（计算机应用技术专业论文）基于多层体系结构技术的教学考评系统的分析与设计.pdfVIP

摘要 近些年，我国高等教育实现了高速发展，但同时带来的问题是高等教育的数量 和质量还不能够很好地适应经济社会发展的需要，尤其是质量问题更为突出。随着 各高校对直接关系到教学质量好坏的教学情况的重视程度日益加强，对教学的考核 评价日渐重视，传统的考评系统在考核方式上已不能满足现在考核需求。随着网络 应用的日渐流行，校园网络的日益成熟，开发适应新形式需求的教学考评系统就成 为迫在眉睫的问题。 在此系统的分析与设计过程中，本文主要做了以下研究设计工作： 1 分析了高校教学考评系统的现状和研究意义。 2 对面向对象的分析与设计技术、多层架构技术、s t r u t s 设计技术和o r m 设 计技术等进行了技术层面的分析与研究。 3 运用面向对象的分析与设计技术，对教学考评系统的用户、静态结构、行 为交互次序及数据变换进行了分析，得到了系统用例模型、系统对象模型、系统动 态模型及系统功能模型。 4 根据得到的相关系统模型，采用多层体系结构技术，给出了教学考评系统 的设计方案，分析并提出了c s 和b s 相结合的工作模式、系统分层设计的思路、 数据持久化设计的实现方法，并对系统安全性、系统考评策略等进行了相关设计。 总之，针对当前新形势下高校教学考评的需求，本论文给出了一个基于多层体 系结构的教学考评系统的分析与设计方案，为最终实现一个完善的教学考评系统打 下了基础，为提高高校办学质量和加快高校信息化建设步伐提供了有益的思路。 关键词：多层体系结构、教学考评、c s 、b s 、0 r m 、h i b e r n a t e 、s t r u t s 、 数据持久化 a sr a p i dp m g r e s sh a sb e c nm a d ei nh i g h e re d u c a t i o n ，t h ep o o r t e a c h i l l gq u a l i t yh a s b c c o m eas e r i o u sp m b l e mt 0b es 0 1 v e di nr e c e n ty e a r s a st l l eu n j v e r s i t i e sa t t a c hm e i n l p o n a n c et ot l l et e a c h i i l gs i t l i a t i o nm o r ei l l t e n s i v e l y ，t l l ee s t i m a t eo ft e a c h j n gs i t l l a t i o h a sb e e nt l l i 玎k i gm u c hm o r c ，a l l d t h e 廿a d i t i o n a lm e t h o df o re s t i m a t i n gc a nn o tm e e t t l l ed e m 舡l da n ym o r e s o ，w i t ht h ei i l c r e a s i n 醇ym a t u r co ft h ec w i s so fu i v e r s “i e sa n d t h e p o p u l a r i t y o ft h en c 押。咄i ti sv e r yn e c c s s a r yt od e v c l 叩an e ws y s t e mo f t e a c h i n g 幅t i m a t ci no r d c rt om c c tt h en e e d so fn e we n v i m 皿e n t t h et l l c s i sh 弱m a d es t u d yi nt h ef o l l o w i n ga s p c c t s ： f i r s t ，t h ec u i r 钮ts i t i l a t i o no ft h es y s t c mo ft c h j n g - 豁t i m a t ei nu n i v e r s i t i 髂h a s b e s 乜l t e d ，a n dt h es i 印i 丘啪c eo fs t u d y i n gh a sb e e n 越a l y z e d s e 0 0 n d l y ，t h e 翘t h o r 柚a l y z c s t l l e t e c h l l o l o g i e so fo o ，m u l t i l a y e rs t n l c t l l r c ， s t r u t sa n do r mi nt e c h n o l o g i c a ll a y e r r n l i r m y ，b yu s i n gt h ct c c l i n o l o g yo fo o a a l l do o d ，t l l ea u 也o r 孤a l y z e st l i eu s e r s ， s t a t i cs 协l c n l r c ，a c t i o ns