（计算机应用技术专业论文）智能客户端研究及应用.pdf

j，叫鼬，扎￥0， ； t h er e s e a r c ha n d a p p l i c a t i o no fs m a r tc l i e n t b y t a n gj i n g b e ( s o u t h c e n t r a lu n i v e r s i t yf o rn a t i o n a l t i e s ) 2 0 0 6 at h e s i ss u b m i t t e di np a r t i a ls a t i s f a c t i o no ft h e r e q u i r e m e n t sf o rt h ed e g r e eo f m a s t e ro fe n g i n e e r i n g c o m p u t e ra p p l i c a t i o nt e c h n o l o g y c h a n g s h au n i v e r s i t yo fs c i e n c e & t e c h n o l o g y s u p e r v i s o r p r o f e s s o rl o n gp e n gf e i m a r c h ，2 011 长沙理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行 研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。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后果由本人承担。 作者签名：湎诱 日期：沙1 1 年土月灿日 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， 同意学校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。本人授权长沙理工大学可以将本学位 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。 本学位论文属于 l 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、羽保密日。 ( 请在以上相应方框内打“ ) 作者签名： 洵苟 日期：洲年夕月矽日 导师签名： 日 摘要 传统的客户端应用模式主要有两种：以c s 为代表的胖客户端和以 b s 为代表的瘦客户端。前者一般用于局域网，易于开发和使用，但安装、 部署和维护等工作较为烦琐；后者通常运行在in te r n e t 上，部署、升级 和维护只需要在服务器端进行，但开发方式较为复杂，用户界面相对单 调、不够友好，并且只能在线操作。智能客户端代表一种全新的开发模 式，它解决了单一的c s 和b s 模式下存在的突出问题，为用户提供了 个在线和离线都可使用且能智能升级的系统。 本文针对智能客户端进行了下列主要工作： 首先，分析了智能客户端的特点和类型及传统客户端的优点和缺点， 重点探讨了智能客户端的特性，偶尔连接、本地资源的使用、网络资源 的使用、智能安装和更新等。 其次，为了实现智能客户端在线离线状态的无缝切换功能，提出了 一种通用的智能客户端存储方案，并设计和实现了基于本存储方案的程 序工作流程、网络数据存取以及本地数据存取操作。 最后，开发了基于智能客户端的教学日历管理系统原型系统，主要 实现了系统存储、教学日历管理、教学计划安排和教学日历录入等功能。 通过系统测试说明了本文智能客户端存储方案是可行性并具实用 性。智能客户端作为目前计算机网络应用架构领域的研究热点，它为应 用程序的简捷化、高效化和智能化提出了新的方向。 关键词：偶尔连接；w e b 服务；智能客户端；分层结构；存储方案 a b s t r a c t t h e r ea r em a i n l yt w ok i n d so fa p p l i c a t i o nm o d e lo ft r a d i t i o n a lc l i e n t o n ei st h er i c hc l i e n ta sar e p r e s e n t a t i v eo fc s ，t h eo t h e ri s t h et h i n c l i e n ta sar e p r e s e n t a t i v eo fb s t h ef o r m e ri so r i g i n a l l ya p p l i e dt ol a n ， a n di ti se a s yt od e v e l o pa n du s e ，b u ti t i so v e r e l a b o r a t et oi n s t a l l ，d e