软件工程学习资料

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1、第四章：系统总体设计这章是系统设计工作上的集中体现，主要分析教务管理系统设计目标，设计 系统体系架构以及网络架构，还对系统主要功能模块进行 E-R 图分析，数据表 设计。4.1 架构设计架构设计可以有效降低系统项目 失败的风险和 系统设计中存在的丢失某 些重要因素的风险，这有助于实现项目的业务目标 ，保证项目成功完成。按照“总体结构 、细化系统 、分步实施 、持续完善”这个工作思路，从 系统功能需求和非功能需求出发 ，考虑系统高性能要求 、安全可靠性 、灵活 性、扩展性需求 ，对系统进行总体特性分析，结合设计原则和技术路线作为指 导，考虑校园网星型网络拓扑结构的特点及教务管理系统所处理数据信息

2、量大而 且复杂的情况，为了减轻系统维护量 ，提高系统的效率，根据系统的应用架构 以及性能质量和要求，特别是集成要求和松耦合的设计原则，采用基于 SOA 的 三层体系架构 ，如 4-1 图所示：倍息库信息库HTTP视图层模型层数据库服务器Oracle 1 lg浏览器图 4-1 系统体系结构图控制层WEB服务雅5VEB应用程序DBIDBDA三层架构技术，是由二层结构的终端中应用构件独立出来组成的应用层，充 分体现了“高内聚、低耦合”的思想 ，随着分布式技术发展从而不断成熟。如 今普遍采用嵌入 ESB 企业服务总线的平台实现， ESB 是一个中间件群 ， 确保系统可以实现服务接口 、各种中间件、松耦

3、合三个方面功能。三层架构技 术 的出现，可以简化系统开发 、更新和升级的工作，这是信息技术发展的必然 趋势。1) 视图层是系统用户统一的接入接口。该层作为用户统一的接入接口，是唯一 用户可以看到的层 ，负责与用户的 交互工作，展示用户接口 ，并用业务层类和对象驱动这些接口 ，它的主要功能 是显示数据和接收用户的输入数据，提供统一的身份认证 、会员管理、综合信 息发布等功能 ，以此将各应用系统在用户界面形成一个整体。2) 控制层提供系统间业务服务集成。该层支持多种方式的系统间消息、服务交互，包括实时交互方式、文件及消 息交互方式，使跨系统的业务过程形成一个整体。该层包括系统中核心的和逻辑 规划

4、、运作方法 、管理模式等。通过模块化的设计，实现系统的高可用性。此 层采用松方式 ，可以减少各业务逻辑间技术及实现上的依赖，为实现业务逻辑 与表示逻辑的分离，灵活的适应用户业务逻辑的变化和系统的业务升级提供了可 能。3) 模型层实现主数据的同步和管理。该层负责数据库输入和维护，实时监视各应用的系统关键数据变化，迅速执 行数据检索和更新。模型层可以实现对象实体的持久化和数据存储并且保证数据 一致性。在设计上要注意表与表之间的联系，满足主数据表子数据表之间的关系。 在功能上对用户也要有一定的限制 ，慎重对待子数据表 的删除操作 ，以免造 成主数据表子数据表的数据在逻辑上的错误。针对教务管理系统的特

5、点 、应用架构 、性能、组网，分期建设及未来业务 拓展需求，特别是集成要求和松耦合的设计原则 ，本系统整体集成架构在概念 上分为接入层 、应用层 、服务器层三个层次。依据上述思想，设计的系统架构 图如图 4-2 所示：应用层接入层教学让划管理系统学籍管理系统教师管理系统选课管理系统教材管理系统JDBC/ODBC数据库 层f数据库1G据库10G据T存储、服务c刁11器和网络层存储器服务器交换机路由器图 4-2 教务管理系统架构图在三层体系结构下，视图层用户是不能直接访问数据层的，只能通过控制数 据库 ，完成业务处理。这种结构优点如下：1) 开发人员可以只关注整个结构中某一层，容易用新的实现替换原

