（机械电子工程专业论文）中欧职业技术教育远程信息服务系统的研究与实现.pdf

摘要 中欧职业技术教育远程信息服务系统的研究与实现 摘要 安全性、事务完整性、可维护性、可扩展性等一直是企业级应用软件系统 必须解决的问题之，也是困扰快速开发企业应用软件的主要障碍之一。j 2 e e 简化了企业级应用开发，基于组件的开发思想和面向对象方法，对企业级系统 开发具有重要的意义。本文研究了中欧职业技术教育远程信息服务系统的系统 需求和设计目标，基于j 2 e e 体系框架，分析了系统架构模式的基本理论，可 用的技术以及实现方法等，实现了系统的体系结构设计；针对系统开发中模块 的耦合性问题，本文使用种基于m v c 的设计模式，提高了系统可扩展性和 可维护性：针对数据持久层设计，本文提出数据关系映射和数据库对象化设计 方法，实现了数据持久层的面向对象开发；在技术标准上，本文应用远程教育 国际技术标准，有效地实现学习资源的共享性和系统的互操作性；在系统测试 上，本文讨论了面向对象测试方法在系统开发中的应用；本文最后讨论了基于 免费自由软件的部署方法，探讨了可行性和实现技术，该方案可以为中小型系 统用户大幅度减少软件部署费用，提高系统的稳定性、安全性和可扩展性，能 够满足企业应用基本需求。 关键词：架构设计、m v c 设计模式、对象关系映射 a b s t r a c t r e s e a r c ha n di m p l e m e n t a t i o no ft h ed i s t a n c ei n f o r m a t i o ns e r v i c e s y s t e m f o re u c h i n av o c a t i o n a la n dt e c h n i c a le d u c a t i o n a b s t r a c t s e c u r i t y ，t r a n s a c t i o n ，m a i n t a i n a b i l i t ya n de x t e n s i b i l i t ya r ea l w a y st h ef o c u s e s o fe n t e r p r i s es o f t w a r ed e v e l o p m e n t ，w h i c ha r ea l s ot h ek e yp r o b l e m sp r e v e n t i n g f a s ts o f t w a r e d e v e l o p i n g j 2 e es i m p l i f i e s t h e p r o c e s s o fe n t e r p r i s es o f t w a r e s d e v e l o p m e n t ，a n di t sc o m p o n e n t s b a s e dc h a r a c t e r i s t i c sa n do b j e c to r i e n t e dm e t h o d a r ea l s ov e r yi m p o r t a n tt oe n t e r p r i s es y s t e md e v e l o p m e n t t h i s p a p e rd i s c u s s e dt h e s y s t e mr e q u i r e m e n ta n dd e s i g no b j e c t o f r e s e a r c ha n di m p l e m e n t a t i o no ft h e d i s t a n c ei n f o r m a t i o ns e r v i c e s y s t e m f 6 re u c h i n av o c a t i o n a la n dt e c h n i c a l e d u c a t i o n ”，b a s e do nj 2 e ef r a m e w o r kt e c h n o l o g y ，a n a l y z e dt h eb a s i ct h e o r yo f s y s t e m a r c h i t e c t u r a l d e s i g np a t t e r n ，t e c h n o l o g i e s a n d i m p l e m e n t a t i o nw a y s a v a i l a b l e ，g a v ea na r c h i t e c t u r a ld e s i g nf o rt h es y s t e m i nt h i sp a p e r ，am v c d e s i g n p a t t e r ni sa p p l i e di nt h es y s t e mm o d u l e sc o u p l i n g ，w h i c hi m p r o v e st h es y s t e m s m a i n t a i n a b i l i t ya n de x t e n s i b i l i t y i n t h e