（计算机应用技术专业论文）基于java与uml技术的新兵思想评估系统设计与实现.pdf

太原理工大学硕士研究生学位论文 基于j a v a 与u m l 技术的新兵思想评估系统设计与实现 摘要 思想政治工作是我党我军的优良传统和优势，是部队正规化建设中 的一项基础性工程。新兵思想政治工作是最基础、最常见的工作。但新 上任的基层干部由于情况不熟，经验不足，措施办法不多，在开展新兵 思想政治工作中常常处于被动应付无从下手的尴尬局面。因此，针对新 兵的特殊性，开发一套具有实用价值的新兵思想评估系统，对提高基层 干部的业务素质有着重要的作用。 根据当前解放军某部新兵思想政治工作的特点、要求，本文开发了 一套基于j 2 e e 技术的新兵思想评估系统。该系统基于多层b s 软件架 构，提高了系统的稳定性、灵活性及安全性；通过使用u m l 的系统分析， m v c 、d a o 等设计模式及面向对象的设计和开发，采用s p r i n g 、 h i b e r n a t e 、w e b w o r k 等框架技术，提高了开发的效率，为相关系统的设 计开发探索了一条新思路。系统实现了对新兵的多种方式的思想评估， 及时动态的跟踪新兵思想变化；图形化、直观化的评估结果展示；系统 能够快捷方便地进行添加、删除、修改及查询等操作，并能满足了远程 服务以及领导查询、信息安全等要求。 论文利用u m l 技术对系统的功能需求、设计原则、系统流程等进 行了建模分析；经过对比确定了系统的体系架构、总体技术方案、开发 太原理工大学硕士研究生学位论文 工具、数据库应用系统及应用服务器；结合数据库、面向对象、分布式 组件等技术论述了系统的技术路线及其模块组成；详细说明了系统的各 层设计及各层所采用的技术框架及设计模式，着重阐述了持久层、d a o 层与业务接口层的规范化定义和系统权限管理、系统推理算法的具体实 现，并对所用到的s p r i n g 、h i b e r n a t e 、w e b w o r k 等技术做了介绍。 关键词：u m l ，j 2 e e ，s p r i n g ，新兵思想评估系统 太原理工大学硕士研究生学位论文 d e s i g na n di 田l e m 匝n t a t i o n0 fr e c r u i t s s t h i n k i n ge v a l u a t i o ns y s t e m b a s e do nj a 、a a n di ， a b s t r a c t t h i n k i n gp o l i t i c sw o r ki se x c e l l e n tt r a d i t i o na n dp r e d o m i n a n c eo fo u r p a r t ya n da r m y i ti sab a s i cp r o j e c to fa r m yn o r m a l i z a t i o nc o n s t r u c ta l s o r e c r u i t s t h i n k i n gp o l i t i c s w o r ki st h em o s tb a s i ca n df a m i l i a rw o r k b e c a u s et h ef r e s hs k e l e t o nc a d r ei s n ti nt h ep u s h ，l a c ko fe x p e r i e n c ea n d m e a s u r e ，廿l e yo f t e np a s s i v e l yt a c k l eh o w - d o - y o u - d ow h e nd e v e l o p i n g r e c r u i t st h i n k i n gp o l i t i c sw o r k s oau s e f u la n dc o u n tr e c r u i t s t h i n k i n g e v a l u a t i o ns y s t e mi sd e v e l o p e df o rr e c r u i t sp a r t i c u l a r i t ya n di ti si m p o r t a n t t oa d v a n c es k e l e t o nc a d r e so p e r a t i o nd i a t h e s i s b e c a u s eo ft h et r a i ta n dn e e do fs o m eb r i g a d ei ne l ar e c r u i t st h i n k i n g w o r k ；ar e c r u i t st h i n k i n ge v a l u a t i o ns y s t e mb a s e do nj 2 e ei sd e v e l o p e d t h i ss y s t e me n h a n c e ss t a b i l i t y , a g i l i t ya n d s e c u r i t