一種基于ＳＯＡ的高校試題庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

譚　寧

[摘要]介紹SOA的概念、特征、優(yōu)點(diǎn)等，較為深入討論SOA的實(shí)現(xiàn)技術(shù)Web Services及在.NET平臺(tái)上的創(chuàng)建、發(fā)布和客戶端調(diào)用過程。其次，通過對高校試題庫的需求分析，提出基于SOA的高校試題庫系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)和分層設(shè)計(jì)。

[關(guān)鍵詞]面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu) Web服務(wù) .NET 試題庫

中圖分類號(hào)：TP3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671－7597（2009）0220044－01

一、系統(tǒng)的功能

學(xué)生使用教師或者考試管理員分配的賬號(hào)登錄考試系統(tǒng)，然后選擇需要參加的考試科目。選定考試科目后，開始答題。系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算學(xué)生已經(jīng)參考的時(shí)間。如果在考試時(shí)間內(nèi)沒有答完試卷，系統(tǒng)自動(dòng)交卷。交卷后，系統(tǒng)馬上批閱試卷，并給考試結(jié)果。系統(tǒng)需要解決的主要問題因?yàn)榭荚囀怯刑囟ǖ膶ο蟮?，所以考生進(jìn)入系統(tǒng)應(yīng)該進(jìn)行身份驗(yàn)證?？忌M(jìn)入考試系統(tǒng)后，需要選擇考試科目，所以系統(tǒng)還應(yīng)有考試科目選擇的功能。本系統(tǒng)的用戶可分為系統(tǒng)管理員，普通管理員（或教師），學(xué)生和普通用戶四類。

二、系統(tǒng)架構(gòu)總體設(shè)計(jì)

（一）SOA架構(gòu)

該試題庫系統(tǒng)采用SOA架構(gòu)，其中服務(wù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)由Microsoft.NET的Web Services來實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)中各模塊的功能都定義為獨(dú)立的服務(wù)，這些服務(wù)為表示層（客戶端）顯露可調(diào)用的Web Service接口。業(yè)務(wù)外觀層，通過單個(gè)服務(wù)或者多個(gè)服務(wù)的組合來形成業(yè)務(wù)流程，從而為表示層提供了一個(gè)整體的業(yè)務(wù)邏輯視圖。根據(jù)SOA架構(gòu)的特征，在該系統(tǒng)中采用SOA架構(gòu)將獲得以下優(yōu)勢：

（1）客戶端技術(shù)。無論是Windows Forms客戶端還是Web客戶端程序或者是外部程序(其他系統(tǒng)或者Web服務(wù))，都可以通過標(biāo)準(zhǔn)化的Web Service接口的調(diào)用來獲得業(yè)務(wù)邏輯。

（2）集成度。合作院校的外部用戶也能像內(nèi)部用戶一樣訪問相同的服務(wù)，這樣可以更好的集成本校和合作院校的信息。比如，在組卷模塊中，通過發(fā)布用戶注冊服務(wù)和組卷服務(wù)，合作院校的外部客戶就可以在自己的系統(tǒng)中直接調(diào)用該服務(wù)而獲得題庫信息和組卷的服務(wù)。

（3）系統(tǒng)。系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯可以完全以第三方提供的服務(wù)或者服務(wù)組合來實(shí)現(xiàn)。假設(shè)一個(gè)高校需要共享和獲得試題庫資源的服務(wù)等功能，則唯一需要做的是根據(jù)本校的需要開發(fā)自己風(fēng)格的客戶端展示界面，然后遠(yuǎn)程連接服務(wù)提供商提供的標(biāo)準(zhǔn)的用戶注冊、試題采編、組卷等業(yè)務(wù)邏輯的Web服務(wù)。而專業(yè)的服務(wù)提供商則開發(fā)業(yè)務(wù)邏輯服務(wù)組件，并為用戶提供業(yè)務(wù)邏輯服務(wù)，不同的院校用戶組合這些邏輯來實(shí)現(xiàn)自己的業(yè)務(wù)需求。

（二）分層體系結(jié)構(gòu)

試題庫系統(tǒng)采用分層體系結(jié)構(gòu)，從外到內(nèi)主要分為如下幾層：表示層、業(yè)務(wù)外觀層、業(yè)務(wù)層、數(shù)據(jù)訪問層和數(shù)據(jù)庫層。

表示層主要提供友好的用戶界面，使得最終用戶能夠方便地使用本系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，表示層主要包括注冊、登陸、試題采編、組卷、查詢等模塊的用戶界面的實(shí)現(xiàn)及表單提交、與下一層的交互（調(diào)用業(yè)務(wù)外觀層的Web服務(wù)接口）等功能。

業(yè)務(wù)外觀層主要提供標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)接口，從而使得該服務(wù)可以提供給在任何異構(gòu)平臺(tái)和任何本地或者遠(yuǎn)程用戶使用。在該系統(tǒng)中，通過引入業(yè)務(wù)外觀層，隔離了業(yè)務(wù)層和表示層，確保了此兩層之間的相互獨(dú)立、松散耦合，提高了業(yè)務(wù)邏輯組件的復(fù)用性和應(yīng)對需求變化的能力。在該系統(tǒng)中，業(yè)務(wù)外觀層用注冊、登錄、試題采編、組卷等Web Services封裝了業(yè)務(wù)邏輯組件及細(xì)粒度業(yè)務(wù)Web服務(wù)。

