（计算机应用技术专业论文）校园网信息系统设计与实现.pdf

中文摘要 随着i n t e m c t 技术的推广，基于w e b 的应用系统，得到了迅速发展。网络在 人们生活中的普及，使它逐渐变得简单化、人性化，这些都增加了开发的难度。 传统软件技术应用到基于w e b 的系统开发中，越来越显得力不从心，而n e t 框 架为开发w e b 应用系统提供了全新的平台，较以往，基于该平台的技术方法使 软件的开发效率有很大提高，而且后期维护变得更容易。 本文为笔者所在学校设计与实现了基于b s 架构的校园网信息系统。信息系 统的开发采用了微软公司的基于n e t 的实现技术，文中对与其相关的w e b 服务、 a s p n e t 、a d o n e t 和x m l 数据管理等技术进行了分析讨论。 信息系统使用时，需要用户验证，本文对验证算法进行了分析和设计，提出 了基于角色的验证机制。为便于功能扩充，信息系统主模块下的子功能通过数据 库来管理，建立了活动二级菜单，从而使系统的维护和升级更灵活。 本文通过对职业学校的具体情况的分析，给出了信息系统的框架结构，设计 与实现了其中的系统管理和教务管理模块。开发过程中，以面向对象分析方法为 基础，采用迭代式开发方法，以u m l 为工具，首先建立系统的总体开发规划， 然后逐步细化。 关键词：w e b 服务n e t 系统管理教务管理u m l a b s t r a c t a st h ep o p u l a r i z a t i o no fi n t e m e tt e c h n i q u e ，t h ea p p l i c a t i o ns y s t e m s b a s e do nt h ew b bh a v eg o t t e nt h eq u i c kd e v e l o p m e n t t h eu n i v e r s a l i 锣o f t h en e t w o r ki n p e o p l e s l i v e s g r a d u a l l y m a k e si t s i m p l i f i c a t i o n , h u m a n i z a t i o n , t h e s ei n c r e a s e dt h ed i f f i c u l t yo ft h ed e v e l o p m e n t t h e t r a d i t i o n a ls o f t w a r et e c h n i q u e sw e r ea p p l i e di nt h es y s t e md e v e l o p m e n t b a s e do nt h ew 曲，w h i c hs e e m e dt ol a c kt h ea b i l i 锣t 0d om o r e ，b u t t h e 小m tf r a m e w o r kp r o v i d e san e wt e r r a c ew h e r et h ew e ba p p l i c a t i o n s y s t e mw i l lb ed e v e l o p e d ，t h et e c h n i q u em e t h o d sw h i c h a r ec a r r i e do u tb y t h et e r r a c em a k et h ee f f i c i e n c yo ft h es y s t e md e v e l o p m e n tg r e a t e rt h a n b e f o r e 。a n dt h el a t e rm a i n t e n a n c eb e c o m e se a s i e r 1 1 l e t h e s i sd e s i g n sa n dr e a l i z e st h ec a m p u s 啪d ei n f o r m a t i o n s y s t e m sb a s e do nb s f o rt h es c h o o lw h e r et h ea u t h o rw o r et h e d e v e l o p m e n to ft h ei n f o r m a t i o ns y s t e m sa d o p tt h et e c h n i q u e sb a s e d o n 小e tw h i c hw a sm a d eb yt h em i c r o s o rc o m p a n y , t h i st h e s i sh a sa a n a l y s i sa n dd i s c u s s i o no ns o m et e c h n i q u e sw h i c hh a v er e l a t i o nt oi ts u c h a sw - e bs e r v i c e 、a s e n e t 、a d o n e ta n dx m 吐d a t am