（管理科学与工程专业论文）基于net热电公司管理信息系统设计与实现的研究.pdf

山东师范大学硕士学位论文 摘要 现代科技进步日新月异，互联网的普及在很大程度上改变了传统的商业规则，使企业 之间的竞争大大加剧。企业必须适应环境变化进行变革。管理信息系统是数据库技术与企业 管理相结合的产物，其质量好坏直接影响到企业的竞争力。本论文结合热电公司实际需求， 采用面向对象方法分析、设计并实现了一个基于a s p n e t 的热电公司信息系统。论文完成的 主要工作如下： ( 1 ) 简述了目前信息系统发展阶段及现状，分析了传统二层结构的不足及三层结构的 优点，基于n e t 开发工具的优势和特点，确定采用n e t 技术进行本文系统的开发。 ( 2 ) 结合热电企业实际需求，从用户和开发人员的角度对系统进行需求分析，对系统 进；f 亍u 池建模。本文系统有六个子系统组成，针对各个子系统应实现的功能，本文给出具体 的系统用例识别、用例图及活动图等。 ( 3 ) 本文采用三层体系结构来设计系统。论文基于n e t 平台，针对六个子系统分层实 现了各子系统的功能设计，具有较高的系统可靠性、伸缩性和可维护性，层次清晰地对基 于n e t 开发流程做了详细的剖析。 ( 4 ) 采用基于角色访问控制策略实现系统的权限控制。信息系统数据的完整性与正确 性对整个网站的正常运行起着至关重要的作用，基于角色访问控制策略，从技术和管理上保 证了系统的安全性和稳定性。 关键词：n e t 平台：t j m l 建模；三层结构；基于角色访问控制 山东师范大学硕士学位论文 a b s t r a e t m o d e ms c i e n c ea n dt e c h n o l o g yi sa d v a n c i n gr a p i d l y t h ep o p u l a r i t yo ft h ei n t e m e t h a sc h a n g e dt r a d i t i o n a lb u s i n e s sr u l e ss o l a r g e l yt h a tc o m p e t i t i o na m o n ge n t e r p r i s e s i n c r e a s e ds u b s t a n t i a l l y e n t e r p r i s e sm u s tr e f o r mf o ra d a p t i n gt ot h ec h a n g i n ge n v i r o n m e n t m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mi st h ep r o d u c to fc o m b i n i n gd a t a b a s et e c h n o l o g ya n d e n t e r p r i s em a n a g e m e n t ，w h o s eq u a l i t yh a sad i r e c ti m p a c to nt h ec o m p e t i t i v e n e s so f e n t e r p r i s e s w i t ht h e a c t u a ld e m a n do ft h e r m o e l e c t r i ce n t e r p r i s e s ，t h i sp a p e ru s e dt h e o b j e c t o r i e n t e dm e t h o d ，d e s i g n e da n dr e a l i z e dat h e r m o e l e c t r i ce n t e r p r i s ei n f o r m a t i o n s y s t e mb a s e do na s p n e t m a i nc o n t e n t so f t h i sp a p e ra r ea sf o l l o w s ： f i r s t l y ，t h i sp a p e rb r i e f l yi n t r o d u c e dt h ed e v e l o p m e n ts t a g e sa n dc u r r e n ts i t u a t i o no f i n f o r m a t i o n s y s t e m ，c o m p a r e dt w o - l a y e r s t r u c t u r ea n d t h r e e - l a y e r s t r u c t u r ea n d a d o p t e d n e tt e c h n o l o g yf o rt h ed e v e l o p m e n to ft h i ss y s t e mo nt h eb a s i so ft h e a d v a n t a g e sa n dc h a r a c t e r i s t i c so f n e td e v e l o p m e n