摘要：计算机相关技术的不断发展使得社会的信息化程度越来越高,信息技术正在逐渐渗透到各个领域，成为推动社会发展的强大动力，网络教学管理系统的普及应用正是一个很好的例子。本文针对高校教学管理系统的发展和研究现状，结合自身开发的多个高校教学管理系统的经验，探讨了如何采用体系结构搭建可复用性高的系统架构。针对高校教学管理的实际情况，分析选用何种体系结构，以及各层的工作流程。引入了先进的框架的思想，在框架的基础上进一步提高架构的可复用性。
关键词：教学管理系统，体系结构，框架，可复用性
中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)16-21365-03
The Design and Implementation of the Education Management System Based on J2EE
PENG Hua
(Jiangbei Agricultural Technology Market in Pingdu, Pingdu 266700,China)
Abstract: Computer-related technology makes the continuous development of the information society becoming more develop. Information technology is gradually penetrate into various fields. It promotes social development which becoming a strong driving force. Network management system for teaching universal application is a good example. In this paper, we against the higher education management system for development and research the status quo, in light of its own development of a number of university teaching experience in the management system. On how to use architecture structures can be high reuse system architecture. For the actual situation of higher education management, we analysis of the selection of architecture, and various floors of the work flow. The introduction of an advanced framework for thinking, in the framework on the basis of further improve the structure of the reusability.
Key words: teaching management systems; architecture; framework; reusability
1 引言
计算机技术的发展推动了社会的信息化程度。大学校园作为高等教育的基地，不仅身处这个社会环境中，而且还是社会进步的强大动力。建设高水平的大学，教学管理信息系统的建设是非常重要的一个环节，可以大大提高教学管理的效率和质量，是高校进行信息化、标志化建设的必然趋势。
在此新世纪的开端，作为培养和造就新世纪人才的教育系统和学校，尤其是高等学校，也面临同样的社会环境变化趋势。只有率先领悟和认识到信息技术在教学和管理中的作用，并且用它来解决教学和管理中的问题，才能在全球的教育竞争中立于不败之地。
2 相关技术
J2EE(Java 2 Platform Enterprise Edition)[1] 是美国Sun 公司推出的一种全新概念的模型，与传统的互联网应用程序模型相比有着不可比拟的优势。J2EE 是一种利用 Java 2平台来简化诸多与多级企业解决方案的开发、部署和管理相关的复杂问题的体系结构。
基于层次化组件模式的J2EE 平台把业务逻辑和底层网络技术分离，具有可伸缩性、扩展性、易开发性和易维护性，已经成为企业分布式网络计算的事实标准。J2EE 是业内技术专家、教育专家集体智慧和经验设计出来的一套先进、完美、实用的规范，遵从这个规范的开发者将得到行业的广泛支持，使企业级应用的开发变得简单、快速。学习 J2EE，与其说是学一种技术，还不如说是在学习一种编程思想，而 J2EE 系统平台的思想就是通过一个基于组件的应用模式为分布式应用提供一个统一的标准。
目前信息系统开发应用中，比较流行的几种开发方式[2]如下：
（1）C/S(Client/Server)模式：系统的业务功能处理功能都集中在客户端，用户通过专用客户端访问系统[3]。早期的高校教学管理系统通常采用这种方式，但是随着系统功能的增多，客户端会变得逐渐庞大，很难进行功能扩展，存在“胖”客户端问题。这种模式的系统己经不再适合目前大规模企业级应用的需求，同样也不能满足高校管理系统的需求。
（2）B/S(Browser/Server) 模式：系统的业务功能处理集中在服务器端，用户可以通过浏览器对系统进行访问，而不必安装专门的客户端。但是如果采用这种模式，但将业务逻辑和界面表示集中在一起，系统的复用性会比较差，不利于升级和维护。在这种模式下，采用怎样的架构才能使系统具有较好的可复用性和可维护性是为一个需要解决的问题。
尽管教学管理系统在各高校有了一定的应用，但是传统系统开发方式很难满足现阶段高校教学管理变化性的需求，如伸缩性、安全性和分布性。
3 教学管理系统设计与实现
整个系统开发主要包括以下几个阶段：（1）需求调研。这一阶段也是采用了为用户安装传统高校教学管理系统，方便用户边体验，边提出需求。帮助用户挖掘与传统系统原型不同的需求，以及更细更深的需求。（2）总结该项目在需求上，与传统高校教学管理系统原型的不同之处，明确变更。（3）确定项目开发的架构、开发方案。根据新的架构开发系统、测试、实施。
3.1 需求分析
