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1、毕业设计基于Android的移动选课系统的设计基于Android的移动选课系统的设计 摘 要 随着互联网的不断发展以及高等教育与教学的改革，高校的选课方式已经从传统的纸质方式转向了网上选课方式。近年来，随着智能手机等移动设备的不断普及，移动选课将是继互联网选课之后的又一种选课模式。网上选课系统的软件较多，但具体的移动选课软件相对较少。针对这个情况，本文讨论在广泛应用的Android平台上设计与开发移动选课系统。 本设计作为现有基于Web的网上选课系统的辅助手段和重要补充，旨在为广大学生提供随时随地方便快捷的选课方式。通过初步对Android软件开发技术和Java Servlet编程技术的学习以
2、及对现有选课系统的分析和研究，结合移动互联网的特点，总结出移动选课系统所应具备的主要功能。运用信息系统开发方法等技术手段对该系统进行了整体的规划、设计与实现。该系统具有用户登录、选课、退选、查看选课信息等基本的功能。该系统分为系统登录、选课信息、选课、退选、已选课查询等模块。在移动选课系统的设计与实现过程中，采用了C/S架构、Http通信协议；服务器通过JDBC与数据库进行交互，手机通过流的形式接收从Web服务器传来的数据。 关键词：移动选课，Android，Java Servlet，C/S架构 I Design Of Mobile Elective Course System Based O
3、n Android ABSTRACT With the development of the internet and the college educations revolution, universities course electing form has changed to internet course electing form from traditional one which uses paper materials. Nowadays, PDA phone and other mobile instruments have explored a very broad w
4、ay in this society. Mobil elective course system is one another system which uses the internet to choose course. There are a few of soft wares appearing on the internet about course electing. However, there are little soft wares have the functions about Mobil elective course system. Under this situa
5、tion, this system wrote this essay mainly talking about how to broadly use the Android system to design and explore Mobil elective course system. This essay as the supplementary ways based on some existing internet course electing systems is mainly to provide convenient and efficient ways for studen
6、ts course electing needs. After the basic study about the Android system exploration and the Java Servlet programming technology, this system combined the Mobil internets characters to get a summary which is about Mobil elective course system main functions. Through some system exploitation this sys
