摘 要

随着信息技术的日新月异，跟信息技术相关的各类产品与服务都已经渗入了各行各业，如今教育部门也基本是采用信息技术对学生进行管理，学生信息管理系统也不例外。不过传统的学生信息管理系统都是基于Web端的，这种方式有着相对的局限性。为了学生能更方便地获取自己的信息，信息管理应该要向着近几年火热的Android移动平台发展,所以开发一个基于Android的学生信息管理系统是很有必要的。

本文的主要研究工作为：

1. 确定系统的整体结构，并对系统所需要使用的相关技术和开发工具作详细的介绍。
2. 对系统进行可行性分析和需求分析，只有先明确需求，才能进行开发。然后建立数据模型，再进行功能模块的划分和功能结构图的设计，确定详细的系统开发流程。
3. 根据数据分析建立数据库，再逐步实现各个功能模块。

系统最终能实现学生用户和管理员登录，学生对自己个人信息、课表、成绩、记录和学校通知的查询。后台管理员则能够实现对各种数据的增删改查。

关键词：信息技术；信息管理；移动平台；Android

Abstract

With advances in information technology, all kinds of products and services related to information technology has been making its way into all walks of life, now the school also is to use information technology to student's basic information management, student information management system is no exception. However, the traditional student information management system is based on the Web side, which has certain limitations. For students to get their information more easily, information management should be toward the hot Android mobile platform development in recent years, so the development of a student information management system based on Android, it is very necessary.

The main research work of this paper is:

(1) determine the overall structure of the system and introduce the relevant technologies and development tools needed for the system in detail.

(2) the feasibility analysis and demand analysis of the system can only be carried out if the requirements are clearly defined first. Then the data model is established, and the functional modules are divided and the functional structure diagram is designed to determine the detailed system development process.

(3) establish a database according to data analysis, and then gradually implement each functional module.

Finally, the system can realize the login of student users and administrators.Students could inquiry students' personal information, curriculum forms, achievements, records and school notices. Background administrator can realize the addition and deletion of various data check.

Key Words：information Technology；Information management；mobile platform ；Android

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究目的及意义 1

1.3 国内外的研究现状分析 2

1.4 本章小结 3

第2章 相关技术 4

2.1 系统运行平台 4

2.2 程序设计语言 5

2.2.1 Java语言简介 6

2.2.2 Java语言特点 6

2.2.3 Android对Java的支持 8

2.3 MySQL 8

2.4 Eclipse 9

2.5 TomCat 9

2.6 Android Studio 9

2.7 本章小结 9

第3章 系统分析和设计 10

3.1 可行性分析 10

3.2 需求分析 10

3.2.1 功能需求 11

3.2.2 性能需求 11

3.2.3 出错处理需求 12

3.3 数据模型 12

3.4 概要设计 13

3.4.1 C/S体系结构 13

3.4.2 功能结构图 14

3.4.3 功能模块介绍 14

3.5 详细设计 15

3.5.1 系统流程设计 15

3.5.2 功能模块设计 15

3.6 本章小结 17

第4章 系统实现 18

4.1 创建数据库 18

4.2 数据传输 20

4.2.1 JSON简介 21

4.2.2 JSON 格式解析 21

4.2.3 JSON与其它类 21

4.3 功能模块的实现 21

4.3.1 登录和显示个人信息 21

4.3.2 课程表 22

4.3.3 成绩查询 22

4.3.4 个人记录查询 22

4.3.5 查看通知 23

4.3.6 修改个人基本信息 23

4.4 本章小结 23

第5章 总结 24

致 谢 25

参考文献 26

第1章 绪论

1.1 研究背景

伴随着全球信息化技术的提升与普及，人们对各类信息的需求量日益递增，而跟信息相关的产品与服务已经进入了国家、地区、企业、单位和家庭。互联网俨然成为社会经济活动和人们生活的重要支柱。在教育领域中，信息技术带来的变化尤为明显。新技术不断催生新的教学方式，陈旧的教学方法不一定完全适合现在的社会，改革之路正在教育教学领域全方位铺就。