p e r s i s t e n c el a y e rd e s i g n ，d i s c u s s e s o n o b j e c t r e l a t i o n s h i pm a p p i n ga n dd a t a b a s eo b j e c t l i z a t i o na r ep r o v i d e d ，w h i c hc a n p u to b j e c to r i e n t e dd e v e l o p m e n ti n t o e f f e c t t h ea p p l i c a t i o no fd i s t a n t l e a r n i n g t e c h n o l o g y s t a n d a r d i z a t i o ni s p r o v i d e d w h i c hm a k et h e l e a r n i n g r e s o u r c e s s h a r e a b l ea n dt h e s y s t e mc o o p e r a t i o n a l a b i e b e s i d e s ，o b j e c t o r i e n t e d t e s t i n g m e t h o di sa l s op r o v i d e d i nt h ee n do ft h i sp a p e r ，t h ed e p l o y m e n to nt h eb a s i so f o p e n 。s o u r c es o f t w a r ei sd i s c u s s e d ，w h i c hc a ns a v em u c hm o n e yb u td e p e n d a b l ef o r s m a l l m a n u f a c t u r i n gc o m p a n i e s k e y w o r d s ：f r a m e w o r kd e s i g nm v c d e s i g np a t t e r no b j e c t r e l a t i o n s h i pm a p p i n g ，2 一 独创性声明 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 作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中 不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得叁 津理工学院 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：锄签字日期：。a 争年弓月但日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解天津理工学院有关保留、使用学 位论文的规定。特授权天津理工学院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，并采用影印、缩印或扫描等复制 手段保存、汇编，以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构 送交论文的复本和电子文件。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：钐 导师签名： 澎f 够 矿7 签字日期沙口纤；月2 - 日签字日期：d 湃乡月廖日 。矽b 第一章绪论 第一章绪论 1 1 中欧职业技术教育远程信息服务系统的研究目的和意义 职业技术远程信息服务是通过互联网、卫星电视、有线电视、广播等方式， 远距离传送教学信息的教学活动。在这种教学活动中，授课者与学习者处于准 分离状态，教与学的过程可以完全不受距离远近的限制，而且根据具体教学方 式的不同，教和学在对时间的安排和分配上更加灵活、合理。 信息技术是当今世界科学技术领域最活跃，发展最迅速，影响最广泛的因 素之一。计算机技术和网络技术的飞速发展与普及，使得计算机和网络的应用 己经深入到人们生活的各个角落，它不仅深刻地影响着人类的生活方式和工作 方式，而且深刻地改变着人类的教育方式，学习方式乃至思维方式。信息网络 化时代，人们获取、分析、处理与加工信息的能力是与读写算同等重要的最基 本的能力之一。随着社会发展步伐的日益加大，各业面临的竞争日益加剧，而 人才之问的竞争尤为激烈，这对人才培养的模式与规格也将提出新的要求与标 准；此外随着社会经济的发展，劳动力的流动性必会越来越强，岗位的再培训、 知识的快速更新将成为生话中不可或缺的一部分，再加上终生教育与教育消费 的观念日益深入人心，己经开始被人们所理解、所认可、所采纳，人们迫切的 需要通过教育和培训来充实提高自己，在激烈的竞争中抢得先机，这一切使得 社会对教育的需求越来越大，形成了一个庞大的教育消费市场。在这种情况下， 大力发展远程教育信息服务，将会大大的缓解这种矛盾。 