（机械设计及理论专业论文）基于aspnet技术的实验中心信息化管理平台设计.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第f 页 摘要 随着高校教学改革的深入，实验教学管理范围不断扩大，其内容涵盖了实验用房、 实验课程、实验项目、资源共享等诸多元素。面对繁杂的实验教学管理工作，传统管 理模式的弊端逐渐显露出来，亟需使用功能完善、数据高度共享、扩展性好、基于网 络的实验教学管理系统，方便学生获取实验教学信息和开展实验，提高教学效率和资 源共享程度，减轻实验管理人员和教师的工作负担，充分发挥实验示范中心的辐射作 用。 为进一步提高信息化管理水平，本文综合了对西南交通大学国家级机械基础实验 教学示范中心的需求调研结果和几年来的建设经验，采用a s p n e t3 5 与s q ls e r v e r 2 0 0 8 相结合，开发建设了信息化管理平台。信息管理平台的结构由客户端层、应用逻 辑层、数据库层3 个层次组成，具有易扩展、易维护、智能化、开放化和安全可靠等 特点。 本文首先介绍了设计与开发实验中心信息化管理平台的开发环境与理论基础，其 中理论部分包括a s p n e t 概述、a s p n e ta j a x 技术简介、a d o n e t 技术以及关系 数据库技术，然后简单阐述了信息化管理平台的系统分析和体系结构设计，系统分析 包括可行性分析与需求分析，为系统设计与实现提供了方向和目标。系统的体系结构 设计部分提出了b s 模式开发系统的总体思路，并介绍了体系结构的设计目标。一个 成功的管理信息系统，数据库设计的好坏是关键。本文的系统设计部分较为详细地阐 述了数据库设计原则与系统的数据库设计，详细设计了各功能模块。系统功能实现部 分给出了系统功能的具体实现方法，包括采用a s p n e t 和j a v a s c r i p t 脚本语言混合编 写的方法开发实现前台页面中心图片的自动间隔刷新，用a j a n , 技术实现下拉列表框的 无刷新联动，用c 群语言编写后台代码，实现数据批量导入等等。这些功能的实现充分 体现了a s p n e t 技术开发信息系统项目效率高的优势，同时也为n e t 平台下基于b s 模式的信息管理系统的开发提供了一套开发框架。 本信息管理平台经多方调试、试运行、完善补充相关内容，目前已投入正式使用， 收到较好的使用效果，有效提升了实验中心的信息化管理水平。 关键词：三层架构；信息化管理；a s p n e t3 5 ；s q ls e r v e r2 0 0 8 ：实验中心 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 l 页 a b s t r a c t w i t ht h e g r a d u a lp r o m o t i o no fc o l l e g e t e a c h i n gr e f o r m ，e x p e r i m e n t a lt e a c h i n g m a n a g e m e n ts c o p eh a sb e e ne x p a n d i n gc o n s t a n t l ya n di n c l u d e sas e r i e so fe l e m e n t s ，s u c ha s e x p e r i m e n tr o o m s ，c o u r s e s ，e x p e r i m e n t s ，r e s o u r c es h a r i n g a n ds oo n t r a d i t i o n a l m a n a g e m e n tm o d e li s n ol o n g e ra b l et os o l v es u c hc o m p l i c a t e de x p e r i m e n t a lt e a c h i n g m a n a g e m e n tw o r k an e ww e b - b a s e de x p e r i m e n tt e a c h i n gm a n a g e m e n ts y s t e mi s n e e d e d w h i c hh a sp e r f e c tf u n c t i o n ，h i 曲l e v e lo fd a t as h a r i n ga n de a s ye x t e n s i o n t h i sn e ws y s t e mi s v e r yc o n v e n i e n tf o rs t u d e n t st og e ti n f o r m a t i o na n ds e l e c te x p e r i m e n t sa n dc a ni m p r o v e t e a c h i n ge f f i c i e n c y , i n c r e a s et h ee x t e n to fs o u r c es h a r i n g ，r e d u c ee x p e r i m e n tm a n a g e m e n t s t a f fa n dt