（计算机应用技术专业论文）基于struts框架的烟草管理信息系统的研究与应用.pdf

重庆大学硕士学位论文中文摘要 摘要 近年来，随着企业的信息化建设的发展，企业的信息管理系统也越来越复杂。 在系统的开发过程中，软件系统的框架设计是非常重要的工作。传统的框架设计 常常存在开发周期长，结构不清晰，代码混乱，模块问紧耦合等缺陷，从而使系 统开发成本昂贵并且难于维护，随着w e b 和i n t e r a c t 技术的发展，对企业信息化建 设的投资保护、r r 成本控制等提出了更严峻的挑战。要求企业必须以全面和长远 发展的观点来建设信息化平台，使其既要满足企业当前需要，又要有较好的可扩 展性和兼容性，以提高企业的整体管理效能和调控力度，增强其整体竞争力。 针对上述问题，本文以面向对象的思想进行了系统设计，并立足于系统自身 对功能之要求，结合企业内部的实际情况，提出以基于m v c 模式的s t r u t s 技术 满足用户对信息系统的需求，该系统能在较长的时间内平稳地管理增长的r r 环境， 基本解决开放性、灵活性、可移植性等问题。 论文以面向对象的设计思想和基于m v c 模式的s t r u t s 在w e b 中的应用展开讨 论，首先分析了烟草行业目前现状并明确指出课题的研究目的，然后介绍了面向 对象的技术分布式对象技术、基于组件的技术和w e b s e r v e r 技术，介绍了面向对 象的建模语言u m l 。最后把重点放在基于m v c 模式的s t r u t s 框架的研究上，总 结了s t r u t s 与m v c 的结合以及其开发流程。 论文最后以烟草管理信息系统的开发作为理论和实践的结合，根据其需求分 析，进行了数据库设计、系统总体设计、各功能模块设计，利用s t r u t s 结构实现了 系统的视图、模型和控制器的构建，使其业务逻辑与用户界面分离，动态页面显 示逻辑与静态的h t m l 代码分离，提高了软件开发的速度，使软件更便于阅读、 维护和扩充。通过实践证明，使用s t r u t s 框架使系统开发变得非常灵活、安全，大 大提高了系统的开发效率。 关键词： 面向对象技术，m v c 模式，s t r u t s ，烟草管理信息系统 重庆大学硕士学位论文英文摘要 a b s t r a c t i nr e c u ry e a r s ，t h ei n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mi na ne n t e r p r i s ei sb e c o m i n g m o r ea n dm o r ec o m p l i c a t e dw i t ht h ep r o c e s so fc o r p o r a t ei n f o r m a t i z a t i o n t h ed e s i g n f o rf r a m eo fs o f t w a r es y s t e mi sav e r yi m p o r t a n tw o r ki nt h es y s t e md e v e l o p m e n t t h e t r a d i t i o n a lf r a m ed e s i g nh a sa l w a y s l o n g d e v e l o p m e n tp e r i o d ，u n c l e a rs t r u c t u r e ， d i s o r d e r e dc o d ea n dh i g hd e p e n d e n c eb e t w e e nm o d u l e s ，l e a d m gt oe x o r b i t a n tc o s to f s y s t e md e v e l o p m e n ta n dd i f f i c u l t yi nm a i m e n a n c c t h ed e v e l o p m e n to fw e ba n d i n t e m e tt e c h n o l o g yh a sb e e nag r e a tc h a l l e n g et oa ne n t e r p r i s ef o rp r o t e c t i o no f i n v e s t m e n ti ni n f o r m a t i z a t i o na n di tc o s tc o n t r o l ，r e q u i r i n gt h a ti tc o n s t r t l c ti n f o r m a t i o n p l a t f o r mw i t ha c r o s s t h e - a b o a r da n dl o n g - t o mp e r s p e c t i v e st om e e ti t sc u r r e n td e m a n d a sw e l la sh a v eg d o de x p a n d a b i l i t ya n dc o m