【毕业学位论文】（Word原稿）学科建设项目申报与评审系统的设计与实现-软件工程

I 学科建设 项目申报与评审系统的设计与实现 摘 要 随着信息技术和网络技术的不断发展，互联网络和信息系统已经应用到了社会生活的各个方面，对人们的工作和生活产生了深刻的影响。在这种大环境下，规划、设计和实施与省级学科建设发展相适应的学科建设管理信息系统，是一项十分紧迫和重要的任务。同时，传统的基于手工管理或者单机系统管理的学科管理方式，显然已经不适合现在高校学科建设发展的需求，使用先进的信息技术和网络技术，构建 “集中管理、分散访问 ”的学科建设管理系统是新阶段学科建设的必然选择，也是省级学科建设管理部 门发展的必然选择。 本文围绕某省学科建设管理部门的学科建设相关项目申报与评审系统的分析、设计和开发，设计和实现了一个以 量级的开源体系结构为基础的，以 。该系统采用典型的多层架构的总体设计方案，使用 开源框架，保证了系统的开放性、可靠性、安全性以及可重用性。本文还阐述了一些与系统实现相关的系统辅助开发组件的设计和实现，解决了系统开发过程中的一些问题。特别地，系统管理中实现了一个系 统安全管理模块，对用户和匿名用户的页面访问等行为进行监控，并对恶意访问作出一些主动防御反应，提高了系统的安全性。最后，在对系统的功能实现、运行性能和安全性等方面进行测试后，总结了系统的整个分析、设计和实现过程，并展望了下一步工作。该省级学科建设项目申报与评审系统在实际部署后，各项指标均达到了设计要求，取得了较好的应用效果。 关键词 项目申报 项目评审 系统测试 F of of In of s is a At on or is At its an to we An , 2EE VC is in of s is in of is by of of to of is in a in to to of I up of it of I 目 录 第一章 引言 . 1 题研究背景概述 . 1 . 1 校 学科管理信息化建设的迫切性 . 2 级学科建设项目申报与评审系统概述 . 2 内外相关技术和解决方案 . 3 于 C/. 3 于 ，互联网络和信息系统已经应用到了社会生活的各个方面，对人们的工作和生活产生了深刻的影响。本课题相关的项目就是将信息技术和网络技术应用到高等学校学科建设管理信息化建设中的关键组成部分 学科建设项目申报与评审系统的设计 和实现中，侧重该管理平台的学科建设项目评审管理部分的分析、设计和实现。 高校信息化建设是指伴随着现代信息科技不断发展，高等院校根据自身服务教育事业的发展需要，采用先进的网络技术和信息技术来构建数字化的高校校园环境，以提高管理效率、提升教学质量、促进科学研究、提高服务水平。高校信息化建设以先进、高速、可靠、安全的高校校园网络为基础环境，实现高校教学、科研、管理和服务等职能的全面数字化和集成化。以信息化手段促进高校发展水平的提升是信息经济条件下高等院校发展的大势所趋，也 是我国高校向世界一流大学迈进的必由之路 1。 由于高等院校的人才优势和我国对教育事业的不断投入，高校信息化水平一直走在教育信息化领域，乃至国家各行各业信息化领域的前列，主要表现在：各个高校建成了不同规模的校园网络，并都接入接了互联网，高校信息化建设的基础网络环境已经初步建立；高校主管部门和高校自身都十分重视信息化建设，在人、财、物等方面的投入都很大；结合国家信息化发展要求，部分高校结合发展需要建立了相应的信息化管理和建设体制，制定了中长期发展规划，有计划有步骤的推进高校信息化建设。但是，高校信息化建设发展 也还存在着诸多不足，如过分重视硬件投入，忽略软件投入；缺乏完整统一的校园信息化发展规划，缺乏高水平可延续的高校信息化顶层设计；信息化应用建设部门与高校业务部门间缺少协调，常出现各自为政的局面，影响信息化应用的推广和深化；信息化建设和最新信息技术结合不够，没有充分发挥最新信息技术的优势，如 术、云计算、大数据等；等等。 