a n a g e m e n ta n d s oo n d u r i n gt h ei n f o r m a t i o ns y s t e mi su s e d , t h es y s t e mw i l lh a v eau s e r v e r i f l y i n g ，t h i st h e s i sh a saa n a l y s i sa n dd e s i g no nt h ev e r i f l y i n ga r i t h m e t i c ， p u t t i n gf o r w a r dt h ev e r i f y i n gm e c h a n i s mb a s e do nr o l e f o rt h es a k eo f t h es y s t e mi se a s yt od of u n c t i o ne x p a n s i o n , t h ec h i l df u n c t i o n sw h i c ha r e i n c l u d e di nt h em a i nm o d u l eo ft h ei n f o r m a t i o ns s t e ma r em a n a g e db y d a t a b a s e ，s e t t i n gu pt h ea c t i v es e c o n d a r ym e n u , t h e r e b ym a k i n gt h e s y s t e mm a i n t e n a n c ea n du p g r a d ee a s i e r n i st h e s i sc a r r i e so u tt h ea n a l y s i sa b o u tt h ec o n c r e t ec i r c u m s t a n c e s o ft h ev o c a t i o n a ls c h o o l ，s e t t i n gu pt l l ef r a m e w o r ko ft h ec a m p u s w i d e i n f o r m a t i o ns y s t e m s ，d e s i g n i n ga n dr e a l i z i n gt h es y s t e mm a n a g e m e n t a n dt h et e a c h i n gm i s s i o nm a n a g e m e n tm o d u l e 。i i lt h ep r o c e s so ft h e d e v e l o p m e n t ，t a k i n go o pa n a l y s i sm e t h o da st h ef o u n d a t i o n ，t h eg e n e r a i d e v e l o p i n gp r o j e c to f t h es y s t e mf i r s ti sc a r r i e do u tb ya d o p t i n gi t e m t i v e d e v e l o p m e n tm e t h o d u s i n gu 匝t 0 0 1 t h e nd r a w i n gu pt h ec o n c r e t e p r o j e c tg r a d u a l l y k e y w o r d ：w e bs e r v i c e ，n e t , t h es y s t e mm a n a g e m e n t , t h et e a c h i n g m i s s i o nm a n a g e m e n t , u m l 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和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得鑫壅盘茎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了谢意。 学位论文作者签名：_ 斗卣幻 签字日期： 河年垃月2 0 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解叁叠盘茎有关保留、使用学位论文的规定。 特授权盘壅焘翌可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库迸行检 索，并采用影印，缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：辟= 卜i 知削 签字日期：3 酊年i 玉月硼日 导师签名嘲 签字日期：别，趱一，年月别日 第一章绪论 1 。