p a t i b i l i t y , a st oi n c r e a s ei t s g e n e r a l e f l i c i e n c i e s ，c o n t r o lc a p a b i l i t i e sa n dg e n e r a lc o m p e t i t i v e n e s s f o ra b o v ep r o b l e m s ，t h ef l a m ep r o p o s e db yt h i st h e s i si sb a s e d0 1 1t h ef u n c t i o n s r e q u i r e db yt h es y s t e mp e rs ea n dd e s i g n st h es y s t e mw i t ho b j e c t - o r i e n t e da n a l y s i s m e e t i n gt h eu s e r sd e m a n df o rt h ei n f o r m a t i o ns y s t e mw i t hs t r u t st e c h n o l o g yb a s e do n m v c p a t t e r n , m a n a g i n gt h ei m p r o v e di te n v i r o n m e n ts t a b l yi nal o n g e rp 商o da n d s o l v i n gt h ep r o b l e m so f o p e n n e s s ，f l e x i b i l i t ya n dp o r t a b i l i t y f i r s t l y , t h ec u r r e n ts i t u a t i o no f t o b a c c oi n d u s t r yi sa n a l y z e da n dt h ep u r p o s eo f t h i s p a p e ri sg i v e no u t t h e n , t h eo b j e c t - o r i a n t e dt e c h n o l o g i e ss u c ha sd i s t r i b u t i o n , c o m p o n e n ta n dw e bs e r v i c ea l ed i s c u s s e d , a n du m l , a s t a n c l a i - dm o d e ll a n g u a g e , i s i n t r o d u c e d ，t h em v cp a t t e r na n ds t r u t sf l a m e , w h i c hi m p l e m e n t st h em v cp a t t e r n , a r e e s p e c i a l l ys t u d i e d ，t h ea p p l i c a t i o no fo b j e c t - o d e n t e dd e s i g np r i n c i p a la n ds t r u t sf r a m e i nw e bi sd i s c u s s e d , a n dt h ed e v e l o p m e n tf l o wa n dt h ec o m b i n a t i o no fs t r u t sa n dm v c p a t t e r ni ss u m m a r i z e d a tt h ee n d ，t h ed e v e l o p m e n to ft o b a c c oi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t c mi st a k e n a sa p r a c t i c a lc a s e ，d e s c r i b i n gi 1 1d e t a i lt h ep r o c e s st oa p p l yo m e c t f i e n t e dp r i n 删a n d h o wt ou s eu m lt ob u i l ds y s t e mr e q u i r e m e n tm o d e la n ds y s t e md e s i g nm o d e l ，s h o w i n g t h ea d v a n t a g eo fo b j e c t o n e n t a dd e v e l o p m e n tm e t h o d i nt h et o b a c c oi n f o r m a t i o n m a n a g e m e n ts y s t e m , t h ev i e wl a y e r , m o d e ll a y e ra n dc o n t r o l l e rl a y e ra r ec o n s t r u c t e d b a s e do ns t r u t s ，m a k i n gt h eb u s i n e s sl o g i cs o l a a r a t c d 鼬t h eu s e ri n t c r f a c 圮。