实施职业技术远程信息服务符合世界科技教育发展的潮流，适应知识经济 和信息时代的发展趋势，是提高综合国力和国际竞争力的标志；是全方位的提 高全民的受教育水平和综合素质的重要手段：是我国教育面向现代化、面向世 界、面向未来，形成开放式教育网络，构建使社会可持续发展的终身教育体系 的基础性建设；是一种新型的教育方式，将对教育的改革和学习的革命产生深 刻且深远的影响。 本研究项目旨在通过中欧职业技术教育远程信息服务系统的系统分析、架 构设计和系统实现，深化现代远程教育工程中高等职业教育人才培养模式的改 革，探索在现代远程教育形式下的职业技术教育人才培养的合理模式与有效途 径，逐步建立起基于现代远程教育模式的远程信息服务系统的开放教育的理论 框架和实践模型，应用现代信息技术和教育技术培养大批高质量的专门人才。 本文来源于基于j 2 e e 四层结构及组件技术的中欧职业技术远程信息服务 系统平台开发项目。通过对基于w e b 的远程教学活动进行具体、详细的需求 分析，从高效、安全、稳定、实用的角度出发进行系统设计，在分析和设计的 基础上组织开发。该系统采用面向对象方法进行系统分析，建立系统的功能模 型和对象模型。系统以远程教学、教务管理、系统管理、教育资源库等功能模 第一章绪论 块为基础，集教学、管理和资源建设于一体，各个模块的功能相对独立，但是 在整体远程信息服务活动中保持紧密的关系。 系统采用基于w e b 应用的j 2 e e 四层结构一一客户层为浏览器；w e b 层 为w e b 服务器；应用层为应用服务器：数据层为数据库系统，该结构具有很 强的可操作性、通用性、兼容性和可扩展性。 结合远程教育活动中涉及到的数据信息量大、种类繁多，关联复杂等特点， 系统采用数据库系统与文件系统相结合的方式对数据信息进行组织、管理。在 数据库系统和文件系统的设计过程中，从系统的实际需求和实际应用出发，充 分考虑系统的效率、开发难度、数据信息访问安全、数据冗余、数据完整性等 要素，没计出合理有效的数据信息组织结构。系统中的大量数据围绕学生的各 个学习阶段展开，有着明显的阶段性和活动性界线，所以我们引入了数据信息 生命期的概念，避免了大量过期数据充斥系统，提高了系统运行效率，为系统 提供了自修复的功能和良好的数据吐纳机制。 系统采用j a v a 、s e r v l e t 、j a v a b e a n s 组件、j s p 等技术并在m v c 设计模型 及数据库对象化框架的基础上进行开发，在充分发挥这些技术特点的基础上， 结合应用平台对它们强有力的支持，提高了开发效率和开发质量，缩短开发周 期，提高代码的重用性，减轻代码的维护工作量，提高系统整体的安全性和运 行效率；引入角色机制控制数据访问权限，有效的保证了数据的安全性、完整 性和一致性。 随着该系统的互动性强、个性化的网上教学和高效、有序的数字化教务管 理等功能的不断完善和改进，系统对提高教学质量和学习效果、丰富教学手段、 提高管理水平将起到积极的作用。 1 2 建设中欧职业技术教育远程信息服务系统的背景 天津理工学院被科技部指定为中欧“高等职业远程教育多极培训中心”天 津极( 信息及通讯技术培训中心) 的具体实施单位之一。该项目的目标是在“中 欧高等职业远程教育”系统基础之上，研制“中欧职业技术教育远程信息服务 系统”，为未来的中欧“高等职业远程教育多极培训中心”的建设服务。高等 职业技术教育远程信息服务系统不仅对中欧项目提供最有力的支持，是中欧项 目的不可或缺的支撑系统，而且还是一个通用的远程教育平台，将对我国远程 教育事业的蓬勃发展起到积极的推动作用。该软件平台将作为自主产权的软件 产品出售给中欧“高等职业远程教育多极培训中心”天津、北京、上海中心使 用。在保证自主知识产权的前提下，该平台开发过程直接和“中欧高等职业远 程教育”的项目实施衔接。由此得到有关专家的技术帮助和支持，并和国际标 准接轨。 该项目产品将不仅直接提供给中欧高等职业远程教育多极培训中心使用， 同时还广泛应用于学历教育、职业教育、终身教育和技能培训等远程教育领域。 3 第一章绪论 该平台技术上具有独特的创新性，并将具有良好的社会和经济效益。该项目旨 在建设服务于远程教育，涵盖以学生为中心的多媒体课程开发体系、学习支持 服务系统和教学管理系统的系统软件平台。该项目将对国内高等职业远程教育 相关领域的建设起到一定的示范和推动作用。 1 3 职业技术教育远程信息服务系统研发的技术现状 传统的远程教学服务是通过卫星电视、有线电视、音像制品等方式传递教 学信息，随着i n t e r n e t 普及和计算机技术的发展，基于i n t e r n e t 、计算机和多媒 体的现代远程教育成为了新的发展趋势，而基于w e b 的远程教学方式由于其 自身的灵活性、简便性、可靠性、兼容性等优点，己成为通过i n t e r n e t 开展计 算机多媒体远程教育活动的主要方式之一。w e b 作为教学媒体，其优势不仅在 于它是很好的内容载体，可以随时随地的接受访问，还在于它提供了很多交流 渠道，可以促进师生之间、学生之间的充分交流，这对于提高教学质量、促进 学生高级认知能力的开发是十分重要的。 通过w e b 方式实施现代远程教育需要有使用方便、安全可靠的支撑平台 来支持。目前远程教育平台的开发热点也主要是集中于网上教学管理系统和教 学支持系统的开发，对教学过程提供全面但是比较基础的支持，如学生注册、 教学传递、教学追踪等，在此之上的进一步发展必然是提供对课程开发以及教 学过程较深层次的支持。