e q u c n c ea l l dd a t ac x c h a n g e ，a n dg e t st h eo b j e c tm o d l l l e ，t h c d y l l 衄i cm o d u l c 蛆dt h ef u c t i o n a lm o d l l l eo ft h cs y s t c m 陆a l l y ，b yu s i n g t l l ct c c h l l o l o g yo fm u l t i l a y c rs 扛1 l c t i l r c ，a p r o j e c th a s b e c n d e s i 印e d ，w h i c hi n c l u d c st h ci t e g m t c dm e t h o do fc sa db s ，t h cd c s i 印i d e a so fm e m l l l t i l a y c rs 劬c t u r c ，t h ew a yo f 也ed a t ap 哪i s t i g ，衄d 血c 咒l a t c dd 骼i 弘o fs y s t e m s c c 删t ) r 衄de s t i m a t j n gs 仃a t c g y i ns h o n ，t h ep a p c fp r a v i d 髂ap r o j e c ti na n a l y s i sa n dd 鹪i g no ft h et e a c h i n 争e s t i m a t e ， w h i c hb 弱e do nm u l t i l a y e rs 劬c t u r e t h cp r o j c c ti sv c r yh c l p f i l l t or c a l i z e 也ee x e r c i s a b l e s y s t e m ，锄do 虢r s t l l ei d e a l st 0e 玎_ 1 l a i l c et h et e a c h i n gq u a l i t yi nu n i v e r s i t i e sa d a c c e l e r a t e st h ep a c eo ft l l ec o n s t r u c t i o no fc a m p u s - w j d eh l f 响a t i o ns y s t 锄s k e yw o r d s ：m u l t i l a y e rs t n l c t i l r e ，t e a c h i n g - e s t i m a t e ，c s ，b s ，o r m ，m b c m a t e ，s t r u t s ， d a t ap e r s i s t i n g 顽士学位论文 m a s t e r st h e s i s 华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作 所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。 作者签名：啊弦澹 日期：6 年岁月加日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。本人授权华中师范大学可以将本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和汇编本学位论文。 作者签名：a 缘；爵 日期：m 年f 月如日 扎即分。j 嗝去每 日期： ；年f 月伊日 本人已经认真阅读“c a l i s 高校学位论文全文数据库发布章程”，同意将本人的 学位论文提交“c a l i s 高校学位论文全文数据库”中全文发布，并可按“章程”中的 规定享受相关权益。回意i 佥塞埕变压澄卮；旦坐生；旦= 生i 旦三生蕉查! 作者签名：坤略奇 日期：狮6 年f 月油日 和唪隗呸小文 日期跏f 年步月p 日 硕士学住论文 m a s t e r st h e s i s 第一章绪论 1 1 引言 教学情况评估，顾名思义，也就是对教师授课的具体情况、班级课堂的具体情 况按照一定的评判标准来衡量，并给出评估结果的一种教学管理举措。每个学校可 根据本校的具体情况来给出不同的衡量标准。教学情况的评估是学校对教学情况工 作整体情况进行了解的具体途径，是学校进行教学管理的一项重要手段，也是教师 进行职称评定、班级评优的一项重要依据，同时它也是学校对自己教学工作质量进 行改进和加强的重要参考标准。 目前，我国高等教育实现了又快又好地发展，在规模持续扩大的同时，教育质 量也在不断提高；高校科技创新能力和服务社会水平明显提升；高等教育管理体制、 招生就业制度、教育教学、后勤社会化等一系列改革稳步推进，有效地保证了教育 教学质量的稳步提高；高等教育的国际地位不断提升。然而在肯定成绩的同时，我 们也不能不清醒地认识到高等教育存在的问题。比如，高等教育的数量和质量还不 能够很好地适应经济社会发展的需要，尤其是质量问题更为突出；深化改革的任务 还相当艰巨；教育教学投入不够，不能满足提高教育质量的需要等。