m a k i n gt h e l o g i cf o rt h ed 舢a i cp a g ed i s p l a ys e p a r a t e df r o mt h es t a t i ch t m lc o d e ，i n c r e 船i l l gt h e s p e e do fs o f h v a r ed e v e l o p m e n t , m a k i n gi te a s i e rt or e a d , m a i n t a i na n de x p a n d 重庆大学硕士学位论文英文摘要 g e n e r a l l ys p e a k i n g , t h es t r u t sf l a m em a k e si tv e r yf l e x i b l ea n ds a f et od e v e l o pt h e s y s t e m , w h i l e t h ee f f i c i e n c y o f s y s t e md e v e l o p m e n ti si n c r e a s e dt r e m e n d o u s l ya s w e l l k e y w o r d so b j e c t - o r i e n t e dt e c h n o l o g y , m v cp a t t e r n , s t r u t s ， t o b a c c om a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m h i 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及取 得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重迭太堂 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谢意。 学位论文作者签名：签字日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解重麽太堂有关保留、使用学位论文的 规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许 论文被查阅和借阅。本人授权重麽太堂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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段 保存、汇编学位论文。 保密() ，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密( ) 。 ( 请只在上述一个括号内打“4 ”) 学位论文作者签名：【习皖 签字日期：沙叼年歹月仁- e i 导师签名：仁 签字日期：出叼年厂月乒r 日 重庆大学硕士学位论文l 概述 1 概述 1 1 国内烟草信息化建设现状 在我国，烟草实行的是国家专卖专营，随着中国加入w t o ，中国烟草业面临 严峻挑战。面对挑战，国家烟草专卖局提出了中国烟草现代化的基本思路，其中， 信息化建设成为当前烟草行业的重点工作。特别是近几年，烟草行业的市场竞争 格局正在发生着巨大变化，面对日益激烈的市场竞争，信息技术的有效运用将对 提高烟草企业经济效益，优化企业资源配置，提高企业核心竞争力【”，以及在未来 拓展更大发展空间等方面起到举足轻重的作用。 尽管烟草企业在信息化建设方面有了一定的发展，烟草行业内的企业几乎全 部实现了信息化管理，但绝大多数还停留在“基础网络建设”和“系统建设阶段” 2 1 ， 使得企业的各种数据仍然分散，成为“信息孤岛”，削弱了企业之间、企业内部的职 能部门之间的整体性和和谐性。企业信息化的成熟应用还相当有限，这是因为当 前烟草企业信息化的实施还面临环境复杂多变的挑战，主要表现在以下两个方面【3 】： 业务的复杂多变和持续调整 随着我国市场经济改革的不断深入，烟草企业所处的市场体系的竞争环境不 断变化。尤其是我国加入w t o 后，面对世界经济的全球化和日益激烈的国内国际 竞争，使得烟草企业不得不进行业务重组，企业的组织结构、管理体系和业务模 式等更加复杂多变。在这样的背景下，烟草企业的个性化发展和快速调整，成为 企业提高竞争力及获得发展空间的基本要求。而企业的信息化项目，就必须具备 能满足这种变化要求的能力。 信息化应用系统实施面临严峻的挑战 i t 产业格局和技术的快速发展与变迁，尤其是应用系统所依赖的技术平台的 迁移，对于烟草企业信息化建设的投资保护、r r 成本控制等提出了更严峻的挑战。 企业要求建立的信息技术平台周期短，结构清晰，代码清楚规范，模块间松耦合， 系统更易于扩展和维护。 