摘 要
科技进步的飞速发展引起人们日常生活的巨大变化，电子信息技术的飞速发展使得电子信息技术的各个领域的应用水平得到普及和应用。信息时代的到来已成为不可阻挡的时尚潮流，人类发展的历史正进入一个新时代。在现实运用中，应用软件的工作规则和开发步骤，采用Java技术建设学生信息管理。
本设计主要实现集人性化、高效率、便捷等优点于一身的学生信息管理，完成用户管理、班级管理、成绩管理等功能模块。系统通过浏览器与服务器进行通信，实现数据的交互与变更。本系统通过科学的管理方式、便捷的服务提高了工作效率，减少了数据存储上的错误和遗漏。学生信息管理使用Java语言，采用基于 MVC模式的springboot技术进行开发，使用 MyEclipse 2017 CI 10 编译器编写，数据方面主要采用的是微软的MySQL关系型数据库来作为数据存储媒介，配合前台HTML+CSS 技术完成系统的开发。
关键词：学生信息管理；Java语言；关系型数据库；数据存储
Design and implementation of student information management
Abstract
The rapid development of scientific and technological progress has caused great changes in people’s daily life. The rapid development of electronic information technology has popularized and applied the application level of electronic information technology in various fields. The advent of the information age has become an irresistible fashion trend, and the history of human development is entering a new era. In practical application, according to the working rules and development steps of application software, Java technology is used to build student information management.
This design mainly realizes the student information management integrating the advantages of humanization, high efficiency and convenience, and completes the functional modules such as user management, class management and score management. The system communicates with the server through the browser to realize the interaction and change of data. Through scientific management and convenient service, the system improves work efficiency and reduces errors and omissions in data storage. The student information management uses Java language, adopts springboot technology based on MVC mode for development, and uses MyEclipse 2017 CI 10 compiler to write. In terms of data, it mainly uses Microsoft’s MySQL relational database as the data storage medium, and cooperates with the foreground HTML + CSS technology to complete the development of the system.
Key words:Student information management; Java language; Relational database; datastorage
目 录
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本文的组织结构
第2章 相关技术介绍
2.1开发技术
2.2 MVVM模式
2.3 Mysql数据库
2.4 B/S结构
2.5 spring boot框架介绍
2.6 Vue.js主要功能
第3章 系统分析
3.1 可行性分析
3.1.1 技术可行性分析
3.1.2 经济可行性分析
3.1.3 操作可行性分析
3.2 功能需求分析
3.3 非功能需求分析
3.4 数据流程分析
第4章 系统设计
4.1 系统架构设计
