智慧校园学生管理系统的设计与构建研究

高慧

（德州职业技术学院 山东省德州市 253000）

在部分发达国家，高校管理信息系统早在上个世纪的60年代便已经缺的重大发展成果，在其历经50 多年的持续发展后，现有信息管理系统与此前对比，在功能方面，变得更加多样，从此前应用方式比较简单的数据计算工具，逐渐发展成新的具备辅助决策功能的现代化数据工具，同时，无法数据传输的弊病也得到有效改善，可以实现覆盖全网络的数据传输。系统的文件服务器属于高校管理信息系统最早期的系统原型，早期阶段的文件服务器仅具备比较简单的服务功能，即数据存储功能和数据共享功能两种，可以通过网络执行数据访问操作，然后以文件传递的形式实现数据信息的共享目标[1]；对于信息管理系统的客户端或者服务器结构(The Client/Server Structure)而言，属于高校信息管理系统在新时期背景下，融合计算机技术等多项先进技术后形成的新兴科技产物，系统工作原理为：以客户端发出的请求或者服务器端递交的信息需求为基础，在系统接受请求后，会按照要求对数据库内的数据信息进行加工和处理，然后再将经过加工处理后的最终结果反馈至对应端口[2]。在上述内容中，此类高校管理信息系统可以成功处理好客户端/服务器结构系统在异构和跨平台方面的访问难题，客户端在提供应用程序服务后，自身已经变得越发规范，功能也相对统一，在此之后的系统功能开发方向也因此变得更加清晰和明确[3]。

1 学生管理系统开发技术

1.1 管理信息系统

管理信息系统(Management Information System,“MIS”)会将计算机作为系统核心，为后续管理决策的制定提供必要支持，管理员凭借该系统能够建立全新的人机协作型综合信息系统[4]。所以，管理信息系统会涉及到众多不同学科，自身具备多项不同类型的分项功能，可以为使用者带来更为优质的服务。

1.2 WSB技术

“SIMATIC WinCC”可以按照用户要求，提供更为优质的Web，通过这种方式可以妥善处理好用户端在集成Historia 软件和Web 操作站过程中遇到的各种异常情况。对于B/S 结构而言，主要是指计算机网络结构本身携带的浏览器或者服务器结构，Browser/Server，简写后即为B/S[5]。对于此结构而言，前端位置主要YuiTCP/IP 协议为基础，能够借助安装网页Web 浏览程序实现与互联网终端之间的访问服务，并且企业内部会设置专门的www 服务器。所以，以Web 浏览器为基础的系统资源在进入到调用模式后，能够更加高效的对各项其他系统任务进行综合护理，通过这种方式，能够大幅度降低系统其他方面的业务量。

在互联网技术快速发展的时代背景下，计算机技术的应用和普及范围正变得越来越广，在这样的情况下，B/S 结构的成功应用，可以对此前的C/S 结构进行再一次的改进和补充，属于以此技术方面的升级，所以，此结构在www 类型的浏览器技术领域、ActiveX 技术领域以及Script 语言领域内的应用十分广泛，凭借浏览器技术的支持，可以进一步达成对传统技术的升级，同时，各种复杂的专用软件也会因此实现升级，展现出更多的强大业务功能。

1.3 系统网络安全

网络时代背景下，个人数据量呈现出爆发式的增长势头。为进一步存储并保护个人数据使用安全，需要将现有数据进行存储，并设定专门的应用保护程序，将数据内容转移至对应的云，通过这种方式达到节省资源的效果。但是这给信息安全保护工作带来高难度的挑战，如：在数据传递期间很容易出现数据丢失或者隐私泄露的情况。在上述内容外，在将数据全部存储在云端以后，人们会在一定程度上失去对自身储存数据内容的完全控制权，这对于确保数据的机密性，完整性和隐私性至关重要。

网络通信具有特殊性，在通信安全方面的要求较高。如果无法保证通信安全，则会造成各种不同形式的信息丢失或被恶意盗取问题，导致电力企业因此出现重大经济损失，同时还会对社会秩序造成十分恶劣的影响。基于此，为妥善处理好通信安全问题，需要以现有网络通信环境为基础，制定出更具针对性的网络通信安全保障措施，将安全性更高的通信保密技术合理运用到通信中，借此为网络通信提供更为可靠的安全性保障作用[6]。

如：为保证网络通信数据安全，可借助当下比较流行的数据加密技术。现有加密技术主要分为两种，第一种是对称式加密技术、第二种是非对称式加密，在二者之中，对称式加密技术具有操作方式更加简单，并且操作难度相对较低的使用优势，所以在现实中的应用频率较高。

