（计算机应用技术专业论文）大学教学评估数据中心的设计与实现.pdf

内蒙古大学工程硕士学位论文 大学教学评估数据中心的设计与实现 摘要 近年来，我国教育信息化建设步伐加快，教育信息化水平不断提高。一方面， 教育管理信息化建设的范围不断扩大，已涵盖各级各类学校；另一方面，教育信 息化的领域不断延伸，已覆盖了人事、学生、科研、办公、仪器仪表、图书馆以 及教育行政管理等各个领域。随着高校信息化建设的不断发展，信息标准化问题 越来越突出。由于缺乏统一的技术标准，使得许多正在使用的信息系统互不兼容， 各系统之间无法进行有效的信息互换和资源共享，形成很多信息孤岛，导致信息 资源无法实现共享。信息存储在不同部门的应用系统中，分布在不同的存储设备 中，而且这些数据存在重复、冗余、不一致等情况。为了满足信息查询和决策分 析，使学校在教育信息化方面的投资发挥应有的作用，避免造成资源的浪费，需 要进行信息资源的整合。 在这样的历史背景下，数据中心应运而生。数据中心作为校内基本数据的 共享平台，将各个业务部门的基本数据进行集中整理，实现统一管理，保证数据 的权威和准确，为各个业务应用系统和各类服务系统提供数据支持，承担着数字 化校园中的大量数据、信息、流程以及处理结果，其建设的内容包括：信息标准 建设；建立数据综合管理系统；建立共享数据库；建立全局数据视图。 论文首先介绍数据中心的总体架构，包括总体架构和功能模块划分，在需求 分析中有管理需求，角色权限需求和信息发布的需求等。然后说明了系统采用的 关键技术，如：u m l 建模技术、a p a c h es t r u t s 框架、j s p 、j a v a b e a n 、标签库、 大学教学评估数据中心的设计与实现 j d b c 和数据库连接技术等。之后介绍了系统的实现，包括开发过程中所用到的 r u p 开发方法，系统的各个功能模块的实现。还介绍了页面的显示、统计功能的 实现和自动生成菜单的原理。最后对系统的运行环境、系统配置及系统的部署作 了说明，并对系统作了概括和总结f 。 关键字：数据中心、a p a c h es t r u t s 、j s p 、角色、权限 i i 内蒙古大学工程硕士学位论文 t h ee s t a b l i s h m e n to fu n i v e r s i t y sd a t ac e n t e rs y s t e m a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，c h i n e s ee d u c a t i o n a li n f o r m a t i o nd e v e l o p sq u i c k l y , a n dt h el e v e l o fe d u c a t i o n a li n f o r m a t i o ni n c r e a s e sc o n t i n u o u s l y o no n eh a n d ，t h es c o p eo f e d u c a t i o n a li n f o r m a t i o ne x t e n d sc o n t i n u o u s l y , h a v i n gc o v e r e da l ll e v e l so fv a r i o u s s c h o o l s ；o nt h eo t h e rh a n d ，e d u c a t i o n a li n f o r m a t i o nh a so v e r l a i dm a n yf i e l d ss u c ha s t h em a n a g e m e n to fp e r s o n n e l ，o fs t u d e n t s ，o fs c i e n t i f i cr e s e 锄c l l o fo f f i c i a lb u s i n e s s ， o fi n s t r u m e n t s ，o fl i b r a r ya n do fe d u c a t i o n a la d m i n i s t r a t i o n w i t ht h ed e v e l o p m e n to f i n f o r m a t i o ni nt h ei n s t i t u t i o n so fh i g h e re d u c a t i o n ，t h ep r o b l e mo fi n f o r m a t i o n s t a n d a r d i z a t i o nb e c o m e sm o r ea n dm o r ec o n s p i c u o u s b e c a u s et h e r ei sn oi n t e g r a t e d t e c h n i q u es t a n d a r d ，m a n yi n f o r m a t i o ns y s t e m sa