，系统开发背景 第一章绪论 该系统是专门为笔者所在单位一海拉尔第一职业学校开发的信息管理和查 询软件，学校最初于2 0 0 1 年建设了校园网，校园网的主体可分为两部分，一部 分将学校各微机室内部的电脑联网，主要目的是为了管理维护机器的方便；另一 部分用于连接学校各科室的机器，采用比较原始的对等网方式，实现了资源共享， 并且基于c s 架构实现了教务处的学生成绩管理、政教处的学生学籍管理。但随 着计算机技术的不断发展，学校硬件资源得到很大改善，现有状况越来越不适应 学校对无纸化办公的需求。 2 0 0 5 年初，学校投入大量资金，购置了全套网络设备用于学校校园网建设改 造，预计在2 0 0 6 年中实现校园网的硬件建设工程。本文完成的是校园网系统的 软件设计部分。 1 。2 系统开发意义 海拉尔第一职业学校所在地区位于我国西部，各方面的发展相对落后，在信 息技术的发展上，由于缺乏人才、技术、资金等多重原因，软件发展滞后于硬件 建设，经常是网络硬件建设到位了，但购买的软件往往因不适应单位具体情况， 还要花大笔资金去外地请人再进行修改。 本文设计的信息系统，完全针对学校的具体情况，因此为今后的维护带来了 极大的便利，并且能为学校节约大量资金。 系统将改变学校传统的管理模式，通过建立信息系统，将资源统一管理，使 各部门的数据表示一致并消除了冗余；界面表示统一，操作容易简单；对部门设 置使用权限，使各部门的分工协作有保障。 1 3 当前网络系统的技术应用状况仉2 1 计算机网络是计算机技术与通信技术的结合的产物，发展到今天，计算机网 络在当今世界所扮演的角色越来越重要。它日益成为现代生活必不可少的工具之 一。网络的规模越来越大，新技术、新设备在广泛应用，这些都使得网络的结构 第一章绪论 日益复杂，而且联网的设备大都是由不同的制造商生产的异构型设备，这些异构 型设备带来了技术实现上的复杂性。另一方面，计算机网络硬件技术这几年有很 大的发展，性能在大幅提高，但同时价格却在迅速降低。大家都会有一个感受， 在部分网络信息系统的应用中，单机上完成的数据传输过程，与在互连网上完成 的数据传输过程在速度上并没有明显差别。因此，对客户端专业化要求程度较高 的c l i e n f f s e r v e r 模式在开放程度较高的系统中所占比重在减少，c l i e n t s e r v e r 模式 更多情况下是用于管理员对数据的维护过程中。 相比之下，b r o w s e r s e r v e r 模式得到了广泛的应用。基于w e b 的网络管理是目 前网络管理发展的一种趋势，因为w e b 浏览器对计算机的硬件要求很低，因而管 理员可以把很多的计算和存储任务转移到w 曲服务器上去完成，而允许用户依靠 简单、廉价的计算平台去访问它们。这种”瘦客户机胖服务器”模式降低了系 统对用户端硬件的要求并且提供给用户更大的灵活性。 软件产品实现中，对软件操作简单化要求的提高，增加了软件复杂度，为提 高开发效率，降低维护成本，对系统的扩展性、复用性及接口的统一性要求在提 高，因此，用于开发软件的技术在不断发展，其中w e b 服务就是近几年发展出来 的技术之一【3 】。n e t 是由美国微软公司开发的w e b 服务平台，这个平台不论操作 系统或编程语言有何差别，由它支持的w 曲服务均能使应用程序在i n t e m e t 上传输 和共享数据，也可以调用其他应用程序的功能，而不考虑其他应用程序是如何生 成的。因为这些通信之问的数据交换都是以x m l 格式进行的，而执行程序的过 程则由专用的w e b 服务器完成。 任何企业级应用都包含有数据处理，a d o n e t 这一新的数据存取模式，和 x m l 紧密结合在一起，提供高效率的数据存取。 a s p n e t 为w e b 应用的开发提供了新的途径，在a s p n e t 的基础上提供的 w 曲服务开发模型方便了开发者在n e t 平台上开发w e b 服务。 1 4 系统基本结构 系统的基本功能是实现学校信息的管理与查询，信息管理要以部门为单位， 应该是各部门管理功能的综合，所以将它分解为各个部门的管理集合。图1 1 给 出了系统的整体软件框架结构。 本文给出了一个基于b s 架构的信息系统的设计方案，通过系统分析将信息 系统分解为以部门为单位的八个子系统。每个子系统又抽象为功能相对独立的四 个层：表示层、业务处理层、数据访问层、数据资源层，每个层又由若干个模块 构成。整个分析过程采用面向对象的分析方法，制定了便于开发人员分工实现的 第一章绪论 程序实现方案。其中，数据库资源代表最底层的数据资源，为便于管理，本文将 建立存储过程代替对数据库的直接操作，这也是对数据库管理系统性能的优化。 数据访问层实现了对数据资源的调用，业务逻辑层是表示层与数据访问层联系的 纽带，系统的全部功能都将在表示层通过网页的形式展示出来，在框架中，还有 一个非常重要的组成部分，这就是x m lw e b 服务功能，在实现各个逻辑层时， 部分功能会以x m l w e b 服务的方式体现。 1 5 本文所做工作 图i - i 校园网信息系统结构图 l 讨论并比较了当今应用于w e b 管理系统设计中常用的一些技术，给出了将 x m l 、w e b 服务等技术应用于学校信息系统的方案。 2 系统实现中，对权限验证算法进行了分析和设计。 第一章绪论 3 通过数据库建立活动二级菜单，管理各模块下的子功能，为今后的扩充打 下基础。 