（系统分析与集成专业论文）基于j2ee的远程教学管理系统的研究.pdf

基于j 2 e e的远程教学管理系统的研究 摘要 随着互联网的发展，远程教学系统的应用越来越广泛。网络远程教育所拥有的巨大优 越性已 为世界各国瞩目。 远程教学管理系统作为远程教育不可缺少的一部分，随着远程教 学的广泛应用， 越来越体现出 其重要性。本文从实际应用出发，介绍如何分析、设 计与实 现一个可扩展的远程教学管理系统，并着重探讨了系统开发过程中的一些关键技术问题。 本文中的远程教学管理系统将 m v c ( m o d e l v ie w c o n t r o l ) 模式和 j 2 e e ( j a v a 2 e n t e r p r is e e d it i o n ) 相结 合， 使界 面与 业务逻辑 彻底分离， 在系 统架构中 各司 其职、 互不干 涉， 具有较强的伸 缩性、 通用性和可 操作性。 文中 用统一建 模语言 u m l ( u n ifi e d m o d e l l a n g u a g e ) 对系统进行详细分析， 并 给出了 系统的 具体设计， 包 括系统结构设 计、 数 据库 设计、 文件系统组织结构设计、信息安全访问设计等。此外，本文还着重描述了系统实现 过程中的一些关键技术， 包括在j 2 e e平台 上用m v c模式进行w e b 开发、系统数据访问 实现的相关技术 ( 如数据库连接池技术)以 及加密技术等。 关键词:远程教育，j 2 e e , mv c , u ml , p k i r e s e a r c h o n d i s t a n c e e d u c a t i o n a l a d mi n i s t r a t i o n s y s t e m ba s e d o n j 2 ee abs t r a c t t h e a p p l i c a t i o n s o f d i s t a n c e e d u c a t i o n a r e u s e d w i d e l y w i t h t h e d e v e l o p m e n t o f t h e i n t e r n e t . i t i s w i d e l y a c c e p t e d t h a t w e b - b a s e d d i s t a n c e e d u c a t i o n i s v e ry i m p o rt a n t . a s a n e s s e n t i a l p a rt o f d i s t a n c e e d u c a t i o n , d i s t a n c e e d u c a t i o n a l a d m i n i s t r a t i o n s y s t e m b e c o m e s m o r e a n d m o r e i m p o rt a n t . t h i s t h e s i s d e s c r ib e s h o w t o a n a ly z e , d e s i g n a n d i m p l e m e n t a n e x t e n d e d e d u c a t i o n a l a d m i n i s t r a t i o n s y s t e m , e s p e c i a l ly s o m e k e y t e c h n i c a l p r o b l e m s i n t h e d e v e lo p m e n t o f t h e s y s t e m. t h i s s y s t e m i s i m p l e m e n t e d w i t h m v c ( m o d e l , v i e w , c o n t r o l ) d e s i g n p a tt e rn o n t h e j 2 e e ( j a v a 2 e n t e r p r i s e e d it i o n ) p l a t f o r m , s o t h a t t h e u s e r i n t e r f a c e i s p r o p e r l y s e p a r a t e d f r o m b u s i n e s s l o g i c s . t h e u s e r i n t e r f a c e , m o d e l a n d c o n t r o l a r e i n d e p e n d e n t i n s y s t e m a t i c a r c h i t e c t u r e , t h u s t h e s y s t e m i s e x t e n d a b le , u n i v e r s a l a n d m a n e u v e r a b l e . t h i s t h e s i s a n a ly z e s t h e s y s t e m w i t