医院制剂信息管理系统的设计与实现毕业论文.doc

山 东 大 学 硕 士 学 位 论 文分类号：tp311 单位代码：10422密 级： 学 号：z0843048265硕 士 学 位 论 文论文题目：医院制剂信息管理系统的设计与实现design and implementation of hospital preparation management information system 作 者顾一珠专业软件工程指 导 教 师赵合计 副教授2009年 10月10日原创性声明和关于论文使用授权的说明原 创 性 声 明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名： 日 期： 关于学位论文使用授权的声明本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。(保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名： 导师签名： 日 期： iii目录摘要iabstractii第1章绪论11.1系统开发背景11.2国内外研究技术开发状况11.3本文的主要工作21.4论文的组织结构3第2章系统需求分析42.1系统概述42.2系统目标42.3系统需求获取模式52.4系统功能性需求62.4.1主要功能设计72.4.2参与者82.5系统非功能性需求92.6系统用例总图102.7 小结11第3章系统架构设计123.1系统设计目标和原则123.2系统技术架构设计133.2.1系统技术架构133.2.2系统安全架构163.3系统功能架构203.4小结22第4章系统详细设计234.1系统建模234.1.1系统的模型结构234.4.2系统的功能模块274.2数据库设计274.2.1数据库设计原则284.2.2用户权限数据表的设计294.2.3制剂管理数据表的设计304.2.4制剂生产管理数据表的设计304.2.5数据表关联设计314.3小结33第5章系统实现与测试345.1 系统总体实现345.1.1 有关框架技术基本理论345.1.2 系统实现365.2 系统登录模块405.3系统管理模块的实现415.3.1基于角色的权限控制425.3.2系统管理模块的管理控制425.3.2系统管理模块的具体实现435.4制剂管理模块的实现465.5生产管理模块的实现495.6信息统计管理模块的实现515.7系统运行环境535.7.1硬件环境535.7.2软件环境545.8 系统测试545.8.1 测试环境555.8.2 测试方案55第6章结 论56参考资料58致谢61contentschinese abstractienglisn abstractiichapter1 introduction11.1 development background for the system11.2 the latest state of technology11.3 the main work of this paper21.4 the structure of this paper3chapter2 the requirement analysis of the system42.1 introduction of the system42.2 project goal of the system42.3 model of the requirement52.4 functional requirement62.4.1 main function design72.4.2 actor82.5 non-functional requirement92.6 use-case of the system102.7 conclusion11chapter3 contruction design of the system123.1 design aim and principle for the system123.2 technology construction design133.2.1 technology construction for the system133.2.2 safety construction for the system163.3 functional construction for the system203.4 conclusion22chapter4detail design for the system234.1 system model234.1.1 system model struction234.4.2 function of the system274.2 design of the database274.2.1 princple of the database design284.2.2 design of the user competence