一種高校學(xué)生體質(zhì)健康測試管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

申良，劉洲洲

（西安航空學(xué)院 陜西 西安　710077）

一種高校學(xué)生體質(zhì)健康測試管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

申良，劉洲洲

（西安航空學(xué)院 陜西 西安710077）

針對對大學(xué)生體質(zhì)方面的問題，依據(jù)現(xiàn)有的一些體制測試管理系統(tǒng)，提出了一種高校學(xué)生體質(zhì)測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析系統(tǒng)。詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的整個技術(shù)框架和功能結(jié)構(gòu)。分別對系統(tǒng)各功能模塊的設(shè)計與實現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的論述，基于確定了系統(tǒng)總體設(shè)計思路。本系統(tǒng)未來發(fā)展的重要方向和保證是采用B/S的系統(tǒng)開發(fā)結(jié)構(gòu)和分層的架構(gòu)體系，解決界面、業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)信息的分離問題，并實現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問所面臨的問題。

高校學(xué)生體質(zhì)建康；數(shù)據(jù)統(tǒng)計；B/S系統(tǒng)架構(gòu)；分層架構(gòu)體系

開發(fā)此系統(tǒng)的提出是為了貫徹落實國家科技育人發(fā)展戰(zhàn)略并遵照國家體育總局的相關(guān)要求。該系統(tǒng)設(shè)計出了科學(xué)、有效的省級學(xué)生體質(zhì)測試數(shù)據(jù)管理分析系統(tǒng)是因為采用了成熟的技術(shù)手段。該系統(tǒng)的引入，使得體育管理教育人員和各高校都能夠真實的感受到學(xué)生體質(zhì)的不同，針對學(xué)生體質(zhì)制定出相應(yīng)的改善方案，使這批祖國的建設(shè)者大學(xué)生能夠在擁有良好體質(zhì)的前提下為國家做出貢獻(xiàn)[1-2]。

系統(tǒng)總體設(shè)計采用B/S結(jié)構(gòu)完成，并采用ASP.NET來實現(xiàn)功能模塊的開發(fā)，數(shù)據(jù)庫用SQL Server2005管理器開發(fā)。對于本系統(tǒng)而言，要求滿足學(xué)生體質(zhì)測試測評標(biāo)準(zhǔn)改變和系統(tǒng)可擴(kuò)展性，最重要的一點是要有很好的可移植性。

1　系統(tǒng)設(shè)計的基本原則

良好的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計，是系統(tǒng)體系適應(yīng)實際工作的重要保證。下面是關(guān)于體系系統(tǒng)在設(shè)計時所遵循的一些基本原則的討論[3-4]。

1）穩(wěn)定性。作為一個實用的系統(tǒng)，穩(wěn)定是前提，一般的人為因素和外部異常的因素不會引起系統(tǒng)的崩潰；但是如果系統(tǒng)出現(xiàn)問題，若能對數(shù)據(jù)及時進(jìn)行備份，并且在較短的時間內(nèi)恢復(fù)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)，從而保證相關(guān)工作的進(jìn)行。

2）安全性。因為信息存儲大量十分龐大的原因，使得系統(tǒng)體系在設(shè)計初衷和實現(xiàn)過程中就必須建立一套完善的安全系統(tǒng)體系機(jī)制，最主要的就是用戶登陸身份的認(rèn)證和修改權(quán)限的認(rèn)證等。

3）可擴(kuò)展?？紤]到當(dāng)前業(yè)務(wù)需要，也要考慮到將來業(yè)務(wù)的擴(kuò)展，致使本系統(tǒng)體系必須是一個面向全省的高校學(xué)生體質(zhì)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)及管理體系，伴隨著學(xué)生人數(shù)的不斷增加和體質(zhì)測試標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，相信對系統(tǒng)體系會有更多更好的功能需求，良好的可擴(kuò)展性是這些需求的基礎(chǔ)保證。

4）用戶友好性人性化的設(shè)計是系統(tǒng)體系設(shè)計發(fā)展的重要方向和目標(biāo)，既包括靜態(tài)的界面設(shè)計，也包括動態(tài)的人機(jī)交互設(shè)計，總而言之就是用戶在使用完美的系統(tǒng)體系時，能感受到最大的便捷和服務(wù)，這才是我們的初衷[5-6]。

2　系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)體系總體架構(gòu)的設(shè)計是采用瀏覽器/服務(wù)器（Browser/Server，簡稱B/S）結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的[7]，這也是目前比較流行的開發(fā)管理系統(tǒng)體系的結(jié)構(gòu)方案。B/S結(jié)構(gòu)是Web興起后的一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，它是由客戶端/服務(wù)器（Client/Server，簡稱C/S）結(jié)構(gòu)發(fā)展而來的。這種模式是對C/S（Client/Server）結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)越性改進(jìn)。

