統(tǒng)進行可視化建模的一種通用語言，其通過標準的、統(tǒng)一的圖符構(gòu)成圖形來描述軟件模型。UML 的主要目標［4］是以面向?qū)ο髨D的方式來描述任何類型的系統(tǒng)。UML 常用于建立軟件系統(tǒng)的模型，在非軟件領(lǐng)域也有不少應(yīng)用，如機械系統(tǒng)、企業(yè)機構(gòu)、業(yè)務(wù)過程、工業(yè)系統(tǒng)等。在本項目的分析、設(shè)計中都采用了UML和面向?qū)ο蟮募夹g(shù)。

1 需求分析

1.1 業(yè)務(wù)需求分析

1.1.1 業(yè)務(wù)問題定義

隨著學(xué)院對實訓(xùn)強度的加大，更要求實訓(xùn)室加強現(xiàn)代化管理［4］。在傳統(tǒng)方式下，教師對實訓(xùn)室預(yù)約主要以口頭通知為主，容易造成實訓(xùn)室使用混亂、實訓(xùn)設(shè)備安排不當?shù)葐栴}，提前預(yù)約也存在管理人員遺忘或安排錯亂的情況，降低了實訓(xùn)室的使用效率。傳統(tǒng)上課考勤記錄以點名為主，浪費教學(xué)的時間。教師上完實訓(xùn)課后，一般都不對實訓(xùn)的效果進行考評，導(dǎo)致學(xué)生主動性及積極性差，對實訓(xùn)課程不重視，且教師對實訓(xùn)成績一般是憑印象進行評定，這些情況都極大降低了實訓(xùn)的效果。

1.1.2 組織職能分析

貴州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實訓(xùn)管理的組織機構(gòu)如圖1所示。實習(xí)實訓(xùn)科是在主管院長及教務(wù)處長領(lǐng)導(dǎo)下負責全校學(xué)生實習(xí)和實訓(xùn)工作的職能部門。其下屬分為六個系部、十多個專業(yè)的核心實訓(xùn)室。實習(xí)實訓(xùn)科主要負責督促、檢查各教研室各專業(yè)實訓(xùn)基地建設(shè)情況，實訓(xùn)設(shè)備的選購與備案情況；并組織各專業(yè)制定好學(xué)生實訓(xùn)的計劃、大綱；負責各專業(yè)學(xué)生進行實訓(xùn)課的排課安排，實訓(xùn)室的預(yù)約管理，解決實訓(xùn)課中存在的問題和突發(fā)事件等。

1.2 功能需求分析

一般來說，功能需求即確定了系統(tǒng)必須要實現(xiàn)的功能，用戶通過對系統(tǒng)內(nèi)各項功能的使用來完成各自的工作任務(wù)，即達到了其業(yè)務(wù)需要［4］。

1.2.1 角色分析

以下從貴州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實訓(xùn)管理系統(tǒng)的實際進行需求分析，系統(tǒng)涉及到的角色有：管理員、教師、學(xué)生，具體角色劃分如表1所示。

表1 用戶角色劃分

1.2.2 系統(tǒng)用例分析

（1）總體用例分析從功能分析的角度出發(fā)，給出了貴州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實訓(xùn)管理系統(tǒng)的總體用例圖，包含系統(tǒng)管理、基礎(chǔ)信息管理、預(yù)約管理、上課管理、實訓(xùn)管理、考勤管理用例。

（2）預(yù)約管理用例描述了教師必須是教師角色登錄系統(tǒng)進行預(yù)約登記和查詢預(yù)約，管理員根據(jù)預(yù)約的情況回復(fù)預(yù)約信息的過程。

（3）上課管理用例描述了教師使用系統(tǒng)進行上課登記和上課查詢的過程。

（4）考勤管理用例描述了學(xué)生進行考勤登記的過程，教師對考勤情況進行查詢的過程，前置條件是學(xué)生角色登錄系統(tǒng)驗證無誤；上課登記記錄；學(xué)生所屬上課登記的班級，操作后生成考勤信息記錄。

（5）實訓(xùn)管理用例圖描述了教師使用本系統(tǒng)實訓(xùn)管理模塊進行實訓(xùn)成績記錄的過程，生成實訓(xùn)成績信息記錄，已簽到的學(xué)生可以在系統(tǒng)中進行成績查詢。

（6）基礎(chǔ)信息管理用例描述了管理員使用本系統(tǒng)對基礎(chǔ)管理模塊進行班級信息、學(xué)生信息、教師信息、課程信息及實訓(xùn)室信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護的過程。

（7）系統(tǒng)管理用例描述了管理員使用本系統(tǒng)對系統(tǒng)管理模塊進行用戶管理、模塊管理、角色管理、權(quán)限管理等基礎(chǔ)信息模塊數(shù)據(jù)維護的過程。

2 系統(tǒng)設(shè)計

任何軟件工程項目，在編碼前必須要作軟件設(shè)計，軟件設(shè)計是軟件開發(fā)工程的關(guān)鍵步驟，直接影響項目的質(zhì)量。在軟件需求分析階段已經(jīng)了解了軟件的各種需求，那就意味著解決了本軟件中“做什么”的問題，并且在軟件需求說明書中應(yīng)充分地闡明這些需求，接下來就開始設(shè)計系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和各個功能模塊的結(jié)構(gòu)。即軟件設(shè)計階段要解決“如何做”的問題，最終的結(jié)果以“設(shè)計模型圖”來反映［5］。