y , w h i c hi sb a s e do n m u l t i l a y e rb ss o f t w a r ef r a m e w o r k t h r o u g hu s i n gu m ls y s t e ma n a l y s i s ， m v c 、d a oe t c ，t h eo r i e n to b j e c td e s i g na n dd e v e l o pa n ds p r i n g 、 h i b e r n a t e 、w e b w o r ke t c ，t h es y s t e md e v e l o p i n ge f f i c i e n c yi se n h a n c e da n d i to f f e r san e wt h o u g h tf o rc o r r e l a t i v es y s t e md e s i g n i n ga n dd e v e l o p i n g t h e i i i 太原理工大学硕士研究生学位论文 s y s t e mr e a l i z e sv a r i e dt h i n k i n ge v a l u a t i o nf o rr e c r u i t s ，d y n a m i ct r a c k i n go f r e c r u i t st h i n k i n gc h a n g ei ng o o dt i m e ，g r a p h i c a la n dg r a p h i c se v a l u a t i o n r e s u l t sd e m o i tc a nd ot h eo p e r a t i o no fa d d 、d e l e t e 、m o d i f ya n dq u e r y s h o r t c u ta n de x p e d i e n t l y , a n dm e e t st h er e q u i r eo fl o n g - d i s t a n c es e r v i c ea n d l e a d e rq u e r y 、i n f o r m a t i o ns e c u r i t y t h i sp a p e rc a r r i e st h r o u 曲m o d e l i n ga n a l y s i sf o r s y s t e mf u n c t i o n r e q u i r e 、d e s i g np r i n c i p l e 、s y s t e mf l o wu s i n gu m lt e c h n o l o g y t h r o u g h c o m p a r e ，s y s t e mf r a m e w o r k 、t o t a lt e c h n o l o g yp r e c e p t 、d e v e l o p i n gt o o l 、 d a t a b a s e a p p l i c a t i o ns y s t e m a n d a p p l i c a t i o n s e r v e ra r ec o n f i r m e d c o m b i n i n gd a t a b a s e 、o r i e n to b j e c t 、d i s t r i b u t e dm o d u l ee t c t e c h n o l o g y , t h i s p a p e rd i s c u s ss y s t e mt e c h n o l o g yr o u t ea n dc o m p o s i n gm o d u l e ；d e t a i l e d e x p l a i ns y s t e me v e r yl a y e ra n di t su s i n gt e c h n o l o g yf r a m e w o r ka n dd e s i g n m o d e l ；s t r e s s i n ge x p o u n ds t a n d a r d i z a t i o nd e f i n eo fp e r m a n e n tl a y e r 、d a o l a y e ra n do p e r a t i o n i n t e r f a c e l a y e ra n dm a t e r i a li m p l e m e n to fs y s t e m p e r m i s s i o nm a n a g ea n ds y s t e mr e a s o na r i t h m e t i c i ti n t r o d u c e st h eu s i n g t e c h n o l o g yo fs p r i n g 、h i b e m a t e 、w e b w o r ke t c 厂 k e y w o r d s ：u m l ，j 2 e e ，s p r i n g ，r e c r u i t st h i n k i n ge v a l u a t i o ns y s t e m i v 声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文。