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2020年第三届教育技术和信息系统国际会议)
基于SSH框架的教务管理系统设计
梁晶晶
辽宁科学与工程学院信息技术系，锦州，121013，
关键词：SSH框架；教务管理系统；技术框架；功能框架；课程时间表算法
摘要：传统手工管理方法下的教育管理工作越来越不适应新时代的发展需要。 依托大数据和“互联网 ”等最新信息技术，充分优化教务管理方法和流程，开发先进的教务管理系统，实现高效，系统，自动化的教务管理。 本文基于软件工程思想和方法，为教务管理系统的开发提供了完整的解决方案。 设计内容包括三个方面：一是设计与Struts，Spring和Hibernate集成的SSH技术框架。 二是设计一个由20个子系统组成的功能框架。 三是设计了一个基于遗传算法的排课过程，提高了排课的智能化水平。
导言
教务管理是指高校按照培养目标，按照一定的管理原则，程序和方法，组织协调教学过程中的人力，物力，财力，时间和信息，建立稳定的教学秩序，保持教学过程的顺畅，使教学过程协调，高效，优化，保证教学任务的完成，培养德智体全面发展的优秀人才。 在新时代，高校教育行政管理呈现出新的特点：一是教育行政管理理念更加科学和先进。 传统的学籍管理，成绩管理，排课，考试等管理方式发生了深刻的变化，要求教务以新思想为指导，及时调整人才培养模式和教学质量标准。 二是教务管理内容更加精细，复杂。 学分制、导师制、选修制等一系列教学改革正在推进中，教务管理内容也在发生剧烈变化，朝着更加复杂和复杂的方向发展。 三是教务管理更加灵活多样。 随着大数据和教育信息技术的普及，打破了教育行政的时空界限，教育行政不再是传统意义上的机械和重复工作的简单叠加，新方法和新技术不断涌现。 近年来，随着国家质量工程建设项目的相继开展，一些先进的教育理念和理念开始在高校实施，教务工作取得了可喜的成绩，但仍存在许多问题：教学资源需求不断增加，教务工作运行压力不断增大。 教务管理的建设
管理团队落后，整体素质有待提高。 教务管理理念落后，管理服务水平有待提高。 面对新时代高校教务管理的新特点和教务管理存在的问题，高校优化教务管理的具体措施：以改革为先导，全面改革教务管理理念；以制度为起点，全面完善教务管理制度；以技术为依托，全面优化教务管理流程；以文化为保障，营造平稳的政府规章管理氛围。 这些措施在大学的实施取决于先进的教育行政管理制度。
教育信息化和智慧教育技术的发展，为高校教务管理改革注入了新的活力。 高校应大量使用“互联网 ”等最新信息技术，充分优化教务管理方法和流程。 高校运用先进的计算机信息技术，网络技术和存储技术，实现高效，系统，自动化的教学管理系统。 通过对教务系统的深入开发和个性化定制，进一步完善“网络审批、网络注册、网络打印、网络推送”一体化的服务型教务网络平台。 系统，有计划，自动化的教务管理系统，能够满足教务信息的查询，统计和分析功能，全面提高教育质量。 本文基于软件工程思想和方法，为教务管理系统的开发提供了完整的解决方案。
技术框架设计
该框架是一个可重用的设计组件，指定应用程序体系结构，并澄清系统组件之间的依赖关系和控制过程。 MVC是目前最流行的软件开发框架。 它将系统分为模型、视图和控制器三个部分。 各部分相互独立。 具有低耦合，高可重用性，易维护，易扩展等特点。 开发者可以集中精力。 在业务逻辑上，有利于软件工程管理，提高开发效率。 J2EE领域包含多种MVC框架技术。 Struts2、SSH和SSI是主流应用程序开发框架。 该系统是基于SSH框架开发的。 技术框架结构如图所示。 1.
