实验室教学管理系统设计与实现.docx

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实验室教学管理系统设计与实现

实验室教学管理系统设计与实现

计算机学院计算机科学与技术专业2007级指导教师：

摘要：

随着计算机应用比例逐年增多，实现计算机实验室教学管理自动化也变得越来越必要，它既可以方便老师管理学生的基本数据，也可以使学生在上机的时候能够在线提交实验报告，上机后对实验结果进行保存。

该毕业设计采用B/S模式开发，采用ASP实现前后台的数据交互，SQLSever2005作为数据库服务器。

该系统实现了计算机实验室教学管理的自动化，系统分为管理员、老师和学生三种权限，主要实现了实验环境的配置、学生信息的管理、老师信息的管理、实验设备的管理、实验报告的管理等功能。

学生可以利用此系统查看上机实验及要求、修改上机的密码、提交实验报告；老师可以通过该系统查看学生的实验报告；管理员可以设置班级、老师、学生的基本信息等。

关键词：

ASP；SQLServer2005；教学管理

Thelaboratoryteachingmanagementsystemdesignandrealization

JisuanjiCollege2007GradeJisuanjikexueyujishuInstructor:

Abstract:

Withcontinuouslydevelopmentofcomputerapplication,automationofcomputerlabmanagementbecomesmoreandmorenecessary,whichcannotonlyconvenienceteacherinmanagingbasicdataofstudent,butalsoconveniencestudentinsubmittingexperimentreportonlineandsavingexperimentresult.

ThissystemisbasedonB/Smode.ASPdynamicwebtechnologyisusedasitsmaindevelopmentlanguagetoachievedatainteractivitybetweenforegroundandbackground.SQLServer2005isusedasadatabaseserverinbackground.Thecomputerlabmanagementsystemimplementsautomatismofcomputerlabmanagement,whichhasthreeauthorizations—manager、teacherandstudent.Themainfunctionsofthesystemareexperimentenvironmentdeployment,，studentinformationmanagement,teacherinformationmanagement,laboratoryequipmentmanagementandexperimentreportmanagement.Studentscancheckcomputerexperimentandrequirements,updatepasswordandsubmitexperimentreportsinthissystem,teacherscanqueryexperimentreport,managerscansetinformationofclass,teacher,studentandsoon.

Keywords:

ASP；SQLserver2005；teachingmanagement

目录

1.绪论4

1.1课题背景4

1.2本课题研究的意义4

1.3开发语言4

1.3.1ASP.NET简介4

1.3.2SQLserver2005数据库介绍5

2.系统需求分析5

2.1需求分析5

2.2解决方案6

2.3需求规定6

2.3.1对功能的规定6

2.3.2对性能规定6

3.总体设计7

3.1系统的总体结构7

3.2总体思路原则8

3.2.1标准性原则8

3.2.2先进性和可靠性原则8

3.2.3可扩展性原则8

3.2.4安全性性原则8

3.3系统的开发平台8

3.4系统的主要功能8

3.5系统的结构9

3.5.1系统的架构图9

4.2用户登录设计13

4.3管理员功能模块设计14

4.3.1管理员首页设计14

4.3.2管理教师、学生信息模块设计15

4.3.3管理实验室信息模块设计15

4.3.4管理实验室设备信息模块设计15

4.3.5管理实验课程信息模块设计16

4.4教师功能模块设计17

4.5.1教师主页设计17

4.4.2教师个人信息模块设计18

4.4.3教师实验报告批改模块设计18

4.4.4教师实验内容上传模块块设计18

4.5学生功能模块设计20

4.5.1学生主页设计20

4.5.2学生个人信息模块设计21

4.5.3学生查看实验模块设计21

4.5.4学生密码修改21

5.设计中出现的问题及解决过程23

5.1．数据库的完善问题23

5.2．页面与数据库连接的问题23

5.3页面设计和除错的问题24

6.调试24

6.1测试24

6.2调试24

7.工作总结25

参考文献26

致谢26

1.绪论

1.1课题背景

随着计算机信息技术的发展，计算机在教育领域应用日趋广泛。

计算机上机的比例逐年增多；为了计算机实验室的管理更加方便，也使学生在上机的时候能够更灵活的处理所遇到的问题，上机后学生的上机的结果的保存与收集都是需要考虑的问题。