table294.2.3 design of the preparation management table304.2.4 design of the preparation produce table304.2.5 link of the table314.3 conclusion33chapter 5 implement and test of the system345.1 the whole implement of the system345.1.1 the theory of the technoligy345.1.2 implement of the system365.2 implement of the login model405.3 implement of the system management415.3.1 competence control based actor425.3.2 control of the system management425.3.2 implement of the system management435.4 implement of the preparation management465.5 implement of the product management495.6 implement of the statement 515.7 requirement of the system535.7.1 hardware535.7.2 software545.8 test of the system545.8.1 test requirement555.8.2 test way55chapter 6 conclusion56reference58thanks61摘 要随着信息技术在各行各业不断得到广泛的应用，计算机技术在医院药学的应用成为医院药学管理的重要手段。但由于医院制剂管理的特殊性，其配置标准、制剂品种等各方面每个医院都有自己独特的方法。使得医院制剂管理变得较为复杂，国内尚未有针对医院制剂管理的信息系统。为提高医院制剂管理信息化进程，进一步量化制剂管理，提高制剂管理效率，设计开发了本套制剂管理系统。本论文以齐鲁医院制剂室管理系统的开发需求为背景，详细阐述了基于j2ee结构的医院制剂管理系统开发的全过程。根据现有制剂管理规范和流程，在与客户充分沟通的基础上，利用先进的系统架构模式，采用面向对象的设计方法，形成了基本的系统架构模型，并建立了系统的功能模型。在此基础上，对每个功能模型进行详细的分析，并根据实际需求建立了每个子系统的数据模型及数据库表。运用先进的开发技术和数据库技术，对系统功能进行设计与实现。系统采用java进行系统开发，利用基于hibernate和struts的j2ee技术进行相关实现。数据库系统采用微软的sql server2000进行管理，利用其支持高性能的事务处理和安全性、完整性控制，以及具有可移植性、可兼容性、可连接性等优点，力求建立一个可靠安全的数据库系统。最后，本文给出了各主要模块的具体实现，主要论述了利用java的实现方法。对系统用户操作权限方法进行了详述。并给出了系统的界面及主要部分的设计代码。本论文为医院制剂管理工作向信息化和现代化迈进提供了可行的模式。目前本系统已经成功运用于齐鲁医院制剂室管理工作中，系统运行稳定，大大提高了其管理的效率，得到用户的一致好评。由于设计时间较为紧迫，因此在实际设计中对于模块的自适应定制功能还未得到实现，另外数据库设计的冗余性以及安全性也需要进一步进行完善。关键词：制剂管理；j2ee；面向对象；umlabstractas information technology in all walks of life continue to be widely used, computer technology in hospital pharmacy applications to become an important means of hospital pharmacy management. however, as the hospital management of the special nature of preparation, its configuration standards, all aspects of preparation varieties each hospital has its own unique way. makes the hospital management has become more complex preparations, internal preparations have not yet targeted the hospital management information system. hospital management information