4.2 系统功能结构
4.3 功能模块设计
4.4 表单字段校验处理设计
4.5 系统维护设计
4.6 数据库设计
4.6.1 概念模型
4.6.2 关系模型
4.6.3 数据表
第5章 系统实现 16
5.1 登录模块的实现 16
5.2 用户子系统模块的实现 19
5.2.1 用户首页模块
5.2.2 个人资料模块
5.2.3 成绩模块
5.3 管理员子系统模块的实现 22
5.3.1 学生管理模块 22
5.3.2 个人资料管理模块 23
5.3.3 班级管理模块 24
5.3.4 学生成绩管理模块 27
第6章 系统测试
6.1 测试目的
6.2 测试过程
6.3 测试结果
第7章 总结与展望
参考文献
致谢
- 绪论
- 研究背景与意义
随着各个学校校园网的建设和Internet技术的引进，基于校园网和Internet 的系统开发也蓬勃发展。学生信息管理是各个学校教学的一项重要工作，现代化的学生信息需要现代化的信息管理系统支持。从20世纪90年代开始，为适应新世纪人才培养的目标，国内高校教育体制进行了大规模的改革。
研究背景：
随着计算机技术的飞速发展和网络时代的到来，我们已经进入了信息化的时代，有人也称之为数字化的时代。在这个数字化时代里，各个高校在各方面的信息管理工作都受到了极大的挑战。随着各个高校的教育规模不断的发展扩大，学生人数急剧的增加，有关学生的各种信息量也成倍增长。也带来了各个高校教育发展过程中的一个重要的问题，就是学生信息的管理问题。面对庞大的信息量就需要有一个学生信息管理系统来提高学生信息管理工作的效率，做到信息的规范管理、科学统计和快速查询，以减少查询工作方面的工作量。
近年来，越来越多的用户认识到管理信息的重要性，纷纷开始选择适合自己的信息管理系统。学生信息管理系统就是根据这些因素来设计和开发的。
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- 国内外研究现状
国外研究动态：
随着国外经济的持续发展，高校办学规模的扩大，学生的数量也成倍增长，学生信息管理的模式也发生了变革，并随着计算机科学技术的不断发展，使得信息管理系统在各个领域发挥着越来越重要的作用。
国外的教学科研软件与国内相比开发的早而且比较成熟。早在七十年代末，美国就建成了NSFNET(国家科学基金网)，其课题的申报及课题的进展情况汇报都在网上进行。其网上学生在线选课系统也十分完善，世界各地的学生可以坐在家里通过互联网完成入学报名、选课、考试、毕业论文、取得学位这一学习生活的全过程。目前，国际上已具规模的远程教育学校就有数百所之多，网上教育正在各地发挥着巨大的作用，为世界各国培养出大批人才。所有这些都表明，基于Internet的校园网的应用已深入到校园内的各个方面。
国内的研究动态：
随着我国高等教育的发展，在信息化和数字化的背景下，国内高校迫切需要提高教育工作的质量与效率，数字化校园将成为一种必然的趋势，并逐步走向成熟。
而学生信息管理工作是高校信息管理工作的重要组成部分，许多高校都针对自己学校的规模和特点开发出了学生信息管理系统，将管理人员从繁杂的日常事务性工作中解脱出来，提高了工作效率，实现了信息共享。国内一些高校及软件公司也纷纷看好这一有着广阔市场前景的软件开发,但是从现有高校的学生信息管理系统来看还存在很多的问题，主要是:
1.功能单一。一个系统只为了解决- -个具体的问题而开发的。各个相关系统间没有紧密、有效的联系，影响了信息的重用和共享。
2.系统孤立。许多系统还处于单机应用状态，即仅限于负责此项业务的管理人员用，没有很好实现纵向及横向的管理工作的紧密联系，而且交互性差，造成信息重复采集、重复统计。同时，系统之间的孤立也会在查询信息时查找不完全，不能提供充分的信息。
3.在软件的使用上，大多数只是停留在日常办公的角度，缺乏综合分析能力。另外，学生信息管理系统还存在可扩充性和灵活性差，缺乏强有力后续技术支持，无法不断完善系统，适应学校的发展需要,致使这些软件运行了一段时间后中途废弃或搁置，造成很大的浪费。
因此，研发的学生信息管理系统运用计算机辅助选课，即能实时地对大量选课数据进行检验和统计，十分方便地输出选课结果，同时也避免了人工处理时容易产生的错误。
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- 本文的组织结构
第一章是绪论，本文章的开头部分，对本题目的研究背景和研究意义等一些做文字性的描述。
第二章研究了学生信息管理的所采用的开发技术和开发工具。
第三章是系统分析部分，包括系统总体需求描述、功能性角度分析系统需求、非功能性等各个方面分析系统是否可以实现。
第四章是系统设计部分，本文章的重要部分，提供了系统架构的详细设计和一些主要功能模块的设计说明。
第五章是系统的具体实现，介绍系统的各个模块的具体实现。
第六章在前几章的基础上对系统进行测试和运行。
最后对系统进行了认真的总结，以此对未来有一个新的展望。
- 相关技术介绍
- 开发技术
本系统前端框架采用了比较流行的渐进式JavaScript框架Vue.js。使用Vue-Router和Vuex实现动态路由和全局状态管理,Ajax实现前后端通信，Element UI组件库使页面快速成型。后端部分：采用springboot作为开发框架，同时集成MyBatis、Redis等相关技术。