信息化应用系统的基础就是开发烟草管理信息系统，在软件开发过程中，系 统的框架设计是非常重要的工作。传统的框架设计常常存在这样的缺陷：开发周 期长，结构不清晰，代码混乱，模块间紧耦合，系统难于维护扩展。高昂的系统 开发成本，使一些企业实施现代化信息管理望而却步。随着w e b 和i n t e m e t 技术的 发展，企业在开发系统平台时又有了一个新的技术课题：基于m v c 模式的s t r u t s 框架使企业开发的w 曲应用系统更易于管理，易于伸缩，更安全。 重庆大学硕士学位论文l 概述 1 2 课题研究的目的与意义 近年来，j 2 e e 技术作为建立企业的标准平台日益成熟并发展迅速，但它所提 供的能力，服务与开发人员所要建立的企业应用之间仍然存在着很大的差距。 m v c ( m o d e l - v e w - c o n t r o l l e r ) 模式是软件开发系统中的一个设计模式，它对类对 象的强制分离使系统开发变得非常灵活，大大提高了系统的可重用性，是w e b 应 用系统开发的个重要设计模式。在j 2 e e 体系中引入m v c 模式，使其在w e b 交 互式应用系统开发中体现出强大的优势。s t r u t s 是基于m v c 模式的w e b 应用框架。 它将业务逻辑与用户界面分离，将动态页面显示逻辑与静态的h t m l 代码分离 卯， 提高了软件开发的速度，使软件更便于阅读、维护和扩充。在s t r u t s 框架中，模型 ( m o d e l ) 由实现业务逻辑的a v a b e a n 或e j b 组件构成，控制器( c o n t r o u e r ) 由 a c t i o n s e r v l c t 和a c t i o n 来实现，视图( v i e w ) 由一组j s p 文件来构成 6 j 。 烟草管理信息系统是烟草行业实施信息化建设的莺要设施。从早期的单机、 单部门的商业m i s 的“信息孤岛”过渡到企业全面的信息化阶段f 7 1 ，要求企业必须要 站在整体高度，以全面和长远发展的观点来建设信息化平台。使其既要满足企业 当前需要，又要有较好的可扩展性和兼容性，以提高行业的整体管理效能和调控 力度，增强行业的整体竞争力。 本课题的目的是研究一种烟草管理信息系统实现的新模式，使其对烟草行业 信息资源的管理，能够实时的，无缝的互相通信，共享资源，消除“信息孤岛”，帮 助企业更加轻松地完成系统的改进和扩展，提高开发效率，缩短开发周期，降低 维护难度，实现不同应用之间的信息交换与共享。最大限度地保护已有r r 投资， 发挥企业最大投资效益【3 】。本文作者通过对以往的经验总结和进一步的学习，确定 了基于m v c 模式的s t r u t s 在w e b 应用系统中的应用作为研究方向，作者在对基于 m v c 模式的s t r u t s 进行详细学习和研究后，将其具体应用于烟草管理信息系统的 开发中。该系统目前实旌运行情况良好。 1 3 论文的组织结构 本文的组织结构如下： 第一章：概述。介绍论文的研究背景以及目的与意义。 第二章：面向对象的方法。介绍了面向对象技术的四个发展阶段：面向对象 的程序设计；分布式对象技术；基于组件的技术和w e b ，s e r v e r 。面向对象技术的 特点。总结了面向对象技术的分析设计方法，统一建模语言u m l 的特点以及应用 领域。 第三章：m v c 设计模式与s t r u t s 应用框架。本章首先介绍了w e b 的一般模式， 引入m v c 设计模式，并分析了其处理流程及优点，最后介绍了s t r u t s 框架与m v c 2 重庆大学硕士学位论文 1 概述 的结合，并阐述了在使用s t r u t s 框架技术对应各部分的开发工作。本章是课题研 究的主要理论依据。 第四章：烟草管理信息系统需求分析。首先分析了系统的需求，根据需求给 出了系统的功能模块图，详细奔绍了每一功能的作用并给出了用例图。 第五章：烟草管理信息系统设计。首先阐述按照基于m v c 的s t r u t s 层次对 系统进行的总体设计和系统的架构设计，描绘了系统部署的结构以及开发运行 环境。以证件管理模块为例，给出了新办证件用户和变更用户的活动图、序列图， 最后对数据库的环境进行了简单的说明，给出了部分表设计，系统的安全设计和 异常处理。 第六章：基于s t r u t s 的烟草管理信息系统实现样例。以权限管理模块详细论 述了s t r u t s 是如何构建权限登陆。最后说明了系统的实现效果。 第七章：总结与展望。对本文进行了总结并提出下一步的研究任务。 3 重庆大学硕士学位论文2 面向对象技术 2 面向对象技术 2 1 面向对象技术的发展 面向对象技术的发展分四个大的阶段：面向对象的程序；分布式对象技术； 基于组件的技术和w e b s e r v i c e 。 2 1 1 面向对象的程序设计 面向对象技术最早在s i m u l a ( - - 种编程语言) 中提出，其作者是o l e - j o h a nd a h l a n dk r i s t e nn y g a a r d ，他们在设计一个计算机模拟系统时，为仿真一个实际问题， 引入了数据抽象和类的概念，提供了比子程序更高一级的抽象和封装。