1.系统简介（摘要）
摘 要
本文介绍了一个基于SpringBoot的学生学业预警系统的设计与实现。该系统旨在通过集成多种管理功能，提高学院对学生学业情况的监控和管理效率。前端采用了Thymeleaf和Bootstrap框架，为用户提供了直观、易用的界面体验。后端则基于SpringBoot框架，确保了系统的稳定性和可扩展性。系统功能丰富，包括学院管理、学生管理、教师管理、挂科统计、补考预约、预警信息、成绩管理、班级管理以及公告管理等模块，模块共同协作，实现了对学生学业情况的全面监控和管理。例如，挂科统计模块可以实时统计学生的挂科情况，补考预约模块则允许学生在线预约补考时间，预警信息模块则能够及时向相关人员发送学业预警，以便及时采取措施。特别地，该系统还使用了WebSocket技术实现了预警通知的实时办公通知功能。这一功能使得相关人员能够在第一时间接收到预警信息，从而更加迅速地做出反应。此外，系统还实现了RBAC权限管理，为不同用户分配了不同的权限，确保了系统的安全性。
该学生学业预警系统通过集成多种管理功能和采用先进的技术手段，为学院提供了一个高效、安全、易用的学生学业监控和管理平台。该系统的成功实现不仅提高了学院的管理效率，也为学生提供了更加便捷的学习服务。未来，该系统还将继续优化和完善，以更好地满足学院和学生的需求。
关键词: 学生学业预警系统；SpringBoot框架；Bootstrap框架
2.开发技术
2.1 SpringBoot框架
SpringBoot适合初学者，也适合从以前的Spring框架开发者学习，学习起来是很方便的，不管是纯英文教程还是中文教程，国内外都有很多学习的资料。Spring Boot可以运行所有的Spring项目，进行无缝切换。内置了Servlet 容器，不需要对代码进行打包变成WAR就可以运行。自带应用监控，运行的时候可以实时的对正在运行的项目进行监控，可以随时发现问题所在并且能定位发生的问题，可以让程序员及时的修改问题。
2.2 MySQL数据库
一般学习程序开发的人员如果学习数据库的话，肯定是要学习MySQL数据库，MySQL数据库通过这么多年的不断发展，社区版本都是免费的，最重要的是小巧，占用电脑空间比较小，让更多的开发人员可以不需要更换更高级的电脑就可以进行学习。学习只是一个方面，最重要的是MySQL市场占有率是世界第一，基本上十个公司就有七八个用得MySQL数据库。MySQL的优点不只是这么粗浅，MySQL首先是开源的，只要不是商用就不用花钱，并且大型的数据也是支持的，只要是市面上存在的操作系统，MySQL都可以有对应的版本可供使用。因为MySQL是开源的，如果有对MySQL有特殊需求的甚至可以自己修改源码，达到符合自己使用的目的。MySQL数据库好处多多，最重要的一点符合本设计的开发需求，可以说本设计只用到了MySQL的一些基础功能，而这点基础功能就完全够用。MySQL学习的教程网上很多，许多关于入门的教程就完全可以达到普通程序员的开发水平，只需要把基本的知识学会了，到公司里面也只是根据不同的业务逻辑进行不同的语句编写而已。
2.3 Java语言
Java语言是目前最流行的语言之一，不仅可以做桌面窗口形式的程序，还可以做浏览器访问的程序，目前最流行的就是用Java语言作为基础，做各种程序的后台处理。Java语言是操作变量的语言，而变量则是Java对于数据存在形式的定义，变量用来操作内存，而内存则牵扯到计算机安全问题，这样Java语言反而有了免疫直接针对用Java语言开发出来的程序的病毒，有效地提高了Java语言开发出来程序的生存能力。Java是具有动态运行能力的一种语言，Java的类不仅仅可以用Java核心提供的基础类，还可以进行重写，这样会让Java的功能变得更加丰富，甚至可以编写一些功能模块进行封装。Java是一种开源的语言，可以对Java里面的各种类以及引用方法进行追溯，甚至可以对已经编译过的语言进行反编译，这样不仅仅提高学习的效率，并且可以学习其他从业者提供的优雅的编程方式。Java语言发展到现在，已经在各个行业扎根，学习Java可以从事的行业很多，并且学习的方法很多，网上有很多免费的教程，甚至有些高深的知识也只需要付费就可以进行学习，而不是像Java语言之初，每一个编程人员都需要用记事本进行手动编码，现在有很多集成开发环境帮助Java从业者。选择Java语言进行编程，是一种很好的解决问题的方式。
2.4 Vue.js框架
Vue.js是一款用于构建用户界面的 JavaScript 框架。它基于标准 HTML、CSS 和 JavaScript 构建，并提供了一套声明式的、组件化的编程模型，帮助开发者高效地开发用户界面。Vue.js 是一款流行的 JavaScript 前端框架，旨在更好地组织与简化 Web 开发。Vue.js 的核心库只关注视图层，使得它易于与其他库或已有项目整合。同时，Vue.js 也拥有强大的生态系统，包括各种插件和工具，可以帮助开发者构建复杂、单页应用、全栈/服务端渲染（SSR）等。Vue.js 采用了 MVVM架构设计模式，这是一种源于 MVC（Model-View-Controller）模式的设计思想。在 MVVM 中，View 和 Model 是不可以直接进行通信的，它们之间是通过 ViewModel 这个中介充当着观察者的角色来进行中转的。ViewModel 向上与视图层 View 进行双向数据绑定，向下与 Model 通过接口请求进行数据交互，起到承上启下的作用。这种设计模式使得数据驱动和组件化的思想得以实现，大大提高了开发效率。Vue.js 是一个独立的社区驱动的项目，由尤雨溪在 2014 年创建。它是一个成熟的、经历了无数实战考验的框架，目前在生产环境中使用非常广泛，可以轻松处理大多数 Web 应用的场景，并且几乎不需要手动优化，完全有能力处理大规模的应用。总的来说，Vue.js 是一个功能强大、易于上手且广泛应用的 JavaScript 框架，适合各种规模和复杂度的 Web 开发项目。
2.5 B/S结构简介
随着软件系统的不断改进和升级，B/S结构产品更为方便的特征体现地十分明显。对于一个中等偏大的公司来说，如果系统管理员每天要在很多台电脑之间来回查看，不断奔走，那么效率和工作量就会变得很低，但是如果使用了B/S结构，那么管理员只要对服务器进行管理就够了。
B/S结构最大的优点它不需要安装任何的软件，它所有的客户端就只是浏览器，所以只要有一台电脑并且可以上网就可以解决所有问题，客户端可以完全地不用管理员维护。无论使用系统的使用者是什么样的规模，也不管分支有多么的庞大，都不会对维护和升级的工作量造成影响，所有的维护和升级只需要操作服务器。随着B/S结构的不断发展，使用的人也不断增加，从而带动了AJAX技术的发展，和B/S结构一样，它也能在客户端上处理程序，这便缓解了服务器的负担，提高了交互性，而且实现了局部实时刷新。