tt 0 0 1 s e c o n d l y ，f r o m t h e p e r s p e c t i v eo f u s e r sa n d d e v e l o p e ra n dc o m b i n i n gt h ea c t u a l d e m a n do ft h e r m o e l e c t r i ce n t e r p r i s e s ，t h i sp a p e ra n a l y z e ds y s t e mr e q u i r e m e n t s ，m a d e s y s t e mm o d e l i n gu s i n gu m l t h i ss y s t e mh a ss i xs u b s y s t e m s a c c o r d i n gt ot h ef u n c t i o n f o re a c hs u b s y s t e m ，t h i sp a p e rg a v ec o n c r e t eu s ec a s er e c o g n i t i o n ，u s ec a s ed i a g r a m s ， a c t i v i t yd i a g r a m sa n ds oo n t h i r d l y ，t h i sp a p e ra d o p t e dt h r e e l a y e rs t r u c t u r et od e s i g ns y s t e m o nt h eb a s i so f n e t p l a t f o r ma n da i m i n ga te a c hs u b s y s t e m ，t h i sp a p e rr e a l i z e df u n c t i o nd e s i g no ft h r e e - l a y e r s t r u c t u r ew h i c hh a ss t r o n gr e l i a b i l i t y ，f l e x i b i l i t ya n dm a i n t a i n a b i l i t y ，s h o w i n gt h ew h o l e d e v e l o p i n gp r o c e s so fo f f i c ea u t o m a t i o nb a s e do n n e tc l e a r l y f o u r t h l y ，t h i sp a p e ra d p o t e dr o l e b a s e da c c e s sc o n t r o lm e c h a n i s mt or e a l i z et h er i g h t c o n t r o lo f t h es y s t e m t h ei n t e g r i t ya n da c c u r a c yo f d a t ai ni n f o r m a t i o ns y s t e mp l a y i m p o r t a n tr o l e si nt h en o r m a lr u n n i n go fs y s t e m o nt h eb a s i so fr o l e b a s e da c c e s sc o n t r o l m e c h a n i s m ，t h i sp a p e rg u a r a n t e e dt h es e c u r i t yo fs y s t e ma n dd a t a k e yw o r d s ：n e tp l a t f o r m ；u m lm o d e l i n g ；t h r e e l a y e rs t r u c t u r e ；r o l e - b a s e da c c e s sc o n t r o l l i 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得( 注：如 没有其他需要特别声明的，本栏可空) 或其他教育机构的学位或证书使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明 并表示谢意。 学位论文作者签名：弘、锎 导师酶基动产 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解堂撞有关保留、使用学位论文的规定，有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。 本人授权趁可以将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、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在 解密后适用本授权书) 学位论文作者签名岛汤司 导师擗善友牝 签字日期：2 0 0 8 年，。