西北工业大学明德学院本科毕业设计论文
第3章 需求分析
3.1 问题定义
本系统是一个基于B/S模式的多用户系统，最终面向的是所有在校的教师、学生和系统管理人员，下面分别从这三个角度对系统进行定义。
3.1.1 学生使用系统的功能要求
（1）每个在校学生都可以访问该系统，学生毕业之后不可以在使用该系统。 （2）在校学生可以通过该系统查看并可以打印本学期的个人课表。 （3）学生可以对本学期每一天公共教室的使用情况进行查询，方便上自习教室的查找。
（4）学生可以对自己感兴趣的课程或感兴趣的教师开设的课程的上课教室进行查找，对课程的查找应该支持模糊查询。
（5）学生可以对本学期自己所修课程的考试信息进行查看，前提是本门课程已经安排了考试。
（6）学生可以更改自己的系统登录密码。
（7）学生可以查看由教务人员发布的关于教室占用、教学楼开放或关闭等信息和教师发布的关于课程补课教室或课程更改上课教室的信息。
3.1.2管理员使用系统的功能要求
（1）该系统应该存在至少一个管理人员，对教室及其相关信息进行管理。 （2）管理员可以对教室的基本信息进行管理，包括教学楼的查找添加和删除、教学楼中教室的查找添加修改删除。管理员可以对本学期每间教室的课程表进行查看。
（4）管理员可以对本学期考试安排教室的信息进行查看和取消。 （5）管理员可以申请教室的占用，并且可以对本学期所有教室占用的信息进行查看，对尚未发生的占用管理员有权删除占用信息。
（6）管理员可以在学期初对本学期起止时间等相关信息进行设置。 （7）管理员可以对本学期课程安排等相关数据进行导入。 （8）管理员可以发布与教室有关的占用信息。
（9）管理员在学期初可以通过系统对所有课程的上课时间和地点进行安排。
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（10）管理员可以备份以及恢复数据库内容。 （11）管理员可以对所有用户信息修改。
3.2 需求分析
3.2.1 系统功能需求
对系统的大部分功能需求在问题定义阶段已经描述清楚，这里主要对排课功能进行详细的分析。课程安排过程需要满足两种需求[6]，硬性需求和软需求，其中硬性需求如下：
（1）所有课程都必须被安排。
（2）所选课程的出席人数不能超过该教室的容量。 （3）同一个教师的不同课程不可以发生在同一个时间。 （4）同一个班级的不同课程不可以安排在同一个时间。 （5）一个教室的同一个时间不可以安排两门或两门以上的课程。 （6）上课的教室类型符合课程的需求。 软性条件如下：
（1）课程应该均匀的安排在整个学期。 （2）一门课的多个课节最好安排在一个教室。 （3）一门课一天不可以出现两次或两次以上。 （4）对每个教室的排课量应该大体保持一致。
（5）对每个班级和教师而言，课程安排最好均匀分布在一周中。 硬性要求是排课过程中必须遵循的要求，每门课程安排过程中都必须遵循以上要求，如果不能满足应该做相应的调整。软性要求是在对课程的安排满足所有硬性条件的前提下最好可以满足的需求，当条件不允许时软性要求可以适当的放宽。
3.2.2 安全性与完整性需求
由于该系统的开发基于B/S模式，就B/S模式的管理系统的工作模式而言，对软件进行安全性和完整性进行考虑是系统中必不可少的一步，这直接关系到软件使用是否可靠和安全，关系到系统使用过程中是否会出现重大问题而造成其他重大损失。就管理系统而言还不得不考虑信息数据的完整性需求，因此接下来将从访问权限的安全性系统的容错能力以及系统数据的完整性进行分析，确定系统安全性和完整性的需求。
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（1）访问权限的设置
由于B/S模式的管理系统的访问一般是通过浏览器发送URL地址对相应页面进行访问，因此系统必须具有一个访问权限核实的模块，在每个页面加载前进行调用，防止有其他动机的不良用户通过URL访问其无权访问的页面进而对系统数据进行修改对系统造成损失，其中权限核实的内容应包括两个部分：无任何权限的用户试图跳过登录步骤直接访问功能界面和具有某种权限的用户登陆后试图通过服务器中以保存的身份信息访问其他无权访问的页面。
每个用户登录后其访问权限应有时间限制，如果用户长时间（其时间暂定为10分钟）对系统操作无任何操作，再次访问系统时，系统给出相应的提示后自动跳转到登陆页面要求用户再次登录。
（2）系统的容错能力
由于该系统许多模块的功能都与时间有关，因此容错主要从时间冲突角度考虑。由于系统用户都属于学校成员，因此系统中关于时间的设定都是基于学周的，当用户对教室资源进行占用或取消占用时，要对用户所选时间与当前时间进行比对，用户占用教室时选择的占用时间应该在当前时间之后，用户取消教室相关使用信息时，取消动作发生的时间应该在使用动作落实之前。