高校信息化建设的核心就是构建数字化的校园环境，实现校园综合信息管理和服务平台，以稳定高校的校园网络为基础，利用先进的信息化技术手段，在传统校园的基础上，构建一个虚拟的数 字化空间以拓展现实高校校园的时间和空间维度，全面提升传统校园服务的效率，扩展传统校园的功能，最终实现高等教育过程的全面信息化 2。 根据国家教育事业发展第十二个五年规划中对教育信息化的要求，高校信息化进入到了一个新的发展阶段，将为我国建设高水平的高等教育环境提供有力的信息环境 2 支撑。新阶段的高校信息化建设的主要趋势有 3：关注信息化顶层设计，从上到下进行高校各类职能相关的数据规划和流程规划，有阶段有步骤的推动高校信息化建设；利用包括虚拟化、云计算、大数据分析等各类先进信息技术，加强信息化应用建设水平， 并与高校的教学、科研、管理和服务紧密结合；重视高校信息化建设人才队伍的培养，构建技术水平高、队伍稳定性好的信息化人才队伍；重视高校信息化用户的培养，通过各种途径提高广大师生的信息素养等等。 校学科管理信息化建设的迫切性 学科建设是高校建设的重要工作之一，是高校办学层次和办学水平的集中体现。学科管理是学科建设的重要环节，学科管理的水平对学科建设具有显著的影响，先进的、高效的、科学的管理对学科建设起着巨大的促进作用。 学科建设包含的内容很多，诸如学科相关的基本信息管理、学科项目申报管理、学科项目日 常管理等，其中学科项目申报管理还常涉及到项目申报、项目评审、评审评价等功能。而且，根据国家加强科研项目管理的要求，对于项目评审的公开性和透明性的要求不断提高，学科项目相关的评审工作必须要满足公平公正的基本要求。此外，学科建设还需要与高校其他业务管理系统进行数据交换，如从人事系统获取教师信息，从财务系统获取项目相关财务信息，从科研系统获取科研项目基本信息，等等。学科建设是一项系统工程，学科管理更是一个系统的复杂的管理过程，如何使用各类管理手段来提高学科建设的管理能力和管理水平，是学科建设工作顺利开展的重要研究 内容。 传统的基于手工管理或者单机系统管理的学科管理方式，显然已经不适合现在高校学科建设发展的需求；使用先进的信息技术和网络技术，构建 “集中管理、分散访问 ”的学科建设管理系统是新阶段学科建设的必然选择。其中，基于网络环境建设学科建设项目申报与评审系统，对于方便项目申报和评审，提升系统灵活性和适应性，是有实际应用意义的信息系统开发课题。 级学科建设项目申报与评审系统概述 高校学科建设信息管理平台作为高校信息化建设中的关键组成部分，对有效的整合高校学科建设相关数据信息和管理流程，提高高校学科建设管 理能力和工作效率，提升高校在学科建设领域的竞争力都有很大的促进作用。而其中的学科建设项目申报与评审系统，是对学科建设项目申报和评审工作规范化、透明化的重要信息系统支撑。 某省结合自身高校学科建设管理实际，顺应教育信息化的大趋势，为加强学科项目管理水平，投入相关的人员和经费，使用先进的计算机软硬件技术，组织分析、设计和开发了 “某省学科建设项目申报与评审系统 ”，以满足省内各高校学科建设相关项目的在线申请和评审工作的需要。该系统涉及学科项目申报管理、学科项目评审管理、评审专家管理、日常信息管理等各个管理职能，为该 省的学科建设工作的信息化建设提供比较 3 完整的信息系统解决方案。 该省级学科建设项目申报与评审系统使用了先进的 统架构，采用开源的软件开发技术进行分析、设计和实现，目前已经进入试运行阶段，为该省学科建设的信息化发展提供了关键的信息化基础平台。 