p l o y a n dm a i n t a i n t h el a t t e r i s o r i g i n a l l yr u n n i n g i nt h e i n t e r n e t t h e d e p l o y m e n t s ，u p g r a d e sa n dm a i n t e n a n c e sc a nt a k ep l a c eo nt h es e r v e rs i d e ， b u tt h ed e v e l o p m e n tm o d ei sm o r ec o m p l e x ，t h eu s e ri n t e r f a c ei sr e l a t i v e l y d u l la n du n f r i e n d l y ，a n dt h eo p e r a t i o ni so n l yt ob eo n l i n e a san e wm o d e l o fd e v e l o p m e n t ，s m a r tc l i e n ts o l v e do u t s t a n d i n gp r o b l e m sw h i c hc o n s i s ti n t h es i m p l em o d e lo fc sa n db s ，s os m a r tc l i e n tc a np r o v i d eu s e ras y s t e m t ou s ea n ds m a r tu p g r a d eo nl i n ea n do f f l i n e t h em a i nw o r k sf o rs m a r tc l i e n th a v e b e e nd o n ei n t h i sp a p e ra s f o l l o w i n g s ： f i r s t ，t h i sp a p e rd e s c r i b e st h ec h a r a c t e r i s t i c sa n dt y p e so fs m a r tc l i e n t ， r e v i e w st h ea d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so ft r a d i t i o n a lc l i e n t ，a n df o c u s o nt h es m a r tc l i e n tf e a t u r e s ，s u c ha st h eu s eo fl o c a lr e s o u r c e s ，t h eu s eo f n e t w o r kr e s o u r c e s ，s u p p o r t e db yt h eu s e ro fo c c a s i o n a l l yc o n n e c t e d ，s m a r t d e p l o y i n ga n da u t o m a t i c a l l yu p d a t i n g s e c o n d l y ，i no r d e rt oa c h i e v ef u n c t i o no fs e a m l e s sh a n d o v e rf o rs m a r t c l i e n to n l i n eo ro f f l i n e ，t h i sp a p e rp u t sf o r w a r dag e n e r a ls t o r a g es c h e m eo f s m a r tc l i e n t ，a n dp r o v i d e st h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fw o r k i n gf l o w f o rp r o c e s s ，a c c e s s i n gd a t af r o mt h en e t w o r k ，a n da c c e s s i n gt h el o c a ld a t a f i n a l l y ，t h i sp a p e rd e v e l o p e d t h e s y s t e m o fu n i v e r s i t yt e a c h i n g m a n a g e m e n tb a s e d o ns m a r tc l i e n t t h i ss y s t e mi sm a i n l ya d a p t e dt o r e a l i z eas e r i e so ff u n c t i o n ss u c ha ss t o