相對于C/S結(jié)構(gòu)來說，B/S結(jié)構(gòu)的特點更為明確：

1）因為使用成本及技術(shù)相對較簡單，所以系統(tǒng)的擴(kuò)展非常容易；

2）數(shù)據(jù)安全性比較高。對于B/S結(jié)構(gòu)來說，由于其數(shù)據(jù)都集中存放在總部數(shù)據(jù)庫服務(wù)器里，客戶端不保存任何業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息和數(shù)據(jù)庫連接信息，也不需進(jìn)要行數(shù)據(jù)同步，這樣就保證了數(shù)據(jù)的安全性及穩(wěn)定性。

在B/S結(jié)構(gòu)下，軟件應(yīng)用的業(yè)務(wù)邏輯全在應(yīng)用服務(wù)器端實現(xiàn)，用戶的相關(guān)操作在 Web服務(wù)器端就可以實現(xiàn)，客戶端只需要通過瀏覽器就可進(jìn)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)處理和數(shù)據(jù)管理。

相對來說，典型的B/S結(jié)構(gòu)主要由客戶端瀏覽器、Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器組成，如圖1所示，一部分事務(wù)邏輯在前端實現(xiàn)，主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端實現(xiàn)[8]。瀏覽器通過Web Server同數(shù)據(jù)庫進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)交互。

根據(jù)上述的解釋分析，系統(tǒng)體系實現(xiàn)時可以分為表示層、應(yīng)用層和數(shù)據(jù)層三層架構(gòu)結(jié)構(gòu)。

圖1　B/S框架結(jié)構(gòu)圖Fig.1　B/S frame structure

首先是表示層，表示層由一些.aspx頁面、可視化客戶端應(yīng)用程序組成。它們是系統(tǒng)的前臺頁面，是系統(tǒng)與用戶交流的接口，可以說是系統(tǒng)的門戶，主要起到數(shù)據(jù)搜集、展示的目的；

其次是業(yè)務(wù)層，它是系統(tǒng)的核心部分。業(yè)務(wù)層由一些業(yè)務(wù)類組成，它們實現(xiàn)具體的業(yè)務(wù)邏輯處理，比如用戶管理類如圖2所示，學(xué)生信息管理類如圖3所示，其他包括體質(zhì)測試成績管理類如圖4所示，其他的數(shù)據(jù)管理與維護(hù)管理類[9]，配置信息管理模塊類和統(tǒng)計分析類等模塊不再一一列舉。

當(dāng)用戶從表示層的登錄頁面登錄后，系統(tǒng)通過 WCF分布式設(shè)計把登錄的數(shù)據(jù)信息傳到業(yè)務(wù)層，業(yè)務(wù)層調(diào)用類 Load User，該類會和數(shù)據(jù)層通信，完成登錄驗證，最后把結(jié)果返回。

最后一個是數(shù)據(jù)層，數(shù)據(jù)層主要由數(shù)據(jù)庫表組成，在數(shù)據(jù)庫中存儲著學(xué)生、體育工作者的相關(guān)信息，這些信息提供給業(yè)務(wù)層使用，從而實現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫的交互。

系統(tǒng)的基本流程如下圖5所示。

這里我們用瀏覽學(xué)生綜合體質(zhì)為例說明整個過程。瀏覽器終端需要查詢數(shù)據(jù)，它就會發(fā)出HTTP請求，這個查詢請求通過通信線路可以到達(dá)服務(wù)器，服務(wù)器利用SQL應(yīng)答機(jī)制與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互，數(shù)據(jù)庫在其內(nèi)部按一定的查找方法找出所需要的數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器傳送給 Web服務(wù)器，Web服務(wù)器最后把數(shù)據(jù)顯示在界面上，這樣就完成了整個查詢過程。

圖2　用戶管理類Fig.2　User management

圖3　學(xué)生信息管理類Fig.3　Student information management

圖4　體質(zhì)測試成績管理類Fig.4　The physique test result management

圖5　系統(tǒng)基本流程Fig.5　The basic flow chart of system

2.1系統(tǒng)流程及功能模塊設(shè)計

為了體育教學(xué)向高質(zhì)量和高效率方向發(fā)展對其進(jìn)行信息化管理是必不可少的。信息化、網(wǎng)絡(luò)化和現(xiàn)代化是學(xué)生體質(zhì)測試數(shù)據(jù)分析管理工作的目標(biāo)，這是該系統(tǒng)所要解決的問題。按照前面的描述，本系統(tǒng)按照可以實現(xiàn)的邏輯可以分為六個模塊，每個模塊負(fù)責(zé)處理對應(yīng)的功能，各個模塊之間能夠有條有序工作，從而使系統(tǒng)的運行高效快速，信息資源能夠及時共享，如圖6所示。

圖6　學(xué)生體質(zhì)測試管理系統(tǒng)流程圖Fig.6　Students physical fitness test management system flow chart

圖6所示的流程圖描述了各個功能模塊在整個系統(tǒng)工作環(huán)節(jié)中所處的位置，它們相互聯(lián)系，使得系統(tǒng)在各功能模塊能夠有機(jī)結(jié)合并高效的運行。