h u m l , a n d d e t a i l s t h e d e s i g n s o f t h e s y s t e m , m a i n l y i n c l u d i n g t h e d e s i g n o f s y s t e m a r c h i t e c t u r e , d a t a b a s e , f i l e s y s t e m a n d i n f o r m a t i o n s e c u r i t y a n d s o o n . m o r e o v e r , t h e t h e s i s e s p e c i a l l y d e s c r i b e s s o m e r e l a t e d k e y t e c h n o l o g i e s t o d e p l o y t h e s y s t e m , s u c h a s t h e w e b a p p l i c a t i o n w it h mv c d e s i g n p a tt e r n o n t h e j 2 e e p l a t f o r m , t h e a c c e s s t o s y s t e m a t i c d a t a ( u s i n g d a t a b a s e p o o l ) a n d t h e a s s u r a n c e o f d a t a s e c u r i t y u s i n g a d v a n c e d e n c r p y t i o n t a c h n i q u e s . k e y w o r d s : d i s t a n c e e d u c a t i o n , j 2 e e , mv c , u ml , p k i 学位论文独创性声明 本人郑重声 明:坚持 以 “ 求实、 创新 ”的利学精神从事研究下作 。 本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果; 本 论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的;本论文中 除引文和致谢的内容外， 不包含其他人或其它机构己经发表或撰写过 的研究成果。 其他同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了声明并 表示 了谢意 。 作者签名: 华i 乍 护犷 . 乡 1r n 学位论文使用授权声明 本人完全了解南京信息工程大学有关保留、使用学位论文的规 定， 学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文 的电子版和纸质版; 有权将学位论文用于非赢利 目的的少量复制并允 许 沦文进 入学校 图书馆被 查阅:有权将 学位论 文的 内容编 入有 关数据 库进行检索 ;有权将学位论文的标题和摘要汇编 出版 。保密 的学位论 文在解密后适 用 本规 定。 作者签名: a.导 ，币签 名 :少 * -47 日期 : 犷.,ms s. 1 第一章 绪论 1 .1网络远程教育概况 远程教育 to( 又 称远距离教 育、 远程学习， 英文为d i s t a n c e e d u c a t i o n或 d i s t a n c e l e a r n in g )是指受教育者与教育 者之间、 受教育 者与教育 组织之间 相互分离，由 教育组织 提供教学计划、内容，采取各种媒体手段进行双向的系统教学和通信联系，并且已经工业 化了的教育形式。它具体表现形式有卫星电 视、 有线电 视、广播、 信函、 音像制品、网 络 远程教育等。随着互联网技术的发展和教育信息化建设的逐步展开，互联网时代的 教育模 式应运而生。网络远程教育，就是通过互联网进行远程教学方式的教育。 1 . 1 . 1网络远程教育的重要性 随着 工 n t e rn e t 的发展，我国出现了以 信息和网络技术为基础的网 络远程教育。作为一 种新兴的教育方式，网络远程教育在当前具有极为重要的意义: 1 ) 网 络远 程教育是高等 教育的 重要组成部分。 我国 高 校设 施比 较 缺乏， 网 络远 程教 育通过划时空的教学资源共享， 在不必增加大量教师的情况下，让更多的学生得到接受高 等教育的机会，推动教育的发展， 这是目 前形势下的一个解决高校教育资源不足的一个好 办法，也为我国的终身教育与全民 教育的普及提供了一个比较好的解决方案。 2 ) 网络 远程教育是终身 教育和继续 教育的 重要方式。由 于 科学 技术的 不断发展，全 社会都需要不断学习 新技术、新知识，人们希望在各个方面提高素质和修养，这就存在终 身教育和继续教育问 题，而网 络远程教育能够充分满足这样的要求。这样的学习方式使学 生可以不脱产学习，随时随地的利用自己的空余时间不受地域的限制上课，因 此网 络教育 是一种非常适合终身教育和继续教育的教育方式。 3 ) 网 络远 程教育是西部 边远 地区中 等教育的 重要方式。