摘 要 根据高校学生管理信息系统的特殊性及复杂性，应用数据库技术与面向对象及专家系统等理论，提出了一种新型管理系统的设计思路及方法，并介绍了据此设计出的《智能管理系统(学校版)》的性能及特点。
关键词 管理信息系统面向对象专家系统
中国图书资料分类号 TP311.5；TP311.13
前 言
随着计算机科学技术的发展和管理系统的推广应用，专用于学生管理的软件系统也相继涌现。然而，这些系统多存在着适应性差、开放性差、通用性差的缺点。
我们运用数据库技术与面向对象技术及专家系统等人工智能原理，开发出适应性强、通用性好、灵活性高的《智能管理系统(学校版)》，该系统集招生管理、档案管理、学籍管理、校友跟踪于一体，既可单独运行，又可集成操作，无需修改源代码，即可根据各校的具体情况自行调整，以达到不同的要求。因此，同一软件可衍生出多个不同功能的版本，从而适应不同的情况。
1 《智能管理系统(学校版)》中智能对象的设计
《智能管理系统(学校版)》的管理对象主要是高校学生的各种信息，具有信息不确定性、信息表示的灵活性、功能的未知性等特点，因而其开发和维护是的难度均较大。为此，本系统决定采用面向对象与专家系统相结合的智能技术，将一些普遍应用的功能抽象出来，编制专门的推理机，集成为智能对象，如编辑、查询、统计、打印等等。这些对象内聚了常用的功能(即方法与操作)，它们操作的内容作为消息来处理，并存储在外部数据表中；而较复杂的可变信息则存贮在专用的知识库中，由内部推理机处理。当这些对象激活时，它们从消息表中获得操作内容，然后再通过内制推理机与用户交换信息，从而调用相应的方法，实现既定的功能，并把操作结果存入消息表中。由此，即可通过更改对象消息表中的消息，或更新知识库中的知识，来实现对对象行为的控制或功能的扩充，一个智能对象就可产生出多个不同的实例，以满足不同的要求。
1.1 智能编辑对象
操作：对编辑的内容进行增加、删除、修改，同时控制编辑显示风格；
方法：对编辑内容进行定位查询、排序、过滤等数据析取方法，将编辑内容按自由格式，缺省格式和自定义格式输出到打印设备上的方法；
消息：操作数据表、操作字段、操作条件、显示标题、预定义输出格式。
1.2 智能查询对象
该对象除了不提供增加、修改、删除等编辑操作外，其余与智能编辑对象相同。
1.3 智能报表对象
方法：将报表数据按指定格式输出到指定设备上。常用的有二维表和三维表(标签)两种输出方法。报表格式由格式文件定义，该文件可由文本编辑器独立于软件之外创建。
消息：操作数据表、操作字段、操作条件、报表标题、报表类型、输出设备。
1.4 智能图表对象
方法：将指定义数据按图表的形式输出到指定设备上，根据不同的图表形式，常用的主要有折线图、直方图、三维立体图、饼图几种图表方法。
消息：操作数据表、操作字段、操作条件、图表形式、图表标题、输出设备。
1.5 智能统计对象
方法：对指定数据进行统计，并按某种形式(报表、数据表、图表等)输出结果。
消息：操作数据表、操作字段、操作条件、统计方式、输出形式、输出设备。
《智能管理系统(学校版)》中除了上述智能对象外，还有下面一些对象：
系统维护对象。这是一组对象，包括数据转换、备份、校验、数据表结构管理等数据管理对象，系统知识表的维护对象，以及其他用于对系统进行维护的对象等等。
专用事务对象。对某些只在个别地方使用的对象，因其普遍意义不大，且难于抽象化，则作成专用对象，挂接到系统中即可。
2 《智能管理系统(学校版)》的知识库设计
为提高系统的灵活性和对信息变化的适应性，《智能管理系统(学校版)》将可变信息(规则和事实)存贮在如下知识库(规则库和事实库)：
数据表定义描述表 (字段知识表)数据结构描述表结构如表1所示。
表1 数据定义描述表
|
结构名称 |
字段名称 |
中文名称 |
结构描述 |
控制描述 |
所在数据表 |
|
记录示例 |
Xh |
学号 |
C（12） |
Onlyone |
Student.dbf，Cj.dbf，…… |
|
Xb |
性别 |
C（2） |
：P， 男，女’ |
Student.dbf，Cj.dbf，…… |
|
Xm |
姓名 |
C（10） |
