（计算机应用技术专业论文）成人高等教育信息系统的设计、实现及安全机制的研究.pdf

摘要 摘要 计算机和多媒体技术的应用有助于成人高等教育的质量提高和科学 管理，并为成人高等教育的教学、教务、学生管理等提供良好的技术平台。 本文以北京化工大学继续教育学院为背景，完成了北京化工大学继续 教育学院的成人高等教育信息系统的设计与实现，并为使其得以安全稳定 的运行，又作了相关安全性的研究。 系统共分“系统管理 、“教学管理”、“教务管理 、“教材管理 、“教 师管理 、“学生管理”、“网上答疑 、“视频课件”等十一个一级子模块。 每个一级模块下根据需要包含不同数量的二级模块。整个系统实现了从招 生宣传开始，到新生报到、登记注册，再到在校生管理，最后到毕业生资 格审核、离校的整个体系。 对于系统安全的研究，本文首先从网络架构安全讨论，然后到系统开 发安全，再到系统安全，最后到数据库的安全，逐层次的进行了探讨。 系统的实施，真正提高了学院的工作效率，减少了办公开支，降低了 管理成本，使成人教育信息管理更加规范化、科学化，最大化地利用现有 资源，实现数据互通、共享，提升了无形资产的价值。 将现代计算机、多媒体与网络技术作为一种方便快捷的工具应用到传 统的成人高等教育中去，将在我国已经发展成熟的高等教育模式之一的成 人高等教育注入新鲜血液，将成人高等教育推向一个新的发展阶段，为提 高我国全民素质，建立和实现我国的终身教育体系做出贡献。 关键词：成人高等教育，信息系统，信息安全，权限控制 a b s 仃a c t a b s t r a c t t h ea p p l i c a t i o no fc o m p u t e ra n dm u l t i m e d i at e c h n o l o g yw i l l h e l p i m p r o v et h eq u a l i t yo fa d u l te d u c a t i o na n ds c i e n t i f i cm a n a g e m e n t ，a n di t p r o v i d e s a p l a t f o r m t oa d u l t h i g h e r e d u c a t i o n t e a c h i n g ，e d u c a t i o n a l a d m i n i s t r a t i o n ，s t u d e n tm a n a g e m e n t t h i sa r t i c l ed i s c u s s e st h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no ft h et h eb e i j i n g u n i v e r s i t yo fc h e m i c a lt e c h n o l o g yi n s t i t u t eo fa d u l tc o n t i n u i n ge d u c a t i o n h i g h e re d u c a t i o ni n f o r m a t i o ns y s t e mb a s e do nb e i j i n gu n i v e r s i t yo f c h e m i c a lt e c h n o l o g ys c h o o lo f c o n t i n u i n ge d u c a t i o n t h ee n t i r el a b o r a t o r yi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mi n c l u d e sat o t a l o f11 t o p l e v e l m o d u l e s ：s y s t e mm a n a g e m e n t ，t e a c h i n gm a n a g e m e n t ， e d u c a t i o n a lm a n a g e m e n t ，m a t e r i a l sm a n a g e m e n t ，t e a c h e r m a n a g e m e n t ， s t u d e n tm a n a g e m e n t ，o n l i n eq & a ，v i d e oc o u r s e w a r e a sr e q u i r e du n d e r e a c ho fam o d u l et h a tc o n t a i n sad i f f e r e n tn u m b e ro ft w om o d u l e s t h i s s y s t e ma c h i e v e dw h o l ep r o c e s s ，f r o mt h eb e g i n n i n gt ot h ed r u m b e a t i n g ， e n r o l l m e n t ，r e g i s t r a t i o n ，a n dt h e nt os t u d e n t si nm a n a g e m e n t ，a n df