Web 端的教务管理系统

软件需求

1 引言

1.1 编写目的

旨在为全校的教务管理提供一个方便的公共平台，让繁杂的教务管理变的简单易行。

本说明书将要说明系统在技术上的具体需求，要实现的具体功能，指出实现系统的方法与途径，为后来的各项工作进行起着指导作用。

《软件需求说明书》的预期读者为：

（1）对相关业务技术和总体方案做决策的管理人员和质量管理人员

（2）对本《软件需求说明书》进行评审和确认的有关业务、技术人员

（3）参加概要设计和详细设计阶段工作的全体设计人员、开发人员

（4）教务管理系统项目组，其他有权需要调用本文档的人员

1.2 背景

随着计算机网络和软件的发展，人们的生活发生了很大改变，同时计算机网络也已经成为人们生活中的重要组成部分，尤其是在信息管理方面，这是很大的跨度，从纸质办公到无纸办公。发展到这一步似乎已经是很大的进步了，但是这并不能很好的满足人们的需求。由于人们要处理、收集、管理的信息量越来越大，都用数据仓库来进行描述了，对信息管理系统的要求也就越来越高，现有的系统已经不能满足对当前信息的管理，因此对信息管理系统的要求也就越来越高，现有的系统已经不能满足对当前信息的管理，因此对信息管理系统的升级或改进势在必行。人们利用计算机软件、硬件和计算机网络对信息进行管理时，不仅是收集数据、整理数据、存储数据，更重要的是维护数据的安全，这对系统的要求就要高的多。通过对现有系统的改进，提高其性能，如并发性，这尤其对学生信息管理系统来说很重要，因为有时所有学生会同时使用系统进行选课，如果并发性太低的话就会造成系统瘫痪，因此，分析文档，分析现有系统，解决现有系统的不足，开发新的信息管理系统，给信息数据提供高效的、可行的管理。

信息管理系统的出现，为人们管理信息提供了很大的效率和节省了大量的人力资源和财力资源。随着社会的发展，信息管理系统的使用越来越多，尤其是几乎所有中学和大学都是用了信息管理系统，特别是在高校，面对这么大的学生数据需要管理，原来的系统已不能满足这种管理需求，因此，要在现有系统的而基础上提高和扩展系统的功能，更好的满足对更加庞大的数据的管理。

1.3 定义

AJAX：一种用于创建快速动态网页的技术。在无需重新加载整个网页的情况下，能够进行部分网页的更新。
TCP：传输控制协议，是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。
SQLAlchemy：Python 编程语言下的一款开源软件。提供了 SQL 工具包及对象关系映射工具，采用简单的 Python 语言，为高效和高性能的数据库访问设计，实现了完整的企业级持久模型。
HTTP：超文本传输协议，是互联网上应用最为广泛的一种网络协议。所有的 WWW 文件都必须遵守这个标准。
交互界面：是人和计算机进行信息交换的通道，用户通过交互界面向计算机输入信息、进行操作，计算机则通过交互界面向用户提供信息，以供阅读、分析和判断。
Web 应用后端 /后端：运行在 Linux 服务器上的，处理并响应用户请求，访问和操作数据库，实现业务逻辑的软件
Linux：是一套免费使用和自由传播的类 Unix 操作系统，是一个基于 POSIX 和 UNIX 的多用户、多任务、支持多线程和多 CPU 的操作系统。

1.4 参考资料

Hypertext Transfer Protocol -- HTTP/1.1 (RFC 2616) https://tools.ietf.org/html/rfc2616
TCP http://www.tcpipguide.com/
《需求分析》 David C.Hey 著，清华大学出版社 2003 年出版
《实用软件需求》 Kovitz , Benjamin L 著，机械工业出版社 2005 年出版
《需求分析与系统设计》 Maciaszek, Leszek A. 著，机械工业出版社，中信出版设 2003 年出版

2 任务概述

2.1 目标

叙述该项软件开发的意图、应用目标、作用范围以及其他应向读者说明的有关该软件开发的背景材料。解释被开发软件与其他有关软件之间的关系。如果本软件产品是一项独立的软件，而且全部内容自含，则说明这一点。如果所定义的产品是一个更大的系统的一个组成部分，则应说明本产品与该系统中其他各组成部分之间的关系，为此可使用一张方框图来说明该系统的组成和本产品同其他各部分的联系和接口。

开发意图：

本项目的开发旨在方便查阅学生信息管理,教师课程信息管理和学生选课查分等活动。

应用目标：本系统应用于软件学院的教学过程，方便师生，提高教学效率，具有很强的实用性。该系统实现教学资源和信息的整合和发布等主要功能。教师通过本系统发布教学资源及信息。学生通过该系统轻松顺利的完成学业。

背景资料：

开发学生管理系统能够为用户提供充足的信息和快捷的查询手段。作为计算机应用的一部分，使用计算机对学籍信息进行管理，具有着手工管理所无法比拟的优点。如检索迅速、查找方便、成本低等。这些优点能极大提高学生档案管理的效率。通过这份软件产品需求分析报告详尽说明了该软件产品的需求规格，从而对学生管理系统进行准确的定义。