e a c h e r s w o r k l o a da n db e t t e re n s u r ei t se x e m p l i f y i n gr o l e t oi m p r o v et h ei n f o r m a t i o nm a n a g e m e n tl e v e l ，an e wp l a t f o r mh a sb e e nd e v e l o p e db y a d o p t i n ga s p n e t3 5a n ds q l s e r v e r2 0 0 8o l lt h eb a s i so fs u f f i c i e n ti n v e s t i g a t i o na n d c o n s t r u c t i o ne x p e r i e n c ew h i c ht h en a t i o n a le x p e r i m e n tc e n t e ro fm e c h a n i c a lb a s i sa t s o u t h w e s tj i a o t o n gu n i v e r s i t yh a sg o ti nr e c e n ty e a r s t h es y s t e ms t r u c t u r ec o n s i s t so fc l i e n t l a y e r a p p l i c a t i o nl o g i cl a y e ra n dd a t a b a s el a y e r , f e a t u r i n ge a s ye x t e n s i o n ，e a s ym a i n t e n a n c e ， o p e n n e s s ，i n t e l l e c t u a l i z a t i o n , h i 曲s a f e t ya n dr e l i a b i l i t y , e t c f i r s t l y , t h ed e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t a n dt h e o r i e st o d e s i g na n dd e v e l o pa n i n f o r m a t i o n - b a s e ds y s t e mf o re x p e r i m e n tc e n t e ra r ei n t r o d u c e di nd e t a i l ，i n c l u d i n ga s e n e t 丘a m e w o f k ，a s p n e ta j a d x ，a d o n e tt e c h n o l o g ya n dr e l a t i o n a ld a t a b a s et e c h n o l o g y s e c o n d l y , s t r u c t u r ed e s i g na n ds y s t e ma n a l y s i si n c l u d i n gf e a s i b i l i t ya n a l y s i sa n d r e q u i r e m e n ta n a l y s i sa l ed e s c r i b e di nb r i e f t h er e q u i r e m e n ta n a l y s i sp r o v i d e sg o a la n d d i r e c t i o nf o rt h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no ft h es y s t e mw h i l et h es t r u c t u r ed e s i g np r e s e n t s ag e n e r a li d e ao fb sm o d e lt od e v e l o pt h es y s t e ma n di t sp u r p o s e ，t h i r d l y , f u n c t i o n a lm o d u l e sd e s i g na n dd a t a b a s ed e s i g na r ei n t r o d u c e di nt h es y s t e m d e s i g ns e c t i o n s i n c eas u c c e s s f u li n f o r m a t i o ns y s t e md e p e n d so nt h eq u a l i t yo fd a t a b a s e d e s i g n ，t h ed a t a b a s ed e s i g nr u l e sa n di t sd e s i g na r ed i s c u s s e di nd e t a i l f i n a l l y , t h ei m p l e m e n t a t i o nm e t h o d so ft h