r en o tc o m p a t i b l ew i t he a c ho t h e r , a n dt h es y s t e m sc a nn o tp r o c e e dt h ev a l i di n f o r m a t i o nt r a n s f o r m a t i o n 、析t he a c ho t h e r t os h a r et h er e s o u r c e s a sar e s u l t ，al o to fi s o l a t e di s l a n d so fi n f o r m a t i o na p p e a r , a n d p e o p l ec a n n o ts h a r et h ei n f o r m a t i o nr e s o u r c e sw i t he a c ho t h e r u n d e rs u c hh i s t o r i c a lb a c k g r o u n d ，t h ed a t ac e n t e re m e r g e sw i t ht h et i d eo ft h e t i m e s a st h es h a r i n gt e r r a c ei nt h es c h o o l ，t h ed a t ac e n t e rc o l l e c t sa n ds t o r e st h eb a s i c d a t ao fe a c hb u s i n e s ss e c t i o nt or e a l i z et h eu n i f i e dm a n a g e m e n t ，t og u a r a n t e et h e a u t h o r i t yo ft h ed a t aw i t ha c c u r a t e ，t op r o v i d ev a r i o u sa p p l y i n gs y s t e m sa n ds e r v i c e s y s t e m sf o re a c hb u s i n e s sw i t hd a t as u p p o r t t h ed a t ac e n t e ra l s ou n d e r t a k e st h et a s k s o fs t o r i n gt h el a r g eq u a n t i t yo fi n f o r m a t i o ni nt h ec a m p u sa n dp r o c e s s i n ga n dh a n d l i n g r e s u l t so ft h ei n f o r m a t i o n t h ec o n t e n t so fi t sd e v e l o p m e n ti n c l u d e s ：t h ed e v e l o p m e n t o fi n f o r m a t i o ns t a n d a r d ；t h ee s t a b l i s h m e n to ft h ed a t am a n a g i n gs y s t e m ；t h e e s t a b l i s h m e n to ft h es h a r ed a t a b a s e ；t h ee s t a b l i s h m e n to ft h eg l o b a ld a t ad i a g r a m t h et h e s i si n t r o d u c e st h es t r u c t u r eo ft h ed a t ac e n t e r , i n c l u d i n gt h et o t a ls t r u c m r e a n df u n c t i o nm o d u l ea sw e l la s d e m a n d i n ga n a l y s i si n c l u d i n g t h ed e m a n do f m a n a g e m e n t ，o fr o l ep o w e rl i m i t a t i o na n do fi n f o r m a t i o na n n o u n c e m e n t t h e nt h e i 大学教学评估数据中心的设计与实现 t h e s i sc l a r i f i e st h ek e yt e c h n i q u e st h a tt h es y s t e ma d o p t s ，s u c ha su m lt h et e c h n i q u e o fs e t t i n gu pt h em o l d ，t h ef r a m eo fa p a c h es t r u t s ，j s p , j