基于.NET框架的三層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

彭 莉 喬銀銀 王 亮

（武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖北 武漢：430080）

目前高校學(xué)生考勤記錄一般是教師通過學(xué)生管理手冊來記錄的，每次上課的時(shí)候教師以點(diǎn)名的方式依次手寫記錄學(xué)生到勤或缺勤情況，學(xué)期末根據(jù)每位學(xué)生的出勤情況算出平時(shí)成績。通常計(jì)算平時(shí)出勤成績需要一整天，并且還要逐一錄入到學(xué)生管理手冊上。這樣不僅耗費(fèi)課堂和期末統(tǒng)計(jì)時(shí)間，而且很難做到公平公正，因?yàn)椴皇敲看紊险n都有空余的時(shí)間來點(diǎn)名。

隨著數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)使用，基于.NET框架的三層結(jié)構(gòu)學(xué)生考勤系統(tǒng)可以替代教師完成考勤記錄工作，并最終生成統(tǒng)計(jì)報(bào)表，便于教師和輔導(dǎo)員隨時(shí)掌握全班的出勤情況，確保教學(xué)的正常秩序。

1 三層結(jié)構(gòu)

三層結(jié)構(gòu)得到廣泛使用是因?yàn)樗軌蚴箲?yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰、分工明確，便于后期擴(kuò)展和維護(hù)。分別包括表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層，如圖1所示。各層的作用如下：

（1）表現(xiàn)層：接收用戶提出的請求，以網(wǎng)頁的方式呈現(xiàn)給用戶，用戶通過表單提交或返回?cái)?shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)和用戶之間數(shù)據(jù)的相互訪問。

（2）業(yè)務(wù)邏輯層：接收用戶通過瀏覽器發(fā)出的請求，然后將請求傳遞給數(shù)據(jù)訪問層，數(shù)據(jù)訪問層處理后返回結(jié)果給客戶端瀏覽器。業(yè)務(wù)邏輯層是實(shí)現(xiàn)表示層和數(shù)據(jù)訪問層之間信息傳遞的橋梁。

（3）數(shù)據(jù)訪問層：對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，如添加、修改和刪除等。主要為表示層或業(yè)務(wù)邏輯層提供數(shù)據(jù)服務(wù)。

圖1 三層結(jié)構(gòu)圖

2 RFID技術(shù)

RFID（Radio Frequency Identification），稱為射頻識(shí)別技術(shù)，通過射頻信號(hào)對(duì)特定目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)。RFID具有讀寫方便、易于操控、識(shí)別速度快、使用壽命長、可以應(yīng)用于粉塵、油污和放射性環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。由于它的特點(diǎn)，其產(chǎn)品市場應(yīng)用廣泛，如公交卡、食堂餐卡、門禁卡、銀行卡等，用于快速采集目標(biāo)對(duì)象的信息。

RFID系統(tǒng)主要由應(yīng)答器、閱讀器和應(yīng)用軟件系統(tǒng)三部分組成，如圖2所示。應(yīng)答器一般使用標(biāo)簽，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象。閱讀器是讀取或?qū)懭霕?biāo)簽信息的設(shè)備。應(yīng)用軟件系統(tǒng)將收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并為人們所使用。

圖2 RFID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

工作原理：閱讀器發(fā)射特定頻率的電波，標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的數(shù)據(jù)信息，閱讀器依序接收解讀數(shù)據(jù)，傳送給主機(jī)并由應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理，從而自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 功能分析

根據(jù)學(xué)?？记诘囊?，將學(xué)生考勤系統(tǒng)分為三個(gè)模塊：（1）考勤系統(tǒng)前端；（2）考勤系統(tǒng)管理；（3）硬件設(shè)備管理；系統(tǒng)功能架構(gòu)如圖3所示。各模塊功能如下：

考勤系統(tǒng)前端：實(shí)現(xiàn)學(xué)生貼卡并由系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)做考勤狀態(tài)判斷，狀態(tài)有三種（到勤、遲到、曠課）。

考勤系統(tǒng)管理：主要實(shí)現(xiàn)基于RABC（Role－Based Acess Control）角色權(quán)限管理、學(xué)生學(xué)籍管理、班級(jí)信息管理、考勤管理以及系統(tǒng)設(shè)置等。

硬件設(shè)備管理：用于實(shí)現(xiàn)RFID，便于學(xué)生貼卡。

圖3 系統(tǒng)功能架構(gòu)圖

3.2 系統(tǒng)表的設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)創(chuàng)建的表有十二個(gè)，表之間的關(guān)系如圖4所示。其中，按照數(shù)據(jù)庫表的作用分為兩部分：