本毕业设计利用internet技术，开发一个计算机实验室的教学管理系统。

1.2本课题研究的意义

随着计算机信息技术的发展，计算机在教育领域应用日趋广泛。

计算机上机的比例逐年增多；为了计算机实验室的教学与管理更加方便，也使学生在上机的时候能够更灵活的处理所遇到的问题，上机后学生的上机的结果的保存与收集都是需要考虑的问题。

本毕业设计利用internet技术，开发一个计算机实验室的教学管理系统。

管理员可以利用此系统配置实验环境，管理班级、老师、学生的基本信息，查看学生的实验报告，收集学生上机实验结果。

学生可以利用此系统，提前查看上机实验及要求、在线提交实验报告等。

要求能够为每门课程、每个老师提供比较完善的解决方案.通过本系统的设计和开发不仅可以考查我综合运用以前所学知识的能力，同时也使我了解了当今网编程的一些新技术；锻炼了我的实际动手能力，对于我以后工作能力的培养具有重要的意义

1.3开发语言

1.3.1ASP.NET简介

ASP.net是一种建立在通用语言上的程序构架，能被用于一台Web服务器来建立强大的Web应用程序。

ASP.NET是著名的Microsoft公司开发的可视化软件开发工具。

ASP.NET被称为第四代编程语言，它具有简单、高效、功能强大的特点。

和JAVA相比，ASP.NET更简单、更易于掌握，而在功能上却丝毫不逊色；和Delphi相比，ASP.NET则功能更强大、更实用。

ASP.NET具有以下特点：

执行效率的大幅提高；世界级的工具支持；强大性和适应性；简单性和易学性；高效可管理性；多处理器环境的可靠性；自定义性；可扩展性安全性

ASP.NET具有以下的特性：

基于窗体和面向对象的方法，高速的编译器，强大的数据库支持，与Windows编程紧密结合，强大而成熟的组件技术。

ASP.NET提供了各种开发工具，包括集成环境、图像编辑（ImageEditor），以及各种开发数据库的应用程序，如DesktopDataBaseExpert等。

除此之外，还允许用户挂接其它的应用程序开发工具，如Microsoft公司的资源编辑器。

在ASP.NET众多的优势当中，它在数据库方面的特长显得尤为突出：

适应于多种数据库结构，从客户机／服务机模式到多层数据结构模式；高效率的数据库管理系统和新一代更先进的数据库引擎；最新的数据分析手段和提供大量的企业组件。

1.3.2SQLserver2005数据库介绍

Microsoft®SQLServer™2005由一系列相互协作的组件构成，不仅能满足最大的Windows应用程序和企业数据处理系统存储和分析数据的需要，还能为个人或小企业提供易于使用的数据存储服务，是现在通用数据库里面最流行、性能最好的数据库之一。

（1）关系数据库设计

关系型数据库应用数学方法来处理数据库中的数据，是支持关系模型的数据库系统。

关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成。

（2）关系数据结构设计

在本系统中通过利用SQLServer服务管理器来控制服务器上MicrosoftSQLServer2005组件的启动、暂停和停止。

这些组件在MicrosoftWindows7上作为服务运行，相对于每一个SQLServer实例都只有一个SQLServer服务实现运行调度的SQLServer管理任务的代理程序和全文本检索引擎以及管理分布式事务。