i n a l l yt o g r a d u a t eq u a l i f i c a t i o ne x a m i n a t i o na n dl e a v es c h 0 0 1 f o rt h es y s t e ms e c u r i t y ：f r o mt h en e t w o r ki n f r a s t r u c t u r es e c u r i t yt od e v e l o p i n g s a f ea n dt h e nt os y s t e ms e c u r i t ya n df i n a l l yt ot h ed a t a b a s es e c u r i t ya r e r e s e a r c h e d t h ei m p l e m e n t a t i o no ft h es y s t e mi s t r u l yi m p r o v i n gt h ec o m p a n y s 1 1 1 北京化t 大学硕十学位论文 e f f i c i e n c y , r e d u c i n go f f i c ee x p e n s e sa n dl o w e rm a n a g e m e n tc o s t s ，a n dm a k i n g a d u l te d u c a t i o ni n f o r m a t i o nm a n a g e m e n tm o r es t a n d a r d i z e da n ds c i e n t i f i c ， m a x i m i z i n gu s a g eo fa v a i l a b l er e s o u r c e s ，d a t ae x c h a n g e ，s h a r i n g ，e n h a n c i n g t h ei n t a n g i b l ea s s e t s t h e a p p l i c a t i o n o fm o d e mc o m p u t e r s ，m u l t i m e d i aa n dn e t w o r k t e c h n o l o g ya sac o n v e n i e n tt o o li nt r a d i t i o n a lh i g h e re d u c a t i o nt oa d u l t s ，w i l l i n j e c to ff l e s hb l o o di n t oa d u l te d u c a t i o nw h i c hh a sb e e no n eo ft h ep a t t e r n so f h i g h e re d u c a t i o ni nc h i n a ，t h ed e v e l o p m e n to f a d u l te d u c a t i o nw i l lb ep u s h e d t oan e ws t a g e ，m a k ec o n t r i b u t i o n st oi m p r o v et h eq u a l i t yo ft h ep e o p l eo f c h i n at oe s t a b l i s ha n da c h i e v eo u rl i f e - l o n ge d u c a t i o n k e y w o r d s ：a d u l th i g h e re d u c a t i o n ，i n f o r m a t i o ns y s t e m s ，i n f o r m a t i o ns e c u r i t y , a c c e s sc o n 仃0 1 i v 北京化工大学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立 进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，奉论文不含 任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。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。本人完全意识到本声 明的法律结果由本人承担。 作者签名：陋日期： 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规 定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大 学。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磁盘，允 许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可 以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。 