phân tích và thiết kế bài toán quản lý điểm và ứng dụng công nghệ mã vạch hài chiều trong nhập liệu

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

Nguyễn Vương Hiệp

PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ BÀI TOÁN QUẢN LÝ ĐIỂM

VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MÃ VẠCH HÀI CHIỀU

TRONG NHẬP LIỆU TỰ ĐỘNG

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY

Ngành:Công nghệ phần mềm

HÀ NỘI - 2010

Trang 2

CHƯƠNG I: ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1. Nhập liệu tự động:

Có nhiều bài toán hiệu quả và độ tin cậy phụ thuộc rất nhiều vào khâu nhập số liệu

như các bài toán điều tra xã hội học, thi tuyển sinh qua trắc nghiệm, nhập chứng từ ngân

hàng, nhập các tờ khai thuế... Khó khăn ở chỗ khối lượng nhập rất nhiều và việc kiểm

soát nhập có chính xác không là một vấn đề nan giải.

Nhập dữ liệu theo kiểu thủ công truyền thống sử dụng giao tiếp trực tiếp qua màn

hình và bàn phím. Người ta đã tìm cách để tăng hiệu quả và chất lượng tương tác với máy

trong nhập liệu. Vấn đề nhập liệu tự động trở thành một nội dung lớn nhất của khoa học

tương tác người – máy (Human Computer Interaction – HCI)

Để tăng tốc độ nhập dữ liệu, một số phương pháp được nghiên cứu là:

- Phân tải để có thể nhập từ nhiều nguồn, nhiều đầu mối,

- Nhập qua các giá mang tin trung gian để tận dụng được nhiều phương pháp,

nhiều đầu mối, sau đó dùng các tool để chuyển về định dang cần thiết,

- Nhập qua giao diện âm thanh hoặc hình ảnh, trong đó hình ảnh là phương

pháp được quan tâm nhiều hơn. Đã có nhiều thành công trong các hệ thống

nhận dạng chữ viết, nhận dạng các form tài liệu, nhận dạng các phiếu đánh

dấu.

Để tăng độ tin cậy, người ta thường phải áp dụng các biện pháp tìm sai sót và chỉnh

sửa như:

- Kiểm lỗi trực tiếp

- Nhập hai lần từ hai người khác nhau để phát hiện sai lệch

- Tăng cường độ tin cậy của các hệ nhập liệu tự động

Trang 3

- Phát hiện những ràng buộc toàn vẹn để đặt ra các cơ chế kiểm soát tự động

theo các ràng buộc và trong nhiều truờng hợp có thể tự sửa lỗi.

1.2. Nhập điểm trong hệ thống quản lý đào tạo

Ở ĐHQG hiện nay cũng như các trường đại học khác đang triển khai phần mềm

quản lý đào tạo, nhập điểm là một trong những khâu mất nhiều công sức nhất. Gần đây

ĐHQG HN đã triển khai hệ thống đào tạo theo hệ thống tín chỉ thay thế cho mô hình đào

tạo theo học phần - niên chế. Với hệ thống này có một số công việc có khối lượng công

việc rất lớn là đăng ký học của sinh viên, lên điểm của phòng đào tạo và xử lý học vụ.

Với quy mô 25000 sinh viên chính quy, số lượng đầu điểm chính thức phải nhập

lên tới 400.000 mỗi năm. Đó là chưa kể các điểm giữa kỳ. Vì thế việc đầu tư cho công

nghệ nhập liệu là một việc có ý nghĩa lớn.

Chúng ta hãy đánh giá một vài giải pháp nhập điểm đã thực hiện trong phần mềm

quản lý đào tạo hiện nay:

Nhập liệu thủ công trực tiếp

Với việc nhập điểm thủ công trực tiếp, giáo viên được phát các bảng điểm để điền

điểm, sau đó ký xác nhận và gửi lên Phòng đào tạo. Phòng đào tạo mở form nhập liệu

dưới dạng bảng để gõ điểm trực tiếp. Sau khi nhập điểm phải có một người soát lại để

đảm bảo không nhầm. Việc này rất mất công. Đôi khi người ta phải áp dụng cách cho hai

người nhập hai lần để so sánh . Mặc dù có một vài giải pháp nhập điểm, nhưng việc nhập

điểm trực tiếp như vậy vẫn phải duy trì vì có nhiều trường hợp không thể làm theo bất kỳ

cách nào, ví dụ khi cần sửa một vài điểm.