国内外相关技术和解决方案 目前国内外管理信息系统的解决方案一般可以分为以下几类：基于 C/S 架构的管理信息系统；基于 术的 B/S 架构的管理信息系统；基于 ；基于 术的 B/S 架 构的管理信息系统；以及课题系统使用的基于 术的 B/S 架构的管理信息系统。这五类信息系统的解决方案各有其优缺点。 （ 1） 基于 C/S 架构的管理信息系统 基于客户机 /服务器（ C/S）架构的管理信息系统，支持在网络上，尤其是在局域网上，实现数据的远程访问和本地管理。与传统的基于单机环境的管理信息系统相比，它可以有效的降低软件开发和维护成本，提高用户的工作效率。基于 C/S 体系结构的管理信息系统是分布式环境下信息系统的早期解决方案，上世纪末就已经占据了分布式环境下信息系统开发领域的统 治地位。在 C/S 架构中，数据处理分为两个部分，在客户机上的和在服务器上的数据处理；客户机运行数据库应用程序，服务器运行数据库管理系统。 基于 C/S 架构的信息系统具有安全性好、数据传输快、客户端界面灵活、客户端处理能力强等优点。但是，随着应用程序的复杂程度不断提高，客户端软件环境的种类不断增多，基于 C/S 架构的信息系统的难以部署和维护、系统安装及升级成本高、系统兼容性差等缺点逐渐显现 4。因此，基于 C/S 架构的信息系统比较适合运行在局域网环境下的中小规模信息系统的设计与开发。 （ 2） 基于 术的 B/S 架构的管理信息系统 基于 术的 B/S 架构，是使用微软公司的 术实现的基于浏览器 /浏览器（ B/S）的信息系统架构。它是使用一种服务器端脚本编写环境，来创建和运行动态网页或 用程序，其中 页可以包含 本标记、普通文本、脚本命令、 件（ 件对象模型）等，可以利用 现对各种数据库的存取操作。此外， 术使用的服 务器端脚本语言可以是 在 术出现以前， B/S 架构的服务器端的应用大多由 用网关接口）程序来完成的，而 序编写困难，也容易出现安全性问题； 术是微软公司迎接 站和信息系统大潮的早期产品， 4 主要适于中小型网站、小型基于 B/S 架构的信息管理系统的设计和开发；但是由于术已经推出多年，其组件化和面向对象建模等方面都不足，很难满足现今管理信 息系统的设计与开发。 （ 3） 基于 术的 B/S 架构的管理信息系统 术是微软公司在 术之后，为了适应软件架构的新趋势构建的一整套应用程序软件开发环境。目前， 术成为基于微软操作系统环境下 息系统开发的主要选择 5。 术采用分层架构模式，整体结构合理，支持从单机应用、 C/S 架构应用到 B/S 架构应用的设计与开发，并采用统一的技术规范，便于系统的升级和维护。 术的缺点主要是其过于依赖于微软公司，主要运行在 列操作系统上，系统平台的可移植性差；术的各个版本之间存在着兼容问题，影响系统技术架构的平滑升级和后期维护 6。 （ 4） 基于 术的 B/S 架构的管理信息系统 指一组通常一起使用来运行动态网站或者服务器的自由软件名称首字母缩写： L 是指 作系统； A 是指 页服务器； M 是指 据库管理系统； P 是指 时也指 脚本语言。它们共同组成了基 于 B/S 架构 用开发的具有活力的开源解决方案。根据各类开源软件的不同， 术有很多变体，如 代 后两个字母意味着 代 。 作为基于开源软件平台的 术，其系统运行成本低、运行环境可定制等优点很明显，但是也是因为基于开源技术，利用 术设计和开发可用、安全、可靠的息系统需要技术水平较高的开发人员，后期维护也需要较高的技术成本和人员成本。此外， 缺少企业级的整体解决方案，所以 术比较适合中小规模的 息系统的设计和开发。 （ 5） 基于 术的 B/S 架构的管理信息系统 术是旨在为支持 言服务器端部署而提供与平台无关的、可移植的、多用户的、安全和标准的企业级平台。 