（计算机应用技术专业论文）基于mvc模式的交通设备信息管理系统的研究与实现.pdf

武汉理一 大学硕士学位论文 中文摘要 在过去的很长一段时间里，由于客观条件的不成熟以及管理人员自身素质 上的欠缺，使计算机辅助管理水平发展很慢，但随着计算机技术的发展，人员 素质的提高，使用计算机来辅助办公的条件已经成熟，这时候需要有一套适应 实际生产情况、符合管理人员使用习惯的电子信息管理平台来为用户的日常管 理、维护等工作提供便利。 本文首先介绍了多层次的软件架构，分析了软件结构从o n e t i e r 到n t i e r 的 演进过程；然后研究了本课题所使用的主要技术体系，包括n e t 框架的组成和 w 曲服务的核心技术；接下来讨论了软件架构与设计模式之间的关系，并在 a sp n e t 环境下实现了一个经典的m v c 设计模式；最后，在n t i e r 软件结构下， 应用m v c 设计模式进行了黄石市公路局交通设备信息管理系统的开发。 本文的创新点为提出了一种在n - t i e r 软件体系架构下，应用m v c 设计模式 进行软件开发的模式，并将其应用到了一个实际应用系统开发工作中，取得了 比较好的效果。 全文共分为6 章，具体内容介绍如下： 第l 章：介绍了本文研究的目标，主要工作内容以及创新点。 第2 章：介绍多层系统架构。论述了多层体系架构的发展，讨论了多层架 构的技术优势和劣势。 第3 章：研究本课题所用到的主要技术体系，即n e t 框架和w e b 服务。 其中n e t 框架为本课题的研究提供了优秀的开发环境和软件架构的技术保证； w 曲服务的x m l ，s o a p ，w s d l ，u d d i 等技术则为课题研究提供了网络服务 保障。 第4 章：介绍了软件架构和设计模式的概念，分析了它们之间的关系。提 出了m v c 设计模式，并在a s p n 1 玎环境下实现了一个经典的m v c 设计模式， 指出了m v c 设计模式的优点及不足。 第5 章：应用m v c 设计模式，在n t i c r 的软件架构下，设计并实现了黄石 市公路局交通设备信息管理系统。应用n t i e r 软件架构理论分析并设计了该系统 的逻辑模型，依据m v c 设计模式进行了系统的开发实现，获得了较高的开发效 率。 第6 章：总结与展望。 关键字：n e t 框架，n 层架构，m v c ，设备信息管理系统 亟堡望三查兰堡主主垡堡苎 i nt h ep a s t ，b e c a u s eo ft h ei r r l n l a t u r eo fo b j e c t i v ec o n d i t i o n sa n dt h es h o r t c o m i n g o fm a n a g e r ss t u 置m ed e v e l o p m e n to fc o m p u t e r - a s s i s t e dm a l l a g e m e mi sv e r ys l o w ， b u t 州t 1 1t h ed e v e l o p m e n to fc o m p u t e rt c c l l n o 】o g ya 1 1 dt h ee 1 1 1 1 a l l c eo ft h em a i l a g e r s s t u 最t h ec o n d i t i o no fc o m p u t e 卜a s s i s t e dm a n a g e m e n ti sm a t u r e ，a tt h i st i m e ，i ti s n e e d e dt od e v e l o pae l e c n d n i ci i o n n a t i o nm a n a g e m e n tp l a t f o m lw h i c har e a l p r o d u c t i o n ，m a n a g e m e n tp r a c t i c e sc o n s i s t e m 谢mc a nb eh e i p f mf o r 廿l em a l l a g e r st o u s et l l ec o m p u t e rt e c h n o l o g yt od od a i l yt a s k s ，s u c ha sd e v i c em a n a g e m e m 趾d m a n t e n a n c e ， a tf i r s t ，t h i sp a p e ri n n o d u c e sm u i t i t i e rs o 行w a r e 疗锄e w o r k ，a n da 1 1 a l y z e st l l e e v o l u t i o no fm es o f t w a r ea r c h i t e c n i r ef j o mo n e - t i e rt on - t i e la n di tr e s e a r c h e s 也e m a i nt e c h n o l o g i e su s