1.2 研究目的及意义

随着信息技术的日新月异，跟信息技术相关的各类产品与服务都已经渗入了各行各业，由于人们生活节奏越来越快，拥有着方便和简洁等特点的基于移动平台的服务越来越受到人们的青睐。为了顺应时势，所有网络服务领域的公司都不断地在推出与更新其基于移动平台的应用。而作为先进生产力的代表，社会文化和精神文明也在朝着无线移动这个方向发展。

作为每个国家文化建设和科技发展的奠基者，教育领域无疑是整个社会的重要支柱，而其信息管理的数字化、网络化、智能化以及多媒体化一直是近几十年来不变的发展方向。在教育领域，学生信息作为其不可或缺的核心部分，信息技术在教育领域的应用使得学生信息管理从长久以来的纸质管理提升为了信息化管理，而新技术总会催生一些新的教学方式，这使得人类维持了千年的教育格局有了新的突破。而学校对学生信息的管理若想继续有所发展和改善的话，方便和简洁无疑是很好的突破口，而且把对学生信息的管理从网络延伸到无线移动平台，也将为信息技术在教育领域的应用提供了无限的可能。那么怎样把信息技术和移动平台这两点与学生信息管理相结合，从如今的信息化管理再次升级到无线移动平台的管理，就成为各方人士所关注的内容。
自2007年谷歌正式发布了基于Linux平台的开源手机操作系统——Android 1.0版本后，Android就在短短几年间以锐不可当之势迅速占领了智能手机市场。这无疑给信息技术在这移动互联网上带来了拓展的方向，人们从以前的通过电脑上网演变成现在的随时随地手机上网，全球的IT公司也就把传统网络服务延伸至移动平台，这将更加方便用户对信息的获取。目前为止，只有一部分高校开发了属于自己的移动平台的应用，例如“掌上……”。但在学生信息管理这一模块中使用无线移动平台似乎是史无前例，而从Android平台的各项数据分析，Android很可能是未来教育甚至是互联网信息管理的发展方向，目前国内外已经有很多企业都把自己的业务从原本的网络服务，逐渐拓展到了移动平台，包括交通，医疗，第三服务产业等领域，但真正付诸在教育方面的，寥寥无几。

以往教师的工作模式在很大程度上会受到工作场所，工作流程等外界因素的限制，这些因素大大地约束了学校对学生的管理和信息的发布。倘若能够搭建起专门用于学生信息管理的移动化信息平台，就能大幅度地提高学生数据的收集与传输效率，还能为各位教师与学生带来诸多方便。

1.3 国内外的研究现状分析

Android是一种由Google领导的OHA（Open Handset Alliance）推出的基于Linux的开放式的移动互联网操作系统，其主要使用于移动设备，如智能手机和平板电脑。2007年11月，Google与众多软件开发商、硬件制造商以及电信营运商成立开放手机联盟并共同研发改良Android系统。

随后Google用Apache开源许可证的授权方式，正式发布了Android的源代码。在谷歌正式发布了 Android 1.0系统版本后，随后几年，谷歌不断地更新并推出各种Android系统。随着2.1，2.2，2.3版本的相继推出使得Android占据了当时大部分的市场，2011年Google发布了专为平板电脑设计的Android 3.0系统，但是比较失败，推出后并没有获得大众的青睐，最终没有达到想要的效果也没有明显的市场份额变化。但失之东隅收之桑榆，与此同时，Android推倒了曾经的霸主，它在全球市场的占有率首次超过塞班系统，跃居第一。很快，在同年的10月份，Google又发布了对手机和平板不进行区别对待的Android 4.0版本，这个版本，让手机和平板的应用完全兼容。在2013年下半年，Android手机的市场总份额达到空前的78.1%，一举奠定了其在手机市场无可动摇的地位。谷歌又在2014年的Google I/O大会上，推出了它们改动最大的5.0系统，它使用了ART运行环境代替了Dalvik虚拟机大大提升了运行速度之外还提出了Material Design的概念优化界面，此外，还推出了Android Wear、Android Auto、Android TV等全新领域的系统。不仅如此，谷歌当时还推出了加入了运行时权限的Android 6.0系统，接着2016年发布了加入多窗口模式的7.0系统。它们在次年3月发布的8.0系统，启动速度较之7.0有了质的飞跃，而后台不常用的应用活跃度将受到很大的限制，它还加入了分屏画中画模式，比7.0更加自由和灵活。其实，认真回想以下，从最开始的Android 1.5版本到如今的8.0版本，我们很容易看出，Android系统始终以增加用户体验，减少应用开发难度为目标在前进。