当前要做的便 是把握好高等教育的发展节奏，把工作重点放到更加注重提高教育质量上来。而教 学评估是提高教育教学质量的关键举措。各个高校也应该更加地重视针对其自身所 开展的教学评估工作。通过评估，更新教育思想观念，确立教学工作的中心地位， 强化质量意识，规范教学管理，深化教学改革，加强师资队伍建设，提炼办学特色， 增强师生员工凝聚力，优化校风、学风，提高教育质量等，以压力来推动自身的发 展。 正是由于教学情况评估在教学管理中具有如此重要的作用，因此教学考评系统 应运而生。它能够更加准确、安全、稳定地对教学情况的相关数据进行管理，并且 系统中的统计功能能够对教学管理工作的改进及其前进方向具有很好的参考价值。 1 2 教学考评系统的现状分析 当前，各大高校的教学考评系统主要分为三种：传统手工的教学考评系统，改 进的传统教学考评系统和基于网络的教学考评系统。 1 传统手工教学考评系统 传统的手工教学考评系统，即是传统的问卷调查式的教学考评系统：学期末时， 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 在学生中发放教师授课评分表，在教师中发放班级课堂评分表，填写完毕后由专门 人员负责管理并将表中数据手工地输入电脑保存起来。然后通过表格软件来进行简 单统计( 比如e x c e l ) 后，得出最后考评分数并保存。需要时将结果打印出来以供 参考分析。此系统结构如图卜l 。 图卜l传统手工教学考评系统结构 事实上，这种传统的手工的教学考评系统已被许多学校沿用多年，部分学校至 今都还在使用。但是随着社会的发展和科技的日新月异，这种陈旧的教学考评系统 已经越来越暴露出自身的缺陷和不足。主要存在以下几个问题： ( 1 ) 在学生中集中填写调查表单往往存在一人多投的现象，且相互影响； ( 2 ) 针对学生班级的调查往往直接由学生干部在课后找任课教师当场填写， 往往缺乏客观性： ( 3 ) 统一收集的调查表的手工总结分析效率较低，无法完整及时地反馈调查 信息。 ( 4 ) 统计方式过于简单陈旧，不适应于变化与改进。 鉴于以上问题，我们不得不去寻求一种新的，能够解决以上诸多问题的教学考 评系统。 2 改进的传统教学考评系统 这种考评系统对传统的考评系统作了一定的改进，但是并不能完全解决传统考 评系统的所有缺点。它利用了现代科技产品高速扫描仪来对评分表单进行高速扫 描，替代了传统地从键盘输入的方式，从而提高了工作效率。系统结构如图卜2 。 图卜2 改进的传统教学考评系统结构 虽然高速扫描仪速度很快，能够提高工作效率，但是仍然存在显示乱码的现象。 这个时候还是需要比对原评分表单来进行更正，这样便降低了工作效率。 2 硕士学住论文 m a s t e r st h e s i s 3 网络教学考评系统 在当今校园生活中，网络已成为师生生活和学习中不可缺少的一部分。各个高 校也加强了对校园网的建设和维护工作，充分利用校园网的资源和优势来进行各项 日常工作的开展和信息的发布。同时校园网的功能也越来越全面。 网络教学考评系统，充分利用了校园网络，互联网资源和计算机数据处理技术 来实现教学情况的考核与评价。它允许学生和教师通过网络来进行评分，之后系统 将数据从客户端浏览器传递到数据库服务器；统计完成后，用户( 学生、教师) 可 以通过浏览器进行查分，当然在进行考评时也可将数据打印出来。它能解决传统手 工教学考评系统中手工输入数据的工作量大、易造成数据遗漏和出错、容易出现人 为窜改、缺乏公正性和客观性等不足，同时还减轻了管理人员的工作强度，提高了 工作效率，减少了人为因素的干扰，可谓一举多得。 事实上，网络教学考评系统的发展经过了两个阶段：c s 结构的网络教学考评 系统和b s 结构的网络教学考评系统。 c s 结构的网络教学考评系统的系统结构如图卜3 。 图卜3c s 网络教学考评系统结构 这种c s 结构的网络教学考评系统存在着一定的缺陷，就是在输入数据时只有 在某个指定的局域网内进行，而不能在广域网上进行数据的输入。这便使这种网络 教学考评系统受到了地理范围的约束。并且当用户量大且又必须到指定地点( 比如 某一个实验室或是某个校园网内) 进行数据输入时，便会降低此系统的使用效率， 使用起来变得不那么方便了。 而b s 结构的网络教学考评系统才是现在流行的，真正意义上我们所说的“网 络教学考评系统”。它的系统结构如图卜4 。 图卜4b s 网络教学考评系统结构 硕士学住论文 m a s t e r st h e s i s 虽然b s 系统比c s 系统在使用上更加方便一些，但是b s 系统也有不如c s 系统的地方，比如说当进行大量数据操作时，c s 便表现出它安全性高和效率高的 优点了。 比较以上三种教学考评系统可以发现网络教学考评系统能够非常好地完成整 个教学情况的评估工作，这也正是这次本文采用b s 结构和c s 结构相结合的网络 教学考评系统的原因。 1 3 教学考评系统的研究意义 网络教学考评系统虽然只是一个用来方便教学管理工作的考评系统，但是对于 它的研究还是很有现实意义的。 1 一个好的教学考评系统能够使教学管理的工作更加准确、更加高效和更加 公正地开展。 作为教师职称评定，班级评优的依据之一，考评系统的数据一定要是公平、公 正的。