2 管理系统模块设计

2.1 综合管理模块设计

本次系统设计的综合管理模块，属于系统中的核心功能模块，在此模块中，可以执行校园文档库管理操作、信息台账管理操作、收文管理操作、通知管理操作、未查看通知管理操作以及通知拟定管理操作。其中，通知拟定管理指令的发出，可以对日常工作产生的文本信息加以统计管理和综合处理，如：接收信息参数记录、系统登记指令、信息通知类型、标题信息识别、内容信息记录和附件信息传输等功能。在此期间，未查看通知内容，会被显示在用户的终端设备上；已经查阅的内容，则会被标记为“已读”状态。此功能的设定，可以为用户提供必要的信息反馈，确保重要通知内容不会被遗忘，系统标记的所有“未读”内容，需要用户给出相应的反馈指令后，才可以结束程序的运行状态。其中，通知查询功能的设定，可方便用户及时查看当前通知内容，并了解到发布者的相关信息，有助于发布者在第一时间了解信息的接收情况与信息反馈情况，此外，系统还会保存这些信息的相关历史记录[7]。

在上述流程中，信息管理系统本身储存大量的小文件（即文件总体量在64M以内的文件），在这样的情况下，Hadoop 集群自身无法保持常规的稳定运行状态，导致系统出现崩溃的情况。所以，需对系统内的所有小文件加以整合处理，形成新的大文件之后，再统一储存即可。在此期间，Hadoop 可凭借系统提供的CombineFileInput-Format 功能妥善处理好后续文件合并任务，同时，系统的数据仓储系统也可以与Hive、Hbase 形成良好配合，保证后续处理任务可以顺利完成。

2.1.1 防火墙技术的应用

为保证确保校园网络信息管理系统的使用安全性，需要在网络设置防火墙，确保系统信息不会泄露或者出现被人恶意删改的情况，尽全力避免校园管理系统信息出现泄露的问题。为此，学生管理系统需应用防火墙系统，为管理系统平台提供数据安全保障。

2.1.2 VPN 技术的应用

在5G 网络技术持续发展的背景下，通信信息规模不断加大，通信速度不断加快，这种发展趋势也对无线通信网络提出较高要求。大数据分析技术因其分析能力和处理能力突出的优势，再加上大数据技术本身具备存储功能，可以更加充分利用各种数据信息，因此在现有无线通信网络中有着十分广泛的应用。基于此，需要运用VPN 技术为计算机信息系统提供更为全面的安全保障。

VPN 技术是指一种虚拟网络，可在公共网络中建立专门的私有网络，可将此作为基础，进行加密通信，在该技术的支持下，现有计算机信息系统在实际运行过程中的信息数据安全可以得到更加有效的保障作用。

对于该技术而言，集中应用在中型企业或者部分大型企业的公司内部局域网，能够由企业管理者和或者专门的技术管理人员在公共网络成功引入通信协议，并对其进行加密处理处理，形成新的专属通讯协议，然后再将其与Internet 进行连接，以此为基础，建立更加安全的企业级私有网络，这种组网方式能够在保证信息安全性的同时，将计算机系统内的所有高危因素隔绝在新建专线外。此外，该技术的应用，并不需要架设专门的线路，同时对路由器等硬件设备的购置与安装要求较低，对于高校学生管理系统而言，具有较高适用性[8]。

2.2 数据库设计

数据采集与治理层：此控制层主要负责将数据源提供好的数据进行抽取，并转移到平台系统内。在此期间，由于数据来源存在明显区别，所以，系统采集数据信息的手段同样存在一定差异。以MySQL、SQL Server、Oracle 等几种比较常见的关系型数据库为对象进行分析，此类数据库需要利用Sqoop 才能够实现数据导入操作；对于源自于互联网系统、Wi-Fi 系统、门禁系统、一卡通系统的数据而言，可以使用专业工具完成数据导入任务[9]。

系统的数据存储功能，一般是由HDFS 模块、HBase 模块、Hive 模块共同组成。在此期间，数据底层存储功能的实现，需要以Hdfs 为基础，才能够保证分布式文件系统的最终应用效果。以Hdfs为对象进行分析，需要以数据实际值的大小标准，选择合适的NameNode为后续datanode 服务器专属的block(64M)文件，在上述流程中产生的全部数据内容，均需要按照时间的次序存入至系统中，并在block 系统内形成新的文件。