教学管理软件的另一发展维度是从虚拟教室向虚拟大 学、虚拟社区的方向发展，以期提供对更大范围、更多层次的学习支持。也有 一些远程教育平台增加了教育管理功能，并逐步向全面支持网上教学方向扩 展。 大约是在9 6 年底9 7 年初开始出现支持网上教学的软件平台，近年来更是 层出不穷。一个完整地支持基于w e b 教学的支撑平台应该由三个系统组成： 网上课程开发系统、网上教学支持系统和网上教学管理系统，分别完成w e b 课程开发、w e b 教学实施和w c b 教学管理的功能。现在市场上的许多产品都 是从这三方面的某一方面发展起来的，经过多年的积累和扩展成为可以支持 w e b 上课程开发、教学传递和管理的综合平台。比如a u t h o r w a r e 和t o o l b o o k 都是很著名的多媒体开发工具，m a c r o m e d i a 公司的a u t h o r w a r e4 0 已经可以开 发网上课程，与该公司的p a t h w a r e 软件配合实现网上教学。为了适应网上课 程开发的需要，a s y m e t r i x 公司为普通用户和专业用户分别推出了t o o l b o o k i i a s s i s t a n t 和t o o l b o o ki ii n s t r u c t o r ，与该公司的l i b r a r i a n 配合也可以实现完 整地网上教学。另外一类远程教学支撑平台是从网页开发工具和网站建设工具 角度出发，如m a dd u c k 技术公司开发w e bc o u r s ei nab o x ；还有一类远程教 学支撑平台从网上测试工具发展而来，如a l l e nc o m m u n i c a t i o ni n c 的 q u e s t n e t ，与该公司的d e s i g n e r se d g e 软件配合可以进行深入的课程设计和分 析。后两类平台一般要比第一类平台更强调无须学习编程，无需掌握h t m l - 4 一 第一章绪论 就可以开发出所需要的课程，可以满足网上教学的常规要求，只是所开发的课 程有结构雷同、个性不强、发挥余地有限的缺点。 现在国际上最有影响的w b ts y s t e m 的t o p c l a s s 、l o t u s 公司的 l e a r n i n g s p a c e 、英属哥伦比亚大学计算机科学系开发的w e b c t ( w e bc o u r s e t o o l s ) 、加拿大s i m o nf r a s e r 大学的v i r t u a l u 都在全球发展了一定的用户 群。其中些产品己进入中国市场，中国的大学在使用l o t u s 公司的 l e a r n i n g s p a c e 。目前大量的远程教学支撑平台还只是大学实验室的产物，处于 继续开发或”b e t a ”测试阶段。国内许多公司和学校也正在开发或准备开发类似 的软件，如各重点院校为准备现代远程教育而开发的教学支撑平台。 目前在市场上，国外市场上有许多l c m s 的供应商，如：g l o b a lk n o w l e d g e ， k n o w l e d g em e c h a n i c s ，l e a d i n gw a yk n o w l e d g es y s t e m 等，他们的产品提供了 丰富的模板和学习内容管理、检索的功能，为远程教育信息服务系统的发展提 供了新的解决方案。 1 4 职业技术教育远程信息服务系统支撑平台的发展趋势 随着新技术的发展，远程教育的传输手段日趋灵活。一般地，可把远程教 育的发展过程分为四代：第一代是传统的广播模式，它几乎不提供任何形式 的交互；第二代是与教室教学相接近的录像；第三代是技术支持的对等通信， 如计算机会议、电子邮件、语音邮件等：第四代是多媒体教育网络应用。它出 现在9 0 年代后期，支持对大型数据库的访问、超媒体、视频及文本材料的拨号 访问。学生可以控制学习的时间、地点和速度，动态地与相关人员通信。尽管 w w w 技术的成熟，它具备了第四代的基本功能，具有发展的巨大潜力。在远程 教育环境中需要强调交互和协同。w e b 的基本交互特点可以认为是虚拟协同交 互。它包含两层含义：一是表示虚拟空间的概念，即协同交互发生在非物理空 间，它支持地理位置分隔的参与者；二是表示参与协同交互的想法并非事先存 在或是有意识的。 将最新的科技成果纳入到远程教育支撑平台的应用中，是远程教育支撑平 台的长期发展任务和发展趋势。从远程教育技术发展趋势来看，支撑平台未来 的发展应该更加注重各种媒体之间的配合，通过新技术的应用，更加突出体现 支撑平台在实现人机和人际之间相互交流和交互作用中的技术特征和优势。随 着计算机、网络、多媒体技术的迅速发展，未来的支撑平台实现其功能的手段 将越来越丰富、越来越人性化，在对新技术应用上也将越来越合理、高效，如 基于w e b 的b s 三层结构向四层结构发展；组件( c o m p o n e n t ) 技术的广泛 应用：分布式计算模型的建立；流式媒体技术与w e b 的集成；移动a g e n t 的 应用、网络视频课堂等。