2.2 用户的特点

列出本软件的最终用户的特点，充分说明操作人员、维护人员的教育水平和技术专长，以及本软件的预期使甩频度。这些是软件设计工作的重要约束

本软件最终用户特点是对教师和学生资料统筹管理及登陆查询

操作人员为本校学生及任课教师，学院领导，对其专业技术要求并不高,只要熟悉基本的电脑知识

维护人员为软院教务、学籍管理人员，要求达到计算机专业水平

预期使甩频度：峰值约 100 次请求/分钟

2.3 假定和约束

经费限制：10000CNY

系统的运行寿命的最小值：2 年

开发期限：一个半月

3 需求规定

3.1 对功能的规定

应支持的终端数：无限制

应支持的并行操作数：至少每分钟 100 次访问

3.2 对性能的规定

3.2.1 精度

所填选项	数据类型	数据要求
账号	字符串	学生教师为其 id
密码	字符串	32 位 MD5
账户类型	字符串	只能为‘student’，‘instructor’， ‘superior’，‘admin’，‘root’其一
姓名	字符串	字符串
学号	字符串	字符串
编号	字符串	字符串
课程编号	字符串	字符串
课程名	字符串	字符串
课程属性	字符串	1、2、3、4
学时	浮点型	0-99
学分	浮点型	0-10
课室编号	字符串	字符串
建筑名	字符串	字符串
楼层	整型	字符串
序号	整型	字符串
教学班编号	字符串	字符串
开课学年	整型	2000-2018
开课学期	整型	1、2
课程所开序号	整型	正整数
是否可以选课	布尔型	0、1
考试编号	字符串	字符串
考试日期	DATE	“YYYY-MM-DD”
考试时间	TIME	“hh:mm:ss”
课程成绩	浮点型	0-100
周	整型	正整数
天	整型	0-6
节	整型	1-5
考试成绩	浮点型	0-100

3.2.2 时间特性要求

说明对于该软件的时间特性要求，如对：

a．响应时间，少于 1 秒

b．更新处理时间：少于 5 分钟

c．数据的转换和传送时间：少于 1 秒

d．解题时间：少于 1 秒

3.2.3 灵活性

说明对该软件的灵活性的要求，即当需求发生某些变化时，该软件对这些变化的适应能力，如：

a．操作方式上的变化；

b．运行环境的变化；

c．同其他软件的接口的变化；

d．精度和有效时限的变化；

e．计划的变化或改进

对于为了提供这些灵活性而进行的专门设计的部分应该加以标明。

运行环境：要求服务端能方便在 Linux 服务器上方便迁移，使用 MySQL 服务器，要求能够方便部署在阿里云等云计算平台。

操作方式：要要求前后端完全分离，改变前端用户交互方式不会影响业务逻辑。

计划改动：要求有图形化的后台，可以方便修改数据

3.3 输人输出要求

所填选项	数据类型	数据要求
账号	字符串	学生教师为其 id
密码	字符串	32 位 MD5
账户类型	字符串	只能为‘student’，‘instructor’， ‘superior’，‘admin’，‘root’其一
姓名	字符串	字符串
学号	字符串	字符串
编号	字符串	字符串
课程编号	字符串	字符串
课程名	字符串	字符串
课程属性	字符串	1、2、3、4
学时	浮点型	0-99（保留小数点后一位）
学分	浮点型	0-10（保留小数点后一位）
课室编号	字符串	字符串
建筑名	字符串	字符串
楼层	整型	字符串
序号	整型	字符串
教学班编号	字符串	字符串
开课学年	整型	2000-2018
开课学期	整型	1、2
课程所开序号	整型	正整数
是否可以选课	布尔型	0、1
考试编号	字符串	字符串
考试日期	DATE	“YYYY-MM-DD”
考试时间	TIME	“hh:mm:ss”
课程成绩	浮点型	0-100
周	整型	正整数
天	整型	0-6
节	整型	1-5
考试成绩	浮点型	0-100

学生、教师账户为其 id，领导、管理员则随意定（以 u 开头，后面随意定（‘u’保证不会和学生、教师重复）

类型：学生为‘student’，教师为‘instructor’，领导为‘superior’，普通管理员为‘admin’，系统管理员为‘root’

学生学号同西电学号格式，11 位

教师编号格式为名缩写加姓拼音缀数字，如‘yhluo’（罗阳豪），如有重复则后缀数字“yhluo_1”

课程编号：参考西电课程号

课程属性：必修为 1，校任选为 2，人文类选修为 3，学院选修为 4

课室编号：通过建筑名、楼层、序号生成

教学班编号：格式“课程编号 +_序号”（如，"AM1001L_1"）

开课学期：上半年为 2，下半年为 1（或者理解为第一学期为 1，第二学期为 2）

所开课程序号：该学期该门课开了多个班的，序号由 1 开始递增

考试编号：格式“考试的教学班 id+_表示考试性质的字符串（比如期中考’m‘，期末考‘f’）”

日期格式“YYYY-MM-DD”

时间格式“hh:mm:ss”

课程成绩如果还没录入则为-1

考试成绩，不同于上述的课程成绩，成绩未录入时为-1

3.4 数据管理能力要求

此软件要管理的数据大小如下：

文件和记录的个数大概为 10000 条左右；

表有 14 个；

数据增长大概为 1000 条记录/天；

存储容量为 100000 条记录

3.5 故障处理要求

故障处理一般由操作系统完成,系统只要保持与操作系统的接口即可。只要操作系统没有大的故障,程序一般是比较稳定的。

对用户用此软件所遭遇的突发事件有相应的处理：

a. 电脑突然死机或关机时，系统会保存用户已提交的数据，对未提交的数据不做处理；

b. 电脑中毒时，数据不会产生冗余或丢失

3.6 其他专门要求

保密性：不允许存在泄漏用户个人资料的漏洞

是否方便用户操作：有易于操作的图形界面

是否可维护：可维护性强

是否可补充：可扩展接口

对运行环境是否有特殊要求：前端至少能在 Google Chrome 和 Mozilla Firefox 上运行，后端需部署在 Ubuntu 16.04 Server 上

4.其他

4.1 设备.