to improve the process of preparation, and further quantify the preparation management, improve management efficiency, preparation, design and development of this set of agents management system.this paper has qilu hospital preparation room management system requirements as the background, detail the structure of hospital-based j2ee agent management system development as a whole. management standards based on existing agents and processes, in full communication with customers, based on the use of advanced system architecture model, object-oriented design methods, the formation of the basic system architecture model, and the establishment of the system function model. on this basis, for each function model for detailed analysis and set up according to actual demand data model of each subsystem and the database table. the development of the application of advanced technology and database technology,on the design and implementation of system functions.the whole system uses java for system development and use of j2ee technology-related achievement. database system using microsofts sql server2000 to manage the use of its support for high-performance transaction processing and security, integrity control, and portability, compatibility, connectivity, etc., sought to establish a reliable and secure database system .finally, the paper gives a concrete realization of the main modules, mainly discusses the use of java implementations. operation of the system user access methods are detailed. and gives the system interface and the main part of the design code. in this paper, preparation for hospital management and modernization of the information forward to provide a feasible model.the system has been successfully applied to the management of qilu hospital, preparation room, the system is running stable, has greatly enhanced the efficiency of its management, the user alike.however, due to the urgent design time, in the actual design of the module, customized adaptive function has not been realized, and the redundancy of database design and security also demand further improvement.key words：preparation management; j2ee; object-oriented; uml61第1章 绪 论1.1系统开发背景随着信息技术的迅猛发展，计算机技术在医院药学领域的应用越来越广泛，成为医院药学管理的重要手段。