業(yè)務(wù)層主要提供系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯和控制，細(xì)粒度的服務(wù)也在該層得以實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)中，業(yè)務(wù)層主要包括：注冊、登陸、試題采編、組卷、查詢等組件。

數(shù)據(jù)訪問層主要提供了業(yè)務(wù)組件和底層數(shù)據(jù)的一個(gè)平滑過渡，使得業(yè)務(wù)層只處理業(yè)務(wù)邏輯而不必關(guān)心底層的數(shù)據(jù)模式。在該系統(tǒng)中，所有后臺(tái)試題庫數(shù)據(jù)庫表（如課程總表、題型總表、試題表集、知識(shí)點(diǎn)總表、試卷總表、試卷表集、系統(tǒng)用戶信息表、用戶組信息表等）的操作都被封裝在一個(gè)數(shù)據(jù)訪問組件（借助ADO.NET來實(shí)現(xiàn)）中。

數(shù)據(jù)層主要提供了數(shù)據(jù)信息和數(shù)據(jù)邏輯，所有與數(shù)據(jù)有關(guān)的安全性、完整性、數(shù)據(jù)的一致性、并發(fā)操作等都在數(shù)據(jù)層。

系統(tǒng)的層次化結(jié)構(gòu)，使得系統(tǒng)在各層次上的組件能單獨(dú)更新、替換或增加、拆除。因此，系統(tǒng)維護(hù)更方便，代價(jià)相對低得多。而且，因各組件互相獨(dú)立，更換組件對系統(tǒng)其它部分并無影響，所以更新維護(hù)更加安全可靠。系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)，可以使得軟件開發(fā)的專業(yè)化分工成為可能。高度的專業(yè)分工，一方面由于系統(tǒng)開發(fā)的細(xì)分，使得系統(tǒng)精確度提高，另一方面也會(huì)促使系統(tǒng)開發(fā)的高度協(xié)作，從而使得流水線生產(chǎn)的引入變得勢在必行，其最終將會(huì)導(dǎo)致軟件大規(guī)模生產(chǎn)的到來。

（三）技術(shù)架構(gòu)總體設(shè)計(jì)

從整體架構(gòu)來看，本系統(tǒng)是以SOA為基礎(chǔ)的解決方案，整個(gè)系統(tǒng)由若干服務(wù)和服務(wù)組合構(gòu)成。在概念上，可以將服務(wù)視為整個(gè)解決方案的組件。這里僅簡介表示層和數(shù)據(jù)訪問層采用的技術(shù)。

（1）表示層。表示層為用戶提供友好的使用界面。當(dāng)前，客戶端應(yīng)用程序模型最為常用的有兩種：客戶端/服務(wù)器模型（C/S）和瀏覽器/服務(wù)器模型（B/S）。由于本系統(tǒng)的開放特性，用戶點(diǎn)比較多、規(guī)模較大、部署和維護(hù)成本較高，因此采用瀏覽器/服務(wù)器模型。采用B/S模型具有易于安裝和部署、維護(hù)的優(yōu)勢。該層實(shí)現(xiàn)技術(shù)采用ASP.NET技術(shù)和C#語言。

（2）數(shù)據(jù)訪問層。數(shù)據(jù)訪問層主要負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)層之間的交互。因?yàn)閿?shù)據(jù)庫是最常用，也是最有效的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法，因此，支持高效的數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)是數(shù)據(jù)訪問層首要考慮的問題。在Windows.NET平臺(tái)下，使用ADO.NET來連接和訪問數(shù)據(jù)庫。在數(shù)據(jù)庫的訪問中，所有的操作都可以分為這么幾大類：數(shù)據(jù)庫的連接、查詢、插入、修改和刪除，是非常有規(guī)律的。這樣使得可以讓這個(gè)工作通過封裝成獨(dú)立的一個(gè)組件(DAL組件)來執(zhí)行。這樣，一方面可以簡化很多同數(shù)據(jù)庫交互方面的代碼編寫工作量，能夠減少出現(xiàn)出錯(cuò)率，另一方面，由于框架封裝了不同數(shù)據(jù)庫之間的差異，使得在編寫程序的時(shí)候，不用考慮不同數(shù)據(jù)庫之間的差異，而將這個(gè)工作交給DAL去做，從而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫無關(guān)性。

通過對系統(tǒng)的功能性需求分析，并針對面向服務(wù)的軟件體系結(jié)構(gòu)，給出了該系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)。從目前高校的信息化建設(shè)的實(shí)際情況來看，技術(shù)整合、信息資源共享和快速應(yīng)對需求變化是一個(gè)相當(dāng)迫切的需要。對試題庫系統(tǒng)采用SOA架構(gòu)進(jìn)行構(gòu)建是一個(gè)有意義的嘗試。

參考文獻(xiàn)：

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[2]鄭曉東、王志堅(jiān)、周曉峰，一種基于Web Service的分布式計(jì)算模型研究及其實(shí)現(xiàn)[J]. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2004.01.

作者簡介：

譚寧，男，漢，副教授，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。