4 利用u m l 工具，分层次、分模块对学校信息系统的系统管理模块和教务 管理模块进行分析，并给出这两个模块的设计和实现。 1 6 内容安排 第1 章绪论。 第2 章对当今制作基于w e b 的应用程序的技术及支持理论进行了分析讨论。 第3 章对信息系统进行了分析，对x m l 、w e b 服务等技术在系统中的应用 建立了模型。对软件的特点和优势做了论述。 第4 章、第5 章采用面向对象的分析方法分层次、分模块地对系统管理模块 和教务模块进行设计与实现。 第6 章是对本文工作的总结以及进一步展望。 第二章相关技术介绍 第二章相关技术介绍 2 1c s 和b s 架构比较叫 1c s 架构的优势与劣势： ( 1 ) c s 架构的优势：c s 体系结构是由客户程序和服务器程序两部分组成的， 客户端也要承担一定的程序运行任务，使得服务器负担较轻。并且服务器和客户 端的紧耦合结构使其具有实时性强的优点。 ( 2 ) c s 架构的劣势：采用c s 架构，要使分布于两地的数据同步完全交由数 据库系统去管理，这就要求必须在便地间建立实时的通讯连接，网络管理工作人 员要同时对服务器和客户端维护和管理，这需要高昂的投资和复杂的技术支持。 并且传统的c s 结构的软件需要针对不同的操作系统系统开发不同版本的软件， 提高了开发成本，面向的用户群也小，使得开发成本高，选择余地减少。 2b s 架构的优势与劣势 ( 1 ) b s 架构的优势：b s 架构的软件只需要管理服务器，在服务器端进行系 统的维护和升级，使维护和升级方式简单。b s 架构应用管理软件只需安装在服 务器上，客户端只要求有浏览器，使开发成本降低，选择更多。 ( 2 ) b s 架构的劣势：服务器运行数据负荷较重。由于b s 架构管理软件只安 装在服务器端，用户界面主要事务逻辑在服务器端实现，因此，服务器运行数据 负荷较重。 c s 和b s 是当今世界开发模式技术架构的两大主流技术。其中c s 的历史 更长，技术更成熟，基于c s 技术开发的产品也非常多，系统实现时，可以借用 它的一些成形的产品，比如，系统实现中，可以直接使用学校财务部门现有的基 于c s 模式的财务管理软件。 2 2x m l 技术概述瓯町 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 可扩展标记语言j 是由w 3 c ( w o r l dw i l d w e bc o n s o r t i u m ，世界万维网联盟) 于1 9 9 8 年2 月发布的标准。x m l 是s g m l ( s t a n d a r dg e n e r a l i z e dm a r k u pl a n g u a g e ，标准通用标记语言) 的一个精简子集， 用于支持i n t e r n e t 上的结构文档交换。 第二章相关技术介绍 采用h t m l h y p e r t e x tm a r k u pl a n g u a g e ，超文本链接标记语言) 和 h t t p ( i - i y p e r t e x tt r a n s f e rp r o t o c o l ，超文本传输协议) 编写文档是i n t e r n e t 作为信 息交换手段被普遍接受并获得获巨大成功的关键所在，随着i n t e m e t 技术的发展， 这种数据描述方法受到了挑战，因为h t m l 只局限于数据表现格式，无法描述 数据的原始意义与约束关系等多方面信息。相对于h t m l ，x v i i 呈现出如下的特 点7 一： l 可扩展性 x m l 保留了s g m l 的可扩展功能，x m l 允许各种不同的专业开发与本专业 相关的标记语言。在x m l 中，用户新创建的标记可在文档类型定义中加以描述。 关于如何显示这些标记的内容的详细指令则是由附加在文档上的另外的样式单 提供，当需要时，通过样式单告诉浏览器如何显示这些标记。 2 自描述数据 x m l 文档通常由模式描述文件和事例文件组成，前者用于描述x m l 事例文 件所能使用的标记、标记的结构、标记的含义等，而x m l 事例文件则使用这些 预定义的标记描述数据，所以x m l 具有自描述性。 3 数据集成和结构化 h t m l 缺乏对数据结构的描述，对于应用程序理解文档内容，抽取语义信息 都有诸多不便。x m l 能够很好地表现许多复杂的数据关系，并能够使不同来源 的结构化数据很容易地结合在一起。 4 提供了灵活的数据描述方式 x m l 支持数据模式、数据内容、数据显示方式三者的分离，符合内容与形 式分离这一规律，从而使得主要依赖于数据显示方法的用户界面、数据的使用、 数据的定义相分离，使得同一数据内容在不同终端设备上的个性化数据表现形式 成为可能，在数据描述方式上更加灵活。 2 3w e b 服务技术 2 3 1w e b 月展务o 。1 0 】 这里取w 3 cw e bs e r v i c e sa r c h i t e c t u r e 小组对w e b 服务的定义：w e b 服务是 由u r if o r d f o r mr e s o u r c ei d e n t i f i e r ，统一资源标识符) 标识的软件应用程序，其 接口和绑定可以通过x m l 构件进行定义、描述和发现，w e b 服务支持通过基于 因特网的协议使用基于x m l 的消息与其他软件应用程序直接交互。