保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在上年解密后适用本授 权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 作者签名：鼻练勿矽 导师签名： 第一章绪论 第一章绪论 随着时代的发展对知识的需求与日俱增，社会上各行各业的人员都努力寻求提高 自己知识储备的机会，一时间成人高等教育、继续教育等成为社会的热点话题，招生 人数呈几何倍数增长。传统的教学模式已经难以满足现代社会对成人高等教育的需 求，教育资源因受到时间和空间的限制造成了前所未有的紧张。 信息技术，提别是计算机网络技术和多媒体技术的发展并渗透到现代社会的各个 领域，同时也为教育资源的优化与共享提供了广阔的发展空间。在这样的背景下，成 人高等教育若能与计算机网络技术和多媒体技术相结，合形成成人高等教育的网络化 管理和网络化教学将能够在当代教育体系中发挥不可估量的作用。 1 1 成人高等教育的概述 成人高等教育是高等教育的重要组成部分，与普通高等教育一样属于国民教育系 列。早期的成人高等教育形式有夜大学、业余、函授、脱产等f 2 l ，随着2 0 0 7 年教育 部的教育体制改革，取消了成人高等教育的脱产学习。因此如今的成人高等教育主要 是以函授和夜大学两种形式为主的继续教育。 所谓继续教育是指为那些己完成正规的学历教育的人继续提供以更新知识、提高 专业水平和职业能力为目的的教育。 其面向的对象与普通高等教育最显著的区别就是受教者均为在职从业人员，分散 到城市甚至是全国的每一个地方。这样就为日常的教学、学籍管理带来了极大的困难， 传统的普通高等教育管理模式很难适应当今成人高等教育的管理。 随着计算机和网络技术的飞速发展，及其应用逐渐渗透到各个技术领域和整个社 会的各个方面。成人高等教育的管理终于找到了其解决办法。因此一些先进的教学手 段和管理方法如雨后春笋般蓬勃发展起来。各大中专院校基本都通过中国教育科研计 算机网联在一起【3 j ，并在此基础上产生了一些新的教学模式如网络教育等。 1 2 成人高等教育的发展 成人高等教育起源于1 9 世纪4 0 年代英国的大学推广运动，8 0 年代后各资本主义 国家始设函授学校。在中国，商务印书馆曾于1 9 1 4 年创设函授学社。中华人民共和 北京化工人学硕上学位论文 国建立后，函授教育有了很大发展。1 9 5 1 年，东北实验学校设立函授部，北京成立函 授师范学校。1 9 5 3 年，中国人民大学和东北师范大学开始举办函授，此后逐渐扩大到 理、工、农、医各类高等学校。其中以师范函授教育发展规模最大，速度最快。3 。 高等学校举办的函授、夜大学教育，参照全日制高等学校相应专业的教学计划和 教学大纲进行教学，并进行严格的考试。考试成绩合格者，其水平达到相当全r 制高 校同类专业水平，由举办学校发给毕业证书，国家承认其学历。每学完单科，考试成 绩合格的，发给学习成绩证明书。 成人高等教育从开始到现今，经历了两次技术革新，大致可分为三代：传统的成 人教育、广播电视教育和网络教育。 传统的成人教育以函授、刊授教育为代表。最早的函授教育起源于1 8 4 0 年的英 国，当时英国速记法发明人伊萨克皮特曼通过邮寄方式教速记，教育界一般就认为 这便是世界函授教育的开端。这个时期的教育由于缺少辅助技术的支持，因此大部分 的教学工作一般采用邮寄的方式进行。学员利用业余时间，以自学函授教材为主，由 函授学校给予适当的辅导与考核，并在一定时间进行短期集中面授学习和就地委托辅 导。教育管理工作使用手工来完成。 广播电视教育起步于1 9 世纪6 0 年代，即人们常说的电大教育。之所以将他归为 成人教育系列是因为就其学历来说它面向的对象主体是社会的在职从业人员。它的 出现改变了传统教育的教学模式，通过卫星电视等现代传媒技术进行教学，学生 通过电视、广播等来获取知识。教育管理工作仍旧沿用手工管理模式。由于在教 学过程中缺少交互性，因此开展了二十几年后便逐渐没落下去。 网络教育是教育的现代化表现，是以计算机技术、多媒体技术、通信技术、 i n t e r n e t 和高新技术为主要教学手段，进行跨时空教学和管理的方式。它的出线彻底 改变了传统教育的教学与管理模式，所有的教学和管理环节都可以通过计算机网络来 进行，使教学和管理活动不受时间和空间的限制f 4 l 。因此也有人称其为2 l 世纪新兴一 种教育模式。 1 3 成人高等教育信息系统现状 教育管理系统从最原始的单机系统、到c s ( 客户端n 务器端) 模式的局域网系 统、再到b s ( 浏览器服务器) 模式的适用于i n t e m e t 网络系统，甚至还有c s 和b s 相结合的特殊模式等l 引，对其研究也从单一的信管学科到目前其涉及软件工程学、加 2 第一章绪论 密解密技术、计算机网络、网络攻防技术、数据库、操作系统、基于w e b 的数据库 开发等多个学科的综合。 1 3 1 成人高等教育信息系统当前面临的问题 普通高等院校的管理里系统已经有最初的探索阶段，逐步走向了成熟，以清华大 学、浙江大学等为代表的学籍管理系统，已经可以满足绝大多数院校的日常管理工作。 然而由于成人教育一般属于一个高校下属的某一个分院或部门，因此在资金、人 力等方面与普通高等教育相比不可同日而语，因此好多成人教育学院沿用了普通高等 教育的管理系统，但是由于两者本身在教学和管理上就存在着显著差异，因此使用的 结果并不理想。