7、tem made a project about it. This system has some parts such as: system register, course elective information, course electing, course canceling, checking about the chosen courses, etc. During this designing process, this system used C/S and Http. The server uses JDBC date resource to communicate. T
8、he phone use flow as the way to receive date from Web server. KEY WORDS: Mobile Elective Course，Android，Java Servlet，C/S II 目 录 前 言 . 1 第1章 绪论 . 2 1.1选课系统的现状 . 2 1.2 Android系统特点 . 2 1.3基于Android的移动选课系统概述 . 3 1.3.1 基于Android的移动选课系统描述 . 3 1.3.2 基于Android的移动选课系统意义 . 3 第2章 环境配置 . 4 2.1 软件环境 . 4 2.1.1 An
9、droid开发环境的搭建 . 4 2.1.2 SQL Server数据库配置 . 6 2.2 硬件环境 . 7 第3章 系统分析 . 9 3.1系统设计的原则和目的 . 9 3.2 需求分析 . 9 3.2.1 系统模块 . 9 3.2.2 客户端与服务器的连接方式 . 10 3.2.3 系统结构 . 10 第4章 系统设计 . 11 4.1 该系统的整体结构 . 11 4.2 数据库设计 . 11 4.2.1 数据库结构设计 . 11 4.2.2 数据库各表的设计 . 12 4.3 服务器设计 . 14 4.3.1 Java Servlet程序 . 14 4.3.2与数据库交互的程序 . 1
10、5 4.4 Android客户端设计 . 15 4.4.1 Android客户端的页面设计 . 15 III 4.4.2 Android客户端各页面之间的关系 . 16 第5章 系统的实现 . 17 5.1 客户端的实现 . 17 5.1.1 系统主界面的实现 . 17 5.1.2 系统登录模块的实现 . 17 5.1.3 已选课程查询模块的实现 . 20 5.1.4 退选模块的实现 . 21 5.1.5 可选课程信息模块的实现 . 21 5.1.6 选课模块的实现 . 22 5.2 服务器端的实现 . 23 5.3 客户端与服务器端的通讯 . 25 第6章 测试 . 27 6.1 测试的作用
11、和意义 . 27 6.2 测试方法 . 27 6.3 测试内容 . 28 6.4 测试结果 . 29 6.5 测试结论 . 29 结 论 . 31 谢 辞 . 32 参考文献 . 33 IV 前 言 近年来，随着我国高等教育与教学的改革，数字信息化的教学管理系统在高校日趋广泛，伴随着学年制管理体制向学分制管理体制的发展，使得网上选课系统在高校中得到广泛的应用。传统的选课系统是以固定的形式访问互联网。这样，虽然能够满足大部分学生的选课需要。但是在选课高峰时期，学校的Web服务器因访问量过大而暂时瘫痪，学校机房的电脑数量有限难满足学生们的选课需求。有时为了选择到自己喜欢的课程，往往要提前半小时到一
12、个小时在计算机上登录选课系统，守候在计算机旁边，而不能做到随时随地的选课。 同时，随着科技的发展，搭载Android操作系统的智能手机依靠其庞大的应用程序和越来越低廉的价格吸引了广大的用户。在如此庞大的用户基数影响下，移动互联网技术得到了飞速的发展，我国的网民也正在从传统的互联网向移动互联网转移。在大学生中，智能手机用户也占有相当大的比例。因此，学生需要另一种的选课系统来解决当前选课系统存在的问题，来分流由于传统网络访问给服务器带来的压力。基于Android的移动选课系统应运而生。 如今，高校的网上选课系统都是比较成熟完善的。移动选课系统只是现有网上选课系统的补充。基于上述考虑，客户端与服务器