Trong trường hợp phải làm phách thì quy trình còn phức tạp hơn. Phòng đào tạo

sau khi rọc phách phải tạo một bảng phách gửi cho giáo viên. Giáo viên chấm bài xong

ghi điểm vào bảng phách, ký và nộp cho Phòng Đào tạo. Phòng Đào tạo ghép phách, lên

bảng điểm và mời giáo viên lên ký vào bảng điểm mới được coi là kết thúc việc nhập

điểm. Tóm lại nhập liệu thủ công rất phức tạp và tốn kém.

Nhập điểm trực tuyến

Trang 4

Một giải pháp khác đã được áp dụng trong phần mềm quản lý điểm hiện nay là

nhập trực tuyến cho phép giáo viên nhập điểm qua mạng. Giáo viên đăng nhập vào hệ

thống để hiển thị form bảng điểm, sau đó nhập điểm qua mạng. Phương pháp này giảm tải

cho phòng đào tạo, đồng thời số liệu chắc chắn chính xác hơn do chính giáo viên tự nhập

không qua một khâu trung gian nào. Tuy nhiên với cách này vẫn cứ phải yêu cầu giáo

viên tham gia thêm một pha nữa để ký bảng điểm. Sau khi các điểm thành phần được

nhập đủ, phòng đào tạo tính điểm tổng hợp để in bảng điểm. Cuối cùng Phòng đào tạo

mời giáo viên lên ký vào bảng điểm. Nếu không có việc ký bảng điểm thì nhập điểm trực

tuyến là cách tốt nhất.

Ngoài ra nhập điểm online đòi hỏi phải kết nối vào mạng của nhà trường trong thời

gian nhập điểm.

Nhập điểm theo lô từ file.

Nhiều trường trước đây yêu cầu các khoa tự lo nhập điểm nhưng không phải ghi

trên giấy mà đưa vào file. Thông thường các giáo viên được yêu cầu nhập vào bảng tính

trên Excel sau đó import vào hệ thống. Phần mềm quản lý đào tạo hiện nay cũng có khả

năng này.

Cán cán bộ phòng đào tạo sử dụng một tool để nhập (import) dữ liệu vào database.

Các này cũng nhanh, tiện lợi tương tự như nhập điểm trực tuyến. Thậm chí giảng viên có

thể tự in bảng điểm để ký khi lên nộp cùng với nộp file. Tuy nhiên có một hiểm hoạ là

nếu do nhầm lẫn hoặc làm sai lạc mã sinh viên thì sai sót rất khó phát hiện. Khi nhập từng

điểm hoặc trực tuyến thì người nhập thấy rõ các thông tin từng đối tượng. Nhưng khi

import hàng trăm đối tượng thì sẽ không kiểm soát được từng người. Mặc dù danh sách

thí sinh được chính phần mềm tạo ra với mã số sinh viên chính xác và đã có khuyến cáo

cán bộ không được sửa mã số nhưng đã từng có những sự cố sai lạc mã số thí sinh.

Ưu điểm của nhập điểm theo lô kiểu này là giáo viên không phải kết nối với mạng

mới có thể lên điểm được.