是本人在指导教师的指导下， 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： 趣鞋区 关于学位论文使用权的说明 本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其 中包括：学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印 件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文； 学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为目的， 复制赠送和交换学位论文；学校可以公布学位论文的全部或部分内 容( 保密学位论文在解密后遵守此规定) 。 签 名：速必醢 日期： 驷缸 导师签名：豸型；笙 日期：幺逝! 止止 太原理工大学硕士研究生学位论文 1 1 课题研究背景 第一章绪论 1 1 1 新兵思想政治工作概述 新兵思想政治工作是加强部队思想政治工作建设的一项基础性工作，关系到 部队的全面建设和高度稳定。作好新兵的经常性思想政治工作，对于打牢新兵思想 政治基础，引导新兵迈好军旅生涯的第一步，顺利实现由普通青年向合格军人的转 变，从根本上务实部队全面建设的基础，提高部队的战斗力，积极做好军人斗争的 准备，都具有十分重要的现实意义和深远的历史意义。 初进军营的新战士，多为十八九岁的青年，心理上具有极大的不稳定性和可塑 性：因此，重视新兵心理保健作为思想政治工作的前提，是摆在部队各级干部面前 的重要课题。 思想政治工作，是我们党和军队在长期的革命和实践中发展和形成起来的优良 传统，是我们克敌制胜的法宝。特别是我军对基层经常性思想工作研究，探讨比较 深入，积累了极为丰富的经验并有许多成功的做法和经验。但是目前在开展新兵思 想政治工作方面，在工作方式上，主要依靠干部骨干个人经验的积累，对其个人的 政治思想和业务依赖性很大，一些新上任的基层干部骨干由于对所属人员的情况不 够熟悉，开展工作的经验不够多，采取的方法措施欠科学，在开展新兵经常性思想 工作中往往缺乏预见性，针对性和科学性，往往力不从心。 近几年，部队从心理科学的角度，研究探讨增强思想政治工作有效性的工作刚 刚起步，远远不能适应军队现代化建设的要求。利用先进的计算机技术，结合各方 面的丰富经验，开发思想政治工作咨询系统，把先进的计算机技术引入到基层思想 政治工作1 2 的领域，融计算机、心理学、政治学、经济学、军事学、教育学等于一 体，是一项开创性的工作。目前，还没有见到有关这项工作的成熟的系统。 同时通过查阅大量资料，了解到国外军队也有思想政治工作，只是称谓和思想 体系不同，如美军的“社会政治训练”，英军的“公民教育”，日本的“精神养成”等， 太原理工大学硕士研究生学位论文 其思想体系是唯心主义的，由于信仰的不同，他们通常是通过牧师采用宗教的方式 实施的。 1 1 2 新兵思想政治工作专家系统研究状况 专家系统( e x p e r ts y s t e m ) 亦称为专家咨询系统，它是一个( 或一组) 能在某 特定领域内，以人类专家水平来求解该领域中困难问题的计算机程序。在对部队思 想政治工作专家系统的研究方面，我校有过多年的研究积累。 1 我校1 9 9 9 届工学硕士郝建武【3 】结合部队思想政治工作的实际需要，提出了一 种基于模糊推理和数据挖掘的新兵思想政治工作指导专家系统，其主要研究内容 有： ( 1 ) 主要对模糊推理所用到的数学思想和方法作了详细的介绍。通过语言变量， 模糊谓词，模糊量词，真值限定，概率限定，模糊修饰语言等来对模糊概念的表示， 并对模糊知识的表示方法中的基于框架的不精确知识表示、基于语义网络的不精确 知识表示和基于产生式的不精确知识表示等进行了介绍。 ( 2 ) 提出了基于数据库的规则组织框架。在对事实、规则等知识的表示方法上， 考虑到 知识具有相对的独立性( 知识库与推理机分离) ； 便于对知识的搜索； 便于对知识库的管理与维护； 便于在知识库中同时存放用多种模式表示的知识； 尽量节省存储空间 采用数据库存储相应的知识，根据各种知识的特性，设计了其数据库表示方式。由 于系统的知识采用产生式表示方式，考虑到前提条件模糊化，动作或结论模糊化， 规则激活阀值，规则可信度等，设计出了对应的规则框架。 条件表定义：c o n d i t i o n ( i d ，o b j e c t , v a l u e ，r u l e i d ) 其中i d 为条件编号，o b j e c t 为条件主体，v a l u e 为主体的属性值，r u l e i d 为 条件所属的规则号。 