13、之间的通信采用Http通信协议。用C/S模式来建立移动选课系统比较合适。服务器端采用SQL 数据库服务器，Tomcat Web服务器以及Java Servlet的Web服务器编程技术构建移动选课的应用服务系统；客户端采用Android平台的客户端软件用来登录服务器。 开发基于Android的移动选课系统的意义在于：对当今流行的Android软件有深入的了解，发现在开发过程中所面临的问题，简化选课程序，方便同学们的选课。同时，为今后开发出适合我校情况的移动选课系统打下基础。 1 第1章 绪论 1.1选课系统的现状 现在大多数的高校的选课系统都是采用的浏览器/服务器模式，这种模式相对最初的人工课程
14、管理方便了许多，不在需要大量的人力，学生选课也不在排队拥挤，更不会因为选课而耽误正常的教学任务。B/S模式的选课系统只需要一台能访问网络的浏览器即可。只要选课服务器端提供选课、学籍管理、考试成绩、毕业设计等业务模块，在客户端的浏览器视窗中就能进行相应模块的功能管理。随着移动互联网的发展这种B/S模式的选课系统也存在很多不足，比如要进行选课操作时，就必须坐在接入网络的电脑前：而且课程开设的通知等等也是要通过上网才知道，对于一些不常上网的同学可能就会错过很多有用的消息，比如说课程调整通知、考试安排等等。而这些缺陷都可以通过移动终端来解决。 1.2 Android系统特点 近几年，3G的全球覆盖使世
15、界快速步入移动互联网时代，网络的应用范围变得更加广泛，移动智能终端在市场上迅速渗透，成为移动互联网发展的强大动力。根据市场调研机构Gartner发布的最新统计报告显示，XX年一季度全球手机销售量共4.278亿部，其中智能手机销量超过1亿部，现在高校师生的智能移动通讯设备拥有率已经和PC拥有率相近。而智能手机操作系统中，Android系统的市场份额又远远大于其他的手机操作系统。Android是Google于XX年x月x日发布的基于Linux内核的移动平台，该平台由操作系统、中间件、用户界面、应用软件组成；从软件分层的角度来说，Android平台由应用程序、应用程序框架、Android运行时库层以
16、及Linux内核共4部分构成，是一个真正开放的移动平台。 2 1.3基于Android的移动选课系统概述 1.3.1 基于Android的移动选课系统描述 基于Android的移动选课系统是学校网上选课系统的补充，该系统的客户端运行于当下最流行的智能手机操作系统Android智能手机操作系统之上。通过GPRS或WLAN等无线数据传输平台，在我校集中的选课时间为我校的在校学生建立使用移动终端随时随地访问我校的选课系统的平台，了解选课信息，查询选课结果，及时、快速、准确的选择喜欢的课程。 1.3.2 基于Android的移动选课系统意义 基于Android的移动选课系统的用户无论是在公交车，在商场
17、，还是在没用电脑的宿舍。只要通过搭载有该客户端的Android手机就能随时随地的登陆系统进行选课。从而使用户远离的电脑的束缚，在学校集中选课的时间可以不用去机房排队等候选课，大大地提高了学生选课的效率。 3 第2章 环境配置 2.1 软件环境 2.1.1 Android开发环境的搭建 1. 安装JDK Sun公司为所有的java程序员提供了一套免费的java开发和运行环境。可以通过访问Http:/ 安装的时候可以选择安装到任意的硬盘驱动器上。正确安装之后，在JDK目录下有bin、demo、lib、jre等子目录。然后是设置JDK的环境变量，其设置方法如下： 在Windows操作系统下，用鼠标右
18、键单击，弹出菜单选择，弹出对话框，再单击该对话框中的，然后单击按钮，添加如下的系统环境变量。 变量名：PATH 变量值：D:javabin；%PATH%设置完成点击即可。 2. Eclipse的安装 访问http:/www.eclipse.org/downloads/，下载Eclipse IDE for Java Developers(92M)的win 32bit版，解压后即可使用。 3. Android SDK安装 在Android Developers下载android-sdk_r05-windows.zip，下载完成后解压到任意路径。 运行SDK Setup.exe，点击Availabl
19、e Packages。如果没有出现可安装的包，请点击Settings，选中Misc中的Force https:/.这项，再点击Available Packages 。 选择希望安装的SDK及其文档或者其它包，点击Installation Selected、Accept All、Install Accepted，开始下载安装所选包 4 下载完成后，添加如下环境变量： 变量名：PATH 变量值：D:Android_SDKandroid-sdktools然后单击确定即可。 4. ADT的安装 打开 Eclipse，进入菜单中的 Help - Install New Software 在Work wi