月de t签字日期：2 0 0 钾矿月fv a 山东师范人学顾 j 学位论文 第一章绪论 信息技术的迅速发展大大加快了企业的现代化与信息化的进程。企业管理信息 化已成为全球化的发展趋势。信息管理系统作为现代企业管理技术的代表，是管理 数字化、管理信息化的核心，同时也是企业信息化的重要组成部分。 1 1 研究背景 随着互联网在世界范围的迅速普及，无论是个人、公司企业、政府机关还是学 校团体，信息系统的建设都是其重要的建设项目之一。我国的电力行业实行“厂网 分开，竞价上网”，作为独立企业参与市场竞争。在激烈的市场竞争中，科学的信 息管理对热电企业的发展尤为重要。能及时、正确地收集、加工、存储及提供信息， 支持企业运行和管理的信息系统的创建，是热电企业整体信息处理的支柱1 1 l 引。 随w e b 技术取得了前所未有的发展和应用，出现了很多新的技术和方法。但同 时，信息系统建设变得越来越复杂，投入的人力物力越来越大，管理越来越困难，如 何简化信息系统建设、管理和维护己经成为二_ 个关键问题。近年来，国内外越来越 多的应用开发人员关注基于n e t 技术开发平台的研究并取得了较为丰硕的成果。 n e t 可以提高丌发人员的效率，减少b u g ，加快应用开发并简化使用，具 有很多明显的优点【2 。5j ： 标准集成：n e t 弥补了过去微软采用的c o m d c o m 标准及a d o 数据访问 的缺陷，它完全基于标准。比如，数据用x m l 的格式通过进程边界，而这个数 据有一个到x s d 的连接，所以任何客户端都可以正确地转化数据。 简化应用：由于n e t 不使用注册表，很多应用都可以用简单的拷贝命令 来完成，通常没有必要开发安装程序。此外，应用程序不会锁定a s s e m b l y ， 所以升级d l l 的时候不必关闭应用程序。 w e b 服务支持：n e t 为丌发w e b 服务带来了前所未有的便利。用n o t e p a d 就可以建立简单的w e b 服务，甚至不必利用编译器，只要对它们进行简单的调 用即可，因为n e t 会对它们进行编译，甚至提供一个测试页供用户检验其功 能。n e t 拥有所有必需的渠道，可以生成用户所需的所有文件，比如w s d l 文 件。 代码管理：n e t 管理用户的代码，从很多方面看，这一点都是很重要的， 比如减少b u g 以及构建更多可扩展的应用。n e t 可以处理以下操作：内存分 配和回收，进程及线程的创建和终止，以及运行代码的访问许可。 平台独立：虽然n e t 是为微软的操作系统创建的，但是微软的确为e c m a 标准委员会发布了一部分框架和c # 。比如，m o n op r o j e c t 实现了l i n u x 的n e t ， 山东师范人学硕l ：学位论文 包括架构和c # 编译器。这意味着很多应用( 特别是基于w e b 的应用) 一次编 写完成后就可以运行于多种平台上。 跨语言标准基本类型：n e t 确定了所有类型的标准定义，所以v b 中的 字符串和c # 中的字符串相同，也和n e t c o b o l n e t 中的字符串相同。这意味 着你再也不必担心语言a 中的整型数据是3 2 位而语言b 中只有16 位。你可以 确信不同语言的数据类型都相同，可以更好地进行跨语言集成。 本文热电公司管理系统就是基于n e t 平台，使其利用以互联网为基础的 分布式计算和通讯激增的特点，通过先进的软件构架，利用网络协议和格式， 来协调众多的智能设备与网站，从而提供更简单、更为个性化和更有效的互联 网服务。 1 2 信息系统发展现状 随着计算机硬件和软件技术的不断发展，计算机应用已深入到社会生产生活的 方方面面。管理信息系统( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ，简称m i s ) 便是计算机技术 在企业管理方面的典型应用。管理系统最大的特点是高度集中，能将组织中的数据 信息集中起来，进行快速处理，统一使用。中心数据库和计算机网络系统是m i s 的 重要标志。m i s 的处理方式是在数据库和网络基础上的分布式处理。随着计算机网 络和通讯技术的发展，不仅能把组织内部的各级管理联结起来，而且能够克服地理 界限，把分散在不同地区的计算机网互联，形成跨地区的各种业务信息系统和管理 信息系统。信息系统的另一特点是利用定量化的科学管理方法，通过预测、计划优 化、管理、调节和控制等手段来支持决策。 如今，绝大多数大中型企业都已经建立起自己的管理信息系统。同时，管理信 息系统也不是静止不变的事物，随着计算机技术的飞速发展，管理信息系统的形态 也在不断地发展变化着1 6 】。 m i s 从出现至今，大体上经历了两个发展形态： 第一种形态是主机终端形态，始于6 0 年代，其前提条件是数据库、终端、网络 和永久存储设备( 磁盘) 成为实用的新技术；其特征是以大型主机系统为中心，所有数 据都存储在主机上，所有应用程序都在主机上运行，用户通过终端与主机相连，终 端是字符界面的，没有计算功能，其功能是辅助人进行联机事务处理，以及完成一 些有规律的重复工作；这种形态的m i s 现在已经比较少见，基本都为第二种形态所 代替。 