规则表定义：r u l e ( r u l e i d ，c o n d i t i o n n u m ，c o n j ，a c t i o n ，c i f ) 其中r u l e i d 为规则编号，c o n d i t i o n n u m 为条件数目，c o n j 为条件间关系( 为 2 太原理工大学硕士研究生学位论文 逻辑连接词a n d 或o r ) ，a c t i o n 为规则匹配后要进行的操作，即规则的结论。 c i f 为事实的可信度。 事实表定义：f a c t ( o b j e c t ，v a l u e ，c i f ) 其中o b j e c t 为事实主体，v a l u e 为主体的取值，c i f 为事实的可信度。 ( 3 ) 对模糊推理的方法及控制策略进行了分析。在推理方法中，通过带确信度 的德尔菲法( 专家调查法) 来确定模糊集的隶属度；根据模糊假言推理，模糊拒取 式推理及模糊假言三段论来进行系统推理。并从推理的方向，推理的线路，推理的 效果等推理方法的控制策略上进行了深入的分析。 ( 4 ) 结合数据挖掘思想对新兵思想政治工作专家系统作了进一步研究。在对新 兵基本情况数据库和政治思想工作指导数据所产生的数据的基础上，对所保存的数 据进行处理，从数据挖掘思想的基础上对新兵思想政治工作专家系统作了进一步的 研究。 ( 5 ) 在w i n d o w s 环境下，采用开发工具v i s u a lb a s i c 6 0 和a c c e s s 数据库，编程 实现了桌面单机版的新兵思想政治工作指导专家系统原型。 2 我校1 9 9 9 届工程硕士王希术【4 1 ( 大同某部队政委) 根据部队的实际需要， 提出了一种基于模糊数学的新兵思想状况综合评判及心理疏导专家系统，其主要研 究内容： ( 1 ) 对新兵经常性思想工作的理论进行了大量的研究。 从经常性思想工作的原理出发，指出了经常性思想工作的涵义及理论基 础，指出了经常性思想工作的基本方针和原则，并对新兵经常性思想工作的 内容进行了描述。 从经常性思想工作与心理科学的基础出发，从思想与心理的辨证统一， 指出思想工作与心理疏导应相互补充；在对新兵生理、心理特点分析的基础 上，对来自不同社会环境的新兵心理差异分为三种情况进行了分析，指出了 城镇入伍新兵，农村入伍新兵，沿海特区入伍新兵的心理特点。 指出了新兵常见心理问题：入伍适应环境、军政训练、人际交往、性心 理、自我相关等心理问题；指出了新兵常见的心理问题的主要表现：焦虑、 孤独、自我拒绝、他人取向等表现；并对心理障碍表现及矫治做了大量的研 3 太原理工大学硕士研究生学位论文 究工作。 ( 2 ) 根据自己2 0 多年的思想政治工作，提出了影响新兵思想的三个大的因素， 九个小方面及二十七个小点，主要对新兵的心理特点，心理障碍及矫正作了深入的 探讨。 三个大的因素：个人因素、家庭因素、连队因素 九个小的方面：学习方面、工作方面、生活方面、父母方面、亲友方面、灾祸 方面、环境方面、交际方面、荣誉方面 二十七个小点：政治学习、军事学习、科文学习、队列训练、体能训练、技能 训练、身体状况、食宿环境、文化娱乐、父母身体、家庭收入、 优抚政策、亲友身体、工作情况、经济收入、自然灾害、邻里 纠纷、涉法问题、干部作风、连队荣誉、工作环境、战友关系、 骨干关系、老乡关系、表扬批评、评选先进、下连分工 ( 3 ) 提出了新兵思想状况模糊评判的数学模型，对基于模糊推理的方法及控制 策略进行了分析。 根据影响新兵思想的三个大的因素，九个小方面及二十七个小点构造等级模糊 子集，把反映被评估事物( 新兵思想状态) 的模糊指标进行量化( 即确定隶属度) ， 然后利用模糊变换原理对各指标综合评定。 ( 4 ) 在w i n d o w s 环境下，采用开发工具v i s u a lb a s i c 6 0 和a c c e s s 数据库，编程 实现了桌面单机版的新兵思想状况综合评判及心理疏导专家系统原型。 3 我校2 0 0 2 届工学硕士岳一领【5 1 ，在此前的基础上，在推理算法，推理策略， 推理机方面进行了深入的研究，实现了模糊的正向，反向综合推理，并编程实现了 a s p ( a c t i v es e r v e r p a g e ，简写为a s p ) 版本的专家系统模型。其主要研究内容： ( 1 ) 用关系型数据库技术构建以知识表达和以知识处理为主的系统知识库，采 用正反向结合的推理策略和不确定性推理方式实现推理机，并将正反向推理规则分 开组织分开调用( 具体参考其论文1 5 】推理层次图：p 6 3 页图) 。在正向推理时，根据新 兵表现出来的问题症状以及搜索对应的权重，匹配事实表中事实，并根据规则表中 的规则进行推理，得到满足规则条件的结论，作为中间结论。在反向推理时，根据 正向推理得到的中间结论和反向推理的相关规则，确定最终的结论和对应的措施。 d 太原理工大学硕士研究生学位论文 ( 2 ) 运用模糊理论来处理新兵经常性思想问题诊断中知识的模糊性和不确定性 以及将模糊理论运用到专家系统的不确定推理中。 ( 3 ) 在原有的三级评判模型的基础上对影响因素进行了扩充，增加了社会因素， 包括国际、国内方面的台湾问题、中美关系、政策法规、经济发展、科技发展、社 会治安、物价上涨等等相关的下级影响因素。 ( 4 ) 在w i n d o w s 环境下，采用编程语言a s p 和s q ls e r v e r 数据库，编程实现了 基于w e b 的新兵思想政治工作模糊专家系统原型。 