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演示視頻：

4  總體設(shè)計

3.1 概述

本階段設(shè)計的基本目標(biāo)是解決系統(tǒng)如何實現(xiàn)問題，也叫做概要設(shè)計，本階段主要任務(wù)是劃分出系統(tǒng)的物理元素及設(shè)計軟件的結(jié)構(gòu)，完成軟件定義時期的任務(wù)之后就應(yīng)該對系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計，即根據(jù)系統(tǒng)分析產(chǎn)生的分析結(jié)果來確定這個系統(tǒng)由哪些系統(tǒng)和模塊組成，這些系統(tǒng)和模塊又如何有機的結(jié)合在一起，每個模塊的功能如何實現(xiàn)。系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)是使系統(tǒng)實現(xiàn)擁有所要求的功能，同時，力爭達(dá)到高效率、高可靠性、可修改性，并且容易掌握和使用。

模塊化的依據(jù)是：把復(fù)雜問題分解成許多容易解決的小問題。原來的問題也就變得容易解決。模塊化設(shè)計是把大型軟件按照一定的原則劃分成一個較小的相對功能獨立又相關(guān)聯(lián)的模塊。每個模塊完成一個特定的子功能。把這些模塊結(jié)合起來組成一個整體。完成指定的功能，滿足問題的要求。采用模塊化原理的優(yōu)點在于可以使軟件結(jié)構(gòu)清晰，容易測試和調(diào)試。從而提高軟件的可靠性，可修改性。有助于軟件開發(fā)的組織管理。一個大型軟件可分別編寫不同的模塊。模塊化理論的幾個重要概念如下：

(1)抽象

抽象就是抽象出事物的本質(zhì)特性而暫時不考慮它們的細(xì)節(jié)。處理復(fù)雜系統(tǒng)唯一有效的方法是用層次的方式構(gòu)造和分析它。一個復(fù)雜的動態(tài)系統(tǒng)首先可以用一些gaoji的抽象概念構(gòu)造和理解，這些gaoji概念又可以用一些較低級的理解，直到Zui低層次的具體元素。

(2)信息隱蔽和局部化

信息隱蔽是指在設(shè)計和確定模塊時，應(yīng)使得一個模塊內(nèi)包含的信息對于不需要這些信息的模塊來說，是不能訪問。

局部化是指把一些關(guān)系密切的軟件元素物理的放得彼此靠近。局部化有助于實現(xiàn)信息隱蔽。

信息隱蔽原理和局部化有助于在測試期間以及軟件維護(hù)期間修改軟件。因為絕大多數(shù)數(shù)據(jù)和過程對于軟件的其它部分而言是隱蔽的，從而由疏忽引入的錯誤就很少可能傳播到軟件的其它部分。

(3)逐步求精的模塊化概念

逐步求精和模塊化的抽象是密切相關(guān)的。軟件結(jié)構(gòu)每一層中模塊表示對軟件抽象層次的次細(xì)化。用自頂向下，逐步求精的方法由抽象到具體的方式分配控制，簡化了軟件設(shè)計和實施，提高了軟件的可理解性和可測試性，并使得軟件更容易維護(hù)。

(4).模塊獨立性

模塊的劃分要使模塊間盡可能的相互獨立，獨立模塊較易維護(hù)。度量模塊的獨立程度有兩個標(biāo)準(zhǔn)：內(nèi)聚和耦合。耦合是對一個軟件結(jié)構(gòu)內(nèi)不同模塊之間互連程度的度量。耦合強弱取決于模塊間接口的復(fù)雜程度，進(jìn)入或訪問一個模塊的點，以及通過接口的數(shù)。

在軟件的設(shè)計中應(yīng)追求盡可能松散的耦合。內(nèi)聚標(biāo)志一個模塊內(nèi)各個元素彼此結(jié)合的緊密程度，它是信息隱藏和局部化概念的自然擴展，理想內(nèi)聚的模塊只做一件事情。在設(shè)計時應(yīng)力求做到高內(nèi)聚。

3.2 系統(tǒng)功能劃分

經(jīng)過對系統(tǒng)的需求分析，將整個系統(tǒng)分為四部分：學(xué)生子系統(tǒng)、教學(xué)管理員子系統(tǒng)、教師操作子系統(tǒng)及管理員子系統(tǒng)。

    學(xué)生子系統(tǒng)比較簡單，主要完成學(xué)生網(wǎng)上課程成績查詢的功能及密碼修改的功能。學(xué)生以學(xué)號及密碼的身份進(jìn)行登錄。

管理員子系統(tǒng)完成此系統(tǒng)的管理維護(hù)操作，主要包括學(xué)生信息管理模塊，課程管理模塊，班級信息的模塊，成績管理模塊，教師管理模塊，獲獎人員生成，開課信息管理。

