基于Java Web的高?？荚嚺抛到y(tǒng)

胡秀梅 章宇琦 吳迪 吳海峰

【摘 要】本文基于spring+ struts2+ Hibernate框架，設(shè)計實現(xiàn)了一套用于高?？荚嚨呐抛到y(tǒng)，以替代目前考試過程中的人工排座。該系統(tǒng)具有自動、快速、穩(wěn)定的特點，既避免了當前人工排座過程中由人工操作失誤而引起的各類問題，又大大減輕了教務(wù)工作者的工作量，提高了高校信息化水平。

【關(guān)鍵詞】Java Web；考試；排座

中圖分類號： TP391.13 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）12-0120-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.12.052

0 引言

考試是高校教學過程中不可或缺的一環(huán)，每學期末在考試前教務(wù)工作人員都要結(jié)合當前班級、科目、教室使用情況進行考試座位的編排。以筆者所在學校為例，全校有超過200個班級，按每個班級考10門課程計算，需要安排的場次就超過2000次。由此可見該項工作需要耗費大量的人力和時間。

目前有一些學者對考試的自動排座展開了研究。婁清[1]利用VBA在Excel中開發(fā)了普通高中的考試排座系統(tǒng)，給出了詳細的模塊設(shè)計和代碼參考；李正慧[2]簡要的從排課系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中關(guān)鍵性數(shù)據(jù)表的設(shè)計和排課界面功能的實現(xiàn)等方面介紹了整個排課數(shù)據(jù)庫的設(shè)計思路；周玉芬[3]等針對高校考試的特點，用VC++編寫了一個考場隨機排座系統(tǒng)，實現(xiàn)了考場人員座次的隨機排序、顯示和打印等功能；徐欣[4]等利用Microsoft Visual FoxPro6.0開發(fā)了一套考試隨機排位系統(tǒng)，實現(xiàn)了考場的分配、學生座位的隨機排座、考試時間、場次安排、打印考試座位表等功能，并進行了測試和應用。

由以上調(diào)研可以看出，考試的排座問題是每個學校都面臨的重要問題，如何使其自動化實現(xiàn)已經(jīng)得到了學者們的關(guān)注，并產(chǎn)生了一些相關(guān)研究成果。然而當前對排座系統(tǒng)的研究和應用還不夠深入和全面，沒有與高?？荚嚢才澎`活性高、變化性大的特點相結(jié)合，研發(fā)的系統(tǒng)也主要以本地測試或者普通桌面軟件為主，無法適用于多人集中辦公的場景。

針對這個現(xiàn)狀，我們利用目前主流的Spring+Struts2+Hibernate三層框架技術(shù)，采取面向?qū)ο蟮乃枷?，結(jié)合MVC模式實現(xiàn)了一套適用于高?？荚嚨淖詣优抛到y(tǒng)。

1 關(guān)鍵技術(shù)

1.1 MySQL數(shù)據(jù)庫

MySQL是一種關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，關(guān)系數(shù)據(jù)庫將數(shù)據(jù)保存在不同的表中，而不是將所有數(shù)據(jù)放在一個大倉庫內(nèi)，這樣就增加了速度并提高了靈活性。MySQL所使用的 SQL 語言是用于訪問數(shù)據(jù)庫的最常用標準化語言。

1.2 三層框架

Spring框架

Spring是一個輕量級控制反轉(zhuǎn)（IoC）和面向切面（AOP）的容器框架。Spring框架是由于軟件開發(fā)的復雜性而創(chuàng)建的。Spring使用的是基本的JavaBean來完成以前只可能由EJB完成的事情。然而，Spring的用途不僅僅限于服務(wù)器端的開發(fā)。從簡單性、可測試性和松耦合性角度而言，絕大部分Java應用都可以從Spring中受益。

Struts2框架

Struts2是一個基于MVC設(shè)計模式的Web應用框架，它本質(zhì)上相當于一個servlet，在MVC設(shè)計模式中，Struts2作為控制器（Controller）來建立模型與視圖的數(shù)據(jù)交互。Struts 2以WebWork為核心，采用攔截器的機制來處理用戶的請求，這樣的設(shè)計也使得業(yè)務(wù)邏輯控制器能夠與ServletAPI完全脫離開，所以Struts 2可以理解為WebWork的更新產(chǎn)品。

Hibernate框架

Hibernate是一個開放源代碼的對象關(guān)系映射框架，它對JDBC進行了非常輕量級的對象封裝，它將POJO與數(shù)據(jù)庫表建立映射關(guān)系，是一個全自動的orm框架，hibernate可以自動生成SQL語句，自動執(zhí)行。Hibernate可以應用在任何使用JDBC的場合，既可以在Java的客戶端程序使用，也可以在Servlet/JSP的Web應用中使用。

2 設(shè)計與實現(xiàn)

本系統(tǒng)分為三大模塊，即超級管理員、教務(wù)處和輔導員。超級管理員管理學院表、班級表、課程表、教室詳情表、用戶表。對這些表中的數(shù)據(jù)具有增加、修改、刪除、查看的權(quán)限。這些表都是屬于學校固定信息。同時還有對教務(wù)處、輔導員的權(quán)限的配置功能。教務(wù)處管理時間表、考試安排表。主要功能為對考試時間的安排，對全校班級對應課程考試安排的增、刪、改、查。輔導員可以查看考試安排表，安排考試排座。

整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

2.1 數(shù)據(jù)庫表的設(shè)計

如圖2為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫表設(shè)計結(jié)構(gòu)圖。每一個方塊為一個表結(jié)構(gòu)，方塊上面一層為表名，下面為表的字段。表與表之間的連線代表表之間的關(guān)系。