3.系统截图
4.系统源代码
package com.bootdo.system.controller;
import com.bootdo.common.annotation.Log;
import com.bootdo.common.config.BootdoConfig;
import com.bootdo.common.controller.BaseController;
import com.bootdo.common.domain.FileDO;
import com.bootdo.common.domain.Tree;
import com.bootdo.common.service.FileService;
import com.bootdo.common.utils.*;
import com.bootdo.system.domain.MenuDO;
import com.bootdo.system.domain.MyxueshengDO;
import com.bootdo.system.domain.UserDO;
import com.bootdo.system.service.MenuService;
import com.bootdo.system.service.MyxueshengService;
import com.bootdo.system.service.RoleService;
import com.bootdo.system.service.UserService;
import io.swagger.models.auth.In;
import org.apache.shiro.SecurityUtils;
import org.apache.shiro.authc.AuthenticationException;
import org.apache.shiro.authc.UsernamePasswordToken;
import org.apache.shiro.subject.Subject;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.ui.Model;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
@Controller
public class LoginController extends BaseController {
private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(this.getClass());
@Autowired
MenuService menuService;
@Autowired
FileService fileService;
@Autowired
BootdoConfig bootdoConfig;
@Autowired
UserService userService;
@Autowired
RoleService roleService;
@GetMapping({"/", ""})
String welcome(Model model) {
return "redirect:/index";
}
@GetMapping({"/reg"})
String reg(Model model) {
return "reg";
}
@Autowired
private MyxueshengService myxueshengService;
@PostMapping({"/regpost"})
public String postreg( UserDO user) {
user.setPassword(MD5Utils.encrypt(user.getUsername(), user.getPassword()));
List<Long> role = new ArrayList<>();
role.add(59L);
user.setRoleIds(role);
userService.save(user);
MyxueshengDO myxueshengDO = new MyxueshengDO();
myxueshengDO.setXuehao(System.currentTimeMillis()+"");
myxueshengDO.setXingming(user.getName());
myxueshengDO.setXingbie(user.getSex()==96?"女":"男");
myxueshengDO.setXueyuan(user.getXueyuan());
myxueshengDO.setBanji(user.getBanji());
myxueshengDO.setShouji(user.getMobile());
myxueshengDO.setYouxiang(user.getEmail());
myxueshengService.save(myxueshengDO);
return "redirect:/login";
}
@Log("请求访问主页")
@GetMapping({"/index"})
String index(Model model) {
List<Tree<MenuDO>> menus = menuService.listMenuTree(getUserId());
model.addAttribute("menus", menus);
model.addAttribute("name", getUser().getName());
FileDO fileDO = fileService.get(getUser().getPicId());
if (fileDO != null && fileDO.getUrl() != null) {
if (fileService.isExist(fileDO.getUrl())) {
model.addAttribute("picUrl", fileDO.getUrl());
} else {
model.addAttribute("picUrl", "/img/photo_s.jpg");
}
} else {
model.addAttribute("picUrl", "/img/photo_s.jpg");
}
model.addAttribute("username", getUser().getUsername());
return "index_v1";
}
@GetMapping("/login")