教學(xué)管理員子系統(tǒng)完成教學(xué)的管理維護(hù)操作，主要包括教師信息，課程管理模塊，班級信息的模塊，開課信息管理。

教師管理子系統(tǒng)完成學(xué)生成績信息的管理維護(hù)操作，主要包括學(xué)生信息管理，成績信息錄入，成績信息管理，獲獎人員生成模塊。

3.3 系統(tǒng)功能描述

1．學(xué)生成績查詢模塊

本模塊完成學(xué)生成績的查詢功能，進(jìn)入本模塊，學(xué)生可以查詢自己課程到期末時所得的成績的信息。該成績由系統(tǒng)教師或管理員在后臺錄入，學(xué)生只能查詢自己的成績的信息。成績信息包括，所選的課程編號，課程名稱和自己的該課程的得分情況。

2．學(xué)生密碼修改模塊

    學(xué)生的基本信息是由管理員從后臺添加的，每個學(xué)生的基本信息添加后，系統(tǒng)會自動生成一個密碼123，所有同學(xué)的密碼初使值是相同的，學(xué)生使用初使密碼登錄后，為保證自己信息的安全性，用戶可以修改自己密碼。

2．課程管理模塊

課程管理模塊完成學(xué)校開設(shè)的課程的管理功能，包括課程的添加，課程的刪除，課程的修改及課程的查詢。

3．開課信息管理模塊

    管理員或教學(xué)管理員可以為學(xué)校的班級安排開設(shè)課程的信息，進(jìn)行操作時，需要選擇班級，開設(shè)的課程及教課教師的信息。

4．成績管理模塊

學(xué)生成績管理模塊完成學(xué)生課程成績的錄入功能及管理功能，操作員可以錄入學(xué)生的成績情況。也可以按學(xué)生的姓名進(jìn)行成績的查詢。

5．班級管理模塊

班級管理模塊完成學(xué)校的班級信息的添加，刪除及修改功能，班級的信息包括班級名，所屬專業(yè)，班級的人數(shù)及班主任。

6．教師管理模塊

教師管理模塊完成學(xué)校教師信息的添加、刪除及修改的功能，教師信息包括教師姓名，性別，專業(yè)，職稱，備注等信息。

7．獲獎學(xué)生管理

獲獎學(xué)生管理模塊根據(jù)學(xué)生的成績信息，進(jìn)行排名，按平均分從大到小排列，教師可以輸入一個分值，篩選大于此分值的學(xué)生信息。

教學(xué)管理員及教師管理部分的功能模塊與管理員管理的部分功能模塊相同，所以不再描述。

3.4 數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)設(shè)計

在系統(tǒng)設(shè)計的開始，我首先考慮的是如何用數(shù)據(jù)模型來數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)與語義，以對現(xiàn)實世界進(jìn)行抽象。目前廣泛使用的數(shù)據(jù)模型可分為兩種類型，一種是獨立于計算機系統(tǒng)的“概念數(shù)據(jù)模型”，如“實體聯(lián)系模型”；另一種是直接面向數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)的“結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型”。在本系統(tǒng)中我采用“實體聯(lián)系模型”（ER模型）來描述數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)與語義，以對現(xiàn)實世界進(jìn)行第一次抽象。

E-R圖也稱實體-聯(lián)系圖(Entity Relationship Diagram)，提供了表示實體類型、屬性和聯(lián)系的方法，用來描述現(xiàn)實世界的概念模型。E-R方法是“實體-聯(lián)系方法”（Entity-Relationship Approach）的簡稱。它是描述現(xiàn)實世界概念結(jié)構(gòu)模型的有效方法。是表示概念模型的一種方式，用矩形表示實體型，矩形框內(nèi)寫明實體名；用橢圓表示實體的屬性，并用無向邊將其與相應(yīng)的實體型連接起來；用菱形表示實體型之間的聯(lián)系，在菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名，并用無向邊分別與有關(guān)實體型連接起來，同時在無向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型（1:1,1:n或m:n）。在ER圖中有四個成分：

矩形框：表示實體，在框中記入實體名。

菱形框：表示聯(lián)系，在框中記入聯(lián)系名。

橢圓形框：表示實體或聯(lián)系的屬性，將屬性名記入框中。對于主屬性名，則在其名稱下劃一下劃線。

連線：實體與屬性之間；實體與聯(lián)系之間；聯(lián)系與屬性之間用直線相連，并在直線上標(biāo)注聯(lián)系的類型。（對于一對一聯(lián)系，要在兩個實體連線方向各寫1； 對于一對多聯(lián)系，要在一的一方寫1，多的一方寫N；對于多對多關(guān)系，則要在兩個實體連線方向各寫N,M。)

ER模型直接從現(xiàn)實世界抽象出實體類型及實體間聯(lián)系，然后用ER圖來表示數(shù)據(jù)模型。它有兩個明顯的優(yōu)點：接近于人的思維，容易理解；與計算機無關(guān)，用戶容易接受。

本系統(tǒng)包括的實體有學(xué)生實體，教師實體，課程實體，班級實體等。 

圖3-1 學(xué)生實體屬性圖

圖3-2 課程實體屬性圖

圖3-3 班級信息實體屬性圖

圖3-4 教師實體屬性圖

圖3-5 學(xué)生和班級關(guān)系E-R圖

圖3-6 課程和班級關(guān)系E-R圖

圖3-7 教師與課程關(guān)系E-R圖

  圖3-8 學(xué)生與課程關(guān)系E-R圖

圖3-9 各實體總體E-R圖