4 我校2 0 0 2 届工学硕士鲍芳6 1 ，在粗糙集理论基础上，对新兵思想政治工作 专家系统中的知识的表示，规则库，措施库等进行了优化，提高了系统的性能。其 主要研究内容： ( 1 ) 根据思想政治工作的特点构建了产生式+ 框架的知识库结构，其中包括事实 库、规则库、措旖库、案例库等。 ( 2 ) 利用粗糙集理论中依赖度概念判断新知识是否符合一致性原则并进行相应 的处理。在系统的应用过程中，新的事实不断的加入，同时系统知识不断扩充，因 此需要保证新知识与原有知识的一致性：通过利用粗糙集理论中依赖度的概念，计 算原有知识的依赖度，在新知识输入到知识库前计算包含新知识的知识系统的依赖 度以此来判定新知识是否与原有知识一致，从而达到维护和完善知识库系统结构与 性能的目的( 关于粗糙集理论中依赖度理论及算法实现部分参考其论文1 6 】的 p 4 6 5 1 ) 。 ( 3 ) 利用知识重组和简约的算法对知识库中的知识进行整理和划分，减少了知 识库的冗余性，缩减了知识库规模，并揭示了知识问关系的本质。通过利用粗糙集 理论中的约简性，对知识库中知识进行重组和约简，将普通知识表达系统转化为二 元信息系统来实现缩减知识库的规模，消除冗余知识，使知识库保持最优的结构和 尽可能高的性能。 ( 4 ) 利用规则提取算法按步骤遍历决策表，提取出最终结果，生成相应的产生 式规则。 ( 5 ) 利用属性重要度概念，确定影响因素的权重，从而进行三级模糊综合评判， 克服了确定权重系数的主观性，使得评价结果更客观真实。 5 太原理工大学硕士研究生学位论文 1 1 _ 3 本课题的提出及意义 在上述新兵思想政治工作各种专家系统的开发中，积累了很多的经验，同时由 于专家知识的获取，知识库，推理事实，规则措旆的不完善及人的思想变化的复杂 多样性使得上述开发专家系统不完善，仅仅实现了其工作原型，不是特别实用。 在经过多次反复的深入客户群体中调研及客户反馈的基础上，开发出满足客户 需要，简单实用的新兵思想评估系统，以此来辅助提高基层干部的业务素质，提高 工作效率。 利用先进的统一建模语言( u n i t e dm o d e l i n gl a n g u a g e ，u m l ) 和j 2 e e 开发平台， 分析设计并开发出新兵思想常见问题评估系统，对于提高基层干部的政工业务能力 和素质，有效的提高思想政治工作的质量，具有十分重要的政治意义和经济效益。 因此，开发这一软件系统，具有很强的实用性和广泛的应用前景。 1 2 本文的主要内容 新兵思想政治工作是部队正规化建设中的一项基础性工程，直接关系到新兵的 健康成长和部队的长远建设。本文通过u m l 对新兵思想政治工作业务进行分析和 设计建模，采用网络编程语言j a v a 和各种开源的新技术，开发出新兵思想政治工 作评估系统，使得部队干部可以通过军内i n t r a n e t 以友好的应用界面来为用户 提供丰富的功能，如战士信息管理，方案库管理，措施库管理，条件、事实库管理， 新兵思想诊断，统计报表等功能。 本文主要侧重于系统的u m l 分析设计建模，及系统的j 2 e e 编码实现。 1 3 本文所作的工作 本论文中结合了软件工程中面向对象的软件建模方法与u m l 语言，在基于 j 2 e e 平台的基础上，对具体项目作了较深入的分析与研究。主要工作包括： 1 参与项目的需求调查工作，整理成为相关文档。 2 参与项目的系统分析工作，以及系统建模工作。 3 将前期的分析模型转换为设计模型，同时负责数据库的设计工作。 4 负责项目的系统设计，系统的全部代码编写、测试和集成工作。 5 给出针对解决思想问题的措施，并建立了措施库。 6 太原理工大学硕士研究生学位论文 6 整理项目资料，撰写论文。 1 4 本文的结构 本文共分为六章： 第一章：绪论。主要包括新兵思想评估系统概述、新兵思想政治工作专家系统 研究情况、新兵思想评估系统的提出及其意义、本课题的项目背景和组织结构。 第二章：j 2 e e 及相关技术简介。主要阐述了j 2 e e 体系结构，j 2 e e 的几项核心 技术：并对项目开发中用到的技术w e b w o r k 、h i b e r n a t e 、s p r i n g 、s i t e m e s h 等进行了 简单的介绍，为后面的构架设计与系统实现提供理论基础。 第三章：新兵思想评估系统的需求分析。采用u m l 对新兵思想评估系统进行 需求分析。 第四章：新兵思想评估系统设计。采用u m l 对新兵思想政治工作评估系统进 行设计，包括系统物理架构设计，系统软件架构设计，系统组件设计，系统数据库 设计，系统界面设计，并给出了各种系统设计图。 第五章：新兵思想评估系统实现。用j 2 e e 体系结构实现新兵思想评估系统， 并阐述其实现平台、用户管理子系统的实现、系统权限管理的实现、系统的推理算 法及主要实现界面。 ： 第六章：论文总结。在论文总结中，总结全文，并指出自己所做的工作以及课 题需要进一步改进的地方。 