在1 9 6 6 年，d a h la n d n y g a a r d 首次提出了类( c l a s s ) 和子类( s u b c l a s s ) 的概念。 第一个完整的面向对象语言，公认为s m a l l t a l k 语言。1 9 7 2 年，其开发者p a r c 发布 了s m a l l t a l k 的第一个版本，正式确定“面向对象”这一术语。在s m a l l t a l k 中， s m a u t a l k 的目标是使软件设计能够以尽可能自动化的单元来进行，一切都是对象 即某个类的实例。 1 9 8 0 年， g r a d yb o o c h 首先提出面向对象设计( o o d ) 的概念。此后，面向 对象的语言发展迅速，其应用领域也被进一步拓宽。对象不再仅仅与名词相联系， 还包括事件和过程。如：o b j e c t - c ( 1 9 8 6 ) ，c + + ( 1 9 8 6 ) ，s e l f ( 1 9 8 7 ) ，e i m ( 1 9 8 7 ) ， f l a v o r s ( 1 9 8 6 ) 。其中，c + + 是第一个被广泛使用的、支持面向对象编程的程序语言。 随后就是j a v a 和c 薛语言了。这两个语言都引入了虚拟机的概念。也是更纯粹的面 向对象语言【s 】。( 因为在c + + 语言中，没有类，也是可以编程的。而在j a v a 和c 弹 中是不可以的。) 随后，有了面向对象分析的技术。9 0 年代以后，面向对象的研究 开始深入到其管理、度量和测试等方面 9 1 。其技术覆盖设计模式( d e s i g np a t t e r n s ) 、 分布式对象系统和基于网络的对象应用等。 在传统的面向过程的程序设计方法中，问题被看作一系列将被完成的任务， 程序的处理对象通常是存放基本数据类型的变量。如读、计算和打印。许多函数 用于完成这些任务。这种程序设计风格存在着信息完全暴露，算法复杂，代码重 用实现难度大等缺点，对于一些大型的项目，程序的调试和维护非常困难。 面向对象程序设计方法( o o p ) 弥补了面向过程程序设计方法中的一些缺点。 o o p 把数据看作程序开发中的基本元素，并且不允许它们在系统中自由流动。它 将数据和操作这些数据的函数封装在一起，并保护数据不会被外界的函数意外的 改变【1 0 】。面向对象程序设计是一种为数据和函数提供共同的独立内存空间的方法， 这些数据和函数可以作为模板以便在需要时创建类似模块的拷贝【n 】。从以上定义 可以看到，一个对象被认为是计算机内存中的一个独立区间，在这个区间中保存 4 重庆大学硕士学位论文2 面向对象技术 着数据和能够访问数据的一组操作【1 2 】。因为内存区间是相互独立的，所以对象可 以不经修改就应用于多个不同的程序中。 2 1 2 分布式对象技术 分布式对象技术是随着网络和面向对象技术的发展不断完善的。九十年代初 期，随着网络的发展，产生了c s 服务模式，使得多个客户可以共享数据库服务 器等。但c s 模式的局限性使得许多软件在不同的数据库、不同的硬件产品、不 同的网络协议异构环境下无法运行【”】。为了解决这种异构环境下的信息互操作， 使应用软件能够比较平滑的运行于不同平台上，支持访问异地对象，就必须屏蔽 网络硬件平台的异构性以及操作系统和网络协议之间的异构性。于是人们开发了 面向网络的分布式对象技术来解决这一问题。 分布式对象技术采用面向对象的多层c s 模式，将面向对象技术运用到分布 计算。在分布对象计算中，其参与计算的对象可分布在网络的任意位置，外界只 需关心其分布对象( 又称组件，c o m p o n e t ) 的界面，无需考虑其内部实现，远程客户 通过方法来调用它。组件是一些小的相关对象的集合，或是一些灵敏的软件模块， 它们可以位置透明、语言独立和平台独立地互相发送消息，实现请求服务。而传 统的面向技术中，对象通常仅存于一个程序中，外界并不知道它的存在，更不可 能访问这些对象。 分布对象技术应用较复杂，这种软件通常较庞大，涉及到网络、对象技术等 多种技术。分布式系统常采用组合框架软件( c o m p o n e n ts o f a v a r e ) 方法进行开发 或集成，是基于软件体系结构的集成，只有特殊需求的组件才需要新开发，并与 其它组件在集成框架下集成为一个整体。当然使用组合框架软件进行分布式系统 开发需要一整套方法、工具和平台的支持，但无论怎样，都必须按照面向对象的 方法来设计和支持。 如今，分布式对象技术已经发展成当今分布异构环境下建立应用系统集成框 架和软构件标准的核心技术，在开发大型分布式应用系统中表现出强大的生命力， 例如电信、电力部门的网络系统多采用分布式技术。 分布式对象技术的发展方向是智能a g e n t 技术，采用自主的多a g e n t 模型的体 系结构，其主要的特点是面向a g e n t 的拟人化交互环境，这种系统还在探索和研 究中。 目前主要的分布式互操作标准有o m g 组织的c o r b a 标准、m i c r o s o t l 的 o l e c o m d c o m 标准和s u n 公司的j a v ar m i 标准。 