由 于西部不发 达地区， 师资 缺乏，学校离家较远，学生住校不便，网络远程教育可以使众多学生得到名师的指导。网 上教育对于西部不发达地区、 甚至发达地区的学生而言， 都是提高 教育水平的好方法。 4 ) 网 络远程教育还是一种新型教育方法。网 络远程教育改 变了传统授课方式，参与 网络学习的学生，可登陆到受口 令保护的网站，参加网上课程的学习和对话。学生可以 根 据白己的兴趣和个人特点，主动安排自己的学习过程。这种个性化的教学方式，具有较强 第一章 绪论 1 .1网络远程教育概况 远程教育 to( 又 称远距离教 育、 远程学习， 英文为d i s t a n c e e d u c a t i o n或 d i s t a n c e l e a r n in g )是指受教育者与教育 者之间、 受教育 者与教育 组织之间 相互分离，由 教育组织 提供教学计划、内容，采取各种媒体手段进行双向的系统教学和通信联系，并且已经工业 化了的教育形式。它具体表现形式有卫星电 视、 有线电 视、广播、 信函、 音像制品、网 络 远程教育等。随着互联网技术的发展和教育信息化建设的逐步展开，互联网时代的 教育模 式应运而生。网络远程教育，就是通过互联网进行远程教学方式的教育。 1 . 1 . 1网络远程教育的重要性 随着 工 n t e rn e t 的发展，我国出现了以 信息和网络技术为基础的网 络远程教育。作为一 种新兴的教育方式，网络远程教育在当前具有极为重要的意义: 1 ) 网 络远 程教育是高等 教育的 重要组成部分。 我国 高 校设 施比 较 缺乏， 网 络远 程教 育通过划时空的教学资源共享， 在不必增加大量教师的情况下，让更多的学生得到接受高 等教育的机会，推动教育的发展， 这是目 前形势下的一个解决高校教育资源不足的一个好 办法，也为我国的终身教育与全民 教育的普及提供了一个比较好的解决方案。 2 ) 网络 远程教育是终身 教育和继续 教育的 重要方式。由 于 科学 技术的 不断发展，全 社会都需要不断学习 新技术、新知识，人们希望在各个方面提高素质和修养，这就存在终 身教育和继续教育问 题，而网 络远程教育能够充分满足这样的要求。这样的学习方式使学 生可以不脱产学习，随时随地的利用自己的空余时间不受地域的限制上课，因 此网 络教育 是一种非常适合终身教育和继续教育的教育方式。 3 ) 网 络远 程教育是西部 边远 地区中 等教育的 重要方式。由 于西部不发 达地区， 师资 缺乏，学校离家较远，学生住校不便，网络远程教育可以使众多学生得到名师的指导。网 上教育对于西部不发达地区、 甚至发达地区的学生而言， 都是提高 教育水平的好方法。 4 ) 网 络远程教育还是一种新型教育方法。网 络远程教育改 变了传统授课方式，参与 网络学习的学生，可登陆到受口 令保护的网站，参加网上课程的学习和对话。学生可以 根 据白己的兴趣和个人特点，主动安排自己的学习过程。这种个性化的教学方式，具有较强 的学习针对性，弥补了传统教法单一的弊端，能够体现学生的主体地位，发挥学生的主体 作用，调动学生的学习积极性和主动性，培养学生的认知方法和学习能力， 满足学生总体 的发展需要以及学生个体的差异需要，真正达到因材施教的目的。 1 . 1 . 2国内外网络远程教育的发展现状 互联网的发展和教育信息化建设的逐步展开， 使得互联网时代新的教育模式一一网络 教育出 现， 网上学习正 在改 变传统 教 育的 现 状，并 正在引 发二十 一 世纪的 教育革命2 i 目 前， 我国8 0 %的大学建立了自 己的 校园网， 其中 大部分学校已 建成多媒体教室， 但 这些学校的地理分布不同，绝大多数位于东部发达地区。与此相比，国际上网络教育发展 得更快。 在 美国， 美国 政府很 重视网 络教育， 每 年都 会发 布政 府报告， 强调每 个公民 都不 应落后于网 络时 代， 并早在1 9 %年就提出到2 0 0 0 年全国的每间教室和每个图书馆都将连 上信息高速公路， 让每个孩子都在2 1 世纪的 技术文化受到网 络教育。目 前， 许多国家都建 立了 虚拟大学，目 标就是教育开放，形成真正的全球化课堂。 此外， 除了国 家级的研发项 目 之外，还有包括 s c o r m,i ms等致力于网络教育的企业机构和学术团体正在开展与网 络教育技术的研究与开发相关的项目 为了促进我国教育事业的发展， 产生了一 批标准化成果和相关产品。 网 上教育须大力开展，实现现代化的网络教育，形成 开放式教育网络，从而构建终身学习体系。 1 . 2网络远程教育建设中存在的问题 目 前， 基于 i n t e rn e t 的远 程教学网 越来越多。由 于各自 分散建设， 采用不同的开发技 术，各个教学系统信息孤立、 无法共享、 无法互通、 管理内容复杂，随着数据的日 月 积累 和教育水平的进一步提高， 这些问 题显得更为突出。另外， 学习 子系统的个性化问 题、网 络学校的教学管理问 题、服务 器负载、 数据安全等问 题也显得尤为突出。本文针对其中的 一些问题， 联系我校实际情况， 提出 创建远程教学管理系 统， 为本校的远程教学系统服务， 进行关键技术方面的 研究，限于篇幅本文只讨论其中的一部分。 