a v a b e a n ，l a b e lb a s e ，j d b c a n dt h et e c h n i q u eo fl i n k i n gt h ed a t a b a s ea n do t h e ri m p o r t a n ta s p e c t s a f t e rt h a t , t h e i m p l e m e n t a t i o no ft h es y s t e mi si n t r o d u c e d ，i n c l u d i n gd e v e l o p m e n tm e t h o da n d r e a l i z a t i o no fe a c hf u n c t i o nm o d u l e ，t h ed i s p l a yo fi m e m a c e ，s t a t i s t i cf u n c t i o na n dt h e p r i n c i p l eo fa u t o n o m i cg e n e r a t i o no fm e n u a tt h el a s t ，t h ee x e c u t i o n e n v i r o n m e n t , t h ec o n f i g u r a t i o na n dd e p l o y m e n t o ft h es y s t e ma l ei n t r o d u c e d t h ec o n c l u s i o na n d t h ew o r ki nt h ef u t u r ea l ep r e s e n t e d k e yw o r d s ：d a t ac e n t e r , a p a c h es t r u t s ，j s p , r o l e ，l i m i t so fa u t h o r i t y 内蒙古大学工程硕士学位论文 图表目录 图1 1 高校信息标准体系结构图3 图2 1 数据上报流程图8 图2 2 管理员角色权限用例图9 图2 3 系统功能框图1 0 图3 1j 2 e e 框架15 图3 2 从j s p 文件到s e r v l e t 的流程。1 5 图3 3j s p 页面简单的请求和响应过程1 6 图3 4j s p 标签l8 图3 5j s pm o d e li i 体系结构1 8 图3 6s t r u t s 框架结构1 9 图3 7s t r u t s 的工作流程图2 0 图3 - 8a c t i o n 实例的e x e c u t e ( ) 方法2 2 图3 - 9 数据库连接类的类图3 0 图4 1 登陆界面3 3 图4 2 系统界面w 3 5 图4 3 学生情况统计表3 7 图4 - 4 数据录入界面3 8 图4 5 页面跳转模型3 9 图4 6 学生情况操作类类图4 0 图4 7 统计结果输出页面4 2 图4 8 教师基本信息输出页面4 3 图4 9 菜单管理页面4 8 图4 1o 菜单管理数据表一4 9 图4 1 1a d r n i nm e n u c a t b e a n 类的类图5 0 图4 12m e n u o p e r a t i o n 类的类图一5 0 表4 1 表格情况表3 6 表4 2 ：各类在校学生情况统计表3 7 v i i 原创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。除本文已经注明引用的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也 不包含为获得虚墓直太堂及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：刍j 翌指导教师签名： 日期：2 塑：z ： e t 期：垒监笸： 在学期间研究成果使用承诺书 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，u 1 1 内蒙古大学有权将 学位论文的全部内容或部分保留并向国家有关机构、部门送交学位论文的复印件和磁盘，允 许编入有关数据库进行检索，也可以采用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编学位论文。 为保护学院和导师的知识产权，作者在学期间取得的研究成果属于内蒙古大学。作者今后 使用涉及在学期间主要研究内容或研究成果，须征得内蒙古大学就读期间导师的同意；若用 于发表论文，版权单位必须署名为内蒙古大学方可投稿或公开发表。 学位论文作者签名：鲞遵指导教师签名： e l期：望丝：么：e l+ 期： 内蒙古大学工程硕士学位论文 1 1 课题的背景 第一章序言 信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势，而教育信息化是国民经济和社 会信息化的重要组成部分。