教學管理系統
一、問題陳述/Problem Statement
在某所政府資助的新建起的大學裏，爲了方便管理學生的選課情況和課程成績，現急需開發一套完備的教學管理系統，該系統預計初步投入使用到即將新入學的這批學生中，學生、課程管理員以及老師等都將應用到這款系統。
這個系統主要分爲兩個模塊，以下是對該系統的一些功能需求的分析：
（注：所有用戶使用該系統的功能前都需要登錄，並且可以根據需要修改密碼）
1. 選課管理
首先需要根據教學計劃、教師信息表和教室分配情況，課程管理員按專業生成以及維護本學期的選課表，然後在網上發佈，以供學生選課之用。
接着學生按照培養計劃，在學期開始的前兩週進行試聽和選課。在這期間內學生可在網上隨時查看與更改所選的課程。在選課界面，學生可以查詢課程介紹、任課教師情況以及以往自己的選課情況和成績。學生只能自己選擇自己的課程，每門課程的人數限制在[20,80]這個閉區間內。
在發佈選課信息的兩週後，若選一門課的學生人數少於20則取消這門課，選擇了這門課程的少數學生，在第三週內被安排重新選擇其他課程。（注：正常的選課是在前兩週就結束了）
自第四周起，課程管理員生成課彙總表，並在網上公佈，將信息發送給教師（任課信息）和成績管理員（錄入與統計成績所需的信息）
自第四周起，學生可在網上查詢自己的選課信息。
2. 成績管理
期末考結束後，成績管理員收集好閱卷老師提交的分數單，然後在系統錄入、修改、維護學生的考試成績，形成成績表。
成績表形成後，學生可以按照學號查詢考試成績。
二、詞彙表/Glossary
1. 用戶
需要密碼登錄到系統中纔可以使用該系統，具有姓名和身份等屬性。
2. 課程管理員
管理、修改、維護課程表的人。
3. 學生
含有某個學校學籍的，以學號作爲唯一標識的人。
4. 成績管理員
管理、修改、維護成績表的人。
5. 選課表
彙總了所有的課程信息包括預開設的課程名，課程ID。
6. 課程
含有一定學分的、要求學生必修、必選或任選的課程任務，包含在選課表中。
7. 課彙總表
根據選課情況，將選課表、學生信息、教師信息、教室分配情況彙總在一起的數據。
8. 選課清單
記錄學生選課的信息，可供學生查詢自己所選的所有課程。
9. 成績表
含有該名學生的所有選課信息和課程成績。
10. 成績
該名學生通過學號查詢到的某個課程的成績，包含在成績表中。
11. 登錄管理器
用戶的登錄界面，包含相應的邏輯處理。
12. 系統界面
用戶與系統的人機交互平臺、前臺與後臺數據庫的數據處理和顯示。
三、用況圖/Use Case Diagram Conventions
四、用況規約/Use Case Conventions
1. 生成併發布課彙總表
用況名： 生成併發布課彙總表
簡 述： 當學生選課結束後，由課程管理員彙總選課情況，包含學生信息、教師信息、
室信息以及所需學時和學分，彙總好後在網上發佈並告知相應的教師和成績管
理員。
參與者： 課程管理員、成績管理員
包 含： 無
擴 展： 無
繼 承： 無
前置條件：課程管理員必須登錄並且在學生選課結束後才能彙總和發佈課彙總表，成績管理員也要登錄成功後才能查收到發佈的信息。
後置條件：只有當生成併發布課彙總表，學生才能查詢到選課信息。成績管理員必須根據學生選課情況，才能在期末進行成績的錄入和製作報表的工作。
例 外： 若在學生因爲選課班的人數不夠而重選，然而選課表並沒有對此進行更新或維護時，生成的課彙總表會有錯誤。若沒有刪除重選前的課，則會顯示該重選前的課程班的人數爲0，或者一名學生選了兩門同類型的課程。
又如果對選課人數的區間沒有設置好，則最終的課彙總表會出現教學資源不平均 的情況。
還有一些像系統性或人爲的意外情況，如服務器或網絡斷開連接，用戶忘記密
