簡(jiǎn)析基于MVC模式的高校實(shí)驗排課系統設計與實(shí)現論文

簡(jiǎn)析基于MVC模式的高校實(shí)驗排課系統設計與實(shí)現論文

　　1 系統功能

　　實(shí)驗排課系統的核心對象是實(shí)驗課程，實(shí)驗課程一般包括課內實(shí)驗、獨立設課實(shí)驗以及集中實(shí)踐環(huán)節：課內實(shí)驗是包含在理論課程中的實(shí)驗;獨立設課實(shí)驗是指完全的實(shí)驗課程;集中實(shí)踐環(huán)節是安排在固定周次集中和連續進(jìn)行的實(shí)踐課程，參加學(xué)生在當周暫停理論課，因此需要實(shí)驗室在安排時(shí)優(yōu)先考慮。根據各類(lèi)實(shí)驗課程的特點(diǎn)，實(shí)驗排課的一般原則是首先安排集中實(shí)踐環(huán)節，其次安排獨立設課實(shí)驗，最后安排課內實(shí)驗。

　　1.1 用戶(hù)角色

　　用戶(hù)角色系統包括教師和學(xué)生。教師角色包含校長(cháng)、督導、院長(cháng)、教學(xué)院長(cháng)、專(zhuān)業(yè)負責人、教務(wù)處、教務(wù)員、實(shí)驗室、實(shí)驗教師等9種角色。為方便登錄和使用，在系統登錄驗證時(shí)，只顯示教師和學(xué)生。學(xué)生的角色是固定的，部分教師會(huì )有多重角色，在進(jìn)入系統后可進(jìn)行角色切換。

　　1.2 主要功能模塊

　　系統主要功能模塊有：系統設置模塊、教學(xué)資源管理模塊和實(shí)驗教學(xué)管理模塊。系統主要的功能模塊。

　　(1)系統設置模塊

　　包括系統的操作時(shí)間設定、角色管理。操作時(shí)間設定是指各角色或各業(yè)務(wù)單元的操作時(shí)間期限，即開(kāi)始時(shí)間和結束時(shí)間，以保證數據的準確性。角色管理是對校長(cháng)、督導、院長(cháng)、教學(xué)院長(cháng)、專(zhuān)業(yè)負責人、教務(wù)處、教務(wù)員、實(shí)驗室、實(shí)驗教師、學(xué)生10種用戶(hù)角色進(jìn)行賬號管理。

　　(2)教學(xué)資源管理模塊

　　教學(xué)資源管理模塊由學(xué)生管理、師資管理、教學(xué)內容、教學(xué)機構、教學(xué)場(chǎng)所5個(gè)子模塊構成，學(xué)生管理、師資管理子模塊分別對學(xué)生、教師的信息進(jìn)行管理。教學(xué)內容子模塊包含培養方案、課程大綱、實(shí)驗教材等實(shí)驗教學(xué)文檔。教學(xué)機構管理對學(xué)校的院系、專(zhuān)業(yè)、實(shí)驗室、房間相關(guān)信息進(jìn)行管理和維護。

　　(3)實(shí)驗教學(xué)管理模塊

　　該模塊是系統的核心模塊，主要完成實(shí)驗任務(wù)下達、實(shí)驗場(chǎng)地選定、實(shí)驗時(shí)間安排、課表生成等功能。

　　1.3 系統流程

　　首先，教師用戶(hù)分角色登錄系統，系統進(jìn)行角色和權限審查，出現相應角色的操作界面。實(shí)驗排課系統工作流程，其具體操作步驟是：第一步，系統與教務(wù)管理主系統進(jìn)行數據對接，實(shí)驗任務(wù)進(jìn)入實(shí)驗排課系統;第二步，教務(wù)處根據實(shí)驗課程的任務(wù)歸屬，同時(shí)考慮實(shí)驗任務(wù)量的均衡，將實(shí)驗課程分配到學(xué)院;第三步，學(xué)院教務(wù)人員根據各實(shí)驗課程所需條件將實(shí)驗課程安排到相應的實(shí)驗室;第四步，實(shí)驗室安排集中實(shí)踐課程時(shí)間;第五步，實(shí)驗教師確定獨立設課和課內實(shí)驗課程時(shí)間。

　　2系統設計

　　MVC模式是一種將系統應用程序的輸入、處理和輸出分開(kāi)的設計方法，適用于中大型數據庫開(kāi)發(fā)，可以減少編碼的復雜性，具有耦合性低、復用性高、可擴展以及可維護性強等優(yōu)點(diǎn)�？紤]到高校實(shí)驗課程排課過(guò)程復雜，參與角色多，數據量大的特點(diǎn)，實(shí)驗排課管理系統基于CodeIgniter的MVC設計模式進(jìn)行開(kāi)發(fā)，前端使用HTML 5、CSS 3.0、Javascript語(yǔ)言，后端腳本使用PHP語(yǔ)言，數據庫采用Mariadb10。

