教学管理电子信息系统设计分析

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摘要：针对原有教学管理电子信息系统自我修复能力较差的问题，构建基于MVC模式的教学管理电子信息系统。首先，通过构建硬件框架进行系统硬件设计，采用双核信息处理器进行系统信息处理，并搭配双核控制器，实现对系统硬件的管理；其次，构建系统软件模块框架进行系统软件设计，采用C语言对系统用户信息数据库进行信息管理设置；再次，基于MVC模式对用户界面进行设计，保证用户体验；最后，采用同态加密进行系统中信息的传递与储存，实现系统信息安全管理。结合上述硬件设计与软件设计，基于MVC模式的教学管理电子信息系统构建完成。实验结果表明，此系统对于系统漏洞解决情况更好，性能更加优越。

关键词：教学管理；电子信息系统；MVC模式；系统设计；信息管理；系统测试

随着信息技术的不断发展，将信息技术应用在教学管理中是当前教学管理的重要途径之一。为保证教学管理具备数字化与信息化特征，常对其进行电子信息系统构建，保证其正常的运行[1]。基于当前信息技术的发展，原有的电子信息系统已无法满足教学管理日益增加的要求。针对原有教学管理电子信息系统信息处理过程较为复杂，信息处理效果不佳的问题。进行基于MVC模式的教学管理电子信息系统设计，通过本次系统设计，提升信息处理的速度与质量，帮助教育体系对教学进行管理控制。

1电子信息系统硬件设计

教学管理电子信息系统在教学管理中主要负责信息处理分析、信息与接收的任务[2]。基于MVC模式，采用嵌入式硬件进行硬件框架构建，具体框架如图1所示。该系统整体硬件的构成包括嵌入式P105模板、综合处理器、自适应网络端口、CN端口[3]。通过上述设备实现系统内模型与控制系统的互联。整体硬件可分为两部分：第一部分为信息处理器的设计；第二部分为中央控制器设计。1）信息处理器：主要由控制部件与逻辑部件组成。信息处理器型号为IntelCeleronG1620，内核为G1602，主频达400MHz。采用双核心双线程模式进行设置。该信息处理器通过总线体系将其与控制器进行连接。教学管理电子信息系统控制器主要由键盘与通信端口部分构成，在控制器中可以配置10个通信端口。每一个通信端口可以配置4~6个。在基于MVC模式的教学管理电子信息系统中，分别设置为：WS⁃362，WS⁃564，网络端口。采用端口连接的方式实现系统与设备的互联[4]。2）中央控制器：控制器CPU采用双CUP构架，选用ARMCortex⁃M4内核32位芯片。同时配置型号相匹配的接触屏以及逆变器。在进行信息控制时，主要采用键盘进行信息交换。通过对控制器进行设定保证教学管理中信息处理的科学性。