本系统中设计数据库时，按照关系数据库中的范式规则，将表中的重复字段和不相关字段进行合理划分，设计出来的数据库表格符合第二范式，减少了数据操作时的错误。

（3）关系操作集合设计

本系统根据SQL的语句定义标准，编写合理，实用，功能完善的操作语句，从而实现对数据库进行规范操作。

（4）关系完整性约束设计

本系统通过对外键的控制，在存储过程中编写一些合理，实用，功能完善的操作语句对数据库进行操作。

在数据库报损文件中删除的记录也应该在库存文件中删除，两个表格之间存在约束关系。

2.系统需求分析

2.1需求分析

近十年，国内高校发展和改革的步伐日趋加快，办学规模不断扩大，实验室建设的投入逐年增加。

面对规模庞大、事务烦杂的实验室管理工作，许多管理上的问题也逐渐暴露出来：

1、实验室的基本信息收集和管理还处于手工操作或者文档管理的阶段，缺少及时了解全校实验室各类信息的数据平台。

当评估检查或需要数据上报时就要加班加点赶材料，使本来就繁重的管理工作任务更加艰巨。

为了解决这一难题，学校需要建立基于网络的实验室信息数据库，来管理诸如实验项目、人员、用房、设备、实验室建设、日志文档等信息。

2、随着教务管理实行“学分制”改革的不断深入，教务开放选课已经全面铺开，传统的按照班级集体上实验课的模式很难实现“学分制”的要求，完全手工安排实验教学进度变得异常艰难。

为了解决这一难题，管理部门需要面向学生，开放实验室，进行开放式的实验教学管理，同时对实验成绩和学生教学反馈信息加以管理，以规范实践教学，提高教学质量。

3、实验室建设投入不断加大，部分大型精密仪器在正常的教学和科研以外还有大量时间处于闲置状态，造成了设备资源浪费。

为了解决这一难题，学校需要实行大型设备共享机制，面向校内外提供设备共享服务，提高资源使用率，创造设备效益。

4、国内大部分高校由多个校区构成，实验室主管部门和实验室之间缺少方便快捷的协作通道，教师和学生之间也缺少必要的沟通渠道，多个校区间的协同办公和沟通的成本加大。

为了解决这一难题，需要建立基于校园网络的信息共享和信息沟通渠道，提高工作效率，节约工作时间。

2.2解决方案

设计一个实验管理系统软件，目前国内外对管理系统的开发一般采用两种体系结构，C/S（客户机/服务器）和B/S（浏览器/服务器）。

合理选择一种开发体系模式和数据库开发技术是很重要的，对比两种开发模式和各种数据库开发技术，针对本管理系统的特点,采用浏览器/服务器（B/S）模式和ADO技术对数据库进行访问。

数据库前端应用程序的开发使用ASP.NET，后台数据库则采用MicrosoftSQLserver2000。

由于ASP.NET很好的封装了ADO组件，提供了直接访问ADO数据库的能力。

所以开发快速，也很方便的程序的发布。

2.3需求规定

2.3.1对功能的规定

●精度

本软件系统多为处理一些字符型数据，对数据精度的要求并不高，传统基本数据类型就可以满足，但要保证数据的安全性与正确性。

●时间特性要求

本系统需要部署在Web服务器上，处理及回应时间与服务器性能直接相关，由于处理的数据量不是太大，一般都可满足用户需求。

2.3.2对性能规定

★精度

本软件系统多为处理一些字符型数据，对数据精度的要求并不高，传统基本数据类型就可以满足，但要保证数据的安全性与正确性。

★时间特性要求

本系统需要部署在Web服务器上，处理及回应时间与服务器性能直接相关，由于处理的数据量不是太大，一般都可满足用户需求。

★故障处理要求

本系统主要故障集中在服务器端，不管是web服务器还是数据库服务器都有可能发生故障，多为数据库故障，平时要多注意数据备份，防止数据丢失，否则将是很严重的后果。

我们要求各实验室对数据库服务器对定时备份。

3.总体设计

本系统采用VisualStudio.NET构建一个有数据库支持的应用程序。

基于B/S方式的开放实验管理系统是基于网络环境实现高校实验开放管理的支撑系统。

它能实现实验教学计划管理，学生预约实验管理，人员管理，实验管理，系统资源与用户权限管理等功能，具有内容完整性、技术通用性、信息共享性和安全可靠性等优点。

3.1系统的总体结构

图3-1系统结构图

3.2总体思路原则

3.2.1标准性原则

此系统的开发采用标准的SQLSERVER2005网络数据库和ASP.NET标准的件开发平台，采用B/S方法，是一种通用的网络应用系统。

3.2.2先进性和可靠性原则

设计时，首先考虑使用稳定可靠的新产品和新技术。

使其具有必要的容错能力，采用国际上先进成熟的技术，使网络系统具有良好的先进性和可靠性。

但是在设计时考虑先进的技术时，一定考虑使用这的自身行业特点，将自身背景充分的考虑，提高建设的使用特性，只有这样才可以应用到实际中去，才可以物有值，投资建设才有实际益。