20、th中输入网址http:/dl- 图2-1 ADT的安装 然后选中Devrloper Tools单击“下一步”完成即可。完成之后选择Window Preferences.，在左边的面板选择Android，然后在右侧点击Browse.并选中SDK路径，点击Apply、OK，配置完成。 5. 创建AVD 为使Android应用程序可以在模拟器上运行，必须创建AVD。 在Eclipse中。选择Windows AVD Manager 点击左侧面板的Virtual Devices，再右侧点击New 填入Name，选择Target的API，SD Card：512MB，Skin随便选，Hardware目前保
21、持默认值。 2.1.2 SQL Server数据库配置 在连接数据库之前必须保证SQL Server 2005是采用SQL Server身份验证方式而不是windows身份验证方式。如果在安装时选用了后者，则重新设置如下: 1. 打开SQL Server 2005，右击最上面的服务器，选择属性安全性，在右边框中选择SQL Server和Windows身份验证模式，如图2-2所示，最后点确定。 图2-2 服务器属性 选择“安全性”中的登录名中的sa，右击选择“属性”， 选择常规，在右边输入登录名sa，输入密码与确认密码123456，再在左边选择状态，在登录中设“启用”。 2. 安装好SQL Se
22、rver 2005后，运行 开始 所有程序 Microsoft SQL Server 2005 配置工具 SQL Server Configuration Manager，在打开的窗口的左边找到 MSSQLSERVER的协议，在右边右单击 TCP/IP，选择 已启用。如果Named Pipes 未启用也设为启用。双击右边的 TCP/IP，在弹出的窗口中选择 IP地址 标签，把 IpAll 中的 TCP端口 设成 1433，并将上方所有的“已启用”选项设置成“是”。如图2-3所示。 6 图2-3 TCP/IP属性 3. 运行 开始 所有程序 Microsoft SQL Server 2005 配
23、置工具 SQL Server 外围应用配置器，在打开的窗口中选择 服务和连接的外围应用配置器，在打开的窗口左边选择 远程连接，在右边选择 同时使用TCP/IP和named pipes(B)，然后点击“应用”。如图2-4所示。 图2-4 服务和连接的外围应用配置器 2.2 硬件环境 开发Android应用程序要同时运行Java虚拟机、Android虚拟机以及Android模拟器，对计算机硬件的要求比较高。其硬件的最低配置如下： 7 CPU：主频要在2.0GHZ以上。 内存：要在2G以上。 屏幕最佳分辨率：1024768像素。 对硬盘的大小不做要求只要有足够的空间能够保证程序正常运行就可以。 8
24、第3章 系统分析 3.1系统设计的原则和目的 移动选课系统基于我校现有的网上选课系统的数据库，设计目的就是作为现有的基于Web的网上选课系统的辅助手段和重要的补充，为广大的学生提供随时随地方便快捷的选课、退课和课程查询等功能。以原有的选课系统为基础，在不影响原有系统正常运行和使用的情况下增加通过手机选课的功能以扩充原有的选课系统，使选课的方式更加的灵活方便，且选课不受地域场所的限制，在学校集中选课的时间使用手机随时随地就可以选课。同时也分流了B/S模式下服务器超负荷的压力。 根据我校选课的实际情况采用C/S模式开发适合手持设备使用的客户端软件以及在WEB服务器上部署的服务器软件。 该系统充分按
25、照简单使用性原则设计，客户端软件简单易用，同时充分考虑到无线网络和手持设备的特殊性，最大化的利用网络资源。在设计功能的同时，考虑到系统的可伸缩性；在设计和代码的实现上，给程序预留了可扩展的接口，以便需要时可以快速的增加上相应的功能。 3.2 需求分析 3.2.1 系统模块 移动选课系统总共包含五个功能模块：系统登录、选课信息、选课、退选和已选课程查询 系统登录：通过输入用户名和密码验证合法的学生身份，避免了恶意登录系统的情况。同时根据用户名提取满足其要求的信息 选课信息：显示登录的学生可以选择的所有课程的信息和教师信息以供学生选择。 选课：学生输入相应的课程号选择课程。 退选：当用户点击了退选
