【毕业学位论文】（Word原稿）基于web的工作站监控系统的设计与实现-软件工程

硕士学位论文 （专业学位） 基于 工作站监控 系统的设计与实现 姓 名：李夏 学 号： 1121170005 所在院系：软件学院 职业类型：工程硕士 专业领域：软件工程 指导教师：张晨曦 副 指导教师 ： 曹晓昱 二 一二 年 十二 月 A in 2012 of 1121170005 基于李夏 同济大学 学位论文版权使用授权书 本人完全 了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名： 年 月 日 经指导教师同意，本学位论文属于保密，在 年解密后适用本授权书。 指导教师签名： 学位论文作者签名： 年 月 日 年 月 日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，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，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本 学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 年 月 日同济大学 硕士学位论文 摘要 I 摘要 近 年来随着国内外市场竞争的日趋激烈，企业面临的挑战越来越多也越 来越大。对于大部分企业来说， 随着公司规模的不断扩大， 门 对工作站 监控的数量和性能要求越来越高。目前工作站管理存在以下问题：资源分配不均匀，工作站使用效率低；工作站日常维护困难；工作站规范使用管理困难，无法对工作站的状态进行很好的掌控和管理；各地业务需求 面临 更多更灵活的挑战；固定资产管理混乱；对办公环境 有一定影响。 本文 是以 集团 门监控集团内部所有工作站当前和历史使用情况 的需求为背景 ， 包括硬件资源使用率、工作站关键进程使用率、工作站会话状态、用户登录状态等 ， 通过深入调研，针对 企业对 工作站监控 的 管理现状，特点以及需求，以软件工程的思想 作为 指导， 设计和开发了基于 B/S 模式的工作站监控管理系统。在系统的设计和开发 过程 中，我们采用了 向对象的分析方法对系统进行分析 和设计 ，并 运用 采用 抽象工厂 模式和 架设计 ， 以 为系统的开发语言， 以 为 系统的 后台数据库，并结合 层 架构的设计思想对 系统加以实现。 本文首先从 企业内部 理 的研究和应用现状出发，调研和分析了 工作站监控 的功能需求 ，论述了系统开发的可行性并确定了系统开发的基本目标。然后详细介绍了系统开发 所涉及 的相关技术 以及 系统的总体设计 。最后 使用 源框架， 进行了 系统 各功能模块的设计与实现 ，并 通过 了功能测试和性能测试。 目前系统已在生产环境中进行了部署和试运行。试运行结果表明，系统稳定可靠，客户反馈良好，达到了公司的预期 目标。 本系统按照用户角色可分为 普通 用户和管理员两 类，按照系统的功能 可分为 账号管理，当前硬件状态，当前进程状态，当前预警状态，当前会话状态，站点管理 等 模块 。 关键字 : B/S 模式， 向对象的分析方法， 层架构 n is of is T to T of to of to on s IT of as of of as a of on , we ML SH as as of VC of T of of of of I is At up in is is it s be of be so B/S 济大学 硕士学位论文 目录 录 第 1 章 引言 . 1 题背景 . 1 内外研究现状 . 1 课题的目的和意义 . 2 题研究内容 . 3 文的组织结构 . 4 第 2 章 相关技术 . 5 术 . 5 层分层结构 . 6 005 简介 . 7 术概述 . 8 架 . 9 . 9 架 . 10 架 . 12 章小结 . 13 第 3 章 系统的需求分析 . 15 能性需求分析 . 15 功能性需求分析 . 16 用性 . 16 统的性能 . 17 统的可扩充性及可维护性 . 17 统用例分析 . 17 统总用例 . 17 号管理模块的用例分析 . 18 前硬件状态 模块的用例分析 . 