分布式对象技术的明显不足在于只足限于c s 结构的局域网络，不适合广域 网中的b s 和b 2 b 结构，很难实现互联网现有资源的整合。最关键的问题是像 m i c r o s o i t 、s u n 、1 1 3 m 等大公司都把开发研究投资在w e b s e r v i c e 上，而没有继续 5 重庆大学硕士学位论文2 面向对象技术 去完善分布式对象技术。 2 1 3 基于组件技术 组件技术是一种继面向对象技术之后的软件开发技术，基于组件的开发技术 增加了利用可重用组件来构建系统和应用软件的可能和实现。 随着w e b 和i n t e r n e t 技术的发展，导致了软件变得越来越庞大和复杂。传统上， 软件开发致力于处理日益增长的复杂性和作为一个系统对外部软件、交付期限和 资金预算的依赖，往往忽略了系统进化或升级方面的要求。这已导致了一系列的 问题；如大多数项目不能在交付期限内完成，超出了预算，不能达到质量要求和 持续增长的软件维护费用。为了应对这样的挑战，软件开发应该能够处理软件的 复杂性，并能迅速的接受新的挑战。解决这类问题的关键是可重用性。从这个角 度上看，基于组件的软件开发技术( c b d ) 应运而生。包括对软件复杂性更有效 率的管理，快速地推向市场，更高的开发效率和质量，更为连贯的一致性和更为 广泛的可用性。 组件是完成特定功能的、符合二进制标准的软件模块。组件采用了面向对象 原则的方法和数据封装的原理，它包含一个或多个对象【1 4 】。接口是组件中最重要的 概念，组件之间通过接口进行通讯，客户程序也必须通过接口调用组件的方法和 功能。组件技术的主要特征有： 独立性。组件是独立于应用的接口，即在应用软件更新一个组件时，相关 组件不需要重新编译或者连接加载就可以使用。 可重用性。由于组件标准是建立在二迸制基础上的，因此可以重用组件对象 的功能，而不用考虑组件具体是如何实现的。 与开发语言无关。即组件的实现不依赖于某一种特定的编程语言，并且编写 组件的语言与调用组件的语言可以不同。 目前，主要有三种组件技术标准：s u nm i c r o s y s t e m s 于1 9 9 7 年推出的j a v a b e a n ( e j b ) 以及后来的j 2 e e ，微软推出的c o m + ( c o m p o n e n to b j e c tm o d e l ，组件对象 ，模型) 和n e t 。 2 1 4 琶b s e r v i c e w e bs e r v i c e 是自包含的、模块化的应用程序，它可以在网络( 通常为w e b ) 中被描述、发布、查找以及调用。w e b 服务是平台独立的，是目前各类系统集成 的主流方式。w e bs e r v i c e 体系结构是面向对象分析与设计( o o a d ) 的一种合理 发展，同时也是组件化的合理发展【”】。这两种方式在复杂的大型系统中经受住了 考验。和面向对象系统一样，封装、消息传递、动态绑定、服务描述和查询也是 w e bs e r v i c e 中的基本特点，而且w e bs e r v i c e 的基本单位就是服务，这些服务发布 在网络中以供其它服务使用，并且服务都封装了实现细节。下图显示了w e bs e r v i c e 6 重庆大学硕士学位论文2 面向对象技术 的体系结构【1 6 1 ： 图2 1w e b 鞠耐体系结构图 f i g u r e2 1w e bs e r v i c e a r c h i t e c t u r e 从图2 1 可以看出面向服务的体系结构中存在三类角色： 服务请求者：查找所需的服务，然后使用该服务。 服务提供者：发布自己的服务，并且对使用自身服务的请求进行响应。 服务注册管理者：注册已经发布的服务，对其进行分类，并提供搜索服务。 上述三类w e bs e r v i c e 角色通过查找、绑定和发布操作来相互协作，为了实现 这一过程，w e bs e r v i c e 中规定了一系列分层的协议规范来提供实现，各层次由不同 的技术标准来实现，高层协议建立在低层协议基础之上。最底层是传输层，包括已 经定义好的并且广泛使用的传输层和网络层的标准：i p 、 r r r p 、s m t p 等；在上面 的5 层是w e b 服务提出的新的标准协议，包括s o a p ( s i m p l e o b j e c t a c c e s s p r o t o c o l ， 简单对象访问协议) 、w s d l ( w e bs e r v i c ed e s c r i p t i o nl a n g u a g e , w e bs e r v i c e 描述语 言) 和u d d i c o n i t e dd e s c r i p t i o nd i s c o v e r ya n di n t e g r a t i o n , 通用描述发现和集成协议) ， 以及服务工作流描述语言w s f l ( w e bs e r v i c e sf l o wl a n g u a g e ) 。