1、I华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文摘 要随着信息化以及知识经济时代的到来，档案管理成为了每个公司、企事业单位必不可少的重要管理项目，如何予以妥善管理与有效的运用，将是建设现代档案管理制度不可或缺的议题。从这一点出发，提出了一个基于条形码的学生档案管理系统，并在数据保存和传输的过程中加入基于密钥交换的信息安全策略，有效提高了系统的运行效率和数据的安全性和可靠性。系统为使用 C/S 结构的学生档案管理信息系统，系统选择 Delphi 与 SQL Server 2000 为开发环境，按照软件工程方法，首先对系统进行了需求分析，并使用 UML面向对象建模技术，逐步给出系统的用例图，并进行
2、系统的总体设计。然后通过将系统分为用户登录模块、学生档案管理模块、学生档案查询管理模块、学生档案类别管理与档案柜资料管理模块、学生档案借用/归还管理模块等五个主要模块进行了系统的详细设计，包括界面的设计和数据库的设计。并将档案的编号与条形码号建立联系，实现了条形码的编码、读取和打印。系统采用了信息安全策略，即对上传的数据进行基于 RSA 加密算法与 SHA-1 摘要算法的数字签名，而在文件的传输过程中对其进行基于 IDEA 算法的数据加密。系统通过使用条形码技术，大大方便了操作人员的工作和管理，同时，信息在保存和传输过程中的安全性和可靠性也得到了有效的保障。关键词：档案管理信息系统 条形码 信
3、息安全 数据库系统II华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文ABSTRACTWith the coming of the informationization and the advent of the knowledge-based economy era, the file management has become one of the absolutely necessaryeach management project for every company and institutions essential. How to be properly managed and us
4、ed effectively to build a modern archive management system,has be a essential issues. From that standpoint，a student archives management system based on bar code is presented.And in the process of the preservation and transmission we implemented a information security strategy based on the key excha
5、nge to effectively improve the systems operating efficiency and data security and reliability.The system is a students archives management system using the C/S structure, we choose Delphi and SQL Server 2000 as the development environment.According to the software engineering methods, at first we do
6、 a system needs analysis and then using UML modeling technology, we make the use case diagram of the system gradually, and do the overall design of the system. Then by dividing the system into five part, which are the user login module, students archives management module, students archives inquirie
7、s and management module, students archives type management and archives cabinets data management module, students borrow / return archives management module, and other five major modules for the detailed design of the system, we do the system design in detail including the interface and the database
8、 design. And then the ids of archives are matched with the bar code numbers, as we do the bar codes encoding, reading and printing. System uses an information security strategy that is to make the digital signature of the upload data based on the RSA encoding algorithm and SHA-1 abstract algorithm,
9、and in the transmission process use IDEA encoding algorithm to encode the data. Therefore，in the system the safety and reliability of information in the data transmission has been effectively protected,at the same time, the operation and management of the workers is facilitated because of the use of