言具有平台无关性，可以运行在 不同的操作系统上，因此 术也具有良好的平台无关性。 术与 术的核心思想基本一致，但它们的具体架构和实现技术差别很大。由于 言的优势 和 术在企业级应用领域的长期经验， 放性、扩展性、健壮性、稳定性及成熟性，也在很大程度上避免了系统应用和维护阶段的追加投资过大和升级困难等问题；但是由于 构过于庞大， 言本身复杂度也较高，因此使用 术设计和开发基于 B/S 架构的管理信息系统的人员要求较高，开发人员进入项目和后期维护都需要较丰富的系统开发经验。 5 术已经成为当今国际上大型业务支撑平台所采用的主流技术，许多企业级应用都是建立在基于 术的中间件系统上的，使用 术的事务处理能力应对各种应用环境 7。考虑到 术的优缺点，该省级学科建设项目申报与评审系统采用基于 术的架构，使用开源的软件开发技术进行分析、设计和实现。 术的应用将在技术层面上保证系统的稳定性、可靠性和开放性，满足系统实际应用的需求。 课题任务和意义 题任务 本课题的任务是对某省学科建设管理相关的项目申报与评审工作做全面的需求分析和系统设计，经过需求分析、概要设计、详细设计、系统实现、系统测试、系统部署等几个阶段后完成系统项目的分析、设计和开发，达到实际应用的程度 。 在整个项目开发过程中，本人主要参与了系统需求分析和整体架构设计等方面的工作，并参与了该系统的项目评审模块的详细设计和具体实现，本人所承担的任务如下： 1） 省级学科建设项目申报与评审系统的需求分析和功能设计。 通过对系统分析和设计相关技术的研究和对某省学科建设部门的工作职能和运作模式的分析，确定学科建设项目申报与评审系统的需求；并对系统相关的业务流程进行梳理，对系统中的各个模块的功能进行设计。 2） 研究并确定实现学科建设项目申报与评审系统的理论依据和技术解决方案。 通过对主流的基于 B/术和 择适合该系统的开发框架和开发技术，保证系统的技术先进性和运行稳定性，通过综合分析为该系统实现给出一个具体可行的解决方案。 3） 省级学科建设项目申报与评审系统的整体架构设计。 采用主流的信息系统分析和设计技术，对该省级学科建设项目申报与评审系统的整体架构进行设计，确定系统的主要功能模块和具体模块实现的功能，并确定系统管理配套的管理模块的功能。 4） 该系统的项目评审模块的详细设计和具体实现。 采用 术对项目评审模块进行详细设计，并使用基于 2术、基于 术和 据库技术对项目评审模块进行实现。 5） 跟踪该项目的实施进度，进行系统测试，并配合系统正常上线运行。 题意义 随着学科建设项目申报与评审系统的设计和开发工作的实施，该省级学科管理部门 6 对其日常管理职能，特别是对项目申报与评审职能，进行梳理和分析；从整体上，对学科建设管理的相关职能的数据结构和业务流程进行整理和建模。通过该系统的实施，可以达到以下几个方面的意义： 1） 实现学科建设项目的在线申报与评审 通过课题相关系统的实施，将实现学科建设 相关的项目申报和评审从传统的基于电子邮件传输和人工统计的方式向在线提交和在线评审的方式的转变。将在很大程度上，提高项目申报和评审工作的便捷和高效，将有助于提高学科建设项目的管理水平。 2） 提高项目评审效率，降低日常管理成本 学科建设相关项目在线申报和提交将在保证评审工作效率和质量要求的基础上，通过将包括管理人员、申报人员、评审专家等在内的各类用户集中在该平台上完成申报和评审工作，一方面提升了评审的效率，另一方面也降低了日常管理中的人力成本和时间成本。 3） 规范评审流程，便于评审工作公开透明 通过本系统的建模和实现， 规范了学科建设项目评审的处理流程，并通过计算机软件将流程可视化、标准化；同时，通过系统管理功能对用户创建、用户授权、用户访问、项目评价等行为的监控和记录，实现了评审过程的公开透明，解决了由于个人主观原因等造成的诸如私自指定评审专家、篡改评审意见等潜在的问题。 