e di nm ep a p e r ，血c l u d i n g n e t 妇n e w o r ka n dw 曲s e n r i c e s c o r et e c l l i l o l o g i e s t h e ni td i s c u s s e s 血er e l a t i o i l s h j pb e t w e e ns o 行w a r e 丘锄e w o r ka i l d d e s i g np a t t e m s ，a n dd o e sa na n a l y s i so nac l a s s i cm v cd e s i 酏p a m f i n a l l y ，i i lm e n 砸e rs o 赍啪r ea r c 王1 i t e c t u r e ，t h i sp a p e ru s e s l em v cd e s i g np a t t e mt od e v e l o p h u a n g s h ih i g h w a yb u r e a ut r a n s p o r t a t i o ne q u i p m e mm a n a g e m e n ti n j b m l a t i o n s y s t e m t h i si n n o v a t i v ep o i m sr a i s e si nas o f c w w es y s t e mn - t i e r 丹a m e w o r k ，u s i n gt h e m v c d e s i g nm o d e lf o rs o 姗a r ed c v e l o p m e mm o d e l ，a n da p p l i c a m st oap r a c t i c a l a p p l i c a t i o ns y s t e md e v e l o p m e n tw o r k ，w 1 i c ha c 王1 i e v e s 氩i r l yg o o dr e s u l t s t h ep 印e r h a ss i xc h a p t e r sa sf o l l o w s c h 印t e r1i r l _ c r o d l l c e s 也eg o a l so ft l l i ss t u d y ，也em a j i le l e m e m so fm ew o r l ( a i l d i n n o v a t i v ep o i n t s c h 印t e r2i n t r o d u c e st h es y s t e mo fm u l t i t i e r 曲n l c t w c t h ec h a p t e rd i s c u s s e sm e d e v e l o p m e n to f m u i t i t i e rs y s t e ma r c 圭l i t e c t u r e ，a d v a n t a 窖带s 姐dd i s a d v a n t a g c so f n - t i e r s n c t i l r e c h a p t e r3r e s e a r c h e st h em a i nt e c h n 0 1 0 9 yu s e di nt h i sp a p e r n e t 矗锄e w o r k a 1 1 dw e bs e r v i c e s n e t 厅a n l e w o r kp r o v i d e se x c e l k n td e v e l o p m e n te n v i r o n m e n ta i l d t e c l l i l i c a 】s e r v i c e sg 啪n t e ef o rs o f h v a r ef r 锄e w o r k w e bs e r v i c e st e c l l l l o l o g i e s s u c ha sx m l ，s o a p ，w s d l ，a 1 1 du d d ic a l ls u p p o nt l l es y s t e i n 矗d mn e t w o kl a y e l i i 武汉理工大学硕士学位论文 c h a p t e r4i n t r o d u c e st h ec o n c e p to fs o f c w a r e 矗a m e w o r ka j l dd e s i g np a r a d i g m ， a n da n a l y s e st h er e l a t i o n s h i pb c t 、c e nt 1 1 e m t h i sc h a p t c rr a i s e sm v cd e s i g l lm o d e l ， a n da c h i e v e sac l a s s i cm v cd e s i g np a t 七e mi na