r a g i n gi n f o r m a t i o n ，a d m i n i s t e r i n g t h ee d u c a t i o no fc a l e n d a r ， a r r a n g i n gt e a c h i n gs c h e d u l ea n de n t e r i n gt h e e d u c a t i o n0 fc a l e n d a r b y t h et e s t i n go fs y s t e m ，t h er e s u l t sp r o v e dt h ef e a s i b i l i t y a n d a p p l i c a t i o n so ft h es t o r a g es c h e m eo fs m a r tc l i e n t t o d a y ，a ss m a r tc l i e n t b e c o m e st h eh o t s p o to fc o m p u t e rn e t w o r k i n ga p p l i e df r a m e w o r kr e s e a r c h r e a l m ，i tp o i n t so u ts o m en e ww a y sw h i c hm a k et h ea p p l i c a t i o n m o r e c o n c i s e ，e f f i c i e n ta n di n t e l l i g e n t k e yw o r d s ：o c c a s s i o n a l l yc o n n e c t e d ；w e bs e r v i c e ；s m a r tc l i e n t ； h i e r a r c h i c a i ；s t o r a g es c h e m e i 目录 摘要i a b s t r a c t i l 第一章绪论 1 1 研究背景及意义1 1 2 研究现状1 1 3 本文所做的工作2 1 4 本文的组织结构3 第二章智能客户端的关键问题及解决方案 2 1 智能客户端的特性4 2 1 1 本地资源的使用4 2 1 2 网络资源的使用4 2 1 3 偶尔连接5 2 1 4 智能安装和更新5 2 2 智能客户端与其他客户端之间的比较5 2 2 1 胖客户端5 2 2 2 瘦客户端6 2 2 3 相关技术的比较6 2 3 设计偶尔连接的智能客户端7 2 3 1 常见的偶尔连接7 2 3 2 偶尔连接设计策略7 第三章一种智能客户端的存储方案 3 1 软件分层结构10 3 2 智能客户端的分层结构1 l 3 3 智能客户端存储方案的设计l l 3 3 1 读流程1 2 3 3 2 写流程1 3 3 3 3 程序流程：1 4 第四章基于智能客户端的教学日历管理系统 4 1 系统分析17 4 1 1 用户需求17 4 1 2 系统数据需求分析18 4 1 3 系统功能需求分析19 4 1 4 系统用例模型2 0 4 1 5 系统状态分析2 2 4 2 系统设计与实现2 3 4 2 1 系统开发环境2 3 4 2 2 系统数据库2 3 4 2 3 智能客户端的实现2 8 4 2 4 系统界面3l 4 3 系统测试3 4 4 3 1 系统功能测试3 4 4 3 2 智能客户端功能测试3 6 总结4 1 参考文献4 2 致谢4 5 附录( 攻读硕士学位期间发表录用论文情况) 4 6 第一章绪论 1 1 研究背景及意义 随着信息时代的到来，企业的信息化建设显得愈来愈重要，而企业办公自动 化正成为未来公司管理发展的趋势。以往的办公自动化仅仅只是对公司文件进行 简单的管理，而现在的办公自动话是指在资源高度共享的情况下，借助各种软件 系统，高效出色地完成各项工作目标。因此，为了提高工作效率，各个企业纷纷 根据自身的特点，开发出有自己特色的办公化系统。 以往企业办公所使用的客户端系统，仅仅只能够在网络连接状态良好的情况 下工作。一旦网络不稳或脱离网络，部分使用者将无法进行手头上的工作。随着 办公自动化的推广，用户对以往的客户端软件架构提出了新的要求。 不论是以b s 架构为代表的瘦客户端还是以c s 架构为代表的胖客户端，都无 法完全满足上述的需求。简要地说基于c s 架构的应用程序，一般用于局域网， 易于开发和使用，但应用程序在安装、部署和升级时非常困难，无法完全实现远 程办公；而基于b s 架构的应用程序通常运行在i n t e r n e t 上，部署、升级和维护 只需要在服务器端进行，但开发方式较为复杂，用户界面相对单调、不够友好， 并且只能在线操作，一旦脱离了网络环境或者网络条件不满足，就会影响其正常 使用。 智能客户端作为目前计算机网络应用架构领域的研究热点，继承了传统客户 端的优点，弥补了上述的不足。