Python学生公寓管理系统的设计与实现

摘 要

科技进步的飞速发展引起人们日常生活的巨大变化，电子信息技术的飞速发展使得电子信息技术的各个领域的应用水平得到普及和应用。信息时代的到来已成为不可阻挡的时尚潮流，人类发展的历史正进入一个新时代。在现实运用中，应用软件的工作规则和开发步骤，采用Python技术建设学生公寓管理系统。

本设计主要实现集人性化、高效率、便捷等优点于一身的学生公寓管理系统，完成首页、用户管理（管理员、学生、宿管）更多管理（个人信息、卫生检查、报修情况、班级信息管理、离校登记管理）等功能模块。系统通过浏览器与服务器进行通信，实现数据的交互与变更。本系统通过科学的管理方式、便捷的服务提高了工作效率，减少了数据存储上的错误和遗漏。学生公寓管理系统完善了对应的软体架设以及程序编码的工作，Python编程语言，MySQL数据库，Ajax异步交互，根据Ajax异步模式等开发工具，完成了系统的主要模块的页面设计和功能实现。

关键词：学生公寓管理；Mysql数据库；Python

Design and implementation of Python student apartment management systemAbstract

The rapid development of scientific and technological progress has caused great changes in people's daily life. The rapid development of electronic information technology has popularized and applied the application level of electronic information technology in various fields. The advent of the information age has become an irresistible fashion trend, and the history of human development is entering a new era. In practical application, according to the working rules and development steps of the application software, python technology is used to build the student apartment management system.

This design mainly realizes the student apartment management system with the advantages of humanization, high efficiency and convenience, and completes the functional modules such as home page, user management (administrator, student and dormitory management) and more management (personal information, health inspection, repair application, class information management, school departure registration management). The system communicates with the server through the browser to realize the interaction and change of data. Through scientific management and convenient service, the system improves work efficiency and reduces errors and omissions in data storage. The student apartment management system has improved the corresponding software erection and program coding. Python programming language, MySQL database and Ajax asynchronous interaction have completed the page design and function realization of the main modules of the system according to the Ajax asynchronous mode and other development tools.

Key words:Student apartment management; Mysql database; Python

目  录

第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 开发现状

1.3 本文的组织结构

第2章 相关技术介绍

2.1 Pycharm简介

2.2 MySQL描述

2.3 Python编程语言

2.4 Django框架

第3章 系统分析

3.1 可行性分析

3.1.1 技术可行性分析

3.1.2 经济可行性分析

3.1.3 操作可行性分析

3.2 功能需求分析

3.3 非功能需求分析

3.4 数据流程分析

第4章 系统设计

4.1 系统架构设计

4.2 系统功能结构

4.3 功能模块设计

4.4 数据库设计

4.4.1 概念模型

4.4.2 关系模型

4.4.3 数据表

第5章 系统实现

5.1 登录模块的实现

5.2 用户子系统模块的实现 20

5.2.1 用户首页模块 20

5.2.2 卫生结果模块 20

5.2.3 报修界面模块

5.3 管理员子系统模块的实现

5.3.1 学生管理模块

5.3.2 个人资料管理模块

5.3.3 班级信息管理模块 25

5.3.4 报修情况管理模块 27

5.3.5 卫生检查管理模块 2

第6章 系统测试 29

6.1 测试目的 29

6.2 测试过程 29

6.3 测试结果 30

第7章 总结与展望 31

参考文献 32

致谢 34

1. 绪论
   1. 研究背景与意义

学生公寓是每一位在校同学生活、学习、相互交流的主要场所，如何提供一个良好的学生公寓的管理体系对学校和同学而言至关重要。以往的学生公寓管理基本上还处于人工操作的阶段，随着计算机技术和网络技术的日益广泛应用，采用计算机以及网络来管理学生公寓似乎也已经不是一件新鲜事了。本毕业设计的目的主要是为了检查学生综合运用以前所学知识的能力，开发一个多功能的学生公寓管理系统。 