运行该软件所需要的硬设备如下：

a．处理器及内存容量：处理器：Intel Core i7 7700K，内存容量：>1024MB；

b．外存容量：>100GB，可联机操作也可脱机操作；

c．输入及输出设备的型号和数量：显示器，鼠标，键盘等若干；

d．数据通信设备的型号和数量：路由器一个；

e．功能键及其他专用硬件：无专用硬件

4.2 支持软件

操作系统：Windows，Ubuntu 16.04 Server；

其他软件：MySQL，uWSGI，Nginx，Python 3.6，Google Chrome

4.3 接口

接口：前端与后端通过 HTTP 协议进行接口通讯，交换业务所需的数据。

后端与数据库接口采用 TCP 协议，通过 SQLAlchemy 框架连接。

数据通信协议：HTTP

4.4 控制

运行方式是 Web 应用后端处理请求、操作数据库、提供数据接口，实现对数据的处理和存取，对数据请求的处理和响应。用户交互界面是桌面 Web 端应用，对原始数据作封装、给用户提供简洁易用的图形交互界面，与后端通过 AJAX 进行数据交流。

对于前端，控制信号一个是用户在页面上的点击、等事件，由用户的行为产生；

对于后端，控制信号是由前端发送而来的 HTTP 请求，由前端 JS 脚本根据业务逻辑需要产生；

对于数据库，控制信号是由 SQLAlchemy 框架发送的 SQL 语句，是由后端根据请求和业务逻辑需要通过 Flask-SQLAlchemy 和 SQLAlchemy 产生的。

详细设计

1 引言

1.1 编写目的

该文档描述本项目的设计细节，供本项目开发人员、测试人员或相关专业人员阅读，以了解该项目设计细节，维持项目代码风格统一，保证程序实现的一致性。

1.2 背景

该软件系统名字：“基于 Web 的教务管理系统”
任务提出者：西安电子科技大学软件学院
开发者：本团队（罗阳豪、赵善吉、梁一彤、白群迪）
用户：西安电子科技大学软件学院学生、老师和教务管理人员
本程序的计算中心：阿里云（ www.aliyun.com ）

1.3 定义

桌面 Web 客户端 /Web 前端 /前端 /客户端：在 Google Chrome 或 Mozilla Firefox 等桌面端浏览器可以直接通过因特网访问的该应用的用户图形交互界面；
Web 应用后端 /后端：运行在 Linux 服务器上的，处理并响应用户请求，访问和操作数据库，实现业务逻辑的软件

1.4 参考资料

Hypertext Transfer Protocol -- HTTP/1.1 (RFC 2616) https://tools.ietf.org/html/rfc2616
Layui http://www.layui.com/doc/
Boostrap https://getbootstrap.com/docs/4.1/getting-started/introduction/
jQuery http://api.jquery.com/
Vue.js https://cn.vuejs.org/v2/api/
SQLAlchemy https://docs.sqlalchemy.org/en/latest/
Flask http://flask.pocoo.org/docs/1.0/
MySQL https://dev.mysql.com/doc/

2 程序系统的结构

该程序是一个典型的 Web 应用，严格按照前后端分离的方式开发。

前后端仅通过 AJAX 进行通信，他们分布在至少两个不同的服务器上。其中前端部署在一个 Nginx 的静态文件服务器，为了保证访问时效性，部分静态文件还被放置在 OSS 服务器上。而后端部署在另一个服务器上，使用 Nginx 作为反向代理及负载均衡服务器，以 uWSGI 作为 WSGI 容器。后端所依赖的 MySQL 服务器目前与后端部署在同一个服务器，但为了效率和稳定性也可以使用第三方的 MySQL 服务器。

该项目的体系结构的大致设计可见下图

3 “桌面 Web 客户端”设计说明

3.1 程序描述

该程序通过 Google Chrom 等 Web 浏览器运行，对用户提供友好的图形交互界面，获取用户操作并根据业务和功能需求与后端通信，实现数据可视化，和业务流程控制。

其由 HTML、CSS、JavaScript 等前端代码组成，使用前端 JavaScript 脚本 Vue.js，使用 JS 库 jQuery，使用 Bootstrap、Layui 等前端组件库或 CSS 框架

3.2 功能

学生端：

(1) 查看课表，按照时间顺序显示所参与的课程、上课时间、课室安排

(2) 查看选课，显示所有可选课和选课状态

(3) 选课，选课或取消选课

(4) 查看考试安排及考试成绩，按照时间顺序显示所参与考试科目、时间、试室安排

(5) 查看课程成绩，显示所有参与的课程、任课老师、课程成绩 2. 教师端：

(1) 查看课表，按照时间顺序显示所参与的课程、上课时间、课室安排

(2) 查看学生名单，显示某教学班全部学生学号、姓名、成绩

(3) 录入、修改成绩，修改所任教某教学班学生成绩表

(4) 查看考试安排及考试成绩，按照时间顺序显示所参与考试科目、时间、试室安排 3. 领导端：

暂未完成…. 4. 普通管理员：

(1) 查看并增加、删除、修改账户

(2) 查看并增加、删除、修改考试安排

(3) 查看并增加、删除、修改课程信息

(4) 查看并增加、删除、修改教学班信息

(5) 排课，设置教学班与时间课室的关系，生成课表 5. Root 管理员：

(1) 查看数据库，在 Web 界面查看数据库中任何一表

(2) 修改数据，在 Web 界面可以修改数据库中任何一表

3.3 性能

时间开销

静态页面加载时间：少于 1s；
后端数据加载超时时间：少于 5s
数据渲染时间：少于 1s

内存开销

内存开销取决与用户所使用的浏览器版本，

硬盘开销

理论上无需在客户端进行硬盘读写，但是其实际情况是依赖客户所使用浏览器的具体实现的

3.4 输人项

该程序的输入就是用户在浏览器上对页面所作的单击等操作，和简单的表单填写

3.5 输出项

根据具体业务逻辑，输出为带有查询数据的页面

3.6 流程逻辑

以下为页面跳转图

3.7 接口

前端与后端通过 HTTP 协议进行接口通讯，交换业务所需的数据。接口定义和实现分为两个阶段，第一阶段仅实现该系统最基础的功能，其余功能留作第二阶段实现

两阶段接口具体定义见附录 1：第一阶段接口文档和附录 2：第二阶段接口文档

3.8 注释设计

在每份代码的头部使用注释，说明代码作者，最后修改时间，主要功能
代码中的注释全部独立成行，避免代码行末尾注释
对每个函数的功能，参数，返回值作说明
在其他需要的地方适当增加注释

