基于Web 的學(xué)生信息管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫研究與設(shè)計(jì)

周 方

（宿遷澤達(dá)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇 宿遷 223800）

0 引言

近年來，隨著教育信息化進(jìn)程的加速發(fā)展，學(xué)生管理工作的環(huán)境發(fā)生了巨大的變化。 由于學(xué)生人數(shù)的不斷增加，學(xué)生管理工作的復(fù)雜性也日益增加，使得原始的管理方法難以應(yīng)對(duì)當(dāng)前的實(shí)際情況。 為了解決此問題，許多高校開始采用新的信息技術(shù)來改善學(xué)生管理工作的效率［1］。通過學(xué)生信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅可以提高學(xué)生管理工作的效率，還可以為學(xué)生提供更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和更多的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。

在學(xué)生信息管理系統(tǒng)中，最常見的是紙質(zhì)記錄和電子表格記錄兩種方式。 紙質(zhì)記錄方式通常需要學(xué)生、老師、管理員分別記錄學(xué)生信息、考試成績(jī)、課程信息等，信息管理難度較大。 而電子表格記錄方式雖然相對(duì)便捷，但容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、篡改等問題。 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，基于Web 學(xué)生信息管理系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。 本文結(jié)合作者自身從事該領(lǐng)域工作經(jīng)驗(yàn)，在通過對(duì)大量文獻(xiàn)進(jìn)行閱讀與研究基礎(chǔ)上，基于Web 技術(shù)針對(duì)高校學(xué)生信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)進(jìn)行了探究。

1 基于Web 的學(xué)生信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫研究與設(shè)計(jì)的意義分析

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，學(xué)生信息管理系統(tǒng)已經(jīng)成為高校管理的重要工具之一。 基于Web 的學(xué)生信息管理系統(tǒng)具有方便、快捷、高效等特點(diǎn)，可以極大地提高學(xué)校管理的效率。 在此過程中，數(shù)據(jù)庫研究與設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。

在基于Web 的學(xué)生信息管理系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫是一個(gè)存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)集合重要的組成部分。 具有獨(dú)立性、數(shù)據(jù)穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)一致性和數(shù)據(jù)安全性［2］。 同時(shí)，隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，越來越多的學(xué)生信息管理系統(tǒng)開始采用Web 界面，也對(duì)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)提出了新的要求。

基于Web 的學(xué)生信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫研究與設(shè)計(jì)具有多方面的意義。 可以提高學(xué)生信息管理系統(tǒng)的效率和質(zhì)量，更好地服務(wù)于學(xué)校管理和學(xué)生需求。 同時(shí)，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與研究可以提高學(xué)校信息化水平，促進(jìn)教育信息化的發(fā)展。 另外，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與研究還可以為其他類似系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供借鑒和參考，促進(jìn)信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用。

2 基于Web 的學(xué)生信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫研究與設(shè)計(jì)的需求分析

概念模型，也稱為信息模型，是從用戶的角度出發(fā)來對(duì)信息建模；它是設(shè)計(jì)人員和用戶之間進(jìn)行交流的一個(gè)強(qiáng)有力的工具。 由于概念模型是對(duì)信息世界建模，所以概念模型應(yīng)該能夠方便、準(zhǔn)確地表達(dá)出信息世界中的事物及其聯(lián)系。 常用E?R 圖來描述現(xiàn)實(shí)世界的概念模型［3］。

現(xiàn)實(shí)世界中的各種事物都不是孤立的，它們相互間存在著千絲萬縷的聯(lián)系，信息管理系統(tǒng)中必須真實(shí)地反映出現(xiàn)實(shí)世界中各個(gè)實(shí)體之間的這些聯(lián)系。 現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體之間的聯(lián)系共有三大種類，即：一對(duì)一、一對(duì)多和多對(duì)多，在學(xué)生信息管理系統(tǒng)中存在的三種基本的聯(lián)系。 其中系與學(xué)生是一對(duì)多的關(guān)系，系與教師之間的聯(lián)系屬于一對(duì)多聯(lián)系，學(xué)生和課程之間的聯(lián)系的類型是多對(duì)多聯(lián)系。