学生公寓管理系统的开发不仅可以减少人力、物力和财力资源的浪费，更重要的是有助于提高学生公寓管理的效率。管理人员管理学生信息、管理公寓信息时是一项复杂的组织工作，这种复杂性不仅仅指学生学籍变更快，变更人数众多，更突出地表现在学生公寓管理主要对象（即学生）的数据量大，管理起来带来不便，所以开发一个实用、高效的学生公寓管理系统是很有必要的。

1. 1. 开发现状

随着近几年国家对于高等教育的重视程度逐年提高，在全国范围内掀起了一场高校扩招的热潮。高校扩招能够为国家培养出更多的优质人才，这样固然很好，可是随之而来带来了不少问题，其中在学生公寓管理放方面就突显出了一些问题。每年新生的数量都在逐渐.上升，学生的住宿安全已经成为全国各地各所高校面临的首要问题。为了解决以上问题，各高校纷纷斥资修建了多功能的学生公寓楼，学生的住宿条件得到了大幅度提升，相对硬件资源而言，而面对急剧增加的学生数量，相应的信息量也激增，而我校的公寓管理依然采用传统人工的管理模式，已经更不上时代的发展要求，在科技迅速发展的今天，运用计算机技术，开发一个适合我校发展的学生公寓管理信息系统十几分必要。近年来，我校规模不断扩大，招生人数不断增多，公寓也不断扩建增多。致使公寓管理工作压力增大，为了适应未来信息化社会的需要，为了使公寓管理工作更加科学化、规范化，减轻工作人员压力，提高工作效率，所以开发寝室管理系统是必然的。

1. 1. 本文的组织结构

第一章是绪论，本文章的开头部分，对本题目的研究背景和研究意义等一些做文字性的描述。

第二章研究了学生公寓管理系统的所采用的开发技术和开发工具。

第三章是系统分析部分，包括系统总体需求描述、功能性角度分析系统需求、非功能性等各个方面分析系统是否可以实现。

第四章是系统设计部分，本文章的重要部分，提供了系统架构的详细设计和一些主要功能模块的设计说明。

第五章是系统的具体实现，介绍系统的各个模块的具体实现。

第六章在前几章的基础上对系统进行测试和运行。

最后对系统进行了认真的总结，以此对未来有一个新的展望。

1. 相关技术介绍
   1. Pycharm简介

PyCharm是用于Python脚本语言的最流行的IDE。

1.每个文件都有其输出窗口。

2.可以终止进程（只要点下按钮就行）。

3.各种提示超强：①没用的变量颜色会变灰②用错了的变量下面会有红色波浪线③书写提示(sublime也有但较弱)。

4.索引功能超强。

1. 1. MySQL描述

现在MySQL数据库在网络上它可以支撑许多个用户，而且也可以适应客服机和服务器的部署或者配置等，我们这里的服务器和客户机其实就是一种软件上的概念，并且我们使用的计算机硬件也与他们不存在一一对应的关系。

MySQL是一款非常流行的关系型数据库管理系统，它的出现一直都是佼佼者，它不仅功能非常强大，而且使用起来非常方便，并且MySQL的跨平台能力也很好，软件开发人员非常喜欢它的这些强大的优点。不同于其他关系型数据库，对于数据库的管理它有着自己的一套方案，通过对用户设定相应的权限和角色来达到对数据库的管理。由此可见，MySQL是一个能够适用于吞吐量高，可靠性高，效率高的一款数据库管理软件。

优点一：MySQL中对于不同身份的用户都设定其不同的权限来完成不同的业务逻辑，这使得MySQL在安全和完整性远远超出了其他关系型数据库。

优点二：对于那些动画、图形和声音的数据类型MySQL也可以支持，这说明多数据类型MySQL也是可以支持的。

优点三：MySQL还可以做到多个平台的开发，软件开发的多种编程语言都可以实现对MySQL数据库的操作。

1. 1. Python编程语言

Python是一种开发语言，能够以直译的方式进行计算机语言，而且可以面向对象编程。它是由Guido van Rossum在十九世纪八十年代末研发出来，并且在九一年公开发行使用。Python有很多特点，比如有简洁的语法，清晰的语句，丰富的类库。正式由于这些优点，能够非常快速的和其他语言进行结合，来实现各种功能模块。很多人给它起了个外号叫“黏黏胶”语言。使用Python快速生成程序的原型，是现在很多程序员使用的方法。如果其中有比较特殊要求的地方，也非常方便的进行修改。