这有利于维持教学管理工作正常、稳定地开展下去：有利于维护学生和教师 的利益；有利于保持融洽、和谐的教学人际关系氛围。 2 学校通过教学考评系统能够对自己的教学情况和水平有一定的认识；能够 使其发扬优点，改正缺点；能够加快推动自身教育改革、增强质量意识：能够增加 领导来校进行评估工作的筹码。 近年来，在我国政府的正确领导下，我国大力发展高等教育事业，积极深化办 学体制和投资体制改革，高等教育实现了跨越式发展。2 l 世纪的头2 0 年，对高等 教育来讲也是发展的一个重大战略机遇期。一方面规模的发展还将继续，另一方面 高等教育将实施战略重心的转移，由前一阶段量的扩张转移到质的提高上来。各个 省市都陆续开展教育评估工作，以评估为动力，确保高教质量，促进高教发展。 在强调高质量的教育趋势下，各大高校在考虑其自身生存与发展的同时，都加 大了提高教学水平，培养优秀人才的力度。教学考评系统能够更好地帮助学校开展 教学工作，促进教育水平地提高。 3 将教学考评系统当作是测量自己的尺子，提高高校整体竞争力。 现在高等教育改革发展进入了高等教育大众化阶段。同时，教育国际化趋势日 益明显，各种形式的中外合作项目的启动与发展，国外许多著名大学来我国办学， 这些都对高等教育的人才培养提出了更高、更新的要求。在面临国内外各高校激烈 的竞争力时，我国各高校只有不断提高自身素质，不断审视自身缺点并改进，才能 使自己不被淘汰。 4 顾士学位论文 m a s t e r st h e s i s 4 与国际化接轨，推广网络应用。 现在我们已经进入到了2 1 世纪。2 1 世纪的重要特征就是数字化、网络化和信 息化，它是一个以网络为核心的信息时代。随着i n t e r n e t 的普及，各种骨干网技 术、接入网技术正在以令人目眩的速度发展着，网络技术己成为现代信息技术的主 流，这对于社会的进步、科学的发展以至个人家庭生活都产生了巨大的影响。目前， 现代信息技术发展的水平己成为衡量一个国家、一个城市综合实力的重要标准之 一。在全球“信息高速公路”风起云涌之际，迎头赶上世界网络先进技术水平、 以适应2 1 世纪发展需要的高素质人才是我国各大高校的主要目标。目前，随着网 络技术的日臻成熟，其应用领域也在不断拓宽，政府上网、企业上网、家庭上网方 兴未艾，逐步形成网络社会。作为网络技术的重要应用，现代远程教育、校园网络 应用开始为人注目。网络正以它汹涌地态势席卷各个角落。而高校作为各种知识的 传播地，更应该与国际化接轨，走在世界尖端。对于网络的应用，高校应该以积极 的态度加以推广。本次设计的网络教学考评系统，对于增强高校的网络应用是很有 作用的。 1 4 本文研究的主要内容及全文结构 1 主要研究内容 针对当前高校教学考核方式与教学考核系统的主要问题，本文主要通过采用面 向对象的分析与设计技术，通过对j a v a 技术中的s t r u t s 、e j b 、o r m 等相关设计与 实现技术的研究，并通过合理的选择b s 和c s 相结合的工作模式来分析设计基于 多层体系结构的教学考评系统，以较好地解决系统开发的效率、考评系统的公平性、 易用性、可扩充性、完整性等问题。同时，本文就系统的安全性和相关考评策略进 行了研究。 2 全文结构 本文第一章分析了高校教学考评系统的现状和研究意义；第二章对本文所用到 的多层架构技术、面向对象的分析与设计技术、s t r u t s 设计技术、e j b 和o r m 设计 技术等进行了详细分析；第三章通过对教学考评系统的分析，给出了系统设计目标、 系统用例模型、系统对象模型、系统动态模型与系统功能模型；第四章给出了教学 考评系统的设计方案，主要包括系统体系结构设计、系统分层设计、数据持久化设 计、系统安全性设计、考评策略设计等；第五章对整个系统进行了设计总结，介绍 了本次设计的特点以及系统的可扩充性。 硕士学住论文 m a s t e r st h e s i s 第二章设计技术分析 2 1 多层结构技术 以前网络应用开发中频繁使用的c l i e n t s e r v e r ( c s ) 和简单的 b r o w s e s e r v e r ( b s ) 两层结构存在灵活性差、升级困难、维护工作量大等缺陷， 很难再适应当前信息技术与网络技术发展的需要，现在基本上由三层( 或多层) 结 构取而带之。 2 1 1 多层结构的概念 三层( 或多层) 结构的特点是在两层结构的基础上加入一个( 或多个) 中间件 层，本次设计采用j a v a 技术体系中的多层结构，多层体系结构图如图2 一l 所示。 它将c s 中原本运行于客户端的处理移到了中间件层来实现，客户端只负责显示与 用户交互的界面及少量的数据处理( 如数据合法性检验) 工作。客户端将收集到的 信息( 请求) 提交给中间件服务器，中间件服务器进行相应的业务处理( 包括对数 据库的操作) ，再将处理结果反馈给客户机。 这里所说的三层体系，不是指物理上的三层，也不是简单地放置三台机器， 而是指逻辑上的三层，即使这三个层放置到一台机器上。 