3 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)采用瀏覽器／服務(wù)器模式（browser／server，B／S）和服務(wù)器－客戶機(jī)（client／server，C／S）相結(jié)合的體系結(jié)構(gòu)，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部少數(shù)人使用的功能，如數(shù)據(jù)庫管理維護(hù)，各種數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，各類報(bào)表的打印等采用C／S 模式的體系結(jié)構(gòu)；與外部網(wǎng)絡(luò)連接，需要用Web 處理的、滿足大多數(shù)訪問者請(qǐng)求的功能界面則采用B／S 模式［4］。 形成包括應(yīng)用層、業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)庫服務(wù)層等三層的分布式結(jié)構(gòu)。 該模式采用了統(tǒng)一的傳輸控制協(xié)議／網(wǎng)際協(xié)議、通信協(xié)議和統(tǒng)一的基于Web 瀏覽器的用戶界面。 系統(tǒng)框架圖如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)框架圖

4 基于Web 的學(xué)生信息管理系統(tǒng)中的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

4.1 關(guān)系設(shè)計(jì)

在基于Web 的學(xué)生信息管理系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的一部分。 一個(gè)好的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和性能。 在本文中，將探討關(guān)系設(shè)計(jì)，它是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要方面。 在學(xué)生信息管理系統(tǒng)中，學(xué)生、教師、課程和成績(jī)等信息都需要被存儲(chǔ)。 因此，需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的表來存儲(chǔ)這些信息。 例如，首先設(shè)計(jì)一個(gè)名為student 的表來存儲(chǔ)學(xué)生信息，其中包括學(xué)號(hào)、姓名、性別、出生日期、身份證號(hào)、民族和班級(jí)等字段。 其次設(shè)計(jì)一個(gè)名為teacher 的表來存儲(chǔ)教師信息，其中包括教師號(hào)、姓名、性別、職稱、部門和聯(lián)系方式等字段［5］。 再次設(shè)計(jì)一個(gè)名為course 的表來存儲(chǔ)課程信息，其中包括課程號(hào)、課程名稱、教師號(hào)、學(xué)期和學(xué)分等字段。 最后可以設(shè)計(jì)一個(gè)名為score 的表來存儲(chǔ)成績(jī)信息，其中包括成績(jī)ID、課程號(hào)、學(xué)號(hào)、考試日期、分?jǐn)?shù)和評(píng)分等字段。 在設(shè)計(jì)這些表時(shí)，需要考慮到之間的關(guān)系。 例如，在學(xué)生信息管理系統(tǒng)中，學(xué)生和教師之間存在著師生關(guān)系，學(xué)生和課程之間存在著選課關(guān)系，教師和課程之間存在著授課關(guān)系，成績(jī)和課程之間存在著成績(jī)關(guān)系等。 因此，需要建立相應(yīng)的關(guān)系來將這些表聯(lián)系起來。 例如，建立“student＿teacher”關(guān)系將學(xué)生和教師聯(lián)系起來，“student＿course”關(guān)系來將學(xué)生和課程聯(lián)系起來，“teacher＿course”關(guān)系來將教師和課程聯(lián)系起來，“score＿course”關(guān)系來將成績(jī)和課程聯(lián)系起來等。通過設(shè)計(jì)好的表頁關(guān)系，可以提高學(xué)生信息管理系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和性能。 同時(shí)，也可以更加方便地管理和查詢學(xué)生信息。 因此，關(guān)系設(shè)計(jì)是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要方面，需要在設(shè)計(jì)表時(shí)充分考慮到之間的關(guān)系。 score 表結(jié)構(gòu)如表1 所示。

表1 score 表結(jié)構(gòu)

4.2 完整性設(shè)計(jì)