以上述系统流程为基础进行分析，管理系统本身会存在大量文件，占用较多运行空间，这种情况会造成Hadoop 集群发生系统崩溃的问题，因此，需要对各种类型的文件尽心统一汇总，并合并至一个文件内，经过压缩处理后再进行存储即可。在此期间，Hadoop 中的CombineFileInput-Format 模块在文件合并方面具有关键作用，信息管理系统中的数据仓储功能可以在Hive 功能和Hbase 功能的支持下顺利完成数据处理任务。

数据处理模块在运行过程中，需对系统内的所有数据执行标准化处理，并对缺失数据内容执行再次导入，此时可以选用传统类型的手工录入方式或者逻辑自动补全手段，确保数据导入的全面性，保证任务处理效果。如：借助规则，实现自动还原已经缺失的学生生源地信息和成绩数据信息。对于部分错误数据的处理，如：异常数据处理任务，可凭借区间限定手段，对系统内的历史数据进行筛选和去除处理，即可得出最终的数据近似值；此外，系统中的重复数据内容处理，如：值为Null的门禁系统记录，便可全部清除。

信息系统在实际运行过程中，需多种不同类型的安全技术共同维护，才能够为用户的计算机信息系统提供更加可靠的安全保障。目前，市面上比较常用的主流信息安全技术分别为：数据加密技术、防火墙技术、VPN技术等。对于这些技术而言，均可以实现高度独立的文件加密处理效果和为用户提供无限制访问服务功能、自动对系统网络与外部网络之间的数据交流信息及系统自身存储数据信息进行严格监控与处理的服务功能，可以为计算机信息系统的运行提供良好的安全保障效果。

2.3 系统功能测试

以常规自动检测为基础展开研究，需对自动系统设计的所有内容和检测需求进行概括和整理，此后，系统中的GUI 属性库以及GUI 属性库内的数据文件，全部都需要运行过程中，以脚本为基础，确保所有关键数据的准确性，同时还需要保证读取结果的准确性，全方面提升自动技术的应用效果；

系统内测试数据池分析，系统内专设运行模板，同时，保证脚本能够识别该数据库中的相关内容；系统需要进行参数化设计，可以将数据池内储存的数据作为基础，进一步分离测试数据库模块和脚本模块，保证分析结果具有代表性和独立性；

系统方法库，自动化技术人员，在工作过程中，需将代码内容进行通用设定，并将其放置在需要识别的对象模块中，通过这种方式，大幅度提升代码识别效果，同时也可以减少系统在开发环节需要完成的处理任务量，减轻负担；

系统运行结果的预期分析和判定，对于此系统模块而言，能够有效存放大量的系统测试内容，同时还可以准确展示出测试结果，在这样的情况下，系统测试内容独立，能够大幅度降低开发环节的工作负担；

系统测试日志，此模块的核心作用，主要表现在数据输出方面，自动测试系统在完成任务指令的过程中，系统日志会被格式化，通过这种方式可以为最终的自动化结果提供安全保障；

图1：用户登录操作流程图

检查器模块，在系统内设置专门的检查点，使用系统判断功能，即可检测出系统自动化运行的实际效果，并给出针对性结论。

经过反复的功能应用测试后，了解到系统功能与最初的设计结果处于完全一致的状态，页面中并未出现过404 错误，同时其他功能模块的使用也并未出现卡顿或者错误等其他异常情况，以系统登录和用户权限验证两项功能为案例进行观察即可了解设计成果是否可以达到预期水平。

在上述内容外，压力测试和负载测试两部分内容尤为关键，需要按照校园管理发展的实际需求，对校园学生信息管理系统在未来阶段的实际应用进行充分考量，在后续具体应用测试环节，学生并发用户数量从初期阶段的10000 个合理增加至20000 个，以此测试系统的平均响应时长以及对CPU 的占用率。

3 结语

综上所述，在高校办学规模不断加大的时代背景下，高校学生管理系统需要不断升级，融入更加先进的计算机技术，增强系统功能，才能够满足日益增长的关系需求，进而为高校管理提供更为可靠的秩序性保障。同时，系统功能设计和操作页面设计需要做到操作简单，简洁明了，因此，可以适用B/S 架构，为系统提供更为优质的可维护性保障作用，在这样的情况下，用户自身仅需掌握基础计算机技术水平，即可流畅运用系统。除前文所述内容外，信息管理系统自身对硬件运行的环境要求水平较低，仅需要用户有电脑和网络，即可随时登陆系统，可达成实时管理和动态管理的发展目标。