3.9 限制条件

网络：客户端本身连同所有数据通过因特网传输，客户计算机必须能够正常访问因特网
浏览器：改客户端为 Web 应用，必须在 Web 浏览器上运行。支持 Google Chrome 或 Mozilla Firefox 等浏览器
后端：所有客户数据都需通过接口从后端获得，所以在运行客户端之前需保证后端正在运行并且可访问

3.10 测试计划

用户测试，通过点击页面，观察页面响应进行测试
测试 Mozilla Firefox 浏览器和 Google Chrome 浏览器上的兼容情况，其他不对 IE 系列浏览器做兼容性测试
通过浏览器的开发者工具检查，前端是否正确响应用户行为，发送正确的 AJAX 请求

3.11 尚未解决的问题

数据加密传输，目前应用运行在 HTTP 服务器上，需迁移至 HTTPS
人机验证，需添加人机验证，确保访问该应用的是真实的人而非网络机器人
更直观的数据呈现方式，充分利用图表、柱状图、扇形图、热点图等方式直观呈现数据

4“Web 应用后端”设计说明

4.1 程序描述

该部分程序用于接收前端发送的请求，查询数据库获得所需数据，根据接口定义返回一定格式的数据作为响应

其是运行在 Linux 主机上的 Python3.6 程序，使用 Flask 框架的 Web 应用程序，通过 Nginx 代理网络请求，以 uWSGI 作为 WSGI 容器，通过 SQLAlchemy ORM 框架操作 MySQL 数据库

4.2 功能

该部分程序为桌面Web客户端提供数据接口，具体功能细节见“接口”（节4.6 ）

4.3 性能

时间开销

单条数据库查询指令耗时：少于 1s；
单个接口请求响应时间：少于 3s；

灵活性

接口设计避免依赖具体实现，当切换后端实现时不会影响接口
允许在不停止服务的情况下修改代码并自动更新其服务
使用 SQLAlchemy ORM 操作数据库，当切换数据库时，不影响后端实现

4.4 输人项

该部分程序输入项为符合接口文档的 HTTP 请求，详细格式和内容见 HTTP/1.1 文档( RFC 2616 )，其余详见“接口”（节 4.6 ）

4.5 输出项

该部分程序输出项为符合接口文档的 HTTP 响应，响应数据是以 JSON 字符串格式表示的。详见“接口”（节 4.6 ）

4.6 接口

该部分程序对上层应用，即桌面 Web 客户端提供基于 HTTP 协议的数据接口，具体接口定义见附录 1：第一阶段接口文档和附录 2：第二阶段接口文档

该部分程序对下层应用，即 MySQL 数据库使用基于 TCP 的协议进行接口通讯，通过 ORM 框架 SQLAlchemy 封装其通讯，具体接口定义见 SQLAlchemy 官方文档

4.7 存储分配

该部分程序需要使用 MySQL 数据库存储应用所必需的用户资料。总共包括 14 张数据表，数据库模式设计细节见附录 3：数据库模式设计文档

4.8 注释设计

在每份代码的头部使用注释，说明代码作者，最后修改时间，主要功能
代码中的注释全部独立成行，避免代码行末尾注释
对每个函数的功能，参数，返回值作说明
在其他需要的地方适当增加注释

4.9 限制条件

网络，运行该程序的主机必须能够正常连接互联网，并且被通过公网 ip 寻址并访问
数据库，该程序的数据存储和查询必须依赖 MySQL 数据库，需保证所连接的 MySQL 服务器可用
该程序仅是数据接口，接口的访问需要通过用户代理，如桌面 Web 客户端
数据查询的时效性，事物的完整性，很多情况下是要依赖所使用的数据库的

4.10 测试计划

使用 Postman 等接口测试工具，根据接口文档测试后端数据接口。

4.11 尚未解决的问题

更高的数据库查询效率，目前仅简单地使用 SQLAlchemy 的 ORM 操作数据库，没有仔细优化查询语句
负载均衡，如果需要应对选课等高并发问题，就需要使用负载均衡等方法保证响应时效性
容灾备份，目前还没有应对数据库或服务器崩溃造成数据丢失的机制

附录 1：第一阶段接口文档

Host: http://xxx.xxx.xxx.xxx （不便于在此公开）

账户

``` Request: URL: /login POST post_data = { 'account': 'balabala', 'password': 'ba1aba1aba1aba1aba1aba1aba1aba1a' // 32 位 MD5 } Response: · 成功： '{"type": "someone"}', 200 （ 'someone' ，根据登陆者身份返回身份说明'student' 、 'instructor' 、'superior' 、 'admin' 或 'root' ） · 类型错误： '{"message": "type error"}', 400 · 数据缺失： '{"message":"data missing"}', 400 · 密码错误： '{"message": "password error"}', 403 · 用户不存在： '{"message": "no account"}', 404 总是通过 session 记录登录状态

```

我是谁

Request: URL: /who_am_i GET Response: · 成功： '{"type": "", "name": ""}', 200 · 未登录： "no login", 401