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- MVVM模式
MVVM是Model-View-ViewModel的简写。它本质上就是MVC 的改进版。MVVM 就是将其中的View 的状态和行为抽象化，让我们将视图 UI 和业务逻辑分开。当然这些事 ViewModel 已经帮我们做了，它可以取出 Model 的数据同时帮忙处理 View 中由于需要展示内容而涉及的业务逻辑。微软的WPF带来了新的技术体验，如Silverlight、音频、视频、3D、动画……，这导致了软件UI层更加细节化、可定制化。同时，在技术层面，WPF也带来了 诸如Binding、Dependency Property、Routed Events、Command、DataTemplate、ControlTemplate等新特性。MVVM（Model-View-ViewModel）框架的由来便是MVP（Model-View-Presenter）模式与WPF结合的应用方式时发展演变过来的一种新型架构框架。它立足于原有MVP框架并且把WPF的新特性糅合进去，以应对客户日益复杂的需求变化。
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- MySQL数据库
科技的进步，给日常带来许多便利：教室的投影器用到了虚拟成像技术，数码相机用到了光电检测技术，比如超市货物进出库的记录需要一个信息仓库。这个信息仓库就是数据库，而这次的敬老院管理系统也需要这项技术的支持。
用MySQL这个软件，是因为它能接受多个使用者访问，而且里面存在Archive等。它会先把数据进行分类，然后分别保存在表里，这样的特别操作就会提高数据管理系统自身的速度，让数据库能被灵活运用。MySQL的代码是公开的，而且允许别人二次编译升级。这个特点能够降低使用者的成本，再搭配合适的软件后形成一个良好的网站系统。虽然它有缺点，但是综合各方面来说，它是使用者的主流运用的对象。
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- B/S结构
B/S（Browser/Server）比前身架构更为省事的架构。它借助Web server完成数据的传递交流。只需要下载浏览器作为客户端，那么工作就达到“瘦身”效果， 不需要考虑不停装软件的问题。
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- spring boot框架介绍
Spring框架是Java平台上的一种开源应用框架，提供具有控制反转特性的容器。尽管Spring框架自身对编程模型没有限制，但其在Java应用中的频繁使用让它备受青睐，以至于后来让它作为EJB（EnterpriseJavaBeans）模型的补充，甚至是替补。Spring框架为开发提供了一系列的解决方案，比如利用控制反转的核心特性，并通过依赖注入实现控制反转来实现管理对象生命周期容器化，利用面向切面编程进行声明式的事务管理，整合多种持久化技术管理数据访问，提供大量优秀的Web框架方便开发等等。Spring框架具有控制反转（IOC）特性，IOC旨在方便学生成绩维护和测试，它提供了一种通过Java的反射机制对Java对象进行统一的配置和管理的方法。Spring框架利用容器管理对象的生命周期，容器可以通过扫描XML文件或类上特定Java注解来配置对象，开发者可以通过依赖查找或依赖注入来获得对象。Spring框架具有面向切面编程（AOP）框架，SpringAOP框架基于代理模式，同时运行时可配置；AOP框架主要针对模块之间的交叉关注点进行模块化。Spring框架的AOP框架仅提供基本的AOP特性，虽无法与AspectJ框架相比，但通过与AspectJ的集成，也可以满足基本需求。Spring框架下的事务管理、远程访问等功能均可以通过使用SpringAOP技术实现。Spring的事务管理框架为Java平台带来了一种抽象机制，使本地和全局事务以及嵌套事务能够与保存点一起工作，并且几乎可以在Java平台的任何环境中工作。Spring集成多种事务模板，系统可以通过事务模板、XML或Java注解进行事务配置，并且事务框架集成了消息传递和缓存等功能。Spring的数据访问框架解决了开发人员在应用程序中使用数据库时遇到的常见困难。它不仅对Java:JDBC、iBATS/MyBATIs、Hibernate、Java数据对象（JDO）、ApacheOJB和ApacheCayne等所有流行的数据访问框架中提供支持，同时还可以与Spring的事务管理一起使用，为数据访问提供了灵活的抽象。Spring框架最初是没有打算构建一个自己的WebMVC框架，其开发人员在开发过程中认为现有的StrutsWeb框架的呈现层和请求处理层之间以及请求处理层和模型之间的分离不够，于是创建了SpringMVC。
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- Vue.js 主要功能
Vue.js是一套构建用户界面的渐进式框架。与其他重量级框架不同的是，Vue采用自底向上增量开发的设计。Vue 的核心库只关注视图层，并且非常容易学习，非常容易与其它库或已有学生成绩整合。另一方面，Vue 完全有能力驱动采用单文件组件和Vue生态系统支持的库开发的复杂单页应用。