通过这些新技术，人们在通过现代远程教育支撑平台 进行教学活动时，将更加自主、方便、迅速、直观，充分体现现代远程教育的 a n y w h e r e 、a n y t i m e 、a n y h o w 的特点。 第一章绪论 1 5j 2 e e 体系结构下的解决方案及其优越性 1 5 1 j 2 e e 的概念 j 2 e e ( j a v a2 平台企业版，j a v a2 p l a t f o r m e n t e r p r i s ee d i t i o n ) 由s u n m i c r o s y s t e m s i n c 于1 9 9 9 年1 2 月正式推出，是一个基于j a v a 组件技术的企业 应用系统开发规范，它为不同厂商创建平台产品提供了标准，它定义开发、分 发企业应用的环境规范，为开发多层，分布式企业应用提供了客户方和服务器 支持，它由服务、应用程序接口( a e 0 和服务提供者接口( s p i ，s e r v e rp r o v i d e r i n t e r f a c e ) 组成，使得不同j 2 e e 平台产品之间的交互成为可能。j 2 e e 规范定义 了一个基于组件技术的多层企业信息系统的标准平台，并且简化和规范企业应 用系统的开发和部署。j 2 e e 技术的基础就是核心j a v a 平台或j a v a2 平台的标 准版，j 2 e e 不仅巩固了标准版中的许多优点，例如编写一次、随处运行 的特性、方便存取数据库的j d b c a p i 、c o r b a 技术以及能够在i n t e r n e t 应 用中保护数据的安全模式等等，同时还提供了对e j b ( e n t e r p r i s ej a v a b e a n ) 、 j a v as e r v l e t sa p i 、j s p ( j a v as e r v e r p a g e ) 以及x m l 技术的全面支持。其 最终目的就是成为一个能够使企业开发者大幅缩短投放市场时间的体系结构。 j 2 e e 在各种领域内创建了适用于企业计算需要的一系列标准，如数据库 连接，企业业务组件，通信协议，协同工作等。 j 2 e e 基于开放的标准，使先进的技术更好的发展，保护技术投资。 j 2 e e 提供开发组件的标准平台，适用于不同的供应商，避免了供应商的 独立封闭。 j 2 e e 缩短了产品投放市场的时间，绝大多数供应商的产品的基础构架或 部件都遵循j 2 e e 指定的标准开发，使用户可以专注于自己的业务应用而摆脱 中间件的困扰。 j 2 e e 提高了编程效率，提高了现有不同种类开发环境的协同工作能力。 j 2 e e 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，j z e e 降低了开发多层应用的费用和复杂性，同时对现有应用程序集成提供强有力的 支持，完全支持e n t e r p r i s ej a v a b e a n ，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。j 2 e e 是一个基于组件一容器模 型的系统平台，其核心概念是容器。容器是指为特定组件提供服务的一个标准 化的运行时环境，j a v a 虚拟机就是一个典型的容器。组件是一个可以部署的程 序单元，它以某种方式运行在容器中，容器封装了j 2 e e 底层的a p i ，为组件 提供事务处理、数据访问、安全性、持久性等服务。在j 2 e e 中组件和组件之 间并不直接访问，而是通过容器提供的协议和方法来相互调用。组件和容器间 的关系通过“协议”来定义。容器的底层是j z e e 服务器，它为容器提供j z e e 中定义的各种服务和a p i ，容器在j z e e 服务器之上根据需要提供如目录服务、 第一章绪论 事务管理、数据访问、消息机制、安全性等扩展服务。 j 2 e e 平台提供了基于组件的方法，来设计、开发、装配及部署企业应用 程序。j 2 e e 平台提供了多层的分布式应用模型、组件重用、一致化的安全模 型以及灵活的事务控制。基于组件的j 2 e e 解决方案不仅可以比以前更快的速 度向市场推出创造性的客户解决方案，而且，它具有的平台独立性，可以与不 同厂商的产品和a p i 进行通讯。基于j 2 e e 的多层体系结构设计如图1 1 所示： j 矗j 2 e e “孺 i ! s 8 撑i 蠹掘曩硼e 群d 8 蝌 星：垂爹“i i | ；| ；( 麓、q 。x 一8 嘲“熊毂i b 镑望旃穗 f l l ： e承e m 咖j d “ r 酣 c rn w bc i 酶n t j一拒 ) n 黼女越e i 器重滁j 0 r ss e 艄rt e j 自畦l 蛙e i ei 嘲蛐晰j ” j 荆j ： r i j5r l _ k 、 j 2 e e 是由一整套的服务( s e r v i c e s ) 、应用程序接口( a p i ) 和协议( p z o t o c o i ) 组成，对开发基于w e b 的多层应用提供了功能支持。j 2 e e 的1 3 种核心技术为： 1 ) j d b c ( j a v ad a t a b a s ec o n n e c t i v i t y ) j d b c 对开发者来说是透明的通用接口，为访问不同的数据库提供了统一 的方法，具有平台无关性。