作为我国教育信息化建设的主要内容之一，高校信息 化经过多年的努力，已经取得了很大成绩，建设重心已经从计算机与网络硬件基 础设施为主的校园网建设逐步转向以支持教学应用、科研协作、资源共享和电子 校务等为主的数字化校园建设。 数字化校园是将先进的信息技术引入到教学、科研、管理和服务等各个环节 中，使信息工具成为教师教学、学生学习、校务管理的重要手段。网络教学平台 及教学资源数据库的建设为教师提供了新的教学手段、为学生提供了一个个性化 学习环境。校园网充足的带宽又为校内、校际之间的科研协作提供了线路保证。 校园卡系统为教师、学生提供了身份认证、信息查阅、校内生活消费等服务。数 字化校园建设有力地促进学校各单位的信息共享和交换，拓展广大师生员工获取 知识、获取信息的渠道，拓展教师和学生的视野，培养学生的创造性思维，提高 广大师生员工获取信息、分析信息、处理信息的能力和适应现代社会的能力，改 变了传统的教学模式、教学方法和教学手段，提高了教、学、管的质量和效率， 创造了新的教育和工作模式，实现数字化的学习、教学、科研和管理，创建了数 字化的生活空间、虚拟化了大学空间，向彻底实现教育信息化和现代化迈进了一 大步。 随着数字化校园建设的不断深入，各种应用系统的开发和投入使用，数字 化校园建设中的问题也不断暴露出来。如信息“孤岛”现象严重，各应用系统、 各部门缺乏数据交换标准，数据重复冗余，导致了各部门相互之间信息的不一致； 也导致用户获取信息非常困难，有用的信息不能及时共享，数据的利用率不高等 弊端。为了避免上述情况的存在，各应用系统必须做到数据共享，只有数据共享 之后才能保证数据一致性，减少冗余，提高数据的利用率。因此建立数据中心成 为数字化校园建设的重点。通过建立数据中心统一学校内各个系统的数据，提供 集中的数据交换，实现系统问的资源共享，为校领导、教职工、学生提供信息服 大学教学评估数据中心的设计与实现 务，为今后各部门信息化工作提供支持。数据中心可以收集、处理和存储各类共 享信息和数据，并为全校提供信息共享服务的平台。通过该平台学校内的各类数 据可以进行数据集成、并集中存储，通过统一的可靠性、安全性方面的设计，为 用户提供稳定、可靠的数据服务。 1 2 校园数据中心的功能 高校里已经运行着很多的应用系统，目前积累了大量原始的基础数据，而这 些数据对于高校来说是至关重要的。无论是学生毕业、教学评定，还是统计分析， 一切与日常业务相关的处理都是基于这些基础数据的。因此，数据的有效利用对 于学校深化教学改革、加强教学建设和各个系统间的业务处理起重要的促进作 用。随着高校信息化的发展，学校里面各类数据、信息急剧增长，给数据的传输、 存储带来了许多新的问题。这些问题主要表现在以下几个方面： l 、各部门信息化的程度不一致。由于以往各个业务部门对信息化建设的需 求不同，造成有的部门已经使用了比较完善的业务系统，比如教务、财务等，有 的部门则未使用任何业务系统，如校长办公室等。 2 、各个业务系统都是独立的，各系统之间缺乏联系。各自维护自身需要的 数据信息，业务部门之间的数据的交流只是通过单据、文件、报表等方式传递。 这样整个校园中形成很多信息孤岛，造成数据信息的大量冗余和不一致，同时很 难在这些信息的基础上进行整个学校的信息查询和决策分析。 2 、存储形式不一致。由于已有信息系统的不完善，很多信息的存储都被分 布到不同的数据存储载体上，有些存储在数据库中，有些存储在数据文件中，还 有些是用文本文件的形式保存的。 4 、各个部门采用的信息编码不一致，各自使用自己的编码规范。 5 、在校园中存在经常进行信息查询的需求，例如：校长办公室需要统计各 个部门的数据，但目前并不存在这种面向特定用户角色的全面信息服务的应用。 这些信息服务所需的数据分别存储在不同部门的应用系统，分布在不同的存储源 中，而且这些数据存在重复、冗余、不一致等情况，为了满足信息服务查询或者 决策分析，需要将这些数据进行集成处理。 数据中心作为校内基本数据的共享平台，将各个业务部门的基本数据进行集 2 内蒙古大学工程硕士学位论文 中整理，实现统一管理，保证数据的权威性和准确性，为各个业务应用系统和各 类服务系统提供数据支持，保存着数字化校园中的大量数据、信息、流程以及处 理结果，其建设的内容包括： 1 、信息标准建设 数据中心的建立涉及到不同部门的应用系统，由于各个应用系统在开发时是 针对各部门、各单位的具体工作来设计的，缺少统一的规划和全局的考虑，导致 信息无法交换。因此，在着手建立数据中心前需要首先建立学校基本信息编码标 准。编码标准为信息交换、资源共享提供了基础性条件。目前，关于数字校园信 息编码的参照规范主要是教育部的高等学校管理信息标准和教育管理信息 化标准。在教育部高等学校管理信息标准基础上，结合本校的实际情况制 定标准，保证全校信息编码的一致性、兼容性和开放性，减轻了学校人力资源和 财政管理的负担。图i - i 是高校信息标准体系结构图。 图i - i 高校信息标准体系结构图 2 、建立数据综合管理系统 建立数据中心综合管理系统，实现对现有各种形式数据( 数据库中已有、手 工统计和尚未统计数据) 的采集。根据数据标准对不符合标准的数据进行转 换、换算等操作，并实现数据的备份、更新等操作。 