客户端 中间件 图2 一l 多层体系结构 层 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 2 1 2 多层结构的优势 多层结构相对于两层结构具有许多优势，主要表现在： ( 1 ) 客户端零维护 在三层体系结构中，几乎所有的业务处理都是在中间件上完成的，客户端只需 要安装浏览器即可，不用做任何其它安装和配置工作，所以也就不存在客户端维护 的问题，真正实现了“客户端零维护”。处理业务时，操作员可以直接通过w e b 浏 览器访问w e bs e r v e r 进行业务处理工作。 2 ) 可扩展性好 三层体系结构的可扩展性好体现在以下四个方面： 工作节点的可扩展性好。由于三层体系结构的客户端零维护的特点，使增 加一个工作节点的工作简单到了只需增加一台装有w e b 浏览器的p c 机即可。 应用系统的可扩展性好。好的应用系统应该能方便地实现一定程度上业务 的变化和业务单元的增加。三层体系结构采用面向对象的分析和设计模式，将业务 模块都封装到了业务类和服务类中，所以，如果一个业务流程交了，或需要增加 个新的业务模块，只需替换或增加新的业务类和服务类即可。 业务逻辑与用户界面及数据库分离，使得当用户业务逻辑发生变化时只需 更改中间层的控件组件j a v a b e a n 即可。 便于数据库移植。由于客户端不直接访问数据库，而是通过一个中间层进 行访问，所以，在改变数据库、驱动程序或存储方式时无需改变客户端配置，只要 集中改变中间件上的持久化层的数据库连接部分即可。 ( 3 ) 安全性好 在三层体系结构中，客户端只能通过w e bs e r v e r 访问数据，而不能直接访问 数据库，这大大提高了系统的安全性。如果对系统提出更高的安全性要求的话，还 可以通过防火墙进行屏蔽。 ( 4 ) 资源重用性好 由于将业务逻辑集中到中间件中统一处理，三层体系结构可以更好地利用共享 资源。例如数据库连接是一项很消耗系统资源、影响响应时间的事件，在三层体系 结构中可以将数据库连接放在缓冲池中统一管理，由不同应用共享，并有效控制连 接的数量。 为了更好实现三层体系结构，本系统采用面向对象的分析与设计技术，方便处 理数据信息和功能实现。w e b 表现层主要采用的是基于m v c 应用框架的s t r u t s 7 硕士学住论支 m a s t e r st h e s i s 技术，来设计表现层的实现策略；业务逻辑层则由实现了业务逻辑的业务对象组成； 持久化层则采用基于0 r m 的对象驱动技术来作为数据访问方式。 2 2 面向对象的分析与设计技术 2 2 1 面向对象的分析技术 面向对象分析方法( o b j e c t o r i e n t e da n a l y s i s ，0 0 a ) ，是在一个系统的开发 过程中进行了系统业务调查以后，按照面向对象的思想来分析问题。o o a 与结构化 分析有较大的区别。o o a 所强调的是在系统调查资料的基础上，针对面向对象方法 所需要的素材进行的归类分析和整理，而不是对管理业务现状和方法的分析。 0 0 a ( 面向对象的分析) 模型由5 个层次( 主题层、对象类层、结构层、属性 层和服务层) 和5 个活动( 标识对象类、标识结构、定义主题、定义属性和定义服 务) 组成。在这种方法中定义了两种对象类之间的结构，一种称为分类结构，一种 称为组装结构。分类结构就是所谓的一般与特殊的关系。组装结构则反映了对象之 间的整体与部分的关系。 o o a 在定义属性的同时，要识别实例连接。实例连接是一个实例与另一个实例 的映射关系。o o a 在定义服务的同时要识别消息连接。当一个对象需要向另对象 发送消息时，它们之间就存在消息连接。 o o a 中的5 个层次和5 个活动继续贯穿在0 0 d ( 面向对象的设计) 过程中。o o d 模型由4 个部分组成。它们分别是设计问题域部分、设计人机交互部分、设计任务 管理部分和设计数据管理部分。 0 0 a 的主要原则： ( 1 ) 抽象：从许多事物中舍弃个别的、非本质的特征，抽取共同的、本质性 的特征，就叫做抽象。抽象是形成概念的必须手段。 抽象原则有两方面的意义：第一，尽管问题域中的事物是很复杂的，但是分析 员并不需要了解和描述它们的一切，只需要分析研究其中与系统目标有关的事物及 其本质性特征。第二，通过舍弃个体事物在细节上的差异，抽取其共同特征而得到 一批事物的抽象概念。 抽象是面向对象方法中使用最为广泛的原则。抽象原则包括过程抽象和数据抽 象两个方面。过程抽象是指任何个完成确定功能的操作序列，其使用者都可以把 它看作一个单一的实体，尽管实际上它可能是由一系列更低级的操作完成的。数据 抽象是根据施加于数据之上的操作来定义数据类型，并限定数据的值只能由这些操 作来修改和观察。数据抽象是0 0 a 的核心原则。它强调把数据( 属性) 和操作( 服 务) 结合为一个不可分的系统单位( 即对象) ，对象的外部只需要知道它做什么， 而不必知道它如何做。 ( 2 ) 封装：把对象的属性和服务结合为一个不可分的系统单位，并尽可能隐 蔽对象的内部细节。 ( 3 ) 继承：特殊类的对象拥有的其一般类的全部属性与服务，称作特殊类对 一般类的继承。在o o a 中运用继承原则，就是在每个由一般类和特殊类形成的一般 到特殊的结构中，把一般类的对象实例和所有特殊类的对象实例都共同具有的属性 和服务，一次性地在一般类中进行显式的定义。