一、实验目的
本次实验题目为综合性的 Web 项目练习，自选题目实现全栈开发。我的作业题目是《教育教学信息管理系统》
二、实验内容
开发全栈 Web 项目天津大学教育教学信息管理系统，包括数据库设计、后端、前端
三、实验步骤
1.确定需求
- 系统分为管理员端和用户端。在登录界面可以选择学生登录或者教师登录、注册学生账号
- 注册学生账号：只有注册了学籍的学生才可以使用学号注册账户
- 学生登录需要先注册
- 管理员登录拥有固定的密码
- 学生端分为四个功能
- 主页面：显示欢迎语、时间信息（入学天数和周数）、今日课程、教务通知
- 个人信息：查看自己的学籍信息、课程表、修改密码
- 成绩管理：查看各学期的加权成绩折线图、选择年份查看具体年份的成绩及雷达图
- 选课管理：选课未开始不能选课，选课开始可以选课和退课，并且显示实时课程表
- 管理员端分为五个功能
- 主页面：显示欢迎语、时间信息、修改管理员密码、修改教务通知
- 学生管理：添加学籍、修改学籍信息、删除学籍
- 课程管理：添加课程、修改课程信息、删除课程
- 成绩管理：登课程成绩、修改学生成绩、按课程或学生查看成绩统计信息
- 选课管理：开始/停止选课，为特定学生选课并实时显示课程表
2.体系结构设计
- 数据库：MongoDB
- 后端：NodeJS 环境 +Express 框架 +mongoose 操作 MongoDBAPI
- 前后端交互：fetch
- 前端：HTML+CSS+JQuery+Echarts
3.数据库设计
数据库采用 MongoDB 数据库，它是一个基于文件的分布式非关系型数据库。采用 MongoDB 的主要原因是它采用了类似于 JSON 的 Binary-JSON 数据存储格式，便于数据的传输和处理。
MongoDB 数据库的结构
- 数据库 database：所有数据及配置的集合
- 集合 Collection：表，定义并存储数据项
- 文档 Document：一条数据记录
- 属性 Key：属性名称
- 值 Value：属性值
数据库截图
本次项目中数据库共设计了六张表
- Admins：存储管理员信息
- Users：存储用户信息
- Courses：存储课程信息
- Students：存储学籍信息
- Records：存储成绩信息
- Systems：存储系统信息
启动数据库的方法：开命令行，进入数据库 bin 文件夹下，输入命令：
mongod –dbpath 数据文件路径即可启动数据库
数据库端口号为：27017
4.后端
后端采用 NodeJS 编程环境，使用 JavaScript 编写后端环境
（1）链接并操作数据库：mongoose
MongoDB 数据库的 API 使用起来比较繁琐，因此使用 Mongoose 框架来操作数据库。
- 配置 mongoose 信息（mongoose.js）
- 链接数据库（db.js）
- 建立 Schema，用于定义 Collection（db.js）
- 编译建立的 Schema，形成 Model，并绑定到 mongoose 对象中
- 在路由中引入 Model，并进行操作（index.js）
- 增加：
- 修改：
- 删除：
- 查询：
（2）配置服务器：使用默认端口：3000
- 跨域资源访问 CORS：（app.js）
- 监听打开与异常
（3）编写路由：req 为请求报文，res 为响应报文
- 根路由
- 其它路由
（4）启动服务器的方法：
- 在 server 目录下打开命令行，输入命令
npm start即可成功启动 Express 服务器
5.前端设计
前端主要采用的技术是 HTML+CSS+JQuery，使用 fetch 进行前后端交互
（1）页面结构：（具体布局请参考代码）
为了解决子页面过多导致 HTML 文档过多，且切换时页面刷新和重新加载对用户体验的影响问题，将同一主页面中所有子页面压缩到一个 HTML 文档，并且使用 jQuery 进行路由切换，显示需要展示的子页面，而将不需要展示的子页面隐藏(display：none)
- login.html：
- student.html
- admin.html
（2）样式设计：采用了部分响应式设计和极简主义的设计风格。将子页面的 CSS 样式写在分开的文件中，虽然页面链接降低了部分性能，但更易于维护，并且使用了思源黑体的字体和阿里巴巴矢量图库 iconfont 的矢量图作为图标。还学习了加载动画的制作
- iconfont：
- 加载小动画：（部分代码）
（3）交互代码设计：采用 jQuery 中监听器和选择器，更便于对 DOM 文档结构、样式进行改变、进行网络请求等操作
关键技术：
- 点击事件监听器
- 网络请求：fetch 是基于 Promise 的网络请求 API，与 AJAX 有着相同的作用，且相比 AJAX 可以使用链式回调
- Promise：promise 是一个用于确保异步操作后执行某些操作的 API，使用 then、catch 回调函数捕捉异步程序的执行结果。并且可以将嵌套回调变为链式回调
- 回调函数：异步操作执行后执行，在多个地方都使用了回调
- 闭包：在函数内部定义的函数，用于封装方法
其余技术在代码中有详细注释
四、实验结果
登录页面：（学生登录、教师登录、注册）
学生端：
- 主页面：
- 个人信息
- 成绩页面
- 选课页面
管理员端：
- 主页面
- 学生管理
- 课程管理
- 成绩管理
- 选课管理
五、实验结论
通过这次作业，学会并熟练掌握了 MongoDB、Express 的原理和使用方法，并且对全栈开发的模式有了更好的运用。并且熟练掌握了 jQuery 的使用动态页面渲染等技术。
六、源代码
源代码过多，详情见源代码文件
参考文献
- 网络环境下通用技术学科教学网站的构建与应用（天津师范大学·于丽萍）
- 基于Web的网络教学系统的设计与实现（厦门大学·冯凤举）
- 基于C/S与B/S模式的学分制教学管理系统（广东工业大学·宋宇翔）
- 基于WEB的教学管理系统的设计与实现（吉林大学·刘兴民）
- 基于web的教务管理系统的设计与实现（电子科技大学·方富贵）
- 基于J2EE架构的通用网络教学管理平台的设计与实现（辽宁师范大学·姜华）
- 基于B/S架构的网络教学管理系统的设计与实现（电子科技大学·闵伟宏）
- 基于ASP的网络教学平台的设计与实现（湖北工业大学·冯硕）
- 基于.NET的网络教学管理系统设计与实现（西安电子科技大学·张啸）
- 基于WEB的教学信息动态管理系统的设计与实现（电子科技大学·杨瑞）
- 基于JAVA EE轻量级框架的课程教学管理平台的设计与实现（湖南大学·钱彭飞）
- 基于WEB的网络教学系统的设计与实现（东北大学·周海斌）
- 基于Web的教学科研信息系统的设计与实现（复旦大学·林杰）
- 基于C/S与B/S模式的学分制教学管理系统（广东工业大学·宋宇翔）
- 基于C/S与B/S模式的学分制教学管理系统（广东工业大学·宋宇翔）
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