也有一些独立设置的成人高校找了一些软件开发公司试图为其量身定 做一套管理系统，然后由于投入有限，加之该系统的业务逻辑和技术要求比较高，一 些政策法规也变化较快，以往的成功案例较少，因此只靠短期的需求分析介绍很难开 发出成熟、易用的合适系统。 即便是当前朝气蓬勃的网络教育，其系统也只是在教学方便得到了长足的发展， 对于管理工作并没有特别显著的提高，其管理工作人员的工作仍旧比较繁重。 1 3 2 北京化工大学成人高等教育信息系统的现状 由于北京化工大学不是国家试点的现代远程教育学校，无法解决巨大的教育管理 投资问题，因此北京化工大学继续教育学院在网络化建设上进展比较缓慢，学院的教 学教育管理部门一直采用人工管理方式，没有自己的数据库，最多也就利用计算机编 辑一些教学、教务使用的文档文件，与外地各教学点的联系利用专人出差、信件、传 真等手段联络。随着社会上人们对知识需求的增加，成人教育学院的学生人数逐年递 增、管理难度也逐年加大。目前在全国十几个省市设有几十个函授办学点，学生类型 涉及高中起点专科、高中起点本科、专科起点本科，培养类型有夜大、函授，学生人 数近1 5 0 0 0 人。这些使得学院的管理人员痛苦不堪。由于学生地理位置跨距大，教学 点分散全国，教育模式有介于传统函授和网络教育之间，从而使得目前多数的管理信 息系统无法使用。 北京化_ 丁大学硕l ：学位论文 1 4 网络教育模式应用于成人教育的探索 在我国，函授教育几乎与普通高等教育同时诞生，是成人高等教育最为传统的方 式之一。函授教育作为一种灵活、便利的成人教育形式，多年来一直受到人们的青睐， 尽管近年来普通高等教育的大幅扩招、入学年龄等限制条件的取消以及新的教育形式 网络教育的出现，给传统的函授教育带来了一定的冲击，但随着终身教育观念的 确立和影响，人们的学习观念也发生了变化，社会对成人教育的需求已越来越强烈， 使函授教育不但没有萎缩，反而不断发展壮大，近年来全国函授教育的报考人数每年 都大幅度增加。这一方面说明社会对成人教育包括函授教育的需求在急剧地增加，另 一方面也说明函授教育由于历史悠久，已深入人心，得到了社会的广泛认可。对于这 样一个教育形式不应由于技术的革新而匆匆的淘汰。 前面提到的网络教育虽然是一种先进的教育理念和教育方法，但是他毕竟是由传 统的函授教育发展而来的，并且问世时间较短，社会群众对其认识模糊。再有其没有 统一的规范入学形式，没有成型的管理规范，对学生处于半失控状态，教学质量有待 商榷。确切说网络教育更应作为一种教育手段，而非教育模式。 因此若能将两者结合起来取长补短，探索一条网络教育模式应用于成人函授教育 的模式应该是物尽其用了。 1 5 研究开发成人高等教育信息系统的意义 目前国家的教育体制正处在不断改革、创新的阶段，我国教育部门充分吸取国外 优秀的教学模式，结合国内多年的办学经验，逐步探索出适合中国特色的教学形式， 因此国家教育部面向全国高校开展了“金桥工程的建设。目的是利用r 益广泛应用 和普及的i n t e r n e t 和多媒体技术来实现教学体制，和教学模式的革新。时至2 0 0 0 年， 教育部批准全国3 l 所高校建立网络教育学院，至2 0 0 8 年仅北京地区就有成人教育的 高校1 0 0 所，在校学生3 9 5 万多人，其中需远程教育的1 2 万多人；网络教育学院1 9 所，在校学生3 2 万余人，日前教育部又出台了普通高校的“金教工程 目的是使网 络化教育得到更进一步的发展。 在全国教育体制改革的大形式下北京化工大学致力于探索一条网络教育模式应 用于成人高等教育之路。这种教育的特色和优势是： ( 1 ) 、资源利用最大化 4 第一章绪论 各种教育资源通过网络跨越了空间距离的限制，使学校的教育成为可以超出校园 向更广泛的地区辐射的开放式教育。学校可以充分发挥自己的学科优势和教育资源优 势通过网络传播到四面八方。这样可以把有限的最优秀的教师集中到最需要的地方。 ( 2 ) 、学习形式交互化 教师与学生、学生与学生之间，通过网络进行全方位的交流，拉近了教师与学生 的心理距离，增加教师与学生的交流机会和范围。并且通过计算机对学生在学习中遇 到的疑点、难点和主要问题，进行更有针对性地指导。 ( 3 ) 、教学管理自动化 以传统的函授教学管理模式为基础，以计算机网络为途径的教学管理平台具有自 动管理和远程互动处理功能。学生的日常管理、交费、注册、成绩查询、学籍管理等， 都可以通过网络交互的方式完成。对于函授站点的日常工作交流，文件传递等也可以 在网上进行。 1 6 成人高等教育信息系统的安全问题 在成人高等教育网络管理系统中，信息安全占有极其重要的位置。再加上频繁暴 发的类似”红色代码”、”蓝色代码”及”尼姆达”等病毒，使人们更加深刻的认识到了网 络教育的重要、网络安全的重要。正如人们所说的：网络教育是未来教育的重要手段、 网络安全重于泰山。因此，如何在现有的条件下，如何保证网络教学和网络管理的质 量，保证网络教育系统的安全运行，建立一个行之有效的网络教育平台，就成为了一 个重要的课题。本文后面将对网络教育平台的网络拓补结构、系统开发设计、系统运 行环境、数据库设置与维护等四个方面来阐述系统安全问题，以期使网络教育系统得 以安全稳定的运行。 