3.2.3可扩展性原则

为使用者提供一个先进开放的平台或空间。

在实验管理系统结构设计中，必须充分考虑未来信息的增长趋势，使实验管理系统具有可扩展性，为实验管理系统的扩充和技术化升级提供极大的方便，所有硬件和软件都必须具有良好的扩展和兼容性。

3.2.4安全性性原则

实验教学管理系统应具有足够的安全性，要求系统在应用软件、数据库等环节采用严格的安全措施，保证系统不受侵害。

在设计时应该保证系统软件的安全性，其次是应用软件必须解决使用中的安全漏洞，信息数据的加密，口令密码的有效加密，对向上发布的网站内容必须采取身份和验证和上载内容的认证防护措施，保证数据的正确和安全，将危险降到最低限度。

3.3系统的开发平台

编译语言：

ASP.NET；

操作系统：

Windowsxp；

数据库：

SQLServer2005；

界面开发：

ASP.Net；

浏览器：

IE7.0；

网络要求：

拨号、宽带、局域网连接到互联网。

3.4系统的主要功能

实验管理系统的主要功能包括以下几个方面：

用户的管理，含教师、学生，实验，实验室等有关信息的管理，学生对个人信息的管理等功能。

管理员模块主要由6个子模块构成。

学生管理模块：

该模块主要负责管理所有学生的个人信息。

主要功能包括添加，，修改，删除学生信息。

每个学生有唯一的学号。

管理员添加新生后，新生即可登陆此系统浏览个人信息。

登陆此系统的用户名和密码默认都是学生的学号。

教师管理模块：

该模块主要负责实验室管理操作。

主要功能是教师可以添加学生上机前的实验内容与要求，上机结束对学生提交的实验报告进行打分。

每个教师有唯一的编号。

实验管理模块：

该模块主要负责管理所有的实验。

主要功能包括添加，删除，修改实验。

只有教师才具有对实验信息进行维护的权限。

实验室管理模块：

该模块主要负责管理所有的实验室。

主要功能包括添加，删除，修改实验室。

只有管理员才具有对实验室信息进行维护的权限。

设备管理模块：

该模块主要负责管理所有的设备。

主要功能包括添加，删除，修改设备实验。

只有管理员才具有对设备信息进行维护的权限。

学生操作模块主要有4个方面的功能。

可查询个人信息，修改密码，查询实验内容及要求，实验结束在线提交实验报告等功能。

学生有唯一的学号，通过这个学号，可以操作各个功能。

3.5系统的结构

3.5.1系统的架构图

图3-2系统运行架构图

3.5.2系统的流程图

图3-4系统的流程图

3.5.3数据库部分关系图

图3-5部分数据库关系图

3.6数据库总体概述

实验管理系统采用SQLServer2005作为数据库平台主要是基于以下考虑：

首先，Windowsxp的平台使得无缝集成的SQLServer2005在其上面的运行更为流畅，性能也更为出色。

同时，使用ASP.NET提供的强大的数据库访问及其操作控件使得操作起SQLServer更加方便快捷。

其次，跟以前的版本相比，SQLServer2005提供的全文检索的特性使得2005版本的SQLServer在数据检索方面更胜一筹。

4.详细设计

4.1数据库表的设计

数据库在一个信息管理系统中占有非常重要的地位，数据库结构设计的好坏将直接对应用系统的效率以及实现的效果产生影响。

合理的数据库结构设计可以提高数据存储的效率，保证数据的完整和一致。

本系统主要用到了以下几张表：

管理员表：

图4-1Administer表

实验室设备表：

图4-2Equipment表

实验室表：

图4-3Expr_Room表

开课表：

图4-4KaiKe表

4.2用户登录设计

前台主页由HTML标记语言编写，体现出简单，大气，美观的特点。

页面的左面是用户登陆的输入文本框。

用户登陆界面设计比较简单，主要使用获取用户信息的TextBox控件和响应登陆操作的Button按钮控件。

登录模块主要是用来验证用户登录，用户输入登录账号和密码后，系统将对其进行验证它的合法性，合法的账号将进入系统。

同时系统获取该登录账户的权限，按照权限级别给予不同的操作功能。

如果用户名或者密码错误，系统将拒绝该账户的登录。

设计登录界面如图：

图4-5用户登录界面

在显示用户登陆窗体时，用户可以输入用户名和密码，系统将连接数据库中的Administer表来检验输入的用户信息。

如果是系统管理员就可以进入主界面而且拥有所有的功能，而一般的学生则没有系统功能。