26、按钮后，退选已经选择的课程。 9 已选课程查询：列出该学生已选的课程信息，以供参考。 3.2.2 客户端与服务器的连接方式 手机客户端使用Http方式同Web服务器通信，服务器端通过JDBC与数据库交互。手机通过Http以流的形式接收从Web服务器传来的数据流。手机终端与Web服务器之间通信的数据格式采用一个特殊的标记，从而使客户端和服务器完成特定的功能。 3.2.3 系统结构 客户机/服务器 结构，是大家熟知的软件系统体系结构，将任务合理分配到客户端和服务器端。其中，服务器端主要提供数据管理、数据共享、数据及系统维护和并发控制等，客户端程序主要完成用户的具体的业务，省去了中间的其他环节。从而
27、，提高了系统的响应速度，降低了系统的通讯开销，但是需要安装客户端才可进行相应的管理操作。 同时，在C/S架构中客户端与服务器之间相互分离，可以对客户端进行单独的设计。使客户端的操作界面漂亮、形式多样，可以充分满足客户自身的个性要求。且此结构还具有较强的事务处理能力，能实现负载的业务流程等优点。 因此，鉴于C/S架构的优点、手机操作系统、网络速度以及当前大多数Android手机应用都采用C/S架构的考虑。基于Android的移动选课系统采用客户端/服务器结构。 10 第4章 系统设计 4.1 该系统的整体结构 系统的整体结构：Android客户端手机通过无线网络访问后台服务器，如果需要数据访问，
28、则访问后台数据库。如图4-1所示。 手机客户端服务器图4-1 系统结构 数据库服务器 4.2 数据库设计 4.2.1 数据库结构设计 (1) 用户表，包含的字段有：登录名、密码。 (2) 学生表，包含的字段有：学号、姓名、性别、出生日期、政治面貌、入学日期、联系电话、班级。 (3) 选课表，包含的字段有：学号、课程号。 (4) 课程表，包含的字段有：课程号、课程名、学时、学分、课程性质、考核方式、上课学期。 (5) 教师信息表，包含的字段有：姓名、课程号、所属系部、联系方式、上课地点。 其E-R模型如图4-2所示。 11 入学日期 姓名 学号 学生 出生日期 班级 性别 政治面貌 联系电话 m
29、 选课 课程性质 课程号 n 课程 学时 学分 课程性质 上课学期 n 开设 课程名 所属系部 m 教师 课程号 姓名 工号 联系方式 上课地点 图4-2 系统E-R图 4.2.2 数据库各表的设计 根据上述设计的数据库的结构，设计了名称为“移动选课系统”的数据库。 “移动选课系统”数据库有下面多个表组成，各表的命名及字段命名都是以汉字的形式来命名，各表的设计结果如下： 表4-1 用户表 列名 学号 密码 12 数据类型 Char(9) Char(6) 是否为空 Not null Not null 约束 主键 表4-2 学生表 列名 学号 姓名 性别 出生日期 政治面貌 入学日期 联系电话 班
30、级 表4-3 选课表 列名 学号 课程号 数据类型 Nchar(9) Nchar(6) 是否为空 Not null Not null 约束 主键、外键 主键、外键 数据类型 Char(9) Nchar(5) Nchar(1) Datetime Varchar(50) Datetime Char(15) Char(7) 是否为空 Not null Not null Null Null Null Null Null Null 约束 主键 值为男或女 默认为共青团员 表4-4 课程表 列名 课程号 课程名 学时 学分 课程性质 考核方式 学期 13 数据类型 Nchar(5) Varchar(20)
31、 Tinyint Tinyint Nchar(2) Nchar(2) Char(1) 允许空 Not null Not null Null Null Null Null Null 约束 主键 唯一 默认为选修 默认为考查 表4-5 教师信息表 列名 工号 教师姓名 课程号 所属系部 上课地点 联系方式 数据类型 Char(7) Nchar(5) Char(6) Varchar(20) Varchar(10) Char(11) 允许空 Not null Not null Not null Null Not null Null 约束 外键 4.3 服务器设计 该移动选课系统的手机客户端采用了Htt