而且PyQt具有双证，为它能够跨平台运行（例如UNIX，微软和苹果的平台）提供了保证。

使用Python语言之前，要进行平台的安装，用户需要根据不同的平台，下载不同的版本，然后进行环境变量的配置，便可以进行运行。

Python 特点：

1.相对于其他计算机语言来说学习起来比较简单：Python的关键字较少，结构相对简单，语法简单，对于刚学编程语言的人来说更容易上手。

2.阅读起来也相对简单：Python代码结构简洁明了，并在定义上看起来也非常清晰，所以在阅读的过程中更加简单。

3.维护起来方便：Python的维护简单方便。

4.标准库特别广泛：Python的最大的最大优势是有非常多的库，而且是跨平台的，而且对系统的兼容性很好，比如在UNIX，Windows和Macintosh系统上都能够进行兼容。

5.具有方便的互动模式：有了互动模式的支持，开发者可以从代码就可以看到结果，这样开发者对程序的测试与调试，变的更方便。

6.可移植性好：Python可以跨平台运行。

7.扩展性非常好的：如果有关键的代码，你可以用特殊的语言进行编写，也能够在系统中调试运行。

1. 1. Django框架

Django是一个由Python编写的具有完整架站能力的开源Web框架。使用Django，只要很少的代码，Python的程序开发人员就可以轻松地完成一个正式网站所需要的大部分内容，并进一步开发出全功能的Web服务。

Django本身基于MVC模型，即Model（模型）+View（视图）+ Controller（控制器）设计模式，因此天然具有MVC的出色基因：开发快捷、部署方便、可重用性高、维护成本低等。Python加Django是快速开发、设计、部署网站的最佳组合。

1. 1. B/S体系工作原理

B/S架构采取浏览器请求，服务器响应的工作模式。

用户可以通过浏览器去访问Internet上由Web服务器产生的文本、数据、图片、动画、视频点播和声音等信息；

而每一个Web服务器又可以通过各种方式与数据库服务器连接，大量的数据实际存放在数据库服务器中；

从Web服务器上下载程序到本地来执行，在下载过程中若遇到与数据库有关的指令，由Web服务器交给数据库服务器来解释执行，并返回给Web服务器，Web服务器又返回给用户。在这种结构中，将许许多多的网连接到一块，形成一个巨大的网，即全球网。而各个企业可以在此结构的基础上建立自己的Internet。

在 B/S 模式中，用户是通过浏览器针对许多分布于网络上的服务器进行请求访问的，浏览器的请求通过服务器进行处理，并将处理结果以及相应的信息返回给浏览器，其他的数据加工、请求全部都是由Web Server完成的。通过该框架结构以及植入于操作系统内部的浏览器，该结构已经成为了当今软件应用的主流结构模式。

1. 系统分析
   1. 可行性分析

本次设计基于B/S 模式下，运用基于Python技术采用的是Mysql数据库实现，总体的可行性共分为以下三个方面。

1. 1. 1. 技术可行性分析

所谓的技术可行性就是在限定时间，前期拟定的功能能否被满足。在开发设计上是否会遇上解决不了的问题。做完的项目能否被很好地应用，如果存在缺点在后期的维护上是否存在很大的难度。在对这个系统评估后，认定已存在的技术能达成目标。用Python技术来实现动态的页面，嵌入低依赖性的设计模式，灵活的数据库，配合稳定的服务器，整个系统的运行效率大大提升。由此可见，在技术层面达成目标不是非非之想。

1. 1. 1. 经济可行性分析

在项目上使用的工具大部分都是是当下流行开源免费的，所以在开发前期，开发时用于项目的经费将会大大降低，不会让开发该软件在项目启动期受到经费的影响，所以经济上还是可行的。尽量用最少的花费去满足用户的需求。省下经费用于人工费，以及设备费用。将在无纸化，高效率的道路上越走越远。