第二种形态是客户机服务器( c l i e n t s e r v e r , 简称c s ) 形态，出现于8 0 年代后期， 其原因是p c 机的广泛应用、网络技术的不端发展成熟和分布式计算要求的日益强 烈，其特征是分布式计算，按数据是集中存放与否，可分为集中式数据库c s 形态 和分布式数据库c s 形态。数据由数据库服务器通过d b m s ( d a t a b a s em a n a g e m e n t 2 山东师范人学硕r j ：学位论文 s y s t e m ，数据库管理系统) 管理，应用程序一部分运行在服务器上，一部分运行在客 户端的p c 机上，因此客户端具有一定的计算能力，客户端一般采用g u i ( g r a p h i c a l u s e r i n t e r f a c e ，图形用户界面) ，其功能除了进行事务处理以外，还可进行辅助决策， 甚至是联机分析处理，现在的m i s 基本都是这种形态。这种形态的m i s 目前仍处于 发展中，第二种形态按客户机与数据库服务器之间有无中间层服务器又可分为两层 c s 结构应用程序和多层( 包括三层) c s 结构应用程序。此外，随i n t e m e t 技术的发展， 又出现了b s ( b r o w e r s e r v e r , 浏览器服务器) 结构应用程序，其特性是客户端通过w e b 浏览器访问数据库服务器，不需要在客户端安装客户应用程序。 传统的两层结构是基于“c s 模式的，“c s ”是指c l i e n t s e r v e r ( 客户机服务 器) 。c s 模式的两层结构是：第一层在客户机系统上结合了表示与业务逻辑；第二 层通过网络结合了数据库服务器。它开发周期较短，能够适应大部分中小型数据库 应用系统的要求，具有较强的交互性和较安全的存取模式。但是，随着数据库应用 的同渐发展、数据容量的不断增加、客户端数量的不断增加，该种体系结构显示出 了诸多缺陷，主要体现在以下几个方面： 扩充性：对于数据库服务器端，每当建立一个数据连接，就会占用大量的系 统资源，当数据连接达到一定数量( 如2 0 个) 时，数据库服务器的响应速度与处理速 度将大打折扣。 维护性：基于传统c s 的数据库应用系统，业务规则通常置于客户端应用程 序中。如果业务规则一旦发生变化( 随便举个例子，如身份证号码有可能升为1 9 位) 时，我们就必须修改客户端应用程序，并且将每个客户端进行相应的升级工作。 重用性：采用传统c s 的设计模式时，数据库访问、业务规则等都固化在客 户端应用程序中。如果客户另外提出了b s 的应用需求，则需要在w e b 服务器中重 新进行数据库访问、业务规则、合法性校验等编码( 例如将数据库访问写入a s p 代码) ， 而所做的工作与客户端应用程序中的功能完全重复，从而加大了工作量，又使得程 序丌发者心里感到极不舒服。 正因为以上的诸多缺陷，使得三层( 多层) 体系结构成为目前数据库应用开发的首 选。三层结构体系如下： 外观表示层：外观表示层就是客户端，它包括客户端的软件组件、应用程序、 w e b 浏览器等。这些不同形式的客户端能够以可视形式提供丰富、灵活的用户交互 界面，用来表示信息和收集数据，并利用业务逻辑层提供的功能服务完成用户请求 检查，并且还可能会执行一些简单的业务逻辑，比如对用户输入的数据进行简单的 检查。 业务逻辑层：业务逻辑层是分布式应用系统的关键所在。它负责处理所有来自 外观表示层的用户请求，当它通过数掘服务层提供的接口处理完请求之后，还要把 处理结果返回给外观表示层。它处于外观表示层和数据服务层的中间，通常也被称 山东师范火学硕一i ：学位论文 为中间层，或称为应用程序服务器。业务逻辑层还需要提供执行业务的规则，为具 体应用提供事务处理、安全控制以及为满足不同数量客户端的请求而进行性能调整 等功能。 数据服务层：数据服务层完成数据的定义、维护、访问与更新，以及管理并响 应业务逻辑层的数据请求。 本文基于n e t 平台，采用三层体系结构开发系统。使用n e t 平台可以快速、 方便的部署三层架构。a s p n e t 在网页中也使用基于事件的处理，可以指定处理的 后台代码文件，可以使用c 、v b 、j 拌作为后台代码的语言。n e t 中可以方便的实 现组件的装配，后台代码通过命名控件可以方便的使用自己定义的组件。表示层放 在a s p 页面中，数据库操作和逻辑层用组件来实现，这样就很方便的实现了三层架 构。 1 3 本文主要工作及创新点 本文旨在运用v i s u a ls t u d i o n e t 集成丌发工具，参考基于a s p n e t 的成功开发 范例，以网络化、智能化为原则，设计和实现足够灵活和完整的、易于使用和维护 的热电公司信息系统。主要工作内容如下： 分析n e t 开发工具相对于目前其它平台的优势和鲜明特点，基于n e t 进行热 电公司信息系统研发。 对系统进行u m l 建模，提出了系统应达到的基本功能。在需求分析基础上， 本文给出具体的系统用例识别、用例图及活动图等。 本文采用三层体系结构来设计系统。三层结构具有很强的可靠性、伸缩性和 可维护性，性能优异。论文针对各个子系统具体实现了三层结构的功能设计，层次 清晰地对基于n e t 开发流程做了详细的剖析。 