加强医药制剂的信息化管理，利用计算机手段对医药制剂进行量化管理，即可减少制剂人员的劳动强度，又可提高其管理的规范性，可以使制剂室的管理由经验化逐步转变为现代化的科学管理。因此，如何设计一个科学、实用的制剂管理系统，利用新技术解决新业务，是迫切需要解决的问题。本文将从软件工程的角度出发，建立医院制剂管理系统的体系结构，应用结构化设计思想，对制剂管理系统开发涉及到hibernate技术，框架技术，权限管理等关键技术进行研究。并根据现有医院制剂管理工作流程的需求，进行系统的功能模块设计，主要包括：制剂管理需求分析与设计；制剂管理系统架构设计；制剂管理系统详细设计；数据分析与设计；hibernate相关技术介绍等。从系统实际应用入手，采用软件工程的相关建模技术，根据医院制剂规范对系统进行模块化设计。计算机系统在制剂管理中的应用，可以提高制剂管理的质量，便于提高科研能力，指导和搞好制剂管理工作，是制剂管理模式的改变和管理方法的更新，必然带来工作效率、经济效率、工作质量的提高，对于促进医院制剂实施科学的网络化和信息化管理具有现实意义。1.2国内外研究技术开发状况医院制剂是综合性医院不可或缺的一部分。在我国，医院制剂在长期的医疗实践中发挥了重要的作用，担负着医院临床用药和科研教育双重任务，是国家医药专业的重要组成和必要补充。现代医院制剂伴随着中国制药工业的发展，从小到大，从无序到有序，积累了丰富的经验，形成了固有特色。20 世纪50 年代后，医院自制制剂及剂型逐渐增多，同时开展了快速分析、热原检查、安全试验等药检工作。20 世纪60 年代后，由于配合临床开展中西医结合工作，开始研究中西医结合的复方制剂，进行了中药制剂改革及有效成分提取, 应用西药制药技术与工艺配制中药片剂、丸剂、注射剂等，弥补了当时市场供应的不足，满足了临床需要，为发展我国传统医药事业做出了不可磨灭的贡献。到了20 世纪80 年代，几乎每一家省级医院都能生产200 种左右的制剂，主要有眼膏、滴眼剂、滴鼻剂、滴耳剂、口腔科充填剂等。医院制剂发展达到高峰1。医院制剂虽然适应性强，能及时满足临床需要，但品种剂型杂、批量小，有的制剂基本属于手工或半自动化生产，多数制剂室设备、工艺较差，质量时有波动；成品包装比较简单，使用期限短；制剂室占用房屋面积大，投入大，成本高，履行或新建制剂室需投入几百万至几千万元，年维持费需要几十万至几百万；技术责任重，风险和劳动强度大。要维护和发展医院制剂室，需要从以下几个方面入手：1.注重硬件改造, 使生产区域布局合理, 将污染降到最低。2.制定严密的管理软件系统, 保证质量管理和质量控制环节的顺利实施。3.对物料的购入、贮存、发放进行质量控制, 把好源头关。4.严格依照配制规程配制制剂, 同时做好各生产环节的现场质量监控。5.依照质量标准检验, 做好中间产品和成品的质量管理, 严格成品放行前的审核。本课题的主要创新点是建立制剂中心，建立制剂机构从业人员培训机构及建立新制剂和新药研发中心2。而目前，国内外对于医院内各药房的应用程序较多，但专门针对医院制剂室的应用程序却未见相关文献报道，为填补这一空白，根据多年的制剂室管理经验，结合计算机软件相关知识，根据当前我院制剂管理的需求，开发了本套制剂管理系统。1.3本文的主要工作本文的工作主要有以下几个方面：1根据医院制剂实际工作流程，对系统做出详细的需求分析，并在此基础上形成了系统的主要功能设计，并对系统进行整体框架结构设计及技术架构设计。2利用基于角色的权限控制模型，对系统的操作权限进行设计与实现。3利用hibernate和struts的j2ee技术对系统进行整体实现，hibernate是一个功能强大、高性能、非常流行的orm工具，它推动了基于普通java对象模型、用于映射底层数据结构的持久对象的开发，能够提供高级数据查询和检索服务。struts是一个优秀的基于j2ee平台的mvc框架，它简化了web层的开发，实现了应用程序的显示逻辑和业务逻辑的分离。将这两种技术结合起来开发j2ee应用，能极大的提高开发效率，使系统具有更好的可维护性和可扩展性。这种开发策略正逐渐被众多程序员所接受，在实际开发中得到广泛的应用。4根据系统设计的模块，对主要界面的实现进行了编码实现的说明。并对系统操作用户权限管理部分模型进行了详细描述，对本系统如何实现做出了详细的解析。1.4论文的组织结构第1章绪论主要简述本项目的项目背景以及所需要解决的相关问题。论文的基本结构第2章主要医院制剂管理系统的需求分析。论述了系统的主要设计目标、设计原则以及系统的基本功能。第3章主要介绍医院制剂管理系统的架构与设计。论述了利用j2ee技术对系统进行整体架构设计，并对系统进行分析和设计。