10、 bar code technology.Key words：Files management information system Bar codeInformation security Database systemIII华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文目 录摘 要 .IAbstract.II1 绪论1.1 研究背景与意义 .(1)1.2 国内外研究概况 .(2)1.3 论文的主要研究内容 .(4)2 关键技术研究2.1 Delphi 集成开发环境 .(5)2.2 条形码技术 .(6)2.3 数字签名技术 .(8)2.4 UML 建模技术 .(9)2.5 本章小结 .(11
11、)3 档案管理系统的分析与设计3.1 档案管理业务分析 .(12)3.2 档案管理系统的需求分析 .(13)3.3 档案管理系统的总体设计 .(15)3.4 条形码的设计 .(23)3.5 数字签名的设计 .(31)3.6 数据库的设计 .(34)3.7 本 章小结 .(35)4 档案管理系统的实现4.1 开发环境的选择 .(36)IV华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文4.2 系统功能模块实现 .(36)4.3 数据库访问的实现 .(45)4.4 系统界面 .(51)4.5 本章小结 .(52)5 系统测试5.1 测试用例 .(53)5.2 测试环境与配置 .(53)5.3 测试方
12、法和工具 .(54)5.4 测试情况 .(55)5.5 测试数据与总结 .(56)5.6 本章小结 .(56)6 总结与展望6.1 全文总结 .(58)6.2 课题展望 .(58)致 谢 .(60)参考文献 .(61)1华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文1 绪论1.1 研究背景与意义随着科学技术的不断提高，计算机科学日渐成熟，其强大的功能已为人们深刻认识，它已进入人类社会的各个领域并发挥着越来越重要的作用。学生档案管理信息系统（MIS ）是任何一所院校都不可缺少的部分，它的内容对于学校的决策者和教学管理者来说都至关重要，所以学生档案管理信息系统应该能够为管理人员提供充足的信息和快捷
13、的查询手段。但一直以来人们使用传统人工的方式管理学生档案，这种管理方式存在着许多缺点，譬如：效率低、保密性差，另外时间一长，将产生大量的文件和数据，这对于查找、更新和维护都带来了不少的困难。所以学生档案管理系统应运而生，它可以为用户提供丰富的功能，实现操作的自动化，从而大幅度的降低学生档案管理的工作强度，减少了手工操作可能出现的误差，提高档案管理工作的效率，推动学生档案管理的信息化建设。因此，学生信息档案管理的信息化、网络化可以给管理人员以及学校带来显而易现的效果和收益。档案管理对于管理人员的意义：(1) 档案管理不再费时费力。(2) 检索查询更为方便。(3) 档案的查借阅工作更加可控。档案管
14、理对于学校工作人员的意义：(1) 更好的收集和管理档案档案是一个立档单位为适应职能活动需要而直接产生的依法归档的具有保存价值的文件与材料。实行档案的信息化管理后，必将能够更好的收集和管理这种信息资源。(2) 方便二次利用、提高利用率一般形成的档案总是要隔一年才整理完毕，但事实上本年的档案在二次利用的要求上是最多的，这在一定程度上影响了档案的利用效率；同时既已形成的档案利2华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文用起来也是相当麻烦，首先要登记，然后要在浩如烟海的档案中查找，这个过程中不可避免的要造成损坏，而且同一份档案在同一时期只能由一个人借阅，别人只能在他借阅完毕后才能再续借。而档案的信
15、息化建设成功之后，档案信息可以在内部网上共享，有控制地进行利用。1.2 国内外研究概况条形码在70年代左右得到实际应用和发展。现在世界上的各个国家和地区都已经普遍使用条形码技术，而且它正在快速地向世界各地推广，其应用领域越来越广泛。128码和93码就是其中的主要研究成果。128码于1981年被推荐使用，而93码于1982年使用。这两种码的优点是条形码符号密度比39码高出近30%，随着条形码技术的发展，条形码码制种类不断增加，因而标准化问题显很突出。为此先后制定了军用标准1189、交叉25码、39码和库德巴码ANSI 标准MH10.8M 等等。同时一些行业也开始建立行业标准，以适应发展需要。此后
16、，维阿利尔又研制出49码，这是一种非传统的条形码符号，它比以往的条形码符号具有更高的密度。接着特德威廉斯(Te Williams)推出16K码。它的使用，极大地提高了数据采集和信息处理的速度，提高了工作效率，并为管理的科学化和现代化做出了很大贡献。二维条码正是为了解一维条码无法解决的问题而产生的。因为它具有高密度、高可靠性等特点，所以可以用它表示数据文件(包括汉字文件)、图像等。二维条码具有大容量、高可靠性，是信息实现存储、携带并自动识读的最理想的方法。目前，根据二维条码实现原理、结构形状的差异，可分为堆积式或层排式(Stacked BarCode)和棋盘式或矩阵式二维条码两大类型。堆积式二维
17、条码编码设计、校验原理等方面继承了一维条码的特点，所以应用比较广泛，有代表性的包括Codc49, PDF417,Code16等。Delphi 是成熟的可视化编程环境，为我们提供了一种方便、快捷的 Windows 应用程序开发工具。它使用了 Microsoft Windows 图形用户界面的许多先进特性和设计思想，采用了弹性可重复利用的完整的面向对象程序语言(Object-Oriented Language)、当今世界上最快的编辑器、最为领先的数据库技术。对于广大的程序开发人员来讲，使用 Delphi 开发应用软件，无疑会大大地提高编程效率。Delphi 实际3华 中 科 技 大 学 硕 士 学
18、 位 论 文上是 Pascal 语言的一种版本，但它与传统的 Pascal 语言有天壤之别。一个 Delphi 程序首先是应用程序框架，而这一框架正是应用程序的“骨架” 。在骨架上即使没有附着任何东西，仍可以严格地按照设计运行。开发人员的工作只是在“骨架” 中加入相应的程序。缺省的应用程序若是一个空白的窗体(Form)，也可以运行它，结果得到一个空白的窗口。Delphi 已经为开发人员做好了一切基础工作程序框架就是一个已经完成的可运行的应用程序，只是不处理任何事情。开发者所需要做的，只是在程序中加入完成所需功能的代码而已 1。1.3 论文的主要研究内容本课题主要实现了基于条形码的学生档案管理信