1. 1. 1. 操作可行性分析

本系统实现功能的操作很简单，普通电脑的常见配置就可以运行本软件，并且只要粗通电脑使用的基本常识就可以流畅的使用本软件。电脑具备连接互联网的能力，并且可以正常访问系统，并不需要操作者有什么高超的能力，只需了解业务流程，并且按照专业知识进行正确操作即可，所以学生公寓管理系统具备操作可行性。

1. 1. 功能需求分析

在系统开发设计前，应该对功能做初步设想，清楚这个管理系统有什么板块，每个板块有什么功能，整体的设计是否满足使用者的需求，接着对所开发的系统功能进行的详细分析总结，从而设计出完整的系统并将其实现。用户和开发人员的交流分析，使其达到最佳理解程度，使系统功能达到最佳。

宿管用例图如下所示。

 

图3-1 宿管用例图

管理员用例图如下所示。

 

图3-2 管理员用例图

学生用例图如下所示。

                     

 

   图3-3 学生用例图

学生公寓管理系统在对需求做解析后，整个系统主要分为两个部分：管理员和用户（学生、宿管），每个模块下的分支功能不一样。对功能做出如下说明：

学生、宿管模块：

账号登录认证。

管理个人资料信息，修改可修改的信息项。

班级信息：同时查看班级具体信息。

卫生检查：宿舍进行卫生检查信息录入，学生可以在系统查看卫生检查结果。

报修界面：学生可以在报修界面进行公寓报修申请提交。

报修情况：宿管主要对公寓报修情况信息进行维护管理。

离校登记：存储学生的离校登记信息。

管理员模块：

维护普通用户：审核普通用户的账号，可以冻结普通用户的登录权限，或者删除普通用户账号。

班级信息管理：对班级信息进行维护管理。

卫生检查管理：对卫生检查信息进行公布管理。

报修情况管理：对公寓报修信息进行管理。

离校登记管理：对学生的离校登记进行审核。

1. 1. 非功能需求分析

系统非功能需求有非常多，比如性能需求、可承载最大用户数、稳定性、易用性需求等。本系统分析时考虑到易用性需求，因为系统是给人使用的，所以必须充分从用户的角度出发，考虑用户体验，使系统易理解易上手易操作。

1. 1. 数据流程分析

一层数据流程图包括了登录、用户功能和检索维护等模块，在登录模块使用到的数据存储有用户账户文档，用户功能模块需要的存储是用户各功能模块数据文档，检索维护是使用以上这些数据文档通过关键词进行检索。

系统的一层数据流图如下图所示。

 

图3-2系统数据流图（一层）

二层数据流程是对一层数据流层图中填写登录信息、用户功能的细化。即：填写登录信息细化为填制信息、后台审核，用户功能细化为班级信息管理、卫生检查管理、离校登记管理、报修情况管理）查看等操作。

系统的二层数据流图如下图所示。

 

图3-4系统数据流图（二层）

1. 系统设计
   1. 系统架构设计

目前B/S体系的系统主要的数据访问方式是：通过浏览器页面用户可以进入系统，系统可以自动对用户向服务器发送的请求进行处理，处理请求是在系统后台中进行的，用户在浏览器页面上进行相应操作，就能够看到服务端传递的处理结果。学生公寓管理系统主要分为视图-模型-控制三层架构设计。在视图层中，主要是操作在服务器端向客户端反馈并显示的数据，在模型层中，主要处理相关的业务逻辑、数据整合等，最后的控制层它介于视图和模型之间，主要是调整两层之间的关系，最终落实数据的传递。

系统架构图如下图所示。

 

图4-1系统架构图

1. 1. 系统功能结构

系统设计的目的是分析系统包括的所有功能结构，为开发人员设计开发和实现系统做好准备工作。经过前期的需求调查、分析和整理之后，确定的总体需求主要包括多个模块，分别是：首页、用户管理（管理员、学生、宿管）更多管理（班级信息管理、卫生检查管理、离校哦登记管理，报修情况管理）。系统整体角色分为两个部分，一是用户（学生、宿管）、二是管理员。权限分布也是很明显，用户是在除去浏览信息之外还具有查询和管理自己账户信息、报修界面、卫生结果、离校登记等权限；管理员是最高权限拥有者。