表關(guān)系介紹：

（1）學院表關(guān)聯(lián)班級表，有了學院才會有班級，為一對多的關(guān)系；

（2）考試信息表關(guān)聯(lián)班級表、考試時間地點表、課程表，而考試時間地點表是課程和班級表聯(lián)合主鍵生成，所以班級與課程是這兩者表的主要部分，構(gòu)成上面的四角關(guān)系；

（3）班級課程表則是課程表與班級表映射出來的一張表，因為兩者為多對多的關(guān)系；

（4）用戶表是一張單獨的表；

（5）考試時間地點表則從教室表獲取教室信息。

表主要字段介紹：

（1）教室詳情表中的座位詳情：（n1*m1+n2*m2+n3*m3），其中n代表有幾排，m表示每排有幾個座位，其中m =k1+k2+k3，代表每隔k個有一個過道；

（2）用戶表中的標志位：1代表超級管理員，2代表教務(wù)處，3代表輔導員；

（3）排座表的設(shè)計：學院、班級、課程、教室、人數(shù)、座次表。座次表在數(shù)據(jù)庫中以字符串的形式顯示，字符串中的書寫以鍵值對的形式書寫。例如：“01=學生A ，02=學生B…”。

（2）排座算法

智能排座算法是該系統(tǒng)的核心，該算法利用后端的動態(tài)數(shù)據(jù)，排出最優(yōu)化的座位方案，算法包含沖突檢測功能。算法流程如圖3所示。

上述算法思路清晰，結(jié)構(gòu)較為簡單，實現(xiàn)起來比較容易，其大致流程為：

第一步，系統(tǒng)讀取后端數(shù)據(jù)庫的考試計劃、教室信息、班級信息和課程信息，并將這些數(shù)據(jù)加載到內(nèi)存；

第二步，將考試計劃按照班級人數(shù)從小到大順序排列，教室容納人數(shù)按照從小到大順序排列，先安排人數(shù)少的班級，再安排人數(shù)多的班級。

第三步，遍歷考試計劃中的每一項，找到合理的教室，記錄并鎖定該時間段的對應教室使用，防止出現(xiàn)一教室多用。

第四步，將排好的每一項考試座次表寫入到Excel文件并存儲，供后期各學院打印下載。

（3）主要代碼

系統(tǒng)的核心代碼及相關(guān)注釋如下所示。

//班級的dao 層

StudentClassDao dao；

public void setDao（StudentClassDao dao） {

this.dao = dao；

}

//教室的dao 層

ClassroomDao dao；

public void setDao（ClassroomDao dao） {

this.dao = dao；

}

//排座功能的實現(xiàn)，兩個參數(shù)，一個是班級對象，一個是教室對象

public void arraySets（StudentClass studentC，Classroom classroom）{

//查詢數(shù)據(jù)庫，獲取班級人數(shù)

StudentClass studentC2=dao.queryStudentClassById（studentC.id）；

Integer studentClassNum=studentC2.getNum（）；

//查詢數(shù)據(jù)庫，獲取教室容量

Classroom classroom2=dao.queryClassroomById（classroom.id）；

Integer roomNum=classroom2.getNum（）；

//定義一個數(shù)組，數(shù)組的長度為班級人數(shù)，此數(shù)組作為班級學生，進行編號

int sR[]=new int[studentClassNum]；

for （int i = 0； i < sR.length； i++） {

sR[i]=i+1；

}

//定義一個數(shù)組，數(shù)組的長度為教室容量，此數(shù)組做為教室座位號，進行編號

int cR[] = new int[roomNum]；

for （int i = 0； i < cR.length； i++） {

cR[i]=i+1；

}

Random random = new Random（）；

//定義一個字符串數(shù)組，用來存放教室與學生的對應關(guān)系，長度為學生數(shù)量

String[] classToStu=new String[studentClassNum]；

//遍歷教室

for （int i = 0，j=0； i < sR.length && j

//產(chǎn)生一個隨機編號，編號不大于學生最大編號

int z = random.nextInt（studentClassNum）；

for （int k = 0； k < sR.length； k++） {

if（z==sR[k]）{

classToStu[j]=i+"："+z；

sR[k]=0；

}else{

//是參數(shù)回歸，也就是重新這一次操作

i=i-2；

j=j-1；

//跳出for循環(huán)

break；

}}}}

3 結(jié)果測試

經(jīng)過測試，系統(tǒng)可以正常運行，部分測試頁面截圖如下。

4 結(jié)語

本系統(tǒng)是根據(jù)高校教務(wù)管理人員的需求，結(jié)合高校學生信息管理的特點開發(fā)的，整個系統(tǒng)具有良好的實用性和可擴充性，已經(jīng)考試應用于考試安排中，能滿足院系環(huán)境下的考試管理需求。后續(xù)研究將從界面的美觀性、功能的完整性等方面加以改進，提高系統(tǒng)易用性和普適性，更好的服務(wù)于高校信息化工作。

圖4 系統(tǒng)主界面

圖5 座次表

【參考文獻】

[1]婁青.利用VBA在Excel中開發(fā)普通高中考試排座系[J].中國教育信息化，2012.

[2]李正慧.排課系統(tǒng)數(shù)據(jù)表的設(shè)計與功能的實現(xiàn)[J].數(shù)字技術(shù)與應用，2011.

[3]周玉芬，杜猛，宋明慧.使用VC++開發(fā)考場隨機排座系統(tǒng)[J].電腦編程技巧與維護，2008.

[4]徐欣，陸陽，金紅.考試排位系統(tǒng)[J].電子科技大學學報， 2003.