7 太原理工大学硕士研究生学位论文 第二章j 2 e e 及相关技术简介 本系统在设计的时候参照了目前流行的j 2 e e 多层体系架构，故本章首先对于 j 2 e e 体系架构做了简要的介绍，粗略描述了j 2 e e 的几项核心技术，并对系统使用 的技术如w e b w o r k 、h i b e r n a t e 、s p r i n g 、s i t e m e s h 等进行介绍，指出了这些技术具 体使用的场合，为第三、四、五章系统分析设计实现打下了良好的基础。 2 1 基于b s 的w e b 应用体系结构 2 1 1 传统的两层和三层体系结构 在w e b 发展的初期，w e b 应用主要是通过静态页面在i n t e m e t 上发布信息，其 体系结构如图2 - 1 所示。用户通过浏览器向服务器发送请求，服务器接收用户端的 请求，向客户端浏览器发送所请求的页面。在这种结构下，网站上的页面是静态的， 无法根据用户的实际使用情况做动态的变化。网站的信息提供者通过更新服务器上 的网页来向用户提供最新的信息。用户和浏览器之间只有有限的交互，而网站和用 户之间几乎没有交互。 匝习号割互l _ j 响应l j 图2 - 1 二层体系结构 f 喀2 - it w ot i e rs y s t e mf r a m e w o r k c g i ，a s p , p h p 等技术的出现，使得开发动态交互式的w e b 应用得以实现，其 常用体系结构如图2 2 所示。用户通过浏览器向服务器发送请求，w e b 服务器接收 客户端发送来的请求，对请求进行分析，如果请求是静态页面，那么就将所请求的 页面发送到客户端；如果请求的是动态页面，那么就执行此动态页面，并将执行结果 发送给客户端。动态页面中的脚本程序可以和数据库服务器进行交互。 8 太原理工大学硕士研究生学位论文 匝习爿亟豆雉 l j 响应 i k 一裂借烨l 图2 - 2 三层体系结构 f i g 2 2t h r e et i e rs y s t e mf r a m e w o r k w e b 服务器可以根据用户的请求动态更新页面上的信息，w e b 信息提供者可以 通过改变数据库中的数据向用户提供最新信息，而不需要逐个更改页面。用户可以 通过这些动态页面与数据库交互信息，从而增强了用户和服务器的交互性。 2 1 2 四层体系结构 当前的许多w e b 应用都需要更复杂的表现和逻辑处理【7 】。采用三层体系结构， 把数据的生成和数据的表现两部分都集成在了动态页面中。这就使动态页面变得非 常庞大，而且应用的表现和逻辑处理混合在一块，给w e b 应用系统的开发和维护带 来了许多困难。 针对此类问题，出现了一种新的四层体系结构，如图2 3 所示，将应用的逻辑 处理和应用的表现相分离。其中w e b 服务器( 即动态页面所在层) 主要负责应用的 表现，应用逻辑层主要负责应用的逻辑处理。在此体系结构下，用户通过浏览器向 服务器发送请求，w e b 服务器接收客户端发来的请求，对请求进行分析转换，调用 相应的应用服务器中的逻辑处理程序。逻辑处理程序可和数据库交互，将逻辑处理 结果返回给w e b 服务器，w e b 服务器再将结果发送给客户浏览器。 匝王芸叵困爿巫亘芦：圄 图2 - 3 四层体系结构 f i g 2 - 3f o u rt i e rs y s t e mf r a m e w o r k 2 1 3 n 层体系结构 四层模型的引入使业务逻辑具有更好的伸缩性，这使业务逻辑只放在中间层， 是整个应用程序中处理量最大的块。n 层体系架构就是在四层模型的基础上把运行 在应用服务器上的组件体系架构进一步模块化，如增加表示层，控制层，业务代理 层，业务层，数据库访问层，持久层等。 9 太原理工大学硕士研究生学位论文 2 2j 2 e e 体系架构 2 ，2 1 概述 目前，j a v a2 平台有3 个版本，它们是适用于小型设备和智能卡的j a v a2 平台 m i c r o 版( j a v a2p l a t f o r mm i c r oe d i t i o n ，j 2 m e ) 、适用于桌面系统的j a v a2 平台标准 版( j a v a2p l a t f o r m s t a n d a r de d i t i o n ，j 2 s e ) 、适用于创建服务器应用程序和服务的 j a v a2 平台企业版( j a v a2p l a t f o r me n t e r p r i s ee d i t i o n ，j 2 e e ) 。 j 2 e e 是一种利用j a v a 2 平台来简化诸多企业级应用解决方案的开发、部署和管 理相关的复杂问题的体系结构，提供了一个企业级的应用模型和运行环境用于开发 和部署多层体系的应用。它通过提供企业应用环境所必需的各种服务，使得部署在 j 2 e e 平台上的多层应用可以实现高可用性、安全性、可扩展性和可靠性。 2 2 2j 2 e e 应用程序组件 j 2 e e 应用程序是由组件构成的。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。j 2 e e 蓝皮书中定 义了以下的j 2 e e 组件： 1 客户层组件：应用客户端程序和a p p l e t s 。 2 w e b 层组件：j a v as e r v l e t 和j s p 。 