19、息系统。它可以为使用者提供丰富的功能，实现操作的自动化，从而大幅度的降低学生信息档案管理的工作强度，可为使用者节省了大量的时间，提高了学生档案管理工作的效率，减少了大量的手工操作可能引起的操作失误，推动档案管理的信息化建设。我们在课题中以典型的学生档案管理信息系统的开发过程作为实例，具体的研究内容如下：（1）通过使用 Delphi 语言实现了一个基于 C/S 结构的学生档案管理信息系统。（2）介绍了系统实现的主要技术，包括 Delphi 语言、条形码技术、数字签名技术、UML 面向对象建模技术等。（3）分模块实现了档案管理系统的每个子模块和用户界面。（4）通过学习 E-R 模型和 SQL 的相
20、关知识，在对学生信息进行了详尽的分析下，使用 SQL Server 2000 建立一个以 E-R 模型为基础的关系数据库系统。（5）探讨了系统实现中设计的关键技术问题，包括条形码的编码、选取和打印；用户的访问控制和身份验证，以及信息数字签名的实现。本论文通过对以上相关知识的介绍和学生档案管理信息系统这个具体实例的开发，研究一个数据库信息系统的实际开发过程。4华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文2 关键技术研究本章简单阐述系统开发中应用的关键技术，包括开发系统所使用的 Delphi 语言技术、自动化档案管理所需要的条形码技术、增强系统安全性使用的数字签名技术和在工程设计上使用的 UML
21、 建模技术，作为系统开发所使用的主要技术环境。2.1 Delphi 集成开发环境Delphi 是 Borland 公司研制的新一代可视化开发工具，可在Windows3.x、 Windows95、WindowsNT 等环境下使用。它拥有一个可视化的集成开发环境(IDE)，采用面向对象的编程语言 ObjectPascal 和基于部件的开发结构框架。Delphi 它提供了 500 多个可供使用的构件，利用这些部件，开发人员可以快速地构造出应用系统。开发人员也可以根据自己的需要修改部件或用 Delphi 本身编写自己的部件。主要特点如下： (1) 直接编译生成可执行代码，编译速度快。由于 Delphi
22、 编译器采用了条件编译和选择链接技术，使用它生成的执行文件更加精炼，运行速度更快。在处理速度和存取服务器方面，Delphi 的性能远远高于其他同类产品。 (2) 支持将存取规则分别交给客户机或服务器处理的两种方案，而且允许开发人员建立一个简单的部件或部件集合，封装起所有的规则，并独立于服务器和客户机，所有的数据转移通过这些部件来完成。这样，大大减少了对服务器的请求和网络上的数据传输量，提高了应用处理的速度。 (3) 提供了许多快速方便的开发方法，使开发人员能用尽可能少的重复性工作完成各种不同的应用。利用项目模板和专家生成器可以很快建立项目的构架，然后根据用户的实际需要逐步完善。(4) 具有可重
23、用性和可扩展性。开发人员不必再对诸如标签、按钮及对话框等Windows 的常见部件进行编程。Delphi 包含许多可以重复使用的部件，允许用户控制 Windows 的开发效果。 5华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文2.2 条形码技术2.2.1 条形码简介条形码技术是 20 世纪在计算机应用实践中产生和发展起来的一种自动识别技术，它是集条码理论、光电技术、计算机技术、通信技术、条码印制技术于一体的综合性技术。由于它具有准确、快速、经济、便于操作等特点,很快便渗透到计算机管理的一些领域。如图书管理、生产流程管理、商品流通管理等。条码的推广和应用给社会和经济带来了很大的效益。条码技术是在
24、计算机的应用实践中产生和发展起来的一种能够实现快速、准确的进行数据采集和自动识别的技术。条码技术的应用解决了数据采集和数据录入的“瓶颈” 问题，为制造业物料管理提供了有力的技术支持。2.4 UML 建模技术UML 提供的图有八种 9，如表 2-1 所示：表 2-1 UML 图的种类表类别 说 明用例图显示用例、参与者以及它们之间关系。该图根据用户的角度描述对系统的精确要求类图显示系统中一组类和接口间的静态关系。一些普通的关系类型都有继承性、聚集性和相关性对象图 提供指定时刻位于类实例间关系的快照视图状态图适用于保存系统的动态行为。尤其适用于事件驱动，交互式系统或对象，此外在对接口的行为建模时也
25、很有用活动图 允许根据各自动作或交互对系统行为建模交互图 包括序列图与协作图两种，用来对系统的动态行为建模用例图显示用例、参与者以及它们之间关系。该图根据用户的角度描述对系统的精确要求6华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文类图显示系统中一组类和接口间的静态关系。一些普通的关系类型都有继承性、聚集性和相关性对象图 提供指定时刻位于类实例间关系的快照视图状态图适用于保存系统的动态行为。尤其适用于事件驱动，交互式系统或对象，此外在对接口的行为建模时也很有用活动图 允许根据各自动作或交互对系统行为建模交互图 包括序列图与协作图两种，用来对系统的动态行为建模组件图代表部分系统的物理表示，例如文
26、件、可执行文件等，说明各组件间的关系和相关性部署图根据节点、处理器及其关系来显示系统的体系结构。 个或多个组件通常映射为一个部署节点UML（统一建模语言）是一种图形语言，用于软件系统建模与开发工作。在软件开发的每个步骤中，从需求的分析到技术规范，再到结构设计及配置要求，UML 都提供了模型化和可视化的支持。利用 UML 获取系统的重要资料，这样就能清楚地理解问题起因，还能更容易地开发解决方案的体系结构，以及清晰识别与构造实现方式。此外，UML 还为基本构建块中复杂的系统关系提供了表达方式 7-8。2.5 本章小结本章简单阐述了系统开发中应用的关键技术，包括开发系统所使用的 Delphi语言技术、自动化档案管理所需要的条形码技术、增强系统安全性使用的数字签名技术和在工程设计上使用的 UML 建模技术，这些技术在后面的系统的实现中都会使用到。