以a s p n e t 为主要编程语言，实现热电公司信息系统的各功能模块。通过对 基于n e t 的热电公司信息系统的介绍，给出基于w e b 办公自动化系统的一般开发方 法和技术。 采用基于角色访问控制模型，分析并设计系统的安全性与稳定性策略。为保 证系统和数据的安全，本文实现了基于角色访问控制机制，并且采用哈希算法进行 用户身份验证，从技术和管理上保证了系统的安全性和稳定性。 1 4 论文组织结构 本文内容分为以下六章： 第一章：分析论文的研究背景，对信息系统发展现状进行介绍，归纳基于n e t 热电信息系统的优越性，提出论文的主要研究内容。 第二章：介绍n f t 架构及相关技术，阐述n f t 基本概念及开发框架，并采用 4 山东帅范人学硕，l j 学位论义 三层结构进行系统开发。 第三章：结合热电公司实际，采用u m l 建模方法对系统进行需求分析，提出系 统应该达到的基本功能，设计相应的用例分析并进行功能简介。 第四章：具体实现系统设计，系统数据库设计中，设计了每个表的结构并分析 了表间的联系：对系统各大功能模块，按照三层结构层次清晰地设计系统，包括基 础功能模块和权限管理模块。 第五章：为保证系统安全，数据不被破坏，本章采用基于角色访问控制模型， 分析并设计系统的安全性与稳定性策略，采用哈希算法进行用户身份验证，从技术 和管理上保证了系统的安全性和稳定性。 第六章：对全文工作进行了总结，分析了系统的优点和缺点，提出了下一步工 作的目标。 山东师范人学硕上学位论文 第二章n e t 架构及相关技术 微软公司创造了新一代的程序开发部署平台n e t 架构，它革命性地综合了 计算与通信技术，为丌发商们提供工具，致力于网络和其他计算技术的变革。它将 创造出真正的分布式网络服务。m i c r o s o f t 的n e t 能够整合并协调为数众多的辅助程 序，为消费者提供独到的服务一这正是今天的网站所梦寐以求的。n e t 将推动新一 代因特网的发展，它将真正地让人们可以在任何时间、任何地点、通过任何设备得 到信息。 2 1 n e t 平台简介 2 1 1 n e t 含义 n e t 包括一个相当广泛的产品家族，它们构建于x m l 和互联网标准之上，为用 户提供w e b 服务的开发、管理、应用和体验。组成n e t 战略的五个方面包括1 7 一】： 开发平台：这是一组用于建立w e b 服务应用程序和w i n d o w s 桌面应用程序的软 件组件，包括n e tf r a m e w o r k ( 框架) 、n e t 开发者工具和a s p n e t 。其中2 0 0 2 年3 月发布的v i s u ms t u d i o n e t 是r a d ( r a p i da p p l i c a t i o nd e v e l o p m e n t ) 开发工具中 一个重要的产品。 服务器：能够提供广泛聚合和集成w e b 服务的服务器，是搭建n e t 平台的后端 基础。 基础服务：密码认证、同历、文件存储、用户信息等基础服务是必不可少的。 微软正在着力建设的n e tm ys e r v i c e 等基础性服务平台是这方面可以借鉴的例子。 终端设备：广泛的连接互联网并体验w e b 服务的终端设备是实现n e t 的前端基 础。p c ，p d a 以及各种嵌入式设备将在这个广阔的天地里发挥作用。 用户体验：能够满足人们各种各样需求的用户体验是n e t 的最终目标，也是n e t 的价值实现。 m i c r o s o f t 总裁兼首席执行官史蒂夫鲍尔墨说：“n e t 代表了一个集合、一个 环境、一个编程的基本结构，作为一个平台来支持下一代的互联网。n e t 也是一个 用户环境，是一组基本的用户服务，可以作用于客户端、服务器或任何地方，与编 程模式具有很好的一致性，并有新的创意。因此，它不仅是一个用户体验，而且是 开发人员体验的集合，这就是对n e t 的概念性描述。，1 1 2 】 2 1 2 n e t 框架 n e t 框架负责提供一个可为这些应用程序所共享的基础平台，这是一种新的计 6 山东师范人学硕i ：学位论文 算平台，它简化了在高度分布式i n t e r n e t 环境中的应用程序开发。n e tf r a m e w o r k 旨在实现下列目标1 4 - 1 5 ： 提供一个一致的面向对象的编程环境，而无论对象代码是在本地存储和执行， 还是在本地执行但在i n t e r n e t 上分布，或者是在远程执行的。 提供一个将软件部署和版本控制冲突最小化的代码执行环境。 提供一个保证代码( 包括由未知的或不完全受信任的第三方创建的代码) 安全执 行的代码执行环境。 提供一个可消除脚本环境或解释环境的性能问题的代码执行环境。 使开发人员的经验在面对类型大不相同的应用程序( 如基于w i n d o w s 的应用程 序和基于w e b 的应用程序) 时保持一致。 n e tf r a m e w o r k 的组成如图所示【1 6 1 v i s u a ic # v i s u a lb a $ i c v i s u a i v i s u a ij # v i s u a l s t u d i o 。