碼導致登錄失敗等。
限 制： 每個課程的選課人數必須在[20,80]這個閉區間內；課程的種類要在教學計劃中；
每名學生的課程安排不能有時間上的衝突；同一時間段，同一個課室只能上一門 課程；一名教師只能在某一時間段講授一門課程等。
注 釋： 該用況與成績管理員的交互是單向的，課彙總表的信息發送參與者，但是他們無法對課彙總表做其他操作。可理解爲他們只是接受該用況發出的信息。
2. 查詢考試成績
用況名： 查詢考試成績
簡 述： 當成績管理員錄入成績後，學生可登錄系統通過輸入自己的學號查詢自己的考試 成績。
參與者： 學生
包 含： 無
擴 展： 無
繼 承： 無
前置條件：成績管理員將成績錄入到系統中，學生登錄系統才能查詢。
後置條件：無
例 外： 學生輸入的學號錯誤，查詢失敗；或者成績錄入有誤導致學生最終查詢的成績是不匹配的；或者數據庫出現了問題，根據學號索引查找成績時返回的是空的結果。
限 制： 輸入的學號的格式必須是12位純數字；查詢到的成績在[0,100]這個區間；
一名學生的一門課程只能有一個有效成績。
注 釋： 無需等到成績報表的發佈，只需成績管理員在系統完成成績的錄入後，學生即可查詢到成績。
五、類圖文檔
六、文字說明
1）類圖綜述
整個類圖描述了學生管理系統的靜態結構。有學生、課程管理員、成績管理員三種角色。其中學生是具有一般權限，而課程管理員和成績管理員具有後臺權限。其中用戶類泛化出學生類、課程管理員類和成績管理員類。而根據詞彙表，又構造出了選課清單類、選課表類、課程類、成績表類、成績類、課彙總表類。
2）類描述
1. 用戶類：
具有3個屬性：姓名、身份、密碼
具有2個操作：登錄、修改密碼
2. 學生類：
繼承自用戶類。
具有1個屬性：學號
具有3個操作：選課、查詢選課信息、查詢考試成績
3. 課程管理員類：
繼承自用戶類。
具有1個屬性：工號
具有2個操作：生成及維護選課表、生成併發布課彙總表
4. 成績管理員類：
繼承自用戶類。
具有1個屬性：工號
具有1個操作：錄入與維護成績
5. 選課表類：
具有4個屬性：選課表id、可選課程、已選課程、專業
具有5個操作：增加可選課程、刪除可選課程、查看課程介紹、添 加選課、刪除選課
6. 課程類：
具有14個屬性：課程名稱、課程號、課程類別、課程學分、總學時、 周學時、限選人數、現選人數、上課地點、上課時 間、任課教師、課程內容介紹、院系、學生類別
操作：略
7. 課彙總表類：
具有13個屬性：學號、姓名、課程號、課程類別、學分、學時數、 上課地點、上課時間、任課教師、課程內容介紹、 院系、學生類別、班級
操作：略
8. 選課清單類：
具有2個屬性：選課清單id、已選課程
具有2個操作：查詢、記錄選課信息
9. 成績表類：
具有4個屬性：班級、課程號、課程名、成績
具有4個操作：添加成績、修改成績、查詢成績、刪除成績
10. 成績類：
具有2個屬性：學號、分數
操作：略
3）繼承描述
學生類、課程管理員類、成績管理員類均繼承自用戶類。一般類是用戶類，特殊類是學生類、課程管理員類、成績管理員類。
4）關聯描述
1.學生類和選課清單類是查詢選課信息的關聯關係；
2.學生類和選課表類是課程選擇的關係；
3.選課清單和選課表類是記錄的關係；
4.選課表和課程是組合的關係；
5.學生類和成績表類是查詢成績的關聯關係；
6.成績表類和成績管理員類是管理關係；
7.成績類和成績表類是組合關係；
8.課程管理員類和選課表類是管理關係；
9.課程管理員類和成績管理員類是發送課彙總表的單向關聯關係；
10.課程管理員和課彙總表是生成的關聯關係；
七、順序圖
1用戶登錄
1.1圖形文檔
1.2文字說明