3 业务层组件：e j b 。 4 企业信息系统层：企业基础设施，数据库和其它遗留系统。 2 2 2 1 客户层组件 客户端程序和a p p l e t s 是客户层组件。j 2 e e 应用可以是基于w 曲方式的，也可 以是基于传统方式的。在一个基于w e b 的j 2 e e 应用中，用户的浏览器在客户层中 运行，并从一个w e b 服务器上下载w e b 层中的静态h t m l 页面或由j s p 或s e r v l e t ； 生成的动态h t m l 页面。在一个不基于w e b 的j 2 e e 应用程序中，一个独立客户程 序在不经过w e b 层的情况下访问e n t e r p r i s ej a v a b e a n s 。客户层用某些j a v a b e a n 对 象来管理用户输入，并将该输入发送到在业务层中运行的e n t e r p r i s ej a v a b e a n s 类来 处理。 1 0 太原理工大学硕士研究生学位论文 2 2 2 2w e b 层组件 j a v as e r v l e t _ 币l jj s p 是w e b 层组件。按照j 2 e e 规范，静态的h t m l 页面和a p p l e t s 不算是w e b 层组件，它们是客户层组件。运行在j 2 e e 服务器上的w e b 层组件依赖 容器来支持诸如客户请求和响应及e n t e r p r i s ej a v a b e a n s 查询等。w e b 层可能包含某 j a v a b e a n 对象来处理用户输入，并把输入发送给运行在业务层上的e j b 来进行处理。 2 2 2 3 业务层组件 e n t e r p r i s ej a v a b e a n s ( e j b ) 是业务层组件，业务层逻辑用来处理业务流程，容器 为运行在业务层的e j b 提供诸如事务、生命期、状态管理、多线程及资源存储池等 服务。 2 2 2 4 企业信息系统层 企业信息系统层处理企业信息系统软件包括企业基础建设系统，例如企业资源 计划( e r p ) ，大型机事务处理，数据库系统，和其它的遗留信息系统。例如：j 2 e e 应 用组件可能为了数据库连接需要访问企业信息系统。数据库也属于信息系统层。 2 2 3j 2 e e 的核心a p i j 2 e e 平台由一整套服务( s e r v i c e s ) 、应用程序接1 ( a p i ) 和协议构成，它对开发 基于w e b 的多层应用提供了功能支持，在上一节己经对j 2 e e 组件进行了说明，下 面对j 2 e e 中下几种核心技术进行简单的描述： 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 ca p ! 为访问不同的数据库提供了一种统一的途径，象o d b c 一样，j d b c 对开发者屏蔽了一些细节问题，另外，j d c b 对数据库的访问也具有平台无关性。 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 a p i 被用于执行名字和目录服务。它提供了一致的模型来存取和操作企业 级的资源( 如d n s 和l d a p ) ，本地文件系统，或应用服务器中的对象。 3 r m i ( r e m o t e m e t h o di n v o k e ) r m i 协议调用远程对象方法。它使用了序列化方式在客户端和服务器端传递数 据。r m i 是一种比e j b 使用的更底层的协议。 4 j a v ai d l c ：o r b a 在j a v ai d l 的支持下，开发人员可以将j a v a 和c o r b a 集成在一起。可以创 1 】 太原理工大学硕士研究生学位论文 建j a v a 对象并使之可在c o r b a o r b 中展开，还可以创建j a v a 类并作为和其它o r b 一起展开的c o r b a 对象的客户。后一种方法提供了另外一种途径，通过它j a v a 可 以被用于将新的应用和旧的系统相集成。 5 x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ) x m l 是一种可以用来定义其它标记语言的语言。它被用来在不同的商务过程 中共享数据。x m l 的发展和j a v a 是相互独立的，但是，它和j a v a 具有的相同目标 正是平台独立性。通过将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 性的解决方案。 6 j m s ( j a v am e s s a g es e r v i c e ) j m s 是用于和面向消息的中间件相互通信的应用程序接a ( a p 0 。它既支持点对 点的域，又支持发布订1 词( p u b l i s h s u b s c r i b e ) 类型的域，并且提供对下列类型的支持： 经认可的消息传递，事务型消息的传递，一致性消息和具有持久性的订阅者支持。 j m s 还提供了另一种方式将新的应用与旧的后台系统相集成。 