19 前进程状态模块的用例分析 . 20 前预警状态模块的用例分析 . 21 前会话 状态模块的用例分析 . 22 点管理模块的用例分析 . 23 同济大 学 硕士学位论文 基于 工作站监控系统 章小结 . 27 第 4 章 系统的设计 . 29 统的设计目标 . 29 发框架与工具的选型 . 30 统的整体架构 . 31 统总体功能设计 . 33 号管理 模块 . 33 前硬件状态模块 . 34 前进程状态模块 . 35 前预警状态模块 . 36 前会话状态模块 . 37 点管理模块 . 38 统角色及权限设计 . 39 据库的设计 . 39 章小结 . 49 第 5 章 系统的实现 . 51 统首页的设计 . 51 号 模块的实现 . 52 前硬件状态模块的实现 . 53 前进程状态模块的实现 . 55 前预警状态模块的实现 . 57 前会话状态模块的实现 . 59 点管理模块的实现 . 60 控对象设置 . 61 键进程设置 . 63 警设置 . 65 时设置 . 67 统参数设置 . 69 统的测试 . 71 元测试 . 72 能测试 . 72 能测试 . 73 试结论 . 74 章小节 . 74 同济大学 硕士学位论文 目录 V 第 6 章 总结与展望 . 75 论 . 75 一步的工作方向 . 75 致谢 . 77 参考文献 . 78 附录 A 插图清单 . 79 附录 B 表格清单 . 81 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果 . 82 第 1 章 引言 1 第 1 章 引言 题背景 近年来随着国内外市场竞争的日趋激烈，企业面临的挑战越来越多也越来越大。对于大部分企业来说， 随着公司规模的不断扩大，用户对工作站的数量和性能要求越来越高。目前 的工作站管理存在以下问题：资源分配不均匀，工作站使用效率低；工作站日常维护困难；工作站规范使用管理 困难，无法对工作站的状态进行很好的掌控和管理；各地业务需求更多更灵活的挑战；固定资产管理混乱；对办公环境有一定影响。 该解决方案主要适用于集团 门监控集团内部所有工作站当前和历史使用情况，其中包括硬件资源使用率、工作站关键进程使用率、工作站会话状态、用户登录状态等。解决方案通过自动化技术收集工作站的各种资源使用情况，提供各种报表查询工作站的使用情况，并提供对所监控的对象进行报警的功能，大幅度提升集团 门管理人员对集团内所有工作站的管理能力。 内外研究现状 随着 计算机 在我国的飞速发展和各行业 越来越重视信息化建设， 企业计算机应用 一直保持着高速的增长。 现今的企业服务几乎没有不用计算机来进行数据访问的，包括访问数据的 务的增长，琳琅满目的数据库应用，都推动企业创造新的信息架构。 在这种背景下，国内外 对人机结合的要求 日趋 渴求 ，企业面临的 计算机维护的要求 越来越多，也越来越大。对于大部分企业来说， 计算机 都是不可或缺的重要资源， 尤其是其中最重要的一部分工作服务器， 如何 管理 更多的 工作站 ，如何更牢固的抓住 工作站的状态 ，都是企业非常重视的问题。现代 企业 法则告诉我们：企业 80的利润来自于 20的 成本控制 ，企 业普遍重视 运营管理的维护 。而要想 维护好所有工作站 ，就要充分了解 管理员 的需求，有针对性的进行功能整理 。但是，现在许多企业所运用的 监控维护 手段已经越来越难以满足 企业管理 的需求。企业花费巨大的人力、物力、财力进行各种 人力管理 行为，往同济大学 硕士学位论文 基于 工作站监控系统 2 往收效甚微。 作者所 参与开发的系统 的 所在 企业是一家 中 国 汽车 企业， 是国内 A 股市场最大的整车上市公司，成立于 1997 年，是世界 500 强企业，集中了汽车产业链相关的资产和业务，旗下企业主要从事汽车和零部件的生产、销售、开发、投资及配套服务。 作为国际化品牌的经营者，将依托上汽集团 20 多年合资合 作所积累的技术、制造、采购、营销和管理优势，以国际化的视野，创造性地集成全球优势资源，以高品质的产品与服务，满足 消费者 高品位需求，以优秀的国际合作团队，打造中国汽车领导品牌，进而成为全球汽车业不可或缺的力量 。