Vue.js 的目标是通过尽可能简单的 API 实现响应的数据绑定和组合的视图组件。
Vue.js 自身不是一个全能框架——它只聚焦于视图层。因此它非常容易学习，非常容易与其它库或已有学生成绩整合。另一方面，在与相关工具和支持库一起使用时，Vue.js 也能驱动复杂的单页应用。
- 系统分析
- 可行性分析
本次设计基于B/S 模式下，运用Java技术采用的是MySQL数据库和Myeclipse实现，总体的可行性共分为以下三个方面。
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- 技术可行性分析
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所谓的技术可行性就是在限定时间，前期拟定的功能能否被满足。在开发设计上是否会遇上解决不了的问题。做完的学生成绩能否被很好地应用，如果存在缺点在后期的维护上是否存在很大的难度。在对这个系统评估后，认定已存在的技术能达成目标。用JSP技术来实现动态的页面，嵌入低依赖性的设计模式，灵活的数据库，配合稳定的服务器，整个系统的运行效率大大提升。由此可见，在技术层面达成目标不是非非之想。
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- 经济可行性分析
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在学生成绩上使用的工具大部分都是是当下流行开源免费的，所以在开发前期，开发时用于学生成绩的经费将会大大降低，不会让开发该软件在学生成绩启动期受到经费的影响，所以经济上还是可行的。尽量用最少的花费去满足用户的需求。省下经费用于人工费，以及设备费用。将在无纸化，高效率的道路上越走越远。
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- 操作可行性分析
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本系统实现功能的操作很简单，普通电脑的常见配置就可以运行本软件，并且只要粗通电脑使用的基本常识就可以流畅的使用本软件。电脑具备连接互联网的能力，并且可以正常访问系统，并不需要操作者有什么高超的能力，只需了解业务流程，并且按照专业知识进行正确操作即可，所以学生信息管理具备操作可行性。
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- 功能需求分析
在系统开发设计前，应该对功能做初步设想，清楚这个管理系统有什么板块，每个板块有什么功能，整体的设计是否满足使用者的需求，接着对所开发的系统功能进行的详细分析总结，从而设计出完整的系统并将其实现。用户和开发人员的交流分析，使其达到最佳理解程度，使系统功能达到最佳。
学生用例图如下所示。
图3-1 学生用例图
管理员用例图如下所示。
图3-2 管理员用例图
学生信息管理在对需求做解析后，整个系统主要分为两个部分：管理员和学生，每个模块下的分支功能不一样。对功能做出如下说明：
学生模块：
账号登录认证。
管理个人资料信息，修改可修改的信息项。
成绩信息查询，查询个人成绩等。
管理员模块：
维护学生，审核学生的账号，可以冻结学生的登录权限，或者删除学生账号。
发布成绩，并可以销毁某个学生成绩，更新成绩数据，模糊搜索成绩数据等。
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- 非功能需求分析
系统非功能需求有非常多，比如性能需求、可承载最大用户数、稳定性、易用性需求等。本系统分析时考虑到易用性需求，因为系统是给人使用的，所以必须充分从用户的角度出发，考虑用户体验，使系统易理解易上手易操作。
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- 数据流程分析
一层数据流程图包括了登录注册、用户功能和检索维护等模块，在登录个人资料模块使用到的数据存储有用户账户文档，用户功能模块需要的存储是用户各功能模块数据文档，检索维护是使用以上这些数据文档通过关键词进行检索。
系统的一层数据流图如下图所示。
图3-2系统数据流图（一层）
二层数据流程是对一层数据流层图中填写登录注册信息、用户功能的细化。即：填写登录注册信息细化为填制信息、后台审核，用户功能细化为成绩管理、班级管理等操作。
系统的二层数据流图如下图所示。
图3-4系统数据流图（二层）
- 系统设计
- 系统架构设计
目前B/S体系的系统主要的数据访问方式是：通过浏览器页面用户可以进入系统，系统可以自动对用户向服务器发送的请求进行处理，处理请求是在系统后台中进行的，用户在浏览器页面上进行相应操作，就能够看到服务端传递的处理结果。学生信息管理主要分为视图-模型-控制三层架构设计。在视图层中，主要是操作在服务器端向客户端反馈并显示的数据，在模型层中，主要处理相关的业务逻辑、数据整合等，最后的控制层它介于视图和模型之间，主要是调整两层之间的关系，最终落实数据的传递。
系统架构图如下图所示。
图4-1系统架构图
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- 系统功能结构