如果输入的用户密码无法和数据库中对应则提示错误，为了引用配置文件中的数据库连接字符串并使用数据库提供程序提供的方法和类，在程序开始处要添加如下引用语句。

UsingSystem.Data.SqlClient;

4.3管理员功能模块设计

4.3.1管理员首页设计

管理员首页也是个静态页面。

页面的左边部分给出TreeView，分别是管理教师、学生信息，管理设备信息，管理实验室信息，管理实验室设备信息，以及开课计划。

右边部分为选择后的显示页面。

点击退出系统则返回登陆页面。

管理员主界面：

图4-6管理员主界面

4.3.2管理教师、学生信息模块设计

管理教师、学生信息模块页面包括查看、添加、修改、删除教师及学生信息几个功能。

在查看学生信息界面中通过GridView控件显示所有的教师、学生信息。

4.3.3管理实验室信息模块设计

管理实验室信息模块页面包括查看实验室信息和添加新实验室信息两个功能。

在查看设备信息界面中通过GriView控件显示所有的设备信息，并能进行更新、删除等操作。

在页面下边还增加了添加实验室功能。

添加新实验室信息由TextBox控件、Button控件和验证控件组成。

4.3.4管理实验室设备信息模块设计

管理实验室设备信息模块页面包括查看实验室设备信息和添加实验室设备信息。

在查看实验信息界面中通过GriView控件显示所有的实验信息，同样能进行更新、删除等操作。

添加新实验设备信息由TextBox控件、Button控件和验证控件组成。

4.3.5管理实验课程信息模块设计

管理课程信息模块页面包括查看课程信息和添加课程信息两个功能。

在查看实验课程信息界面中通过GridView控件显示所有的实验课程信息。

部分代码：

protectedvoidkke_RowEditing（objectsender,GridViewEditEventArgse）

{

kke.EditIndex=e.NewEditIndex;

bind（）;

}

protectedvoidkke_RowDeleting（objectsender,GridViewDeleteEventArgse）

{

stringsqlstr="deletefromKaiKewhereSb_ID='"+kke.DataKeys[e.RowIndex].Value.ToString（）+"'";

//sqlcon=newSqlConnection（strCon）;

stringstr="server=MENG;database=Shiyan;uid=sa;pwd=123";

SqlConnectioncon=newSqlConnection（str）;

SqlCommandcm=newSqlCommand（sqlstr,con）;

con.Open（）;

cm.ExecuteNonQuery（）;

con.Close（）;

bind（）;

}

protectedvoidkke_RowUpdating（objectsender,GridViewUpdateEventArgse）

{

stringstr="server=MENG;database=Shiyan;uid=sa;pwd=123";

SqlConnectioncon=newSqlConnection（str）;

stringsqlstr="updateKaiKesetCourse_ID='"

+（（TextBox）（kke.Rows[e.RowIndex].Cells[1].Controls[0]））.Text.ToString（）.Trim（）+"',T_Name='"

+（（TextBox）（kke.Rows[e.RowIndex].Cells[2].Controls[0]））.Text.ToString（）.Trim（）+"',C_ID='"

+（（TextBox）（kke.Rows[e.RowIndex].Cells[3].Controls[0]））.Text.ToString（）.Trim（）+"'whereSb_ID='"

+kke.DataKeys[e.RowIndex].Value.ToString（）+"'";

SqlCommandcm=newSqlCommand（sqlstr,con）;

con.Open（）;

cm.ExecuteNonQuery（）;

con.Cl