摘 要

本论文主要阐述随机数生成算法在签到系统运用的设计思想和实现的关键技术。签到系统以现实的实际条件为考量，了解教师群体在实际教学过程中各种需求，基于研究随机数算法的排列问题为基础，采用面向对象设计的方法,基于C/S架构，应用Windows Presentation Foundation应用程序开发技术和xaml界面设计技术分析、设计并实现随机数算法在点名中的运用。

该系统分为教学管理，随机点名，点名方案，数据管理等模块，具体实现教学记录，随机点名，可选点名方案，数据加载和保存，统计等功能。测试表明该系统已经达到了预期的要求。

本论文主要包括以下四个部分的内容：

第一部分是介绍系统背景以及系统的可行性分析，说明了开发该系统的目的，以及开发所用到的相关技术，介绍本系统应用到的随机数算法。

第二部分是需求分析和总体设计，通过对用户需求的分析，产生相对应的系统结构和功能模块。

第三部分是数据库处理和数据库设计，通过引入第三方开源项目NPOI方便处理数据，然后设计相应的数据表以及编写相应的数据访问对象和数据库操作工具类。

第四部分是详细设计以及系统功能实现，按照详细设计进行代码开发以实现系统的功能。

关键字：随机数排列 ,点名,WPF,C/S架构

Abstract

This thesis describes design ideas and the key technologies of implementation in the attendance system utilizing the random number generation algorithm. I consider realistic conditions and understand all kinds of demands of the teacher during the process of teaching. The attendance system is based on researching problem of arrangement in the random number generation algorithm. I utilize object-oriented design method, C/S structure, the technology of Windows Presentation Foundation application and the technical analysis of xaml interface design to design and realize how to use the random number generation algorithm in the attendance system.

This system is divided into four modules, such as random roll calling, the scheme of roll calling, data management and so on. Which realizes teaching recording, random roll calling, alternative schemes of roll calling, saving and loading data, statistics and other functions. The tests proved that the system had reached the desired requirements.

This thesis includes the following four parts:

The first part describes the background and the feasibility of the system, and indicates the purpose of building the system, and introduces how to utilize the relative technologies and the random number generation algorithm in this system.

The second reveals the demand analysis and design, and introduces building some system structures and function modules through analysis the demands of the user.

The third part shows the management and design of database, and introduces how to use NPOI which is a third party open project to manage data easily, and indicates designing relative data sheet, objects of data access and classes of database operation tools.

The fourth part introduces the detail design and system functions, realizing functions of this system.

Key word: Random Number Generation, Roll Call,WPF ,C/S

目录

第一章 问题来源 1

1.1引言 1

1.2 选题背景 1

1.3 需求分析 2

1.4 技术可行性分析 2

1.5系统的可操作性 3

1.6系统的可维护性 3

第二章 主要技术 4

2.1 C#语言 4

2.2 WPF 5

2.3 Xaml 5

2.4 NPOI开源项目 6

第三章 随机数算法 7

3.1 Random函数 7

3.2 shuffle算法 8

3.3 随机数余数分组法 10

第四章 系统总体设计 11

4.1 项目规划 11

4.2系统功能结构图 12

4.3系统业务流程设计 13

第五章 数据库设计 14

5.1数据库分析 14

5.2数据库概念设计 14

5.3数据库逻辑结构设计 15

5.4数据库访问对象设计 15

第六章 详细设计 16

6.1界面的设计 16

6.2文件管理模块设计 16

6.3教学管理模块的详细设计 19

6.4 点名模块的详细设计 20

6.5 查询的详细设计 22

6.6 帮助模块的详细设计 22

6.7开发工具及环境 23

第七章 系统实现 24

7.1 系统主界面的实现 24

7.2 文件管理功能实现 25

7.2 教学管理功能实现 26

7.3 点名功能的实现 29

7.4查询功能的实现 32

7.5 帮助模块的实现 33

致谢 34

参考文献： 35

问题来源

1.1引言

由于计算机技术与网络技术的快速发展与广泛应用，人们为了解决出勤和考核的这一系列问题，签到系统就诞生了并且不断运用新技术发展着，目前签到系统广泛运用于大小公司企业单位也就是员工管理方面。

点名已经成为高校教育不可忽视的一环，甚至可以说关乎整个高等教育的教学质量。教师在教学过程中面对学生各种逃课，迟到等现象伤够脑筋。同时传统的按名册点名方式，存在花费时间长，影响上课等诸多弊端。这时签到系统在高校教学管理的应用也被越多人所提起和关注，同时签到系统在教育领域的运用也是推动高校教育过程中无纸化办公的有力手段。

1.2 选题背景

目前国内外的签到系统种类繁多，类型各异，技术也不断的推陈出新，前沿技术用到了语音识别、指纹考核、红外监控等方式，应用领域大部分在企业员工管理方面。此类系统在学校教学中的应用仅仅限制在科技实验室或者计算机中心这两个地方。对于普通的教室来讲，这些系统总是缺乏实用性和可行性。综上所述，我们可以得出市场上可以见到的签到系统仅仅满足企业方面的需求，并没用结合学校这一特殊环境，也没有分析教师的真正需要，同时系统成本较高，维护复杂。造成了至今很难见到签到系统在学校课堂上的广泛应用。在计算机模拟通信，自动化控制以及生物系统识别等领域，都需要用到随机数。随机数在理论上是没有规律可循的，在某个范围内出现的几率相等。随机数算法应用到现实领域中都需要对随机函数进行排列重组，如随机选题算法等等。

所以，本着对高校实际需求的考量同时兼顾高校的条件设施，改变思路，将随机数算法运用到签到系统上可以比作“自行车代步”性质的创新设计，有着一定的实际意义。

1.3 需求分析

要研发一个新的应用性的系统软件，首先要了解系统的目标用户对整个系统软件的需求，调查研究系统未来应用的硬件环境，综合两方面的考量再确定系统应该实现的功能,选择设计应用软件时所使用的技术和开发平台，接着调查分析了解系统的业务流程，选择数据管理的渠道，其中重点是考虑数据的来源，存储和去处，应用相应的数据管理工具并设计相应的数据库和数据表。以上这些都是需求分析中应该完成的任务。本章即从签到系统的对象学生多年课堂经历的角度又从系统用户教师实际需求的角度，分析本系统应该具有的功能和特性。