基于智能客户端的应用程序不仅易于安装、升级 和部署而且支持用户的离线操作，它为应用程序的简捷化、高效化和智能化提出 了新的方向。 1 2 研究现状 2 0 0 4 年微软在开发者大会上提出了智能客户端这一项新技术，并给予了很多 的特性，如离线操作、自动升级、方便的部署等。智能客户端是一种全新的开发 模式，它结合了c s 架构的丰富用户体验和b s 架构的简单部署的优点，既具备 w in d o w s 程序的强大用户界面，又可以享受w e b 应用升级和更新的便捷。智能客户 端的发展还可以大致区分为独立型与依附型两类。独立型指的是以新一代的技术 架构起的智能客户端，可以同时支持联机与离线模式。可用技术平台包括 m i c r o s o f t n e tw i n d o w sf o r m 、s u nj 2 s ew e b s t a r t 与m a c r o m e d i ac e n t r a l 。至 于依附型，则是依附在浏览器上，提供较丰富的用户接口，但不能提供离线的操 作能力，包括有m a c o r o m e d i af l a s h m x 、a i ti o l iv ep l a tf o r m 、d r o p l e t su s e r i n t e r f a c es e r v e r 与c u r l 的s u r g e 。微软也正在将l o n g h o m 的展示层技术a v a l o n 透过x a m l ( 可让网络开发者撰写w i n d o w s 程序) 给浏览器呈现丰富接口的能力。智 能客户端不是仅仅停留在概念上，而是在技术上已经成为现实。在当前国外企业 应用中，已经出现了大量的智能客户端应用实例。其中比较有名的是美国微软、 纳斯达克和p r i c ew a t e r h o u r s ec o o p e r - - 起构建的e x c e l 投资者助理系统和d e l l 构建的客户集成桌面系统。它是微软公司n e t 设计思想的具体体现，是一种新型 技术架构的典型代表汜1 。 在实际软件开发中，智能客户端应用程序优于传统客户端应用程序的优点之 一是客户端应用程序可以根据用户的角色和用户的功能需求有选择性的面向一 个或者多个平台。通过归纳总结将智能客户端应用程序面对的平台分为三大类， 它们分别是o f f i c e 智能客户端应用程序、w i n d o w s 智能客户端应用程序和移动 智能客户端应用程序。 国内在智能客户端的研究方面相对比较缺乏，目前还处在推广阶段，实际的 应用寥寥无几。企业应用大部分还处在传统的b s ，c s 的模式上，并没有开始改 造应用程序成为智能客户端。追究其原因，主要是因为智能客户端的技术还不够 成熟，用于创建智能客户端的软件包相对较少，而且实现不够完整，如果要开发 基于智能客户端的应用程序，那么就要手动编写多行代码。另一个原因则是智能 客户端所涉及到多个技术，国内的推广和培训工作并未完全展开。还有个原因就 是企业对于是否需要使用智能客户端技术还处于不确定的状态。以上几个原因导 致国内智能客户端的研究相对滞后于国外阳1 。 1 3 本文所做的工作 分析智能客户端中存在的优缺点，提出了一种通用的智能客户端存储设计方 案，实现了通用智能客户端存储方案的应用实现。开发了基于智能客户端的教学 日历管理系统，教学日历管理系统是从学校的实际出发，针对学校的教学班的教 学活动安排的现状，经过详细的系统调查，开发出的一个基于智能客户端的教学 日历管理系统。其目的是改善学校工作运行的效率，提高教学的管理水平和整体 素质，加快学校的信息化建设。本文的具体研究如下： 1 ) 对智能客户端和传统的客户端进行了比较。分析了以c s 为代表的胖客户 端和以b s 为代表的瘦客户端的优缺点，并将它们与智能客户端进行比较。 2 ) 对智能客户端的关键技术进行了介绍。分析了智能客户端，偶尔连接、 本地资源的使用、网络资源的使用、智能安装和更新等特征。分析了智能客户端 的关键技术及应用场景，并在此基础上提出了一种通用的智能客户端系统设计方 案。 2 3 ) 提出了一种通用的智能客户端存储方案。并设计和实现了基于本存储方 案的程序工作流程、网络数据存取以及本地数据存取操作。该方案实现了智能客 户端在线与离线状态的切换功能。 4 ) 给出了通用智能客户端存储方案的应用实现。分析了高校教学日历管理 系统的功能需求和数据需求，建立了系统数据模型，并将智能客户端存储方案应 用于高校教学日历管理系统中并给出了相应的代码说明。通过系统测试和智能客 户端测试说明了智能客户端存储方案是可行的具备实用性。 1 4 本文的组织结构 本文被分为四章，结构的具体安排如下： 第一章绪论。主要介绍了论文的研究意义和研究背景以及目前国内外研究 现状等。 第二章智能客户端的关键问题及解决方案。主要介绍智能客户端的类型、 特性和传统客户端之间的比较，同时从数据处理、偶尔连接、部署更新和安全性 等几个方面详细介绍构建智能客户端应用时需要考虑的问题及解决方案。 