Nhập điểm bằng nhận dạng ảnh phiếu điểm

Một trong các giải pháp nhập điểm khác được áp dụng là dùng các phiếu ghi điểm

được viết theo những định dạng đặc biệt. Thay vì ghi điểm là một số, người ta lập các cột

Trang 5

có sẵn những ô hình tròn đại diện cho các mức điểm. Điểm thí sinh được thể hiện bảng

cách tô kín ô tương ứng giống như tô các phiếu trắc nghiệm hiện nay. Sau đó bảng điểm

được quét vào thành một ảnh và dùng một phần mềm nhận dạng để biết cột nào được

đánh dấu để suy ra điểm và ghi vào CSLD. Giải pháp này có ưu điểm là giảm tải cho

phòng đào tạo, thay vì việc phải nhập điểm chỉ cần quét ảnh, sau đó chạy phần mềm nhận

dạng. Tuy nhiên vẫn phải in bảng điểm và mời giáo viên lên ký.

1.3. Giải pháp nhập liệu mới cho hệ thống quản lý đào tạo:

Các giải pháp để giảng viên phải nhập điểm nói trên đều nhằm các mục đích sau:

- Tăng độ tin cậy vì không qua khâu trung gian

- Tăng công suất nhập điểm vì huy động mọi giáo viên đều có thể tham gia

nhập điểm. Dù có ghi trên bảng điểm trên giấy thì giảng viên vẫn phải mất

công vào điểm mà sau đó phòng đào tạo lại phải vào một lần nữa. Vì vậy

việc giảng viên nhập vào máy không hề làm tăng khối lượng công việc. Chỉ

có một điều kiện là giáo viên phải sử dụng máy tính mà ngày nay thì yêu

cầu này không phải là một đòi hỏi khó khăn.

- Nhờ vậy mà có thể giảm tải cho phòng đào tạo giúp trường nhanh chóng

triển khai xử lý học vụ mà theo quy chế đào tạo theo tín chỉ, kể cả xét

ngừng học thôi học đều phải làm sau mỗi học kỳ.

Tuy vậy tất cả các giải pháp trên đều có một điều phiền phức là sau khi có điểm,

giảng viên lại phải lên ký bảng điểm.

Liệu có thể giao cho giáo viên tự làm bảng điểm, tự in và ký sau khi nộp phòng

đào tạo vẫn có thể cho nhập liệu tự động sử dụng chính bảng điểm đó hay không ? Khoá

luận này nghiên cứu thử nghiệm phương pháp sử dụng mã vạch hai chiều để giải quyết

việc nhập điểm nêu trên.

Khóa luận có hai phần:

Phần 1: Phân tích thiết kế phân hệ tổ chức thi trong hệ thống quản lý đào tạo theo tín

chỉ

Trang 6

Phần 2: Ứng dụng mã vạch hai chiều trong nhập liệu bảng điểm

CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG QUẢN LÝ ĐÀO TẠO

2.1. Mô tả hệ thống:

2.1.1. Các chức năng nghiệp vụ:

Các hoạt động quản lý đào tạo của một đại học bao gồm hai mảng chính là

- Điều hành giảng dạy

- Quản lý kết quả học tập và tu dưỡng của sinh viên.

Điều hành giảng dạy gồm có các khâu sau:

- Quản lý các khoá học (đi theo năm), các bậc học (đại học, cao học, tiến sỹ),

các chương trình đào tạo (chương trình chuẩn, chương trình tài năng, chất

lượng cao...), các hệ học (chính quy, tại chức...)

- Quản lý các đơn vị đào tạo (các khoa, các bộ môn, các trung tâm đào tạo,

các viện có tham gia đào tạo, các đơn vị bên ngoài có tham gia đào tạo)

- Quản lý các môn học, các ngành các chuyên ngành do các đơn vị đào tạo

phụ trách

- Quản lý giáo viên

- Quản lý các trang thiết bị, giảng đường, phòng thí nghiệm phục vụ đào tạo

- Quản lý các lớp – ngành học với tư cách là tập hợp các sinh viên cùng khoá

chia theo ngành học để quản lý hành chính và sinh hoạt đoàn thể. Trong đào

tạo theo tín chỉ, sinh viên cùng lớp theo ngành học không nhất thiết

- Thiết lập chương trình đào tạo cho từng khoá tương ứng với cách ngành,

chuyên ngành học, các bậc học, các chương trình đào tạo (chỉ định các môn

học tương ứng sẽ được giảng dạy)

