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学生信息系统的移动应用程序体系结构

Shilpi Taneja, Anita Goel

Dyal Singh CollegeUniversity of Delhi

India

摘要：本文提出了利用现有学生信息的资源，移动应用架构教育机构的体系。教育机构有一个现有的，与数据存储交互把信息传播给它的利益相关者的网站。数据存储和网络资源已经被重新用于移动应用程序。开发web服务以获取从数据存储的信息。通过web服务取出的数据经由相应的屏幕呈现。需要开发和测试过程中很多的努力一个完整的新应用程序的设计，来了一个稳定的产品。现有的基础设施和软件的再使用主要集中在新的功能和节省成本，时间和精力。详细地讨论了一个为德里大学开发的使用所提出的体系结构的原型。该结构也能让学生随时随地访问在他们的移动设备交付的个性化的信息。这样可以让学生了解和满足。该架构可被复制为任何组织设计移动应用程序具有的数据存储。

关键词：教育机构，移动应用，可重用性，SOA，学生信息系统，web服务，3层架构

收到：2015年1月10日，2015年2月8日修订，2015年3月1日copy;2015 DLINE。保留所有权利。

1、介绍

学生需要从大学获取大量的信息，比如说录取通知，时间表，事件的细节，评估等等。目前，这些信息是通过学院网站提供给学生。网站上的信息是通用的，属于大群学生和其他利益相关者。例如，显示在网站上的通知只是针对学生，但是网站也会提供通知给老师，工作人员和公众。此外，显示在网站上的出勤率和评估记录包含特定课程或班级学生的所有信息。时间表也提供所有课程。这种方法缺乏个人联系。学生必须从网站通过各种导航链接或应用许多过滤器提取自己的信息。当学生在搜集信息有困难时，导致提供不完整或不准确的信息，从而导致学生不满。学生是任何教育机构的关键利益相关者。当今，教育机构的竞争环境蓬勃发展与学生有着显著的关系。一个可以为学生提供个性化服务的信息系统可增加机构的受欢迎度^[1]。

现在，学生期望能满足他们的信息需求。而不是“去获得”所需的信息，本科生都习惯于即时信息访问^{[ 3 ]}。近年来，移动设备在学生社区已经变得非常流行^{[ 2 ]}。使用移动技术，信息可以以快，个性，准确，方便的方式到学生。学生对手机的依赖已导致不同的可用性，是提供一种量身定制学生的需求信息移动应用。大多数国际大学提供他们的应用程序，以满足学生对他们的信息要求^{[ 4 ]}。应用程序有一个以学生为中心的重点，提高学生对大学服务的满意度^{[ 8]}。在本文中，我们建议架构的开发等，移动应用通过重用机构的现有设施。作为一个概念证明我们提出的设计，特此提出了一个基于Android的应用程序的方法（德里大学信息工具）开发的德里大学双辛格学院学生^{[ 5 ]}。德里大学信息工具随时随地为学生提供相关的个性化信息。它还提供了和学生的出勤、评估相关的分析。

本文的其余部分安排如下：第2节介绍院校当前信息的传播过程，移动应用的需求，以促进这一进程。第3节描述学生信息系统的移动应用程序的架构。第4节演示了德里大学信息工具的应用程序的体系结构的发展，并讨论其各种组件。第4节提出了结果。第5节讨论学生信息系统应用的未来趋势。

2、为什么为学生信息系统应用移动应用程序？

学生从学校需要大量的信息，比如说入学通知，时间表，事件细节等等。目前的信息以两种方式分发给学生。在传统的方法中，学生会定期检查显示在大学物理公告板上的通知。它会导致告示板区域拥挤不堪。如果在大学信息没有完全显示，学生肯定收不到的。此外，它会浪费很多纸。

第二种方法是在学校网站上提供信息。学生可以从任何地方访问网站。它摒弃了拥挤的告示板，促进了无纸化信息传播。但是，给大量的学生提供集体信息是获得来自网站的信息时的主要挑战。对学生进行个性化信息和执行计算分析过滤的责任。例如，当每月学生的出勤率被上传到网站上，有几个可以识别个人信息的问题出现。为了找到他们的出勤率，学生们不得不寻找被不同老师提交的所有列表。然后学生从这些清单和考勤执行数据来获取自己的出勤率。这个任务是针对不同的科目对所有文件进行的。这是一项繁琐的工作，很容易出错。