修改密码

Request: URL: /change_passwd POST post_data = { 'old_password': 'ba1aba1aba1aba1aba1aba1aba1aba11', // 32 位 MD5 'new_password': 'ba1aba1aba1aba1aba1aba1aba1aba1a' // 32 位 MD5 } Response: · 成功： '{"message": "change successful"}', 200 · 旧密码错误： '{"message": "password error"}', 403 · 未登录： "no login", 401 · 账号不存在： '{"message": "no account"}', 404

登出

Request: URL: /logout GET Response: · 成功： '{"message": "logout successful"}', 200 · 未登录： "no login", 401

学生端功能

获取课表

Request: URL: /student/mine_class GET Response: · 未登录 401 · 成功：JSON, 200 JSON = [ { 'course_id': '', 'course_name': '', 'instructor_name': ['', ''], // 如果有多位老师 'classroom_id': '', 'week': '', 'day': '', 'section': '' }, // {...}, ] · 缺少信息 {'message':'data missing'} 403 · 没有课程 {'message':'no course'} 404

获取成绩单

Request: URL: /student/mine_grade GET Response: · 未登录 401 · 成功：JSON, 200 JSON = [ { 'course_id': '', 'name': '', // 课程名 'type': '', // 课程属性 'credit': '', 'grade': '' }, // {...}, ] · {'message':'no course'} 404

查看可选课信息

Request: URL: /student/classes_list GET Response: · 未登录 401 · 成功：JSON, 200 JSON = [ { "course_info": { "course_id": "", "course_name": "", "type": "", // 课程属性 "credit": "", "period": "", }, "class_id" : "", "last_people": "", // 剩余人数 "selected": "", // 是否已选 "instructor_name": ["", ""], "classroom_id": "", "time": [ {"section": "", "day": ""}, // {...}, ], }, // {...}, ] · {'message': 'no course'}, 404

选课

Request: URL: /student/choice_class GET get_data = {'class_id': ''} Response: · 未登录：401 · 已选： {'message':'had cancel'} 200 · 成功：200 · 不能选课 {'message':'can't choose'} 403 · 其他 {'message':'no class'} 404

查看考试信息

Request: URL: /student/exam_info GET Response: · 未登录： · 成功：JSON, 200 JSON = [ { 'course_name': '', 'classroom_id': '', 'date': '', 'time': '', 'exam_grade': '' }, // {...}, ] · 没有考试信息 {'message':'no exam'}, 404

教师端功能

获取课程表

Request: URL: /teacher/mine_class GET Response: · 未登录：401 · 成功：JSON, 200 JSON = [ { 'class_id': '', 'course_id': '', 'course_name': '', 'classroom_id': '', 'week': '', 'day': '', 'section': '' }, // {...}, ] · {'message':'no class'} 404

获取所授课程信息

Request: URL: /teacher/class_info GET Response: · 未登录：401 · 成功：JSON, 200 JSON = [ { 'class_id': '', 'course_id': '', 'course_name': '', 'type': '', // 课程属性 'ssroom_id': '', 'time': [ {'day': '', 'section': ''}, // {...} ], // 如果一周要上多节 }, // {...}, ] · {'message':'no class'} 404

获取某教学班学生名单

Request: URL: /teacher/class_people GET get_data = {'class_id': ''} Response: · 未登录： · 成功：JSON, 200 JSON = [ { 'student_id': '', 'student_name': '', 'grade': '' }, // {...}, ] · 该课程任课老师不是你 403 · 其他 {'message':'no data'},401

录成绩

Request: URL: /teacher/insert_grade POST // 写进 request.data ,用 JSON 格式 post_data = { 'class_id': '', 'grade': [ { 'student_id': '', 'grade': '' }, // {...}, ] } Response: · 成功：200 · 未登录：401 · 该课程任课老师不是你 403 · 课程不存在 404 · 错误数据 '{"student_id": []}', 200

获取考试安排

仅能看教师自己所上班级的考试安排

Request: URL: /teacher/exam_info GET Response: · 未登录： · 成功：JSON, 200 JSON = [ { 'course_name': '', 'classroom_id': [], 'date': '', 'time': '', // 'exam_grade': '',暂未加入，给什么考试数据？平均数？ }, // {...}, ] · 其他

系统管理员

获取表名列表

Request: URL: /root/root_show_tables GET Response: · 未登录： · 成功：JSON, 200 JSON = [ 'table_name1', 'table_name2', // ... ] · 其他

获取某表

Request： URL:/root/root_get_table GET get_data = {'table_name': ,} // 放在 request.form['table_name'] 里就可以 Response: · 未登录： · 成功：JSON, 200 JSON = { 'format': ['col_name1', 'col_name2', '...'], // 每一列的列名, 主键放在第一列 'data': [ ('row1_col1', 'row1_col2', 'row1_col3', 'row1_...'), ('row2_col1', 'row2_col2', 'row2_col3', 'row2_...'), // [...], } · 表名错误 403

修改某表

Request: URL: /root_change_table POST post_data = { 'table_name': '', 'type': '', // 'DELETE', 'INSERT'或 'UPDATE' 'primary_key': '', // 一个主键的值，用于'DELETE'、'UPDATE'操作的 WHERE 字句做比较，'INSERT'的话这个值为空 'data': ['col1', 'col2', '...'] // 用于'UPDATE'或'INSERT'插入或修改的数据，'DELETE'的话该值为空 }

附录 2：第二阶段接口文档

Host: http://xxx.xxx.xxx.xxx:xxxxx （不便于在此公开）

普通管理员

列出所有用户

Request URL: /admin/account_list GET Response · 成功：JSON, 200 JSON = [ { 'account': '', 'name': '', 'type', }, // {...}, ] · 未登录：401