2电子信息系统软件设计

基于上述硬件设计，对教学管理电子信息系统软件进行框架设计。结合硬件设计成果对软件框架进行设计，具体框架如图2所示。教学管理电子信息系统软件设定为3部分，分别为学生模块、教师模块、管理员模块[5]。学生模块中包含学生的个人信息、成绩、作业；教师模块中包含对学生成绩的管理、作业管理、测试管理、教师信息等；管理员模块包括用户管理、信息管理。2.1系统信息数据库设计。进行教学管理电子信息系统的设计时，应着重注意系统信息数据库的设计过程。在进行数据库设计时，采用SQLServer2008[6]数据库进行数据库的基础建设。并对数据表结构进行设置，具体通过数据库表结构、数据库分组体现。为保证系统信息的准确录入与输出，对数据库进行设定至关重要。在本系统数据库中，主要由4种代码组成，分别为信息源连接代码[7]、信息修改代码、信息删除代码、信息添加代码。其中部分重要代码如下所示：Setconn=Server.CreateObject（课程名称）conn.open"driver={MicosoftAccessDriver（*.mdb）}：dbq="&Server.MapPath（"data.mdb）//信息源连接sql="update信息表名set表名=“表”，…where字段名=“条件”…//信息修改sql="deletefrom数据表名where表名=“条件”conn.Execute（sql）//信息删除sql="insertinto数据表名（字段名）values值名conn.Execute（sql）//信息添加通过代码编写，实现对数据库内信息的控制。2.2用户界面设计。基于MVC模式对教学管理电子信息系统进行设计，MVC模式中注重对网页界面的设计[8]。因此，对教学管理电子信息系统的用户界面设计也是电子信息系统设计的重点内容。采用MVC模式进行用户界面设计时，要重视用户界面的可修改性、易操作性以及安全性。因而，在进行教学管理电子信息系统用户界面设计时，要直接简明，并保证界面风格与配色的一致性。基于MVC模式的教学管理电子信息系统中，用户界面的窗体分辨率采用800×600，增强色为20色，窗体比例为16∶9，对其方式设定为左对齐，日期格式采用长格式。同时，在窗体上方设定相应的管理模块选项。通过上述参数设计的用户界面如图3所示。2.3系统信息安全管理设计。由于使用教学管理系统的人员众多，为保证系统的信息安全对教学管理系统进行安全管理设计。常用的安全管理包括防火墙、限制IP地址、虚拟局域网[9]。在进行系统信息安全管理时，选用信息加密形式进行安全管理。对系统中信息进行加密，可以有效保证系统中信息传输、存储、交换的安全性。在系统信息加密过程中采用同态加密的形式[10]。在系统中，将整个同态加密的过程设定为H，并对过程中所产生的密钥生成、加密过程、解密过程、评估过程分别进行设定，具体表示为H=(KEY,Enc,Dec,Eval)。假设公钥与私钥共同生成信息安全参数，设定公钥为GK，私钥为SK。明文为t∈An，n为自然数，将t的同态加密表示为t(a)，通过公式可以表示为：t(a1+a2)=t(a1)⊕t(a2)（1）t(sa1)=s⊗t(a1)（2）式中，a1，a2分别表示在教学管理平台中的两组信息，通过对信息进行加密并保存，保证信息在进行交换时，不会出现传输缺失的情况。在进行加密传输处理后，需要对已经加密的信息进行解密，具体操作过程为：J=Dec(R,GK)（3）式中，设定密文为R。通过公钥对密文进行解密，完成系统信息的解密过程，并对信息进行存储，完成整体信息加密过程。通过对教学管理信息系统的软件部分进行设计，并将其与教学管理电子信息系统相结合完成基于MVC模式的教学管理电子信息系统设计。

3仿真实验分析

为保证本文设计的基于MVC模式的教学管理电子信息系统在日常的使用中具有可操作性，将其与原有的教学管理信息系统进行对比试验，检验教学管理电子信息系统自我修复能力，通过系统Bug修复体现。3.1系统测试环境。为保证实验的有效性，模拟教学管理电子信息系统工作时的环境进行对比试验，分别使用原有教学管理系统与本文设计的教学管理信息进行自我修复对比试验，通过教学管理信息系统Bug修复体现。为保证试验过程的一致性，对系统测试环境进行设计，具体参数如表1所示。3.2系统测试结果。在测试中共执行测试用例900条，通过900条，未通过测试用例为0条，未实现功能为0条。在进行测试中，共出现Bug400起。原有系统与本文系统Bug解决情况如表2所示。综上所述，原有模型共解决系统漏洞356起，未解决44起。本文设计系统共解决系统漏洞400，未解决0起。通过对比可以看出，本文设计的教学管理电子信息系统的自我修复能力更强，使用性更广泛。其安全性也远远高于原有教学管理系统，本文设计模型充分满足用户对教学管理系统所需的安全性。由此可见，本文设计系统更具优越性。

4结语

采用MVC模式进行教学管理电子信息系统构建，实现了电子信息的网络化与可视化。与此同时，增强了电子信息系统的功能方位，从一定程度上满足了现代教学管理技术向数值化、网络化发展，提升了教学管理电子信息系统对信息进行处理的准确定、便利性、多元性。采用MVC模式进行设计也利于系统的设计与维护。基于目前教学管理电子信息系统的设计还存在的一些不足之处。设计中的信息处理功能还需要完善，较多的信息采集功能还是依靠原有系统硬件实现的，以后应将信息采集工作转移到控制平台中进行操作。今后将进一步对教学管理电子信息系统进行改进。

作者:冉启武 皇金锋 董锋斌 蒋军 单位:陕西理工大学