大学教学评估数据中心的设计与实现 根据所属部门对每一个数据确定的唯一数据源，具有权限的用户可以对数据 中心共享数据库中的数据进行管理、维护等。同时，共享数据库中的数据能够为 现有系统所用，能够自动、定期( 也可以是实时) 地进行数据交换，以实现数据共 享，并确保数据的准确性一致性，支持各种复杂报表。 ， 3 、建立共享数据库 将与全局相关的数据集中起来，存放在数据中心统一的共享数据库中。数据 由权威发布部门( 根据数据辞典中所确定的唯一数据源) 发布，确保数据的权威 性、准确性和有效性。共享数据库是学校的核心数据库，该数据库中应该包含学 生信息、人力资源、教务信息、科研信息、财务信息、资产信息、文档型信息等 数据库及与学校发展状态相关的评价。库和库及库与原有数据库之间能够实现数 据共享和数据交换。这样一方面可以作为学校迎评的重要展示手段，另一方面在 评估结束后可以自然的过渡为学校校情数据库。 4 、建立全局数据视图 根据数据标准、数据辞典、共享数据库结构，建立全局数据视图，为各个业 务系统获取数据提供索引和指南，甚至是语义级的数据获取模式，真正实现一个 业务系统数据存储对其它业务系统的透明，使业务系统之间的耦合程度降到了最 低。建立全校的统一数据交换平台，实现全校数据的统一管理和存储，为应用系 统提供数据交换接口，实现应用系统间的类管理。从而彻底解决不同系统之间的 数据交换问题。各管理信息系统只有遵从相关的数据交换标准，才能够相互访问 对方系统提供的数据，实现系统间数据层面的互联互通。 1 3 国内外的研究状况 当前国内一些知名大学都建立了校园数据中心。数据中心已成为各大学“数 字校园 建设的重要组成部分。建立数据中心的过程中主要面临着硬件和软件两 个方面的问题。硬件方面有：机房建设、设备选择、机房安全等内容。软件方面 包括：数据标准的制定，数据库的规划，数据库的整合与协同工作，统一身份认 证系统等等。本文主要关注的是软件方面。在这方面清华大学提出的u r p ( u n i v e r s i t yr e s o u r c ep l a n n i n g ，大学资源计划) 有很强的实践意义。u r p 是 大学信息系统的总集成，它利用统一的平台和接口规范，将大学的各种信息系统 4 内蒙古大学工程硕士学位论文 集成起来，实现信息的共享和交换，为用户提供统一的访问界面，并为后续的应 用系统设计和实施提供统一、规范化的要求。 在其它行业也有一些数据中心，比较著名的有“国家农业科学数据共享中 心”、“世界数据中心中国地质学科中心网站”等，这些中心都是针对某一个行业， 由国家级的部门专门建立的。 1 4 研究的目标 校园数据中心可以整合资源，实现数据的高效存取。将各类共享数据，存放 于共享数据库中，使得数据的存放更为精简有效，从而避免了存储无效数据，并 且减少了数据存取的开销。数据中心还能够保证数据的及时更新，确保了全校数 据的一致性，有利于管理部门的工作。 校园数据中心整合各种平台，实施有效的安全防护与管理。随着校园网提供 服务的质量的提升，对信息安全的需要也越来越强烈。同时，校园网提供更高层 次服务的时候，对于用户的身份认证、服务权限管理的要求也相应地提高。原 来各个服务系统各自为政的身份认证的方式难以达到这个要求。这就必须要有一 个独立的，高安全性和可靠性的身份认证及权限管理系统，该系统可以完成对整 个校园网用户的身份和权限管理，同时让用户无需频繁登录。 校园数据中心实现数据共享，实现数据的合理有效安全存储，是建设数据中 心的最重要的原因。网络建设的目的在于应用，正是有了各种应用项目，才使得 网络成为教学、科研、管理等工作时不可缺少的手段和工具。各个信息系统之间 的数据共享交换是以共享数据库作为桥梁的，通过建立和完善权限管理，部门间 的信息查阅可以通过管理员的授权来实现。数据是这些应用系统运行的基础，所 、 以，数据存放的合理性和安全性就特别的重要。通过建立数据中心，应用系统之 间不再具有直接的数据关联，数据交换由统一的业务数据库与共享数据库之间完 成。应用系统之间没有直接的数据传递，各应用系统的耦合程度降低，从而使得 各应用系统数据库的安全性增强，同时共享数据又能对数据进行集中存储、集中 管理。 大学教学评估数据中心的设计与实现 1 5 论文组织结构 本论文分为五章，具体安排内容如下： 第一章绪论 介绍课题的背景、数据中心的功能、意义和国内外的研究状况以及论文的主 要内容。 第二章系统总体架构 介绍总体架构和功能模块划分，并介绍了每个模块的功能。 第三章系统采用的关键技术 本章对系统设计与实现所采用的u m l 建模技术、a p a c h es t r u t s 框架、j s p 、 j a v a b e a n 、标签库、j d b c 、和数据库连接等技术进行介绍。 第四章系统的实现 介绍系统开发过程中所用的r u p 开发方法，描述系统的各个功能模块，并对 其进行分析。还介绍了数据表的设计、页面的显示、统计功能的实现和自动生成 菜单的实现。最后介绍了系统的运行环境、系统配置及系统的部署 第五章总结 对个人在项目中的工作作了总结，并对论文作了总结。 