NoNull |
Student.dbf，Cj.dbf，…… |
|
Mz |
民族 |
C（40） |
MB |
Student.dbf，Cj.dbf，…… |
该表存放了系统中用到的数据表的结构定义信息，系统即可在运行时据此动态地管理数据表，如创建数据表、修改特定表的结构等。同时，该表还定义了各字段的显示控制等信息，因而可在运行时，通过读取该信息，动态地控制这些字段的显示(编辑)风格。如此，只需提供必要的界面，用户在使用过程中就可通过修改该表中的内容，动态地控制数据录入界面，为系统维护创造了极大的灵活性。
如用户通过各种途径(手工或预置)表1为所示的内容，在调用智能编辑对象编辑Student dbf(或Cj.dbf)的表中字段时，将实现下述控制：学号只读，姓名不能为空，性别则只能输入“男”“女”两值(可用空格切换)：而输入民族时，可以按F2键从一弹出框中选择，也可直接输入。
菜单定义描述表 菜单定义描述表的结构如表2所示。
表2 菜单定义描述表
|
结构名称 |
菜单名称 |
显示标题 |
主菜单项 |
所在系统 |
命令描述 |
|
记录示例 |
成绩录入 |
成绩录入 |
数据编辑 |
成绩管理 |
Do Chose set with‘编辑’‘，’成 |
|
采矿93名单 |
采矿93名单 |
报表打印 |
成绩管理 |
Do Chose set with‘报表’‘，’采 |
该表存放系统控制菜单的定义信息，系统启动时，据此创建所需的菜单项，通过修改此表信息，可构建出千变万化的菜单，从而实现各种各样的管理目的。
如表所示，系统启动进入“成绩管理”子系统后，在主菜单的“数据编辑”菜单下构造一子菜单，该子菜单显示为：成绩录入，当点击该子菜单后，即执行“命令描述”中的一串命令(Do chose Set with‘编辑'‘，’成……)。因此，用户可根据需要，动态地任意修改各子系统的菜单结构，增减系统功能，其实现仅需改变表2所示数据表中的内容即可。
智能对象预定义消息表 系统交付使用时，根据系统需求预定义了很多前述各智能对象的消息(系列)，用这些预定义的消息激活相应的智能对象，即可实现管理系统中的大多数功能，而它们每次使用时的表现形式均相同。因此，把这些预定义的消息存放在消息表中，需要时，将其取出并用它激活相应智能对象，即可实现预定义功能。这类消息表因智能地象的消息结构各不相同，因而对应于不同的智能对象，即有一张消息表，其结构即为该对象的消息结构。
表3是一智能报表的消息表结构。
表3 智能报表的消息表
|
报表名称 |
操作数据 |
操作字段 |
操作条件 |
报表标题 |
类型 |
输出设备 |
格式文件 |
|
采矿93名单 |
Student.dbf |
xh, xm, xb, mz |
Bh=‘采矿93’ |
采矿93学生名单 |
二维 |
printer |
Student.txt |
|
成绩单 |
Cj.dbf |
xh, xm, cj |
Bh=‘采矿93’ |
采矿93学生成绩 |
二维 |
Printer |
Cj.txt |
上表第一条记录定义了一个报表，该报表输出采矿93的学生名单，输出“学号、姓名、性别、民族”四个字段的内容，按student.txt定义的格式输出到打印机。图1是该二维报表格式文件student.txt的内容及说明。
表1 二维报表格式文件的定义
通过修改表3内容及对应的格式文件，用户即可根据需要自定义报表或修改已有报表的定义。
专用知识表 对某些专用事务对象，将其预定义的消息系列，或者各智能对象内部推理机用到的知识等，均存入专用知识表中，这些专用知识表如学籍处理规则表、图表知识表等等。
表4是学籍处理知识表的一部分。
表4 学籍处理知识表
|
处理规则 |
描 述 |
处理意见 |
类 别 |
|
One TermXF<5 |
一学期所修学分不足5学分 |
直接退学 |
表2 |
|
Nopass>=10 |
累计不及格课程达10门以上 |
直接退学 |
表4 |
3 《智能管理系统(学校版)》的推理机设计
3.1 系统控制器
该控制器包括菜单生成器及菜单管理器、智能对象有管理器两部分。