第二章s s h 架构及相关技术 2 - 1j a v a 技术 第二章s s h 架构及相关技术 j a v a 是全新的计算机技术，是一种面向对象( o b j e c t - o r i e n t d e ) 的编程语言，它是建 立在基于强大的网络和同样的软件应该在不同的计算机系统上运行的思想上的。j a v a 可以既可以看做是一种真正的程序设计语言，也可以看作是一个完整的平台。作为一 种程序语言，它简洁、面向对象、安全、健壮以及适用于i n t e m e t 技术而作为一个 平台，它通过那些符合s u n 公司发布的标准a p i s 开发的应用，在操作系统、数据库、 中问件和其他第三方厂商提供的服务，j a v a 能够做得比其他语言更灵活。j a v a 技术基 于单一j a v a 虚拟机( j v m ) 的概念，j v m 是编程语言与机器底层软件和硬件之间的编译 器。编程语言的所有实现都必须模拟j v m ，从而使j a v a 程序可以在具有j v m 版本的 任何系统上运行【6 】。j a v a 编程语言不同于其它语言，因为j a v a 程序需要经过编译( 翻 译为叫做j a v a 字节码的中间语言) 和解释( 通过j v m 分析和运行字节码) 。编译只进行 一次，而解释则在每次运行程序时都要进行。编译的字节码是j v m 的最佳机器码形 式，解释程序是j v m 的实现。以下是j a v a 的一些典型应用：g u i 应用和a p p l e t s 、分 布式组件( e j b 、r m i 、c o r b a 等) 、数据库以及数据库控制、w e b 服务器、消费设 备和内置设备的应用( 移动电话、p d a s 、s m a r t 卡、可携带摄像机) 等 j 。 2 2m v c 模式 m v c 是m o d e l 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。m v c 是一种目前广泛 流行的软件设计模式，它强制性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，它们分别担负不同的任务蝎i 。e v e n t ( 事件) 导致c o n t r o l l e r 改变m o d e l 或v i e w ，或者同时改变两者。只要c o n t r o l l e r 改变了m o d e l s 的数据或者属性，所有依赖的v i e w 都会自动更新p l 。类似的，只要c o n t r o l l e r 改变了v i e w ， v i e w 会从潜在的m o d e l 中获取数据来刷新自己。m v c 模式是一种架构模式，其实需要 其他模式协作完成f 1 0 1 。将m v c 模式应用到j 2 e e 架构中，可以设计出一种通用的w e b 应用软件开发框架，模型主要由e j b 、j a v a b e a n 组件来实现，其功能是用来处理对数据 库的访问，返回结果集【1 。s t r u t s 提供了一个构建基于m v c 体系结构的w e b 应用程序的 框架，在w e b 应用开发中把界面和业务逻辑分离，提高了代码的可重用性和灵活性，便 7 北京化丁火学硕j ? 学位论文 于组件式开发【1 2 1 。s t r u t s 由s e r v l e t 、标记库、实用类库等构成 】，实现了m v c 的v i e w 和c o n t r o l l e r 两个部分，m o d e l 部分需要开发者自己来实现。如图2 1 所示，该图显示了 这三个模块各自的功能以及它们的相互关系。 4 “。j k ：k 湘- 一模, ，l ! ! ( m o d e l )j 扛太：衅r 盎 4 a 郡删 ，r 一r l 凡芯x ： 封装应用程序状态 响应状态念询 ，通知改变一 响应程序功能 通知视图改变 ， 视图( v i e w l 控s f j 器( c o n t r o l l e r ) 解释模型一视图选择一 定义应用程序行为 模型更新请求 用户动作映射成模型更新 发送用户输入给控制器 用户请求一 选择相廊的视图 允许控制器选择视图 与功能一对应 方法调用 事件( e v e n l ) 图2 1m v c 模式各部分的关系和功能 f i g u r e2 - 1t h ef u n c t i o na n dt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ev a r i o u sp a r t so fm v cp a r e m 模型( m o d e l ) 是与问题相关数据的逻辑抽象，代表对象的内在属性，是整个模型的核 心它采用面向对象的方法，将问题领域中的对象抽象为应用程序对象，在这些抽象的 对象中封装了对象的属性和这些对象所隐含的逻辑 | 4 1 。m v c 设计模式告诉我们，把应用 的模型按一定的规则抽取出来，抽取的层次很重要，这也是判断开发人员是否优秀的设 计依据。抽象与具体不能隔得太远，也不能太近m v c 并没有提供模型的设计方法，而 只告诉你应该组织管理这些模型，以便于模型的重构和提高重用性。这里采用s p r i n g 来 实现业务逻辑层，主要通过s p r i n g 的i o c 以及a o p 机制来实现业务层和视图层、持久层 的通信i l 1 。 