1 .3本文的工作 本文针对目 前远程教育的现状， 结合我校远程教学系统的建设情况， 为了更充分地发 挥远程教学系统的优势，进一步地了 解学生的具体情况，考虑到数据源异构的问题，提山 的学习针对性，弥补了传统教法单一的弊端，能够体现学生的主体地位，发挥学生的主体 作用，调动学生的学习积极性和主动性，培养学生的认知方法和学习能力， 满足学生总体 的发展需要以及学生个体的差异需要，真正达到因材施教的目的。 1 . 1 . 2国内外网络远程教育的发展现状 互联网的发展和教育信息化建设的逐步展开， 使得互联网时代新的教育模式一一网络 教育出 现， 网上学习正 在改 变传统 教 育的 现 状，并 正在引 发二十 一 世纪的 教育革命2 i 目 前， 我国8 0 %的大学建立了自 己的 校园网， 其中 大部分学校已 建成多媒体教室， 但 这些学校的地理分布不同，绝大多数位于东部发达地区。与此相比，国际上网络教育发展 得更快。 在 美国， 美国 政府很 重视网 络教育， 每 年都 会发 布政 府报告， 强调每 个公民 都不 应落后于网 络时 代， 并早在1 9 %年就提出到2 0 0 0 年全国的每间教室和每个图书馆都将连 上信息高速公路， 让每个孩子都在2 1 世纪的 技术文化受到网 络教育。目 前， 许多国家都建 立了 虚拟大学，目 标就是教育开放，形成真正的全球化课堂。 此外， 除了国 家级的研发项 目 之外，还有包括 s c o r m,i ms等致力于网络教育的企业机构和学术团体正在开展与网 络教育技术的研究与开发相关的项目 为了促进我国教育事业的发展， 产生了一 批标准化成果和相关产品。 网 上教育须大力开展，实现现代化的网络教育，形成 开放式教育网络，从而构建终身学习体系。 1 . 2网络远程教育建设中存在的问题 目 前， 基于 i n t e rn e t 的远 程教学网 越来越多。由 于各自 分散建设， 采用不同的开发技 术，各个教学系统信息孤立、 无法共享、 无法互通、 管理内容复杂，随着数据的日 月 积累 和教育水平的进一步提高， 这些问 题显得更为突出。另外， 学习 子系统的个性化问 题、网 络学校的教学管理问 题、服务 器负载、 数据安全等问 题也显得尤为突出。本文针对其中的 一些问题， 联系我校实际情况， 提出 创建远程教学管理系 统， 为本校的远程教学系统服务， 进行关键技术方面的 研究，限于篇幅本文只讨论其中的一部分。 1 .3本文的工作 本文针对目 前远程教育的现状， 结合我校远程教学系统的建设情况， 为了更充分地发 挥远程教学系统的优势，进一步地了 解学生的具体情况，考虑到数据源异构的问题，提山 的学习针对性，弥补了传统教法单一的弊端，能够体现学生的主体地位，发挥学生的主体 作用，调动学生的学习积极性和主动性，培养学生的认知方法和学习能力， 满足学生总体 的发展需要以及学生个体的差异需要，真正达到因材施教的目的。 1 . 1 . 2国内外网络远程教育的发展现状 互联网的发展和教育信息化建设的逐步展开， 使得互联网时代新的教育模式一一网络 教育出 现， 网上学习正 在改 变传统 教 育的 现 状，并 正在引 发二十 一 世纪的 教育革命2 i 目 前， 我国8 0 %的大学建立了自 己的 校园网， 其中 大部分学校已 建成多媒体教室， 但 这些学校的地理分布不同，绝大多数位于东部发达地区。与此相比，国际上网络教育发展 得更快。 在 美国， 美国 政府很 重视网 络教育， 每 年都 会发 布政 府报告， 强调每 个公民 都不 应落后于网 络时 代， 并早在1 9 %年就提出到2 0 0 0 年全国的每间教室和每个图书馆都将连 上信息高速公路， 让每个孩子都在2 1 世纪的 技术文化受到网 络教育。目 前， 许多国家都建 立了 虚拟大学，目 标就是教育开放，形成真正的全球化课堂。 此外， 除了国 家级的研发项 目 之外，还有包括 s c o r m,i ms等致力于网络教育的企业机构和学术团体正在开展与网 络教育技术的研究与开发相关的项目 为了促进我国教育事业的发展， 产生了一 批标准化成果和相关产品。 网 上教育须大力开展，实现现代化的网络教育，形成 开放式教育网络，从而构建终身学习体系。 1 . 2网络远程教育建设中存在的问题 目 前， 基于 i n t e rn e t 的远 程教学网 越来越多。由 于各自 分散建设， 采用不同的开发技 术，各个教学系统信息孤立、 无法共享、 无法互通、 管理内容复杂，随着数据的日 月 积累 和教育水平的进一步提高， 这些问 题显得更为突出。另外， 学习 子系统的个性化问 题、网 络学校的教学管理问 题、服务 器负载、 数据安全等问 题也显得尤为突出。本文针对其中的 一些问题， 联系我校实际情况， 提出 创建远程教学管理系 统， 为本校的远程教学系统服务， 进行关键技术方面的 研究，限于篇幅本文只讨论其中的一部分。 1 .3本文的工作 本文针对目 前远程教育的现状， 结合我校远程教学系统的建设情况， 为了更充分地发 挥远程教学系统的优势，进一步地了 解学生的具体情况，考虑到数据源异构的问题，提山 了在本校远程教学系统基础上创建一个综合教学管理系统。 本文的主要工作包括: 1 . 