　　2.1 MVC設計模式

　　MVC設計模式采用將業(yè)務(wù)邏輯、數據、界面顯示分離的方法編寫(xiě)代碼，在進(jìn)行系統改進(jìn)、個(gè)性化修改界面、以及用戶(hù)交互時(shí)，不需要重新構造業(yè)務(wù)邏輯。

　　(1)模型

　　數據模型包含可重用的對數據庫關(guān)系進(jìn)行增、刪、改、查的方法，系統主要有教師角色、實(shí)驗任務(wù)、實(shí)驗課程、學(xué)院、實(shí)驗室、房間、時(shí)段、學(xué)生班級等8個(gè)數據模型類(lèi)，所有的模型類(lèi)都繼承基類(lèi)CIModel的數據和方法。

　　(2)視圖

　　系統主要有登錄、個(gè)人設置、師資管理、教學(xué)內容、教學(xué)機構、教學(xué)場(chǎng)所、學(xué)生管理、時(shí)間設置、權限管理、教學(xué)任務(wù)、課程查詢(xún)、實(shí)驗排課、實(shí)驗課表等

　　13個(gè)主要的頁(yè)面。

　　(3)控制器

　　系統主要包含用戶(hù)角色審查、課程歸屬、實(shí)驗室歸屬、實(shí)驗室房間歸屬、學(xué)生專(zhuān)業(yè)班級、實(shí)驗任務(wù)管理、實(shí)驗任務(wù)分配、實(shí)驗場(chǎng)所選擇、實(shí)驗時(shí)間安排、課表查詢(xún)等11個(gè)程序邏輯控制器，所有的控制器類(lèi)均繼承基類(lèi)CIController。

　　2.2 業(yè)務(wù)流程的安全性

　　前端控制器是系統的入口，完成用戶(hù)權限驗證、URL地址重寫(xiě)以及資源文件加載，用戶(hù)請求路由器對HTTP 請求進(jìn)行分發(fā)，安全組件對HTTP請求進(jìn)行安全處理，應用程序控制器加載模型、核心類(lèi)庫、輔助函數以及其他所有處理請求所需的資源，最后渲染視圖并發(fā)送至瀏覽器。

　　2.3 數據庫設計

　　面對的角色眾多，業(yè)務(wù)處理過(guò)程繁雜。不同實(shí)驗課程類(lèi)型對應不同的流程與過(guò)程管理文檔�；�于系統的特點(diǎn)，數據庫設計時(shí)盡量減少數據冗余，避免數據的不一致。系統數據庫設計按照BCNF范式的要求，防止出現數據增刪改的異常。系統數據庫的實(shí)體都滿(mǎn)足：

　　(1)所有非主屬性對每個(gè)碼都是完全函數依賴(lài)。

　　(2)所有的主屬性對每一個(gè)不包含它的碼，是完全函數依賴(lài)。

　　(3)沒(méi)有任何屬性完全函數依賴(lài)于非碼的任何一組屬性。

　　3 系統實(shí)現

　　3.1 實(shí)驗任務(wù)管理

　　系統通過(guò)與教務(wù)管理主系統對接導入每個(gè)學(xué)期的實(shí)驗任務(wù)，系統提供實(shí)驗任務(wù)管理功能，可以根據需要進(jìn)行實(shí)驗任務(wù)的增加、刪除、修改操作。

　　在分配實(shí)驗任務(wù)時(shí)，系統會(huì )默認按照開(kāi)課學(xué)院的原則將實(shí)驗任務(wù)分配，如果是普通上機類(lèi)實(shí)驗，由于相當多的實(shí)驗室都配置有一定數量的計算機，因此，需要根據各實(shí)驗室計算機的利用情況，做到全校范圍內計算機利用率的大體均衡。

　　3.2 選擇實(shí)驗場(chǎng)所

　　學(xué)院接到實(shí)驗任務(wù)后，根據實(shí)驗課程所需條件和要求，將實(shí)驗任務(wù)安排到各實(shí)驗室，如果該實(shí)驗室有多個(gè)房間，實(shí)驗課程指導教師再根據所承擔實(shí)驗課程的學(xué)生數、實(shí)驗分組情況，選擇實(shí)驗室的房間號。

　　3.3 確定實(shí)驗課程時(shí)間

　　集中實(shí)踐課程，如課程設計和科研訓練，一般安排在固定的周次，連續上課中途不間斷，故需優(yōu)先進(jìn)行排課，集中實(shí)踐課程排完后，實(shí)驗教師再進(jìn)行其他實(shí)驗課程的排課，在進(jìn)行排課操作時(shí)只需要在對應時(shí)間的位置上選擇即可。

　　4 結語(yǔ)

　　采用MVC模式設計和開(kāi)發(fā)了一個(gè)高校在線(xiàn)實(shí)驗排課系統，系統實(shí)現了實(shí)驗課程管理、實(shí)驗資源管理、實(shí)驗排課、實(shí)驗課表生成、實(shí)驗課程查詢(xún)等功能，滿(mǎn)足了學(xué)校教務(wù)處、督導處、學(xué)院教務(wù)辦、實(shí)驗管理人員、實(shí)驗指導教師、學(xué)生等各類(lèi)用戶(hù)的使用需求。