简单对象访问协议 s o a p ，是基于x m l 实现的一种消息格式以交换请求和使用，它使得任何实现 基本的i n t e m e t 通信服务的系统都能处理和传送这类消息。w e bs e r v i c e 描述语言 w s d l 用于描述如何使用s o a p 来调用w e b 服务，描述的信息一般包括使用到的 数据类型、消息格式、方法名称和参数等。统一描述、发现和集成u d d i ，是一种 使不同服务彼此发现对方和查询对方的规范。它不仅是一个简易的搜索引擎，还包 含了如何通过编程来和这些w e bs e r v i c e 进行交互。 7 重庆大学硕士学位论文 2 面向对象技术 2 2 面向对象技术的特点 面向对象为软件产品扩展和质量保证中的许多问题提供了解决办法。这项技 术大大提高了程序员的生产力( 开发效率) ，提高软件的质量以及降低其维护费用。 其主要的特点为： 可扩充性。通过继承，可以大幅减少多余的代码，并扩展现有代码的用途； 如果有一个具有某种功能的类，就可以很快地扩充这个类，创建一个具有扩充功 能的类。 代码重用。由于功能是被封装在类中的，并且类是作为一个独立实体而存 在的，提供一个标准类库就非常简单。可以在标准的模块上( 这里所谓的“标准” 指程序员之间彼此达成的协议) 构建我们的程序，而不必一切从头开始。这可以 减少软件开发时间并提高生产效率。 维护简单。模块化是面向对象编程中的一个特征。实体被表示为类和同一 名字空间中具有相同功能的类，可以在名字空间中添加一个类而不会影响该名字 空间的其他成员。 数据隐藏的概念帮助程序员保护程序免受外部代码的侵袭。 允许一个对象的多个实例同时存在，而且彼此之间不会相互干扰； 基于对象的工程可以很容易的分割为独立的部分，系统很容易实现从小到 大逐步升级； 以数据为中心的设计方法允许我们抓住可实现模型的更多细节； 对象间通讯所使用的消息传递技术与外部系统接口部分的描述更简单； 更便于控制软件复杂度。 当需要将以上特性有机的结合于一个面向对象系统中，它们之间的相对重要 性就取决于工程的类型和程序员的喜好。为了获得上述的某些优势，必须考虑很 多事情。例如，对象库必须可以被重用。技术还在不停的发展，现有的产品也会 很快的更新换代。如果重用没有能够实现，那么就需要进行更加复杂的严格的控 制和管理。面向对象的基本思想就是程序被看作是相互协作的对象集合，每个对 象都是某个类的实例，所有的类构成一个通过继承关系相联系的层次结构。程序 设计是以对象为中心，以消息为驱动。程序一般由类的定义和类的使用组成【”。面 向对象的建模，就是把系统看作是相互协作的对象。这些对象是结构和行为的封 装，都属于某个类。那些类具有某种层次化的结构。系统的所有功能通过对象之 间相互发送消息来获得。 面向对象的方法克服了原有软件系统规模庞大、研发周期长、维护费用高、 软件系统过于复杂、应用软件不易集成等困难。 重庆大学硕士学位论文2 面向对象技术 2 3 面向对象分析 面向对象思想认为一个系统是由一系列相互联系的对象相互协作的结果，面 向对象分析( o o a ) 就是在系统的开发过程中按照面向对象的思想对系统业务进 行调查分析，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，而不是以传统的 基于数据流的方法对系统业务进行分析。 2 3 1 面向对象分析过程 面向对象分析主要负责描述系统的问题域，主要用来明确问题需求、为用户 和开发人员提供明确需求和为用户和开发人员提供一个协商的基础，作为后继的 设计和实现的框架。面向对象分析的目的是利用面向对象的思想贴近真实的系统， 建立系统分析模型。一般来讲，面向对象的分析活动包括以下过程： 确定对象和类 这里所说的对象是对数据及其处理方式的抽象，它反映了系统保存和处理现实 世界中某些事物的信息的能力。类是多个对象的共同属性和方法集合的描述，它 包括如何在一个类中建立一个新对象的描述。 确定结构 结构是指问题域的复杂性和连接关系，包括分类结构和组装结构。分类结构反 映一般与特殊的关系，通过类层次来表现；组装结构则反映了对象之间的整体与 部分的关系，主要通过类成员结构来表现。 确定主题 主题是指事物的总体概貌和总体分析模型。 确定属性 属性就是数据元素，可用来描述对象或分类结构的实例，可在图中给出，并在 对象的存储中指定。 确定方法 方法是在收到消息后必须进行的一些处理方法：方法要在图中定义，并在对象 的存储中指定，方法反映对象的职责，是系统的动态部分，是分析的重点。 2 3 2 面向对象分析基本原则 面向对象方法具有封装、继承和多态的基本特点，为了获得较好的面向对象分 析模型，在面向对象的分析过程中需要把握以下主要原则f 9 】： 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，就叫作抽象。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 9 重庆大学硕士学位论文 2 面向对象技术 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，任何一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o o 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。 