第三章智能客户端的一种存储方案。主要介绍了智能客户端的分层模式并 提出了一种通用的智能客户端系统设计方案，并设计和实现了基于本存储方案的 程序工作流程、网络数据存取以及本地数据存取操作。 第四章基于智能客户端的教学日历管理系统。主要介绍了高兴教学日历管 理系统的功能需求和数据需求，并建立了系统数据模型，同时介绍智能客户端存 储方案在高校教学日历管理系统中的设计与实现。 最后对本文所做工作进行了总结，并对今后的研究工作进行了展望。 3 第二章智能客户端的关键问题及解决方案 2 1 智能客户端的特性 智能客户端代表了一种全新的软件开发模式，其目的是为了整合w i n d o w s 与 i n te r n e t ，构建新型的分布式应用程序，它继承了传统客户端的优点并克服了其 缺点，是客户端软件未来的发展趋势，并随着微软公司n e t 战略的推广，逐渐广 为人知。 智能客户端为了满足不同的用户需求，在设计和实现基于智能客户端的系统 软件时会存在很多不同。比如：支持偶尔连接、软件系统智能安装和更新，本地 资源的使用和网络资源的使用等，是基于智能客户端软件系统的部分特征或全部 特征。 2 1 1 本地资源的使用 伴随着计算机技术的发展，计算机硬件技术含量逐年提高而价格却越来越便 宜。客户端上的硬件配置也有较大改善，在某些情况下甚至不逊色于服务器。极 大限度的使用存放在客户端上的数据和代码，将其在本地访问和执行，是优秀基 于智能客户端应用程序所最求的一种境界。目前客户端的硬件配置也使得庞大的 客户端处理能力和快速而且内容丰富的应用程序响应成为可能旧1 。 基于传统客户端应用程序不能高效的使用客户端上的硬件资源和软件资源， 而基于智能客户端的应用程序可以最大限度利用本地资源并将本地的资源融合 到客户端上的应用程序中，达到高效使用客户端软硬件资源的作用，从而弥补了 传统客户端的不足。同时也降低了对服务器的依赖，减少了服务器的软硬件负担。 2 1 2 网络资源的使用 计算机技术的发展也使得计算机用户与日俱增，计算机网络也越来越庞大。 客户端上的智能客户端的应用程序可以通过网络进行数据传输，访问和获得各种 服务器上的数据和服务。比如：用户想知道开车去某地的最佳路线，可以通过客 户端应用程序向远程的服务器发送请求，服务器接到请求之后，对相应数据进行 分析和整合，并将可选择的最佳路线和驾驶方向通过网络传输给客户端上客户端 应用程序；用户想要检索某些数据的时候，也可以通过客户端应用程序向远程的 各个服务器发送请求，远程的各个服务器通过协调工作得到最终结果，返回给客 户端应用程序。基于智能客户端的应用程序给用户提供许多智能、便捷的服务1 6 1 。 智能客户端的应用程序是分布式解决方案中的一部分，它通过网络与远程的 4 服务器通信，获取远程各个服务器上的服务和网络上的各种资源。具有自动部署 和更新服务的功能。 2 1 3 偶尔连接 智能客户端应用程序不但支持网络连接用户而且支持偶尔连接到互联网络 的用户。从而使用户可以在有网络连接、或者网络连接时断时续的情况下继续高 效地工作。这是智能客户端相对于传统智能客户端所具有的主要好处之一n 1 。 无论网络连接是否畅通，支持偶尔连接的智能客户端应用程序都可以照常工 作。当应用程序无法连接到网络资源时，智能客户端应用程序可以在本地读取数 据满足用户操作，并将操作的过程和数据的改变以数据缓存的形式记录并保存到 客户端。待以后网络联通的时候，在通过数据集将客户端上的数据与服务器上的 数据进行同步。而传统b s 架构的客户端应用程序在网络中断的则无法正常工作。 2 1 4 智能安装和更新 传统客户端应用程序在部署或更新应用程序上面存在一些缺陷。以c s 架构 的客户端应用程序为例，在更新和安装的过程当中会有诸多的条件限制，甚至经 常由于客户端软硬件环境的差异导致更新和安装失败，需要专业人士辅助更新和 安装，管理成本相对较高。 智能客户端应用程序在网络连通的情况下主动与远程服务器进行通信，当检 测到最新版本的组件和代码时，可自动下载并更新智能客户端应用程序，无需用 户蹲守则可完成应用程序安装和更新的全过程，、管理成本相对较低。 2 2 智能客户端与其他客户端之间的比较 以c s 为代表的胖客户端和以b s 为代表瘦客户端，在系统软件的开发过程 中被广泛使用，c s 架构的软件易于开发但部署和升级相对困难。b s 架构的软件 部署和升级容易但过分依赖与网络，不能进行离线操作。为了能够解决软件开发 过程中存在的这些不足，微软提出的智能客户端技术，不仅易于自动部署和升级 而且支持低带宽、高延迟的网络状态下的离线操作。 2 2 1 胖客户端 在2 0 世纪9 0 年代中期，伴随微软w i n d o w s 操作系统的流行。为w i n d o w s 操作 系统量身定做的胖客户端应用程序随着诞生，其中c s 架构为典型的胖客户端应 用程序被广泛使用，该应用程序将作业的处理分成两部分：集中式服务器执行的 作业和在客户机上执行的作业。