基于Android的学生信息管理系统，应该把它划分到第三代信息管理系统中。系统把传统的网络设施，变成了可随身携带的无线移动平台，这将大大地拓展了信息的传输效率和方式，而基于Android的学生信息管理系统相比于传统的信息管理系统具有众多的优势。

1.4 本章小结

本章详细地论述了Android平台的特点，证明了Android系统能受到大众的青睐绝非偶然。而Android未来必将与形形色色的传统应用系统相结合，本次基于Android的学生信息管理系统的分析与设计正是符合Android的发展趋势。

第2章 相关技术

2.1 系统运行平台

我们为什么要选择Android操作平台来开发“学生信息管理系统”呢？主要是由于近几年 Android在整个无线移动平台领域拥有着绝对的统治力，这源于它的诸多优点。第一，开源性。加入Android联盟并没有任何的门槛，任何终端厂商都能成为Android联盟的一份子。第二，自由性。它彻底脱离了各类运营商的束缚，所有的手机和移动平台可以随意加入此网。第三，丰富的硬件选择。Android发布至今在全球已经获得一百多家厂商的支持。第四，包容性。任何有兴趣的人都可以在开源软件上进行程序开发，成为Android应用的开发者。

本人很看好Android的前景，我估计在接下来很长的一段时间里， Android的市场占有率会一直这么的居高不下。十年前，Google首次对外发布了 Android平台，它是基于1inux系统的开源手机平台[^[1]]。仅仅过了不到一年，2008年9月，T-Mobile就发布了全球第一款 Android手机，这是Android王国兴起的起点，之后，Android系统就不断获得各手机厂商的青睐，至此，Android成为世界的霸主。

Android系统是建立在Linux系统基础之上[^[2]]，它由操作系统、用户界面、中间件以及应用软件四层组成。它是采用软件叠层（Software Stack）方式构建的。这种构建方式可以让层与层之间相互分离，并明确各自的分工。这些分工则保证了各层间的低耦合，当下层发生变动时，上层应用程序并不需要进行改变[^[3]]，如图2.1。

Android系统主要由以下部分组成：

（1）应用程序层

该层是由运行在Dalvik虚拟机（一种专门用于Android的Java虚拟机）上的，由Java语言编写的应用程序组成，而Android系统上一般有捆绑一些自己的核心应用程序，如联系人、地图、日历、浏览器等。

（2）应用程序框架

应用框架层是整个Android系统架构中很重要的部分，几乎所有的Android界面，也就是与用户体验直接挂钩的功能都由该层控制和实现，如活动管理器、窗口管理器、视图管理器等。应用程序框架是人们在开发Android应用时所用到的API框架，无论是Android自带的应用亦或是开发者所提供的应用程序，开发人员都能够去访问和使用这类API框架，这样可以简化程序开发的架构设计。

（3）函数库

该层的作用是对应用程序框架层提供支持，在这一层中一般还包括（Android Runtime）Android运行时环境。Android拥有一套能被各种组件调用的由C/C 语言编写的库的集合——NDK，Java想访问硬件，就必须通过NDK去访问，但开发者不能直接调用这些NDK，只能通过其上的应用程序框架来调用，这就是函数库的功能。