s p n e te n v i r o 蛳e n t ，g i v e st i e a d v a n t a g ea 1 1 dd i s a d v a m a g eo f m v cd e s i g l lp a n e n l c h a p t e r5a p p l i e st h em v cd e s i 髓p a t t e mi n n t i e rs o 跚a r ef a l l l e w o r kt o d e s i g n a n dr e a l i z em h u a n g s 撕h i 曲w a yb u r c a ut r a j l s p o r t a t i o ne q u i p m e n t m a n a g e m e n ti 埘陆m a t i o ns y s t e m s a p p l i c a n t s 吐1 en t i e rs o f t w a r ea r c h i t e c t u r et o d e s i g nm el o g i cm o d e lo fs y s t e m ；a 1 1 du s e s t 1 1 em v cd e s i g nm o d e l 抽t h e d e v e l o p m e n to ft h es y s t e m ，w h i c hg c t sa1 1 i g h e re f f i c i e n c yo nt h ed e v e l o p m e n to fm e s y s t e m c h 印t e r6 百v e st 1 1 ec o n c l u s i o na 1 1 do m l o o k k e yw o r d s ：n e tf r a m e w o r k ，n - t i e rs t m c t i l r e ，m v c ，t h ei n f b m a t i o nm a n a g e m e n t s y s t e mo f 把姐s p o r t a _ t i o ne q u i p m e n t j i i 武汉理工大学硕士学位论文 第1 章绪论 信息和网络技术的飞速发展，给交通设备的管理变革带来了契机。使用现 代信息技术手段取代传统的手工方式已成为了交通设备管理的发展方向。由于 交通设备种类庞杂、数量繁多且使用流程复杂，给管理带来了很大的困难。因 此，如何能够快速而准确地管理交通设备，使之更好的为交通事业服务就显得 尤为重要。交通设备信息管理系统主要用于交通设备管理业务要能准确的存 储各类交通设备信息，还要能及时评估设备的状况，如折旧状况、报废状况等， 为设备购置、保养提供直观的数字依据。下面将就系统研究的背景和意义，自己 主要的研究工作以及课题来源等做个说明。 1 1 背景和意义 1 1 1 研究背景 1 社会背景。在过去的很长一段时间里，由于客观条件的不成熟以及管理人 员自身素质上的欠缺，使计算机辅助管理水平发展很慢，但随着计算机技术的 发展，人员素质的提高，使用计算机来辅助办公的条件已经成熟，这时候需要 有一套适应实际生产情况的、符合管理人员使用习惯的电子信息管理平台来为 用户的日常管理、维护等工作提供便利。使用电子信息管理平台能够摆脱纸张 的束缚，将管理人员从繁琐的手工劳动中解脱出来，更好的对设备的使用、调 配做决策。另外，电子信息管理平台具有存储容量大、保存时间长、信息共享 方便等许多传统管理手段所无法比拟的优势。 2 技术背景。随着计算机技术的高速发展，n 层应用程序已经成为构建企业 级软件的标准。n 层架构集成了信息引擎技术和i n t e m e t 技术，从软件体系结构 上保证应用系统在性能上可扩展、可规模化，在功能上具有开放性、可重用性、 可延展性，是一种能够满足未来企业级信息共享、业务操作的应用框架。n 层体 系结构最初是为了解决与传统的客户服务器c s ( c l i e n t s e r v e r ) 应用程序相关的 问题而出现的，但是，随着w e b 时代的到来，尤其是近年来微软推出了n e t 武汉理工大学硕士学位论文 战略以来，这一体系结构开始成为新开发项目的主流。 1 1 2 研究意义 本文结合工程项目构建了一个信息管理平台一基于n e t 架构的交通设备 信息管理系统。对其中的关键技术进行了研究。建立了组件库，实现了设备管 理的无纸化作业。 在本信息管理系统中，采用了基于模型视图控制器 m v c ( m 0 d e l v i e w 。c o r l 廿u l l e f ) 设计模式的n 层软件体系结构。使用该模式可以实现 软件的并行开发、提高软件的重用性、减少管理系统的开发周期。这对于提高 管理系统对不同管理要求的适应能力以及管理信息系统安全管理的灵活性和安 全程度，具有重要的作用。 1 2 主要研究工作和创新点 1 2 1 主要研究内容 1 介绍多层系统架构。论述了多层体系架构的发展，讨论了单层结构0 n e t i e r 两层结构t w o 币e r ，n 层结构n t i e r 等架构的技术优势和劣势。 