胖客户端应用程序的最大的特点是它可以很好的 利用客户端的硬件资源以及操作系统平台的功能。 胖客户端应用程序的主要特色是可以给用户丰富的体验、很好利用客户端的 5 软硬件资源、客户端应用程序响应数度快、安全性较高且易于开发。当随着用户 需求的不断提供和客户端应用程序越来越复杂，以c s 架构为典型的胖客户端应 用程序的缺点被逐渐显露出来，特别是在部署、升级和可扩展性表现尤为突出， 维护成本相对较高。 基于c s 架构的软件系统在开发和使用的过程中出现了以上诸多问题，在某 些情况无法满足用户的需求，从而提出了以b s 架构为代表的瘦客户端应用程序。 2 2 2 瘦客户端 b s 架构的应用程序是典型的瘦客户端应用程序，它基于浏览器在w e bj 艮务器 上部署和更新。解决了胖客户端更新、部署困难的难题。 瘦客户端应用程序的主要优点有：易于部署和升级，只有在服务器端对数据 进行部署和升级，客户端上的用户就可以访问到最新数据；安全性较高，客户端 是通过浏览器对服务器进行访问的，访问痕迹较少安全性能较高；瘦客户端应用 程序的维护成本相对较低。 但瘦客户端应用程序的主要缺点是必须和网络保持连接，当网络不畅或者中 断时候将无法访问应用程序。这意味着b s 架构的客户端应用程序对网络的依赖 性极高，在用户脱机的情况下无法进行正常的工作，不具备离线操作的功能；开 发的复杂程度较高；界面相对比较单调。 2 2 3 相关技术的比较 传统的客户端主要分为胖客户端与瘦客户端两种。其中c s 为典型的胖客户 端而b s 为典型的瘦客户端。针对传统客户端应用程序的优缺点，微软提出了智 能客户端的概念。智能客户端在技术上很好的继承了传统客户端的优点并在一定 程度上弥补了其不足心1 ，图2 1 更直观的说明智能客户端的优越性。 智能客户端 胖客户塑， 7 智能数据管理、一塑客户端 雏 图2 1 三者之间的比较 6 蒯 躲 络 户 发 孵 用 开 、 新 署 理 更 部 管 于 f f 易 易 易 2 3 设计偶尔连接的智能客户端 随着网络的覆盖面越来越广、网络结构越来越复杂，许多情况下，网络畅通 不能保证一直畅通，例如工作环境不固定或者旅行途中，可能会暂时失去网络连 接或者网络延迟。 如果应用程序运行时无需始终保存与服务器网络连接，称为偶尔连接的应用 程序。所谓偶尔连接，也称为离线应用，即指在客户端网络不具备联机运作的环 境下，应用程序仍能继续使用，并将更改的数据以数据缓存的形式保存到客户端 上，等网络恢复正常后，客户端应用程序将本地缓存的数据传输给数据集，在通 过网络将数据集中的数据与服务器上的数据进行同步。客户端应用程序具有这个 能力，必须很好地解决以下问题：联机脱机监控、客户端数据缓存、数据同步、 数据安全以及数据的冲突处理等旧1 。 偶尔连接这一特性，使智能客户端应用程序用户在网络中断、网络延迟或者 网络断断续续的情况下不影响工作。 2 3 1 常见的偶尔连接 偶尔连接是智能客户端应用程序最实用的特征之一，该特征可以使用户在网 络中断、网络延迟或者网络断断续续的情况下正常的工作。本文对常见的偶尔连 接进行了简单的介绍，例如：教师在录入成绩的时候，可能会遇到网络中断或延 迟的情况；汽车或者房屋的销售人员可能需要在无网络的室外与购房者或购车者 签订销售合同，购房者或购车者需要销售人员从电脑里随时调出房子和车子的最 新价格表及相关信息，销售人员需要无网络的情况下对房子或车子销售订单进行 输入，并对房子或车子订单进行折扣预算；科研人员到野外去考察，需在无网络 的情况下调出相关数据进行查阅，并对考察到的最新数据及时录入到电脑里面进 行保存。 智能客户端应用程序在网络中断情况下工作之后，应用程序所做的操作和相 关数据的改变被保存到本地，尽可能早点与网络进行连通，将客户端上的数据传 输到服务器上，保持客户端和服务器上的数据同步。 2 3 2 偶尔连接设计策略 偶尔连接设计策略在客户端应用程序的开发的过程中通常采用以数据为中 心和面向服务两种方法。 基于数据为中心方法的客户端应用程序对客户端的软硬件环境有一定的要 求，需要客户端配置一个关系数据库，并通过该关系数据的内置功能与运程的服 务器进行通信和传输，实现客户端与服务器之间数据的同步。 基于面向服务的方法的客户端应用程序对客户端的软硬件环境要求较低，各 7 种低配置的客户端都可以采用此方法，该方法将离线操作过程中的信息放在队列 里面，当客户端与服务器通过网络通信的时，该队列信息被传输到服务器。以数 据为中心的和以面向服务的偶尔连接设计策略运行环境比较如图2 2 所示。 面向服务方法 圄 jl 1r 服务接口 p u b l i cb o o ls t a r t ( ) r e a d f r o m l o c a l 0 ； i f ( h a s c h a n g e s ( ) ) s a v e ( ) ； e l s e r e a d ( ) ； r e t u r nt r u e ； 1 6 第四章基于智能客户端的教学日历管理系统 4 1 系统分析 教学日历，是一个教学班的教学活动安排，其中包括教学进程、授课内容提 要、各种教学环节、方式、课外作业的安排等。