2.2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫總體設(shè)計

將用戶的數(shù)據(jù)信息結(jié)合到一個獨立的邏輯結(jié)構(gòu)中，并按照一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組織、存儲，管理數(shù)據(jù)，這就是數(shù)據(jù)庫的概念。作為存儲系統(tǒng)信息的“倉庫”，數(shù)據(jù)庫設(shè)計的好壞與否直接影響著軟件系統(tǒng)的實際運營性能。

需求分析是對現(xiàn)實世界用戶進(jìn)行實際需求的分析，將需求分析階段得到的用戶需求抽象為各種實體以及它們之間關(guān)系的過程就是數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)設(shè)計。本系統(tǒng)采用E-R （Entity-Relation，實體-關(guān)系）圖進(jìn)行數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計。E-R圖的組成元素有：實體、屬性和聯(lián)系。其中，實體是用戶和用戶在系統(tǒng)活動中所涉及到的事務(wù)，屬性則是對實體的描述，不同實體之間具有相互聯(lián)系。（注：實體用矩形框表示，屬性用圓形框表示。）

本系統(tǒng)實體有用戶（學(xué)校，省級行政部門、系統(tǒng)管理員）、體質(zhì)測試、統(tǒng)計分析，各個實體具體的E-R圖7如下：

圖7　統(tǒng)計分析實體圖Fig.7　Statistical analysis entity graph

2.3系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計

計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備要實現(xiàn)互聯(lián)，必須使用一定的組織結(jié)構(gòu)，即網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以描述出網(wǎng)絡(luò)各組成部分的相互關(guān)系及在網(wǎng)絡(luò)中的相對位置。高效學(xué)生體質(zhì)測試管理系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行布局。而這種布局是采用分散式控制原理，即使網(wǎng)絡(luò)中的某個節(jié)點出現(xiàn)故障，也不會影響全網(wǎng)絡(luò)的正常運行，保證了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

下圖8是本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。

圖8　系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Fig.8　System network topology structure

3　系統(tǒng)開發(fā)工具與環(huán)境

1）系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)

①動態(tài)網(wǎng)頁開發(fā)技術(shù)：ASP.NET（Java語言）

②服務(wù)器：IIS7.0

③數(shù)據(jù)庫：SQL Server 2005

2）系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

①操作系統(tǒng)：Windows XP及其以上版本

②應(yīng)用軟件：Visual Studio 2008

IIS7.0（服務(wù)器）

SQL Server 2005（數(shù)據(jù)庫）

3）系統(tǒng)運行環(huán)境

①操作系統(tǒng)：Windows Server 2008

②Web服務(wù)器：Visual Studio 2008，IIS7.0

③Web數(shù)據(jù)庫：SQL Server 2005

4　結(jié)束語

本系統(tǒng)采用B/S的系統(tǒng)開發(fā)結(jié)構(gòu)和分層的架構(gòu)體系，可以解決界面、業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)信息的分離問題，實現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問，這是本系統(tǒng)未來發(fā)展的重要方向和保證。當(dāng)然，隨著社會發(fā)展的需求，本系統(tǒng)還有部分功能需要改進(jìn)和完善，還需要有配套的功能加以補(bǔ)充，這需要在后續(xù)的實際工作中逐步地實現(xiàn)，將朝著更加科學(xué)化、人性化的方向發(fā)展。

[1]于可紅，徐劍津，莊弼，等.國家中小學(xué)生體育與健康教育個體評價標(biāo)準(zhǔn)的研究[M].浙江:浙江大學(xué)出版社，2000.

[2]楊貴仁，郭敏，季克異等主編.學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)（試行方案）解讀[M].人民教育出版社，2000.

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[6]田紀(jì)宗.運動處方教學(xué)模式[M].廣州:廣東教育出版社，2002.

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[9]張萍.英國高?？蒲袛?shù)據(jù)管理及啟示[J].情報雜志，2015 （1）:155-159.

College students’physical health test management system design and implementation

SHEN Liang，LIU Zhou-zhou
（Xi’an Aeronautical University，Xi’an 710077，China）

Aiming at the problems of College Students'physical fitness test management system，based on the existing system，put forward a kind of college students physical fitness test data statistical analysis system.The whole framework and function structure of the system are analyzed in detail.The design of each function module of the system and implementation are discussed in detail.On the basis of the overall design of the system.Which is an important direction for future development of the system and ensure the system adopts the system architecture and hierarchical structure of B/S，can solve the problem of separation of interface，business logic and data information，facing the problem to realize the remote access.

college students’physical health；statistical data；B/S system；layered architecture

TN432

A

1674－6236（2016）01-0055-03

2015-05-14稿件編號：201505119

國家自然科學(xué)基金資助項目（61103242；61401499）

申 良（1981—），男，陜西榆林人，碩士研究生，講師。研究方向：電子信息工程與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計。