em a n a g e m e n ts y s t e m a r ee l a b o r a t e d , i n c l u d i n gt h ea p p l i c a t i o no fa s e n e t a n dj a v a s c r i p tl a n g u a g et od e v e l o pa u t o m a t i ci n t e r v a l r e f r e s ho fc e n t e rp i c t u r e so ft h ef r o n ti n t e r f a c e ，a j a xt of u l f i l ln o n r e f r e s hl i n k a g e ，c j f i t o d e v e l o pt h eb a c ks t a g ec o d ea n da c h i e v et h ed a t ai m p o r t a t i o n t h ei m p l e m e n t a t i o np r o c e d u r e a b o v ef u l l yd i s p l a y st h eh i g l l 一e f f i c i e n c ys u p e r i o r i t yo fa s e n e tp l a t f o r mt od e v e l o p i n f o r m a t i o ns y s t e mp r o j e c t sa n ds u p p l i e sas u i t eo fd e v e l o p m e n tf r a m e w o r kf o rs y s t e mb a s e d o nt h eb sm o d e lo nt h e n e tp l a t f o r m 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 li 页 量曼量曼量置曼量置曼罾量量曼量皇量皇鲁量皇皇曼曼曼曼皇量皇皇i一! l i ! n l | 兽皇曼量皇置曼量量量葛量量量曼_ ，b yc o n s t a n t l yd e b u g g i n g ，t r i a lo p e r a t i o na n di m p r o v e m e n t ，t h es y s t e m h a sb e e n f o r m a l l yp u ti n t ou s ea n do b t a i n e dg o o da p p l i c a t i o ne f f e c tw h i c h h a si m p r o v e dt h e i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n tl e v e lo ft h ee x p e r i m e n tc e n t e r k e y w o r d s ：t h r e e 1 a y e rs t r u c t u r e ；i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t ；a s p n e t3 5 ：s q ls e r v e r 2 0 0 8 ；e x p e r i m e n tc e n t e r 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 引言 第1 章绪论 随着网络通信技术的快速发展，信息化、网络化已经成为各行业发展的重要特点。 作为教育基地的学校，不仅处于这样的社会环境，还是时代进步的重要元素。高校应 该为学生创造良好的学习环境，使学生们得到更好的教育。近年来，由教学改革引发 的管理变革在高校里逐步推进，使得实验教学管理范围不断地扩大，其内容涵盖了实 验用房、实验课程、实验项目、资源共享等诸多元素。面对规模如此庞大、事务繁杂 的实验教学管理工作，传统管理模式的弊端逐渐显示出来【l 】。高校亟需使用功能完善、 数据高度共享、扩展性好、基于网络的实验教学管理系统，方便师生获取实验教学信 息和开展实验，提高教学效率和资源共享程度，减轻实验管理人员和教师的工作负担， 提升开放化程度，充分发挥实验示范中心的示范与辐射作用。另一方面，尽管信息化 平台是申报国家级实验教学中心的必要条件之一，要求各中心建立网络化实验教学和 实验室管理信息平台，具有丰富的网络实验教学资源，实现网上辅助教学和网络化、 智能化管理，但信息化平台的完善程度、开放程度、更新程度参差不齐，在一定程度 上制约了优质资源的共享。 1 2 课题的研究背景 随着高校教学改革的日趋深入，学校的办学规模不断扩大，实验教学的投入也越 来越多。可是现在绝大多数高校的实验教学管理仍然处于人力条件的阶段，面对复杂 繁琐的实验教学管理工作，一些管理问题慢慢显示出来，集中表现在以下几点： ( 1 ) 信息资源共享程度低。实验教学管理还是采用传统的以班级为单位上实验课的 模式，全部人工安排实验教学，难以满足“学分制的要求【23 1 。因此，教学管理部门 应该为学生和教师提供开放式的实验教学管理，与此同时加强对学生的实验成绩和实 验反馈信息的管理，以规范实验教学，提升实验教学水平。 ( 2 ) 缺乏沟通渠道。学生获取实验教学信息、教师获取实验学生名单、教师和学生 之间的联系等等，都缺少方便、快捷的协作通道。所以，为了解决该问题，需要建立 基于网络的信息资源共享和信息资源沟通渠道，提高管理人员的工作效率，节省教师 的工作时间，提升信息化管理服务水平。 ( 3 ) 工作效率不高。实验教学信息的收集和管理还是处在手工操作或文档管理的阶 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 段，出错率比较高，文档资料的保存也具有相当大的困难。遇到检查评估或数据资料 上报时，工作人员就需要加班赶材料，这样不仅把本就繁琐的管理工作变得更加艰巨， 还容易出现错误，丢失信息【l4 1 。 经过认真的调研和需求分析，综合各方面考虑，决定采用n e t 技术开发实验教学 信息化管理系统，解决目前实验教学管理中的工作效率低、信息资源不共享和沟通不 便等问题。 1 3 国内外研究概况 实验室管理信息系统l i m s ( l a b o r a t o r yi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m s ) 是随着计 算机技术的发展而产生的专门用于实验室各类信息管理的网络化系统，是计算机技术、 管理科学与分析技术相结合的产物。l i m s 技术的应用为实验室的高效、科学的运作以 及实验室各种信息的保存和交流提供了一个平台，而且可以对实验室工作的各个流程 进行量化管理。l i m s 思想最早出现在2 0 世纪七十年代，当时实验室的数据管理仍然 停留在人工记录阶段，实验管理人员的工作负担非常繁重。第一代l i m s 的操作属于 集中式处理，数据处理能力不大小，与如今的软件系统相比它们还是属于初级水平， 但仍然得到了广泛的应用，因为它为实验人员减轻了大量繁杂的工作负担；第二代 l i m s 系统采用基于第三方的关系数据库，并第一次使用p c 机作为数据终端，建立起 了简易的网络构架，应用功能变得非常强大。由于p c 系统的不断发展，l i m s 进入了 一个全新的发展时期，于九十年代初期出现了第三代l i m s 系统。c s 构架的管理模式 成为主流，系统普遍采用s q l 数据库，极大的提高了信息处理能力。目前l i m s 己经 发展到了第四代，系统利用i n t e m e t 和w e b 技术，采用统一的浏览器界面和以w e b 服 务器为中心的分布式管理体系，大大地方便了l i m s 的推广应用【5 j 。 自2 0 世纪七十年代末以来，实验室管理系统已历经了3 0 年多的发展，p c 的普 及和w e b 技术的快速发展，对实验室管理系统技术的发展起到了强大的推动作用。目 前世界上众多发达国家利用最新的数据库技术、计算机网络技术和现代管理学来配置 以及管理实验室内各种资源，让它们得到最大程度的利用，使实验室的工作实现办公 的无纸化、智能化、自动化，从而取得最佳的经济效益【l 】。 国内的实验室管理信息系统研究刚刚起步，几乎都是采用学习国外先进管理技术 的方法。现在国内许多高校，在根据教育部基础课程实验教学示范中心建设标准的指 导下，按照专门管理、开发共享的原则，有计划、有步骤的建设实验教学信息化平台。 功能全面、方便、快捷的实验信息管理系统应运而生，大量实验示范中心管理信息系 统的投入使用，减轻了实验管理人员和教师的工作负担，节约了学生和教师的时间， 提升了信息化服务水平。可是通过广泛的调研，发现这些管理系统具有一些严重的不 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 足，集中表现在以下三点： ( 1 ) 许多信息管理系统功能单一，仅拥有新闻和成果展示模块，未能实现网上选课 功能，仍然需要实验指导老师、任课教师和学生之间先进行沟通，然后才能安排实验。 ( 2 ) 一些信息系统只是在实验室主管部门运行管理，基层实验室老师无法参与数据 管理，加大了信息收集的难度，无法保证信息的及时性。 ( 3 ) 一些学校购买商业软件系统为其实验教学服务，可商业软件公司的产品对实验 室管理需求把握不准确，缺少对高校实验室管理的深入研究【l j 。 1 4 课题的研究目的和意义 建立实验示范中心信息化管理平台意义重大，有利于加强高校实验教学的管理， 实现实验排课自动化、管理网络化；有利于减轻实验人员和教师的负担，节约教师和 学生时间，提升实验教学服务水平。实验教学管理信息化程度的高低，不仅成为决定 高校竞争力的关键因素，也成为高校教育水平提高的必要条件。本文所开发的实验示 范中心信息化管理系统，可以为类似的实验示范中心的管理信息化提供借鉴。本课题 的研究对进一步提升高校实验教学管理水平、提高服务水平和信息化建设有着重要的 理论意义和实践价值。 本课题的研究目的就是借助先进的计算机网络和数据库技术，在原有的信息化管 理系统的基础上，开发西南交通大学国家级机械基础实验教学示范中心新一代信息化 管理平台，进一步提高实验教学示范中心的信息化管理水平和工作效率。本系统实现 了网上选课、信息发布和共享、成果展示和教学资源共享、论坛b b s 等，建立了教师 和学生之间的交流园地，提升了服务和共享水平。 