2 研究本课题所用到的主要技术体系，即n e t 框架和w 曲服务。其中n e t 框架为本课题的研究提供了优秀的开发环境和软件架构的技术保证：w 曲服务 的扩展标记语言x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g l l a g e ) ，简单对象访问协议 s o a p ( s i i i l p l eo b j e c ta c c e s sp m t o c 0 1 ) ，w 曲服务描述语言w s d l ( w 曲s e r v i c e s d e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) ，统一描述、发现和集成协议u d d i ( u i l i v e r s ed e s c r i p t i o n d i s c o v e r ya n di n 峨；r a t i o n ) 等技术则为课题研究提供了网络服务保证。 3 对现有的n t i e r 软件体系架构以及m v c 设计模式进行了详细分析，说明 了架构与模式之间的关系，对m v c 设计模式做了仔细研究，并在a s p n e t 下 实现了一个经典的m v c 设计模式。 4 应用m v c 设计模式，在n t i e r 的软件架构下，设计并实现了黄石市公路 局交通设备信息管理系统。应用n t i e r 软件架构理论分析并设计了该系统的逻辑 模型，依据m v c 设计模式进行了系统的开发实现。 2 武汉理工大学硕士学位论文 1 2 - 2 创新点 本文研究在n - t i e r 软件体系架构下，应用m v c 设计模式到一个实际系统的 开发。 1 3 课题的来源 本课题来源于黄石市公路局信息管理系统项目。该信息管理系统是黄石 市公路局信息化建设的一部分，是一个基于n e t 框架的具有较高的安全性和可 伸缩性的办公自动化信息管理系统，能够满足黄石公路管理局各主要科室的日 常办公和业务管理需要。本课题所实现的交通设备信息管理系统是该项目的 个子系统。 武汉理工大学硕士学位论文 第2 章软件多层体系结构 二十世纪九十年代以来，随着个人计算机和工作站的普及以及网络通信技 术的发展，计算资源和信息资源被分布在网络的各个节点上，使得计算模式由 原来的主机系统向客户服务器模式发展，分布计算逐渐成为计算技术的主流。 分布计算技术和面向对象技术衔接而形成的分布式对象技术已经发展成为分布 异构环境下建立应用系统的核心技术。与此相对应的出现了基于多层结构的应 用系统。本章将说明为什么多层应用系统会成为目前建立信息系统的最流行、 最重要的体系结构以及多层结构所采用的主要技术及特点。 2 1 软件体系结构 2 1 1 定义 软件体系结构定义为1 1 ：软件体系结构为系统提供了一个结构、行为和属性 的高级抽象。它由构成系统的元素描述、元素的相互作用、指导元素集成的模 式以及这些模式的约束组成。软件体系结构不仅指定了系统的组织结构和拓扑 结构，并且显示了系统需求和构成系统的元素之间的对应关系，提供了一些设 计决策的基本原理。 2 1 2 软件体系结构的重要性 软件体系结构在软件开发中的作用体现在以下三方面 1 软件体系结构是软件各相关方面联系的载体。 2 软件体系结构代表了系统设计早期一系列重要决策。 3 一个成熟的软件体系结构可以为今后开发类似的产品提供参照。 4 茎坚望生查堂堡主堂垡堡壅 一一一 2 2 多层体系结构 2 2 】0 n e t j e r 结构 1 9 8 0 年第一个数据库管理系统出现时，数据库的世纪就悄然开始。那时的 观念是由应用程序控制关系型数据库，这种集中式数据处理的模式一般称为单 层结构( o n e t i e r ) 【2 。】，如图2 1 所示。这种模式有以下几个优点： 1 提供了集中式管理，对系统进行维护和管理的费用较低。 2 在大型主机上可以挂接多个终端，操作系统使用分时调度的方法同时为 多个用户提供服务，每个终端在大型主机中对应一个进程。 3 终端没有计算能力，因此对主机进行安全保护比较容易。 4 计算能力和数据存储能力具有较强的可扩展性。 5 每个终端与主机连接的线路通常较短，而且是专线，所以他们运行程序 时的可靠性很高。 终端 1 商谄 终稍终童6 l 图2 1 集中计算模式 但是随着软硬件的发展，这种模式的缺点也越来越突出，对于大规模企业 级的应用软件的设计，资源利用率低、软件开发周期长、易用性差、过于封闭、 系统伸缩性小。 2 2 2t w o t i e r 结构 两层结构1 也就是通常所说的客户朋艮务器( c s ) 结构。这是当今计算机网络 上流行的一种计算模式，如图2 - 2 所示。 5 武汉理工大学硕士学位论文 庐系统 户系缝 户系统 图2 1 2c s 体系结构 c s 结构将整个系统分为客户服务器模块，第一层包含了软件的应用层与 表现层，驻留于客户端。第二层包含数据库和服务器组件。基于结构化查询语 言s q l ( s 圩u c t u r e dq u e r yl a n g l l a g e ) 的数据库管理系统一般安装在服务器端。应用 软件在服务器端进行的操作主要是数据存储和检索，其他的业务逻辑操作和界 面操作都在客户端。