本文以本校远程教学系统为基础，采用 u ml可视化技术对教学管理系统进行系统分 析建立系统的功能模型和对象模型，并且进行了 系统的设计。在设计过程中重点研究对象 关系模型转换， 提出了比较合理的对象模型到关系模型映射的策略，优化了 数据库、 提高 了系统的响应速度。 2 . 本文在系统实现过程当中， 对相关关键技术做了 研究并且作了改进。 采用了j 2 e e平 台和mw c模式相结合进行w e b 开发， 使得系统各个部分各司其职，易于开发和维护;对 数据访问 部分采用数据库连接池技术，克服了普通网 站瓶颈问 题;为了提高模块的 逻辑独 立性， 创建了一个数据映射层实现对象关系之间的映射;在系统安全方面采用了 基于角色 的信息访问 控制技术和p k i 技术保证系统安全; 针对当 前各个高校分散建设导致异构数据 源的现状， 研究了x ml技术统一访问 异构数据源，将此应用到教学管理系统当中对当前 在各个高校远程教学系统的统一建设有着积极意义。 3 . 编写符合工 作流程的具体代码，尤其是在关键技术方面本人做了代码的具体编写和改 进。 第二章 网络环境下系统结构模型与 远程教育管理平台的结构设计是系统设计中的一项重要工作， j 2 e e 体系 体系结构为软件系统提 供了结构、行为和属性的高级抽象，描述了系统的组织结构和拓扑结构，并且包含了系统 构成元素之间的关系，提供了 设计决策的基本原理。系统结构设计的好坏，不仅影响着系 统的可重用性、安全性、可维护性，而且可能影响系统的日 常工作性能，因此，在系统结 构设计过程中，应当充分的综合考虑整个系统各个方面的因素，如系统需求复杂度、系统 可扩展需求、硬件条件、系统负载等，设计出 合理的、切实可行的系统结构。本章从系统 结构模型进行分析， 简要说明j 2 e e体系。 2 . 1多层体系结构 从计算机系统结构的发展，其发展经历了以下几个阶段: l ) 单机阶段: 计算机处 理自 身的 数据，与其他计算机之间没有任何关系。 2 ) 局域网阶段:计算机之间通过网络设备连接在一起，能够共享文件资源。 3 ) 两层结构: 客户机服务器一一网 络互联的计算机之间有了 请求服务与提供服务的 关系，能够平衡一定的计算资源， 更好的 支持数据库与管理应用。 4 ) 三层结构:客户机/ 应用层/ 服务器一一客户机 ( c l i e n t ) 、中间应用服务器 ( a p p l i c a t i o n s e r v e r ) 和后端的某种数据库 ( d b s e r v e r ) . 随着网络技术的发展，系统中客户端和服务器端的负担也日 益繁重，传统的 两层结构 中软件的运行效率、移植性、 操作性和可重用性等也难以 满足新的需求，因此提出了三层 结构， 在客户端和服务器端增加了一个新的逻辑层一 应用层， 把客户端的业务逻辑独立出 来，并与数据库服务器中 存储过程合并在一起构成应用层， 提高了计算能力，实现了 灵活 性。而运用在中间应用层上的软件叫做中间件。 基于w e b 应用的b / s四 层结构就是具体结 合w e b 应用层特点的四 层结构模型一一客 户端浏览器 ( b r o w s e r ) , we b 服务器、中间应用服务器、数据库服务器。如图2 - 1 所示: 第二章 网络环境下系统结构模型与 远程教育管理平台的结构设计是系统设计中的一项重要工作， j 2 e e 体系 体系结构为软件系统提 供了结构、行为和属性的高级抽象，描述了系统的组织结构和拓扑结构，并且包含了系统 构成元素之间的关系，提供了 设计决策的基本原理。系统结构设计的好坏，不仅影响着系 统的可重用性、安全性、可维护性，而且可能影响系统的日 常工作性能，因此，在系统结 构设计过程中，应当充分的综合考虑整个系统各个方面的因素，如系统需求复杂度、系统 可扩展需求、硬件条件、系统负载等，设计出 合理的、切实可行的系统结构。本章从系统 结构模型进行分析， 简要说明j 2 e e体系。 2 . 1多层体系结构 从计算机系统结构的发展，其发展经历了以下几个阶段: l ) 单机阶段: 计算机处 理自 身的 数据，与其他计算机之间没有任何关系。 2 ) 局域网阶段:计算机之间通过网络设备连接在一起，能够共享文件资源。 3 ) 两层结构: 客户机服务器一一网 络互联的计算机之间有了 请求服务与提供服务的 关系，能够平衡一定的计算资源， 更好的 支持数据库与管理应用。 4 ) 三层结构:客户机/ 应用层/ 服务器一一客户机 ( c l i e n t ) 、中间应用服务器 ( a p p l i c a t i o n s e r v e r ) 和后端的某种数据库 ( d b s e r v e r ) . 随着网络技术的发展，系统中客户端和服务器端的负担也日 益繁重，传统的 两层结构 中软件的运行效率、移植性、 操作性和可重用性等也难以 满足新的需求，因此提出了三层 结构， 在客户端和服务器端增加了一个新的逻辑层一 应用层， 把客户端的业务逻辑独立出 来，并与数据库服务器中 存储过程合并在一起构成应用层， 提高了计算能力，实现了 灵活 性。而运用在中间应用层上的软件叫做中间件。 基于w e b 应用的b / s四 层结构就是具体结 合w e b 应用层特点的四 层结构模型一一客 户端浏览器 ( b r o w s e r ) , we b 服务器、中间应用服务器、数据库服务器。