j d b c 定义了四种不同的驱动程序： j d b c o d b c ；通过j d b c - - o d b c 桥，可以使用j d b c 来访问o d b c 数据源。但是需要在客户端安装o d b c 驱动程序，即必须安装m i c r o s o f t w i n d o w s 的某个版本，影响了j d b c 的平台独立性。 第一章绪论 j d b c n a t i v ed r i v e rb r i d g e ：提供了建立在本地数据库驱动程序的顶层 的j d b c 接口，因此不需要使用o d b c 。它将数据库的a p i 从标准j d b c 调用 转换为本地调用，影响了j d b c 的平台独立性。 j d b c n e t w o r kb r i d g e ：不再需要客户端数据库驱动程序，它使用网络 上的中间服务器来访问数据库。这使得负载均衡、连接缓冲池和数据缓存等技 术的实现有了可能。由于这种方式只需要相对更少的下载时间，具有平台独立 性，且不需要安装客户端，也不需要取得客户端控制权，所以很适合于i n t e r n e t 上的应用。 p u r ej a v ad r i v e r ：通过使用纯j a v a 数据库驱动程序来执行数据库的直 接访问。 2 ) j n d i ( j a v an a m ea n dd i r e c t o r yi n t e r f a c e ) j n d i 为应用程序提供了完成标准目录操作的统一接口，如d n s 、l d a p 、 本地文件系统或应用服务器中对象的访问和操作。 3 ) e j b ( e n t e r p r i s e j a v a b e a n ) e j b 是j 2 e e 的核心，它定义了可重用的组件框架，用来实现分布式的、 面向对象的商业逻辑，简化了复杂的企业级应用的开发。e j b 的核心思想是将 商业逻辑与底层的系统逻辑分开，使开发者只需关心商业逻辑，而由e j b 容器 实现目录服务、事务管理、持久性、安全性、容错性等底层系统逻辑，通过容 器提供的协议和方法来调用组件。 一个可部署的e j b 组件包含3 个部分： r e m o t e 接口：定义由e j b 组件提供的可供用户调用的方法，也就是通 常所说的实现商业逻辑的函数或过程，以供远程客户端调用。在e j b 组件部署 到容器的时候，容器会自动生成r e m o t e 接口相应的实例，即e j b 对象，它负 责处理用户的调用请求。 h o m e 接口：定义一组方法来创建新的e j b 对象，查找、定位和清除已 有的e j b 对象。在e j b 组件部署时容器也会自动生成相应的h o m e 对象，该对 象负责查找和创建e j b 对象，返回e j b 对象的引用到客户端；用户利用该引 用调用e j b 组件的方法，得到相应结果：最后h o m e 对象清除e j b 对象。我们 可以形象地称h o m e 接口为e j b 对象的工厂。 e n t e r p r i s eb e a n s 类是商业逻辑的具体实现类，其可供用户调用的方法在 r e m o t e 接口中定义。根据功能不同，e j b2 0 规范中定义了三种e n t e r p r i s e b e a n s ：会话b e a n s ( s e s s i o nb e a n s ) 、实体b e a n s ( e n t i t yb e a n s ) 和消息驱动 b e a n s ( m e s s a g ed r i v e rb e a n s ) 。会话b e a n s 分无状态和有状态两种：一般无 状态的会话b e a n s 模拟商业逻辑：有状态的会话b e a n s 通常模拟一个客户会话， 它会临时保存客户信息，根据客户要求调用其他b e a n s 来存取数据。两种会话 b e a n s 都不保存状态信息或数据，当客户断开连接或服务器关闭时，会话b e a n s 也随之消失。实体b e a n s 模拟商业数据，它表示数据存储，可以是状态信息或 数据库中的一条纪录。实体b e a n s 在客户断开连接或服务器关闭后，仍有服务 第一章绪论 保证其数据得以保存。消息驱动b e a n s 在行为上很像会话b e a n s ，不同的是仅 在需要向这些b e a u s 发送消息时才调用消息驱动b e a n s 。 4 ) r m i ( r e m o t em e t h o di n v o k e ) r m i 协议调用远程对象方法。使用序列化方式在客户端和服务器端传递数 据。r m i 是e j b 使用的更底层的协议。 5 ) j a v ai d l c o r b a 通过j a v ai d l 的支持，开发者可以将j a v a 和c o r b a 集成在一起，可以 创建j a v a 对象并使之在c o r b ao r b 中展开，还可以创建j a v a 类并作为和其 它o r b 一起开发的c o r b a 对象的代( a g e n t ) ，实现新、旧的系统的集成。 