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系统分析与设计范例 教学管理系统分析与设计 1 请选一个你熟悉的系统进行调查 完成企业模型设计和主题数据库设计 2 对上题的规划报告中某子系统进行详细调查 画出业务流程图 数据流程图 并进行数据库逻辑设计 最后完成一个新系统逻辑结构 做出系统分析报告3 对上题的分析文档资料进行系统设计 包括功能设计 数据库设计 分类编码设计 4 规划报告 分析报告 设计报告的具体要求及具体提提交时间会在上课的时候实时确定 请同学们注意 注 最后各组交一份最终文档 电子文档及打印稿 制作成PPT 各组挑选一各同学讲演 某校教学管理是由校教务处教务科和下属系 学院教学办公室共同完成的 其组织结构图如下 系统规划报告 对各个部门 各业务人员进行详细的调查 现行管理业务是 新生入学后填写学生情况登记表报各系 院后 再上报教务处教务科 教务科将这些报表汇总后与学校招生办公室进行核对 准确无误后以备使用 每年各个专业在制定完教学计划后 交系教学办公室进行审核 然后上报教务科 由教务处和教务科出面组织全校进行讨论 最后形成年度教学计划下发各系组织 各系将落实后的教师任务分配表和教室情况 排出本系课程表 再报教务科 由教务科进行统一协调 最后制定出全校课程表下发各院系 学校在部分专业中实施了学分制管理 在每学期开学以前还要进行学生选课工作 期末考试结束后 各院系将学生成绩归档并进行学籍处理 然后将成绩及学籍处理结果报教务科审批执行 另外教务科还根据教师任课情况 学生情况制定各种报表上报教委 学校及各有关单位 一 现行系统调研及企业模型的建立 教学管理是学校各项管理中的一个职能域 将上述调查结果进行分析 可以将教学管理系统划分为以下几部分 组织 业务关系图如下 即业务过程 学生学籍管理学生成绩管理教学计划管理学生选课管理排课管理教室设施管理教师基本信息管理统计管理报表管理 主要负责人和决策者 业务过程主要参加者 业务过程部分参加者 一 业务流程分析根据总体规划中对线行业务的描述 该系统的高层业务流程图如图1 系统分析报告 图1教学管理系统高层业务流程图 一般来说 反映子系统总体业务概况的高层业务流程图只有一张 它描述了各项业务过程之间的处理关系 而由此向下扩展的低层业务流程图有若干张 它们是对每个业务过程的详细描述 反映的是业务活动之间的处理关系 通过对 学籍处理 业务的详细调查 可以了解到其业务处理有 1 跳级 转专业 休复学 退学 降留级处理 学生的跳级 转专业 休复学 退学 指自动退学 都要由本人提出申请 经系 院教学办公室审查初步同意后 报教务处教务科进行复核 最后报请学校领导批准由教务处教务科负责执行 相应的执行结果要记入学生情况档案 2 每学期期末教师将学生成绩单送交各系院 由教学办公室负责将学生成绩存档 在新学期的开学初期 各系院要根据学生的学习成绩进行降留级或退学等学籍处理 并报教务处教务科审批实施 3 另外每年各教学办公室还要对应届毕业生进行毕业资格审查 确定其毕业资格有三种类型 拥有毕业证书和学位证书 仅拥有毕业证书 仅拥有结业证书 然后报教务科复审上报 再将证书下发学生 相应的结果也要载入学生情况档案 学籍处理的详细业务流程图如图2 图2扩展后详细的业务流程图 二 数据流程分析数据流程图实质上是对业务流程图进行分析的结果 它也是采用 自顶向下 逐层分解 的方法绘制的 1 教学管理系统高层数据流程图 从教学管理高层业务流程图中分析可以发现 在这张图中 核实学生情况登记表 是在招生办公室参与下进行的 对于教学管理系统而言 最终只是负责将准确的学生情况登记表存入档案 以备学生在学习期间的各项业务处理使用 因此 可以考虑本系统只实现信息的输入功能 开会讨论 是在教务处教务科的主持下 各院系中的各专业针对每一学年的课程安排进行相互协商 最终产生教学执行计划的过程 对计算机信息系统而言 只能实现将协商确定后的教学执行计划存入档案 日常事务处理 业务中经常涉及到的一些信息的检索放在其他的业务过程中实现 而不考虑具体实现这项业务过程 通过以上分析 可以画出教学管理系统的高层数据流程图 如图3所示 图3现行教学管理系统1 DFD 2 