1 5 系统开发环境与开发工具 1 5 1 系统开发环境 本系统是基于n e t 的w e b 应用系统，因此需要安装n e tf r a m e w o r k ，它是所 有n e t 程序的环境支持，或者说运行环境。本系统安装的框架版本是n e tf r a m e w o r k 3 5 。安装好之后，就可以运行a s p n e t 应用程序了，也可以使用简单的文本编辑工具 进行开发。但是对于较大型的a s p n e t 程序的开发，一般需要安装开发工具。本系统 使用的开发工具将在下- d , 节介绍。 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 1 5 2 系统开发工具 本系统使用的开发工具如下： ( 1 ) v i s u a ls t u d i o2 0 0 8 ：它是一套完整的开发工具集，用于生成a s p n e tw e b 应 用程序、x m lw e bs e r v i c e s 、桌面应用程序和移动应用程序。 ( 2 ) s q ls e r v e r2 0 0 8 ：m i c r o s o f ts q ls e r v e r2 0 0 8 是m i c r o s o f t 关系数据库的最新发 行版，用于完成数据库设计以及数据操作。 ( 3 ) 图片制作工具：p h o t o s h o p 、f i r e w o r k s 、f l a s h 等，主要用于制作背景图片和f l a s h 动画。 ( 4 ) 网页开发工具：d r e a m w e a v e rc s 3 ，主要用于测试d i v + c s s 网页布局与美化， 然后再移植到a s p x 页面，完成网站的美工设计。 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 第2 章系统开发的理论基础 2 1a s p n e t 概述 a s p n e t 的全称为“a c t i v es e r v e rp a g e s n e t ”，是微软公司最新推出的基于n e t 框架的新一代网络编程语言，也是目前最新的w e b 技术之一。a s p n e t 予以设计者一 个全新的w e b 设计概念，将软件设计与w e b 设计融为一体，同时与v i s u a lc 群、v i s u a l b a s i c n e t 和v i s u a lc h n e t 等程序设计语言紧密结合，为w e b 开发人员提供了更加 强大的编程空间 6 】。 一 2 。1 1 n e tf r a m e w o r k 概念 微软公司为了使程序员能够创建在全球范围内分布、具有i n t e m e t 功能、互用性的 软件，推出了n e t 框架，将其定义为：支持生成和运行下_ 代应用程序和x m lw e b s e r v i c e s 的内部w i n d o w s 组件。n e t f r a m e w o r k 包括了三大基础部分： ( 1 ) c l r ( c o m m o nl a n g u a g er u n t i m e ，公共语言运行库) 是n e tf r a m e w o r k 的基础， 可以将该运行库看作是一个在执行时管理代码的代理，它提供远程处理、线程管理和 内存管理等核心服务。以运行库为目标的代码称为托管代码，而不以运行库为目标的 代码称为非托管代码【7 】。c l r 提供了很多帮助程序编写的简化和应用程序的部署并同 时加强程序稳定可靠的一些服务。程序设计师面对的是架构在c l r 上面的共享对象类 别库，该类别库可以被任何程序语言使用，类别库中包括了以建构w e b 为基础的应用 程序模型，提供以架构w e bs e r v i c e 与w e ba p p l i c a t i o n 为目标的组件及服务，这就是 a sp n e t 。 ( 2 ) b c l 是n e tf r a m e w o r k 的另一个主要类库，它是一个面向对象的可重用类型 集合，您可以使用它开发各种应用程序，这些应用程序包括传统的命令行或图形用户 界面应用程序以及基于a s p n e t 的应用程序。n e tf r a m e w o r k 将v i s u a lc + + 程序设计 师使用的m f c ( m i c r o s o f tf o u n d a t i o nc l a s s e s ) 和v i s u a lb a s i c 程序设计师使用的 v b f ( v i s u a lb a s i cf r a m e w o r k ) 对象类别库合并，设计了一个让所有程序语言共享的对 象类别库。这样程序设计师可以做到跨语言的对象继承以及错误处理，不再需要学习 多种对象模型或对象类别库。因为无论是v i s u a lc + + n e t 还是c j f 等程序语言使用的对 象类别库都一样，程序设计师完全可以自由的选择他们所偏好的程序语言。 ( 3 ) a s s e m b l i e s 组件就是组成n e t 应用程序的任何元素，可能是n e tf r a m e w o r k 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 对象类别库中的基础对象，也可能我们自主开发的对象。