7 j t a ( j a v at 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 ，应用系统由此可以访问各种事务监控。 8 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 ao t s 事务监控的基本的实现。j t s 规定了事务管理器的实现方 式。该事务管理器是在高层支持j a v a t r a n s a c t i o n a p i ( j t a ) 规范，并且在较底层实现 o m go t ss p e c i f i c a t i o n 的j a v a 映像。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。 9 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 ，它提供了一套邮件服务器的抽象类。 不仅支持s m t p 服务器，也支持i m a p 服务器。 1 0 j a f ( j a v a b e a n sa c t i v a t i o nf r a m e w o r k ) 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。m i m e 的字节流可以被转换 成j a v a 对象。大多数应用都可以不需要直接使用j a f 。 1 2 太原理工大学硕士研究生学位论文 2 3 m v c 设计模式 2 3 1m v c 设计模式概述 m v c 是m o d e l z v i e w c o n t r o l l e r 的简称，即模型视图一控制器f 8 】。m v c 是x e r o x p a r c 在2 0 世纪8 0 年代为编程语言s m a l l t a l k 发明的一种软件设计模式，至今已被 广泛使用，最近几年被推荐为s u n 公司j 2 e e 平台的设计模式，受到越来越多的w e b 开发者的欢迎。m v c 它强制地把应用程序的输入、处理和输出分开。m v c 把应用 程序分成三个核心模块：模型、视图和控制器。他们分别担负不同的任务。图2 - 4 显 示了这几个模块各自的功能以及它们的相互关系。 图2 - 4 m v c 模式 f i g 2 - 4t h em o d e lo f m v c 1 视图 视图是用户看到并与之交互的界面。视图向用户显示相关的数据，并能接收用 户的输入数据，但是它并不进行任何实际的业务处理。视图可以向模型查询业务状 态，但不能改变模型。视图还能接收模型发出的数据更新事件，从而对用户界面进 行同步更新。 2 模型 模型是应用程序的主体部分。模型表示业务数据和业务逻辑。一个模型能为多 个视图提供数据。同一个模型可以被多个视图重用，所以提高了应用的可重用性。 3 控制器 控制器接受用户的输入并调用模型和视图去完成用户的需求。当w e b 用户单击 1 3 太原理工大学硕士研究生学位论文 w e b 页面中的提交按钮来发送h t m l 表单时，控制器接收请求并调用相应的模型 组件去处理请求，然后调用相应的视图来显示模型返回的数据。 4 m v c 处理过程 m v c 处理过程如下： ( 1 ) 首先控制器接收用户的请求，并决定应该调用哪个模型来进行处理； ( 2 ) 然后模型根据用户请求进行相应的业务逻辑处理，并返回数据； ( 3 ) 最后控制器调用相应的视图来格式化模型返回的数据，并通过视图呈现给 用户。 2 3 2m v c 设计模式的优点 在最初的j s p 网页中，像数据库查询语句这样的数据层代码和h t m l 这样的表 示层代码混在一起。经验比较丰富的开发者会将数据从表示层分离开来，但这通常 并不是很容易做到的，它需要精心地设计和不断地尝试。m v c 从根本上强制地将 它们分开。尽管构造m v c 应用程序需要一些额外的工作，但是它给我们带来的好 处是毋庸置疑的。 首先，多个视图能共享一个模型。如今，同一个w e b 应用程序会提供多种用户 界面，例如用户希望既能通过浏览器来收发电子邮件，还希望通过手机来访问电子 邮箱，这就要求w e b 网站同时提供i n t e m e t 界面和w a p 界面。在m v c 设计模式中， 模型响应用户请求并返回响应数据，视图负责格式化数据并把它们呈现给用户，业 务逻辑和表示层分离，同时一个模型可以被不同的视图重用，所以大大提高了代码 的可重用性。 其次，模型是自包含的，与控制器和视图保持相对独立，所以可以方便地改变 应用程序的数据层和业务规则。如果把数据库从m y s q l 移植到o r a c l e ，或者把 r d b m s 数据源改成l d a p 数据源，只需改变模型即可。一旦正确地实现了模型， 不管数据来自数据库还是l d a p 服务器，视图都会正确地显示它们。由于m v c 的 三个模块相互独立，改变其中_ 个不会影响其他两个，所以依据这种思想能构造良 好的松耦合的构件。 此外，控制器提高了应用程序的灵活性和可配置性。控制器可以用来连接不同 的模型和视图去完成用户的需求，也可以为构造应用程序提供强有力的手段。给定 】4 太原理工大学硕士研究生学位论文 一些可重用的模型和视图，