Struts技术基于MVC框架。 Struts的实现依赖于Servlet和JSP实现。 EJB和Java Bean组件是Struts框架业务功能实现的基本组件。 动作和动作Servlet组件是实现控制能力的框架的重要组件。 视图部分由几个内部连接的JSP文件有机地组成，以实现系统功能。 Struts定义了一个通用控制器。 配置文件Struts-config.xml分离了Model和View，并用Action的概念封装了用户请求，使代码更加清晰。
Spring是一个强大的轻量级框架，解决了J2EE开发中的许多常见问题，可以替代EJB技术，为应用程序开发提供了全面的解决方案。 针对传统软件开发和部署的不足，如部署复杂，运行速度慢，内部服务多，测试困难等，Spring基于轻量级的概念，即所有应用程序都是可配置和可选择的，消除不必要的组件，降低使用JavaEEAPI的难度，防止硬编码引起的程序耦合过大。
Hibernate通过封装JDBC保护程序员免受底层数据库操作的影响，使程序员能够专注于面向对象的程序开发，这有助于改进
发展效率。 映射文件是持久层中Java对象与数据库中表之间的桥梁。 程序员访问数据库需要做的工作是为持久对象准备一个Xml映射文件，这大大减少了在开发过程中手动使用SQL和JDBC处理数据的时间。 通过一系列XML元素的配置，将持久类映射到数据库表中，并将持久类的属性映射到数据列中。
SSH框架的基本业务流程是：在表示层，首先通过JSP页面实现交互界面，负责接收请求和发送响应，然后Struts根据配置文件(struts-config.xml)处理将ActionServlet接收到的请求委托给相应的Action。 在业务层中，管理服务组件的SpringIoC容器负责提供组件的业务模型组件和协作对象数据处理组件来完成业务逻辑，并提供事务处理和缓冲池等容器组件来提高系统性能的完整性，保证数据。 在持久层中，它依赖于Hibernate面向对象的映射和数据库交互，处理DAO组件请求的数据，并返回处理结果。
表示层(Struts)
业务逻辑层(Spring)
服务接口
数据访问层(Hibernate)
数据访问对象
交易管理
Hibernate API
会议工厂
会话事务
XML映射
执着的阶级
数据访问对象
坚持整合
交易管理
组件管理
应用程序上下文
控制反转
拦截器
伺服过滤器
视图(JSP，自由标记)
检验员
行动代理
配置管理器
前控制器
无花果。 1. SSH框架结构
功能框架设计
软件功能是软件成果的直接表现，用户使用软件所做的工作是通过软件功能来实现的。 功能设计属于软件生命周期中的概要设计部分。 它需要遵循软件工程的基本思想，使用抽象、模块化、渐进细化和信息隐藏的基本原则。 抽象是总结相似的部分，忽略差异。 模块化是对系统的整体功能进行划分，使每个模块完成特定的子功能。 逐步细化是一种自上而下的方法。 对软件的过程细节和数据细节进行细化，直到便于用编程语言实现。 信息隐藏是将每个模块的实现细节隐藏在其他模块中。 基于以上
原则上，将教务管理系统的功能设计为20个子系统，功能框架如图所示。 2.
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教务管理制度 |
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综合信息门户子系统 |
学生选修管理子系统 |
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学生信息管理子系统 |
考试管理子系统 |
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教师信息管理子系统 |
实验教学管理子系统 |
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校卷变更管理子系统 |
考试成绩管理子系统 |
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学期注册管理子系统 |
教学质量监控子系统 |
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度资质管理子系统 |
教材管理子系统 |
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课程资源管理子系统 |
网络教学评价子系统 |
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教学计划管理子系统 |
Web查询服务子系统 |
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教学任务管理子系统 |
基础信息管理子系统 |
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课程安排管理子系统 |
系统配置维护子系统 |
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无花果。 2. 教务管理系统功能框架
课程调度算法设计
课程排课是教育管理系统的核心功能。 课程时间表是指班级、教师、课程和学校教学资源为正常的教学工作制定各种时间表的行为。 课程排课是一项非常复杂的任务，必须解决课程冲突，否则教学工作无法正常进行。 课程排课过程具有多约束、多目标组合优化的特点。 为了找到问题的最优解，避免时间、教室、教师和班级的时间安排上的冲突，必须满足相应的约束，包括硬约束和软约束。 其中硬约束包括：同一地点只能同时安排一门课程，同一教师只能同时安排一门课程，同一学生只能同时安排一门课程，同一专业的不同课程不能同时安排。 上课人数不能超过教室实际容量，不能随意更改教学计划和教学课时。 软约束包括：所有课程都尽可能合理均匀地分配，不能连续几天安排。 每个教师和学生的日常课程不能跨校区安排；学生在同一天连续两个课程，在安排地点时应考虑就近原则。 强的理论比较类课程应在每一天的时间间隔内合理分配，理论学习，实践教学，体育课程应陆续安排。 本专业核心课程应尽量安排在上午，选修课程应安排在下午或晚上。 有特殊要求的课程先安排。
为了找到最优的智能处理算法，达到更好的收敛效果，课程排课系统必须依靠智能软件。 智能软件的实现需要详细描述现有的约束条件，以及课程排课系统的数学描述和数学模型。 针对课程排课系统的复杂性，近年来，以遗传算法为代表的各种智能算法得到了广泛的应用，满足了大学的个性化需求，取得了良好的效果
结果。 遗传算法是高度模仿生物进化的理论模型，遵循自然界优胜劣汰和
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