1）順序圖綜述： 該順序圖主要展示了用戶（泛化）登錄到教學管理系統的對象之間的消息
及其順序關係。主要涉及到用戶、登錄管理器、系統界面三個對象。
2）對象描述：
用 戶 類------具有3個屬性：姓名、身份、密碼
具有2個操作：登錄、修改密碼
登錄管理器類------具有2個操作：登錄驗證、密碼修改
系 統 界面類------具有1個操作：人機交互
3）消息描述： 當用戶創建後，向登錄管理器發送賬號和相應的密碼信息，登錄管理器驗 證通過後（這裏暫時不考慮驗證失敗的情況），告知用戶允許登錄，然後 用戶即可進入到系統的首頁。
2. 用戶修改密碼
2.1圖形文檔
2.2文字說明
2）順序圖綜述： 該順序圖主要展示了用戶（泛化）登錄到教學管理系統後請求修改密碼的 這一行爲的對象之間的消息及其順序關係。主要涉及到用戶、登錄管理器 兩個對象。
2）對象描述：
用 戶 類------具有3個屬性：姓名、身份、密碼
具有2個操作：登錄、修改密碼
登錄管理器類------具有2個操作：登錄驗證、密碼修改
3）消息描述： 當用戶創建後，用戶向登錄管理器發送請求登錄（包含賬號和相應的密碼 信息），登錄管理器做相應的驗證處理後允許用戶登錄，接着用戶申請修 改密碼並輸入原密碼，登錄管理器驗證原密碼通過要求用戶輸入新密碼， 用戶兩次輸入新密碼後，登錄管理器處理完成向用戶發送更改密碼成功的 相應提示。
3. 學生選課
3.1圖形文檔
3.2文字說明
1）順序圖綜述： 該順序圖主要展示了學生用戶登錄到教學管理系統後進行選課的對象之間
的消息及其順序關係。主要涉及到學生、登錄管理器、系統界面、選課表、 選課清單、課程六個對象。
3）對象描述：
學生類------具有1個屬性：學號（繼承用戶類）
具有3個操作：選課、查詢選課信息、查詢考試成績
登錄管理器類、系統界面類（略）
選課表類、選課清單類、課程類（詳情見類圖文檔）
4）消息描述： 學生輸入賬號、密碼到登錄管理器，登錄管理器驗證通過允許學生登錄， 學生進入到系統界面，並申請選課，系統界面接收到選課申請就開始創建 選課表對象和對應的選課清單對象，選課表對象的生命週期開始並再初始 化中創建課程對象。學生向選課表中發送查看課程介紹的消息，而選課表 收到後向課程對象發送查詢的消息，最後由課程對象向學生對象反饋課程 信息。學生查看課程介紹後，向選課表對象發送添加或刪除選課的請求， 選課表對象作出響應然後向選課清單發送記錄學生選課信息的信號。
4. 學生查詢選課信息
4.1圖形文檔
4.2文字說明
1）順序圖綜述： 該順序圖主要展示了學生用戶登錄到教學管理系統後進行查詢選課信息的 對象之間的消息及其順序關係。主要涉及到學生、登錄管理器、系統界面 、選課清單四個對象。
2）對象描述：
學生類------（繼承自用戶類）
具有1個屬性：學號
具有3個操作：選課、查詢選課信息、查詢考試成績
登錄管理器類、系統界面類（略）
選 課 清單類------具有2個屬性：選課清單id、已選課程
具有2個操作：查詢、記錄選課信息
3）消息描述： 學生輸入賬號、密碼到登錄管理器，登錄管理器驗證通過允許學生登錄， 學生進入到系統界面並向界面發送查詢選課信息的信號，系統界面找到相 應的選課清單，然後該選課清單對象發送返回該名學生的選課記錄的消息。
5. 學生查詢考試成績
5.1圖形文檔
5.2文字說明
1）順序圖綜述： 該順序圖主要展示了學生用戶登錄到教學管理系統後進行查詢考試成績的 對象之間的消息及其順序關係。主要涉及到學生、登錄管理器、系統界面 、成績表、成績五個對象。
2）對象描述： 學生類、登錄管理器類、系統界面類（略）
成績表類------具有2個屬性：選課清單id、已選課程