6、有层次 的实现。业务逻辑放在控制层，只需在控制层进行，而视图层仅需处理信息输入 和结果显示，系统之间通过规范的 SOA 服务机制，可以使系统具有良好的扩 展性和可维护性。2) 降低层与层之间依赖，增加系统网络安全性 。业务人员只能通过系统来 对数据信息进行检索和查询，不能直接访问后台数据库服务 ，避免系统发生故 障时对数据库破坏，提高了数据安全性，保证系统安全3) 有利于标准化各层逻辑的复用。由于每一层对应不同应用，有利于进行 软件的工程化管理。分层次技术架构各个层次之间定义严格接口机制，降低了层 次之间耦合度。系统网络架构本系统中网络的接入环境是 Internet 先接入防火墙 、上网行为管

7、理 、三层 核心交换机 ，从核心交换机再接入到校园内的各部门接入交换机上 。出口使用 防火墙来保护整个内网的安全。通过上网行为管理，以此对 P2P 下载 、在线电 影等非工作需要的数据流进行封堵或限速 ，进行 IP 和 MAC 地址绑定 、非 法网站屏蔽 、用户上网日志 、定期统计日志报表等措施保证校园网络安全。网 络接入的网络拓扑结构如图 4-3：图 4-3 教务管理系统网络架构图教务管理系统网络拓扑结构如图 4-4 所示。校内的用户通过校园网进行系 统访问 ，系统软件安装在 WEB 服务器上 ；通过三层核心交换机，实现与学 生宿舍 、图书馆 、公共机房 、各学院及行政部门网络连通；数据库服

8、务器通 过防火墙来与 WEB 服务器相连 ，对数据访问通过内部网络，避免外部网络环 境攻击，保证数据信息安全性。用户通过浏览器输入所要查询的信息 ，浏览器 通过 HTTP /HTTPS /WAP 向 Web 服务器提出服务请求 ，Web 服务器激活中 间件，由中间件向数据库服务器发出查询请求 ，通过身份验证后，将查询到的 结果转化为超文本标记语言 HTML ，并提交给服务器，接着由 Web 服务器返 回给浏览器，最终呈现给用户。Internet网络中心WEB服务器防火墙rx电子商务 服务器公共机房社会川户2_=j=1各供院及彳亍 政部门I” I”学住宿舍5 I”图书馆数据库服等器图 4-4 教

9、务管理系统网络架构图采用上述的网络架构设计，能充分利用校园的网络资源，保证校园网络用户 使用的前提下，可以减少网络设备及网络专线投资，同时有利于系统良好的开放 性和安全性 ，将数据库服务器置于校园网内部，并且在校园网络前增加防火墙保护，提高系统数据安全性。4.2 功能模块分析通常高校教务管理工作都使用二级管理模式 ，也就是校级教务处院教务 员。其中，第一级的校教务处主要负责数据的维护以及整体数据分析统计工作； 而第二级的院教务员主要负责数据录入 、查询等工作 ，并做出局部数据统计分 析。据此，本系统在功能模块上做出了这样设计：系统管理模块 、学生学籍管 理模块 、学生成绩管理模块 、教学计划管

10、理模块 、信息发布 、信息查询模块、 学生选课模块等。这些子系统在功能上各有不同，具体为：系统管理模块：针对 系统用户做出不同的管理权限设置；选课模块：为选课操作提供支持 ，包括系 统登录 、页面显示 、选课操作及修改等；教学计划管理模块：作为一个核心功 能模块 ，需要能和其他各个模块做出横向关联。具体功能是针对教学计划 、教 授课程 、教师 、专业院系等方面的数据做出管理；信息发布模块：用来发布相 关的公共信息；成绩查询模块：提供成绩查询的功能。具体可见图 4-5 所示。筒校教务管理系统 rr- I1R系统管理模块教F质:|!:管理模块教师管理模块毕业管理模块选#计划管理模块沖个选踝模块信息