在學(xué)生信息管理系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的安全性和完整性是非常重要的。 因此，在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫時(shí)，需要采取一些措施來確保數(shù)據(jù)的完整性。 其中，完整性設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面是保證數(shù)據(jù)的一致性。 這意味著，在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫時(shí)，需要考慮到數(shù)據(jù)的一致性和完整性，以確保數(shù)據(jù)的正確性和可用性［6］。 在學(xué)生信息管理系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的完整性設(shè)計(jì)需要考慮以下幾個(gè)方面：第一，數(shù)據(jù)的正確性。 數(shù)據(jù)的正確性是指數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和正確性。 在學(xué)生信息管理系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的正確性非常重要，因?yàn)閿?shù)據(jù)是用于管理和分析學(xué)生的個(gè)人信息的。 因此，在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫時(shí)，需要采取一些措施來確保數(shù)據(jù)的正確性，例如使用正確的數(shù)據(jù)類型、嚴(yán)格的數(shù)據(jù)驗(yàn)證和數(shù)據(jù)清洗等。 第二，數(shù)據(jù)的一致性。 數(shù)據(jù)的一致性是指數(shù)據(jù)之間的一致性和連貫性。 在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫時(shí)，需要采取一些措施來確保數(shù)據(jù)的一致性，例如使用正確的數(shù)據(jù)類型、嚴(yán)格的數(shù)據(jù)驗(yàn)證和數(shù)據(jù)清洗等。 第三，數(shù)據(jù)的可用性。 數(shù)據(jù)的可用性是指數(shù)據(jù)的可用性和易用性。 在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫時(shí)，需要采取一些措施來確保數(shù)據(jù)的可用性，例如提供快速和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能等。 綜上所述，基于Web 的學(xué)生信息管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)需要考慮到數(shù)據(jù)的安全性、完整性和可用性等方面。 其中，完整性設(shè)計(jì)是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要方面，它可以保證數(shù)據(jù)的正確性和一致性，從而提高數(shù)據(jù)的可用性和易用性。

4.3 特殊業(yè)務(wù)規(guī)則設(shè)計(jì)

特殊業(yè)務(wù)規(guī)則設(shè)計(jì)在學(xué)生信息管理系統(tǒng)中非常重要。在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫時(shí)，需要考慮各種業(yè)務(wù)規(guī)則，以確保系統(tǒng)的高效性和可靠性。 針對(duì)各種業(yè)務(wù)規(guī)則，需要制定相應(yīng)的解決方案，以確保系統(tǒng)的正確性和準(zhǔn)確性。

在SQL Server 2005 中，可通過觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)這一特殊的業(yè)務(wù)規(guī)則。 觸發(fā)器的含義就是當(dāng)觸發(fā)動(dòng)作成功發(fā)生時(shí)自動(dòng)執(zhí)行。 在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫時(shí)，需要考慮各種業(yè)務(wù)規(guī)則，以確保系統(tǒng)的高效性和可靠性。 其中，特殊業(yè)務(wù)規(guī)則設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的方面。 探討特殊業(yè)務(wù)規(guī)則設(shè)計(jì)在學(xué)生信息管理系統(tǒng)中的應(yīng)用場(chǎng)景和解決方案，這是非常有必要的［7］。 因此，在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫時(shí)，需要考慮學(xué)生信息的特殊業(yè)務(wù)規(guī)則。 例如，學(xué)生信息可能包括學(xué)生的ID、姓名、性別、出生日期、聯(lián)系方式等。 如果學(xué)生信息需要保密，則需要考慮如何保護(hù)這些信息。 另外，在學(xué)生信息管理系統(tǒng)中，學(xué)生成績(jī)也是一個(gè)重要的信息。 在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫時(shí)，需要考慮如何存儲(chǔ)學(xué)生成績(jī)，以及如何維護(hù)學(xué)生成績(jī)的完整性和準(zhǔn)確性。 例如，如果學(xué)生成績(jī)需要排序，則需要考慮如何排序，以及如何保證排序的公正性和準(zhǔn)確性。