在特殊类中不再重复地定义一般类 中已定义的东西，但是在语义上，特殊类却自动地、隐含地拥有它的一般类( 以及 所有更上层的一般类) 中定义的全部属性和服务。继承原则的好处是：使系统模型 比较简练也比较清晰。 ( 4 ) 分类：就是把具有相同属性和服务的对象划分为一类，用类作为这些对 象的抽象描述。分类原则实际上是抽象原则运用于对象描述时的一种表现形式。 ( 5 ) 聚合：又称组装，其原则是：把一个复杂的事物看成若干比较简单的事 物的组装体，从而简化对复杂事物的描述。 ( 6 ) 关联：是人类思考问题时经常运用的思想方法：通过一个事物联想到另 外的事物。能使人发生联想的原因是事物之间确实存在着某些联系。 ( 7 ) 消息通信：这一原则要求对象之间只能通过消息进行通信，而不允许在 对象之外直接地存取对象内部的属性。通过消息进行通信是由于封装原则而引起 的。在0 0 a 中要求用消息连接表示出对象之间的动态联系。 ( 8 ) 粒度控制：一般来讲，人在面对一个复杂的问题域时，不可能在同一时 刻既能纵观全局，又能洞察秋毫。因此需要控制自己的视野：考虑全局时，注意其 他的组成部分，暂时不详细察看每一个部分的具体的细节；考虑某部分的细节时则 暂时撇开其余的部分。这就是粒度控制原则。 ( 9 ) 行为分析：现实世界中事物的行为是复杂的。由大量的事物所构成的问 题域中各种行为往往相互依赖、相互交织。 面向对象分析产生将三种分析模型，它们分别是： ( 1 ) 功能模型( 即用例模型作为输入) ( 2 ) 对象模型：对用例模型进行分析，把系统分解成互相协作的分析类，通过类 图对象图描述对象对象的属性对象间的关系，是系统的静态模型 ( 3 ) 动态模型：描述系统的动态行为，通过时序图协作图描述对象的交互，以 揭示对象间如何协作来完成每个具体的用例，单个对象的状态变化动态行为可以 通过状态图来表达 2 2 2 面向对象的设计技术 面向对象设计( o b j e c t o r i e n t e dd e s i g n ，o o d ) 方法是0 0 方法中一个中间过 渡环节。其主要作用是对0 0 a 分析的结果作进一步的规范化整理，以便能够被0 0 p 直接接受。o o d 是一种软件设计方法，是一种工程化规范。这是毫无疑问的。按照 b j a r n es t r o u s t r u p 的说法，面向对象的编程范式是决定你要的类，给每个类提供 完整的一组操作，明确地使用继承来表现共同点。由这个定义，我们可以看出：0 0 d 就是“根据需求决定所需的类、类的操作以及类之间关联的过程”。 0 0 d 的目标是管理程序内部各部分的相互依赖。为了达到这个目标，0 0 d 要求 将程序分成块，每个块的规模应该小到可以管理的程度，然后分别将各个块隐藏在 接口的后面，让它们只通过接口相互交流。比如说，如果用0 0 d 的方法来设计一个 服务器一客户端应用，那么服务器和客户端之间不应该有直接的依赖，而是应该让 服务器的接口和客户端的接口相互依赖。这种依赖关系的转换使得系统的各部分具 有了可复用性。还是拿上面那个例子来说，客户端就不必依赖于特定的服务器，所 以就可以复用到其他的环境下。如果要复用某一个程序块，只要实现必须的接口就 行了。 o o d 是一种解决软件问题的设计范式，一种抽象的范式。使用0 0 d 这种设计范 式，我们可以用对象来表现问题领域的实体，每个对象都有相应的状态和行为。我 们刚才说到：0 0 d 是一种抽象的范式。抽象可以分成多个层次，从非常概括的到非 常特殊的都有，而对象可能处于任何一个抽象层次上。另外，彼此不同但又互有关 联的对象可以共同构成抽象：只要这些对象之间有相似性，就可以把它们当成同一 类的对象来处理。 2 3s t r u t s 设计技术 在上世纪8 0 年代，当g u i 被发明时，软件构件认为，应用具有3 个主要部件： 管理数据的部件，创建屏幕和报表的部件，以及处理用户交互和子系统交互的部件。 在9 0 年代早期，0 b j e c t s w o r k s s m a l l t a l k 编程环境将这个三角结构引入为一个开 发框架。按s m a l l t a l k8 0 的说法，数据系统称为模型( m o d e l ) ，表现系统称为视 图( v i e w ) ，而交互系统称为控制器( c o n t r o l l e r ) 。许多现代开发环境，包括j a v a 的s w i n g ，都使用m o d e l v i e w c o n t r o l l e r ( m v c ) 架构作为它们的基础架构。m v c 1 0 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 架构如图2 2 。 s t r u t s 的核心是一个m v c 风格的控制器。s t r u t s 控制器搭起了m o d e l 和v i e w 之问的桥梁。框架也包括开发人员想用来开发可伸缩的、先进的应用系统的其他组 件。s t r u t s 是一个“隐藏支柱”的集合，帮助开发人员将分散的材料，如数据库和 页面，组合成一个整体的应用系统。 