公司主要业务：汽车整车 (包括乘用车、 商用车 )、与整车开发紧密相关的零部件 (包括动力传动、底盘、电子电器等 )的研发、生产、销售，以及与汽车业务密切相关的汽车金融 。 公司在发展过程中，越来越意识到 企业的硬件设备 是非常重要资源，在经营过程中如何维系现有 硬件设备 ，并不断 维护好 的 日益新增的信息化设备 成为公司发展与参与市场竞争的重要增长点。随着公司规模的扩大， 硬件设备 量的不断增加，使得相关 门的工作量快速增加，尤其是直接面对 企业员工 群的部门，工作的好坏直接影响到企业的 内部管理 和工作效率的高低，因此以网络为载体，建立一套完整的 工作站监控系统 ，为企业提 供统一的 工作站 管理势在必行。 课题 的目的和意义 一个基于工作站的状态信息监控平台要想成功的参与市场，必须具有轻量、可维护、适应力强的特点。本课题是 对 公司 集团现有客户端自动化方案的补充 ，可以降 低总的开发成本，提高以数据库为中心来集成和驱动的能力，方便进行批量部署并增强未来的可扩展性，减少 门对于每个客户端的维护成本 ，有非常广泛的推广应用价值。对于类似的系统的开发也有较大的参考价值。 本课题通过研究工作站管理的基本原理和方法，分析个人页面的设计流程，在了解用户需求的基础上，分别从逻辑视图、实现视图 、部署视图和数据视图等多个角度进行设计建模，将系统的体系结构划分为表现层、业务逻辑层和数据访问层三层，应用 言和 源框架等，设计并开发一个基于 B/S 系统的工作站监控系统。通过该系统，用户可以 第 1 章 引言 3 在 工作站不安装任何客户端代理、无需维护客户端状态、只需部署轻量级的本，以服务器端 动为主、客户端脚本 动为辅来实现监控。 题研究内容 本课题是基于 B/S 结构和 台下进行设计与实现的，在设计的过程中，使用 一建模语言和面向对象设计思想建立 而制定出可行的开发方案对系统进行设计与开发， 建立一套完整的 稳定的有效率的 工作站监控系统 。 具体的研究内容包括： 1. 对自身企业的业务 流程 、 整理其基本点需求，管理员 和 用 户的信息、特征进行调研，建立业务模型。 2. 研究各种 企业设备资源管理 形式，选择最适合的一种或几种作为 工作站监控 模型； 3. 开发出一套适合自身企业特点，能帮助企业 维护 更多 工作站设备 的系统； 进行数据库模块的设计与开发：设计出既适合系统开发，又满足管理员进行管理的数据库模型。 4. 利用合适的技术，将业务需 求转化为一套真正符合要求，能够使更多忠诚客户保留下来的系统。 5. 工作站当前硬件状态监控的模块设计与开发：该模块可显示出系统中所有工作站的当前硬件状态，包括 使用率、硬盘剩余空间、内存使用率、和各关键进程对 占用情况，需要监控的关键进程可由系统管理员自行设置，并且能够导出当前时间点的硬件状态报表。 6. 工作站当前硬件状态预警模块的设计和开发：当工作站的 用率长时间超过设定阀值、硬盘空间大小低于设定阀值、内存使用率长时间超过设定阀值时，可通过发送提醒邮件和在监控界面上显示两种方式提 醒管理员，报警的阀 值大小和超过阀值的报警时间可由管理员自行设置 。 7. 工作站当前会话状态模块的设计与开发：当前会话状态模块显示相关的会话状态的数据和图像报表。数据报表基于工作站上的所有会话显示当前所处的状态（使用中、空闲、断开、待机）。图像报表基于工作站上同济大学 硕士学位论文 基于 工作站监控系统 4 的所有会话显示当前各状态（使用中、空闲、断开、待机）所占比率 。 8. 站点管理模块的设计与开发：主要包括监控对象设置，关键进程设置，报警设置，定时设置，系统参数设置。用户可以在工作组或者工作站下对监控对象，关键进程，系统资源（ 用率 , 内存使用率 , 剩余硬盘容量）的报警参数，定 时（时间点、时间间隔）参数，系统参数进行刷新、新增与删除操作。 9. 采用 言和 源框架 等，进行编程 设计 并开发一个基于 B/S 系统的工作站监控系统。 10. 进行该系统的调试和测试。 文的组织结构 本文的组织结构如下： 第 1 章引言，主要介绍了课题的背景，意义和目的，以及 工作站监控 系统的 国内外 发展现状和本课题的研究方法。 第 2 章相关技术，主要介绍了系统在设计和开发过程中所涉及到的方法和技术。 