11、发怖信息A询图 4-5 教务系统功能模块图4.3 系统业务流程分析4.3.1用户登录流程分析用户选择登录身份，学生，教师，系统管理员和访客等，不同身份，权限不 同，其中访客可以不用登录便可进行浏览。用户登录模块如图 4-6 所示，其中 部门用户拥有最高的管理权限。图 4-6 用户登录流程分析4.3.2 部门管理流程分析部门管理子系统相对于系统的后台管理，部门身份包括学校教务处与各个院 部，其中学校教务处具有最高管理功能，可以管理学校的一切教学事务。部门管 理子系统主要包括 8 个模块，其框架模块如图 4-7 所示。部门了系统图 4-7 部门管理子系统框架班级!理I -I r 號课程渔理一-L修

12、改修改瞎码-匸添ill修改设置选滦注销退出系统讥理1公告管理此功能模块包括公告发布、公告修改和删除功能。教务处和各学院教学管理 人员办都可以发布公告，公告已发布者身份署名。在公告删除修改方面 ，教务 处可以删除修改所有已发布法公告，但各个学院只能删除和修改自己发布的公 告。2学生管理教育法规定学生学籍要系统化 、科学化规范化管理 ，因此学籍管理极为重 要。它主要对学生学科 、学习成绩进行统计 、对学生留级 、休学 、毕业等异 常情况进行处理，以此得到学校和各级部门所需要各类统计图表、离校生、毕业 生等信息查询的处理 。学生学籍管理主要是学生档案管理 、毕业生档案管理、 学生异动情况的处理 、统

13、计报表等信息管理。用户还可根据此功能模块包括学 生信息的录入 、查询、学生密码管理、该生培养计划等管理，在培养计划功能 中设置每位学生学期开设课程计划查询和管理功能。这些信息和以学生身份登陆 每位用户的详细信息相关联 ，在后台数据库中都有基本链接关系。3教师管理 对教师相关信息进行管理，是学校教务管理工作的主要部分。为了充分反应 学校的师资力量和教工的整体情况，可快速、准确地查阅、统计和分析教职工的 有关资料，教师信息管理主要根据教务方面的相关要求对教师的业务档案和相关 方面的教学信息进行有效管理。此功能模块包括教师基本信息查询、密码修改和 添加新教师用户等功能。4学院管理包括院系信息查询、密

14、码修改和新院系添加等功能。5专业管理此功能模块包括专业信息查询 、添加功能，查询时可根据所属院系进行条 件查询。新专业添加时，专业 ID 要求与所属院系 ID 具有一致性，从而确保数 据直接连接。6班级管理此功能模块包括班级信息查询、添加功能，查询时可根据“所属专业”进行 条件查询。由于院系、专业和班级的 ID 都具有一致性，故在添加的时候级别由 高到底，即只有添加了院系以后才可以添加专业。同理，班级添加也是在专业添 加之后才进行。删除时，级别相反，由低到高的进行。7课程管理此功能模块包括课程的查询、添加和选课设置等功能。8系统管理包括修改用户口令 、删除修改用户信息 、注销退出系统等具体信息

15、功能4.3.3教师管理流程分析在用户以教师身份登陆系统后，系统主要包含了五个主要功能模块，如图4-8所示教师护系统图 4-8 教师子系统框架1成绩管理 此模块主要提供授课列表查询和学生课程成绩录入功能。2授课查询 此模块主要提供学生选课查询和授课课表查询功能。此功能模块中教师可以 查询到自己的学期授课表的时间安排，以及自己所开设课程的学生选课情况、选 课学生人数等相关信息。3信息维护 此模块主要提供教师个人信息的查询和密码修改功能。4系统维护 此功能模块与部门身份中的系统管理模块类似，包括注销登录和关闭系统两个功能。4.3.4 学生管理流程分析在用户以学生身份登陆系统后，系统主要包含了五个主要