网络化教学系统的设计

【摘 要 】本文开发了一个基于J2EE规范的面向教学培训的通用系统,展示了基于Struts框架结构的表现页面,探讨了基于Spring和Struts的集成结合的业务逻辑表现.使用J2EE框架技术可以减少重复代码的使用,提高系统的可扩展性,由于实现了框架与业务逻辑之间的松耦合,提高了其通用性.

【关 键 词 】网络化；教学系统；体系架构

1.引言

一个好的体系架构能将程序设计者从一堆繁重的工作且与业务实现逻辑无关的问题中解放出来.本教学系统的设计应用J2EE框架技术,开发出了一个基于J2EE规范的面向教学培训的通用系统.使用J2EE框架技术可以减少重复代码的使用,提高系统的可扩展性,由于实现了框架与业务逻辑之间的松耦合,提高了其通用性.本文提出了实现整个网络化数控机床教学系统的体系架构.

2.WEB应用框架概述

JA语言在首次运行时对代码进行编译,当再次运行时,其运行速度和C++一样迅速,而且JA语言的内存空间回收是归虚拟机管理的（虚拟机有可能消耗掉所有的内存）有些文件会常驻内存中,当下次访问会得到迅速的反应,一般怎么写作器都是非常彪悍的机器,对于JA语言完全能够满足,但是在编写程序的时候,人们渐渐发现利用JA语言有很多的不方便的地方,经过不断的发展,提出了众多框架,以求能够更加方便的开发WEB应用,而且编写WEB常常是几种框架混合使用.

2.1 Struts框架

Struts是一个开源并且免费的表示层框架,由一组相互协作的类、Serlvet以及JSP TagLib组成.现在基本上是个比较成熟的框架,它的设计模式可以说是MVC设计模式的一种变化类型,MVC是一个设计模式,它强制性的使应用程序的输入、处理和输出分开.使用MVC应用程序被分成三个核心部件：模型、视图、控制器,它们各自处理自己的任务.在Struts中,包括了客户端浏览器、控制器、业务逻辑、模型和视图五个组成部分[1].

在Strunts中,其控制器组件是用Servlet来实现的,通过struts-config.xml来配置一组映射来定义控制器的处理行为,每个映射定义了Action类的路径和名字.如果路径和接收到的URI一致,该Action类将会被执行,进行必要的事物逻辑处理,然后将控制传递给视图组件.

2.2 Spring框架

Spring是现在流行用于J2EE中业务逻辑层的开源应用框架.整个Spring框架也就1MB多的JAR包[2].

SpringFrameWork是由RodJohnson创立的一个开放源码的应用框架.Spring是为简化企业级系统开发而诞生的.使用Spring,你可以用简单的JaBean来实现那些以前只有EJB才能实现的功能.不只是怎么写作端开发能从中受益,任何Ja系统开发都能从Spring的简单、可测试和松耦合特征中得到好处.

SPring框架有7个基本模块,从整体上看,这7个模块提供了开发企业级系统所需要的一切.但不必将系统完全建立在Spring框架之上,可以自由地选择适合自己系统的模块.

3.基于J2EE框架的设计

J2EE是由SUN公司提出的一种体系结构模型,是一个软体框架,有些资料分成三层架构,有的则是分成四层架构；不过基本原理都是一样,四层结构只不过是把客户端的一些JA应用、HTML等列为客户层.

（1）表示层：主要是JSP和HTML页面,用于接收用户的请求,以及返回操作数据,是应用程序访问的入口.

（2）业务逻辑层：主要是对数据层进行操作,对数据逻辑层进行处理,如果数据层是积木,那么逻辑层就是堆积木的.

（3）数据访问层：主要是对原始数据的操作层,具体为业务逻辑层或表示层提供数据怎么写作.

本教学系统采用J2EE三层架构与组件技术的WEB应用来进行平台的构建,每个功能模块都遵循三层架构模式,下面将以学生NC代码管理功能模块为例,介绍如何按照J2EE三层架构来进行设计和实现远程教学.本系统客户端有浏览器支持,使用Tomcat为WEB容器,在WEB层用WEB构件来调用业务逻辑层访问底层数据库,其主要流程如下：用户在客户端启动一个浏览器,通过网络连接到JSP/Servlet产生动态Html信息的Web怎么写作器,再由Web层将用户要求的怎么写作传达给业务逻辑层（EJB层）来进行相关的分析处理,最后通过查询EIS层的数据库,得到解答客户触发的信息,再经过逐层转化、处理,返回给用户Web页面格式的信息,也就是用户在客户端得到需要的信息.