业务模型还有一个很重要的模型那就是数据模型数据模型主要指实体对象的数据 保存( 持续化) 。它负责应用到数据库的数据存储，也负责数据的检索和更新。比如将一张 订单保存到数据库，从数据库获取订单。我们可以将这个模型单独列出，所有有关数据 库的操作只限制在该模型中。这里将使用对象一关系映射( o r m ) 开源项目h i b e r n a t e ， h i b e m a t e 为j a v a 提供了o r 持久化机制和查询服务，通过在x m l 文件中定义对象和关 系的映射关系【m 】。 视图( v i e w ) 代表用户交互界面，使用j s p 来处理，在j s p 中使用s t r u t s 框架自带的标 签库，可以把表现和逻辑分离，尽量避免使用晦涩难懂的j s p 代码片断，侧重于h t m l 表示层数据，为页面的其他操作者带来直观清晰的页面代码s t r u t s 提供自定义的标记库， 大大简化j s p 页面的代码，提高了开发效率页面里可包含标准的j s p 标签或s t r u t s 标签 库中的标签。一个应用可能有很多不同的视图，m v c 设计模式对于视图的处理仅限于视 8 第二章s s h 架构及相关技术 图上数据的采集和处理，以及用户的请求，而不包括在视图上的业务流程的处理。业务 流程的处理交予模型( m o d e l ) 处理。比如一个订单的视图只接受来自模型的数据并显示给 用户，以及将用户界面的输入数据和请求传递给控制和模型。 控铝i j ( c o n t r o l l e r ) 。控制器负责协调模型和视图、视图依赖控制器进行屏幕选择， 模 型依赖控制器来进行状态转换【l7 1 。划分控制层的作用也很明显，它清楚地告诉你，它就 是一个分发器，选择什么样的模型，选择什么样的视图，可以完成什么样的用户请求。 控制层并不做任何的数据处理。例如，用户点击一个连接，控制层接受请求后，并不处 理业务信息，它只把用户的信息传递给模型，告诉模型做什么，选择符合要求的视图返 回给用户。因此，一个模型可能对应多个视图，一个视图可能对应多个模型这里控制 器由a c t i o n s e r v l e t 类和a c t i o n 来实现。 总的来说，m v c 模式采用“分而治之”的多极分散耦合机制引，体现了分层设 计的思想。 2 3s t r u t s + s p r i n g + h i b e r n a t e 架构 在系统中，表示层我们将使用s t r u t s ；业务层将使用s p r i n g ；持久层将使用 h i b e r n a t e 。 在表示层，s t r u t s 将业务数据、页面显示、动作处理进行分离，这有利于各部分 的维护。通过s t r u t s 提供的a c t i o n f o r m 封装w e bf o r m 中的元素，使重用w e b 表单成 为可能。借助s t m t sv a l i d a t o r 框架帮助完成w e b 层的验证工作，通常情况下我们不用 再去为每个w e b 页面写其验证代码，只需通过简单配置即可实现。用a c t i o n f o r m 类 封装与用户互动的数据元素。用a c t i o n 类实现逻辑( 显示逻辑) 、动作处理、链接转向 1 9 1 。借助s t m t s 标签来完成数据呈现。实现m v c 中的v i e w 。a c t i o n f o r m ，a c t i o n ， v a l i d a t o r 的连接关系在一个名为s t r u t s c o n f i g x m l 的配置文件中定义。s t r u t s 运行在 s e r v l e t 容器中，加入容器配置文件w e b x m l 。 业务逻辑层借助s p r i n g ，通过控制反转、a o p 应用、面向接口编程，来降低业务 组件之间的耦合度，增强系统扩展性。s p r i n g 框架是一个分层架构1 驯，由七个定义良 好的模块组成。其中最重要的模块核心容器，定义了创建、配置和管理b e a n 的 方式，提供s p r i n g 框架的基本功能。核心容器的主要组件是b e a n f a c t o r y ，它是工厂 模式的实现。b e a n f a c t o r y 使用控制反转( i o c ) 模式将应用程序的配置和依赖性规范与 实际的应用程序代码分开。 在持久层，h i b e r n a t e 通过在x m l 文件中定义对象和关系的映射关系1 2 1 1 ，为j a v a 提供了o r 持久化机制和查询服判2 2 。 图2 2 给出了s t r u t s + s p r i n g + h i b e r n a t e 的框架组成。 q 北京化工人学硕。 ：学位论文 b u s i n e s s u i l a y e r s p r i n g t r a n s a c t i o n s 1 卜 s t r u t s h i b e r n a t es e s s i o n m a n a g e m e n t s t r u t sa c t i o n a c t i o n f o r m ，j s p ，s t r u t s - c o n f i g x m l ，e t x b u s i n e s s s e r v i c e p e r s i s t e n c e h i b e m a t e d a t a s o u r c e c o n n e c t i o n q u e r yl a n g u a g e s u p p o r ta n do t h e r h i b e r n a t es e r v i c e s 图2 - 2s t r u t s + h i b e r n a t e + s p r i n g 框架图 f i g u r e2 - 2 t h ef r a m e w o r kc h a r to fs t r u t sa n dh i b e r n a t ea n ds p r i n g 集成三种框架的方法是利用s t r u t s 架构作为系统的整体基础架构它负责了m v c 的分离，而在s t r u t s 架构的模型部分，利用h i b e r n a t e 架构来提供持久层支持，业务层 用s p r i n g 支持。具体做法是用面向对象的分析方法根据需求来提出一个模型，将这些 模型采用j a v a 语言实现出基本的j a v a 对象，然后写出基本的d a o 接口，并给出 h i b e r n a t e 的d a o 实现，采用h i b e r n a t e 架构实现的d a o 类来实现j a v a 类与数据库之 间的转换和访问，然后由s p r i n g 来完成业务逻辑。 每一个模块当中，前台显示对应一组j s p 页面和一个s t r u t s c o n f i g x m l 配置文件； 后台对应四个功能块：d o m a i n 里用来配置此模块对应的数据表，并将表对应到一个对 象，通过h i b e r n a t e 实现；s e r v i c e 用来实现具体的服务，这旱通过接口编程，在s e r v i c e 里面有一个接口类，所有具体的实现都通过实现这个接口来完成。s e r v i c e 里的实现类 继承了h i b e r n a t e 里面的h i b e m a t e d a o s u p p o r t 类，用来实现对数据库的操作；w e b 层 用来负责控制整个流程，里面对应于s t r u t s 框架的a c t i o n 和a c t i o n f o r m ，前台页面通 过配置文件提交到a c t i o n 中来处理，并将表单信息封装到a c t i o n f o r m 当中来， a c t i o n f o r m 一般包含了d o m a i n 层里面的类对象，用来对应一个要处理的表。a c t i o n 处理时调用相应的s e r v i c e 来完成指定的功能；a p p l i c a t i o n c o n t e x t 用来配置依赖，即前 面所提到的控制反转，这样可以达到解耦的作用。 1 0 第二章s s h 架构及相关技术 2 4a j a x a j a x 全称为“a s y n c h r o n o u sj a v a s c r i p ta n dx m l ( 异步j a v a s c f i p t 和x m l ) ，是 由对j a v a s c r i p t 、x m l 和c s s 、d o m 、x s t l 、h t t p r e q u e s t 等多种技术的综合应用所 形成的一种新的设计方式。实际上，它由几种蓬勃发展的技术以新的强大方式组合而 成。a j a x 包含：基于x h t m l 和c s s 标准的表示；使用d o c u m e n to b j e c tm o d e l 进 行动态显示和交互；使用x m l h t t p r e q u e s t 与服务器进行异步通信；使用j a v a s c r i p t 绑定一切1 2 引。在a j a x 技术出现之前，传统的w e b 应用采用同步交互过程，先由用户 发送一个h t t p 请求到服务器，服务器对用户请求进行解析、处理，然后向发送请求 的用户返回一个新的h t m l 页面f 2 引。a j a x 具有与服务器异步通信的能力，在用户与 服务器之间引入一个中间层a j a x 引擎，从而使用户从传统w e b 应用的请求一响应的 循环中解脱出来。借助于a j a x ，可以在用户单击某个按钮或链接时，使用j a v a s c r i p t 和d h t m l 立即更新u ，并向服务器发出异步请求，以执行更新或查询数据库。当 请求返回时，就可以使用j a v a s c r i p t 和c s s 来相应地更新u i ，而不是刷新整个页面 陋2 8 1 。 2 5x m l 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 ) 且p 可扩展标记语言，它是由w 3 c 提出的一种 用于i n t e m e t 上交换和表示数据的格式。一个x m l 文档由嵌套的元素层次结构构成。 每个文档有一个唯一的根结点【2 引。一个元素有一个( t a g ) ，描述该元素的含义。一个元 素由从起始标记到终止标记的区域构成。该区域可以是嵌套的子元素，也可以是属性 或文本值。