n e t 图2 1 n e t 框架的组成 以通用语言运行时和类库为底层支撑，c # 、v b n e t 、j s c r i p t n e t 为语言工具， 使用a s p n e t 技术可以开发出基于w e b 的应用程序，也可以开发出传统的桌面应用 程序。n e t 对于各种语言是完全独立的，如图2 1 所示，n e t 基本上所有除j a v a 以外的其它语言都可以混用，开发人员可以选择自己最擅长的程序语言来解决问题。 n e t 框架实现了语言开发、代码编译、组件配置、程序运行、对象交互等各个 层面的功能，为w e b 服务及普通应用程序提供了一个托管、安全、高效的执行环境。 n e t 开发平台和诸如j a v a 等其他编程环境之间的最大的差别在于：n e t 开发 山东师范火学硕i ：学位论文 平台支持多种编程语言。n e tf r a m e w o r k 目前支持四种商业语言：v i s u a l c g n e t ，v i s u a lb a s i c n e t ，c + + 托管扩展及v i s u a lj # n e t 。许多其他兼容n e t 的语言也正 在丌发中。n e t 支持多种语言的互操作，即在一种语言下开发的类，可在另一语言 下通过面向对象的继承而得以重用。n e tf r a m e w o r k 是基于i n t e r n e t 高度分布式计 算环境并以简化应用程序开发为目的的全新计算平台。n e tf r a m e w o r k 提供了稳定、 安全的跨程序语言、平台的通用语言执行环境以及应用程序可以调用的类函数库。 其目标是让w e b 应用程序与w e b 服务的建立过程更为简单，使i n t e r n e t 上的各应用 程序之间可以使用w e b s e r v i c e 进行沟通。所有在n e t 开发平台上创建的应用程序运 行都需要两个核心块：公共语言运行库和n e t 类库i l 。 1 、公共语言运行库 公共语言运行库管理内存、线程执行、代码执行、代码安全验证、编译以及其 他系统服务。这些功能是在公共语言运行库上运行的托管代码所固有的。 至于安全性，取决于包括托管组件的来源( 如i n t e r n e t 、企业网络或本地计算 机) 在内的一些因素，托管组件被赋予不同程度的信任。这意味着即使用在同一活动 应用程序中，托管组件既可能能够执行文件访问操作、注册表访问操作或其他需小 心使用的功能，也可能不能够执行这些功能。 运行库强制实施代码访问安全。例如，用户可以相信嵌入在w e b 页面中的可执 行文件能够在屏幕上播放动画或唱歌，但不能访问他们的个人数据、文件系统或网 络。这样，运行库的安全性功能就使通过i n t e r n e t 部署的合法软件能够具有特别丰 富的功能。 运行库还通过实现称为通用类型系统( c t s ) 的严格类型验证和代码验证基础结 构来加强代码可靠性。c t s 确保所有托管代码都是可以自我描述的。各种m i c r o s o f t 和第三方语言编译器生成符合c t s 的托管代码。这意味着托管代码可在严格实施类 型保真和类型安全的同时使用其他托管类型和实例。 此外，运行库的托管环境还消除了许多常见的软件问题。例如，运行库自动处 理对象布局并管理对对象的引用，在不再使用它们时将它们释放。这种自动内存管 理解决了两个最常见的应用程序错误：内存泄漏和无效内存引用。 运行库还提高了开发人员的工作效率。例如，程序员可以用他们选择的开发语 言编写应用程序，却仍能充分利用其他开发人员用其他语言编写的运行库、类库和 组件。任何选择以运行库为目标的编译器供应商都可以这样做。以n e tf r a m e w o r k 为目标的语言编译器使得用该语言编写的现有代码可以使用n e tf r a m e w o r k 的功 能，这大大减轻了现有应用程序的迁移过程的工作负担。 尽管运行库是为未来的软件设计的，但是它也支持现在和以前的软件。托管和 非托管代码之间的互操作性使开发人员能够继续使用所需的c o m 组件和d l l 。 运行库旨在增强性能。尽管公共语言运行库提供许多标准运行库服务，但是它 8 山东帅范人学硕十学位论文 从不解释托管代码。种称为实时( j i t ) 编译的功能使所有托管代码能够以它在其上 执行的系统的本机语言运行。同时，内存管理器排除了出现零碎内存的可能性，并 增大了内存引用区域以进一步提高性能。 2 、基础类库 n e tf r a m e w o r k 类库是一个与公共语言运行库紧密集成的可重用的类型集合。 该类库是面向对象的，并提供您自己的托管代码可从中导出功能的类型。这不但使 n e tf r a m e w o r k 类型易于使用，而且还减少了学习n e tf r a m e w o r k 的新功能所需要 的时问。此外，第三方组件可与n e tf r a m e w o r k 中的类无缝集成。 n e tf r a m e w o r k 类型使您能够完成一系列常见编程任务( 包括诸如字符串管理、 数据收集、数据库连接以及文件访问等任务) 。除这些常见任务之外，类库还包括支 持多种专用丌发方案的类型。