2.1 總體設(shè)計

2.1.1 系統(tǒng)設(shè)計原則

只有在一定的原則指導(dǎo)下，系統(tǒng)設(shè)計工作才能做的更好，本系統(tǒng)設(shè)計過程中遵循以下原則［6］：

（1）安全性可靠性。本系統(tǒng)中數(shù)據(jù)資源涉及到一些敏感數(shù)據(jù)，對系統(tǒng)資源管理機制上需要提供一定的權(quán)限管理，系統(tǒng)管理員對不同角色用戶分配不同權(quán)限，以此來確保系統(tǒng)的可靠性。

（2）實用性。系統(tǒng)提供的功能可以滿足用戶需求，在實際工作中能真實有效地減輕實訓(xùn)工作人員的負擔。

（3）先進性。在系統(tǒng)設(shè)計時要考慮到系統(tǒng)的先進性。運用當前較先進的開發(fā)技術(shù)以保證系統(tǒng)不會在短時間內(nèi)淘汰。

（4）易操作性。系統(tǒng)界面能夠易于理解和易于操作，對系統(tǒng)界面設(shè)計要美觀友好，能夠讓用戶得心應(yīng)手地使用。

（5）可擴展性原則。系統(tǒng)的開發(fā)過程應(yīng)考慮到系統(tǒng)的各個功能模塊盡量獨立，增加預(yù)留了可擴展接口，以便后期系統(tǒng)的維護和功能的擴展工作。

2.1.2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

對于本系統(tǒng)來說，為了便于實訓(xùn)教師能夠及時對實訓(xùn)室進行預(yù)約，同時也便于學(xué)校實訓(xùn)管理人員對系統(tǒng)進行維護，并以節(jié)約成本為前提，本系統(tǒng)采用基于B/S 的體系結(jié)構(gòu)來進行設(shè)計，這樣用戶可以方便快捷地通過網(wǎng)絡(luò)來訪問本系統(tǒng)，更進一步簡化了系統(tǒng)的開發(fā)、維護和使用。

2.2 功能模塊設(shè)計

如圖2所示，貴州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實訓(xùn)管理系統(tǒng)一共分為六個功能模塊：預(yù)約管理、上課管理、考勤管理、實訓(xùn)管理、基礎(chǔ)信息管理、系統(tǒng)管理［4］。

圖2 貴州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實訓(xùn)管理系統(tǒng)

2.2.1 預(yù)約管理

預(yù)約管理功能模塊是由預(yù)約登記和回復(fù)預(yù)約兩個子模塊組成。預(yù)約登記功能主要是教師向管理員預(yù)約實訓(xùn)室的使用時間、使用班級、課程等；回復(fù)預(yù)約是管理員回復(fù)教師收到預(yù)約并確定的過程。

2.2.2 上課管理

上課管理功能模塊是由上課登記和上課查詢兩個子模塊組成。上課登記主要為教師提供上課記錄的功能：教師進行上課登記，記錄上課班級、上課課程、上課時間、上課內(nèi)容等信息；同時教師可通過上課查詢功能對歷史上課記錄進行查看。

2.2.3 考勤管理

考勤管理功能模塊是由考勤登記和考勤查詢兩個子模塊組成?？记诘怯浭墙o學(xué)生提供上課考勤簽到，學(xué)生進行考勤登記時，選擇上課數(shù)據(jù)即可簽到；考勤查詢給教師和學(xué)生提供考勤查詢的功能。

2.2.4 實訓(xùn)管理

實訓(xùn)管理功能模塊是由實訓(xùn)登記和成績查詢兩個子模塊組成。實訓(xùn)登記是教師對學(xué)生的實訓(xùn)效果進行記錄；成績查詢?yōu)榻處熀蛯W(xué)生提供成績查詢的功能。

2.2.5 基礎(chǔ)信息管理

基礎(chǔ)信息管理功能模塊是由學(xué)生信息、教師信息、班級信息、課程信息和實訓(xùn)室信息五個子模塊組成。管理員使用各模塊對其信息進行維護，如使用學(xué)生信息模塊對學(xué)生基礎(chǔ)信息進行維護等。

2.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

完整的軟件必須要有數(shù)據(jù)庫的設(shè)計，它負責存儲系統(tǒng)中所有數(shù)據(jù)及信息，因此，它對數(shù)據(jù)庫的安全性要求較高［7］。本文設(shè)計的系統(tǒng)主要應(yīng)用于貴州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實訓(xùn)管理工作中，存儲的數(shù)據(jù)較多，這對數(shù)據(jù)庫要求就比較高。

在對數(shù)據(jù)表設(shè)計時要注意一個關(guān)鍵問題，由于該系統(tǒng)要與貴州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生教學(xué)管理信息系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互，所以為了滿足這個需求，設(shè)計數(shù)據(jù)庫時在數(shù)據(jù)庫字段按照貴州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生學(xué)籍數(shù)據(jù)庫中表字段的類型和長度來設(shè)計本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)類型和字段長度［8］。

3 結(jié)語

通過認真研究與分析后開發(fā)了智能化實訓(xùn)管理系統(tǒng)，大大提高了實訓(xùn)管理工作的便利性、可操作性以及科學(xué)性，這使得實訓(xùn)室的各類資源管理得到了大大增強［9］。從課程的預(yù)約、實施、結(jié)束到實訓(xùn)室的各類管理，從學(xué)生到老師、實訓(xùn)管理員，都從功能和職責上進行了統(tǒng)一分工和協(xié)作。從一定程度上來說，實訓(xùn)室的智能化管理水平，體現(xiàn)了學(xué)校的管理水平以及科研水平。本系統(tǒng)的設(shè)計，將使得實訓(xùn)管理水平、實訓(xùn)資源的最大化利用以及學(xué)校的管理水平大大提高，從而更好地為學(xué)生和教職工服務(wù)［10］。