在两层模式中会有部分逻辑以存储过程和触发器的形式存 储在服务器端，以优化服务器性能，但绝大多数的应用逻辑是放在客户端。如 图2 2 所示，它的数据及应用服务集中存储，可通过不同的平台存取，有较好的 系统伸缩性。它把集中管理模式转化为一种服务器与客户机负荷均衡的分布式 计算模式，解决了执行效率和容量不足的问题。但是随着应用规模的不断扩大， 两层的c s 模式逐渐显出了它的不适应性。在两层结构的数据库访问模式下， 客户端必须知道资料在服务器上是如何组织和存储的，而且在网上直接传送的 是s o l 语句。服务器端负担很重，不能适应大规模软件设计的应用。 具体表现在以下几方面： 1 由于客户端和服务器直接连接，服务器将消耗部分系统资源用于处理与客 户端的连接工作。每当同时存在大薰客户端数据请求时，服务器有限的系统资 源将被用于频繁应付与客户端之间的连接，从而无法及时响应数据请求。客户 端数据请求堆积的直接后果将导致系统整体运行效率的大幅降低，甚至导致全 面崩溃的危险。 2 在c s 结构中，唯一在线的数据库服务器成为系统可靠性的极大隐患。如 果数据库服务器因为某种原因停止工作，那么整个系统将陷于瘫痪。 3 客户端应用程序分发工作的繁琐程序令人难以接受。系统开发过程完毕， 随之而来的程序分发除了要求为每台客户机安装客户端程序的执行文件以外， 还要求安装程序运行所必须的动态链接库文件( d 1 1 ) 、程序初始化文件( i n i ) 等许 6 武汉理工大学硕士学位论文 多其他文件。另外，还必须完成每台客户机器的开放式数据库连接o d b c ( o p e n d a t a b a s ec o n n e c t i v i t y ) 或b o r l a i l d 数据库引擎b d e ( b o r l a l l dd a t a b a s ee n g i n e ) 的配 置工作。不仅如此，每次客户端程序的修改和升级，又意味着上述相同分发过 程又一次重复。 4 在存储过程调用中，所有处理过程都在数据库层进行，只是将最终结果返 回到客户端。这种结构的业务逻辑需采用专用语言开发，很难再移植到其他的 数据库上去。 2 2 3n t i e r 结构 两层c s 结构不能适用大规模软件设计需要。改进的方法就是进一步分离 客户层，使客户机上的处理过程不直接操作数据库管理系统。这样就可以把客 户端的处理分为应用程序和业务逻辑处理。这种处理导致了三层( n 层) 结构的 出现。多层结构 6 】是在三层结构基础上进一步的扩展，只是细节上有所不同，目 的是为了解决如下三个层面上的问题： 1 界面层：基于网络和浏览器，并提供一定的网络访问安全性； 2 逻辑层：也称为中间层、中介代理，它是界面层和数据层的桥梁。这层响 应用户的请求，执行任务并从数据层获取任务数据，将必要的结果返回界面层 显示给用户。同时，还应实现分布式管理、负载均衡、f a i l 瓜e c o v e r 、安全隔离 等。它使用清晰的语法逻辑陈述 3 数据层：包括数据的定义、维护、完整性、安全性，用于响应逻辑层的请 求，数据访问等。这一层通常由大型数据库服务器来实现，如：o r a c l e ，d b 2 ， s y b a s e ，s q ls e r v e r 等。 下面讨论典型三层c s 结构与基于w 曲的n 层浏览器，服务器 b s ( b r o w s e “s e e r ) 结构。 1 ) t h r e e t i e rc s 结构 在传统的两层客户服务器模型中间加入一层，从而构成三层客户朋艮务计算 模型1 7 _ | ( 3 一t i e r ) 。一个三层客户服务计算模型包括界面层( i n t e r 蠡地e ) 、事务层 ( b u s i n e s s ) 和数据存取层( d a t a a c c e s s ) 。各层功能具体如下： ( 1 ) 界面层：用户接口部分，负责用户与应用程序的交互。它接受用户的输 入请求，将结果以适当的形式( 如图形、报表) 返回给用户，常以图形用户界 7 武汉理工大学硕士学位论文 面g u i ( g r a p h i c a lu s e ri n t e r f a c e ) 表现出来。客户的g u i 应当易于生成和修改，尽 量与其他两层保持独立，以适应应用的变化。 f 2 1 事务层：是应用逻辑处理的核心，它是具体业务的实现。应用服务器和 客户间的数据交往应尽量简洁，客户将请求信息发送给应用服务器，应用服务 器返回数据和结果。应用服务器一般和数据库服务器有密集数据交往，应用服 务器向数据库服务器发送s q l 请求，数据库服务器将数据访问结果返回给应用 服务器。 ( 3 ) 数据层：负责持久数据的管理。以传统的基于s q l 的数据库管理系统 d b m s ( d a 曲a s em a r m g e m e ms y s t e m ) 实现，完成数据的存储、数据的访问、数 据的完整性约束等。 典型的三层c s 结构如图2 3 所示。 拜甄屡 图2 33 t i e r c s 结构 采用三层c s 结构有以下优点： ( 1 ) 可以对任务进行合理分配。 ( 2 ) 有利于提高系统的性能，使中间层的业务逻辑处理与数据层的业务数据 紧密结合在一起，而无须考虑客户的具体位置。 ( 3 ) 添加新的中间层服务器能够满足新增客户机的需求，可以大大提高三层 3 武汉理工大学硕士学位论文 系统的可伸缩性。 ( 4 ) 在客户机的应用程序和数据层的数据库之间增加中间层，可以使客户机 的应用程序独立于数据层的数据库。 ( 5 ) 可以将业务逻辑集中到一起，有利于系统的实施。 对于三层c s 结构，当系统规模扩大后只要增加中间构件一中间应用服务 器，便可不断地扩大系统规模。如果每个中间构件所管理的客户机数保持在其 最大允许值以内，则系统性能几乎不会下降。扩展后结构如图2 4 所示。 图2 4 扩展三层c s 结构 2 1 n t i e rb ，s 结构 到9 0 年代中期，w e b 技术的出现使b ，s 1 8 1 结构逐渐成为最具前景的应用系 统模式。与c s 相比，采用b s 模式的体系结构具有明显的优点： ( 1 ) 界面风格统一、使用简单：用户端只需安装浏览器软件，不需要像c s 结构中那样安装数据库客户端软件、应用软件等，操作界面简单统一，这样不 但可以节省客户机的硬盘空间与内存，而且使安装过程更加简便： ( 2 ) 易于更新、扩展性好：由于用户端无须安装专用的软件，对应用系统进 行升级时，只需更新服务器端的软件，用户从网上自己下载安装就可以实现升 9 武汉理工大学硕士学位论文 级，实现系统的无缝升级，减轻了系统维护与升级的成本与工作量，使用户的 总体拥有成本t c o ( t o t a lc o s t0 w n e r s b j p ) 大大降低； ( 3 ) 信息共享度高：超文本标记语言h t m l m y p e t c x tm a r k u pl a n g u a g e ) 是数 据格式的一个开放标准，目前大多数流行的软件均支持m m l ，同时多功能 i n t e m e t 邮件扩展m i m e ( m u l t i p u r p o s ei m e m e tm a i le x t e n s i o n s ) 技术使得b r o w s e r 可访问多种格式文件； 图2 5 n t i e rb s 结构 在b s 体系结构之中，纳入组件模型和分布式组件模型，把中间层划分为 许多服务程序，将每个服务程序都视为独立的层，这样就形成了n 层体系结构 和w 曲分布式计算的概念。典型的n 层结构就是基于w 曲的应用程序，如图 2 5 所示。这种分布式系统模式继承了b s 模式的特色，同时又增加了分布式组 件带来的好处： ( 1 ) 负载平衡能力：分布式w 曲计算将复杂的业务处理分割成相互之间可交 互调用和通信的若干业务功能部件或对象，并可将其分配到多个网络互连的应 用服务器中实现负荷分担。w 曲服务器需要使用业务对象的服务时，可以依据 目前每一台应用程序服务器的负荷以及是否可以提供服务的情况来动态决定连 接到哪一台应用程序服务器中。这些应用服务器还具备对分布对象的管理和实 1 n 武汉理工大学硕士学位论文 施调度的功能，能够迅速的将请求交给当时可用的对象，并随着请求的增扩调 用更多驻留在其他应用服务器上的对象。 ( 2 ) 容错能力：当某台应用服务器发生故障或失效时，分布式系统会自动把 该应用服务器正在处理的业务请求移交给另外一台工作正常的服务器。 ( 3 ) 异构性：网络分布的业务处理对象可访问不同的后台数据库，适合多种 异构数据库环境。 2 2 4 多层体系结构的优势 多层体系捧j 结构的优势有： 1 把业务逻辑封装在共享的中间层里。不同的客户端都访问相同的中间层。 这可以减少由于在每个单独的客户端应用中重复业务逻辑所造成的冗余以及相 应的维护成本。 2 瘦的客户端。客户端应用程序可以写得很小，而把大多数工作交给中间层 处理。客户端应用程序不仅是变小了，而且还更加的易于发布，因为它们不需 要再考虑安装，配置和维护数据库连接软件的问题。瘦客户端应用程序可以通 过j n t e m e t 以更加灵活的方式发布。 3 分布式数据处理。将一个应用系统的工作分布到几台机器上可以改善系统 的性能，因为可以提供负载平衡以及使用备用的机器去替代发生故障的机器。 4 增强安全性。可以通过使用不同的访问约束，来分层隔离敏感的功能。这 提供了一个灵活的和可配置的安全层。中间层可以限制敏感部分的入口点，这 样可以更加容易地控制对它的访问。 2 3 小结 软件体系结构直接影响到系统的开发及运行方式。随着i 【l t e m e t 的发展，软 件体系结构从c s 模式逐渐向多层b s 模式转移。 武汉理工大学硕士学位论文 第3 章n e t 框架与w e b 服务 m i c r o s o r n e t 是一项革命性的技术框架。n e t 的核心技术包括分布式计 算、扩展标记语言x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a i l g u a g e ) 、组件技术、即时编译技 术等。分布式计算是网络的本质，x m l 是新一代电子数据交换的标准。