系统功能结构图如下图所示。

 

图4-2系统功能结构图

1. 1. 功能模块设计

报修界面维护模块

学生来录入报修申请数据，点击报修申请录入按钮，依次填写要录入的报修申请数据，点击提交按钮，将数据提交至数据库，然后刷新报修申请数据页面，每条数据右边有删除和编辑按钮，来完成相应的删除和更新功能。

班级信息管理模块

管理员和班级信息存在管理关系，关系为一对多，根据班级编号来将班级数据传入到上交数据中，操作人为管理员，然后生成上交列表，用户可以查看班级信息列表，管理员可以进行数据销毁。

1. 1. 数据库设计
      1. 概念模型

对于一个要开发的系统来说，E-R图可以让别人能更快更轻松的了解此系统的事务及它们之间的关系。根据系统分析阶段所得出的结论确定了在学生公寓管理系统中存在着多个实体分别是用普通用户、管理员、（班级管理、用户管理、卫生检查、报修情况、离校登记管理）系统总体ER图如下图所示。

 图4-4系统总体ER图

1. 1. 1. 关系模型

管理员（管理员id、用户名、密码、权限）

学生用户（学生用户id、学生学号、密码、姓名、性别、身份证号、电话、照片）

1. 1. 1. 数据库

数据库逻辑结构就是将E-R图在数据库中用具体的字段进行描述。用字段和数据类型描述来使对象特征实体化，最后形成具有一定逻辑关系的数据库表结构。学生公寓管理系统所需要的部分数据结构表如下表所示。

1. 系统实现
   1. 登录模块的实现

系统的登录窗口是用户的入口，用户只有在登录成功后才可以进入访问。通过在登录提交表单，后台处理判断是否为合法用户，进行页面跳转，进入系统中去。

登录合法性判断过程：用户输入账号和密码后，系统首先确定输入输入数据合法性，然后在login.Python页面发送登录请求，调用src下的mainctrl类的dopost方法来验证。

用户登录模块的IPO如下所示：

输入：用户名和密码。

处理：

1）检测用户输入的账号、密码是否正确及在数据库已对应存在。

2）从数据库中提取记录，并储存在本地的session中（timeout默认=30min）。

3）根据用户名，将其显示在系统首页上。

输出：是否成功的信息。

登录流程图如下所示。

 

图5-1登录流程图

系统登录界面如下所示。

图5-2系统登录界面

1. 1. 用户子系统模块的实现
      1. 用户注册模块

系统呈现出一种简洁大方的首页：界面简约、鳞次栉比，用户能轻车熟路的使用。出于对系统使用群体广泛的顾虑，应有良好性能的后台。

如下图所示为系统的注册界面。

 

 

图5-3系统注册界面

1. 1. 1. 卫生结果模块

卫生结果界面中，通过搜索查看可以得到卫生结果数据，将卫生结果数据赋值给学生搜索，最后查看卫生结果信息。

卫生结果流程图如下所示。

 

图5-4卫生结果流程图

卫生结果界面如图所示。

 

    图5-5卫生结果界面

1. 1. 1. 报修界面模块

报修界面模块，学生通过报修信息提交，将报修申请数据赋值提交申请，调用CommDAO的insert方法将上交数据插入上交表中，最后查看学生公寓的历史报修界面记录，可以销毁历史报修界面数据。

报修界面如下所示。

 

图5-6报修界面流程图

报修界面界面如图所示。

 

图5-7报修界面界面

1. 1. 管理员子系统模块的实现
      1. 学生管理模块

学生在yhzhgl查看学生信息，先使用sql语句查询出所有学生表的数据，然后调用PageManager.getPages(url,4,sql, request )，返回一个ArrayList的对象，在for循环里，使用Python得到每个ArrayList对象的数据，在Python页面中解析ArrayList对象，得到其各个键值对的值。