例如，可使用n e tf r a m e w o r k 开发下列类型的应用程 序和服务：控制台应用程序、w i n d o w s g u i 应用程序( w i n d o w s 窗体) 、a s p n e t 应用程 序、) ( m lw e bs e r v i c e s 、w i n d o w s 服务。 2 2a s p n e t a s p n e t 是在微软在c l r 以及其它n e t 技术的基础上构建的，是微软的n e t 开 发平台的关键的一部分，它不仅使开发者易于创建动态的w e b 内容，还使他们更易 于创建复杂而可靠的w e b 应用服务【l 引。a s p n e t 是使用n e t 框架提供的编程类库构 建而成的，它不仅仅是通用语言运行环境的宿主，它还是使用受控代码开发w e b 站 点和i n t e r n e t 对象的一整套结构。w e b 窗体和w e b 服务都将i i s 和a s p n e t 作为应 用程序的发布机制，并且在n e t 框架中都分别具有相关的支持类。 a s p n e t 与以前较流行的a s p 不同，它不仅仅只是a s p 的一个简单升级，它 更为我们提供了一个全新而强大的服务器控件结构。a s p n e t 是为了建制动态的 w e b 应用程序而重新打造的全新的技术。a s p n e t 具有以下特点： 1 ) 改进的性能和可伸缩性 a s p n e t 可编译后执行，比传统a s p 的运行速度更快，同时保留了a s p “只需点击保存的更新模型。具有大容量输出缓存及w e b 会话状态，极大地 改进了应用程序的性能和可伸缩性。 2 ) 分离程序代码和网页内容 有时会觉得a s p 太复杂，这是因为程序代码太长，又将网页显示的h t m l ，标注和 程序代码混杂在一起的缘故，以致会有杂乱无章的感觉。而a s p n e t 使用事件驱动 ( e v e n t d r i v e n ) 与数据绑定( d a t a b i n d i n g ) 的开发方式，使得a s p n e t 编程更接近于 w i n d o w s 编程，允许开发者创建一旦特定事件发生时就执行的代码，并且它可以将程 序代码与用户接口干净地分开。另外，可使用c o d e - b e h i n d 的方式将程序代码和显示 9 山东师范人学硕l ：学位论义 的标注分离在不同的文件中，让程序更具可读性。 3 ) 简化部署与组念的操作 若在a s p 网页中调用到组件，则部署组件时需要复杂的注册操作，同时此组件在 使用时经常会被锁定而无法更新版本。应用程序部署到其他机器时还需进行某些组 态设置操作。因为这些因素，让应用程序在部署时经常会遇到许多问题。而在a s p n e t 中不需要考虑到组件注册的问题，简化了部署操作。 4 ) 新的应用程序模型 x m lw e b 服务，a s p n e t 使得公开和调用x m l 网络服务变得简单，且支 持移动w e b 设备。 5 ) 提高执行效率 由于a s p n e t 的程序代码是编译过的，执行时会l l a s p 直译的方式快很多。另外 a s p n e t 也提供快取( c a c h e ) 的能力，有效地缩短服务器的应答时间。 6 ) 更佳的安全机制 在a s p 中，唯一能使用的验证方式是w i n d o w sa u t h e n t i c a t i o n ；而a s p n e t 则 提供三种不同的登录验证方式：w i n d o w s ，p a s s p o r t 和c o o k i e 。也可以使用 i m p e r s o n a t i o n 功能，使用登录者的权限执行一些程序代码或存取资源。 2 3 三层体系结构 伴随着数据库管理系统的发展，分布式应用体系结构经历了单层结构，两层结 构以及多层结构( 三层以上) 等三个阶段【1 9 】。最初的文件服务器单层结构被“客户机 服务器系统”所代替，也就是所谓的两层结构。其特点是：应用程序逻辑分布在客 户和服务器两端，数据处理过程由客户端和数据库管理系统( d a t a b a s em a n a g e m e n t s y s t e m ) 协调进行，数据库管理系统如( m ss q l 、o r a c l e 、d b 2 等) 提供现成的方法供 用户调用，用户也可以在其基础之上进行相应数据管理使用等丌发：客户端发出数 据资源访问请求，服务器将结果返回客户端。但两层结构有如下缺点： 1 ) 客户端负担重。因为随着应用系统的功能越来越复杂，客户端应用程序也越 来越庞大，为了提高性能，需要不断提高客户机的配置，又加重了投资的成本。 2 ) 扩展性差。不能兼容原有系统，用户的投资得不到回报。 3 ) 系统维护复杂，升级麻烦。服务器端与客户端都需要维护。如果系统升级， 必须为所有的客户端升级。 1 0 山东师范人学硕，l ：学位论文 4 ) 用户界面风格不一，使用繁杂，不利于推广使用。 5 ) 系统性能低。一个典型的商业应用程序在一个单独的事务处理中可能要处理 多个请求，每个请求只存取几个记录，而不得不从服务器传送大量的数据，从而影 响系统的性能。 基于两层结构的局限性，多层结构应用系统应运而生，其中最开始的是三层结 构。