图1 移动应用给学生的好处

此外，在当前的情况下，评估结果分析或出勤率上传到网站是非常困难的。学生自己必须计算出缺勤率等。没有任何机制可以帮助他做这样的分析。图1演示了移动应用如通过亲切的方式帮助学生提供所有相关信息。

这些信息的个性化特性消除搜寻清单寻找个人信息的麻烦。许多学生为中心的功能可以通过应用程序，如学生的求助热线会提供一些关于校园联系的相关信息，比如说管理行政办公室，检查电池和紧急联系人的方式一样，像附近医院，地铁服务热线。因此，在需要的时候只需点击需要调用的任何重要的联系。不像物理告示板和网站的通知，其中包括老师，政府工作人员和普通民众也通知；学生信息应用程序只提供学生相关的注意事项，可在学生的设备上保存以供将来参考。为了分析一个人的考勤和评估信息，学生必须投入大量的心血通过收集全班的信息然后进行计算相比，或他偏离班级的平均分水平，最小和最大等。可这种分析可以由应用程序提供易于理解的图形图表。因此学生信息应用程序满足信息需求的学生,让他们的学生生活更容易,更快乐,充实。

3、“学生信息系统”移动应用的架构

当一个全新的应用架构设计，很多努力投入前期开发和测试提供可一个全新的应用程序设计，现有的主要资源提供了减少时间、成本和精力各种优点参与开发一个应用程序。复用是将多个系统资源的实践^[9]。大多数教育机构已经有他们自己基于web的信息系统，这意味着web服务器或应用程序服务器上网站托管和一个数据库包含所有高校相关数据（包括学生数据）。如果我们重用现有的基础设施和软件，现有流程没有得到太多的改善，我们把主要精力集中于稳定特性。同时，用过使用面向服务的体系结构，如果我们建立独立的web服务的不同组件需要信息系统，它们可以由不同的消费者通过很少额外的努力应用程序重用将跨多个平台。

牢记“面向服务的架构”和“可用性”的优势，提出了可扩展的3层架构开发学生信息系统的移动应用程序。图2表示所提出的架构。我们详细描述了体系结构的组件。

数据库层

数据库层由两个数据存储。一个是现有教育机构的数据库获取学生相关信息。因为我们从这个数据库只执行检索数据和不修改它，可以使用它通过基于web的信息系统或以任何其他方式，因为它曾被使用。

创建一个小的单独的数据库组件去添加一些应用程序具体的注册用户列表等数据的应用，记录的外部链接的网页等。因为这是特定于移动应用，在该数据库上执行创建、读取、更新和删除(CRUD)操作。

web/应用层

在这个层我们为移动应用开发web服务和管理web页面。Web服务是大致分为两个队列。第一个队列包括获取基于学生数据库唯一ID的学生个性化信息的服务，比如说招生数。这些服务不执行任何创建/更新/删除操作和执行现有机构的数据库只读。这些服务在XML/表示层JSON格式发送个性化数据。第二个队列的web服务应用在程序特定的数据存储上执行CRUD操作。他们使用XML/JSON数据存储从移动应用程序来回传输数据。

此外，在这一层中创建管理web页面，可访问大学管理部门。使用这些页面，大学管理部门管理配置应用程序的各种组件。

表示层

在表示层，我们有跨平台的移动设备，应用程序部署。表示层逻辑是依赖于平台和不同设备编写不同的平台。这个逻辑创在设备界面屏幕上创建合适的用户。此外，这层作为在中间层创建的充当web服务的消费者。它通过调用web服务注册新用户和请求学生信息。Web服务又与数据库进行交互，并提供数据到这一层的XML/JSON格式。解析响应获取所需的信息，最终提交给用户。缓存本地移动数据库用于存储应用程序数据。

图2 学生信息移动应用的三层结构

4、案例研究：德里大学信息工具（设计与开发）

本文讨论的是德里大学信息工具（DUIT）），是一款基于Android使用提出的架构为基础的移动应用开发。DUIT应用程序分为六个部分：考勤，考核，通知，时间表，服务热线和分析。还有一个登录和注册组件，它通过新用户的注册，并获得应用注册用户。学生得到关于他们的时间表，考勤考核标记信息。学生们有机会获得以学生为中心的通知和帮助热线。此外，德里大学信息工具应用也以显而易见的图案图形形式分析了考勤记录，评估等。