学生管理界面如下图所示。

 

图5-8学生管理界面

1. 1. 1. 个人资料管理模块

用户点击登录填写账号信息登录后，会切换内容为“某某用户欢迎您”和历史订单，并给出注销链接。当用户登录成功后会将个人信息保存在session作用域中，点击自己的用户名时，会跳转到个人详细信息页面，由后台通过Freemarker取出session作用域中的用户信息进行动态渲染，例如，邮箱、电话号码、用户名等等。同时页面上会显示修改个人信息和修改密码的按钮，这时客户可以修改自己的登录密码以保障账号的安全性，防止被人窃取账号，通过UserController.java的updatePassword()实现，同时也可以根据自己的个人信息是否变动做出相应的修改，通过updateUserInfo()实现。

密码修改流程图如下所示。

 

1. 1. 1. 班级信息管理模块

添加班级信息时，选择需要添加的班级名称，男生人数、女生人数信息等进行添加或修改、删除等操作。班级信息流程图如下所示。

 

图5-10班级信息管理流程图

班级信息管理界面如下图所示。

 

图5-11班级信息管理界面

1. 1. 1. 报修情况管理模块

报修情况管理，输入需要申请报修的公寓信息，调用getData方法获取所有数据并且进行分页，把获取到的所有数据显示到视图上，这时候只需要用脚本方法便能快速查找，不涉及对数据库操作。

报修情况管理流程图如下所示。

 

图5-12报修情况管理流程图

报修情况管理界面如下图所示。

 

图5-13报修情况管理界面

1. 1. 1. 卫生检查模块

卫生检查，查看卫生检查信息，调用getData方法获取所有数据并且进行分页，把获取到的所有数据显示到视图上，这时候只需要用脚本方法便能快速查找，不涉及对数据库操作。

卫生检查管理界面如下图所示。

 

图5-14卫生检查管理界面

1. 系统测试
   1. 测试目的

在对该系统进行完详细设计和编码之后，就要对学生公寓管理系统的程序进行测试，检测程序是否运行无误，反复进行测试和修改，使之最后成为完整的软件，满足用户的需求，实现预期的功能。

1. 1. 测试过程

在软件的测试过程中，通常测试人员需要针对不同的功能模块设计多种测试用例。通过测试用例能够及时发现代码业务逻辑上是否与真实的业务逻辑相对应，及时发现代码上或逻辑上的缺陷，以此来来完善系统，提高软件产品的质量，使软件具有良好的用户体验。

登录测试用例表如下所示。

表6-1登录测试用例

报修情况测试用例表如下所示。

表6-2报修情况测试用例

1. 1. 测试结果

经过对此系统的测试，得出该系统足以满足用户日常需求，在功能项目和操作等方面也能满足操作员对于其他用户的管理。但是，还有很多功能有待添加，这个系统仅能满足大部分的需求，还需要对此系统的功能更进一步的完善，这样使用起来才能更加的完美。

1. 总结与展望

通过学生公寓管理系统的开发，本人巩固了之前学过的知识，如今将平时所学到的知识融合在设计中，在设计过程中，做了很多的准备，首先，在数据库系统的设计过程中，尤其是在数据库的工作原理、工作特点，对其深刻的讨论，与此同时，对于小型站点来说，最好服务器的选择，其次，利用所学的知识点分析所做的系统，并在此基础上设计。

目前本系统已经上线，正在试运行阶段，用户反馈良好，基本完成用户所需，试运行过程中没有出现阻断性问题，有一些不足和小问题也及时予以修正，系统上线后，为了保证数据的安全性，对系统进行了备份操作，系统备份是每两个月备份一次，数据库备份为每周备份一次，系统部署在云平台服务器中。

本次系统上线成功后，得到了用户的高度认可，但是在功能上和性能上还需做进一步的研究处理，使其有更高的性能和更好的用户体验。

系统在以后的升级过程中，需要解决一系列用户所提出的问题，例如打印过程中如何避免浏览器的兼容性问题，大量用户访问时，如何保持较高的响应速度，在系统今后的升级过程中将着重解决这些安全性问题。