s t r u t s 控制器组件是一个可编程的组件集，允许开发人员定义它们的应用如何 准确和用户进行交互。这些组件在逻辑名称后面隐藏了令人讨厌的、繁琐的实现细 节。开发人员可以一次性编写这些实现细节，然后转头考虑它们的应用应该做什么， 而不是考虑应用应该如何做。 v i li e w - c o n l n i 1 | _r i - m o d i 一 ir “# 。暴 、 僵：章宝：皇薯蓥l 国朦i 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 发人员可以将超链接定义为一个a c t i o n f o r w a r d 。 ( 2 ) h t m l 表单 w e b 协议，即h t t p 和h t m l ，提供了一个从表单中提交数据的机制，但却把数 据的接收作为一个难题留给了开发人员。为此，s t r u t s 框架提供了a c t i o n f o r m 类。 a c t i o n f o r m 设计来就是处理来自h t m l 表单的输入：校验输入，重新显示表单以供 用户进行修订( 如果需要) ，以及伴随着相应的提示和错误信息。a c t i o n f o r m 其实 是具有一些用来来管理校验和修订循环的标准方法的j a v a b e a n 。s t r u t s 自动匹配 j a v a b e a n 属性和h t m l 表单控件的属性。开发者只需定义a c t i o n f o r m 类，余下的就 交给s t r u t s 。 ( 3 ) 定制动作 h t 帆表单使用a c t i o n 参数来告诉浏览器将数据送到何处。s t r u t s 框架提供相 应的a c t i o n 类来接收数据。框架会自动创建、组装、校验和最后处理a c t i o n 对象 所对应的a c t i o n f o r m 。这样a c t i o n 就可以直接从a c t i o n f o r mb e a n 取得它需要的 数据。 ( 4 ) a c t i o nm a p p i n g 在一个w e b 应用中，每个资源都必须通过u r i 来进行引用。资源包括h t m l 页 面，j s p 页面和定制动作。为了给定制动作一个u r i ，或者说路径，s t r u t s 框架提 供了一个a c t i o n m a p p i n g 对象。象a c t i o n f o r w a r d 和a c t i o n f o r m 一样， a c t i o n m a p p i n g 也在x 札配置文件中定义。 ( 5 ) a c t i o n s e r v l e t s t r u t sa c t i o n s e r v l e t 完全在幕后工作，它将其他组件绑定在一起。虽然它也 可以子类化，但大多数开发人员将a c t i o n s e r v l e t 处理为一个黑盒：他们只是配置 它，然后让它自己工作。 2 40 跚设计技术 对象一关系映射( o r m ) 模式指的是在单个组件中负责所有实体域对象的持久化， 封装数据访问细节，它把数据访问细节从业务逻辑层分离，把它单独划分到持久层。 实现方法如下： 一种简单的方法是采用硬编码的方式，为每一种可能的数据库访问操作提供单 独的方法。尽管此方法可行，但存在以下不足： ( 1 ) 持久化层产生大量冗余代码。 ( 2 ) 持久化层缺乏弹性。一旦出现业务需求的变更，就必须修改持久化层的接 1 2 磺士学住论文 m a s t e r st h e s i s u 。 ( 3 ) 持久化层同时与域模型和关系数据模型绑定，不管域模型还是关系数据模 型发生变化，都要修改持久化层的相关程序代码，增加了软件维护的难度。 对于复杂的关系数据模型，直接通过j d b c 编程来实现健壮的持久化层需要有 复杂的开发技巧，而且编程量很大。 0 r m 提供了实现持久化层的另种模式，它采用映射元数据来描述对象一关系的 映射细节，使得o r m 中间件能在任何一个j a v a 应用的业务逻辑层和数据层之间充 当桥梁。其应用模型如图2 4 。 图2 40 r m 应用模型 o r m 解决的主要问题就是对象一关系的映射。域模型和关系模型部分都分别建立 在概念模型的基础上。域模型是面向对象的，而关系数据模型是面向关系的。一般 情况下。一个持久化类和一个表对应，类的每个实例对应表中的一条记录。 但是域模型与关系模型之间存在许多不匹配之处。此外，域模型中类之间的多 对多关系和继承关系都不能直接在关系数据模型中找到对应的等价物。在关系数据 模型中，表之间只存在外键参照关系，有点类似于域模型中多对一或一对一的单向 关联关系。因此，o r m 中间件需要采用各种映射方案，来建立两种模型之间的映射 关系。 o 眦中间件采用元数据来描述对象一关系映射细节，元数据通常采用捌l 格式， 并且存放在专门的对象一关系映射文件中。如果希望把o r m 软件集成到自己的j a v a 应用中，用户首先要配置对象一关系映射文件。开发本次系统，选择的o r m 工具是 h i b e r n a t e 。 