教学日历管理系统是一个教学 日历电子化管理程序。老师可以用它来录入日历，管理本人的教学日历；校、院 级相关管理人员可以集中管理教学日历；提供用户打印和查询功能。 教学日历管理系统在安全性上满足以下几点：其一教学日历的管理权限仅限 于任课教师可以管理他的任课，院部管理人员可以管理其下所有教师的任课，校 级管理人员可以管理全校所有课程；其二教学日历录入与修改仅限任课教师，若 电子形式审核则审核后不得再修改；其三教学日历审核分教研室级和院级。 4 1 1 用户需求 需求分析是整个开发过程的第一个阶段，也是最重要的一步。一般而言，即 使初步的功能需求也需要两步：从业务工人那里获取；从系统数据那里获取。 从业务工人获取的功能需求是“粗”的，但这些需求可以界定问题域边界。现 实世界中的一切事物或对象，相互间都存在直接或者间接地关联，不能将一切事 物都拉入到系统，需要的只是那些对解决问题有帮助的东西。问题域边界可以限 制我们应该将哪些事物或对象引入到系统。 本案的用户要求系统支持脱机和连机运行，因此系统需要本地数据库和网络 数据库。其中本地数据库宜采用x m l 文件系统。根据系统运行的实际情况，任 课教师常常采用脱机运行。因此，有关任课教师的操作需要分别提供脱机和连机 操作。 本案中任课教师是一个角色，担当本人教学日历录入、管理、导入、导出、 生成w o r d 格式文档等；教研室主任是一个角色，审核本教研室所授课程的教 学日历等；院部教学主管是一个角色，审核本院部所承担的课程的教学日历等； 院级管理员是一个角色，管理本院的课程教学日历、导入、导出等；校级管理员 是一个角色，管理全校教学日历、导入、导出等；访客也是一个角色，可以查看 系统任何非敏感信息，其对系统操作没有任何副作用。 用例表示用户的一个功能需求。一个用例由代表功能的名称( 如，取款) 和 实现功能的事件流( 如，取款过程) 描述组成。根据用户需求和角色任务，初步 分析出如下用例：录入教学日历，写入教学日历，审核教学日历，管理教学日历， 导入教学日历，导出教学日历，生成教学日历w o r d 兼容格式文档，查询敦学 1 7 日历等。 功能需求可以用u m l 中的用例模型( 即角色、用例和用例图的集合) 表示， 系统用例模型如图4 1 所示。 库 图4 1 业务用例图 4 1 2 系统数据需求分析 系统数据需求分析与数据字典、实体类相关。其中数据字典是描述数据的信 息的集合，是对系统中所有使用数据元素的定义的集合。而实体类表现在数据库 中就是表。 1 ) 学校( u n i v e r s i t y ，永远只有一条记录，取单数形式) ：名称。 2 ) 院部( d e p t s ) ：名称，编号。 3 ) 教研室( s t a f f r o o m s ) ：名称，编号。 4 ) 教师( t e a c h e r s ) ：名称，编号，性别，口令，角色。 5 ) 校级用户( u n iu s e r s ) ：名称，编号，口令，角色。 6 ) 院部级用户( d e p t u s e r s ) ：名称，编号，口令，角色。 7 ) 学期( t e r m s ) ：首年，学期，第一天日期，日历尾部说明。 8 ) 课程( c o u r s e s ) ：名称，编号，类别，学分，教学总学时，讲课学时， 实验学时，上机，考核方式，备注，年级 9 ) 教学班( t e a c h e s ) ：教学班号，上课总周数，开始周，结束周，本期总学 时，本期周学时，讲课学时，实验学时，上机学时，课卷讨论学时，校内现场教 学学时，校外教学学时，大作业学时，教研室主任，院部教学主管，填报时间， 审查同意时间，状态。 1 0 ) 教学细节( d e t a i l s ) ：上课月日，上课周，星期，节次，章节，教学内容， 教学要求，作业布置，课内教学时数，课外时数，是否实践课，备注。 1 8 结合需求分析及用例图，我们抽象出高校教学日历管理系统的类图( 见图 4 2 ) 。 图4 2 系统类图 4 1 3 系统功能需求分析 除了用户提出的业务功能需求外，维护各实体类( 表) 对象( 记录) 也是系 统的重要工作，是系统向外公开服务，如u n iu s e r s ，该实体类代表校级用户， 对它的维护，意味着需要添加记录( 新建用户) 、删除记录( 删除用户) 、修改记 录( 修改用户密码) 。另外，要发挥分析人员创新性思维，提出一些必须向用户 提供的辅助功能，如d e p tu s e r s ，该实体类代表院部级用户，对它的维护，除添 加记录( 新建用户) 、删除记录( 删除用户) 、修改记录( 修改用户密码) 外，为 了方便用户，为用户校级用户提供向所有院部一次性添加一个同名用户的功能。 这些都是用例。 1 ) 学校( u n i v e r s i t y ) ：修改学校名称。 