構(gòu)件化思想在教務(wù)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

夏春梅

摘 要：隨著軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法不斷涌現(xiàn)。為了構(gòu)建高效可靠的教務(wù)系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)時(shí)采用基于DCOM模型的多層體系結(jié)構(gòu)和面向構(gòu)件的方法，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于構(gòu)件化思想開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)。此教務(wù)系統(tǒng)集成平臺(tái)為一個(gè)三層C/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)中間件的功能。在此論述了該教務(wù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、系統(tǒng)功能和系統(tǒng)架構(gòu)。該系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)為軟件開(kāi)發(fā)人員和管理人員提供了一種新的思路和技術(shù)手段，并將軟件復(fù)用的思想更好地應(yīng)用到開(kāi)發(fā)領(lǐng)域中。

關(guān)鍵詞：構(gòu)件； 中間件； 教務(wù)系統(tǒng)； C/S結(jié)構(gòu)； B/S結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：TN964?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004?373X（2013）02?0042?03

0 引 言

教務(wù)管理系統(tǒng)的發(fā)展大體經(jīng)過(guò)了2個(gè)主要階段：第一階段是從20世紀(jì)的80年代到90年代初期，這一階段主要是以單機(jī)版的獨(dú)立業(yè)務(wù)系統(tǒng)為主體。這一階段的教務(wù)管理系統(tǒng)功能上相互獨(dú)立，教務(wù)數(shù)據(jù)主要以獨(dú)享的方式存在；第二階段從90年代的中后期開(kāi)始，這一階段是網(wǎng)絡(luò)版教務(wù)管理系統(tǒng)發(fā)展階段，它以數(shù)據(jù)庫(kù)和局域網(wǎng)為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)。這時(shí)的教務(wù)管理系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代教育技術(shù)和信息技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)上開(kāi)始注重?cái)?shù)據(jù)共享，分散處理、集中優(yōu)化，信息安全可靠。這大大提高了學(xué)校教務(wù)管理的效率，避免了重復(fù)工作。

我國(guó)的教務(wù)管理系統(tǒng)目前主要有3種形式[1]：基于局域網(wǎng)方式、客戶機(jī)/服務(wù)器方式、瀏覽器/服務(wù)器方式。但是前兩種方式相對(duì)于瀏覽器/服務(wù)器方式有明顯的缺陷，瀏覽器/服務(wù)器方式仍然居于主流地位。

現(xiàn)代寬帶技術(shù)和校園網(wǎng)的發(fā)展為構(gòu)建教務(wù)管理系統(tǒng)奠定了相關(guān)的硬件基礎(chǔ)。同時(shí)基于三層B/S結(jié)構(gòu)的Web數(shù)據(jù)庫(kù)[2]技術(shù)和多種開(kāi)發(fā)平臺(tái)的發(fā)展成熟也為其提供了可靠的軟件支撐。從經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性上考慮，構(gòu)建基于網(wǎng)絡(luò)的教務(wù)管理系統(tǒng)是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè)的重要任務(wù)及發(fā)展方向。文中將重點(diǎn)討論構(gòu)件化思想在教務(wù)管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用。

1 構(gòu)件化技術(shù)研究

1.1 構(gòu)件的定義

軟件構(gòu)件在70～80年代主要指可以復(fù)用的程序段，也稱為代碼件。到了90年代，廣泛認(rèn)為軟件構(gòu)件應(yīng)當(dāng)包括分析件、設(shè)計(jì)件、代碼件和測(cè)試件?？蚣堋④浖嵝呀Y(jié)構(gòu)等很多新的概念也隨之產(chǎn)生。1995年，Will Tracz又提出軟件構(gòu)件應(yīng)該具備以下的屬性：可用性、有用性、適應(yīng)性、質(zhì)量、可移植性。

最近幾年，隨著基于構(gòu)件的軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展和Java、分布式對(duì)象、Client/Server等技術(shù)的涌現(xiàn)，對(duì)構(gòu)件又出現(xiàn)了許多新的定義。共同要素是[3]：軟件構(gòu)件是單獨(dú)開(kāi)發(fā)并具有特定功能的軟件單位，用于與其他構(gòu)件及支撐環(huán)境組裝成應(yīng)用系統(tǒng)。軟件構(gòu)件的定義從開(kāi)始提出到形成共識(shí)，經(jīng)歷了幾十年的演化。

目前，在軟件構(gòu)件的基礎(chǔ)上又提出了Web構(gòu)件的概念：Web構(gòu)件是Internet環(huán)境下面向服務(wù)的智能軟件實(shí)體，它包含明確目標(biāo)指向的描述內(nèi)容和清晰契約性質(zhì)的接口。它既可以被單獨(dú)發(fā)布和調(diào)用，又可以同其他Web構(gòu)件進(jìn)行組裝，構(gòu)成粒度更大的Web構(gòu)件[4]。

1.2 軟件構(gòu)件的特征

從上面對(duì)構(gòu)件的討論可以看出，構(gòu)件應(yīng)具備下面的基本特征：復(fù)用（reusability）、組裝（compositability）、封裝（encapsulizability）、定制（customizability）、粗粒度（coarse granularity）、自治性（autonomy）、集成特征（integration character）、接口連接機(jī)制。

簡(jiǎn)單地地說(shuō)，軟件構(gòu)件是一種特殊的軟件單元，它能夠?qū)崿F(xiàn)一定的功能，解決某一領(lǐng)域的問(wèn)題，并且實(shí)現(xiàn)方法是透明的。

2 教務(wù)管理系統(tǒng)