在n e t 系统中，程序集是重 用、版本控制、安全性、部署的单位，开发人员能够以利用程序集将部署的逻辑单元 和需要部署的物理单元分离开来。这些程序集可以是应用程序的一部分并和它一起部 署，也可以是由多个应用程序共享的程序集。程序集包含了完整的自描述信息，使 用n e t 应用程序组件在部署时根本不必像传统的c o m 组件那样需要在注册表中注 册，只需要简单的x c o p y 部署例。 2 1 2a s p n e t 的优越性 一a s p n e t 技术与以前的w e b 技术相比，其优越性主要体现在以下几个方面【6 】： ( 1 ) 性能大幅度提高。a s p n e t 运行在服务器上，而且运行的是经过编译的c l r 代码，不是以前的a s p 即时解释程序。相比而言，程序执行效率大幅提高。同时， a s p n e t 能够使用本地优化及缓冲服务、及时编译、数据绑定等功能来提高程序的性 能。 ( 2 ) 强大的开发环境。a s p n e t 的开发环境，如v i s u a ls t u d i o n e t 和a s p n e tw e b m a t r i x 等，均提供了所见即所得的编辑方式，还包含了工具箱和设计器，使得a s p n e t 应用程序的开发如同传统应用程序的开发一样快捷。 ( 3 ) 简单性和易用性。通过a s p n e t 来完成一些很平常的任务，如表单的提交、 客户端的身份验证、分布系统和网站配置等，将是一件非常简单的事情。a s e n e t 允 许建立独立的用户接口，能够实现代码和程序结构的分离，在编写程序时，程序员只 用考虑程序的结构，而不必考虑怎样书写代码。 ( 4 ) 高效可管理性。a s p n e t 使用种基于文本格式且分级的配置系统，使得应用 服务器环境和w e b 应用程序的配置更加简单。一个a s p n e t 应用程序在服务器系统上 的安装只需拷贝一些必需文件，不需要重启系统。最突出的例子就是服务器上控件的 替换和修改不再需要重启服务器了，这是写d l l 控件时令人最烦恼的事情，现在已经 不存在了。 一 ( 5 ) 可扩展性。a s p n e t 在设计时便考虑了允许程序设计开发人员开发自己的插 件，这与以往a s p 的包含关系不同，a s p n e t 本身的任何一个组件都可以被用户开发 的组件所替代。 2 2a sp n e ta j a x 技术简介 a s p n e t a j a x 是与a s p n e t 一起使用的异步无刷新页面技术，虽然a j a x 不是一 项新技术，但它的设计架构却随着w e b2 0 的发展，被越来越多的设计人员所热衷。 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 a j a x 的全称为“a s y n c h r o n o u sj a v a s c r i p ta n dx m l ，它具有减轻服务器的负担、 节约空间和宽带、无刷新更新页面等特性。a j a x 不是- - 1 3 新的语言或技术，它由几项 技术按照一定方式组合到一起，共同发挥出作用，它包括【7 j ： ( 1 ) 使用x h t m l 和c s s 标准化呈现。 ( 2 ) 使用d o m 实现动态显示和交互。 ( 3 ) 使用x m l 和x s t 进行数据交换与处理。 ( 4 ) 使用x m l h t t p r e q u e s t 进行异步数据读取。 ( 5 ) 用j a v a s e r i p t 绑定和处理所有数据。 a s p n e ta j a x 是a j a x 技术的一种，它以a j a x 技术框架为依托，在w e b 浏览器 和服务端建立起通信的桥梁，通过a s p n e ta j a x 的客户端j a v a s c r i p t 脚本库直接调用 服务器端的资源。本系统中使用了该技术，实现了d r o p d o w n l i s t 无刷新二级联动和 m o d a l p o p u p e x t e n d e r 弹出对话框等功能。 2 3a d o n e t 技术 a d o n e t ( a c t i v e xd a t ao b j e c t sf o r n e tf r a m e w o r k ) 是一种全新的数据访问技术， 是n e t 框架提供给n e t 开发设计人员的一组类，其功能全面、灵活；可在访问各种 不同类型的数据时保持访问操作的一致性【9 】。 a d o n e t 位于n e t f r a m e w o r k 的s y s t e m d a t a 命名空间中，可与x m l 数据操作 空间s y s t e m x m l 中的x m l 类互相集成。a d o n e t 主要包括d a t a s e t 和n e td a t a p r o v i d e r 两个核心组件，其结构如图2 1 所示。 图2 - 1a d o n e t 结构 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 n e td a t ap r o v i d e r 是a d 0 n e t 的一个核心组成部分。