从本质上讲， w e b 服务是可以通过i n t e r n e t 访问的应用逻辑单元。 第二章相关技术介绍 2 3 2w e b 服务的体系结构“”“羽 w e b 服务的体系结构描述了3 个角色：服务提供者( s e r v i c ep r o v i d e r ) ，服 务请求者( s e r v i c er e q u e s t ) 和服务代理者( s e r v i c eb r o k e r ) 及3 个操作( 发布、 查找和绑定) 。 在这三个角色上又有三种操作：发布、查找、绑定。其中，服务提供者通过 服务代理者配置和发布服务，服务请求者通过服务代理者查找所申请的服务，并 绑定到这些服务上，以建立服务提供者和请求者之间的联系。 三种操作中，发布操作使用u d d l ( u n i v e r s a id e s c r i p t i o n , d i s c o v e r ya n d i n t e g r a t i o n ) 技术，查找操作使用u d d i 和w s d l ( w e bs e r v i c ed e s c r i p t i o n l a n g u a g e ) 技术的组合，而绑定操作使用w s d l 和s o a p ( s a m p l eo b j e c ta c c e s s p r o t o c 0 1 ) 技术的组合。其中，绑定操作最重要，它是应用服务的具体实施和应用 服务间的交互操作。服务提供者在n e t 平台上对w e b 服务的研究与实现和服务 请求者对s o a p 规范的充分支持，保证并实现了应用服务间无缝的交互操作。由 于w e b 协议和x m l 侧重于底层的数据传输，在实际使用时，仍需要制定相关的 应用标准( 包括格式和协议) ，使得服务参与方能相互理解。因此，为实现w e b 服 务体系中应用的互操作，需要在不同的层面上，建立起一系列的标准。图2 1 表 示了w e b 服务的体系结构： 图2 1w e b f l 务体系结构 1 服务提供者：是指创建该w e b 服务的实体。一般情况下，服务提供者把 机构的某种业务功能展示成一种w e b 服务，供其他机构调用。 2 服务请求者：是指任何使用服务提供者建立的w e b 服务的机构。为了检 索w e b 服务的细节，服务请求者要在注册表查找由服务提供者在注册中心注册 的服务描述信息。 第二章相关技术介绍 3 服务注册表：服务提供者在服务注册表发布w e b 服务的功能，由服务请 求者搜索w e b 服务，最后对搜索到的w e b 服务进行绑定。 2 3 3 基于组件的分布式计算和w e b 服务之比较w e b 服务的优势 l 基于组件的分布式计算和w e b 服务之比较 从表2 2 可以看出，w e b 服务技术在实现上采用的均是已成熟或已通过业界 标准，未来将成为主流的技术，并没为它的实现提供专门的技术。而基于组件的 分布式计算技术在诸多方面都是为自己量身裁制的，这就为其今后的发展留下很 少的空间，使其成为不易发展的专用系统，而不是通用系统。 表2 = 1w e b 服务与c o r b a 、d o m 技术的比较 特征c o r b ad c o m w e b 服务 远程过程调用机制采用i i o p 协议采用d c e - r p c 协议采用h t t p 协议 编码c d rn d r) 眦 接口描述m l肌w s d l 发现机制命名服务与交易服务注册库通用发现、描述集成机制 防火墙友好性 否 否 是 协议的复杂性高 高低 跨平台性部分 否是 2w e b 服务的优势： ( 1 ) 互操作性：这是它的最重要的一个特性。任何w e b 服务均可与其他w e b 服务交互，s o a p 这个主要软件行业均支持的新标准协议的出现，避免了在 c o r b a 及d c o m 和其他协议之间转换的麻烦。同时，由于可以使用任何语言 写w e b 服务，因此开发人员无需更改其开发环境即可创建和使用w e b 服务。 ( 2 ) 普遍性：w e b 服务使用h n 下和x m l 通信，因此任何支持该技术的设 备均可拥有和访问w e b 服务。 ( 3 ) 易用性：它虽然是- - n 较新的技术，但易于学习，便于使用，对于现在 的c o m 组件技术，也提供了转换为w e b 服务的方法。 ( 4 ) 广泛性：当今主要软件行业均支持有关w e b 服务的周边技术，如微软 的n e t 平台就是基于w e b 服务的。 2 4 基于n e t 平台的实现技术 第二章相关技术介绍 2 4 1 n e tf r a r 哪o r k 概述响 n e tf r a m w o r k 是作为支持w e b 应用的新一代平台，它与v i s u a ls t u d i o n e t 开 发工具结合在一起可以方便地创建、构建和部署w e b 应用程序。