圖4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫表的關(guān)系圖

（1）系統(tǒng)權(quán)限管理。使用 RBAC（Role－Based Access Control），即基于角色的權(quán)限控制。為了實(shí)現(xiàn)RBAC，在數(shù)據(jù)庫中建立了5張表，包括SYS＿USER＿ROLE（用戶表）、SYS＿ROLE（角色表）、SYS＿M(jìn)ODULE（模塊表）、SYS＿USER＿ROL（用戶角色表）和SYS＿ROLE＿M(jìn)ODULE（角色權(quán)限表）。用戶表保存系統(tǒng)用戶的基本信息。角色表保存的是用戶所能扮演的角色信息，如教師、學(xué)生、管理員等。模塊表保存的是系統(tǒng)模塊信息，該表是一個(gè)樹狀結(jié)構(gòu)的表，如圖5所示。例如一個(gè)窗體下有許多按鈕，窗體和按鈕形成父子關(guān)系，按鈕上級(jí)模塊編號(hào)就是窗體的模塊編號(hào)。用戶角色表反映了一個(gè)系統(tǒng)用戶扮演了什么角色。角色權(quán)限表反映了一個(gè)角色有哪些模塊的權(quán)限，如教師和學(xué)生可以分配不同的模塊權(quán)限等等。

當(dāng)一個(gè)用戶登錄系統(tǒng)，首先查看該用戶扮演了什么角色，然后查找該用戶扮演的角色具有哪些模塊的權(quán)限，得到用戶擁有的權(quán)限模塊后，就可以通過反射技術(shù)，將這些模塊動(dòng)態(tài)的添加到系統(tǒng)菜單控件，展示給用戶，也就是說一個(gè)用戶扮演什么樣的角色就決定了該用戶登錄時(shí)可以看到哪些模塊。

圖5 模塊表的樹狀結(jié)構(gòu)圖

（2）學(xué)生考勤管理。主要包括StuInfo（學(xué)生信息表）、ClassInfo（班級(jí)信息表）、ClassUserInfo（班級(jí)表與系統(tǒng)用戶對(duì)應(yīng)表）、Kqin（考勤信息表）、KqinJiLu（考勤時(shí)間設(shè)置表）、KqinType（考勤類型表）和KqinReport（考勤報(bào)表）。學(xué)生隸屬于某個(gè)班級(jí)，通過貼卡獲得到課時(shí)間，以此判斷考勤狀態(tài)，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，最后生成班級(jí)考勤報(bào)表，如圖6所示。

3.3 抽象工廠模式的應(yīng)用

以學(xué)生考勤系統(tǒng)為例，使用抽象工廠模式、反射機(jī)制和泛型來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問層。

圖6 考勤系統(tǒng)報(bào)表統(tǒng)計(jì)圖

抽象工廠模式，可以向客戶端提供一個(gè)接口，使客戶端在不必指定產(chǎn)品的具體情況下，創(chuàng)建多個(gè)產(chǎn)品族中的產(chǎn)品對(duì)象。例如在程序中定義一個(gè)類，類會(huì)有很多方法，程序員使用此類的時(shí)候只需知道調(diào)用哪個(gè)方法得到哪個(gè)具體對(duì)象，而無須知道如何獲得。反射機(jī)制，即對(duì)于任意一個(gè)類，都能夠知道這個(gè)類的所有屬性和方法；對(duì)于任意一個(gè)對(duì)象，都能夠調(diào)用它的任意一個(gè)方法和屬性，從而動(dòng)態(tài)的調(diào)用對(duì)象的方法，創(chuàng)建對(duì)象實(shí)例。泛型，通過參數(shù)化類型來實(shí)現(xiàn)在同一代碼上操作多種數(shù)據(jù)類型，利用“參數(shù)化類型”將類型抽象化，實(shí)現(xiàn)靈活的復(fù)用。

（1）創(chuàng)建數(shù)據(jù)訪問層對(duì)象，通過在工廠（DALFactory）中用方法提供數(shù)據(jù)訪問對(duì)象的創(chuàng)建，代碼如下：

（2）實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯層調(diào)用數(shù)據(jù)訪問層方法，關(guān)鍵代碼如下：

使用工廠模式易于交換產(chǎn)品系列，例如若要更換數(shù)據(jù)庫，SQL Server、Access或者Oracle三者之一，只需在App.config的配置文件中稍作修改，便可完成數(shù)據(jù)庫的更換。

4 結(jié)束語

基于.NET框架的三層結(jié)構(gòu)學(xué)生考勤系統(tǒng)的開發(fā)和使用，可以實(shí)現(xiàn)校園辦公自動(dòng)化，提高教師的工作效率。但是仍然存在不足，如能否將校園一卡通與考勤卡合二為一，同時(shí)具備餐卡、考勤卡、上網(wǎng)卡等多種功能，有效推動(dòng)高校學(xué)生教學(xué)管理規(guī)范化和系統(tǒng)化，切實(shí)為學(xué)生服務(wù)。

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