教学管理系统扩展层的数据流程图根据教学管理系统的高层数据流程图扩展出数据流程图若干张 下面以 学生学籍管理 为例 扩展出 学生学籍管理 数据流程图 从 学生学籍管理 业务流程图中分析可以看出 校长对学生学籍变动的审批过程由信息系统完成是不现实的 因此考虑将其排除在系统实现的功能之外 同时可以将 审查学生申请 和 实施学生变动申请 合并 然后画出 学生学籍管理 数据流程图 如图4所示 图4 学生学籍处理 2 DFD 三 数据字典 为了对数据流程中的各个元素作出详细说明 要建立数据字典 数据字典的内容主要是 数据流程图中的数据项 数据结构 数据流 处理逻辑 数据存储和外部实体等六方面进行具体的定义 数据流程图配以数据字典 就可以图形和文字两方面对系统的逻辑模型进行完整的描述 注 自己补充数据字典内容 按照实体分析方法所设计的主题数据库共有8个 1 学生学籍管理数据库 该数据库记录了学生基本信息 学生奖惩情况 学生学籍变动情况 学生参加课外活动情况等信息 它反映了学生自身在校4年的主要情况 2 学生成绩管理数据库 该数据库记录了学生的各门课程的学习成绩 反映了学生在校4年的学习情况 3 教师管理数据库 该数据库记录了教师自身的基本信息及所属教研室 所属院 系的基本概况 4 课程管理数据库 该数据库记录了教学执行计划的详细内容 二 进行数据分析建立主题数据库模型 5 教室管理数据库 该数据库记录了学校所有教室的基本配置及使用情况 6 教师任课数据库 该数据库记录了每一个任课教师的任课情况及日常必须的调课信息 7 课表数据库 该数据库是各专业 各班级课程安排的具体体现 8 统计数据库 该数据库是根据教师 学生的各类信息进行分类汇总形成的初步的综合统计信息 为了支持高层的统计分析 可在该数据库的基础上拓展 建立更高层次的统计数据库以辅助高层管理人员的决策活动 U C矩阵 教务处主数据库包含学籍管理数据库 成绩管理数据库 课程管理数据库 教师任课数据库 教师管理数据库 教室管理数据库 课表数据库 学生统计数据库 教务处负责学籍管理 统计管理 报表管理 排课管理 教室设施管理 教师基本信息管理和教务处日常事务管理 各院系子集数据库包含学籍管理数据库 成绩管理数据库 课程管理数据库 教师任课数据库 课表数据库 各院系负责教学计划录入管理 学生选课管理 学生基本情况录入 成绩管理和日常事务处理 三 进行数据的分布分析 从主题数据库的需求和经济条件等方面 对用户的标识和确认 用户的授权提出实施方案 即针对每一个主题数据库依据它的分布规划 确定它应该由那些用户负责建立 维护和使用 这些用户身份的确认采取什么手段 例如 四 主题数据库的可靠性规划 表中Create C Query Q Update U 四 主题数据库的规范化设计1 按照实体分析方法所设计的主题数据库共有8个 1 学生学籍管理数据库 该数据库记录了学生基本信息 学生奖惩情况 学生学籍变动情况 学生参加课外活动情况等信息 它反映了学生自身在校4年的主要情况 2 学生成绩管理数据库 该数据库记录了学生的各门课程的学习成绩 反映了学生在校4年的学习情况 3 教师管理数据库 该数据库记录了教师自身的基本信息及所属教研室 所属院 系的基本概况 4 课程管理数据库 该数据库记录了教学执行计划的详细内容 5 教室管理数据库 该数据库记录了学校所有教室的基本配置及使用情况 6 教师任课数据库 该数据库记录了每一个任课教师的任课情况及日常必须的调课信息 7 课表数据库 该数据库是各专业 各班级课程安排的具体体现 8 统计数据库 该数据库是根据教师 学生的各类信息进行分类汇总形成的初步的综合统计信息 为了支持高层的统计分析 可在该数据库的基础上拓展 建立更高层次的统计数据库以辅助高层管理人员的决策活动 2 将概念主题数据库分解为一组基本表学籍管理主题数据库包含一系列的数据项 显然 按规范化的理论和方法 应将括号中的内容分做六部分 建立六个基本表 3 确定基本表的组成学籍管理主题数据库包含了教学管理系统高层数据流程图中的 学生变动台帐 和 学生情况档案 两个数据存储中的信息 将有关这些信息的载体收集上来以后 通过分析 识别 定义出教学管理系统中学籍管理主题数据库的逻辑数据模型如下 五 新系统的逻辑结构的建立新系统的逻辑结构的建立主要依据数据分析所建立的主题数据库 