三层结构是在分布式技术成熟之后建立起来的，它的基本思想是将用户界面同 企业逻辑分离，把信息系统按功能划分为表示、功能和数据三大块，对应的软件层 为表示层，业务逻辑层和数据访问层。 ( 1 ) 客户端人机界面的开发。开发大大简化，只注重人机界面的设计，不必关心 业务逻辑和数据库的访问，可以是瘦客户机。 ( 2 ) 业务逻辑。提供客户端程序调用的业务逻辑规则，以完成其业务操作，业务 逻辑改变时，客户段界面可以不作改变。 ( 3 ) 数据访问。为业务逻辑层或表示层提供数据服务【2 0 】。 基于w e b 的三层结构有以下优点：极大的丰富了客户端的数掘表示能力；降低了 客户端的维护工作；增强了远程访问的安全控制能力；客户端只能通过逻辑层来访 问数据层，减少了入口点，把很多危险的系统功能都屏蔽了，使用专门的应用服务 器提供附加的安全功能【2 l j 。 2 4 统一建模语言u m l 面向对象建模是人们在实际应用中常用而且具有重要作用的一种技术。在编写 代码以前，软件系统的模型可以帮助软件开发人员方便的研究软件的多种构架和设 计方案，从中找出最适合的解决方案，简化实现。通过研究一个大型软件系统的模 型可以提出多个实际方案并可以对它们进行相互比较。当然模型不可能做得足够精 细，但即使一个粗糙的模型也能够说明在最终设计中所要解决的许多问题。利用模 型可以研究多种设计方案，所花费的成本只是实现其中一种方案所花费的成本。 面向对象分析与设计( o b j e c t o r i e n t e da n a l y s i sa n dd e s i g n 简称o o a & d 或o o a d ) 方法的发展在2 0 世纪8 0 年代末至2 0 世纪9 0 年代中出现了一个高潮，u m l 就是这个高潮 的产物。u m l 不仅统一了g r a d y b o o c h 、j a m e s r u m b a u g h 和i v a r j a e o b s o n 所提出的面 向对象方法中的符号表示，而且在其基础上进一步发展，并最终被统一为被开发者 所接受的标准建模语言【2 2 埘1 。 1 u m l 的定义 统一建模语言是表示方法，它是可以安排用于描述软件系统的图和图元素的集 合。u m l 既不是过程，也不是表示法和过程组成的方法。 山东师范人学顾1 ：学位论文 u m l 并没有局限于单一平台或程序开发语言，因此非常适合作为不同系统网络之 间的沟通桥梁。u m l 基本上与流程无关，适用于“使用案例驱动”、“以结构为中心” 且为迭代式、渐进式的开发流程。这种建模语言的最大用途是利用图形来描述真实 世界各个对象的符号表示，让所有系统设计者在构建系统时从系统流程分析、系统 需求、对象模型化定义到对象设计的整个丌发过程完全标准化。不因系统设计者使 用不同的程序设计语言而有所不同，因此也可以说使用u m l 的目的是要建立一套软件 系统从系统分析、流程设计到整体开发的标准表示方法。 作为一种建模语言，u m l 的定义包括u m l 语义和u m l 表示法两个部分。 ( 1 ) u m l 语义：描述基于u m l 的精确元模型定义。元模型为u m l 的所有元素在语法和 语义上提供了简单、一致、通用的定义性晚明，使开发者能在语义上取得一致，消 除了因人而异的最佳表达方法所造成的影响。此夕f u m l 还支持对元模型的扩展定义。 ( 2 ) u m l 表示法：定义u m l 符号的表示法，为开发者或丌发工具使用这些图形符号 和文本语法为系统建模提供了标准。这些图形符号和文字所表达的是应用级的模 型，在语义上它是u m l 元模型的实例。 2 u m l 核心概念和基本表示法 u m l 表示法定义了u m l 符号的表示法，它为开发者或开发工具使用这些图形符号 和文本语法提供了标准。这些图形符号和文字所表达的是应用级的模型，在语义上 它是u m l 元模型的实例。标准建模语一言u m l 的重要内容可以由下列五类图来定义【2 5 1 ： 用例( u s e c a s e ) 图。 使用用例图从用户的角度出发描述系统的功能、需求，展示系统外部的各类角 色与系统内部的各种使用用例之间的关系。主要用于系统的需求分析阶段。使用用 例图包括角色、用例、关系。角色是与所建系统交互的人或物；描述系统范围外的 一切；分为三类：系统用户、与所建系统交互的其它系统、时间。用例是系统的高级 功能模块，描述系统范围内的一切；关系描述角色与用例之间的交互情况。关系包 括通信关系、使用关系、扩展关系、角色一般化关系。通信关系描述角色与用例之 间的关系；使用关系使一个使用用例可以利用另一使用用例提供的功能；扩展关系 允许一个使用用例扩展另一使用用例提供的功能。角色一般化的关系指角色之间的 关系。 交互图。描述对象间的交互关系，包括顺序图( s e q u e n c e d i a g r a m ) 、合作图 ( c o l l a b o r a t i o n d i a g r a m ) 。顺序图以时间顺序显示对象在其生命周期内的交互活动， 表示对象之间的动态合作的关系；合作图描述对象之间的协作关系，用顺序号决定 消息的顺序和并发线程的顺序。如果强调时间和顺序，使用顺序图，如果强调上下 级关系，选择协