6 内蒙古大学工程硕士学位论文 第二章系统总体架构 2 1 系统工作流程和角色划分 本系统的需求是根据大学的工作实际而产生的，在面对各种评估工作时，学 校的每个单位都要填报很多的表格。这些表格中的数据是相互关联的，例如：“生 均活动场地 这个指标就需要由“学生总人数”和“学校活动场地总数 这两个 数据得出。而这两数据是由两个部门提供的，“学生总人数 由学生处掌握；“学 校活动场地总数由国有资产管理处统计。从业务上来说两个部门之间的联系并 不多，所以很难了解对方所掌握的数据。在工作中很可能要打很多次电话才能了 解清楚。再者这些数据都是变化的，“学生总人数”因学校每年招生人数的不同 而不同。“学校活动场地总数 也会因场地的改建、扩建等情况而发生变化。所 以真正准确的“生均活动场地是不容易得到的。综上所述，各部门的数据相互 使用和查询是一件很麻烦的事情。一个部门的耽搁会影响到整个学校数据统计的 顺利进行。当遇到全校性的评估检查时，数据往往是多次修改，浪费了人力、物 力。经过分析，我们认为造成当前这种状况有以下几个原因：数据责任不明；有 些单位数据报送不及时；领导无法掌握工作进行的情况；各单位推委。 为了解决上边提到的问题，我们首先统一了数据上报的工作流程。统一后数 据上报与公布共分为四个阶段：第一步：部门数据录入；第二步：部门数据审核， 第三步：学校数据审核，第四部：数据公布。流程如图2 1 1 所示。 7 大学教学评估数据中心的设计与实现 图2 - 1 数据上报流程图 整个工作流程中共有五种角色，他们分别是：部门数据录入员、部门数据审 核员、系统管理员、全局浏览者( 学校领导) 和普通用户。他们的职责如下： 1 、部门数据录入员：负责本部门数据的录入。 2 、部门数据审核员：负责对本部门已录入的数据逐条审核，并确认本部门 的数据录入工作是否结束。 3 、系统管理员：( 1 ) 对各部门录入的数据进行二次审核，如果审核通过， 各部门对已录入的数据将无权进行修改；如果审核未通过，各部门要重新进行录 入和审核。 ( 2 ) 表格划分：对各部门要填写的表格进行分配，将任务划分给相应的部 门。 ( 3 ) 数据公布：负责将审核通过的表格公布。 图2 2 为系统管理员角色权限用例图。 8 内蒙古大学工程硕士学位论文 。蛐墨酬榔h 图2 2 管理员角色权限用例图 4 、全局浏览者( 学校领导) ：可以进入各部门的工作界面进行察看，但只能 浏览数据，不能修改。 5 、普通用户：能看到已公布数据。 有了这样五个角色后，再根据角色的需求进行系统功能模块的划分。 2 2 系统功能模块划分 整个系统从功能上分为：登陆控制模块、数据录入模块、数据审核模块、表 格管理模块、权限管理管理四个模块。 1 、登陆控制模块：完成用户登陆的功能，根据不同的用户跳转到不同的页 面。 2 、数据录入模块：每个单位的数据录入员登陆后，就进入相应的数据录入 模块进行数据录入，录入的结果直接进入数据库。 3 、数据审核模块：各部门的数据审核员登陆后，进入本单位数据审模块。 数据审核可以看到本单位数据录入的结果，并进行逐条的审核。本条记录是否通 过要靠点击相应的按钮实现的。 4 、表格管理模块：实现对审核通过的数据进行发布的功能。 9 大学教学评估数据中心的设计与实现 5 、权限管理模块：实现基于角色划分数据表的功能，并可以根据划分的结 果自动生成每个用户的管理菜单。 图2 3 为系统功能框图，。 图2 - 3 系统功能框图 由上图可见，“数据录入 模块中包含十二个部门模块。每一个部门模块对 应一个数据录入的部门。数据录入工作可能涉及到全校的所有部门，而每一个参 加数据录入工作的部门都需要建立与本单位相对应的数据录入模块。如果让全校 的所有部门都进入系统来报数据，那么数据录入模块就会有几十个子模块，系统 就会变得十分繁杂。所以在设计的时候，我对数据录入的部门作了精简，把能够 进行数据录入的部门减少到十二个，它们分别是：人事处、教务处、财务处、科 研处、国有资产管理处、学生处、招生就业处、图书馆、团委、党政办公室、网 络中心、组织部，所有的数据都有这些部门填写。在精简了数据录入的部门之后， 我又对数据表格做了重新的规划，把每个部门要报的数据整合成一张到几张的大 表，并规定一张表只能由一个部门填写，这样每个部门的责任就明确了。 “数据审核 模块也包含十二个部门模块。参与数据审核的部门与数据录入 的部门完全一样。数据审核模块不能改变已经录入的数据。审核的结果就是在数 1 0 内蒙古大学工程硕士学位论文 据表相应的字段中填入布尔值“真或“假。“真 表示本条数据已通过，数据 录入员就不能对他录入的数据进行修改了；“假 表示本条数据未通过，数据录 入员要重新填写此条数据。 “表格管理 模块包含“公共数据管理”和“数据发布”两个子模块。“公 共数据管理”模块，负责管理学校主页上的“公共数据”这个栏目，在“公共数 据 中发布学校的一些基本数据如：学生人数、教师人数等等。“数据发布”模 块是对已经审核通过的表格的可见性进行管理。在数据录入和数据审核阶段，普 通用户是不能看到数据表的情况的。只有在数据审核完成后，有一些数据表可以 让普通用户浏览。