h i b e r n a t e 是连接j a v a 应用程序和关系数据库的中间件：对j d b ca p i 进行封 装，负责j a v a 对象的持久化；在分层的软件架构中它位于持久化层，封装了所有 数据访问细节，使业务逻辑层可以专注于实现业务逻辑：它是一种o r m 映射工具， 能够建立面向对象的域模型和关系数据模型之间的映射。 h i b e r n a t e 是一个免费的开源j a v a 包，它使得与关系数据库打交道变得十分轻 松，就像数据库中包含每天使用的普通j a v a 对象一样，同时不必考虑如何把它们 顾士学住论文 m a s t e r st h e s i s 从神秘的数据库表中取出( 或放回到数据库表中) 。它使程序员可以专注于应用程序 的对象和功能，而不必担心如何保存它们或稍后如何找到它们。 运行时，h i b e r n a t e 读取映射文档，然后动态构建j a v a 类，以便管理数据库与 j a v a 之间的转换。在h i b e r n a t e 中有一个简单而直观的a p i ，用于对数据库所表示 的对象执行查询。要修改这些对象，( 一般情况下) 只需在程序中与它们进行交互， 然后告诉h i b e r n a t e 保存修改即可。类似地，创建新对象也很简单：只需以常规方 式刨建它们，然后告诉h i b e r n a t e 有关它们的信息，这样就能在数据库中保存它们。 h i b e r n a t ea p i 学习起来很简单，而且它与程序流的交互相当自然。在适当的 位置调用它，就可以达成目的。它带来了很多自动化和代码节省方匿的好处，所以 花一点时间学习它是值得的。而且还可以获得另一个好处，即代码不用关心要使用 的数据库种类( 否则的话甚至必须知道) 。如果在程序开发的后期更改数据库厂商， 这会造成巨大的灾难，但是借助于h i b e r n a t e ，只需要简单地修改h i b e r n a t e 配置 文件即可。 h i b e r n a t e 的配置文件用的是】( m l 语言写成c f g 姗l 文件或用等值方式写 成p r o p e r t i e s 文件。本次开发选用的是用 ( m l 语言写成c f g x m l 文件。 i i l 是e x t e n si b l em a r k u pl a n g u a g e 的简写，一种扩展性标识语言。) 叫。里允许用 户自己创建标签，所以叫做可扩展性。) ( m l 不是标记语言，也不是h t m l 的替代产品 或h t m l 的升级，它只是h t 她的补充，为h t m l 扩展更多功能。不能用捌l 来直接 写网页。即便是包含了列l 数据，依然要转换成h t 札格式才能在浏览器上显示。 2 5 小结 本章主要对本系统所采用的分析与设计技术进行详细分析，其中重点分析了多 层架构技术的概念、优势；面向对象的分析与设计技术的特点：s t r u t s 设计技术架 构和应用方法：o 蹦设计技术的实现方法等。 1 4 第三章教学考评系统的分析 3 1 系统设计目标 本系统主要针对教学情况考核评估的现状进行开发。通过使用本系统，在保持 公平、公正、公开的原则下，提高教学情况考核评估工作的客观性和严肃性。能够 更真实的反应教学中的实际情况， 本系统的设计目标如下： 目标l ：本系统能满足学生用户，教师用户，教师管理人员，系统管理人员用 户等四类用户的操作。其具体需要实现的操作功能如下： 学生用户对本学期正在担任本班课程的教师进行客观评分，同时可以在评 分活动结束之前修改已经给出的评分： 对本学期旁听课的教师或选修课的教师进行客观评分，同时可以 在评分活动结束之前修改已经给出的评分； 在评分活动结束之后查看任意教师的统计后的得分： 修改自己的登陆密码。 教师用户对本学期正在授课的班级进行客观评分，同时可以在评分活动结 束之前修改已经给出的评分； 对自己进行自评，同时可以在评分活动结束之前修改已经给出的 评分； 修改自己的登陆密码； 在评分活动结束之后查看自评分数； 教师管理人员修改自己的登陆密码； 在评分活动结束之后查看任意一个班级的最后得分； 在评分活动结束之后查看任意个教师的自评分数和学生 投票后的统计得分。 系统管理员输入、修改和删除教师、学生、教师管理人员的基本信息； 输入、修改和删除教师的授课信息： 修改自己的登陆密码； 设定系统开始评分和评分结束的时间； 定制评分选项； 在评分活动结束后对学生的评分按照投票性质进行建模统计： 在评分活动结束之后对各个班级的得分进行统计； 在评分活动结束之后查看教师自评分和经过统计后的得分： 在评分活动结束之后查看各个班级统计后的得分。 目标2 ：数据可以长期保存并由专人( 系统管理员) 进行系统维护和数据维护。 目标3 ：系统对用户操作时间进行判断，决定是否可以进行评分的操作。系统 在投入使用后，每学期在期中的时候开始评分，到期末考试之前结柬： 下个学期开学时只能进行查分，不能进行评分。 3 2 系统用户分析 3 2 1 用例模型 用例模型是描述系统基本功能的工具。用例模型采用角色、用例和系统来进行 描述。角色和用例都是类角色通过关联与一个或多个用例相连接，角色和用例都有 通用化关系，这样超类中的通用行为可