详述了系统的功能及流程，并对系统的数据库设计进行了描述。对实现系统的安全及认证给出了解决方案。第4章主要介绍系统详细设计。详细描述了系统的业务流程、功能模块以及数据库结构等方面的设计方案第5章主要介绍系统如何编码实现以及应用效果，包括j2ee的实现、界面的实现及部分统计功能的实现。第6章总结与展望全文，提出论文有待改进的地方。第2章 系统需求分析在软件工程中，需求分析指的是在建立一个新的或改变一个现存的电脑系统时描写新系统的目的、范围、定义和功能时所要做的所有的工作。需求分析是软件工程中的一个关键过程3。在这个过程中，需准确的定义所开发的系统必须做什么，确定软件系统的功能、性能、数据、界面等要求，从而确定系统的逻辑模型。本章将从系统目标、需求获取方式、系统功能性需求及非功能性需求等几个方面进行讨论。2.1系统概述医院制剂的重要任务之一就是为配合临床科研提供试验药品，注重为临床医师提供丰富多彩的医药信息资源，帮助他们结合临床实际确定研究项目。在实践中应充分运用现代药剂学新理论、新技术、新科技，开发新制剂、新剂型以满足临床科研需要4。制备过程中采用新技术、新方法，剂型上要改革以往以粗、大的糖浆合剂为主的陈旧模式，发展方便患者用药的颗粒型、胶囊剂等，并改变内外包装，树立中药制剂的良好形象，这一工作开展得好，不仅能产生良好的社会效益，同时也能给医院制剂带来显著的经济效益。医院制剂管理系统主要用来协助制剂室完成医院制剂工作。通过制剂管理系统，将传统的手工管理方式逐步转为规范的计算机管理方式，其主要工作包括物料的入库与投料、制剂生产制备、检验管理、成品的入出库、制剂成本核算等功能5。计算机系统高效的事务处理机制和信息管理模式，必然带来工作效率、经济效益、工作质量的提高。2.2系统目标医院制剂管理系统设计目标如下：1.以医院制剂管理规范为基础，以先进、有效、合理的管理方法为核心，以先进的计算机技术为手段，建立一套稳定的制剂管理系统。2.通过制剂管理系统，提高医院制剂管理工作的规范、高效，尽量涵盖医院制剂管理工作的各个环节。3.通过制剂管理规范，力求形成合理的生产模式，及时掌握制剂管理的各种信息，为下一步决策提供良好基础。2.3系统需求获取模式需求获取阶段主要是对用户的需求进行收集、分析、细化、核实的过程，最后将它编写成文档。软件开发是由需求驱动的，需求是源于用户的需要，这是一个基本原则，但是“需要”如何表达成“需求”呢？这就是需求获取。需求调研不充分、用户需求描述不完整不准确，轻则影响项目建设的顺利程度，重则影响应用系统的质量，甚至决定项目的成败4。需求获取作为项目伊始的活动，是非常重要的，在建设本系统的过程中，我们吸取以往信息系统建设过程中对需求分析重视不够而导致系统开发过程中的种种问题的教训，高度重视需求分析的过程，并确定了以下需求获取的模式： 1、问卷调查法：所谓“问卷调查法”，是指开发方就用户需求中的一些个性化的、需要进一步明确的需求（或问题），通过采用向用户发问卷调查表的方式，达到彻底弄清项目需求的一种需求获取方法。在系统调研的初期，我们就采用这种方法来获取用户的需求，具体实现的步骤为：步骤一、开发人员先根据以往类似项目的经验，整理出一份用户需求说明书和待澄清需求（或问题）的问卷调查表提交给用户；步骤二、用户阅读用户需求说明书，并回答问卷调查表中提出的问题，如果用户需求说明书中有描述不正确或未包括的需求，用户可一并修改或补充；步骤三、开发人员拿到用户返回的用户需求说明书和问卷调查表进行分析，如仍然有问题，则重复步骤二，否则执行步骤四；步骤四、开发人员整理出用户需求说明书，提交给用户方确认签字。由于这种方法比较简单、侧重点明确，因此能大大缩短需求获取的时间、减少需求获取的成本、提交工作效率。2、会议讨论法所谓“会议讨论法”，是指开发人员和用户方召开若干次需求讨论会议，达到彻底弄清项目需求的一种需求获取方法。具体步骤：步骤一、开发人员根据双方制定的需求调研计划召开相关需求主题沟通会；步骤二、会后开发方整理出需求调研记录提交给用户方确认；步骤三、如果此主题还有未明确的问题则再次沟通，否则开始下一主题；步骤四、所有需求都沟通清楚后，开发人员根据历次需求调研记录整理出用户需求说明书，提交给用户方确认签字。3、界面原型法所谓“界面原型法”，是指开发人员根据自己所了解的用户需求，描画出应用系统的功能界面后与用户进行交流和沟通，通过“界面原型”这一载体，达到双方逐步明确项目需求的一种需求获取的方法。4、可运行原型系统法所谓“可运行原型系统法”，是指开发方根据合同中规定的基本需求，在以往类似项目应用系统的基础上进行少量修改得出一可运行系统，通过“可运行原型系统”这一载体，达到彻底挖掘项目需求的一种需求获取的方法6。针对本系统需求分析工作的实际情况，在实际工作中采用的是将上述几种方法结合起来使用的模式，在这里最重要的是客户参与的充分性和需求描述的准确性问题，因此在本系统的需求分析过程中，在系统开发建设不同的时期共进行过3轮大规模的正式调研，调研采取的形式包括与业务人员访谈、问卷调查、会议室交流、电话交流、文档确认等。