6 ) j s p ( j a v as e r v e rp a g e s ) j s p 页面由h t m l 代码和嵌入其中的j a v a 代码组成。页面获得客户端请 求后在服务器端执行这些j a v a 代码，然后将生成的h t m l 页面返回给客户端 的浏览器。 7 ) j a v as e r v l e t s e r v l e t 是一种小型的j a v a 程序，它扩展了w e b 服务器的功能，是一种服 务器端的应用，在服务器端驻留并响应客户端请求。s e r v l e t 提供的功能大多与 j s p 类似，不过实现的方式不同，s e r v l e t 全部由j a v a 编写并且生成h t m l 。 8 ) x m l ( e x t e a s i b l e m a r k u pl a n g u a g e ) x m l 是一种用来定义其它标记语言的语言，被用来在不同的商务过程中 共享数据。x m l 的发展与j a v a 相互独立，但是x m l 和j a v a 的共同目标都是 平台独立性。通过j a v a 和x m l 的组合，可以得到一个完美的具有平台独立性 的w e b 应用解决方案。 9 ) j m s ( j a v a m e s s a g es e r v i c e ) j m s 是组用于和面向消息的中间件相互通信的a p i ，它既支持点对点的 消息通信，也支持发布订阅( p u b l i s h s u b s c r i b e ) 式的消息通信。 1 0 ) j t a ( j a v a t r a n s a c t i o na r c h i t e c t u r e ) j t a 定义了一种标准的a p i ，为应用系统提供可靠的事务处理支持。 11 ) j t s ( j a v at r a n s a c t i o ns e r v i c e ) j t s 是c o r b a o t s 事务监控的基本的实现，规定了事务管理器的实现方 式。j t s 事务管理器为应用服务器、资源管理器、独立的应用以及通信资源管 理器提供了事务服务。 1 2 ) j a v a m a i l j a v a m a i l 是用于存取邮件服务器的a p i ，支持s m t p 和i m a p ，允许在应 用程序中以独立于平台、独立于协议的方式收发电子邮件。 1 3 ) j a f j a v a m a i l 利用j a f 来处理m i m e 编码的邮件附件，实现m i m e 的字节流 和j a v a 对象互相转换。 第一章绪论 1 6 本论文的工作 本论文以现代远程教育理论和其国际技术标准为基础，应用j 2 e e 体系和 面向对象分析、设计方法，系统建模理论等，对远程信息服务系统的系统需求 进行分析，实现了中欧职业技术教育远程信息服务系统的系统设计、开发、测 试和部署。本文主要与以下工作有关： ( 1 ) 系统需求分析和体系结构设计，产生系统设计文档一份。 ( 2 ) 数据库设计，产生数据库设计文档一份。 ( 3 ) 系统编码实现。 ( 4 ) 系统测试与集成。 ( 5 ) 系统的部署。 本论文的内容安排如下：第一章介绍了中欧职业技术教育远程信息服务系 统的研究背景及对该系统研究的目的和意义，以及现代远程教育信息服务系统 开发的技术现状和发展趋势，并介绍了j 2 e e 应用开发技术；第二章应用面向 对象方法，对中欧职业技术教育远程信息服务系统进行了系统分析，分析了系 统特点和设计目标，系统的功能模块，应用系统的用户类型和实现的教学模式， 并应用面向对象建模技术，确定了系统的对象模型；第三章应用面向对象方法 进行了系统设计，包括对系统的总体结构、数据信息组织结构、数据库、文件 系统组织结构等的设计，以及系统运行的软、硬件环境和开发、测试平台进行 了分析、设计，对数据库进行了优化，并对数据信息的访问安全性做了阐述： 第四章介绍了软件体系架构产生的背景和其架构模式的基本理论，重点介绍了 基于层模式的c u b e 理论及其在中欧职业技术教育远程信息服务系统体系架构 设计中的实现；第五章论述了基于j 2 e e 分布式系统框架体系的本应用系统的 设计和实现，讨论了基于m v c 设计模式的s t r u t s 应用框架体系在本应用系统 中表示层、业务逻辑层和数据持久层的实现问题，分析了组件技术在本应用系 统中的应用，和系统的通用系统资源层、业务逻辑层、表示层和数据持久层框 架体系的设计和实现，并阐述了本应用系统中的对象关系映射以及数据库对象 化的实现问题；第六章探讨了远程教育国际技术标准及其在本应用系统中的应 用；第七、八章阐述了系统的集成、部署和应用面向对象的测试方法及其在系 统测试中的应用；第九章对整体工作做了总结，并对未来工作进行了探讨。 第二章中欧职业技术教育远程信息服务系统的系统分析 第二章中欧职业技术教育远程信息服务系统的系统分析 系统分析是软件工程的重要阶段，是所有开发的依据。在系统分析阶段， 通过对系统的综合研究，对问题域进行抽象，准确的理解系统需求和系统内部 运行机制，有助于准确的掌握系统的需求，从而正确的定义问题域，确定软件 开发的具体内容。通过系统分析，我们要完成确定系统需求的内容、确定所有 涉及到的要素、为当前需要解决的问题建立相应的模型等工作，做到充分理解 用户对系统的需求。 