确定系统的需求，首先要找到具体存在的问题，找出和确定系统的干系人和用户。从干系人和用户的对系统的要求中梳理出需求。从而为项目进入开发阶段后减少项目变更奠定一些基础。
教学人员在使用过程中根据本校的实际情况，提出了新的修改需求。主要包括如下几个方面。
（1）用户类型：系统使用对象包括教务人员、教师、学生，其中教务人员分为成教学院教务人员和其他学院教务人员简称学院教务人员。成教学院教务人员拥有最大权限，能够查看、操作全校的学生信息，统筹安排学生工作，而学院教务人员只能查看、操作本学院的学生信息。
（2）业务需求变化：1)权限变化；2)工作环境变化；3) 新增需求或变更需求；
（3）功能模块划分：根据新的需求，系统原型的模块己经不能适应这种变化。选课功能的复杂，使得教学管理模块过于庞大，因此对其进一步划分。最终得到如下的功能模块划分：学籍管理、教学计划管理、选课管理、考务管理、教室管理、成绩管理、经费管理、毕业审核管理、系统维护管理。
3.2 数据库设计
根据新的需求，在延用系统原型的数据库设计模板的基础上，根据新的需求作局部调整。主要包括以下几种情况：
（1）根据新的业务需要修改原有的数据库表功能点与系统原型存在差异，需要根据新的业务需要修改原有的数据库表。比如系统中设计的学生基本信息表中添加了学生培养层次的属性，而添加该属性只需要在原来的数据库表设计中相应的表上使用alter命令即可添加该属性，然后使用update命令即可对以往的数据进行更新该属性。
（2）针对新增的功能设计新的数据库表。如传统系统中没有经费分配这项功能，针对经费分配的新增功能，必须设计新的数据库表，如表1所示。
表1经费分配表DISTRIBUTE
3.3 系统设计与实现
3.3.1 系统体系结构的设计
系统原型的体系结构采用的是和相结合的方式。系统的主要业务逻辑都集中在客户端，只是选课、成绩录入等小部分的业务功能集中在服务器端。随着高校的不断发展，采用这种方式开发的系统逐渐暴露出一些问题。
（1）C/S不利于扩展：部分随着系统功能的增多，客户端会变得逐渐庞大，很难进行功能扩展。项目对选课有了新的需求，选课过程也更加复杂，并且与经费模块有更密切的联系。伴随高校教学管理的发展，很难保证业务逻辑不会更加复杂，所以必须考虑可扩展性。
（2）不利于系统升级：每次升级客户端程序，都必须要求每个客户都重新安装新的版本，随着办学点的增多，教务人员可能遍布多个省市，这种工作量就日渐增大。
（3）可复用性不高，开发周期久：由于缺少对业务逻辑的合理组织和管理，当业务需求发生变化时，对应的实现改动较大。很难实现高级别的复用，如框架或组件级复用。同时，代码缺少规范，JSP页面仍包含很多Java代码，导致层次混乱，修改量比较大，复用业务逻辑和复用页面逻辑都比较困难。
结合上述原因，该项目采用B/S体系结构，一方面将业务功能集中在服务器端，无论教务人员在何处，都可以方便的通过浏览器登录使用系统，升级维护都只在服务器端进行一方面考虑到对系统原型整体改动较大，不能复用原来的体系结构，只能重新设计一套系统架构，尤其是业务逻辑的组织，目标是使系统具有更高的可复用性、可维护，缩短开发周期。
3.3.2 系统开发环境
系统采用基于多层结构的B/S模式，由于功能和用途不同，每一层的软件系统所要满足的要求也有所不同。其中，应用服务层和数据层分别承担了大量逻辑计算和数据存储的工作，所以，这两层对于服务器软件要求较为严格。
本系统选择 BEA Web logic Server 作为应用服务器，它是 BEA Web 应用服务器的旗舰产品。BEA Web logic 是一套基于Java功能强大的电子商务套件，提供了许多功能强大的中间件以方便编程人员编写的 JSP， Servlet 等电子商务应用，可以为企业提供一个完整的商务应用解决方案。BEA Web logic Server 具有广泛的功能、优良的可扩展性和安全控制。它提供了一个强大的、跨平台的、基于Web技术的Web应用平台，支持各种应用和组件(Java Servlet,JavaBean,JSP,EJB)的部署和展开；支持高性能、可升缩的事务处理环境：能够与关系数据库、事务处理系统和其他应用实现功能强大的集成：可用于事务处理、企业系统访问和动态Web 内容的实现。BEA Weblogic Server的以上功能和特点，完全符合构建该系统的要求，并且操作、维护简便，因此 Weblogic 是恰当的系统应用平台。数据库采用SQL Server 2000。
另外，硬件服务器平台的配置，选用P4 1.8GHz，内存256MB以上，双网卡，在现有情况下，硬件的高配置保障了网站顺利运行。操作系统选用 Windows 2000 Server。在实际运行中，Windows 2000 Server 系统较为稳定。
3.3.3 系统架构实现
基于B/S体系结构，用户可以通过WEB浏览器对系统进行访问。使用JSP页面实现与用户交互的功能。根据功能模块结合系统流程组织业务逻辑，通过Java Bean实现业务逻辑[4]，系统架构简单划分为三个层次：
（1）JSP页面实现显示功能，并接收用户输入，并把输入发送给Enterprise Bean来进行处理，并显示处理的结果。
（2）数据库。
（3）Java Bean：从客户端接收处理，与数据库进行交互，完成数据的处理[5]。业务逻辑组织按照系统功能模块划分，各模块都有自己的，处理对应的业务逻辑。同时提供公共代码，实现数据库连接以及常用的方法，如数据校验等。
4 结束语
本文通过传统的教学管理系统原型，结合高校的实际需要，进行重新设计系统的体系结构，使得设计出来的高校教学管理系统能够适应当前高校教务应用。
参考文献：
[1] [美]舒尔第(Schildt.h),著,周志彬,译.Java2 参考大全（第五版）[M].电子工业出版社,2003:448.
[2] 杜韬.基于体系的高校教学管理系统的研究与应用[J],济南大学学报,2005.
[3] 张春枝.基于与混合模式的系统设计[J].计算机应用研究,2001,8(10):44-45.
[4] Subrahmanyam Allamaraju Cedric Buest John Davies.J2EE编程指南[M].北京：电子工业出版社,2002.
[5] JosePH L.Weber,著,卜照斌,译.Java 2编程详解[M].北京：电子工业出版社,1999.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。