2.4系统功能性需求功能性需求是系统必须满足的功能的规格说明。在功能需求分析环节，根据制剂管理的业务功能，通过与制剂室各业务人员的反复交流，确定系统的基本需求和应用细节，按照功能对系统来进行划分。然后使用uml中的用例图进行描述。uml用例图可以清晰的分离出系统的活动参与者(actor)和用例(use case)。其中用例是指对系统提供的功能的一种描述，而活动参与者是那些可能使用这些用例的人或外部系统，通过用例图可以描述出系统外部的执行者、系统的用例，以及它们之间的联系8。2.4.1主要功能设计根据需求分析，本系统的主要功能设计及描述如下表所示：表2-1 系统功能表序号功能需求功能描述1系统管理实现整个系统及其它用户使用前的初始化工作。主要用于基础信息的定义和维护，如制剂代码定义、科室定义、负责人定义等信息。2生产管理根据录入的制剂信息，生成生产管理单，然后分配给相关生产部门，生产部门根据生产管理单确定原材料确定生产成本，然后进行制剂生产3设备管理设备信息维护、设备信息分类，相关信息打印4制剂管理制剂信息录入、制剂信息查询、制剂数据统计、报告单打印5临床使用包括临床使用情况、使用信息统计。可根据使用信息生产相关报表，以方便查询和打印。6数量管理主要用于查询制剂生产与使用情况，并可实现数据表的打印及导出。7信息统计主要用于统计各种信息，并根据统计结果生成所需报表具体的用例分析，可以通过用例图来描述：图2-1用例图2.4.2参与者参与者是指存在于被定义系统外部并与该系统发生交互的人或其他系统，他们代表的是系统的使用者或使用环境9。表2-2 参与者描述表序号名称描述1系统管理员定义部门、角色、用户、权限、流程等2生产管理用户负责制剂生产所管理制剂的信息维护,包括制剂生产设备录入及修改，制剂生产成本信息的录入及修改，报表生成打印等。3制剂管理用户负责制剂室所管理制剂的信息维护,包括制剂信息录入，修改，报表生成打印等。4查询用户可以查询制剂的任何相关信息，但不能修改药剂信息。具体的用例分析，可以通过用例图来描述：图2-2用例图2.5系统非功能性需求1可用性（usability）要求系统应操作简单，易于掌握，具有方便性。对于经常使用该系统的用户，必须保证他们经过短时间培训后即可熟练地应用本系统。具体的，主要的要求包括：易安装性；易学习性和理解性；软件具有可配置能力，如显示界面、显示格式、报表格式等可以调整；用户界面友好、界面风格保持一致；提供联机帮助，软件操作方便；各种提示信息准确，术语规范；友好的图形用户界面和多语种支持。2可靠性（reliability）要求系统保证在运行期间安全可靠，对系统异常情况处理具有容错功能。系统运行稳定，操作错误不会导致死机或系统异常退出现象。数据具有备份及恢复能力，安全可靠。3性能（performance）要求系统具备实时、准确性。确保能对各种计费情况实时做出响应。(1)数据库在任何时候都能支持最多50个并发用户的使用。(2)系统提供存取数据库的功能,且存取时间延迟不超过10秒。(3)系统中80%的事务处理响应时间、应该在20秒钟内完成。4安全性（security）要求系统应采用多种安全机制，确保用户使用安全。(1) 按权限使用系统，根据权限分配系统模块及使用规则。(2) 系统须防止非注册用户使用该系统。(3) 除管理员用户外，其他用户均不可查看相互之间的信息和分配权限。(4) 提供运行日志管理及审计功能105可支持性（supportability）要求系统的升级只需要在服务器端由系统管理员完成，不需要用户的参与。6可扩展性（extendibility）要求确保系统可根据业务的发展需求而进行扩展，能增加新的功能，并能提供与其他系统的接口。2.6系统用例总图用例是一种最好的理解和描述需求的技巧，从根本上说，用例是功能性需求，它表明了系统会怎样工作。用例是系统中的一个功能单元，可以被描述为执行者与系统之间的一次交互作用。用例模型是所有用例的集合。用例模型的用途是列出系统中的用例和执行者，并显示哪个执行者参与了哪个用例的执行8。建立用例模型的目的在于使用户和开发者双方可以在高层次上把握系统的主要功能，从而使为今后的设计及实现打下坚实的基础。用例模型的提出对于软件开发方法的研究具有重要的意义11。用例图显示系统中的使用案例与角色及其相互关系。使用用例是系统提供的高级功能块，角色是与所建系统交互的对象。通过使用用例观察系统，能够将系统实现与系统目标分开，有助于了解最重要的部分-满足用户要求和期望，而不会沉浸于实现细节。通过使用用例，客户可以看到系统提供的功能，先确定系统范围再深入开展项目工作12。根据上述功能模块的定义，系统级用例总图模型如下：系统管理员制剂管理用户生产管理员查询用户系统管理用户管理数据管理设备管理成本管理负责人制剂生产记录出厂记录进库记录制剂库存管理制剂使用管理制剂名称及代码制剂信息查询制剂使用查询制剂生产查询制剂库存查询图2-3系统用例总图2.7 小结本章主要讨论系统的需求。