学生管理系统（超详细教程＋源码）

标签：教师 教程 成绩 课程 管理系统 param 查询 源码 学生

学生管理系统

1. 前言

1.1 项目地址

本项目共有前后两端地址(使用Docker部署，也可以自己部署到本地)。

• 前端：SSE-DZH/MS-Vue: MS前端vue (github.com)
• 后端：SSE-DZH/MS-Spring: MS后端 (github.com)

2. 开发环境

2.1 基础环境

• JDK版本: 17
• MySQL版本: 8.0.36
• Redis版本: 3.2.100
• IntelliJ IDEA版本: 2024.1
• Node版本: 20.10.0
• Docker版本: 26.1.0
• Nginx版本: 1.18.0

2.2 技术栈

• 前端: vue-admin-template模板（vue、element-ui）、ECharts、Vuex Store
• 后端: Springboot、mybatis-plus、maven、阿里云oss对象存储、MD5加密、JWT、邮箱服务、Servlet

3. 系统分析

3.1 需求分析

用户角色与权限

系统应支持三种用户角色：管理员、教师和学生。每种角色都有其特定的功能需求。

• 管理员: 用户管理、课程管理等。
• 教师: 个人信息修改、任课信息查询、学生课程成绩管理等。
• 学生: 个人信息修改、选课信息查询、课程成绩查询等。

3.1.1 公共功能

• 注册与登录: 提供注册和登录功能，确保用户能够正确地进入系统并使用其账户。
• 初步验证: 在注册过程中使用JavaScript进行密码格式、手机号、邮箱等的初步验证。
• 验证码功能: 登录时增加验证码功能，增强账户安全性。
• 找回密码: 通过邮箱进行找回密码操作。
• 上传图片: 允许用户上传图片用于个人资料的更新。
• 报表统计与查询检索: 生成各种报表，并提供强大的查询检索功能。

3.1.2 管理员用户功能

• 用户管理: 修改各用户的密码，进行用户管理操作。
• 教师档案管理: 管理教师档案，包括基本信息、工作经历、学历学位等。
• 学生档案管理: 管理学生档案，包括基本信息、成绩、选课情况等。
• 课程管理: 负责课程的排课，包括确定任课教师、时间和教室等。

3.1.3 教师用户功能

• 个人信息修改: 修改个人信息，包括上传头像等。
• 任课信息查询: 查询任课信息。
• 学生课程成绩管理: 管理学生的课程成绩，可以以图形化显示或报表形式下载。
• 学生课程信息分类查询: 根据成绩对学生课程信息进行分类查询，并提供下载和图形化显示选项。

3.1.4 学生用户功能

• 个人信息修改: 修改个人信息，如姓名、学号、性别等，并上传头像。
• 选课信息查询: 查询选课信息，包括任课教师、上课时间和地点。
• 课程成绩查询: 查询课程成绩，并以报表形式下载。

3.3 系统流程分析

系统分为管理员、教师、学生三个角色。每个角色代表不同的账号身份和功能需求。

• 用户登录流程: 账号和密码必须与数据库中的信息比对，只有正确的信息才能进入下一步操作。

3.4 系统性能分析

• 后端数据库: 采用MySQL与Redis缓存结合使用，减少数据库访问次数和查询开销。合理设计数据库表结构，建立索引，加快查询速度，使用数据库连接池管理数据库连接。
• 后端算法优化: 优化算法和代码逻辑，减少资源消耗和计算时间。
• 前端Vue: 添加keep-alive功能，提升系统性能和用户体验，减少页面渲染开销。

4. 系统设计

4.1 功能结构设计

系统主要基于数据的增加、修改、删除等操作。

4.1.1 管理员功能结构设计

管理员功能包括找回密码（邮箱），上传头像和数据报表统计，对教师和学生的档案管理以及密码管理，对课程信息进行管理。

4.1.2 教师功能结构设计

教师功能包括找回密码（邮箱），上传头像和数据报表统计，对课程进行选择任教，任课信息查询，学生成绩管理及图形化展示，学生课程成绩分类查询。

4.1.3 学生功能结构设计

学生功能包括找回密码（邮箱），上传头像和数据报表统计，对个人信息修改，选课信息查询，课程成绩查询以及报表下载。

4.2 数据库设计

数据库设计包括以下几个关键表：course（课程表）、teacher（教师表）、student（学生表）以及关联表courseteacher（课程-教师关联表）和studentcourseteacher（学生-课程-教师关联表）。

4.2.1 course（课程表）表格设计

列名	数据类型	说明
cid	int	课程ID（主键）
cname	varchar(30)	课程名称
ccredit	tinyint	课程学分
location	varchar(100)	上课地点
schedule	varchar(100)	上课时间表