对于可以由用户输入内容的模块，要对用户输入内容进行核实，以免因为用户操作失误或者好奇输入非法内容而使系统产生不可预知的错误。
（3）数据完整性
管理系统离不开对数据的操作，因此对数据的完整性关系到系统运转是否正确，因此要求数据相互联系正确，数据记录完整数据项，相同的数据在不同的表格中应该一致。其具体内容见下一章数据库设计部分。
3.2.3 数据流程图与功能划分
由于学生使用该系统的操作相对简单且功能划分也相对明确，因此对于学生功能模块在此章暂不赘述，具体内容将在下两章讲述。而管理员模块的功能相对来说较为复杂，无论是数据管理还是排课过程都涉及到与外界的数据交换。下面将通过数据流程图对管理员模块尤其是排课过程进行功能划分，确定由系统完成的功能以及需要人进行的操作。
由于排课过程涉及课程、班级、教师和教室等多方面的信息，因此排课过程不可能由软件独立完成，现在对排课流程进行描述，在描述过程中确定系统边界，明确系统功能。
（1）由于排课之前学校要对本学期所有应该安排的课程进行选定，因此系统应生成最新教室资源的统计表，教务工作者在课程安排时要注意课程安排的总
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学时应该不超过本学期教室时间资源总数的80%，以免课程过多最终导致部分课程无法调度安排失败。
（2）排课之前教务人员需要手工做的工作有：确定本学期所有需要安排的课程；确定每门课程需要出席的班级；确定每门课程的任课教师；确定每门课程上课所需教室的类型；确定每门课程开课的学周；确定每门课程的总学时数。
（3）管理员使用系统将上步信息导入数据库。在导入数据之前，管理员应将上学期已失效的数据删除并设置本学期的起始截止时间，该功能由系统实现，系统导入结束显示导入失败的信息，由管理员和教务人员配合对导入失败的信息进行核对（核对过程属于人工操作），核对完成后再次将正确的数据导入数据库。
（4）当确定所有数据已经成功导入后，管理员可以开始使用系统进行排课，排课程序执行结束后，系统生成安排失败课程的报表，管理员将此表交至教务人员，然后教务人员根据失败课程的任课教师以及所有出席班级的现有课程通过手工方式安排课程的上课时间，若时间仍无法调度成功可以考虑更换任课教师或将课程安排至非正常授课时间（如周末或者晚上）。
（5）教务人员将安排信息提交至系统管理员，有管理员使用系统的手工排课功能对课程进行空间安排，若不成功则返回步骤（4）直至全部课程安排成功。
3.3 本章小结
本章的需求分析主要介绍了系统开发前进行的准备工作，系统需求分析做的好坏直接关系到系统开发过程的难易程度，因此本章从多个角度对系统进行描述，第一节问题定义的内容是开发者在和用户进行沟通后从用户的角度确定系统开发主要该解决的问题；第二节可行性分析是综合考虑各方面的客观因素确定本系统是否可以去研究开发；第三节数据流程图及功能划分的内容是在了解用户的需求后，综合考虑当今技术背景，通过对整个系统数据的流动对系统的边界进行明确的划分，确定了那些工作应由系统实现，那些内容需要人配合系统实现；最后一节是对第三节的补充，以数据字典的形式解释数据流程图中出现的主要的数据对象的内容。
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第4章 数据库设计
4.1 数据库设计
数据库设计是系统设计中必不可少的一个阶段，教室管理系统属于一个信息管理系统，而信息管理系统的本质就是一个对数据进行管理的工具，因此数据库设计的好坏直接关系着管理的复杂程度。对数据库的设计步骤如下：
（1）确定使用中小型数据库管理系统SQL SEVER作为系统数据库。 （2）根据系统的需求首先对数据库进行了概念设计，通过对系统中涉及到的数据进行分类聚合和概括，最终对教室、教师、学生、班级和课程等主体建立了抽象的数据模型。
（3）然后根据系统所需实现的功能分析各个主体应该具有的属性，并确定主体之间的联系以及联系的属性。
（4）本着保证数据完整性、尽量减少数据冗余的基本原则确定数据库中表的数量以及表中的数据项的划分。
（5）在每个表中定义主键，定义过程参照数据库第三范式的要求。 （6）对数据库中的部分表做调整，进一步减少数据的冗余。
（7）创建数据库以及数据库表，声明表中的主键和外键，并在表之间添加联系，完成数据库的创建。
4.2 数据库表
首先通过画E-R图来体现表与表之间的联系，和整体的一个关系，然后设计每一个表。
4.2.1 E-R图
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