封装：就是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。 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 特殊结构中，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。 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。 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。 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。 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 4 , 中要求用消息连接表示出对象之间的动态联系。 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 大的组成部分，暂时不详察每一部分的具体的细节；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。 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。 l o 重庆大学硕士学位论文2 面向对象技术 2 4 面向对象设计 面向对象设计是把分析阶段得到的需求转变成符合成本和质量要求的、抽象 的系统实现方案的过程。从面向对象分析到面向对象设计，是一个逐渐扩充模型 的过程。 面向对象设计一般包括系统设计和对象设计两个阶段堋。系统设计是问题求 解及建立解答的高级策略，从高层制定解决问题的基本方法，主要包括系统分解、 任务并发性、子系统分配、数据存储管理、资源协调、软件控制实现、人机交互 接口等的设计工作。对象设计更接近系统的实现方法，关注系统内部对象的各方 面具体特性的设计，例如算法设计、关联设计、控制设计、优化设计等。 在面向对象设计的过程中一般遵循以下原则： 模块化 面向对象开发方法很自然地支持了把系统分解成模块的设计原则：对象就是 模块。它是把数据结构和操作这些数据的方法紧密地结合在一起所构成的模块。 抽象和信息隐藏 抽象和信息隐藏是面向对象封装的基础。面向对象方法不仅支持过程抽象， 而且支持数据抽象。在面向对象方法中通过对象的封装性来实现信息隐藏。 低耦合 在面向对象方法中，对象是最基本的模块，因此，耦合主要指不同对象之间 相互关联的紧密程度。低耦合是设计的一个重要标准，因为这有助于使得系统中 某一部分的变化对其它部分的影响降到最低程度。 高内聚 高内聚强调系统的模块之间尽量独立，尽量减少系统对象之间的联系。内聚 性分为三个层次：操作内聚、类内聚和模块内聚。 2 5 眦概述 2 5 1u m l 的主要特点 随着面向对象技术成为研究的热点，出现了几十种支持软件开发的面向对象 方法。其中，b o o t h , c o a d y o u r d o n , o m t , 和j a c o b s o n 的方法在面向对象软件开发 界得到了广泛的认可。特别值得一提的是统一的建模语言u m l ( u n i f i e dm o d e l i n g l a n g u a g e ) ，u m l 不仅统一了b o o c h 方法、o m t 方法、o o s e 方法的表示方法， 而且对其作了进一步的发展，最终统一为大众接受的标准建模语言。u m l 是一种 定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的建模语言。它融入了软件工程领域 的新思想、新方法和新技术。它的作用域不局限于支持面向对象的分析与设计， 还支持从需求分析开始的软件开发全过程。 重庆大学硕士学位论文2 面向对象技术 标准建模语言u m l 的主要特点可以归结为三点【l l 】： u m l 统一了b o o c h 、o m t 和o o s e 等方法中的基本概念。 u m l 还吸取了面向对象技术领域中其他流派的长处，其中也包括非0 0 方法的影响。u m l 符号表示考虑了各种方法的图形表示，删掉了大量易引起混乱 的、多余的和极少使用的符号，也添加了一些新符号。因此，在u m l 中汇入了面 向对象领域中很多人的思想。这些思想并不是u m l 的开发者们发明的，而是开发 者们依据最优秀的0 0 方法和丰富的计算机科学实践经验综合提炼而成的。 u m l 在演变过程中还提出了一些新的概念 i 酊。在u m l 标准中新加了模板 ( s t e r e o t y p e s ) 、职责( r e s p o n s i b i l i t i e s ) 、扩展机制( e x t e n s i b i l i t ym e c h a n i s m s ) 、线程 ( t h r e a d s ) 、过程( p r o c e s s e s )