2 ) 校级用户( u n iu s e r s ) ：新建校级用户，删除校级用户，修改校级用户密 码。 3 ) 院部( d e p t s ) ：新建院部，删除院部，修改院部属性。 4 ) 院级用户( d e p tu s e r s ) ：新建院级用户，删除院级用户，修改院级用户密 码，( 在所有院部中) 建立相同院级用户。 5 ) 教研室( s t a f f r o o m s ) ：新建教研宅，删除教研室，修改教研室属性。 6 ) 教师( t e a c h e r s ) ：新建教师，删除教师，修改教师属性，修改教师密码， 重置院部所有教师密码。 7 ) 学期( t e r m s ) ：新建学期，删除学期，修改日历尾部说明。 8 ) 课程( c o u r s e s ) ：新建课程，删除课程，修改课程属性，导入课程，导出 1 9 课程。 9 ) 教学班( t e a c h e s ) ：新建教学班，删除教学班，修改教学班属性，设置教 学班上课时间并调整教学班教学细节，生成教学日历w o r d 兼容格式文档，导 出教学日历，导入教学日历( 或静态实现) ，改变教学日历状态。 l o ) 教学细节( d e t a i l s ) ：细节属性中，可修改的属性统一称为内容。修改细 节内容，删除当前细节内容( 相当于将后继细节内容上移) ，插入细节内容( 相 当于当前及后继细节内容后移) ，多细节内容复制，多细节内容粘贴。 4 1 4 系统用例模型 用例模型( u s e c a s em o d e l ) 是系统既定功能及系统环境的模型，它可以作 为客户和开发人员之间的契约。用例是贯穿整个系统开发的一条主线。同一个用 例模型即为需求工作流程的结果，可当作分析设计工作流程以及测试工作流程的 输入使用。 系统建模有许多种方法，每种建模方法可以满足不同的目的。然而，系统用 例模型最重要的作用是将系统行为传达给客户或最终用户。因此，模型必须易于 理解。根据4 1 4 节的系统功能需求分析，本文建立了系统的校级管理员用例模 型、院级管理员用例模型、教师用例模型和访客用例模型。 1 ) 校级管理员用例模型 校级管理员角色可进行的操作有导入教学日历、导入课程、修改课程属性、 删除课程、新建课程、删除院部、修改院部属性、新建院部、建立相同级用户、 修改学校名称、新建校级用户、删除校级用户、修改校级用户密码、新建学期、 删除学期和修改教学日历等操作，其用例模型如图4 3 所示。 图4 3 校级管理员用例模型 2 1 院级管理员和院部教学主管用例模型 如图4 4 所示，高校教学日历管理系统中，院级管理员可进行的操作有新建 院级用户、删除院级用户、修改院级用户密码、重置院部所有教师密码、新建教 学班、删除教学班、导入教学日历、修改教学班属性、修改教授属性、删除教师、 新建教师、修改教研室属性、删除教研室和新建教研室等操作，其中院部教学主 管也有修改院级用户密码的操作权限。 盆p 拶6 蝴d 石赢删除院级用k 、广( 删除教研室 修改院级用户密码 重置院部所有教师密码 院部教学主管 儡 删除教学班 管理员 导入教学日历、) ( 修改教学班属性 修改教研室属性 新建教师 删除教师 修改教师属性 图4 4 院级管理员用例模型 3 ) 教师用例模型 如图4 5 所示，高校教学日历管理系统中，教师可进行的操作有修改教师密 码、新建教学班、删除教学班、修改教学班属性、设置教学班上课时间并调整教 学班教学细节、插入细节内容、多细节粘贴、多细节内容复制、删除当前细节内 容、修改细节内容、改变教学日历状态和导入教学日历等操作，其中院部教学主 管和教研室主任也具有改变教学日历状态的权限。 2 1 图4 5 教师用例模型 4 ) 访客用例模型 如图4 6 所示，高校教学日历管理系统中，访客可进行的操作有查询教学日 历、导出教学日历和生成教学日历w o r d 兼容格式文档。 图4 6 访客用例模型 4 1 5 系统状态分析 系统状态图是系统分析的一种常用工具，它通过建立类对象的生存周期模型 来描述对象随时间变化的动态行为，主要用于表现从一个状态到另一个状态的控 制流。状态图由表示状态的节点和表示状态之间转换的带箭头的直接组成。若干 个状态由一条或多条转换箭头连接，状态的转换由事件触发。模型元素的行为可 以由状态图中的一条通路表示，沿着此通路状态机随之执行了一系列动作。本案 例中，教学日历有未初始化、录入、教研室主任审核、院部教学主管审核和完成 5 种状态，其状态图如图4 7 所示。 4 2 系统设计与实现 图4 7 系统状态图 4 2 1 系统开发环境 本系统是基于智能客户端的教学日历管理系统，考虑到开发应用方便及与 m i c r o s o f t 产品的无缝集成，开发平台采用m i c r o s o f t 公司的v is u a ls t u d i 0 2 0 0 8 ，数据库采用m i c r o s o f t 公司的s q gs e r v e r2 0 0 0 ，