如图2 - 1 所示: 提交业数据库 理结果请求 图2 - i基于w e b的b / s 结构图 采用四层结构、引入中间件可以缓和客户机或数据库服务器上的代码膨胀，集中管理 业务逻辑，更灵活地使用数据库，并且能够扩大应用系统的规模和分布式计算能力 b r o w s e r 作为w e b 应用中标准的瘦客户，不需要安装额外的客户端，仅仅起到向客户 表示数据及提交用户数据的作用，十分方便;中间的 应用 层介于表示层和数据层之间，以 中间件的形式集中管理业务逻辑， 因为中间件与w e b 处理模型有着十分密切的关系， 所以 也被认为是w e b 服务的扩展， 它将来自b r o w s e : 的 用户请求通过相应的 业务逻辑进行处理， 由 业务逻辑与数据库交互， 进行相关的数据操作， 这样， 使得数据操作代码和数据分离开 来， 能够更加方便地扩展应用逻辑， 更加灵活地使用数据库， 代码的可移植性也大大加强; 后端的数据库存储应用中所用到的数据， 只涉及访问 控制、 数据一致性、 数据索引 等问题， 而不管是什么代码使用数据、如何使用数据等，这样使得数据库管理更加灵活方便。 2 . 2 j 2 e e ( j a v a 2 p l a t f o r m e n t e r p r i s e e d i t i o n ) 2 . 2 . 1 j 2 e e的概念 j 2 e e 是一种利用j a v a 2 平台 来简化企业解决方案的开发、 部署和管理等复杂问 题的体 系结构。 j 2 e e 技术的基础就是核心j a v a 2 平台 或j a v a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 l 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 is e j a v a b e a n s ) , j a v a s e r v ie t s a p i , j s p ( j a v a s e r v e r p a g e ) 以 及x m l 技 术的 全面 支持，其最终目的就是使其成为一个能够使企业开发者大幅缩短投放市场的时间的体系结 构16 1 j 2 e e 为搭建具有可伸缩性、灵活性、易维护性的应用系统提供了良 好的 机制: i )保留并集成企业已有汀资产 提交业数据库 理结果请求 图2 - i基于w e b的b / s 结构图 采用四层结构、引入中间件可以缓和客户机或数据库服务器上的代码膨胀，集中管理 业务逻辑，更灵活地使用数据库，并且能够扩大应用系统的规模和分布式计算能力 b r o w s e r 作为w e b 应用中标准的瘦客户，不需要安装额外的客户端，仅仅起到向客户 表示数据及提交用户数据的作用，十分方便;中间的 应用 层介于表示层和数据层之间，以 中间件的形式集中管理业务逻辑， 因为中间件与w e b 处理模型有着十分密切的关系， 所以 也被认为是w e b 服务的扩展， 它将来自b r o w s e : 的 用户请求通过相应的 业务逻辑进行处理， 由 业务逻辑与数据库交互， 进行相关的数据操作， 这样， 使得数据操作代码和数据分离开 来， 能够更加方便地扩展应用逻辑， 更加灵活地使用数据库， 代码的可移植性也大大加强; 后端的数据库存储应用中所用到的数据， 只涉及访问 控制、 数据一致性、 数据索引 等问题， 而不管是什么代码使用数据、如何使用数据等，这样使得数据库管理更加灵活方便。 2 . 2 j 2 e e ( j a v a 2 p l a t f o r m e n t e r p r i s e e d i t i o n ) 2 . 2 . 1 j 2 e e的概念 j 2 e e 是一种利用j a v a 2 平台 来简化企业解决方案的开发、 部署和管理等复杂问 题的体 系结构。 j 2 e e 技术的基础就是核心j a v a 2 平台 或j a v a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 l 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 is e j a v a b e a n s ) , j a v a s e r v ie t s a p i , j s p ( j a v a s e r v e r p a g e ) 以 及x m l 技 术的 全面 支持，其最终目的就是使其成为一个能够使企业开发者大幅缩短投放市场的时间的体系结 构16 1 j 2 e e 为搭建具有可伸缩性、灵活性、易维护性的应用系统提供了良 好的 机制: i )保留并集成企业已有汀资产 提交业数据库 理结果请求 图2 - i基于w e b的b / s 结构图 采用四层结构、引入中间件可以缓和客户机或数据库服务器上的代码膨胀，集中管理 业务逻辑，更灵活地使用数据库，并且能够扩大应用系统的规模和分布式计算能力 b r o w s e r 作为w e b 应用中标准的瘦客户，不需要安装额外的客户端，仅仅起到向客户 表示数据及提交用户数据的作用，十分方便;中间的 应用 层介于表示层和数据层之间，以 中间件的形式集中管理业务逻辑， 因为中间件与w e b 处理模型有着十分密切的关系， 所以 也被认为是w e b 服务的扩展， 它将来自b r o w s e : 的 用户请求通过相应的 业务逻辑进行处理， 由 业务逻辑与数据库交互， 进行相关的数据操作， 这样， 使得数据操作代码和数据分离开 来， 能够更加方便地扩展应用逻辑， 更加灵活地使用数据库， 代码的可移植性也大大加强; 后端的数据库存储应用中所用到的数据， 只涉及访问 控制、 数据一致性、 数据索引 等问题， 而不管是什么代码使用数据、如何使用数据等，这样使得数据库管理更加灵活方便。 