n e td a t ap r o v i d e r 的设计 是为了实现数据操作和对数据的快速访问，包括c o n n e c t i o n 、c o m m a n d 、d a t a r e a d e r 和d a t a a d a p t e r 对象。c o m m a n d 对象是能够访问用于返回数据、修改数据、运行存储 过程以及发送或检索参数信息的数据库命令。d a t a r e a d e r 从数据源中提供高性能的数 据流。d a t a a d a p t e r 提供连接d a t a s e t 对象和数据源的桥梁。d a t a a d a p t e r 利用c o m m a n d 对象在数据源中执行s q l 命令，便于将数据加载到d a t a s e t 中，使对d a t a s e t 中数据的 更改与数据源保持一致。 d a t a s e t 是a d o n e t 断开式结构的另一个核心组成元素，其设计目的是为了实现 独立于任何数据源的数据访问。d a t a s e t 可以用于许多不同的数据源，如x m l 数据， 管理应用程序的数据。d a t a s e t 包含一个或多个d a t a t a b l e 对象的集合，这些对象由数 据行和数据列以及主键、外键、约束和有关d a t a t a b l e 对象中数据的关系信息组成【1 01 1 】。 2 4 关系数据库 2 4 1 数据库技术 经过几十年的发展，数据库技术已经得到了极大的完善，尤其是在关系型数据库 管理系统方面。关系数据库几乎是当前数据库系统的标准，关系语言与常规语言一起 几乎可完成任意的数据库操作。“关系 是关系数据库设计模型的一个重要组成部分， 主要包括3 种映射关系：一对一、一对多、多对多1 2 】。本系统的数据库设计均涉及了 以上3 种关系。 2 4 2m ss q ls e r v e r2 0 0 8 数据库管理系统 本系统使用微软公司的s q ls e r v e r2 0 0 8 数据库管理系统，它是一种高性能的关 系型d b m s ，具有强大的关系数据库创建、开发、设计及管理功能，具有从小的部门 网络到企业级网络的可伸缩性，它使用t r a n s a c t s q l 语言来维护、实现和访问数据库。 s q ls e r v e r2 0 0 8 数据库体系的核心是服务器，即数据库引擎。它是3 2 位w i n d o w s n t 程序，负责处理到达的数据库请求，然后把相应的结果返回到客户端。s q ls e r v e r 2 0 0 8 包含了多个数据库，每个数据库都在一个或多个操作系统文件中维护，允许动态 的增大和缩小。 每一个数据库中包含很多数据库对象，包括表、视图、约束、存储过程和触发器 等。普通用户操作时，他们通过数据库对象访问数据库，而不是直接操作数据库文件， 这些对象的相关信息如下【阳1 3 】： 、 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 置曼曼詈曼皇曼暑邑量量曼量曼曼曼曼曼曼蔓曼邕曼曼曼曼蔓曼皇皇鼍曼曼曼曼曼曼皇皇皇i i 一i , i - - m | 鼍皇曼量 ( 1 ) 表。它是存储数据的主要对象。 ( 2 ) 视图。s q ls e r v e r2 0 0 8 的视图是一个虚表，视图实际上不是个单独的表，它 可以从一张或多张相关联的表中提取有用信息。 ( 3 ) 约束。它确保了s q ls e r v e r2 0 0 8 表和字段的完整性，一个表可以有字段级和 表级的约束，s q ls e r v e r2 0 0 8 包含的约束类型有主键、外键、唯一键、非空等。 ( 4 ) 存储过程。它是s q ls e r v e r2 0 0 8 服务器上系列预先定义并且编译好的s q l 语句，能接受参数值、参数和返回状态值，还可以嵌套调用。使用存储过程可以提高 执行效率；除此以外，存储过程执行的时候不必再次进行编译，提高了系统程序的运 行速度。 ( 5 ) 触发器。它是一种特别的存储过程，与表紧密相连。当用户更改相关表或者视 图中的数据时，触发器会自动执行。触发器是基于一个表创建的，但它可以针对多个 表进行操作。 2 5 本章小结 本章对系统开发所用到的基础理论和相关应用技术作了全面的综述。首先从n e t f r a m e w o r k 的概念和a s e n e t 技术的优越性方面介绍了本系统的开发技术一 a s p n e t 技术；然后阐述了a s e n e t a j a x 技术的基本概念和相关组成技术，说明 了该项技术在本系统中的应用；紧接着介绍了a d o n e t 技术的结构和核心组件的 设计目标；最后从数据库技术的发展和具体的m ss q ls e r v e r2 0 0 8 数据库管理系统 方面介绍了关系数据库技术。 西南交通大学硕士研究生学位论文第10 页 3 1 系统分析 第3 章系统分析和体系结构设计 3 1 1 系统可行性分析 可行性分析是指在当前的具体条件下，看系统开发具备的资源和条件是否满足系 统目标的要求【1 4 ”】。系统开发可行性分析主要包括两个方面： ( 1 ) 方案和目标的可行性。本系统研究对象为西南交通大学国家级机械基础实验教 学示范中心。