n e tf r a m w o r k 作为n e t 的核心，位于操作系统之上，由许多组件组成，其本质上就是一个运 行在w m d o w s 之上的又一个w e b 应用程序的“操作系统”，由它对w e b 应用程序的 运行环境统一管理，包括应用程序的创建、内存管理到应用程序最后的消亡。它 的组成可以按图2 2 表示。 应用程片。开发技研 ( a s pn b t 、w l n f o 删8 镧) 鼍 墓 墨 支持数据管m 弄口n 管4 的扩展类庠 薹 蒸本类库 公共语言运行时c l r 图2 - 2 n e 谁架组成 ( 1 ) 公共语言运行时c l r 公共语言运行时在组件运行过程中，负责管理内存分配、启动或删除线程和 进程、实施安全性策略，同时满足当前组件对其它组件的需求，并且提供了一个 跨编程语言的统一编程环境。 ( 2 ) 基本类库 n e t 框架为开发人员提供了一个统一、面向对象、层次化、可扩展的类库集 ( a p i ) 。n e t 框架统一了微软当前的各种不同类框架，这样，开发人员无需学习 多种框架就能顺利编程。通过创建跨编程语言的公共a p i 集，n e t 框架可实现跨 语言继承性、错误处理功能和调试功能，从而使开发人员可以自由选择理想的编 程语言。 ( 3 ) 支持数据管理和x m l 管理的扩展类库 n e t f r a m w o r k 有一个类库的扩展集，它提供了高性能的数据访问类，用于 连接s q ls e r v e r 、o r a c l e 或者o l e d b 和o d b c 提供者可用的其他数据库。还强有 力的支持了x m l 数据管理。 2 4 2a s p n e t 【1 6 】 经过对a s p 的重新设计，m i c r o s o f t 推出了a s p n e t ，它是包含在n e t 框架 第二章相关技术介绍 中的。从图2 - 2 n e tf r a m w o r k 的组成，可以看到它在这个框架中所处的位置， 它可以利用n e t 提供的许多技术，a s p n e t 实现代码是受n e t 运行环境托 管的，运行在已编译的环境下，消除了对脚本的依赖，因此与a s p 相比它具有 更强大的性能优势及扩展性。 传统的a s p 代码一般是用j a v a s c r i p t 或v b s c r i p t 编写的，开发人员一般只能 把显示方式和程序逻辑混合在一起，使代码较难维护和理解。每次调用a s p 页 面时，引擎都要解释该页，因此效率很低。在a s p n e t 中，显示方式和程序逻 辑分离实现。通过代码后置类文件实现程序逻辑。这样便于模块化设计，使开发 人员分工明确。 2 5a d o n e t 和n e t 中的x m l 数据管理“刀 2 5 1a d o n e t 由m i c r o s o f t 开发的a d o n e t 是新的数据访问技术之一，它统一了关系数 据和x m l 数据。n e t 的关系数据库管理类位于类库s y s t e m d a t a 中，这些类的 集合总称为a d o n e t ”。它在n e tf r a m e w o r k 中所处的位置见图2 - 2 。 为保证数据访问技术适应x m l 技术的发展，n e t 中包含了为管理和处理 x m l 数据而专门设计的一整套对象，其中包括在d a t a s e t 等对象内对x m l 格式 数据的固有支持，还包括各式各样的对象，它们将新的x m l 分析引擎和x m l 架构集成到一起。并且n e t 中的所有数据访问类都重新设计为托管代码，被集 成到n e t 框架中，因此性能很高。 2 5 2 关系数据和a d o n e t 的x m l 集成 x l v i l 数据在系统集成，跨平台传输方面的好处被人们共识，并成为标准， 但以关系模式为基础的数据存储技术已非常成熟，在这方面x m l 无法取代它， x m l 对数据的存储表示采用的是层次模型，在实现中，往往会采用这两种技术 的结合，用典型的关系模型库来存储数据，以3n i l 格式来转换这种格式作为数 据对外的表示。 a d o n e t 对x l v i l 提供了功能很强的支持，在这里，x m l 和数据访问技术 紧密关联，它作为表示数据的技术出现。n e t 将a d o n e t 和x n i l 类框架都纳 入到自己的体系结构，并将它们整合。a d o n e t 实现的是松耦合的、面向非连 接的对关系数据的访问，n e t 对数据的管理是以x m l 为基础的，这种整 第二章相关技术介绍 合通过d a t a s e t 表现出来，通过d a t a s e t 访问关系型数据，在d a t a s e t 内部将数据 以x m l 格式保存，d a t a s e t 中的儿数据模式x s d 由对关 系数据结构的分析得来，但x m l 数据模式在表达上要比关系型数据的结构更灵 活，可以通过修改这种模式来改变d a t a s v t 中数据的结构。d a t a s e t 提供了对x m l 技术的直接支持方法。 图2 3 表示了a d o n e t 和x m l 类框架的整合关系，d a t a s e t 是它们的交集。 ，厨l 1 ，戮j = 三9 图2 - 3a d o n e t 和x m l 类框架的整合关系 第三章系统设计分析 3 1 系统原型分析 第三章系统设计分析 经过分析，学校由如下几大部门构成：办公室、教务处、政教处、总务处、 设备科、招生办、党( 团) 支部，其中，办公室下设档案室、保卫科、图书馆及 财务室。教务处下设若干教研组，政教处下设学生会。办公室主要负责教职工人 事信息管理，学校各机构的日常事务管理，如教师的职业评定、晋级，档案的收 集工作。教务处负责教学计划的安排、课表的制定、专业组的管理、由专业组协 助共同安排及修改课程设置、班级成绩的管理。政教处负责班级管理、学籍管理、 宿舍管理、班级评估，政教处的工作由学生会协助开展。相比之下，其他部门的 工作比较单一，总务处负责学校的后勤事务，主要是备品管理。设备科负责学校 的学生实习设备管理。保卫科负责学校的安全管理。党( 团) 支部负责学校的党 ( 团) 务管理。招生办负责招生登记、学籍档案的建立，但学籍档案报上去后， 将由政教处直接管理，招生办无修改权。学校财务处和图书馆已经有专用的软件 实现管理，因此在系统的实现中只预留出接口。 3 2 系统模块分析 由上面的分析看出，各部门的业务相对独立，因此，可以以部门为单位来组 织系统模块，系统的实现将由八大模块构成。各个构成模块又可分为前台查看和 后台管理模块，未经过身份验证的用户，可以对部分数据拥有查看权，但不可修 改数据。经过授权的用户在登录后，拥有全部数据的查看权，及部分数据的修改 权，比如，教务部门只能修改其部门所在的模块数据。除此之外，还要设置一类 超级用户，拥有对系统的全部控制权，除拥有前面两类用户拥有的功能之外，他 们还可以设置用户的权限。为便于说明，将以上用户分别称为一般用户、部门管 理用户和超级用户。 信息系统结构复杂，模块较多、功能相对独立，为简化对不同部门人员的权 限管理，在这里引入了角色验证机制。上面分析出的主模块是以部门为单位划分 的，而在学校中部门一般不会发生变化，但每个部门所具有的子功能可能会有所 变动。因此系统为考虑到以后会有部门功能的扩充等要求，把以部门为单位的模 第三章系统设计分析 块在页面中作为一级菜单( 主导航) ，子功能作为二级菜单。并且将子功能在页 面中以活动二级菜单的方式体现，具体实现时采用将子功能模块存入表示菜单的 数据表中管理，在该数据表中，另设一字段，保存子功能模块链接到的页面。 角色验证机制是提供给用户进入各主模块的钥匙，活动二级菜单是进入各主 模块的门户，因此为便于管理，在各主模块之上，建立一个系统管理平台。该平 台只能由超级用户管理，该平台所完成的任务是；建立并管理以角色验证为基础 的登录机制，管理活动二级菜单( 包括表的管理及系统功能的实现) ，并建立一 页面基类，来简化在各管理模块中的权限验证过程。 系统管理中的各模块在操作上是相互平行的，其内在关系通过数据库和程序 来控制，下面给出其u m l 活动关系图( 图3 1 ) ： 图3 - 1 信息系统u m l 活动关系图 3 3x m l 在系统中的应用 第三章系统设计分析 本文只是基于实现方案的研究，在具体实现时可考虑在以下二个方面应用： 1 客户与不同的数据源进行交互 数据可能来自不同的数据库，有各自不同的复杂格式，在这类应用中，x m l 解决了数据的统一接口问题。x m l 没有定义数据文件中数据出现的具体规范， 而是在数据中附加标记并通过另一模式文件解释的方式来表达数据的逻辑结构 和含义。这使x m l 成为一种程序能按客户的约定自动理解的规范。 2 将同一数据以不同的面貌展现给不同的用户 由于数据显示与内容分开，x m l 定义的数据允许指定不同的显示方式，使 数据更合理地表现出来。 3 4w e b 服务在系统中的应用 3 4 1w e b 服务的一般实现过程 w e b 服务通过定义一组可以通过i n t e r n e t 调用能被重复利用的程序逻辑单 元，使一些服务功能能以公开并统一的方式提供给对方。w e b 服务是独立的模块 化应用，能够通过w 、7 l ，w 描述、发布、定位及调用。即通过w s d l 描述及s o a p 访问。在商业注册中心( u d d i ) 发布，从而使开发人员和w e b 应用程序可以搜 索并定位该服务。 图3 - 2 展示了w 曲服务的实现全过程，序号代表白服务的创建到调用的顺序。 i捷到。服雕 服务梢费 w 蝴务 供应商 者 5 剖建t 理和客户机 a 啊用w e b l l 毒i - 图3 - 2 调用w e b 服务过程 3 4 2w e b 服务在信息系统中的构建2 0 】 系统在实现中，参照w e b 服务的一般实现思路，制定方案如下： 第三章系统设计分析 对外表示上，提供统一、简洁的使用界面。在规划中建立一个信息服务功能 对外发布平台，其后台由信息服务注册中心和信息服务制作实施中心( 信息服务 提供方) 组成，这种结构将完全参照技术上已成熟的w e b 服务架构来构建，其 整体结构如图3 - 3 所示： j 申请 e ：e 外部申请i 方 j 应答 信息服务 功能对外 发布平台 查找【 z 刮 建代理 信息服务注册中心 型 信息服 务提供 ，方1尹 通过代理调用 图3 - 3 校园网w e b 服务的组成结构 l 信息服务注册中心 信息服务注册中心是一个u d d i 注册中心，管理如何发现各个服务提供方发 布的w e b 服务。