索引：cid和cname，Fields分别为cid和cname。

4.2.2 teacher（教师表）表格设计

列名	数据类型	说明
tid	int	教师ID（主键）
tname	varchar(30)	教师姓名
password	varchar(255)	密码（加密存储）
avatar	varchar(255)	头像图片链接
email	varchar(255)	电子邮箱
phone	varchar(20)	手机号码

索引：tid和tname，Fields分别为tid和tname。

4.2.3 student（学生表）表格设计

列名	数据类型	说明
sid	int	学生ID（主键）
sname	varchar(30)	学生姓名
password	varchar(255)	密码（加密存储）
avatar	varchar(255)	头像图片链接
email	varchar(255)	电子邮箱
phone	varchar(20)	手机号码

索引：sid和sname，Fields分别为sid和sname。

4.2.4 courseteacher（课程-教师关联表）表格设计

列名	数据类型	说明
ctid	int	关联ID（主键）
cid	int	课程ID（外键，关联course）
tid	int	教师ID（外键，关联teacher）
term	varchar(30)	学期
location	varchar(100)	上课地点
schedule	varchar(100)	上课时间表

索引：ctid、cid和tid，Fields分别为ctid、cid和tid。

4.2.5 studentcourseteacher（学生-课程-教师关联表）表格设计

列名	数据类型	说明
sctid	int	关联ID（主键）
sid	int	学生ID（外键，关联student）
cid	int	课程ID（外键，关联course）
tid	int	教师ID（外键，关联teacher）
grade	float	成绩
term	varchar(30)	学期

索引：sid、cid和tid，Fields分别为sid、cid和tid。

• 数据库中的主键和外键都有明确的命名规则，以便于理解和维护。
• 密码采用了加密存储，以增强安全性。
• 学生-课程-教师关联表中包含了成绩信息，以便于记录学生在每门课程中的表现。

5 系统实现

5.1 管理员功能实现

5.1.1 教师信息管理

管理员进入如图 5.1 所示的教师信息管理界面之后，管理员点击信息显示栏中的教师列表，可以对教师信息进行修改、删除和编辑操作。同时也可以输入教师工号或者姓名进行查询，并且可以开启或者关闭模糊查询。学生信息管理功能同上。

Web层

/**
 * 根据条件查询教师信息
 * @param map 查询条件，包含教师姓名和模糊查询标志
 * @return 符合条件的教师列表
 */
@PostMapping("/findBySearch")
@ApiOperation("根据条件查询教师信息")
public List<Teacher> findBySearch(@RequestBody Map<String, String> map) {
    return teacherService.findBySearch(map);
}

Service层

/**
 * 根据条件查询教师信息
 * @param map 查询条件，包含教师ID、姓名和模糊查询标志
 * @return 符合条件的教师列表
 */
@ApiOperation("根据条件查询教师信息")
public List<Teacher> findBySearch(Map<String, String> map) {
    Integer tid = null;
    String tname = null;
    Integer fuzzy = null;
    if (map.containsKey("tid")) {
        try {
            tid = Integer.parseInt(map.get("tid"));
        } catch (Exception e) {
            // handle exception
        }
    }
    if (map.containsKey("tname")) {
        tname = map.get("tname");
    }
    if (map.containsKey("fuzzy")) {
        fuzzy = map.get("fuzzy").equals("true") ? 1 : 0;
    }
    return teacherMapper.findBySearch(tid, tname, fuzzy);
}

5.1.2 课程信息管理

管理员进入如图 5.2 所示的课程信息管理界面之后，管理员点击信息显示栏中的编辑课程，可以对课程信息进行修改、删除和编辑操作。

Web层

/**
 * 更新现有课程
 *
 * @param course 更新后的课程对象
 * @return 如果课程成功更新，则为true，否则为false
 */
@ApiOperation("更新课程")
@PostMapping("/updateCourse")
public boolean updateCourse(@RequestBody Course course) {
    return courseService.updateById(course);
}

5.1.3 学生成绩管理

管理员进入如图 5.3 所示的学生成绩信息管理界面之后，管理员点击信息显示栏中的学生成绩查询，可以对学生成绩进行修改、删除和编辑操作，也可以进行多样查询，模糊查询等操作。