本教学系统身份验证分为系统管理员、教师、学生等三种方式,完成相应地管理和使用功能.其中业务逻辑层的EJB包装较复杂的处理逻辑,使应用开发集中于业务逻辑分析.这种应用结构比较容易扩展.另外,这样使得教学系统具有相当的通用性和可移植性,可以很方便地通过少量改变或者替换业务逻辑层的逻辑,构造出适合的NC编制程序需要的处理逻辑组件.而J2EE易于扩展的业务逻辑层可以很好地支持系统未来升级的需要,采用J2EE多层体系结构对系统的实现和将来的复用、移植都有很大的好处.

构建系统体系框架,最重要的是构建配置映射关系,下面介绍系统运用Struts框架来构建教学系统时,其中表示层Struts配置文件的设定：

（1）Web.xml

使用WEB容器（Tomcat）里面的Web.xml来载入和配置WEB应用.Struts框架下有两个组件需要从应用部署描述符中配置：ActionServlet和标签库.Web.xml部分Struts设置如上图所示.

（2）Struts-config.xml

Struts-config.xml主要用于Controller和Model之间关系的配置文件,是Struts框架的核心部署描述符.它用来载入和配置Struts框架使用的各种组件.描述了Controller中用户请求与业务处理逻辑的对应法则,同时它还描述了客户提供的数据与ActionForm组件的对应映射关系.从效率的角度出发,Struts配置文件中的信息在系统启动时就读入并存在内存中.Struts配置和Struts的组件ActionServlet一起工作,来对应用进行控制. Struts配置中的每个组件都是Ja对象.ActionForm对象包含表单字段数据和表单操作类型（例如,增加、修改、删除、查询）.ActionForward对象包含处理结果如何转发的信息.ActionMapping对象包含特定事件如何映射到特定Action的信息.按这种方式部署预配置Ja对象具有强大的功能.通过描述框架组件间如何交互,Struts配置文件成为了一个管理应用变更的非常有效的工具[3].配置的Struts-config.xml如下图所示：

在启动Struts框架后,Tomcat默认读取WEB-INF目录下的Struts-config.xml配置文件,读入其中的设置,建立起Struts运行环境.为了能在Struts中启动的同时启动Spring,在Struts-config.xml中要加入Spring的启动设置.使用plug-in的方式来设置Spring的启动.

4.数据库的设计

4.1 数据信息表

由于涉及的数据库表较多,这里只对当前NC操作学生的活动信息表为例做介绍；SURVEY_ACT表：用来存储所有当前与数控机场活动有关的信息.主键为ACT_ID,外键为SURVEY_ACT_FK（TEMP_ID）REFERENCES SURVEY_TEMP（TEMP_ID）.如表1所示.

其他的数据库也基本上类似,在此就不在赘述.

4.2 数据库连接池的配置

数据使用层我们没有使用框架结构,而是使用数据库连接池来实现.简单的数据连接是每一个页面请求导致一次数据库访问,连接数据库不仅要开销一定的通讯和内存资源,还必须完成用户验证、安全上下文配置这类任务,因而往往成为最为繁琐而且特别容易出现异常的操作.本研究教学怎么写作系统使用了数据库连接池,只需建立一次初始连接,不同页面请求能够共享同一连接,就能获得显著的性能改善.数据库驱动主要有JDBC、JTDS和ODBC-JDBC三种方式,在本教学系统中使用的JDBC来实现连接池.

首先将JDBC驱动程序复制到Tomcat怎么写作器的mon＼lib或则教学系统WEB-INF＼LIB目录中；然后在conf目录下的怎么写作器配置文件server.xml中设置数据源组件的配置元素信息,在context.xml中设置映射；最后将连接数据库的具体方法封装到DBBean{}类中,通过建立该JaBean对象并调用其中的getConnection（）方法与数据库建立连接,实现对数据的查询、更改等操作,用close（）依次关闭结果集,连接对象和连接.在conf目录下的配置如上图所示.

5.小结

本文提出了实现整个教学系统的体系架构,一个好的体系架构能将程序设计者从一堆繁重的工作且与业务实现逻辑无关的问题中解放出来.本教学系统的设计应用J2EE框架技术,开发基于J2EE规范的面向教学培训的通用系统,减少了重复代码的使用,提高系统的可扩展性其通用性.