修改用户 x

Request URL: /admin/change_account POST post_data = { 'change_type': '', // 修改类型，可以是'DELETE', 'UPDATE', 'INSERT' 'detail': {}, // 具体的修改数据，根据修改类型的不同，此处结构会有不同，见下 } if (post_data['change_type'] == 'DELETE') post_data['detail'] = { 'account': '', 'type': '' // 同update. }; else if (post_data['change_type'] == 'UPDATE') post_data['detail'] = { 'account': '', 'name': '', 'type': '' // 全部字母小写比如student/instructor/admin/superior 便于查表 'passwd': '', // 除了'account'项必须提供，其他几项只提供需要修改的项，如果某项未提供则表示该项维持原值 }； else if (post_data['change_type'] == 'INSERT') post_data['detail'] = { 'account': '', 'name': '', 'type': '', 'passwd': '', 'year': //整数，type == student 时需要，没有的话默认为当前年份 }; Response · 成功： 200 · 未登录： 401 · 操作不允许： 403 Tip: 不能修改 root 账户和 admin 账户

查看考试安排

Request URL: /admin/exam_info GET Response · 成功： JSON, 200 JSON = [ { 'exam_id': '', 'date': '', 'time': '', 'classroom_id': '', 'class_id': '', }, // {...}, ] · 未登录： 401

查看某场考试具体信息

Request URL: /admin/exam_info GET get_data = {'exam_id': ''} // 放在 request.form 里，我通过 request.form.get('exam_id') is None 来判断是哪种请求 Response · 成功： JSON, 200 JSON = { 'exam_id': '', 'date': '', 'time': '', 'classroom_id': '', 'class_id': '', 'course_ id': '', 'course_name': '', 'instructor_name': ['', ''], 'student': [ {'student_id': '', 'name': ''}, ], } · 未登录： 401

修改考试信息 (暂时搁置)

Request URL: /admin/change_exam POST post_data = { } Response · 成功： 200 · 未登录： 401

获取全部教学班信息

请求和 exam_info 相同

Request URL: /admin/class_list POST Response · 成功： JSON, 200 JSON = [ { 'class_id': '', 'course_id': '', 'course_name': '', 'classroom_id': '', 'instructor_name': ['', ''], }, // {...}, ] · 未登录： 401 · 失败 403 · 成功 200

获取某教学班详细信息

Request URL: /admin/class_list GET get_data = {'class_id': ''} Response · 成功： JSON, 200 JSON = { 'class_id': '', 'classroom_id': '', 'instructor': ['', ''], 'course_info': { 'course_id': '', 'course_name': '', 'type': '', 'credit': '', 'period': '', }, 'student': [ {'student_id': '', 'name': ''}, // {...}, ] } · 未登录： 401 · 失败： 403 · 成功: 200

修改教学班信息（暂时搁置）

获取所有课程信息

Request URL: /admin/course_list GET Response · 成功： JSON, 200 JSON = [ { 'course_id': '', 'course_name': '', 'type': '', 'credit': '', 'period': '' }, // {...}, ] · 未登录： 401

修改课程信息

Request URL: /admin/change_course POST post_data = { 'change_type': '', // 修改类型，可以是'DELETE', 'UPDATE', 'INSERT' 'detail': {} // 具体的修改数据，根据修改类型的不同，此处结构会有不同，见下 } if (post_data['change_type'] == 'DELETE') post_data['detail'] = { 'course_id': '' }; else if (post_data['change_type'] == 'UPDATE') post_data['detail'] = { 'course_id': '', 'course_name': '', 'credit': '', 'type': '', 'period': '' // 除了'course_id'项必须提供，其他几项只提供需要修改的项，如果某项未提供则表示该项维持原值 }； else if (post_data['change_type'] == 'INSERT') post_data['detail'] = { 'course_id': '', 'course_name': '', 'type': '', 'credit': '', 'period': '' }; Response · 成功： 200 · 未登录： 401 · 失败： 403

获取所有课表

Request URL: /admin/schedule_list GET Response · 成功： JSON, 200 JSON = [ { 'schedule_id': // 数据库中的主键,int 'class_id': '', 'course_name': '', 'classroom_id': '', 'week': '', 'day': '', 'section': '', }, // {...}, ]

修改课表

Request URL: /admin/change_schedule POST post_data = { 'change_type': '', // 修改类型，可以是'DELETE', 'UPDATE', 'INSERT' 'detail': {} // 具体的修改数据，根据修改类型的不同，此处结构会有不同，见下 } if (post_data['change_type'] == 'DELETE') post_data['detail'] = { 'schedule_id': // int 类型 }; else if (post_data['change_type'] == 'UPDATE') post_data['detail'] = { 'schedule_id': // int 类型 'class_id': '', 'classroom_id': '', 'week': '', 'day': '', 'section': '' }； else if (post_data['change_type'] == 'INSERT') post_data['detail'] = { // 不用发insert_id, orm自动生成 'class_id': '', 'classroom_id': '', 'week': '', 'day': '', 'section': '' }; Response · 成功： 200 · 未登录： 401 · 失败: 403