第 3 章系统的需求分析，主要是 了解工作站监控系统的 需求信息， 并运用例图将需求分析可视化，进而使系统的管理员，用户，开发工程师 以及测试人员 拥有 约束条件和非功能性需求 。 第 4 章系统的设计，在本章中， 主要介绍 工作站监控系统 的详细设计，制定了设计目标和开发框架， 通过逻辑视图、实现视图 和数据视图全面的对系统的各个模块 进行 了 详细设计 ，并 确定了 系统所具有角色和权限，同时利用数据库三范式设计出了系统的数据库。 第 5 章系统的实现，主要 描述 了 工作站监控系统的功能 及部分代码实现 ，通过 单元测试 ，回归测试和性能 测试 提高了系统的稳定性和用户体验 。 第 6 章总结与展望，主要是对 工作站监控 系统在开发过程中的问题 进行 了总结， 从而 提出 未来 的 工作 计划 和展望 。 第 2 章 相关技术 5 第 2 章 相关技术 术 一种可以撰写跨平台应用软件的面向对象的程序设计语言，是由 司于 1995 年 5 月推出的 序设计语言和 台 （即总称。 一个完整的平台，有一个庞大的库，其中包含很 多可重用的代码和一个提供诸如安全性、跨操作系统的可移植性以及自动垃圾回收等服务的执行环境 10。 在全球云计算和移动互联网的产业环境下， 具备了显著优势和广阔前景 ， 四方面组成： 程语言、文件格式、 拟机和 用程序接口 ( 同于一般的 编译执行 计算机语言和 解释执行 计算机语言。它首先将 源代码 编译成二进制 字节码 （ 然后依赖各种不同平台上的虚拟机来解释执行字节码。从而实现了 “ 一次编译、到 处执行 ” 的跨平台特性。 要特性 ： 言是面向对象的。 言提供类、接口和继承等原语，为了简单起见，只支持类之间的单继承，但支持接口之间的多继承，并支持类与接口之间的实现机制（ 关键字 为 言全面支持动态绑定，而 C+语言只对 虚函数 使用动态绑定。总之， 言是一个纯的 面向对象程序设计语言。 言是分布式的。 言支持 用的开发，在基本的 程接口 中有一个网络应用编程接口（ 它提供了用于网络应用编程的类库，包括 。 程方法激活）机制也是开发分布式应用的重要手段。 言是健壮的。 强类型 机制、异常处理、废料的自动收集等是序健壮性的重要保证。对指针的丢弃是 明智选择。 安全检查机制使 得 具健壮性。 言是安全的。 常被用在网络环境中，为此， 供了一个安全机制以防恶意代码的攻击。除了 言具有的许多 安全特性 以外， 硕士学位论文 基于 工作站监控系统 6 对通过网络下载的类具有一个安全防范机制（类 如分配不同的名字空间以防替代本地的同名类、 字节代码 检查，并提供安全管理机制（类 用设置安全哨兵。 言是可移植的。这种可移植性来源于体系结构中立性，另外， 据类型 的长度。 统本身也具有很强的可移植性，译器是用 现的， 运行环境是用 实现的。 言是解释型的。如前所述， 序在 台上被编译为字节码格式，然后可以在实现这个 台的任何系统中运行。在运行时， 台中的 释器 对这些字节码进行解释执行，执行过程中需要的类在联接阶段被载入到运行环境中。 高性能的。与那些解释型的高级 脚本语言 相比， 确是高性能的。事实上， 运行速度随着 译器技术的发展越来越接近于 C+。 言是多线程的。在 言中，线程是一种特殊的对象，它必须由或其子（孙）类来创建。通常有两种方法来创建线程：其一，使用型构为 的构造子将一个实现了 口的对象包装成一个线程，其二，从 派生出子类并重写 法，使用该子类创建的对象即为线程。值 得注意的是 已经实现了 口，因此，任何一个线程均有它的 法，而 法中包含了线程所要运行的 代码 。线程的活动由一组方法来控制。 言支持多个线程的同时执行，并提供多线程之间的同步机制（关键字为 言是动态的。 言的设计目标之一是适应于动态变化的环境。序需要的类能够动态地被载入到运行环境，也可以通过网络来载入所需要的类。这也有利于软件的升级。另外， 的类有一个运行时刻的表示，能进行运行时刻的类型检查。 跨平台 的。这 也是在选择企业应用开发平台时的一个重要参考因素，几乎所有的主流操作系统都提供了对 言 的支持。实际上如果要搭建跨多个操作系统平台， 乎是惟一的选择。 关注跨平台而不是跨语言。 第 2 章 相关技术 7 层分层结构 在软件体系架构的设计中，分层结构是最常见的，也是最重要的一种结构。