菜单生成器预定义了“系统管理、数据维护、数据编辑、数据查询、报表打印、数据统计、图表分析、其他”等八项主菜单，根据用户进入的系统，从菜单定义描术表中将该系统下各子菜单一一加入相应的主菜单中，并显示出定义好的菜单系统。菜单管理器根据你选中的菜单项，以及菜单定义描述表中的命令描述，获取相应的参数，激活相应的对象；若是系统提供的智能对象，启动智能对象管理器；否则直接激活。
智能对象管理器根据对象类型(编辑、查询等)及该对象预定义的消息名，从对应的智能对象预定义消息表中取得该消息，并用取得的消息激活对应的智能对象。
如表2所示，系统启动若进入“成绩管理”子系统后，菜单生成器到表2中寻找所在系统为“成绩管理”的菜单项(在表2中的“成绩录入”及“采矿93名单”)，分别构造相应的子菜单，并加到它们对应的主菜单项(表2中的“数据编辑”及“报表打印”)下，然后显示该菜单系统，动态生成菜单过程完成。当点击“报表打印”子菜单后，该子菜单命令将启动智能对象管理器，并传递｛“打印”，“采矿93名单”｝一消息给智能对象管理器，智能对象管理器将到智能报表消息表(表3)中找到“采矿93名单”这一报表的定义，作为智能报表对象的消息并启动智能报表对象，本例将打印出一份采矿93的学生名单。
3.2 专用推理机
专用推理机是指那些为了解决某一专门领域的问题而编制的推理机(如学籍处理推理机)以及智能对象或专用对象内部推理机(如编辑控制处理推理机)等，它们一般需要相应的专用知识表支持。
图2示出系统控制器的工作原理。
图2 系统控制器工作原理图
4 结束语
目前，《智能管理系统(学校版)》，在贵州工业大学投入使用，效果良好，采用智能对象的方式使得软件的可重用性大大提高，极大地加快了软件的开发速度，软件的维护量也大为减少。采用推理规则与推理知识相分离的智能技术，达到了动态维护系统的目的，从而使系统适应信息变化的能力大大加强；还可在运行过程中根据需要，由用户自己修改或增加新的功能(不用学任何编程语言)，十分灵活。但是，推理机每次均动态地从知识库中获取知识，使得系统运行速度受到一定的影响，特别是当数据量较大或推理较复杂时，尤为重明显。因此，如何使管理系统能最大限度地适应各种条件的变化，或在环境发生变化时，使原系统的改动量降代到最低限度，以保护先期投资，将是一个长期的课题。
参 考 文 献
1 张明清.面向对象技术在管理信息系统中的应用研究.贵州工业大学学报，1997(1)
2 张明清.专家系统在管理信息系统中的应用研究.见96’全国青年计算机研究新进展.杭州：浙江大学出版社，1996.11
THE DEVELOPMENT AND EXPLORATION OF A
NEW TYPE MANAGEMENT INFORMATION SYSTEM:
INTELLINGENCE MANAGEMENT
SYSTEM(FOR COLLEGE)
Wang Hua
(Dept. of Resource Engineering, GUT. Guiyang，550003)
Znang Mingqing
(Dept. of Minging Engineering, GUT)
Abstract Considering the specially complicated characteristics of college students management, this paper suggests a way of designing a new type MIS by combining database and Orated Object and Expert System technology. It also describes the performance and specifics of the newly developed Intelligence Mangement System(For College).
Key words management information system; orated object technology; expert system
设为首页
加入收藏
联系我们
减小字体
增大字体