Mapper层

/**
 * 根据提供的条件搜索SCT信息。
 * @param sid 学生ID，可选参数。
 * @param sname 学生姓名，可选参数。
 * @param sFuzzy 是否进行学生姓名的模糊搜索，可选参数。
 * @param cid 课程ID，可选参数。
 * @param cname 课程名称，可选参数。
 * @param cFuzzy 是否进行课程名称的模糊搜索，可选参数。
 * @param tid 教师ID，可选参数。
 * @param tname 教师姓名，可选参数。
 * @param tFuzzy 是否进行教师姓名的模糊搜索，可选参数。
 * @param lowBound 成绩下限，可选参数。
 * @param highBound 成绩上限，可选参数。
 * @param term 学期，可选参数。
 * @param classification 分类，可选参数。
 * @return 返回匹配搜索条件的SCT信息列表。
 */
public List<SCTInfo> findBySearch1(@Param("sid") Integer sid,
                                   @Param("sname") String sname,
                                   @Param("sFuzzy") Integer sFuzzy,
                                   @Param("cid") Integer cid,
                                   @Param("cname") String cname,
                                   @Param("cFuzzy") Integer cFuzzy,
                                   @Param("tid") Integer tid,
                                   @Param("tname") String tname,
                                   @Param("tFuzzy") Integer tFuzzy,
                                   @Param("lowBound") Integer lowBound,
                                   @Param("highBound") Integer highBound,
                                   @Param("term") String term,
                                   @Param("classification") String classification); // 添加分类参数

5.1.4 学生成绩报表导出

管理员进入如图 5.4 所示的学生成绩信息管理界面之后，管理员点击信息显示栏中的数据统计，可以对学生课程成绩进行可视化统计和查看，也可以将统计的数据进行导出报表，如图 5.5。

Service层

/**
 * 导出课程业务数据为Excel表格。
 *
 * @param cname 课程名称
 * @param term 学期
 * @param response HttpServlet响应，用于向客户端提供下载
 */
public void exportBusinessData(String cname, String term, HttpServletResponse response) {
    CourseStatisticVO courseStatisticVO = this.findByCname(cname, term);
    InputStream inputStream = this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream("templates/课程成绩报表.xlsx");
    try {
        XSSFWorkbook excel = new XSSFWorkbook(inputStream);
        //获得Excel文件中的一个Sheet页
        XSSFSheet sheet = excel.getSheet("Sheet1");
        //获得第1行
        XSSFRow row = sheet.getRow(0);
        //根据row将第一行第二列写入cname数据
        row.getCell(1).setCellValue(cname + "-成绩报表" +"（" + term + "）");
        //此处省略后面n行的写入，方法同上
        //写入当前日期，精确到分秒
        row.getCell(1).setCellValue(new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(new Date()));
        ServletOutputStream out = response.getOutputStream();
        excel.write(out);
        out.flush();
        out.close();
        excel.close();
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

5.2 教师功能实现

5.2.1 教师上传头像

教师进入如图 5.6 所示的教师编辑界面之后，教师点击信息显示栏中的上传头像，可以对本地的头像进行上传，头像加载为阿里云的OSS对象，文件名生成采用的是UUID工具类的randomUUID，使得文件名唯一性。

Web层

/**
 * 文件上传
 * @param file
 * @return
 */
@PostMapping("/upload")
@ApiOperation("文件上传")
public Result<String> upload(MultipartFile file){
    log.info("文件上传：{}",file);
    try {
        //原始文件名
        String originalFilename = file.getOriginalFilename();
        //截取原始文件名的后缀   dfdfdf.png
        String extension = originalFilename.substring(originalFilename.lastIndexOf("."));
        //构造新文件名称
        String objectName = UUID.randomUUID().toString() + extension;
        //文件的请求路径
        String filePath = aliOssUtil.upload(file.getBytes(), objectName);
        log.info("文件上传成功，文件路径为：{}", filePath);
        return Result.success(filePath);
    } catch (IOException e) {
        log.error("文件上传失败：{}", e);
    }
    return Result.error(MessageConstant.UPLOAD_FAILED);
}

5.2.2 开设课程

教师进入如图 5.7 所示的课程设置界面之后，教师点击信息显示栏中的开设课程，可以对所有展示的课程信息进行选择开设，并且可以对课程信息进行多重查询。

Web层

/**
 * 根据条件查询课程教师信息
 * @param map 查询条件
 * @return 符合条件的课程教师信息列表
 */
@PostMapping("/findCourseTeacherInfo")
@ApiOperation(value = "根据条件查询课程教师信息")
public List<CourseTeacherInfo> findCourseTeacherInfo(@RequestBody Map<String, String> map) {
    return courseTeacherService.findCourseTeacherInfo(map);
}