附录 3：数据库模式设计文档

E-R 图

SQL

```mysql CREATE TABLE account (

account VARCHAR(32) PRIMARY KEY NOT NULL, # 账号, 全部写成整形数

passwd VARCHAR(32) NOT NULL, # 密码

type VARCHAR(16) NOT NULL # 账户类型

);

CREATE TABLE student (

id VARCHAR(11) PRIMARY KEY NOT NULL, # 学号

name VARCHAR(32) NOT NULL # 姓名

year INT NOT NULL # 入学年份

);

CREATE TABLE instructor (

id VARCHAR(16) PRIMARY KEY NOT NULL, # 编号

name VARCHAR(32) NOT NULL # 姓名

);

CREATE TABLE SUPERIOR(

id VARCHAR(16) PRIMARY KEY NOT NULL, # 编号

name VARCHAR(32) NOT NULL

);

CREATE TABLE ADMIN (

id VARCHAR(16) PRIMARY KEY NOT NULL, # 编号

name VARCHAR(32) NOT NULL # 姓名

);

CREATE TABLE course (

id VARCHAR(16) PRIMARY KEY NOT NULL, # 课程编号

name VARCHAR(64) NOT NULL, # 课程名

type VARCHAR(16) NOT NULL, # 课程属性

credit NUMERIC(3, 1) NOT NULL, # 学分

period NUMERIC(5, 1) NOT NULL # 学时

);

CREATE TABLE classroom (

id VARCHAR(16) PRIMARY KEY NOT NULL, # 课室编号

building VARCHAR(32) NOT NULL, # 建筑名

floor INT NOT NULL, # 楼层

number INT NOT NULL # 序号

);

CREATE TABLE class (

id VARCHAR(32) PRIMARY KEY NOT NULL, # 教学班编号

year INT NOT NULL, # 开课学年

term INT NOT NULL, # 开课学期

course_id VARCHAR(16) NOT NULL, # 所开课程

number INT NOT NULL, # 序号

optional BOOL， # 是否可以选课

FOREIGN KEY (course_id) REFERENCES course(id)

);

CREATE TABLE exam (

id VARCHAR(16) PRIMARY KEY NOT NULL, # 考试编号

class_id VARCHAR(32) NOT NULL, # 课程 id

date DATE NOT NULL, # 日期格式为年/月/日

time TIME NOT NULL, # 时间格式为小时:分钟，按 24 小时制

FOREIGN KEY (class_id) REFERENCES class(id)

);

CREATE TABLE curricula_variable (

student_id VARCHAR(11) NOT NULL, # 学生学号

class_id VARCHAR(32) NOT NULL, # 教学班 id

grade NUMERIC(3, 1) NOT NULL, # 课程成绩

PRIMARY KEY (student_id, class_id),

FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES student(id),

FOREIGN KEY (class_id) REFERENCES class(id)

);

CREATE TABLE teach (

instructor_id VARCHAR(16) NOT NULL, # 教师编号

class_id VARCHAR(32) NOT NULL,

PRIMARY KEY (instructor_id, class_id),

FOREIGN KEY (instructor_id) REFERENCES instructor(id),

FOREIGN KEY (class_id) REFERENCES class(id)

);

CREATE TABLE schedule (

id INTEGER NOT NULL,

class_id VARCHAR(32) NOT NULL,

classroom_id VARCHAR(16) NOT NULL, # 课室 id

week INT NOT NULL, # 周

day INT NOT NULL, # 天

section INT NOT NULL, # 节

PRIMARY KEY (id),

FOREIGN KEY (class_id) REFERENCES class(id),

FOREIGN KEY (classroom_id) REFERENCES classroom(id)

);

CREATE TABLE exam_room (

exam_id VARCHAR(16) NOT NULL,

classroom_id VARCHAR(16) NOT NULL,

PRIMARY KEY (exam_id, classroom_id),

FOREIGN KEY (exam_id) REFERENCES exam(id),

FOREIGN KEY (classroom_id) REFERENCES classroom(id)

);

CREATE TABLE take_the_exam (

student_id VARCHAR(11) NOT NULL, # 学生学号

exam_id VARCHAR(16) NOT NULL, # 考试 id

exam_grade NUMERIC(3, 1) NOT NULL, # 考试成绩

PRIMARY KEY (student_id, exam_id),

FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES student(id),

FOREIGN KEY (exam_id) REFERENCES exam(id),

); ```

简要说明

CREATE TABLE account (

account VARCHAR(32) PRIMARY KEY NOT NULL, # 账号

passwd VARCHAR(32) NOT NULL, # 密码

type VARCHAR(16) NOT NULL # 账户类型

);

· account 如果是学生、教师账户则为其 id，如果是领导、管理员则随意定（以 u 开头，后面随意定（‘u’保证不会和学生、教师重复））

· passwd 密码的 32 位 MD5 摘要

· type 学生为‘student’，教师为‘instructor’，领导为‘superior’，普通管理员为‘admin’，系统管理员为‘root’

CREATE TABLE student (

id VARCHAR(11) PRIMARY KEY NOT NULL, # 学号

name VARCHAR(32) NOT NULL # 姓名

);

· id 同西电学号格式，11 位

· name 学生姓名

CREATE TABLE instructor (

id VARCHAR(16) PRIMARY KEY NOT NULL, # 编号

name VARCHAR(32) NOT NULL # 姓名

);

· id 格式为名缩写加姓拼音缀数字，如‘yhluo’（罗阳豪），如有重复则后缀数字“yhluo_1”，

· name 教师名字

CREATE TABLE course (

id VARCHAR(16) PRIMARY KEY NOT NULL, # 课程编号

name VARCHAR(64) NOT NULL, # 课程名