系统设计的目的是分析系统包括的所有功能结构，为开发人员设计开发和实现系统做好准备工作。经过前期的需求调查、分析和整理之后，确定的总体需求主要包括多个模块，分别是：学生管理、学生请假、班级管理、学生成绩管理、意见反馈、疫情打卡、通知公告。系统整体角色分为两个部分，一是管理员、二是学生。权限分布也是很明显，学生是在除去浏览信息之外还具有查询和管理自己账户信息、学生请假、疫情打卡、通知公告、成绩管理、意见反馈等权限；管理员是最高权限拥有者。
系统功能结构图如下图所示。
图4-2系统功能结构图
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- 功能模块设计
用户管理模块
该模块是为所有用户登录设计的，如学生登录后只能进行自己的普通功能操作(如个人信息修改），管理员和超级管理员登录后有不同的权限，管理员不能超越权限。超级管理员能对整个系统的数据进行管理，主要是用户的登录权限以及用户登录后在系统里的操作权限。
学生成绩模块
学生录入成绩数据，点击成绩录入按钮，依次填写要录入的成绩数据，点击提交按钮，将数据提交至数据库，然后刷新成绩数据页面，每条数据右边有删除和编辑按钮，来完成相应的删除和更新功能。
班级维护模块
学生录入班级数据，点击班级录入按钮，依次填写要录入的班级数据，点击提交按钮，将数据提交至数据库，然后刷新班级数据页面，每条数据右边有删除和编辑按钮，来完成相应的删除和更新功能。
通知维护模块
管理员点击通知管理菜单，点击通知添加子菜单，添加通知数据，填写标题、内容、类别、图片，提交成功后，通知数据页面刷新，新数据成功载入页面。
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- 表单字段校验处理设计
1.出错信息类型
出错信息类型包括：
A 未输入必填项；
B 应输入合法字符或数字却输入非法字符或数字；
C 对空数据表进行更改或删除操作；
D 向要求唯一值的关键字段添加重复值。
2.出错处理对策
对于错误A，系统要求用户输入非空值。
对于错误B，系统要求用户输入合法字符。
对于错误C，系统提示数据表无记录可更改或删除。
对于错误D，系统要求用户输入非重复值。
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- 系统维护设计
学生信息管理是个现代化的高度集成的综合信息系统，系统主要服务对象为用户，最大化在页面中提供多的信息，因此在系统维护上，数据量较大，整体的维护设计如下：
（1）代码的维护：部署在云服务器上或本地服务器，通过SVN或FTP保持版本更新迭代。
（2）功能增加：功能升级在必要的前提下。
（3）数据维护：根据安全性等需求，定期对数据库进行人工备份。
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- 数据库设计
- 概念模型
- 数据库设计
对于一个要开发的系统来说，E-R图可以让别人能更快更轻松的了解此系统的事务及它们之间的关系。根据系统分析阶段所得出的结论确定了在学生信息管理中存在着多个实体分别是用学生、成绩、班级。
系统总体ER图如下图所示。
图4-4系统总体ER图
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- 关系模型
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管理员（管理员id、用户名、密码、权限）
学生（学生id、学号、学生姓名、性别、年级、班级名称、审核状态、用户id）
班级（班级id、班主任、班级名称、联系电话、班级人数）
成绩（成绩id、学生、课程、考试名称、成绩）
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- 数据表
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数据库逻辑结构就是将E-R图在数据库中用具体的字段进行描述。用字段和数据类型描述来使对象特征实体化，最后形成具有一定逻辑关系的数据库表结构。学生信息管理所需要的部分数据结构表如下表所示。
student表：
|
名称 |
类型 |
长度 |
不是null |
主键 |
注释 |
|
student_id |
int |
11 |
是 |
是 |
学生ID |
|
student_number |
varchar |
64 |
是 |
否 |
学号 |
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student_name |
varchar |
64 |
否 |
否 |
学生姓名 |
|
gender |
varchar |
64 |
否 |
否 |
性别 |
|
grade |
varchar |
64 |
否 |
否 |
年级 |
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class_name |
varchar |
64 |
否 |
否 |
班级名称 |
|
examine_state |
varchar |
16 |
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