具有2個操作：查詢、記錄選課信息
成 績 類------具有2個屬性：學號、分數
3）消息描述： 學生輸入賬號、密碼到登錄管理器，登錄管理器驗證通過允許學生登錄， 學生進入到系統界面並向界面發送查詢考試成績的信號，系統界面找到相 應的課程成績表，然後該成績表找到相應的成績對象，該對象向學生髮送 返回課程成績的消息。
6. 課程管理員生成及維護選課表
6.1圖形文檔
6.2文字說明
1）順序圖綜述： 該順序圖主要展示了課程管理員用戶登錄到教學管理系統後進行生成及維 護選課表這一操作的對象之間的消息及其順序關係。主要涉及到課程管理 員、登錄管理器、系統界面、選課表四個對象。
2）對象描述： 登錄管理器類、系統界面類（略）
課程管理員類------具有1個屬性：工號 （繼承用戶類）
具有2個操作：生產及維護選課表、生成併發布課彙總表
選 課 表 類------具有4個屬性：選課表id、可選課程、已選課程、專業
具有5個操作：增加可選課程、刪除可選課程、查看課 程介紹、添加選課、刪除選課
3）消息描述： 課程管理員輸入賬號、密碼到登錄管理器，登錄管理器驗證通過允許登錄， 課程管理員進入到系統界面並向界面發送生產或維護選課表的信號，系統 界面接收到消息後開始創建或查找選課表，課程管理員接收到反饋後（圖 中沒有顯示），向選課表對象發送添加或刪除可選課程的消息。
7.課程管理員生成併發布課彙總表
7.1圖形文檔
7.2文字說明
1）順序圖綜述： 該順序圖主要展示了課程管理員用戶登錄到教學管理系統後進行生成併發 布課彙總表的這一行爲的對象之間的消息及其順序關係。主要涉及課程 管理員、成績管理員、登錄管理器、系統界面、課彙總表、選課表六個對象。
2）對象描述： 課程管理員類、登錄管理器類、系統界面類、選課表類（略）
課彙總表類（詳見類圖文檔）
成績管理員類----具有1個屬性：工號（繼承用戶類）
具有1個操作：錄入與維護成績
3）消息描述： 課程管理員輸入賬號、密碼到登錄管理器，登錄管理器驗證通過允許登錄， 課程管理員進入到系統界面並向界面發送生成課彙總表的消息，系統界面 界接收後創建課彙總表，然後由該課彙總表對象向選課表發出整理的信號， 整理完畢得到反饋後，課彙總表對象向課程員反饋彙總完畢的信號，然後 課程管理員發佈課彙總表到系統，系統向自己內部發送開放學生選課查詢 的信號，並將課彙總表發送給成績管理員。
8.成績管理員錄入與維護成績
8.1圖形文檔
8.2文字說明
1）順序圖綜述： 該順序圖主要展示了成績管理員用戶登錄到教學管理系統後進行錄入與維 護成績的對象之間的消息及其順序關係。主要涉及成績管理員、登錄管理 器、系統界面、成績表、成績五個對象。
2）對象描述： 成績管理員類、登錄管理器類、系統界面類（略）
成績表類------具有2個屬性：選課清單id、已選課程
具有2個操作：查詢、記錄選課信息
成 績 類------具有2個屬性：學號、分數
3）消息描述： 成績管理員輸入賬號、密碼到登錄管理器，登錄管理器驗證通過允許登錄， 課程管理員進入到系統界面並向界面發送申請錄入成績的消息，系統界面 界接收後創建成績表。然後成績管理員接着向系統界面發送添加成績的消息， 系統界面向成績表對象發送保存成績的信息，成績表接收到後開始創建並添 加成績對象。成績管理員添加完成績後，再向系統界面發送確認併發布成績 表的消息，系統界面接收到後向自己內部發送開放學生成績查詢的信號。成 績管理員向系統界面發送刪除或修改成績的請求，系統界面接收到後向成績 表的對象發送維護成績的信息，成績表對象向成績對象發送刪除或修改的信 息。完成這一系列信息的傳遞後，成績管理員可以再次發佈成績表，即向系 統發送更新成績表的消息。