type VARCHAR(16) NOT NULL, # 课程属性

credit NUMERIC(3, 1) NOT NULL, # 学分

period NUMERIC(5, 1) NOT NULL # 学时

);

· id 参考西电课程号

· name 课程名

· type 必修为 1，校任选为 2，人文类选修为 3，学院选修为 4

· credit 、 period 学分、学时，保留小数点后一位

CREATE TABLE classroom (

id VARCHAR(16) PRIMARY KEY NOT NULL, # 课室编号

building VARCHAR(32) NOT NULL, # 建筑名

floor INT NOT NULL, # 楼层

number INT NOT NULL # 序号

);

· id 通过 building 、 floor 、 number 生成，如 (“B-206”, “B”, 2, 6), ("EI-208", "EI", 2, 8)

CREATE TABLE class (

id VARCHAR(32) PRIMARY KEY NOT NULL, # 教学班编号

year INT NOT NULL, # 开课学年

term INT NOT NULL, # 开课学期

course_id VARCHAR(16) NOT NULL, # 所开课程

number INT NOT NULL, # 序号

optional BOOL， # 是否可以选课

FOREIGN KEY (course_id) REFERENCES course(id)

);

“教学班”并不是一般所说的班级，是指一个学期、一门课的一个班，比如 2018 年上半年高数 II 的某个班

· id 格式“课程编号 +_序号”（如，"AM1001L_1"）

· term 上半年为 2，下半年为 1（或者理解为第一学期为 1，第二学期为 2）

· number 该学期该门课开了多个班的，序号由 1 开始递增

CREATE TABLE exam (

id VARCHAR(16) PRIMARY KEY NOT NULL, # 考试编号

class_id VARCHAR(32) NOT NULL, # 课程 id

date DATE NOT NULL, # 日期

time TIME NOT NULL, # 时间

FOREIGN KEY (class_id) REFERENCES class(id)

);

· id 格式“考试的教学班 id+_表示考试性质的字符串（比如期中考’m‘，期末考‘f’）”

· date ，日期格式“YYYY-MM-DD”

· time，时间格式“hh:mm:ss”

CREATE TABLE curricula_variable (

student_id VARCHAR(11) NOT NULL, # 学生学号

class_id VARCHAR(32) NOT NULL, # 教学班 id

grade NUMERIC(3, 1) NOT NULL, # 课程成绩

PRIMARY KEY (student_id, class_id),

FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES student(id),

FOREIGN KEY (class_id) REFERENCES class(id)

);

表示学生应上的课

· 课程成绩如果还没录入则为-1

CREATE TABLE teach (

instructor_id VARCHAR(16) NOT NULL, # 教师编号

class_id VARCHAR(32) NOT NULL,

PRIMARY KEY (instructor_id, class_id),

FOREIGN KEY (instructor_id) REFERENCES instructor(id),

FOREIGN KEY (class_id) REFERENCES class(id)

);

表示某课的任课老师，一节课有多位老师可列多条

CREATE TABLE schedule (

class_id VARCHAR(32) NOT NULL,

classroom_id VARCHAR(16) NOT NULL, # 课室 id

week INT NOT NULL, # 周

day INT NOT NULL, # 天

section INT NOT NULL, # 节

PRIMARY KEY (class_id, classroom_id),

FOREIGN KEY (class_id) REFERENCES class(id),

FOREIGN KEY (classroom_id) REFERENCES classroom(id)

);

· week ，第几周，从 1 开始递增

· day ，周一到周六是 1 到 6，周日是 0

· section ，一天 5 节，上午两节，下午两节，晚上一节，分别是 1 到 5

CREATE TABLE exam_room (

exam_id VARCHAR(16) NOT NULL,

classroom_id VARCHAR(16) NOT NULL,

PRIMARY KEY (exam_id, classroom_id),

FOREIGN KEY (exam_id) REFERENCES exam(id),

FOREIGN KEY (classroom_id) REFERENCES classroom(id)

);

表示考场安排

CREATE TABLE take_the_exam (

student_id VARCHAR(11) NOT NULL, # 学生学号

exam_id VARCHAR(16) NOT NULL, # 考试 id

exam_grade NUMERIC(3, 1) NOT NULL, # 考试成绩

PRIMARY KEY (student_id, exam_id),

FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES student(id),

FOREIGN KEY (exam_id) REFERENCES exam(id),

);

往 exam 插入一条记录同时根据 class_id 查找应该参加该考试的学生，并将相应结果插入该表

· exam_grade 考试成绩，不同于上述的课程成绩，成绩未录入时为-1

经验与教训

通过本次开发，总结以下经验及教训：

软件开发要以工程的思想去做，开发之初就应有较为系统的计划及设计说明书，以确定开发的主要思路
开发要按照软件工程的开发方法和流程，切不可未充分准备就盲目进行代码的编写。
小组成员分工应该要明确，这样对计划的顺利实行十分重要；
培养积极的团队意识，组员之间要分工协作，加强沟通。要注意数据的安全，定期备份。
测试时应当做到仔细、全面、到位，遇到问题应该及时记录反馈
书写文档要严格规范，切不可马虎大意。开发工作要按照所写文档执行。

参考文献

高职院校教务管理系统的设计与实现（华南理工大学·黄晓薇）
现代高等教育教务管理系统的研究开发及应用（吉林大学·崔金宝）
基于ASP.NET的和田师专教务管理系统的设计与实现（电子科技大学·吐尔逊尼沙·吾买尔）
基于B/S架构的南昌理工学院教务管理系统设计与实现（南昌大学·张征）
飞行学院子弟校教务管理系统的研究与设计（电子科技大学·胡歆）
计算机基础系列课程网络CAI教学的研究与实践——现代远程教学系统基于Web的辅助教学平台（成都理工大学·袁爱新）
基于.net平台的远程教务管理系统的研究和设计（西安理工大学·宋继红）
教务管理系统的设计与实现（电子科技大学·刘畅）
基于WEB的课堂管理系统的研究与实现（东北石油大学·刘强）
基于Struts和Hibernate的J2EE教学管理系统研究与实现（吉林大学·龚仆）
基于Java与Web模式的教务管理系统的设计与实现（华东师范大学·王洪龄）
基于.NET技术的教务管理系统的设计与实现（吉林大学·梁明）
基于Web的院系教务信息管理系统的设计与开发（吉林大学·魏华清）
教学管理系统的设计与实现（山东大学·吴鹏）
教学管理系统的设计与实现（山东大学·吴鹏）

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