5.2.3 学生成绩管理

教师进入如图 5.8 所示的学生成绩管理界面之后，教师点击信息显示栏中的成绩管理，可以对所有展示的学生成绩进行编辑，并且可以对成绩信息进行多重查询。

Web层

/**
 * 根据提供的条件查询选课信息。
 *
 * @param map 包含查询条件的键值对参数，键代表查询字段，值代表查询值。
 * @return 返回一个包含查询结果的SCTInfo列表。


 */
@PostMapping("/findBySearch1")
@ApiOperation("根据条件查询SCT信息")
public List<SCTInfo> findBySearch1(@RequestBody Map<String, String> map) {
    return sctInfoService.findBySearch1(map);
}

5.3 学生功能实现

5.3.1 课程选课管理

学生进入如图 5.9 所示的学生选课界面之后，学生点击信息显示栏中的选课管理，可以对展示的课程信息进行多重条件查询和添加选课操作，修改已经选择的课程。

Web层

/**
 * 处理选课操作
 * @param sct 选课对象，包含学生ID和课程ID
 * @return 成功则返回1，失败则返回0
 */
@ApiOperation("选课")
@PostMapping("/addSCT")
public int addSCT(@RequestBody SCT sct) {
    return sctService.addSCT(sct);
}

5.3.2 课程成绩查询

学生进入如图 5.10 所示的课程成绩查询界面之后，学生点击信息显示栏中的课程成绩查询，可以对展示的课程成绩信息进行查询和统计。

Mapper层

/**
 * 根据学生ID和学期查询学生成绩信息。
 * @param sid 学生ID
 * @param term 学期
 * @return 学生成绩信息列表
 */
public List<SCTInfo> findBySid(@Param("sid") Integer sid, @Param("term") String term);

6 系统测试

6.1 测试环境

本次测试的系统环境如下：

• 硬件环境：
  • 处理器：Intel Core i7
  • 内存：16 GB
  • 硬盘：500 GB SSD
• 软件环境：
  • 操作系统：Windows 10
  • 数据库：MySQL 8.0
  • 开发平台：IDEA 2021.1
  • Web服务器：Apache Tomcat 9.0
  • 浏览器：Google Chrome

6.2 测试方法

• 单元测试：对系统中的各个模块进行独立测试，确保各个模块的功能符合设计要求。
• 集成测试：将各个模块集成在一起进行测试，验证模块之间的接口和交互。
• 系统测试：在模拟真实环境下，对整个系统进行全面测试，验证系统的功能、性能、可靠性等是否符合预期。

6.3 测试用例

测试编号	测试名称	测试输入	预期输出	实际输出	结果
TC001	教师信息查询	教师姓名、模糊查询标志	匹配的教师列表	匹配的教师列表	通过
TC002	课程信息更新	课程对象	更新成功或失败	更新成功	通过
TC003	学生成绩查询	学生姓名、课程名称、模糊查询标志等	匹配的学生成绩列表	匹配的学生成绩列表	通过
TC004	教师头像上传	头像文件	文件上传路径	文件上传路径	通过
TC005	课程开设	课程信息	课程开设成功或失败	课程开设成功	通过
TC006	成绩管理	学生成绩信息	成绩更新成功或失败	成绩更新成功	通过
TC007	学生选课管理	课程信息	选课成功或失败	选课成功	通过
TC008	学生成绩查询	学生ID、学期	学生成绩信息列表	学生成绩信息列表	通过

6.4 测试结果

经过单元测试、集成测试和系统测试，本系统所有功能模块均能正常运行，满足设计要求。测试结果如下：

• 功能测试：所有功能均能正确实现，操作界面友好，用户体验良好。
• 性能测试：在大数据量和高并发条件下，系统运行稳定，响应时间满足要求。
• 可靠性测试：系统在长时间运行过程中无异常，数据处理准确无误。

6.5 存在的问题及解决方案

在测试过程中，发现了以下问题，并已提出解决方案：

1. 问题描述：教师信息模糊查询时，查询结果不准确。
   解决方案：调整模糊查询算法，优化查询条件，提高查询准确性。

2. 问题描述：课程信息更新时，某些字段未能正确保存。
   解决方案：检查更新逻辑，确保所有字段正确传递并保存到数据库。

3. 问题描述：学生选课管理功能中，部分选课操作未能成功。
   解决方案：检查选课逻辑，确保选课操作的事务处理正确，避免数据不一致。

4. 问题描述：系统在高并发访问时，响应时间较长。
   解决方案：优化数据库查询，提高系统处理效率，增加服务器硬件配置。

最后再补充一句，上述环境开发完毕之后，如果想学习服务部署Docker的话，可以看这篇(●ˇ∀ˇ●)！

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标签：教师,教程,成绩,课程,管理系统,param,查询,源码,学生
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