2 . 2 j 2 e e ( j a v a 2 p l a t f o r m e n t e r p r i s e e d i t i o n ) 2 . 2 . 1 j 2 e e的概念 j 2 e e 是一种利用j a v a 2 平台 来简化企业解决方案的开发、 部署和管理等复杂问 题的体 系结构。 j 2 e e 技术的基础就是核心j a v a 2 平台 或j a v a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 l 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 is e j a v a b e a n s ) , j a v a s e r v ie t s a p i , j s p ( j a v a s e r v e r p a g e ) 以 及x m l 技 术的 全面 支持，其最终目的就是使其成为一个能够使企业开发者大幅缩短投放市场的时间的体系结 构16 1 j 2 e e 为搭建具有可伸缩性、灵活性、易维护性的应用系统提供了良 好的 机制: i )保留并集成企业已有汀资产 在利用已 有的企业信息系统的基础上开发新系统， 而不是重新制定全盘方案。 1 2 e e 架 构可以充分利用用户原有的投资， 如一些公司 使用的b e a t u x e d o 以及n e t s c a p e a p p l i c a t i o n i s e r v e : 都可以 非常方便地集成到j 2 e e应用中。 j 2 e e拥有广泛的业界支持和一些重要的企 业计算领域供应商的参与，每一个供应商都对现有的客户提供了升级途径。由于j 2 e e平 台的产品 对软硬件的要求不高，因此它完全能内 含到现有的操作系 统和硬件环境中 2 )高效的开发 j 2 e e 允许把一些通用的、 很繁琐的服务交给中间 件供应商来完成。 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的复杂 中间件服务士要包括状态管理服务、持续性服务和分布式 共享数据对象c a c h e 服务等。 3 )支持异构环境 j 2 e e 拥有j a v a 固 有的跨平台 特性， 用j 2 e e 开发的 应用 程序能 够非常 方便地部 署在不 同的硬件和操作系统中。此外由 于不同的应用服务器开发商都遵循相同的j 2 e e规范开发 他们的产品， 所以同一个j 2 e e 应用程序可以灵活的部署在不同的应用服务器中。 另外， j 2 e e 标准还允许客户订购与 j 2 e e兼 容的第三方的 现成的组件， 这些组件部署到异构环境中， 从而节省完全由自 己实现所需的费用。 4 )可伸缩性 企业必须要选择一种服务端平台， 这种平台 应能够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。 j 2 e e领域的供应商提供了广泛的负载平衡策略 能消除系统中的瓶颈， 允许多台 服务器继承部署。 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。 5 )稳定的可用性 i n t e r n e t 的全球化要求服务器端平台 必须能全天候运转， j 2 e e在被部署到可靠的 操作 环境中用户可以支持长期的使用，是实时性很强的商业系统理想的选择。 2 . 2 . 2 j 2 e e 的体系结构 j 2 e e的体系结构可以分为4 层，如图2 - 2 所示: 在利用已 有的企业信息系统的基础上开发新系统， 而不是重新制定全盘方案。 1 2 e e 架 构可以充分利用用户原有的投资， 如一些公司 使用的b e a t u x e d o 以及n e t s c a p e a p p l i c a t i o n i s e r v e : 都可以 非常方便地集成到j 2 e e应用中。 j 2 e e拥有广泛的业界支持和一些重要的企 业计算领域供应商的参与，每一个供应商都对现有的客户提供了升级途径。由于j 2 e e平 台的产品 对软硬件的要求不高，因此它完全能内 含到现有的操作系 统和硬件环境中 2 )高效的开发 j 2 e e 允许把一些通用的、 很繁琐的服务交给中间 件供应商来完成。 