微软推荐的分层式结构一般分为三层，即：数据层，业务逻辑层和表示层。 其中 表现层主要工作是处理用户与系统的交互。向用户显示信息，并把从用户那里获得信息解释成领域层或持久层的各种动作 。业务逻辑层 就是一个系统业务处理的中心层次。负责系统中所有领域的相关工作 。 持久层负责系统经过领域层动作后对于数据的操作，一般为读 /写操作。主要同数据库或文件系统进行交互，会涉及存储细节性 一个好的分层结构 实现模式是 M（ , V（ , C（ 式最初是在 被用来构建用户界面的。目的是增加代码的重用率，减少数据表达，数据描述和应用操作的耦合度。同时也使得软件可维护性，可修复性，可扩展性，灵活性以及封装性大大提高。 用的 应该清晰和轻薄。 架是清晰分离不同关注点的重要工具，而“是否能够与其下的领域层有效整合”又是保持 轻薄的关键所在。确保一个薄的，只关注用户交互和内容表达，不处理业务逻辑，这不但有助于在业务逻辑部分确保最大化的 可重用性和可测性，而且还是一个企业应用系统成功的必备条件之一。 005 简介 微软公司开发的一个具有客户 /服务器体系结构的关系型数据库管理系统（ 它使用 是一种介于关系代数与关系演算之间的语 ）在客户机和 务器之间传递请求和响应。 它功能强大 ，操作简便 ， 日益为广大数据库用户所喜爱 。 1客户机 /服务器体系结构 客户机程序负责执行业务逻辑和显示用户界面，它可以运行在一台或多台客户机上，也可以运行在 005 服务器上。 005 服务器负责管理数据库并在多个用户请求之间分配可用的服务器资源，如内存、网络带宽和磁盘操作等。 该软件功能强大，使用方便，拥有广大的用户群体，它是后台数据库服务同济大学 硕士学位论文 基于 工作站监控系统 8 器的首选产品。 2关系型数据库管理系统（ 60 年代末期提出的关系模型具有数据结构简单灵活易学易懂且具有雄厚的数学基础等特点 。 从 70 年代开始流行发展到现在已成为数据库的标准目前广泛使用的数据库软件都是基于关系模型的关系数据库管理系统 。 3 005 使用 为它的数据库查询和编程语言，使用 言，可以访问数据，查询、更新和管理关系数据库系统。持最新的 际标准，并增加了许多扩展项来提供更多的功能。 005 提供了 两个最重要的 开发和管理数据库的工具 ， 即企业管理器和查询分析器。 企业管理器是最重要的一个工具，它几乎可以完成所有的 005数据库的开发和管理工作， 通过企业管理器，开发人员 可以提高数据库开发和管理的 效率。 查询分析器是数据库开发人员最喜欢的工具，通过该工具数据库开发人员可以直接用 言与 005 进行交互，可以通过 句创建视图、存储过程和触发器等数据库对象，也可以调试 句以便将正确的 术概述 术并不是一项革命性的新技术，而是多种技术的集合 全称是 “。 相对说来，这些技术没有一样是新的。实际上，早在 6 年以前（从 开始），可进行异步调用的主要 览器组件 象就已经提供了支持。 术的一个最大的特点是无需刷新页面便可以向服务器传输或读写数据。这使得 B/S 应用程序只同服务器进行数据层面的交换，而不用每次都刷新界面，也不用每次都将数据处理的工作交给服务器来进行，这大大减轻了服务器的负担又加快了响应速度，缩短了用户的等待时间。 当用户界面与 合以后， 览器就可以只在必需的时候，才会向第 2 章 相关技术 9 服务器发起请求，获得少量的信息。服务器返回的结果都是被格式化或者处理过的，页面会 直接把结果显示出来，然后用户就可以在浏览器中看到变化。因为只有发生变化的那一块区域会被重新渲染，而不是整个页面进行刷新，所以对于用户来说，响应速度就变得更快了。 从 出的请求和事件很相似 它们是不连续的，所传递的只是一个单独的组件或者功能的信息。现在的操作已经再也不需要获取整个页面的信息了，它们变得更加精细，跨应用的可重用性也变得更高。其结果就是，当一个 框架时，这个 架的反应机制就和基于组件的框架非常相似。实际上，这二者的结合为我们带来了耦合度更低、 可重用性更高的系统。同样的操作，可以为 件提供 者 段视图，又可以和其他操作组合，为非 用户界面提供 图。 架 架是一种在 用中广泛使用的开源框架组合，它的全名是 中， 责接收请求和流程控制， 责数据访问和封装数据库操作。这三个优