在对系统的分析过程中，我们采用o o a ( 面向对象分析o b j e c to r i e n t e d a n a l y s i s ) 方法，应用可视化面向对象建模技术u m l ( 统一建模语言，u n i f i e d m o d e l i n gl a n g u a g e ) 建立系统模型。 2 1 统一建模语言u m l 统一建模语言u m l 是o m g ( o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p ) 发布的图标式软 件设计语言，它综合了多种面向对象的建模语言、方法和过程，是面向对象方 法用来表述系统设计的图形表示法，是用可视化的方法来表达、叙述、构建和 记录复杂软件不同方面的语言。 使用u m l 作可视化模型主要是为了了解系统的重要细节，以便清晰的表 达项目的需求，开发出较完善的解决方案。为达到这个目的，需要丰富的符号 来表达模型化的软件系统。u m l 不但为基本的构造块提供了符号表示，它还 提供了方法来表达基本构造块之间的复杂关系。这些关系都以u m l 框图的形 式表示出来。 在进行系统分析时，我们要将系统分解成独立的分析对象。系统的职责被 分解到分析级别的对象中，以便可以得到更好的顺序图。在这里我们要介绍三 种分析对象： i ) 边界对象边界对象代表系统的内部工作和它所处环境之间的交互。 它包括用户通过图形界面的交互，与其它角色的交互( 例如代表其它系统的角 色) ，和设备的交互等。边界对象将系统的其它部分和外部的相关事物隔离和 保护起来。 2 ) 实体对象实体对象代表系统的重要信息。在一个很长的时间内， 它们都是持久存在的。它们的主要目的是表达和管理系统中的信息。在模型中， 系统中的关键概念以实体对象来表现。 3 ) 控制对象控制对象用来模型化系统中的行为。控制对象并不需要 实现这个行为，它可能与其它对象协作以实现用例的行为。其目的是为了将行 为和模型下层的信息隔离开来，这样在处理以后的改变时就比较容易。 第二章中欧职业技术教育远程信息服务系统的系统分析 在u m l 中，从任何个角度对系统所作的抽象都可能需要用几种模型图 来描述，而这些不同角度的模型图最终组成了系统的完整模型。 一般情况下，我们可以从以下几个角度来描述一个系统： 1 ) 系统的用例：从系统外部的操作者的角度描述系统的功能。 2 ) 系统的逻辑结构：描述系统内部的静态结构和动态行为，即从内部描 述如何设计实现系统功能。 3 ) 系统的构成：描述系统由哪些程序构件所组成。 4 ) 系统的并发特性：描述系统的并发性，强调并发系统中存在的各种通 信和同步问题。 5 ) 系统的配置：描述系统的软件和各种硬件设备之间的配置关系。 我们将就前两种角度，对系统进行分析，建立系统模型。通过建立系统模 型，更好的全面理解系统，对系统进行可视化，有助于确定系统的结构和行为， 为开发构建系统提供模板。 2 2 中欧职业技术教育远程信息服务系统的特点和设计目标 1 、面向职业教育：本项目提出的“高等职业远程教育信息服务系统平台” 提供了模拟传统教学环境的各种功能，包括教师备课、制作教案、学生注册课 程、按照教师制定的课程和进度要求进行学习和考试，教师和学生、教师之间、 学生之间进行交互式讨论和答疑，校园规划和管理，以及系统的后台全面管理 功能等。该平台强调了虚拟性技术的应用，具有虚拟实验室、网上图书馆，使 学生在家中就能有身l 临其境的学习环境，注重培养学生的动手能力：同时由于 学员的学习环境不同，接入方式也会不同，建成后的平台应有扩展性，能适应 不同的通信方式，这些是符合职业教育的特点的。 2 、生命力强：本系统的采用面向对象的分析、设计、开发和测试方法， 尽力做到软件标准化。系统采用j s p 语言、s e r v t e t 、e j b ( e n t e r p r i s e j a v a b e a n s ) 、 j d b c ( j a v ad a t a b a s ec o n n e c t i v i t y ) 、j m s ( j a v a m e s s a g i n g s e r v i c e ) 、j n d i ( j a v a n e t w o r kd i r e c t o r yi n e r f a c e ) 、r m i ( r e m o t em e t h o di n t e r f a c e ) 等技术。由于采 用了这些最新技术，最终的软件产品将具有很强的生命力，对未来的发展具有 很强的适应性和扩展性。 3 、完全数据库：系统的全部内容，包括程序本身，统统纳入数据库系统。 使得系统的结构、管理和维护更加清晰、有序、容易，成功地解决了对分布式 数据库的处理。 4 、动态用户界面：用户界面的布局、框架、格式、内容完全来自数据库。 根据不同的用户、不同的条件，用户界面是完全动态显示的，比传统的用a s p 、 p h p 语言编写的页面有着明显的优越性。 5 、通用性：j a v a 语言的最大特点就是它的与系统平台无关的独立运行能 力，而j s p 又是建立在j a v a 和h t m l 语言基础之上的。所以用j s p 语言开发 第二章中欧职业技术教育远程信息服务系