在信息服务功能对外平台中，要发现需要的信息w e b 服务并与 之交互。 2 信息服务制作实施中心 信息服务制作实施中心是信息服务的提供者，可能采用两种方式建立信息服 务，其一是封装信息系统中原有的业务功能为w 曲服务，其二是开发新的w 曲服 务系统，最后将信息服务发布出去供他人使用。在信息服务功能对外发布平台中， 信息服务制作实施中心提供的w 曲服务不仅可以被系统所属的各个部门在实现 相关模块时调用，还可以被校园网外其他的学校系统调用。 3 信息服务功能对外发布平台 信息服务功能对外发布平台是系统中提供给外界的关键组成部分，统一了对 服务功能的调用。对内，从服务注册中心查找合适的服务，并与各个服务实施方 绑定后调用。对外，向服务申请者提供校园网信息咨询、办理结果查询等服务。 信息服务功能对外发布平台整合了系统内部各个信息提供方提供的服务，向信息 服务申请者提供了统一、便捷的操作界面。 匮 淆 肿方 内 第三章系统设计分析 3 5 系统各模块的组织结构 系统命名空间层次结构如下： 1 根域定义为：h y z 2 按前面框架结构的层次，在根域之下，划分出五个名称域分别为：代表w e b 服务的域w c b s c r v i c e ，代表数据访问层的域d a t a ，代表业务逻辑层的域p r a c t s e ， 代表表示层的域r e p r e s e n t ，代表公共层的域p u b l i c ，p u b l i c 下保存自定义的公有 类，其中含公有方法，变量等。 3 在d a t a 、p r a c t i s e 、r e p r e s e n t 域下，以按部门划分的模块为单位建立域，与 部门相关的数据都纳入到部门的名称空间下，在上述三个域下分别又划分出若干 名称空间，分别为：代表系统管理功能的域s y s t e m 、代表教务管理模块的域 j i a o w u 、代表政教管理模块的域z h e n g j i a o 、代表招生办管理模块的域z h a o b a n 、 代表办公室管理模块的域o f f i c e 、代表党团支部管理模块的域p a r t y 、代表设备 科管理模块的域e q u i p m e n t 、代表总务处管理模块的域z o n g w u 。 3 6 系统开发环境及系统配置 3 6 1 开发环境 开发工具：v i s u a ls 仉m o n e t2 0 0 3 站点服务器：i n t e m e ti n f o r m a t i o ns e r v i c e5 0 数据库服务器：s q ls e r v e r2 0 0 0 操作系统：w m d o w s 2 0 0 0s e r v e rs p 4 运行平台：m i c r o s o f t n e tf r a m w o r k 3 6 2 运行环境 图3 - 4 表示信息系统运行时所处的环境。在提供w w w 服务的服务器内，操 作系统采用的是w i n d o w s 2 0 0 0 ，安装了i i s ( i n t e m e ti n f o r m a t i o ns e r v i c e ) ，通 过i i s 进行站点管理，由于信息系统采用v i s u a ls t u d i o n e t 工具开发，并且操作 系统下安装了n e t f r a m w o r k ，所以系统直接运行在n e t 托管的环境中，有很高 的运行效率。 在学校校园网建设时，设置了专用的f t p 、d n s 、流媒体等服务器，信息系 统运行时，需要的后台数据放置在专用的数据库服务器中。信息系统调用的、b 第三章系统设计分析 服务功能由专用的服务器来完成。 为保证系统的安全，在网内设置了防火墙。防火墙可分为硬件防火墙和软件 防火墙两类，硬件防火墙是通过软硬件结合的方式实现，价格较贵，软件防火墙 是通过纯软件的方式实现，价格很便宜。出于经济条件的考虑，系统内网和外网 的连接采用硬件防火墙技术，选用了具有防火墙功能的路由器，具有很高的安全 级别，内部网的连接采用软件防火墙技术，选用了天网防火墙软件。 图3 _ 4 信息系统运行环境 3 6 3 信息系统配置文件口1 】 1a s e n e t 配置综述 a s p n e t 之前的a s p 应用程序必须依赖于i i s 元数据建立系统配置，但 a s p n e t 采用的是一个基于x m l 的配置系统。用x m l 来描述a s p n e t 应用程 序的各个方面的属性和行为。a s p n e t 配置系统支持两类配置文件： ( 1 ) 服务器配置：服务器配置信息存储在m a c h i n e c o n f i g 文件中，这个文件描 述了所有a s p n e t w 曲应用程序使用的默认设置，对所有a s p n e t w e b 应用程 序都起作用。 ( 2 ) 应用程序配置：应用程序配置信息存储在w e b c o n f i g 文件中。该文件描述 了一个a s p n e t 应用程序的设置信息。一个服务器可以有多个w e b c