2.1 教務(wù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想

針對(duì)傳統(tǒng)的教務(wù)管理工作繁雜、手工勞動(dòng)多的缺點(diǎn)，將構(gòu)建一個(gè)高效可靠的教務(wù)系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)時(shí)采用基于DCOM模型的多層體系結(jié)構(gòu)和面向構(gòu)件的方法，設(shè)計(jì)一個(gè)基于構(gòu)件化思想開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)。

此教務(wù)系統(tǒng)集成平臺(tái)為一個(gè)三層C/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，將實(shí)現(xiàn)中間件的功能。它將涵蓋教務(wù)管理中的各種業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生信息管理、教學(xué)計(jì)劃管理、選課、排課、評(píng)教等多種功能，形成以網(wǎng)絡(luò)為載體的一體化管理模式。管理人員、教師、學(xué)生都可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)登陸來(lái)訪問(wèn)該教務(wù)系統(tǒng)。

在設(shè)計(jì)時(shí)，采用基于DCOM模型[5]的多層體系結(jié)構(gòu)和面向構(gòu)件的方法[6]。服務(wù)器上安裝Win NT操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用國(guó)際上比較成熟的Oracle 10i，Web應(yīng)用服務(wù)器采用Oracle Application Server，客戶機(jī)采用B/S結(jié)構(gòu)和C/S結(jié)構(gòu)的子系統(tǒng)?？蛻舳藨?yīng)用程序用ASP.NET開(kāi)發(fā)，WEB應(yīng)用程序用Oracle Application Server開(kāi)發(fā)工具開(kāi)發(fā)。

從圖3可以看到，該系統(tǒng)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了界面和邏輯的分離。它將最常用的對(duì)象和業(yè)務(wù)邏輯都封裝在了應(yīng)用服務(wù)器中，利用中間層的應(yīng)用服務(wù)器對(duì)客戶端提供服務(wù)。學(xué)生、教師和其他管理人員可以通過(guò)瀏覽器登陸教務(wù)處網(wǎng)站，通過(guò)服務(wù)器訪問(wèn)Web應(yīng)用程序服務(wù)器從而訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，這是多層的B/S結(jié)構(gòu)；而教務(wù)處的各科室人員和學(xué)校各個(gè)院系都是通過(guò)客戶端程序連接到Web應(yīng)用程序服務(wù)器來(lái)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，這是多層C/S結(jié)構(gòu)。以上連接均采用了容錯(cuò)機(jī)制和負(fù)載平衡機(jī)制[9]，使得系統(tǒng)更加穩(wěn)定和高效。

在實(shí)現(xiàn)時(shí)，將本系統(tǒng)分為了四個(gè)層次：表示層[10] 、業(yè)務(wù)層、數(shù)據(jù)訪問(wèn)層和數(shù)據(jù)層。最下面是數(shù)據(jù)層，也就是數(shù)據(jù)庫(kù)，即存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的地方；數(shù)據(jù)訪問(wèn)層可以通過(guò)本機(jī)或局域網(wǎng)來(lái)訪問(wèn)下面的數(shù)據(jù)層；而業(yè)務(wù)層可以調(diào)用數(shù)據(jù)層的服務(wù)，從而間接訪問(wèn)數(shù)據(jù)層，完成對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的各種操作；數(shù)據(jù)訪問(wèn)層和業(yè)務(wù)層一起構(gòu)成了整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的中間層。表示層是用戶輸入輸出的場(chǎng)所，它可以將數(shù)據(jù)展示給用戶，如圖4所示。

圖4 教務(wù)管理系統(tǒng)的四個(gè)層次

在上面的層次結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)層一般采用集中式管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的持久存儲(chǔ)，其功能由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器提供。應(yīng)用服務(wù)器則由業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)訪問(wèn)層兩部分組成。數(shù)據(jù)訪問(wèn)層可以直接訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，從而減少了客戶到數(shù)據(jù)庫(kù)的連接，也隱藏了數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生改變時(shí)，只需修改數(shù)據(jù)訪問(wèn)層的方法，接口可以保持不變，從而業(yè)務(wù)層無(wú)需做任何改變。表示層可以通過(guò)客戶端程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)層的訪問(wèn)，也可以通過(guò)瀏覽器實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)層的訪問(wèn)。

綜上所述，本教務(wù)管理系統(tǒng)采用了多層混合體系結(jié)構(gòu)。它結(jié)合使用了C/S結(jié)構(gòu)和B/S的結(jié)構(gòu)。利用DCOM在數(shù)據(jù)訪問(wèn)層和業(yè)務(wù)層提供了強(qiáng)大的基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，結(jié)合B/S和C/S的多層分布式體系結(jié)構(gòu)形成了基于DCOM的軟件開(kāi)發(fā)方法。從而使得在開(kāi)發(fā)中只需專注于業(yè)務(wù)邏輯規(guī)則的開(kāi)發(fā)，而事務(wù)的同步處理、資源的池管理、對(duì)共享資源的序列化訪問(wèn)等基礎(chǔ)設(shè)施的服務(wù)由DCOM來(lái)為我們提供。這樣系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期大大縮短，系統(tǒng)的健壯性和穩(wěn)定性也得到了可靠的保障。

3 結(jié) 語(yǔ)

本文對(duì)構(gòu)件化的思想做了研究和探討，并針對(duì)教務(wù)系統(tǒng)做了理論上的分析。由此得到如下結(jié)論：此教務(wù)系統(tǒng)集成平臺(tái)為一個(gè)三層C/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)中間件的功能。整個(gè)教務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用構(gòu)件化的思想，應(yīng)用套接字編程的方式來(lái)構(gòu)造系統(tǒng)。構(gòu)建高效可靠的教務(wù)系統(tǒng)是本文的主旨，雖然做了大量的工作，但還存在一些問(wèn)題，這些問(wèn)題是下一步工作的重點(diǎn)。

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