4） 便于评测评审专家绩效管理 根据申报和评审系统提供的数据，可以对每个评审专家的工作情况进行统计和分析；并可以根据统一的绩效模型，对评审专家的工作情况进行评价，从而建立评审专家的进入和退出机制。实现对评审专家的绩效管理，是对学科建设项目申报和管理工作的重要 支撑功能。 5） 实现管理人员角色转变 通过学科建设项目在线申报和评审系统的运行，该省学科管理部门的管理人员从传统的需要介入到项目申报和评审的全过程的角色，转变成流程的管理人员，只需要关注各类用户的创建与授权、评审工作的基本信息管理等管理职能；而项目申报、项目评审等繁重工作都通过课题相关系统实现自动化处理和申报、评审人员的系统访问与操作。管理人员的角色转变将有助于该省学科管理部门转变职能，提高管理水平和高校满意度。 论文结构 本文从工程实际出发，阐述了基于 B/S 架构的省级学科建设项目申报与评审系统的设计思想与具 体实现，分析了系统设计和开发中使用到的具体技术，并说明了重要功能流程的实现过程和使用的关键技术。本文共分为引言、课题技术背景、系统需求分析、 7 系统设计、系统实现、系统测试与部署、课题总结与展望等七个章节： 第一章，序言。本章介绍了论文相关课题的提出背景，在介绍高校信息化建设和学科建设信息化的现状与发展趋势后，对某省级学科建设项目申报与评审系统作了简单的介绍，并介绍了论文完成的主要工作和论文的组织结构。 第二章，课题技术背景。本章首先介绍了面向对象的系统分析与设计技术，然后介绍了 系架构、 计模 式与实现、 点标准、基于 言与 据库技术。 第三章，系统需求分析。本章在阐述系统需求分析技术的基础上，结合某省学科建设管理部门工作的实际情况，对该项目申报与评审系统进行需求分析。 第四章，系统设计。本章介绍了系统的总体框架设计，以及 术相关的持久层架构设计、视图层架构设计、功能支持层设计、逻辑层架构设计和各功能模块的设计。 第五章，系统实现。本章首先介绍了系统实现的软硬件环境，然后着重阐述系统实现中的关键技术，并分别介绍了项目评审相关的 各个功能模块的具体实现。 第六章，系统测试与部署。本章先介绍了系统测试与部署的软硬件环境，然后介绍了对系统进行的各类测试，并对系统测试与部署做出评价。 第七章，课题总结与展望。本章在对课题系统的设计和开发进行总结后，对课题系统存在的缺陷作了阐述，并提出了下一步的工作内容。 本章小结 本章主要阐述了省级学科建设项目申报与评审系统的研究背景，国内外研究现状及发展情况；明确了论文相关任务和本人在该项目中承担的工作，并阐述了课题意义；最后，对论文的组织结构进行了说明。 8 第二章 关键技术介绍 面向对象的系统分析 与设计技术 基于网络技术和软件技术构建的各类应用信息系统，已经成为社会生活各个领域中的重要支撑工具。随着软件项目的结构逐渐复杂化、规模逐渐扩大化、需求不断多变和不确定，传统的软件开发方法已经难以应付。以面向对象技术为基础的软件开发技术逐渐成为软件开发领域的主流。这里将对面向对象的系统分析与设计技术作简要介绍。 面向对象软件技术一般包含面向对象的系统分析（ 面向对象的系统设计（ 面向对象的程序设 计（ 。 1）面向对象的分析方法是利用面向对象的信息建模概念，如实体、关系、属性等，同时运用封装、继承、多态等机制来构造模拟现实系统的方法。 面向对象分析的目标是完成对待建设问题的分析，确定待建设的系统要做什么，并建立系统的模型。面向对象分析必须完成以下任务：在用户和软件开发人员之间沟通基本的用户需求，包括数据需求、功能需求、流程需求、权限需求等；标识系统需要包含的类（包括定义类的属性和操作）；刻画类的层次结构，确定类与类之间的继承关系；表示类 （对象）之间的继承以外的关系；为类（对象）进行实际建模和验证；反复对已有分析结果进行再分析，直至完成信息建模。 