目前实验中心开设了机械设计、制造技术等2 0 多门课程的1 0 0 多种不同类型的实验，每个实验项目对应不同年级、不同专业、不同的实验内 容和实验要求。由于学生较多，合理安排所有学生的实验课的工作量非常大。 ( 2 ) 技术方面的可行性。本系统利用n e t 平台，利用a s e n e t 组件技术，编程语 言采用c # 、j a v a s c r i p t 等，涉及到的软件包括设计页面和图片的d r e a m w e a v e r 、 f i r e w o r k s 等。使用w i n d o w sx p 、i i s 6 0 、，n e tf r a m e w o r k 3 5 、v i s u a ls t u d i o2 0 0 8 、 数据库s q ls e r v e r2 0 0 8 等来满足系统开发的要求。本系统完成后，经过相关 。 测试和试运行，软件系统安全可靠。本系统设计开发完成后，由实验中心相关 人员进一步完善、管理和维护。 3 1 2 需求分析 需求分析是信息化管理系统开发的第一步，且是最重要的一步。其目的是确定系 统需要完成哪些工作，即对目标系统提出完整、准确、清晰、具体的要求【1 6 1 718 1 。需求 分析是软件开发的重要部分，是系统设计的前提。在此阶段，设计开发人员不必考虑 程序和代码问题，它是迈向真正理解需求所要设计的系统的第一步【1 0 】。系统的需求分 析应该是设计人员和用户一起完成的。需求分析的过程如图3 1 所示。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 1 页 图3 - l 需求分析流程 一 本系统的用户是实验示范中心。随着实验项目的增多以及实验教学手段的变化， 已有的信息管理系统已经无法满足要求。实验中心提出建立新的信息化管理平台，新 系统要求满足以下几点： ( 1 ) 要求具有实验选课功能。实验指导老师在网上安排好实验后，学生可自由选择 实验时间，不再局限于传统的以班级为单位的实验教学模式。 ( 2 ) 要求拥有新闻和通知模块，并提供搜索和浏览功能。 ( 3 ) 要求具有中心介绍、实验成绩管理、个性化实验管理、成果展示、设备管理、 教改成果、教学资源、师生交流、论坛b b s 等模块。 ( 4 ) 要求导航为动态导航，易于维护和扩展。 ( 5 ) 要求页面几乎均为动态页面，便于管理和维护。 ( 6 ) 要求页面简洁美观，且不失生动活泼。 当接到用户的需求后，对需求进行了广泛的调研，了解并确认用户的需求，最终 完成了系统的流程设计。 3 。2 系统体系结构设计 3 2 1 体系结构的设计目标 系统体系架构是一个软件系统从整体到部分的最高层次的划分。系统一般由许多 元件构成，而系统体系架构的功能就是设计系统由哪些元件组成以及元件之间的关系。 西南交通大学硕士研究生学位论文第12 页 系统体系架构设计不仅要实现客户要求的功能，还应该实现以下一些目标l j w ： ( 1 ) 可扩展性：满足客户对新增功能的需求。 ( 2 ) 稳定性：软件运行时保持稳定可靠的性能，可以提高客户的工作效率。 ( 3 ) 可定制性：允许根据不同客户的需求进行调整。 ( 4 ) 安全性：保护客户数据是一个系统必须面对的问题。 3 2 - 2b s 模式三层结构 较大型的系统通常采用分层的体系结构。一般来说，b s 模式的w e b 系统采用如 图3 2 所示的多层体系结构，这种多层结构在层与层之间相互独立，任何一层的改变 不会影响其他层的功能。 页面显示层 ( w e b l a v e r ) 1 f 逻辑接口层 ( & 痢燃s l o 参c 至萤醴p 嚣) j l 业务逻辑层 ( b u s m e s a l 鹪i e l a y e r ) 。 j 1 数据接口层 ( 我翘a 溉媛却嚣) g 数据访问层 ( d a t a a c e e s s l a v e r ) 图3 - 2w e b 系统的三层体系结构 在系统的设计开发过程中，逻辑上必须明白这三层分别实现的功能，并且以此设 计系统的实现以及管理系统的文件。三层体系结构的优点主要体现在以下几个方面【1 9 】： ( 1 ) 提高了系统的可扩展性：该种结构最大的好处是在扩展应用系统时，改动系统 部分，不会影响大局。 ( 2 ) 提高了系统的安全性：每一层都具有安全设置，万一表示层被破坏，下一层的 安全仍然有保障。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 3 页 | 曼舅皇舅罾ii i _ i i i m 一一i i , , l i i ! i i =j 。量量曼置皇量曼皇量曼皇暑曼鼍 ( 3 ) 能够合理快速的开发：由于三个层次之间除了调用以外，没有其他任何关联， 所以，只需先定义好三层之间的接口，程序员就能够进行并行开发，提升系统 的开发效率。 ( 4 ) 提高了程序的可维护性：结构层次分明，即使运行出现问题，也能够快速的判 断出是哪一层的问题，便于管理维护。 通过以上分析，本系统决定采用b s 模式三层结构，将数据处理与用户操作完全 隔离开来，既方便用户的使用，又达到保护数据的目的。本系统的层次结构及各层包 含的类如图3 3 所示。 r、 表示层( w e b l a y e r ) 鼬砸显示页面和c o d eb e , l i m d 后台代码 lj 麓 ，r、 业鲥星强层但叠# i i l 麟i 键i da