“数据发布就是控制普通用户能看哪些表格，不能看哪些表 格的。 “权限管理 模块负责各单位填写哪张数据表，并生成各单位不同的表格管 理菜单。它包括“表格划分 和“菜单管理 两个子模块。关于这两个模块在第 四章还会详细的介绍。 大学教学评估数据中心的设计与实现 第三章系统采用的关键技术 3 1 基于u m l 建模技术 在系统的业务建模和架构设计的过程中我们选用了u m l 建模技术。 u m l ( u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ) 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。它不仅可以支持面向对象的分析与设计，更重要的是能够有 力地支持从需求分析开始的软件开发的全过程。 u m l 标准建模语言定义了许多模型图，这些模型图是为了实现建模的目的而 使用的表现手段，一种模型图可用于不同场合以满足特定的要求。u m l 标准建模 语言定义了5 大类共9 种模型图：主要包括用例图、类图、对象图、包图、协作 图、状态图、顺序图、部署图、构件图等。下面主要介绍在本系统的开发过程中 所涉及的u m l 模型图的用法和作用，以及在本软件系统建模实践中的具体应用。 第一种用例图，用例图是用来确定需求的范围，从用户角度描述系统业务功 能。用例图不仅仅是角色和用例的堆积，用例是有层次概念的，一个大的用例可 以用更小的多个用例来细化，直到无需再细分为止。用例图是用来转述需求主要 场景的，每个用例一般会由几个有序的步骤来完成的。一般情况下，一个用例要 处理一个到多个对象，这些对象在后面的静态视图中将给出详细描述的。用例图 中角色、用例、各种关系等图形元素都有属性说明，做用例分析要在这上面尽可 能地清楚描述每一个事物，同时指出各功能的操作者。 第二种类图，类图属于静态图( s t a t i cd i a g r a m ) 。类图描述系统中类的静态 结构。类图不仅定义系统中的类，表示类之间的关系，如：关联、依赖、聚合等， 也包括类的内部结构( 类的属性和操作) 。类图描述的是一种静态关系，在系统的 整个生命周期都是有效的。对象图是类图的实例，几乎使用与类图完全相同的标 识，他们的不同点在于对象图显示类的多个对象实例，而不是实际的类。一个对 象图是类图的一个实例。由于对象存在生命周期，因此对象图只能在系统某一时 间段存在。包图由包或类组成，表示包与包之间的关系。包图用于描述系统的分 层结构。 第三种顺序图，属于交互图( i n t e r a c t i v ed i a g r a m ) 的一种，描述对象间的 1 2 内蒙古大学工程硕士学位论文 交互关系。顺序图显示对象之间的动态合作关系，它强调对象之间消息发送的顺 序，同时显示对象之间的交互。顺序图强调的是时间和顺序，而不像合作图强调 的是上下级关系。顺序图是使用对象和对象消息来描述事件流( 包括正常事件流、 可选的事件流和异常的事件流) 的顺序。在系统建模过程中，用顺序图描述系统 模型每个用例中的对象间交互关系，每个用例至少对应一张顺序图。 第四种部署图，属于实现图( i m p l e m e n t a t i o nd i a g r a m ) 的一种，部署图定 义系统中软硬件的物理体系结构。它可以显示实际的计算机和设备( 用节点表示) 以及它们之间的连接关系，也可显示连接的类型及部件之间的依赖性。在节点内 部，放置可执行部件和对象以显示节点跟可执行软件单元的对应关系。在编写代 码的工作完成后，按照系统的部署图描述的各部件结构关系对系统进行部署。 在系统建模过程中，我们采用了m i c r o s o f tv i s i o 为建模工具。作为一个 企业开发平台，m i c r o s o f tv i s i o 是一种集成化的设计解决方案，它可以用来简 化并加速复杂企业应用的分析、设计、开发与发布。m i c r o s o f tv i s i o 将这些能 力综合到一个单一的解决方案，有助于开发小组快速且高效地构建高质量的系 统。 3 2j 2 e e 技术 1 9 9 9 年底s u n 公司推出了j a v a 2 技术为基础的j 2 e e 规范，这个规范提供了 平台无关的，可移植的，安全的并且完全基于j a v a 技术的服务器端中间件标准。 j 2 e e 的推出，使得中间件市场走向成熟，从中间件本身的角度来看，实现了j 2 e e 规范的应用服务器是对象中间件；从整体架构来看，应用服务器涵盖了w e b 服务 器，以及其它的服务器。 j 2 e e 的核心是一组规范与指南，定义了开发企业应用系统的标准平台，由 j 2 e e 应用服务器的供应商来确保不同j 2 e e 平台之间的兼容。 j a v a2 平台有三个版本，标准版本( j 2 s e ) ，企业版本( j 2 e e ) 和微版本( j 2 m e ) 。 