32、p方式同Web服务器通信。基于这个要求，在服务器端编写了Java Servlet程序放置在名称为“servlet”包中用以实现手机客户端采用Http的方式同服务器进行通信。同时还编写了一个通过 JDBC与数据库交互的程序放在名称为“shujuku”的包中以实现Servlet程序与数据库之间的数据交换。 4.3.1 Java Servlet程序 Servlet是一种采用Java来实现CGI功能的技术。Servlet本身与协议无关，与平台与无关。对应的软件包有两个javax.servlet.http和javax.servlet.jsp，通常所说的Servlet编程主要就是指针对HTTP的Servl
33、et编程。 Servlet运行于Servlet引擎管理的Java虚拟机中，被来自客户端的请求所唤醒，在虚拟机中只要装载一个Servlet及能够处理新的请求。 Tomcat服务器是运行Servlet程序的载体，在运行Servlet程序之前要在机器上安装好tomcat服务器。这是Servlet运行时所需要的环境。 移动选课系统的Servlet程序包含LoginServlet、CX、SC、XS和XK五个类，这五个类同时继承HttpServlet类。这五个类的功能描述如下： 14 LoginServlet类:接收和返回用户的登陆信息。 CX类：接收用户对已选课程查询的请求，给用户返回相应的数据信息。
34、SC类：接收用户对删除已选课程的请求，给用户返回是否删除成功的相应信息。 XS类：接收用户对显示所有可选课程的请求，并给用户返回相应的信息。 XK类：接收用户的选课请求，给用户返回是否选课成功的相关信息。 4.3.2与数据库交互的程序 与数据库的交互程序是服务器的核心程序，共包含lianjie、LogIn、ChaXun、XianShi、XuanKe和shanchu六个方法。功能描述如下： Lianjie方法：通过JDBC与数据库进行连接连接。 LogIn方法：通过与数据库的交互验证登陆者的身份是否合法。 ChaXun方法：通过与数据可的交互查询出登陆的用户已经选择的课程。 XianShi方法：
35、通过与数据库的交互给登陆的用户提供可以选择的所有课程信息。 XuanKe方法：通过与数据库的交互为登陆的用户保存他的选课信息。 Shanchu方法：通过与数据库的交互删除登陆的用户已经选择的课程信息。 4.4 Android客户端设计 4.4.1 Android客户端的页面设计 Android客户端主要包括四个页面，登录页面、主页面、已选课程页面以及可选课程页面。每个页面的主要功能描述如下： 登录页面：供用户登录系统只用。同时，检测用户输入的用户名和密码是否为空，是否合法。 主页面：该页面上列出了若干项菜单。以供用户选择自己要完成的事15 项。 已选课程页面：该页面上显示用户已经选择在的课程。
36、 可选课程页面：该页面罗列出所有可以选择的课程，以供用户选择自己喜欢的课程。 其中，“课程退选”功能在已选课程页面添加一个“退选”按钮实现。“选课”功能在可选课程页面中添加一个“选课”按钮实现。 4.4.2 Android客户端各页面之间的关系 Android客户端个页面之间的关系即客户端的结构如下图4-3所示： 系统登录 用户主菜单 已选课程图4-3客户端结构 可选课程 16 第5章 系统的实现 5.1 客户端的实现 5.1.1 系统主界面的实现 系统主界面很简介，只包含一个菜单选项，通过这个菜单导航到各个功能模块，主界面如图5-1所示： 图5-1系统主界面 主界面对应的类是MainActi
37、vity，继承了ListActivity类实现一个ListView，对应的就是界面上的菜单。在MainActivity中的onCreate方法中初始化数据。 5.1.2 系统登录模块的实现 系统登录模块的流程图如图5-2所示： 17 登录页面 点击登录，以 URL形式访问服务器 失败 成功？ 成功 提示信息 服务器解析URL，调用系统登录服务，返回登录结果 解析返回的结果 成功？ 主界面 图5-2登录模块流程图 当用户点击登录，若登录成功则进入如图5-1所示的系统主界面。若用户名或密码为空则在页面上弹出相应的提示，如图5-3所示；若密码错误同样出现相应的提示。如图5-4所示。 图5-3密码为空 18 图5-4密码密码不正确 其中判断用户名和密码是否为空的代码如下： private boolean validate String username = userEditText.getText.toString; if(username.equals() String pwd = pwdEditText.getText.toString; if(pwd.equals() return true; showDialog(用户密码是