该应用程序提供学生具体的和个性化的信息。信息是提供给学生的，不需要刻意去搜寻。德里大学信息工具目的是通过使用参与式设计方法^[6]。这种方法的重点是在迭代设计过程中积极参与所有利益相关者。根据Spinuzzi^[6]，参与设计有三个阶段，即初始探索，发现和原型设计。德里大学信息工具的各个阶段如下所示：

初步探索工作

在初步探索时，必须制订以确定该平台为其应用程序， DUIT队目标成立了调查组（戴尔辛格学院的学生）。其次该队对各高校网站进行广泛的研究，了解信息流通。然后，需求或期望的学生进行调查，以知道自己最优选的特性。通过调查结果发现：

bull;戴尔辛格学院的学生中最常见的设备是Android手机。

bull;通知、出勤率、评估和时间表是学生用来访问学院的网站最追求的功能特性。

bull;学生希望有一个定制的热线电话功能。

bull;学生没有办法分析他们的出勤率/评估状态。

发现过程

DUIT队确定学生（DUIT的潜在用户）是这个应用程序最重要的利益相关者；是哪个老师提交考勤/评估报告，是哪个管理员上传的告示，报告在大学的网站上。所有选取一组学生（来自不同的课程，不同的学术背景）。同样，突出的教师来自不同部门进行鉴定。之所以选择有经验的行政人员。最后，管理大学数据库的第三方供应商也被邀请。作为一个产品的用户必须参与到创新过程中，这些人汇集形成了讨论的焦点小组。举行许多头脑风暴去确定DUIT的特点。这是决定应用功能分解成6个不同的组件。创建故事板来说明用户界面和组件之间的交互。重复使用高校现有的数据库和web服务器使得web服务应用程序特定组件得以实施。DUIT架构如图3所示。

图3德里大学信息工具的架构设计

对于每一个组件独特的用户界面的屏幕，互动与网络服务，从学院数据库检索数据。每一个组件的简要说明如下：

登录和注册-新用户注册首先输入卷号，电子邮件和密码。随后，学生登录访问DUIT的方法。

出勤率-学生点击主屏幕上出勤率图标上的点查看课程出勤率和每个学科举办的课。

评估-个性化的评估是在一对一的点击。

热线电话-热线提供连接到学校信息中心提供信息服务的学生和解决他们疑问的点击功能。请点击提供给德里大学的办公室地铁服务热线、医院、消防队、妇女热线的选项。

通知-展示通知列表。通过点击特定的通知，可以查看详细信息或下载详细信息为PDF格式的文件。

分析-它作为一个自我分析工具，以整体综合图的形式说明学生的出勤和评估状况进行对比。它使学生和大学当局能够积极地改善学生的工作功能。

时间表-这个组件给他的设备带来了学生的课程表时间表。

图4显示DUIT各种组件的一些截屏。

图4 DUIT的屏幕

原型

创建的几个原型是反复地利益相关者的想法。学生期待一个复杂的具有实用功能以及优雅的设计的功能。他们喜欢具有可扩展菜单，列表视图的简约设计，而不是在主屏幕上的所有信息。屏幕中创建的第一个原型由商标、图标、颜色方案和应用程序的外观和感觉决定。

随着屏幕、登录和注册模块和服务热线也交付了第一原型。中心小组进行了讨论，对用户界面（UI）的各种设计和服务热线提出了改进。他们被集成在第二原型，其中包括通知和时间表。 最后的原型包括考勤和评估。从所有的利益相关者和应用持续反馈迭代来交付产品。可用性测试也进行执行，以确保正常运作应用程序。

DUIT应用程序工作并上传到谷歌官方电子商店供大学生使用，地址是

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.duitamp;hl=en。

未来的工作

可扩展的面向服务的体系结构的学生信息系统的移动应用程序可以通过创建一个新模块应用为大学的任何部门对学生提供个性化信息。为此，需要建立一个web服务以获取数据库的信息，并且表示层逻辑需要被写来调用这个web服务和目前在用户界面的结果。因此，学生信息系统的应用程序可以集成与图书馆信息系统平台和基于定位的功能，如最近的计算机中心定位技术，定位附近的餐厅等。图5显示了应用程序与其他信息系统的集成。

图5 学生信息系统的应用范围未来

这些应用程序还可以包括收费付款功能，显示他们的费用

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