从系统设计目标、设计原则出发，根据系统实际应用需要，设计系统的主要功能模块，最后，根据需求分析，给出了系统用例图。第3章 系统架构设计3.1系统设计目标和原则随着网络带宽和网络应用的发展，加上ajax技术的流行，使得现在越来越多的应用系统都开始倾向于采用b/s结构进行设计，充分利用b/s结构的优点，发挥web应用的内在潜力，挖掘应用深度和扩大适应能力，采用先进的应用架构和以实用为根本准则，使得系统既能满足业务需求，又能适应将来发展需要。因此，在开发web应用系统时遵循以下设计原则。1实用性原则：在满足功能、性能、维护方面的要求的同时，减少对操作人员培训的难度，以及系统维护和管理的压力；系统提供简单方便的用户界面，使用户通过简单培训就可熟练操作，日常操作所需的功能必需完备简明，注重实用性和多样性相结合。2适应性和可扩展性原则：系统具备超强的适应能力，能适应于多种运行环境，来应对未来变化的环境和需求。系统采用分布式设计、系统结构模块化设计，系统架构可以根据网络环境和用户的访问量而适时调整，实现了系统的可扩展性。3可靠性原则：系统运行可靠，在出现异常的时候有人性化的异常信息方便用户理解原因，并采取适当的应对方案，在设计业务量比较大的时候采用先进的嵌入式技术来保证业务的流畅运行。4可维护性和可管理性原则：系统有完善的管理机制，方便日常维护和管理。5安全性原则：通过有效的用户和权限管理，在数据的浏览、更新、维护等不同层面上实施相应的安全控制策略，保证数据不被非法篡改和丢失。采用五层安全体系，即网络层安全、系统安全、用户安全、用户程序的安全和数据安全。具备完备的日志和安全审计手段，具备数据的备份和恢复机制，在系统出现异常或故障时能够方便、快速恢复13。6总体规划、分层实施原则：在开始设计之前对web系统进行总体设计，然后在总体设计指导下分步开发。基于j2ee技术的应用系统是一个融合了多元信息的集成系统，采用分层开发：表现层、控制层、业务逻辑层、模型层、数据访问层，在适应系统需求的准则下，设计低耦合的分层结构，有利于团队成员的分工协作，提高开发效率，降低项目风险，实现各个模块的功能设计，完成整个系统的开发。3.2系统技术架构设计3.2.1系统技术架构系统要求在系统的性能、互联方便性、安全性等方面具有良好的技术体系结构来实现。基于j2ee的多层架构具有良好的、可扩展的性能、便于系统互联、具有很高的安全性，同时也易于维护，因此我们采用j2ee的多层架构作为系统的主技术架构14。j2ee多层架构的层包括presentation tier（表示层）、web server tier（web服务器层）、 application server tier（应用服务器层）和 data tier（数据层）四层。浏览层：客户端实现；web服务器层：用户界面与数据表现层，通过html，servlet，jsp实现表现逻辑；应用服务器层：应用层是客户请求的商业逻辑的实现。应用服务器应完全基于j2ee标准的java组件技术，可将java组件分布在多个服务器上进行统一的管理与调度。一方面组成一个应用的组件在多台机器上运行会提高效率；另外，一个组件可以分布在两台以上的机器上，保证每个组成应用的组件在任何情况下都是可用的，从而提高了应用的可靠性。数据层：数据逻辑层，存储在高性能数据库中的关键业务数据。j2ee体系结构提供中间层集成框架用来满足无需太多费用而又需要高可用性、高可靠性以及可扩展性的应用的需求。通过提供统一的开发平台，j2ee降低了开发多层应用的费用和复杂性，同时提供对现有应用程序集成强有力支持，完全支持enterprise javabeans，有良好的向导支持打包和部署应用，添加目录支持，增强了安全机制，提高了性能。高效的开发: j2ee允许公司把一些通用的、很繁琐的服务端任务交给中间件供应商去完成。这样开发人员可以集中精力在如何创建商业逻辑上，相应地缩短了开发时间。高级中间件供应商提供以下这些复杂的中间件服务:状态管理服务：让开发人员写更少的代码，不用关心如何管理状态，这样能够更快地完成程序开发。 持续性服务：让开发人员不用对数据访问逻辑进行编码就能编写应用程序，能生成更轻巧，与数据库无关的应用程序，这种应用程序更易于开发与维护。 分布式共享数据对象cache服务：让开发人员编制高性能的系统，极大提高整体部署的伸缩性。 支持异构环境：j2ee能够开发部署在异构环境中的可移植程序。基于j2ee的应用程序不依赖任何特定操作系统、中间件、硬件。因此设计合理的基于j2ee的程序只需开发一次就可部署到各种平台。这在典型的异构企业计算环境中是十分关键的。j2ee标准也允许客户订购与j2ee兼容的第三方的现成的组件，把他们部署到异构环境中，节省了由自己制订整个方案所需的费用15。 可伸缩性：企业必须要选择一种服务器端平台，这种平台应能提供极佳的可伸缩性去满足那些在他们系统上进行商业运作的大批新客户。基于j2ee平台的应用程序可被部署到各种操作系统上。