将现行系统的数据流程图转换为新系统的数据流程图 形成新系统的逻辑结构 教学管理系统的数据分析对总体规划中提出的8个主题数据库进行了规范处理后 所建立的数据库模型是建立新系统逻辑结构的基础 新系统的逻辑功能应该是围绕这8个主题数据库而建立 学生学籍管理数据库 的内容包含了 学生变动台帐 和 学生情况档案 中的信息 所以有关 输入学生情况登记表 和 建立学生变动台帐 的功能可以归并为 学生学籍管理 功能模块中 同时该模块还要完成有关学籍管理的其它功能 各系院送交的教师任务表进入系统后 其信息要进入 教师任课数据库 教学执行计划数据存储中的信息在新系统中被放在 课程管理数据库 中 对这两个主题数据库可以由 教学计划管理 功能模块来完成 档案信息放在 学生成绩数据库 中 相应地根据由教师送交的学生成绩单所进行的学生成绩存档功能由 成绩管理 功能模块来完成 对 教师管理数据库 和 教室管理数据库 的管理也通过 教师基本信息管理 和 教室设施管理 两个功能模块来完成 根据 课程管理数据库 教师任课数据库 教室管理数据库 和 教师管理数据库 信息所进行的 排课管理 产生的排课信息放入 课表数据库 中 考虑到实际的应用需求 将现行系统中的 学生情况统计 所实现的功能在新系统中分解为 统计管理 和 报表管理 其统计信息放入 统计数据库 中 值得注意的是该统计数据库中存放了大量的统计信息 还包含日常事务统计和对历史数据的统计分析 以备将来的需求扩充 由此可以画出新系统的逻辑结构图 图5教学管理系统总体逻辑结构图 图5中所表示的各项处理功能实际上是教学管理系统子系统的划分 表示的是各子系统之间的数据存取与交换关系 而这些子系统的功能描述只是表达了它们内部数据处理业务的范围 为了更加详细地描述其内部处理功能 必须按照同样的方法对它们进行扩展分析 设计出每个子系统的逻辑结构图 现以 学籍管理 为例设计子系统的逻辑结构图 由教学管理系统总体逻辑结构图中可以看出 与学籍管理子系统相关的数据库有 学生学籍管理数据库 和 学生成绩数据库 与外界的联系是学生外部项提供的 学生情况登记表 有关学籍的各项现行管理表示出学生的学籍变动申请 学生的毕业资格审查以及学生的降留级处理 首先都要通过各系 院的先期处理后再交教务处教务科做最后的处理 从管理内容上来说这是一种复杂的劳动 新系统的建立则要考虑系统的优化问题 学籍管理子系统的逻辑结构图表示如下 图6学籍管理逻辑结构图 系统设计报告 一 功能结构设计教学管理系统的高层数据流程图中包含了8个处理功能 采用事务分析方法将其转换成结构图 教学管理系统的三层数据流程图中包含了若干个处理功能 也可采用变换的方法将其转换成结构图 下面以 学籍变动处理 为例 将其转换成结构图 HIPO概念层次输入 处理 输出图的简称 由层次化结构图与IPO图两部分构成 学籍管理系统 处理 输入 1 3层次化结构图 基本情况输入 简历输入 查询 修改 基本情况查询 简历查询 输出 统计表分数表 降留级处理 统计 IPO图 二 数据库设计数据库设计应从实际的管理需求出发 按照用户对数据处理的要求 考虑到系统的运行效率 可靠性 可修改性 灵活性 通用性和实用性等各个方面 主要完成以下设计内容 1 数据库物理设计2 用户权限的设计例如 根据总体规划中数据的分布要求 设计用户权限表规定各院系 教务处和学生各自的权限 3 视图的设计由一个或若干个表导出的表 在DBMS中 只保留导出的定义 在使用过程中却可以和表一样进行各种操作 1 数据库物理设计选择SQLServer2000数据库管理系统 各基本表中数据元素结构如下表 三 分类编码设计教学管理系统确定编码对象如下表 1 学生学号 8位数字组成 前两位代表入学年 第三四位代表学院编号 第五位代表专业编号 第六位代表班级号 最后两位顺序号 2 课程编码 5位数字组成 第一位表示课程大类号 第二 三位表示课程中类号 第四 五位表示课程顺序号 3 教师编号 采用工作证号 由7位数字组成 前四位代表年份 后三位是该年调进学校的教工顺序号 4 教室编号 由两个数据字段组成 第一个字段表示教室所在楼的编号 可以考虑采用顺序码的编码方法 第二个字段表示教室的房间号 如2楼1号为201等 5 民族编码 按国家标准对民族按顺序编码 99表示外国国籍