Trang 7

- Phân công giảng dạy , lập các lớp – môn học

- Sinh viên đăng ký tham dự các lớp môn học

- Lập thời khoá biểu giảng dạy, thông báo lịch giảng

- Theo dõi thực dạy

- Lập lịch thi

- Phân công giáo viên coi thi

- Theo dõi nộp đề thi, theo dõi nộp bài thi, theo dõi giao bài thi chấm điểm và

nộp điểm

- Thanh toán giảng dạy

Quản lý sinh viên gồm các khâu sau:

- Tiếp nhận sinh viên nhập học, cấp mã, chia ngành, chia lớp – ngành học, làm

thẻ

- Lập các danh sách (lọc, tìm kiếm) theo các tiêu chuẩn nhất định phục vụ các

yêu cầu quản lý

- Sinh viên đăng ký học

- Thu học phí

- Lập các danh sách thi (liên quan đến việc đăng ký và đóng học phí)

- Xử lý học vụ

- Quản lý khen thưởng, kỷ luật

- Quản lý nghiên cứu khoa học sinh viên

- Xét tốt nghiệp

Quá trình đào tạo theo Hệ thống tín chỉ tại trường Đại học bao gồm những công việc

cụ thể sau:

Trang 8

Trước khi bắt đầu một học kỳ mới, nhân viên phòng đào tạo căn cứ vào khung

chương trình để thiết lập danh sách các lớp môn học và thời khóa biểu cho các lớp môn

học trong học kỳ. Căn cứ vào việc phân bố số tiết lý thuyết, số tiết bài tập, số tiết thực

hành của từng môn học để xác định số lượng giáo viên tham gia giảng dạy trong các lớp

môn học.

Tiếp đến, nhân viên phòng đào tạo tiến hành mời giáo viên phụ trách, giáo viên

giảng dạy và thực hành. Việc mời giáo viên vào các lớp môn căn cứ vào quyết định của

lãnh đạo khoa cũng như chuyên môn của từng bộ môn (bộ môn nào chịu trách nhiệm

giảng dạy môn nào).

Sau khi hoàn tất việc mời giáo viên, nhân viên phòng đào tạo tiến hành lập thời

khóa biểu dự kiến, gửi thời khóa biểu dự kiến đến lãnh đạo khoa, các bộ môn và các lớp

cho ý kiến. Sau khi các đơn vị gửi ý kiến phản hồi, nhân viên phòng đào tạo lập thời khóa

biểu chính thức.

Đối với sinh viên, mỗi sinh viên phải tự lập kế hoạch học tập toàn khóa. Trong mỗi

kỳ, sinh viên phải tự đăng ký các môn học theo các lớp môn học – phù hợp với năng lực

và điều kiện cụ thể của bản thân – do nhà trường tổ chức trong thời gian nhà trường đã

công bố. Đăng ký học phần trong mỗi học kỳ của sinh viên phải đảm bảo điều kiện môn

tiên quyết, học trước, song hành của các học phần đặt ra trong chương trình đào tạo

Hệ thống thông tin phục vụ đào tạo và quản lý sinh viên trong nhà trường phải đủ

mạnh để có thể triển khai tổ chức đăng ký học phần trực tuyến, phân cấp nhiệm vụ triển

khai cho sinh viên đăng ký và tổ chức thí nghiệm, thực hành thực tập cho các trung tâm

thí nghiệm, trung tâm thực nghiệm của trường.

Đến cuối học kỳ, nhân viên phòng đào tạo tiến hành lập lịch thi cuối kỳ. Căn cứ

vào thời khóa biểu của các lớp môn học để lập lịch thi, căn cứ vào lịch thi để lập danh

sách cử cán bộ coi thi, đề nghị giáo viên ra đề thi và đáp án. Trước khi thi một tuần, nhân

viên phòng đào tạo lập danh sách sinh viên thi/ cấm thi cho từng lớp môn học tương ứng.