例如可被部署到高端unix与大型机系统，这种系统单机可支持64至256个处理器。j2ee领域的供应商提供了更为广泛的负载平衡策略。能消除系统中的瓶颈，允许多台服务器集成部署。这种部署可达数千个处理器，实现可高度伸缩的系统，满足未来商业应用的需要。 j2ee使用多层的分布式应用模型，应用逻辑按功能划分为组件，各个应用组件根据他们所在的层分布在不同的机器上。传统的j2ee多层企业级应用模型将两层化模型中的不同层面切分成许多层。一个多层化应用能够为不同的每种服务提供一个独立的层，以下是 j2ee 典型的四层结构：运行在客户端机器上的客户层组件；运行在j2ee服务器上的web层组件；运行在j2ee服务器上的业务逻辑层组件；运行在eis服务器上的企业信息系统(enterprise information system)层软件。通常认为，j2ee平台就广泛的认为是这个架构，运行在j2ee服务器上的ejb容器可以认为是此结构的核心，ejb容器管理着所有ejb的执行，以及ejb的生命周期，并且为ejb提供所有系统级的服务。ejb组件则负责接受，处理web容器的客户请求和连接提供整个企业使用的数据，服务的eis层15。此“经典”架构中，所有的数据访问都要通过entity bean，业务对象都是带远程接口的无状态session bean，运行在ejb容器中。ejb中包含了各种服务（比如声明式的事务管理），而且提供了一个共享的中间层，可支持可支持各种类型的j2ee客户端。但结构中应用性能和开发开销的负担很重，一些负载来在于ejb，而很大还是与分布式架构的特性有关。此外为了分布化，牺牲了oo原则，并且难以测试，因为业务逻辑通常编写在ejb的实现类中，而这些类完全依赖于ejb容器的。此“经典”架构的一种改进，便是把远程ejb替换为本地ejb，实现了架构的重用，解决了分布化的种种问题。但架构还是相当的复杂。ejb的很多负担还是存在，从ejb中获得益处反而不多。所以随着企业级应用开发的不断复杂，对架构设计的要求也会提出新的要求：架构简单，但功能强大；架构可以通过配置web容器集群来达到横向扩展；在不同的应用服务器之间具有高移植性；便于在应用服务器之外进行业务对象的单元测试，而且，一些集成测试甚至可以让一些轻量级容器（如junit）来完成。为了解决经典架构中有ejb引起的一系列问题以及满足不断发展的企业应用，提出了非ejb架构的“轻量级容器”。轻量级容器与ejb架构都是有容器管理业务服务对象，然后再围绕着这个服务层组织整个架构。但是业务对象不是运行在ejb容器中，而是运行在“轻量级容器”中。轻量级容器并没有和j2ee绑定，所以它既可以运行在web容器里，也可以在一个标准应用程序中运行，如必要也可以运行在ejb容器中。这个容器也没有和servlet api绑定。这一点与mvc结构的web框架不同。轻量级容器的启动开销很小，而且无需ejb的部署。轻量级容器提供了一种管理、定位业务对象的办法。用不着jndi寻址、定制服务器之类的额外辅助；轻量级容器为应用对象提供注册服务。其较之ejb容器而言，不仅功能强大，而且避免了容器强制业务对象采用特定的接口，最低程度的降低了侵入性，实现了效果极佳的架构重用16。轻量级容器中所有的java类都运行在同一个虚拟机中。web层是由mvc框架提供的（struts或webwork，或spring架构的mvc结构）业务对象是pojo，运行在轻量级容器里。aop的拦截机制能够增强业务对象，从而实现企业级服务。与ejb容器不同，业务对象不依赖于容器的api，所以这些对象在容器外也可以使用，更利于单元测试。业务对象仅仅通过接口来访问，当更改具体业务对象的实现类后，业务对象无需修改。实现了面向接口编程。数据访问机制可以通过轻量级的o/r mapping，该层能提供透明的持久化，该持久层实现了对数据访问方式jdbc的轻量级封装。3.2.2系统安全架构对于web系统来说，由于其运行环境是一个开放的网络环境，因此如何构建一个坚固的安全系统显的尤为必要。典型的web信息系统主要由网络层，操作系统层，web server层，数据库层，应用程序层，客户端层构成，如图所示。客户端层应用程序层数据库层web server层操作系统层网络层自下而上进行攻击图3-1 web信息系统体系结构图其中各层次面临的主要安全隐患如下：网络层：来自网络层的攻击主要利用网络体系结构的不完善性，以及tcp/ip协议及其它应用层协议（如smtp，telnet，ftp等）存在的漏洞。攻击方式主要有欺骗攻击、否认服务、拒绝服务、数据截取和数据纂改等。其中最严重的是一种面向web应用程序的威胁，即分布式拒绝服务（ddos），利用大量计算机发出足够多的虚假请求，以致目标系统超负荷，无力向其它用户提供服务，甚至崩溃。目前还没有行之有效的方法来对付ddos攻击，只能靠加强网络的安全策略，实时对网络设备进行检测来防止17。操作系统层：网络系统的安全性依赖于网络中各主机系统的安