String login(Model model) {
model.addAttribute("username", bootdoConfig.getUsername());
model.addAttribute("password", bootdoConfig.getPassword());
return "login";
}
@Log("登录")
@PostMapping("/login")
@ResponseBody
R ajaxLogin(String username, String password,String verify,HttpServletRequest request) {
try {
//从session中获取随机数
String random = (String) request.getSession().getAttribute(RandomValidateCodeUtil.RANDOMCODEKEY);
if (StringUtils.isBlank(verify)) {
return R.error("请输入验证码");
}
if (random.equals(verify)) {
} else {
return R.error("请输入正确的验证码");
}
} catch (Exception e) {
logger.error("验证码校验失败", e);
return R.error("验证码校验失败");
}
password = MD5Utils.encrypt(username, password);
UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken(username, password);
Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
try {
subject.login(token);
return R.ok();
} catch (AuthenticationException e) {
return R.error("用户或密码错误");
}
}
@GetMapping("/logout")
String logout() {
ShiroUtils.logout();
return "redirect:/login";
}
@GetMapping("/main")
String main() {
UserDO user = getUser();
String username = user.getUsername();
Long userId = user.getUserId();
if(username.equals("admin")||userId==1L||userId==1){
return "main";
}
return "main2";
}
/**
* 生成验证码
*/
@GetMapping(value = "/getVerify")
public void getVerify(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
try {
response.setContentType("image/jpeg");//设置相应类型,告诉浏览器输出的内容为图片
response.setHeader("Pragma", "No-cache");//设置响应头信息，告诉浏览器不要缓存此内容
response.setHeader("Cache-Control", "no-cache");
response.setDateHeader("Expire", 0);
RandomValidateCodeUtil randomValidateCode = new RandomValidateCodeUtil();
randomValidateCode.getRandcode(request, response);//输出验证码图片方法
} catch (Exception e) {
logger.error("获取验证码失败>>>> ", e);
}
}
}
结 论
本文详细设计并实现了一个基于SpringBoot的学生学业预警系统，该系统融合了现代Web开发的前沿技术和理念，旨在通过高效、智能的方式，对学生的学习状态进行实时监控与预警，以提升教学管理的质量和效率。通过采用Thymeleaf和Bootstrap作为前端框架，以及SpringBoot作为后端技术栈，成功构建了一个功能全面、界面友好、操作便捷的学生学业预警系统。
首先，从前端技术选型来看，Thymeleaf以其优雅的模板引擎和与Spring框架的无缝集成，大大简化了页面渲染和数据处理的工作。同时，Bootstrap框架的引入，不仅提供了丰富的UI组件和响应式设计，还确保了系统在不同设备上的良好兼容性和用户体验。这种组合使得系统界面既美观又实用，用户无需进行复杂的学习即可快速上手操作。
在后端，SpringBoot实现了模块化的系统设计，使得各个功能模块之间的耦合度降低，易于维护和扩展。此外，SpringBoot与MySQL等数据库管理系统的集成，为系统提供了稳定、高效的数据存储和访问能力，保障了数据的完整性和安全性。
在系统功能方面，涵盖了学院管理、学生管理、教师管理、挂科统计、补考预约、预警信息、成绩管理、班级管理、公告管理等多个核心模块。不仅满足了日常教学管理的需求，还通过挂科统计和预警信息等功能，实现了对学生学业状态的实时监控和预警，有助于及时发现并解决潜在的学习问题。补考预约功能的实现，则为学生提供了更加便捷、灵活的补考安排方式，提高了教学管理的灵活性和人性化程度。特别值得一提的是，我们利用WebSocket技术实现了预警通知的实时办公通知功能。这一功能的加入，使得系统能够即时将预警信息推送给相关人员，大大提升了预警的时效性和有效性。同时，这种实时通信的能力也为未来的系统扩展提供了更多的可能性，如在线聊天、实时协作等功能均可在此基础上进行开发。
在安全性方面，采用了RBAC权限管理模型，实现了对用户权限的细粒度控制。通过为不同角色分配不同的权限，确保了只有具备相应权限的用户才能访问或操作特定的功能模块，从而有效防止了未经授权的访问和操作，提升了系统的安全性。
综上所述，基于SpringBoot的学生学业预警系统在设计和实现上均达到了预期的目标。不仅在功能上满足了教学管理的基本需求，还在用户体验、安全性、可扩展性等方面表现出色。未来，我们将继续优化和完善系统功能，引入更多的技术，进一步提升系统的智能化水平和预警准确性，为教学管理工作提供更加全面、高效的支持。
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