一个x m l 文档可以解析( p a r s e ) 为一棵树。d o m 型定义了一个x m l 文档 在内存中的树型表示方式和遍历文档的基本操作的接口。应用程序可以通过d o m 接 1 2 方便地处理x m l 文档。它与h t m l 一样，都是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 p l a n g u a g e ，标准通用标记语言) f 3 0 1 。x m l 是i n t e m e t 环境中跨平台的，依赖于内容的 技术，是当f j 处理结构化文档信息的有力工具。扩展标记语言x m l 是一种简单的数 据存储语言f 3 ，使用一系列简单的标记描述数据，而这些标记可以用方便的方式建立， 虽然x m l 占用的空间比二进制数据要占用更多的空间，但x m l 极其简单易于掌握 和使用。 2 6c s 结构与b s 结构 c s 是c l i e n t s e r v e r 的缩写，c s 结构是当前数据库丌发的主要形式，它是数据库 北京化工人学硕士学位论文 系统发展到一定阶段的产物。在采用c s 结构的系统中服务器通常采用高性能的p c 、 工作站或小型机，并采用大型数据库系统如o r a c l e 、s y b a s e 、i n f o r m i x 或s q l s e r v e r 。 客户端需要安装专用的客户端软件1 3 2 l 。 传统的c s 体系结构虽然采用的是开放模式，但这只是系统开发一级的开放性， 在特定的应用中无论是c l i e n t 端还是s e r v e r 端都还需要特定的软件支持。由于没能提 供用户真正期望的丌放环境，c s 结构的软件需要针对不同的操作系统开发不同版本 的软件，加之产品的更新换代十分快，已经很难适应百台电脑以上局域网用户同时使 用。而且代价高，效率低。 b s ( b r o w s e r s e r v e r ) 结构即浏览器服务器结构。它是随着i n t e m e t 技术的兴起，对 c s ( c l i e n t s e r v e r ) 客户端朋艮务器结构的一种变化或者改进的结构。相对于c s 结构而 言，三层的b s 体系结构是把原来在客户机一侧的应用程序模块与显示功能分开，将 它放到w e b 服务器上单独组成一层 3 3 】。b s 的三层结构如图2 3 所示，在b s 的三层 结构下，用户工作界面是通过m w 浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端( b r o w s e r ) 实现，但是主要事务逻辑在服务器端( s e r v e r ) 实现，形成所谓三层结构。这样就大大简 化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成 本( t c o ) f 3 4 1 。 信息请求 信息返i 口j 图2 _ 3b s 三层结构示意图 f i g u r e2 - 3t h ed i a g r a mo fb st h r e e - t i e rs t r u c t u r e 以目前的技术看，局域网建立b s 结构的网络应用，并通过i n t e m e t i n t r a n e t 模式下数 据库应用，相对易于把握、成本也是较低的。它是一次性到位的开发，能实现不同的 人员，从不同的地点，以不同的接入方式( t k 如l a n ，w a n ，i n t e r n e t i n t r a n e t 等) 访问 和操作共同的数据库，它能有效地保护数据平台和管理访问权限，服务器数据库也很 安全。b s 结构解决了c s 结构中客户端程序的异构性和跨平台性，实现了跨平台访 问计算机及网络上的各种资源，具有良好的扩展性能和客户端维护和优点，采用这种 结构，系统的稳定性、延展性、易维护性以及执行效率都可得到大大提高【3 5 1 。特别是 在j a v a 这样的跨平台语言出现之后，b s 架构管理软件更是方便、快捷、高效。 1 2 第三章成人高等教育信息系统需求分析 第三章成人高等教育信息系统需求分析 3 1 项目背景及可行性分析 北京化工大学成人高等教育于1 9 6 1 年开始创办，是一个具有较长历史的部属2 1 1 重点院校的继续教育学院。她具有丰富的教学和管理队伍，良好的社会形象，较高的 教学质量，完善的管理制度。特别是学生的规章制度健全，管理流程合理，切实可行。 随着社会的发展和信息技术的进步，全球信息化的趋势越来越明显，国家教育体制正 处于变革时期，北京化工大学继续教育学院致力于探索一条网络教育模式应用于成人 高等教育之路。欲将传统的函授教育与网络教育相结合，实现成人高等教育的网络化 管理与网络化教学，告别过去手工操作过程，创建一崭新的现代远程教育模式。 北京化工大学继续教育学院教学、教务等管理的信息化、自动化越来越成为该院 迫切需要解决的问题。因此如何利用计算机技术实现其教育的有效管理，提高各环节 的效率和精确性，以适应教育改革的需要，降低办学成本和人工成本，实现成人高等 教育的规范化、信息化和科学化，开发一套适合其自身特点的成人高等教育网络平台 是非常必要的。 北京化工大学继续教育学院可依托与北京化工大学的教育网，因此其网络平台基 础较好，