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的复杂 中间件服务士要包括状态管理服务、持续性服务和分布式 共享数据对象c a c h e 服务等。 3 )支持异构环境 j 2 e e 拥有j a v a 固 有的跨平台 特性， 用j 2 e e 开发的 应用 程序能 够非常 方便地部 署在不 同的硬件和操作系统中。此外由 于不同的应用服务器开发商都遵循相同的j 2 e e规范开发 他们的产品， 所以同一个j 2 e e 应用程序可以灵活的部署在不同的应用服务器中。 另外， j 2 e e 标准还允许客户订购与 j 2 e e兼 容的第三方的 现成的组件， 这些组件部署到异构环境中， 从而节省完全由自 己实现所需的费用。 4 )可伸缩性 企业必须要选择一种服务端平台， 这种平台 应能够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。 j 2 e e领域的供应商提供了广泛的负载平衡策略 能消除系统中的瓶颈， 允许多台 服务器继承部署。 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。 5 )稳定的可用性 i n t e r n e t 的全球化要求服务器端平台 必须能全天候运转， j 2 e e在被部署到可靠的 操作 环境中用户可以支持长期的使用，是实时性很强的商业系统理想的选择。 2 . 2 . 2 j 2 e e 的体系结构 j 2 e e的体系结构可以分为4 层，如图2 - 2 所示: 图2 - 2 j 2 e e 应用模型 j 2 e e使用多层的分布式应用模型， 应用逻辑按功能化分为 组件。 j 2 e e组件是具有独 立功能的软件单元， 它们通过相关的类和文件组装成j 2 e e 应用程序，并与其他组件交互。 各个应用组件根据它们所在的层分布在不同的机器上。一个多层化应用能够为每种不同的 服务器提供一个独立的层，如: . 运行在客户机上的客户层组件 . 运行在j 2 e e服务器上的w e b 层组件 运行在 运行在 j 2 e e服务器上的业务逻辑层组件 e i s 服务器上的企业信息系统 ( e n t e r p r i s e i n f o r m a t i o n s y s t e m) 层软件， 例如企 业资源计划 e r p ) ， 大型机事务处理， 数据库系统和其他的遗留信息系统等， 见图2 - 2 . 这种基于组件、 具有平台无关 性的结构使得 j 2 e e程序的编写十分简单，因为业务逻 辑被封装成可复用的组件，并且 j 2 e e服务器以 容器的形 式为所有的组件提供后台 服务 因此应用程序开发者不用自己开发这种服务，可以集中 精力解决业务问 题。 具体说来， j 2 e e 应用组件可以安装部署到以下几种容器中去: e j b 容器， 管理所有j 2 e e 应用程序中企业级b e a n 的执行; w e b 容器， 管理所有j 2 e e 应用程序中j s p 页面和s e r v l e t s 组件的执行; 应用程序客户端容器， 管理所有 j 2 e e应用程序中应用程序客户端组件的执 行; a p p l e t 容 器， 是 运行在客户端 机器 上的w e b 浏 览器 和j a v a 插件的 结合。 j 2 e e服务器以容器的形式为组件提供了 众多的后台服务。例如，通过 j 2 e e安全 ( s e c u r i t y ) 模型可以 配置w e b 组件或企业b e a n ， 确保只有被授权的 用户才能访问 系统资 源; 1 2 e e事务 管理 ( t r a n s a c t i o n m a n a g e m e n t ) 模型 可以 指定组 成一个事 务中 所有方法间 的关系， 这样一个事务中的所有方法就被当成一个单一的单元; j n d i 寻址( j n d i l o o k u p ) 服务向多重名字和目 录服务提供了统一的接口， 这样应用程序组件可以 访问 名字和目 录服 务; j 2 e e 远程连接 r e m o t e c l ie n t c o n n e c t iv ity ) 模型管 理客户端和企 业b e a n 间的 低层交 互; 生 存周期管 理 ( l i f e c y c le m a n a g e m e n t ) 模型管 理企业b e a n 的 创建和删除 等等 2 . 2 . 3 j 2 e e 核心技术 j 2 e e平台由一系列服务 ( s e r v i c e ) ,应用程序接口( a p i ) 和协议构成， 这对开发基于 w e b 的多层应用提供了功能支持，j 2 e e中有1 3 种技术规范，其中包括: . j a v a d a t a b a s e c o n n e c t i v i t y ( j d b c ) j d b c a p i 为访问不同的数据库提供一种统一的途径， 和o d b c一样， j d b c对开发者 屏蔽了一些细节问题， 对数据库的访问具有平台无关性。 . j a v a s e r v l e t 技术 可以 使用j a v a s e rv l e t 技术 编写h t t p s e