（4）Linux内核

该层也被称为设备驱动层，Android的系统基于Linux，内核和驱动都是使用C/C 语言做开发。这一层为Android设备的各种硬件提供了底层的驱动[^[4]]。

图2.1 Android系统的体系结构

2.2 程序设计语言

在计算机发展史上，已经产生了上千种编程语言。从最初的卡带，一种没有语法和语义，数据跟操作符混合在一起，依赖于硬件的机器语言，发展到现在的各具特色的高级语言和脚本语言，如C/C ，Delphi、Java，Pascal等。在这些形形色色的编程语言中，本系统将选择Java作为主要的编程语言进行开发。

2.2.1 Java语言简介

Java是一种可以撰写跨平台应用软件的面向对象的程序设计语言。Java 技术具有卓越的通用性、高效性、平台移植性和安全性，广泛应用于PC、数据中心、游戏控制台、科学超级计算机、移动电话和互联网，同时拥有全球最大的开发者专业社群[^[5]]。

Java由四方面组成：

Java编程语言，即语法。

Java文件格式，即各种文件夹、文件的后缀。

Java虚拟机(JVM)，即处理*.class文件的解释器。

Java应用程序接口(Java API)。

Java分三个体系，分别为：

Java SE（J2SE，Java2 Platform Standard Edition，标准版），

Java EE（J2EE，Java 2 Platform, Enterprise Edition，企业版），

Java ME（J2ME，Java 2 Platform Micro Edition，微型版）。

2.2.2 Java语言特点

Java是一种简单的、面向对象的、分布式的、解释型的、多线程的动态编程语言[^[6]]。现在大部分的书都把Java看作是解释性语言，其实并非如此。Java不能算作纯粹的解释性语言，因为Java程序运行前要把源代码编译成相应的字节码文件。但即使是这样Java也并不属于编译型语言，因为Java编译形成的字节码文件需要交由各平台的字节码解释器解释执行，这种解释器一般被称为JVM（Java虚拟机）。所以Java是一种语言是编译，字节码解释执行的语言。Java程序的编译运行过程如图2.1所示。

图1.1 Java程序编译运行流程

Java的几个重要特点如下：

1. 跨平台

当代计算机工业发展的趋势之一是实现软硬件的标准统一。而早期计算机行业的公司之间没有多少联系，自己埋头研制自己的计算机，就导致了自己平台上开发的程序无法在其它平台上运行。后来Unix和C的诞生第一次打破了这个壁垒，各平台的编译器使得一份源代码能在基本不修改的情况下运行与各平台之间。而后来Java及JVM的出现将跨平台可移植的特性进一步体现出来。但后来数据类型的统一才算是真正意义上的实现了可移植。

1. 高效性

很多人认为高效这次词应该是属于C/C 这种编译型语言，而Java的运行效率并不高。诚然，因为Java是解释运行的，运行效率肯定不如C/C ，但影响Java运行效率的第二因素是Java的代码检查，Java程序在运行之前会进行一次检查以确保它的正常运行。其实Java还有另外一个运行效率慢的原因，Java字节码采用的是Gosling实现的堆栈机结构，不同于人们目前普遍使用的CPU（Central Processing Unit，中央处理器）的寄存器机结构，它的运算是在堆栈中进行的。堆栈是存储在RAM（Random Access Memory，随机存储器）中，寄存器是在CPU中，且RAM的速度比CPU慢，所以Java字节码堆栈机的速度就慢了。

但也有一部分人对Java的运行效率是持肯定态度，其原因也有三。其一是由于JIT（Just In Time），一种JVM。这种技术是把加载的程序先翻译为本地代码再执行，这个过程需要时间。但由于计算机系统的就近使用原则，当出现一段需要反复执行的程序时，就能将前面翻译所花的时间弥补回来，所以JIT技术综合能节省25%左右的时间。第二个原因则是Java的多线程比较容易实现，众所周知，多线程是能提高程序的运行效率的。最后一个原因是Java拥有简单的字节码文件，这能提高其程序的解释执行效率。