组件技术 是软件技术多年来的发展成果，它使程序设计员从大量的应用程序接口 a p i ( a p p l i c a l i o np r o 日a m m i n gi n t e r f k e ) 中解放出来，采用面向对象和面向组件的 技术来解决软件问题。即时编译技术使应用程序在运行时，还能够根据主机的 硬件和软件环境进行代码优化，并简化代码发放的过程【9 。 3 1 n e t 框架组成 n e t 框架是微软公司为了建造、开发和使用) 踟lw 曲服务和应用软件的 程序设计模型，使开发者把精力集中到编写应用软件的逻辑代码。 n e t 框架包含三个主要部分：公共语言运行环境c l r ( c o m m o nl a n g l l a g e m m t i m e ) 、具有多层次结构的统一的类库集合和高级版活动服务器页面 ( a s p n e t ) 1 1 ”，如图3 。l 所示。 1 2 武汉理工大学硕士学位论文 3 1 1 公共语言运行环境 公共语言运行环境c l r 在组件运行过程中，负责语言集成和安全强制、内 存分配、处理和线程管理，它具有如下的功能和特性【1 2 ： 1 统一和简化了编程模型。用户不必再迷惑于w i n 3 2a p i 和组件对象模型 c o m ( c o m p o n e n to b j e c tm o d c l ) 这样复杂的编程模型。 2 提供完善的安全系统和配置系统。避免了d l l 的版本和更新问题，从而 大大简化了应用程序的发布和升级。 3 多语言支持。c l r 允许开发组在一个项目中运用多种语言，并且这些语言 都能在一起工作。因为元数据额外的处理了所有的翻译，所以不需要接口定义 语言。元数据包括各类信息： 1 ) 对部署单元程序集( a s s e h l b l y ) 的描述 f 1 ) 标识：名字，版本，语言 ( 2 ) 输出哪些类型 ( 3 ) 它依赖于哪些其他的组装 ( 4 ) 需要运行的安全许可 2 ) 对类型的描述 ( 1 ) 名字，可视性，基类，接口实现 ( 2 ) 成员( 方法，f i e l d s ，属性，事件，嵌套类) 3 ) 其他属性 ( 1 ) 用户自定义 ( 2 ) 编译器定义 ( 3 ) f r 锄e w o r k 定义 另外，m i c r o s o f t 进一步改善了两大核心编程语言：c 社语言和c + + 语言。进入 2 l 世纪，v b 。n e t 是一种支持多态性、继承性等的面向对象语言。 4 从共类型系统。，n e t 公共类型系统c t s ( c o f m o n 聊es y s t e m ) 是一套 新型的公共数据类型，该公共数据类型在c l r 中已被定义。包括所有的标准类 型，如i n t 、f l o a t 、d o u b l e 等：然而，c t s 能使得程序员在较低的水平下更好地 完成数据类型转换。另外，从种语言调用另外一种语言再也不需要类型转换 或调用规范。 武汉理工大学硕士学位论文 3 1 2 统一的编程类 n e t 框架中的类为开发人员提供了一个统一的、面向对象的、层次化的、 可扩展的类库集a p i 1 2 1 。n e t 框架统一了微软当前各种不同的框架。这样，开 发人员不再需要学习多种框架就能顺利编程。通过创建一个公共的跨编程语言 的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。 类库是n e t 提供给开发人员的编程接口。它与通用语言运行环境紧密接合 在一起。该类库里面包括了对a d o n e t 、x m l 、s o l 、安全性和多线程处理等 等的支持。基础类库也能够访问操作系统提供的服务，如网络、多线程、图形 和加密机制。n e t 的强大是与它的类库分不开的。 3 1 3a s p ：n e t a s p n e t 是使用n e t 框架提供的类库构建组成的，它提供了一个w 曲应用 程序模型，该模型由一组控件和一个基本结构组成【】孤。开发人员可以直接使用 a s p n e t 控件集，该控件集封装了公共的、用于超文本标识语言 r r m l ( h y p e t c x t m a r k u pl a n g u a g e ) 用户界面的各种小组件。实际上，这些控件运行在w 曲服务 器上，它们将用户界面转换成h 删l 格式后再发送给浏览器。在服务器上，控 件负责将面向对象的编程模型呈现给w 曲开发人员，这种编程模型能提供面向 对象编程技术的丰富功能。 a sp n e t 还提供一些基本结构服务( 诸如会话状态管理和进程循环) ，这些服 务进一步减少了开发人员要编写的代码量，并使应用程序的可靠性得到了大幅 度提高。a sp n e t 还允许开发人员将软件作为一项服务进行传送。通过使用 a s p n e tw 曲服务功能，a sp n e t 开发人员只需进行简单的业务逻辑编程，由 a s p n e t 基本结构负责通过简单对象访问协议s o a p ( s 妇p l eo b j e c ta c c e s s p r o t o c o l l 传送服务。 3 2w 曲服务 w 曲服务( w c bs e i c e ) 1 1 3 1 是实现分布式处理解决方案。