面向对象的分析方法的一般步骤为：提取客户对待建设系统的需求，包括应用场景和用例情况，构造系统需求模型；以基本的系统需求为依据，选择类和对象（包括对应的属性和操作）；定义类的结构层次模型；建造对象间的关系模型；建造对象的行为模型；利用用例和场景来复审系统分析模型。 2）面向对象的系统设计 面向对象的系统设计是将面向对象分析所创建的系统分析模型转化为系统设计模型。与传统的基于过程的开发方法不同，面向对 象设计和面向对象分析在分析和设计阶段采用相同的符号体系表达，没有明显的分界线，可以反复迭代的进行。在面向对象分析阶段，主要考虑待建系统要做什么，而不必关心系统如何实现。在面向对象设计时，主要解决待建系统如何实现，需要在系统分析模型的基础上根据系统实现需求增补一些新的类，或在原有的类中增加一些属性和操作。通过面向对象设计过程，将能够确定如何从类中导出对象，对象间如何关联，对象间的关系行为和对象间的通信如何实现。面向对象设计的一般步骤为系统设计、对象设计和消息设计。 3）面向对象的程序设计 面向对象的程序设计是 指一种程序设计范型，同时也是一种程序开发的方法，是在 9 面向对象分析和面向对象设计的基础上，将对象作为程序的基本单元，将程序和数据封装其中，以提高软件的重用性、灵活性和扩展性。 目前，面向对象的程序设计方法已经是系统实现的主流方法，主要操作系统环境上都有支持面向对象程序设计方法的解决方案。早期，完全面向对象的语言主要包括语言，目前较为流行的面向对象语言有 C#、 。此外，比较早先的面向过程的语言也在发展中逐步吸收了许多面向对象的概念，比如 C+、。同时，主流的脚步语言也逐步支持了面向对象特性，如 。 言是面向对象软件技术常用的分析、设计和实现用的语言，是一种编制系统蓝图的标准化语言，可以实现大型复杂系统各种成分描述的可视化说明，并构造系统模型，以及建立各种所需的文档 8。 言定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用，是一种应用广泛的建模语言，很适合将面向对象的分析和设计方法结合在 一起。 视图、图、模型元素和通用机制等七个部分构成。的视图包括用例视图、逻辑视图、组件视图、并发视图、部署视图等五种。 用户和开发人员构建统一的沟通界面。 包含用例图、类图、对象图、状态图、序列图、协作图、活动图、组件图、部署图等九种类型的图，充分地显示了 多样性和灵活性。用例图展示了各类外部行为者与系统所提供的用例之间的连接。 司提出的多层，分布式，基于组件的企业级应用模型 （ 系结构的基础是核心 台或 平台的标准版， 编写一次、到处运行 ”的特性、方便存取数据库的 术以及能够在 用中保护数据的安全模式等优点，同时还提供了 及 术的全面支持 9。 系架构是一种先进的软件体系构架，包含了基于 多种先进技术，很适于使用 型 控制）的方法来构建系统，其表现层使用 制层使用 实现业务逻辑， 对业务实体进行抽象。此外它还使用 证和授权 现安全机制， 名和目录接口）用于查询 资源， 据库接口）和 输 问数据库和管理事务； 息服务）实现企业的消息处理； 现与企业外界的联系 10。 示。 10 图 22系架构按照功能划分为不同的组件，这些组件可以在不同服务器上，并且处于各自的系统层次中。 系架构包含的层次 有客户层组件、 组件、业务层组件、企业信息系统（ 等。 构应用的层次图如图 2示。 图 221）客户层组件。 户端可以是 户端、 用程序客户端、移动 于 B/S 架构的 用通常的客户端是 户端。 户端包含容纳由 组件生成的各种标记语言（ ）的动态 面、浏览网页的 览器两部分。客户层组件