在學(xué)生信息管理系統(tǒng)中，還可能涉及其他特殊業(yè)務(wù)規(guī)則。 例如，在學(xué)生信息管理系統(tǒng)中，可能需要存儲(chǔ)學(xué)生的課程信息，以及學(xué)生的出勤記錄。 如果學(xué)生出勤記錄不完整或不準(zhǔn)確，則需要考慮如何維護(hù)這些信息的準(zhǔn)確性和完整性。

4.4 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表

對(duì)于信息管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)主要存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中。 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是對(duì)數(shù)據(jù)庫中的表結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃，數(shù)據(jù)庫表對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)具有至關(guān)重要的作用。 HBase 是一種面向列的分布式存儲(chǔ)，不需要進(jìn)行額外的解釋和限制。 如圖2 所示，為數(shù)據(jù)庫表關(guān)系圖。

圖2 數(shù)據(jù)庫表關(guān)系圖

5 網(wǎng)站發(fā)布和部署

5.1 服務(wù)器搭建

在測(cè)試機(jī)上搭建好網(wǎng)站后，還需要在服務(wù)器上發(fā)布和部署。 需要注意的是，動(dòng)態(tài)網(wǎng)站位于服務(wù)器上，注意提前安裝好SQL Server 2005 數(shù)據(jù)庫和微軟.NET 框架等組件。當(dāng)測(cè)試機(jī)上的數(shù)據(jù)備份完畢后，需要為服務(wù)器提供發(fā)布好的文件。

5.2 IIS

以Win2008 系統(tǒng)為例，在部署網(wǎng)站之前，需要做好安裝因特網(wǎng)信息服務(wù)器（internet information server，IIS）的準(zhǔn)備。 首先通過鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊計(jì)算機(jī)圖表，在彈出的菜單選項(xiàng)中，選擇添加角色按鈕，然后選擇角色列表中的IIS 和應(yīng)用程序服務(wù)器，勾選角色服務(wù)。 最后完成安裝。

5.3 部署

在IIS 安裝好之后，可以開始在服務(wù)器上部署網(wǎng)站。第一步是在測(cè)試機(jī)的VS2010（微軟公司推出的一種開發(fā)環(huán)境）生成發(fā)布文件。 第二步，將發(fā)布文件復(fù)制到服務(wù)器上［8］。 然后將Web.config 文件中的connection string 里的Data Source 改成服務(wù)器中的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫實(shí)例，此外還需要將測(cè)試機(jī)中“C：＼Program Files . （x86） ＼Microsoft ASP.NETASP.NET MVC 2＼Assemblies”下面的“ System. Web.Mve.dll”文件添加到發(fā)布文件夾下的bin 文件夾里。 第三步，打開IIS 添加網(wǎng)站即可。 需要注意的是，默認(rèn)應(yīng)用程序池需要與相對(duì)應(yīng)的NETFramework v4.0 版本保持一致［9］。

6 結(jié)語

綜上所述，本文主要探討了如何通過數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與研究，來實(shí)現(xiàn)基于Web 的學(xué)生信息管理系統(tǒng)的功能。 在此過程中，需要建立學(xué)生信息表、課程信息表、成績(jī)信息表等數(shù)據(jù)庫表，并研究它們之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。 通過數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)與研究，可以為該系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持，實(shí)現(xiàn)學(xué)生信息的管理、課程管理和成績(jī)管理等功能。

在本系統(tǒng)研究設(shè)計(jì)過程中發(fā)現(xiàn)還存在一些地方不夠完善之處，功能需求設(shè)計(jì)不充分，有些業(yè)務(wù)流程不規(guī)范。后續(xù)需要進(jìn)一步完善系統(tǒng)、增強(qiáng)系統(tǒng)的功能、進(jìn)一步加強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘功能，從而使該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能夠?yàn)楦咝Ｐ畔⒒|(zhì)量水平的提升貢獻(xiàn)微薄之力。