n e t 框架的核心内 容就是w 曲服务。从n e t 框架角度看，所有组件都可以是w 曲服务，而w 曲 服务也仅是一种组件。n e t 框架提取出c o m 的精华，将它们与松散联接计算 1 4 武汉理工犬学硕士学位论文 结合在一起，生成了强大、高效的w 曲组件系统。 3 2 1w 曲服务定义 w c b 服务【1 3 _ 5 1 是在i n t e m e t 上进行分布式计算的基本构造块。开放的标准以 及对用户和应用程序之间的通信和协作的关注产生了这样一种环境，在这种环 境下，w c b 服务成为应用程序集成的平台。应用程序是通过使用多个不同来源 的w e b 服务构造而成的，这些服务相互协同工作，而不管它们位于何处或者如 何实现。w 曲服务是各种商业、应用、系统服务的基于x m l 标准的接口。从外 部使用者的角度而言，w e b 服务是一种部署在w 曲上的对象组件，它具备以下 特征： 1 完好的封装性； 2 松散耦合； 3 使用协约的规范性； 4 使用标准协议规范； 5 高度集成能力。 m i c m s o f t 将w e b 服务定义为：w e b 服务是可编程的应用逻辑，能通过标准 的i n t e m e t 协议进行访问。w 曲服务集组件开发和w 曲技术之所长。w 曲服务 与一般组件的类似之处在于它也代表了可以重用的黑盒，而业务实现的细节则 不必关心。而和目前的组件技术不同的是，w 曲服务不通过特定的对象模型来 进行访问，比如分布式组件对象模型d c 0 m ( d i s m b u t e dc o m p o n c m0 b j e c t m o d e l ) 、远程方法调用r m i 限e m o t cm e t l o di n v o c a t i o n ) 或者是因特网对象请求代 理互操作协议i i o p ( i n t e m e ti m e ro b j e c tr e q u e s tb m k e rp r o t o c 0 1 ) 。相反，w 曲服 务可以通过通用的w 曲协议和数据格式，如超文本传输协议h t t p ( h y p e r t e x t t r a l l s f e r p r o t o c 0 1 ) ，x m l 和s 0 a p 来访问。而且，w 曲服务的接口根据其接口和 产生的消息严格定义。w 曲服务使用者可以在任何平台以任何编程语言实现， 只要他们可以创建并且使用由w 曲服务接口所定义的消息。 32 2w 曲服务体系结构 w e b 服务的体系架构可以分为以下两种【1 3 _ 1 4 ： 1 根据功能：检查w e b 服务中每个单独的角色，并且分析各个角色交互所 武汉理工大学硕士学位论文 一 组成的w c b 服务模型； 2 根据技术标准：检查w 曲服务协议栈，了解协议栈各层次的内容和相互 关系。 32 2 1w e b 服务模型 从功能的角度看，w 曲服务的体系架构是基于、b 服务提供者、b 服务 请求者、w e b 服务注册代理的不同操作来建立的。以角色来表示的w 曲服务体 系架构模型如图3 2 所示【1 4 舶】。 简单地说，w 曲服务提供者就是w e b 服务的拥有者，它定义w c b 服务的服 务描述并把w e b 服务发布到服务请求者或服务注册中心。w c b 服务请求者就是 w 曲服务功能的使用者，通过查找操作来从本地或服务注册中心检索服务描述， 然后使用服务描述与服务提供者进行绑定并调用w 曲服务实现或与w 曲服务交 互。 w e b 服务注册代理的作用是把服务请求者与合适的服务提供者绑定在一起。 w e b 服务注册代理能够注册已发布的服务提供者以及所提供的服务，并且提供 服务的检索、服务提供者。 图3 2w 曲服务体系架构模型 3 2 2 ，2w 曲服务协议栈 为了实现w 曲服务体系架构中的不同操作和交互，需要有一系列分层的协 议规范来提供实现。图3 _ 3 展示了一个概念性、b 服务协议栈【1 4 - 17 1 。上面的几 层建立在下面几层提供的功能之上。左面的文本表示协议栈的那一层所应用的 1 6 武汉理工大学硕士学位论文 标准技术。 s 。f 通艟d e l g r 率t i 口n x m l - 日d 勰d m e i - t 画n g n e t 霄口f k 图3 3w e b 服务协议栈 1 网络层。w 曲网络层是服务协议栈的基础。w 曲服务必须可以被服务请 求者通过网络来调用。在互联网上公开发布的可用的w e b 服务使用了通用的网 络协议。由于h t t p 的普遍性，该协议成为了i n t e n l e t 中可用的w e b 服务的通用 标准网络协议。该层可表示任意多个网络协议：h r r p 、文件传输协议f t p f f i l e n a n s f e rp m t o c o l l 、简单邮件传输协议s m t p ( s i m p l em e s s a g en a l l s f e rp r o t o c 0 1 ) 、 消息排队( m e s s a g eq u e u i n g ) 、因特网o r b 问协议i i o p ( i n t e m e ti n t e ro r bp r