j 2 e e 的主要组成部分有j 2 e e 平台、j 2 e e 规范( p l a t f o r ms p e c i f i c a t i o n ) 、 参考实现( r e f e r e n c ei m p l e m e n t a t i o n ) 、兼容性测试套件( c o m p a t i b i l i t yt e s t s u i t e ) 和j 2 e e 蓝图( j 2 e eb l u e p r i n t s ) 。 j 2 e e 平台主要就是利用j a v a 2 平台的标准版来为当前的企业级应用提供解决 1 3 大学教学评估数据中心的设计与实现 方案的设计、开发、装配和部署，并定义了一组核心a p i 标准的接口。 1 9 9 7 年s e r v l e t 技术的产生以及紧接着j s p 的产生，为j a v a 对抗p h p 、a s p 等服务器端语言提供了强有力的支持。1 9 9 8 年，s u n 发布了e j b l 0 标准，至此 j 2 e e 平台的三个核心技术都已经出现。于是，1 9 9 9 年，s u n 正式发布了j 2 e e 的 第一个版本，在2 0 0 1 年发布了j 2 e e l 3 ，在2 0 0 3 年发布了j 2 e e i 4 。 在本系统开发中，我之所以使用了j 2 e e 技术，是因为上边介绍到的j 2 e e 的 优点。 3 2 1j 2 e e 框架的组成 j 2 e e 整个框架分为客户端，w e b ( 表示) 层，业务逻辑( e j b ) 层，企业信 息( e i s ) 层。 l 、客户端：需求方可以是b r o w s e r ，也可以是一般的a p p l i c a t i o nc l i e n t ； 2 、w e b ( 表示) 层：主要就是通过s e r v l e t 、j s p 等技术进行服务器端的w e b 组件的编程，并且协调与客户端之间，与业务逻辑层之间的数据传递； 3 、业务逻辑层：主要是通过e j b 和j m s 来实现比较复杂的业务逻辑以及数 据库存储的工作。它还可以通过容器来进行管理事务，并且可以对业务逻辑层的 组件进行生命周期的管理； 4 、企业信息层：主要是指企业信息系统软件，包括企业基础设施系统，如 e r p ( 企业资源计划) ，c r m ( 客户关系管理) ，d b s ( 数据库系统) 和企业遗留系 统。从j 2 e e l 3 开始，就有c o n n e c t o r 架构标准化了j 2 e e 平台连接到e i s 上的 a p i 。图3 一l 为j 2 e e 框架图。 1 4 内蒙古大学工程硕士学位论文 客户屡 ： 乳b 层 ： 商业逻辑屡 ：企业信患系统屋 i 客户机l j 缝e 服务器 i 嚣工s 服务器 图3 - 1j 2 e e 框架 3 2 2j s p ( j a v a s e r v e rp a g e s ) 在传统的网页h t m l 文件( 木h t m ，水h t m l ) 中加入j a v a 程序片段( s c r i p t l e t ) - 和j s p 标记( t a g ) ，就构成了j s p 网页( 木j s p ) 。w e b 服务器在遇到访问j s p 网页 的请求时，首先执行其中的程序片段，然后将执行结果以h t m l 格式返回给客户。 j a v a 程序片段可以操作数据库、重新定向网页以及发送e m a i l 等等，这是建立 动态网站所需要的功能。所有程序操作都在服务器端执行，网络上传送给客户端 的仅是得到的结果，对客户浏览器的要求很低。这样就可以实现无p l u g i n ，无 a c t i v e x ，无j a v aa p p l e t ，甚至无f r a m e 。 j s p 文件首先被预处理为j a v a 文件，然后再编译为c l a s s 文件。图3 2 说明了从j s p 文件到s e r v l e t 的流程。 卜醐- eb 奠。l 擞监ei 副- l c l a s s 醣f i l e 图3 2 从j s p 文件到s e r v l e t 的流程 在简单的请求和响应中，j s p 文件设置数据、控制到下一个网页的流程并创 建h t m l ，其过程如图所示： 1 5 大学教学评估数据中心的设计与实现 图33j s p 页面简单的请求和响应过程 1 、j s p 的优点 ( 1 ) 将内容的生成和显示进行分离 使用j s p 技术w e b 页面开发人员可以使用h t 扎或者x m l 标识来设计和格 式化最终页面。使用j s p 标_ 【 或者脚本块不仅可以生成页面上的动态内容( 内容 是根据请求来变化的) ，而且生成内容的逻辑被封装在标识和j a v a b e a n s 组件中 所有的脚本在服务器端运行。如果核心逻辑被封装在c u s t o m t a g 和j a v a b e a n s 中， 那么其他人，如w e b 管理人员和页面设计者，都能够编辑和使用j s p 页面却不 影响内容的生成。 ( 2 ) 生成可重用的组件 绝大多数j s p 页面依赖于可重用、跨平台的组件( j a v a b e a n s 或者e n t e r p r i s e j a v a b e a