Trong quá trình lập lịch thi, hệ thống phải hỗ trợ tối đa quá trình lập lịch thi cho

nhân viên phòng đào tạo. Cũng như việc lập thời khoá biểu, chúng ta không thể có được

Trang 9

một hệ thống tự động hoàn toàn khâu lập lịch thi nhưng hệ thống phải cung cấp nhiều

công cụ hỗ trợ việc lập lịch thi. Hiện nay, việc lập lịch thi nói chung được thực hiện thủ

công, không có một công cụ hỗ trợ nào ngoài việc sử dụng máy tính để soạn thảo văn bản

và in ấn. Cách làm này khiến nhân viên lập lịch thi tốn rất nhiều thời gian và công sức,

thời gian để có được một lịch thi phải mất vài tuần.

Trong quá trình điều hành thi, hệ thống phải hỗ trợ nhân viên phòng đào tạo luôn

luôn nắm được tại một thời điểm có bao nhiêu phòng thi, bao nhiêu cán bộ coi thi, phòng

thi nào thi môn gì, ai là người coi thi phòng thi đó, danh sách thi của phòng thi, thời gian

thi, cán bộ coi thi nào vắng mặt có lý do, cán bộ coi thi nào vắng mặt không có lý do, cán

bộ coi thi nào coi thi bổ sung, hỗ trợ việc thống kê số buổi coi thi của từng cán bộ, số cán

bộ vắng không lý do, ...

Sau mỗ kỳ thi, nhân viên phòng đào tạo có nhiệm vụ cập nhập điểm của sinh viên

từ bảng điểm của các giáo viên phụ trách lớp môn học gửi về. Tùy theo quy mô của

trường, số bảng điểm gửi vè phòng đào tạo là rất lớn. Việc nhập điểm hiện nay chủ yếu là

thủ công nên thời gian cho việc nhập điểm là rất lớn tốn nhiều thời gian và công sức.

Đây là một hệ thống thông tin rất lớn. Trong khuôn khổ của bản khoá luận tốt nghiệp này,

chúng ta chỉ phân tích các chức năng có liên quan đến việc tổ chức thi để làm rõ giải pháp

nhập điểm.

Trang 10

2.1.2. Phân tích các ca sử dụng:

2.1.2.1. Xác định các tác nhân nghiệp vụ:

Tác nhân nghiệp vụ là những đối tượng trực tiếp tương tác với hệ thống. Do đó,

thông qua việc xác định tác nhân nghiệp vụ ta sẽ xác định được giới hạn của hệ thống.

Tác nhân nghiệp vụ Vai trò

Giảng viên

-Xem lịch thi, lịch phân công coi thi, thống kê số buổi coi

thi, thống kê cán bộ vắng không lý do, …

- Gửi đề thi và đáp án, góp ý, kiến nghị, …

Sinh viên

-Xem thông thông lịch thi, điểm thi học kỳ, …

-Yêu cầu sửa điểm

Nhân viên phòng đào tạo

1. Quản lý thi cử:

-lập lịch thi, lên danh sách thi, điều hành việc coi thi.

- Lập các báo cáo thống kê số buổi coi thi, thống kê cán bộ

vắng không lý do, …

2. Quản lý điểm:

- Thống kê sinh viên theo điểm trung bình, điểm khá, giỏi.

- In bảng điểm môn học, bảng điểm cá nhân của sinh viên.

2.1.1.2. Các thực thể nghiệp vụ:

a) Môn học:

- Mã môn học

- Tên môn học

- Số tín chỉ

Trang 11

- Số tiết lý thuyết

- Số tiết bài tập

- Số tiết thực hành

- Số tiết thảo luận

- Số tiết tự học

- Mô tả môn học

b) Giáo viên

- Mã giáo viên

- Tên giáo viên

- Ngày sinh

- Giới tính

- Lĩnh vực nghiên cứu

- Địa chỉ

- Điện thoại

- Email

- Học vị

- Năm bắt đầu giảng dạy

c) Lớp:

- Mã lớp

- Tên lớp

- Bậc

- Hệ