（计算机应用技术专业论文）动态web技术及其在网上高校教务管理系统中的应用.pdf

摘要 将传统的c l i e n t s e r v e r 结构的数据库系统与当前作为i n t e m e t 重要基础 的w e b 技术相结合，是当前计算机研究领域的一大热点。本课题就是利用 动态w e b 技术开发一个网上高校教务管理系统，实现了高校教务管理的全 面工作：学籍管理、成绩管理、选谍管理、课表调度、综合查询。 论文首先论述了w e b 技术的发展现状，对c g i 、a p i 、a s p 二种技术 进行了分析和比较。对系统进行总体设计、功能设计和数据库设计，着重 论述了数据库性能优化的理论基础及分析s q ls e r v e r 性能优化。并将其运 用于此系统中。 洋细论述了w i n d o w sc g i 技术在该系统的实现和对这项技术缺陷进行 分析，提出了针对提高w e bs e r v e r 性能的“瘦”c g i 技术和“混合”c g i 技术的改进措施。 针对系统的安全问题，给出了个全面的安全策略。并提出了基于防 火墙的安全方案。 主题词：教务管理，动态w e b ，数据库性能优化，网络安全 2 a b s t r a c t i ti sag r e a th o t s p o tf o rt h ec o m b i n a t i o no ft h ew e bt e c h n o l o g ya n dt h e d a t a b a s eb a s e do nc l i e n t s e r v e rs t r u c t u r ei nc o m p u t e rr e s e a r c hf i e l d m yt a s ki s t o d e v e l o pat e a c h i n ga d m i n i s t r a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mw i t hd y n a m i cw e b t e c h n o l o g y t h em a n a g e m e n ts y s t e mi n c l u d e st h eg e n e r a lf u n c t i o n m o d u l e s t h ep a p e rd i s c r i b a st h e d e v e l o p i n g s t a t u so fw e bt e c h n o l o g y t h e ni t a n a l y z e s3w 曲t e c n a o l o g ys u c ha sc g i a p la n da s r t h e p a p e rg i v e st h et o t a l d e s i g n ，f u n c t i o nd e s i g n a n dd a t a b a s e d e s i g n o ft h e t e a c h i n g a d m i n i s t r a t i o n m a n a g e m e n ts y s t e m i te m p h a s i z e st h e d a t a b a s eo p t i m i z et h e o r ya n da n a l y z e s t h es q ls e r v e rp e r f o f i n a n c eo p t i m i z e t h eo p t i m i z ei s a p p l i e dt ot h et e a c h i n g a d m i n i s t r a t i o nm a n a g e m e n t s y s t e m t h e p a p e r e l a b o r a t e sd e t a i l e d l yt h ea p p l i c a t i o no f w i n c g i t e c h n o l o g yi nt h e t e a c h i n g a d m i n i s t r a t i o n m a n a g e m e n ts y s t e m w e m e tt h e ”b o t t l en e c k ” p m b l e m 丁h ep a p e r d i s c u s s e s s o m es o l u 6 0 n s s e c u r i t yi sv e r yi m p o r t a n ti nt h es y s t e m t h ep a p e rd i s c u s s e st h es e c u r i t y m e c h a n i s ma n d g i v e sas o l u t i o ns y s t e m l y k e y w o r d ：t h et e a c h i n ga d m i n i s t r a t i o nm a n a g e m e n t ，d y n a m i cw e b ， d a t a b a s eo p t i m i z e ，n e t w o r k s e c u r i t y 3 第一章背景 以计算机为代表的信息产业标志着人类社会进入了知识经济时代。随 着计算机网络和多媒体技术的发展，信息的获取、传送、存储和处理之间的 孤岛现象逐渐消失。 基于w e b 的计算的诞生使得i n t e m e t 在世界范围内迅速蔓延，人h j 通过 浏览器，一种基于w e b 模犁的客户机平台，把网络中心计算模式带到了任意一 台p c 机上。作为新一代的计算技术，w e b 能在不同的网络及操作系统中运 行，并能方便地扩充剑外部的相关企业及最终客户。它是一种完全通用的 以服务为中心的体系结构。 本质上w e b 与c s 是属于同一结构体系。w e b 是在c s 体系基础上扩 充而成的。其中包括：用户界面的重心由w i n d o w s 转为b r o w s e r s ；网络通 信规程被同一为t c p i p 分布式计算结构由单一的两层扩展到客户、数据 库服务器、应用服务器组成的二个层次，并由于浏览器及w e b 服务器的加 入进一步扩展为n 次层次，传统的计算模式将逐渐被w e b 计算代替1 3 7 l 。 第一节彻技术的应用及发展 w e b 是i n t e r n e t 上发展最快、应用最广泛也最实用的超文本信息通信 系统。w e b 技术的发展经历了如下三个阶段： 一、静态文档阶段 传统的w e b 技术采用静态文本和超连接来实现信息的发布。用户使用 客端浏览器可以访问i n t e r n e t 上的各个站点，在每一个站点上( h o m ep a g e ) 作为进入w e b 站点的入点。在每一个w e b 页面中都包含相关的信息及超连 接。通过超连接，使用户能方便地浏览他的站点和w e b 站点。 w e b 信息资源的组织方式为：以1 个主页为首。其他w e b 页面为节点， 用超连接把它们连接起来成为1 个树状的信息链。w e b 页面都是由h t m l 语 言编写，他提供了控制超文本格式的信息，利用这些信息可以使开发者编 写出能在浏览器上显示特殊风格的w e b 页面。 这一阶段w e b 服务器基本上只有1 个h t t p 的服务器，它负责接收客户 机端浏览器的访问请求，建立连接，响应用户的要求，查找所需的静态w e b 页面，返回浏览器进行显示。传统的静态文档方式，信息的更新维护比较 4 困难。 = 、动志交互页面 动态w e b 技术的出现和发展，极大的推动了i n t e r n e t 技术的发展。它 以c 1l e n t s e r v e r 模式进行数据通信。服务器端通过w e bs e r v e r 可以提供 各种服务：客户端可以通过浏览器( b r o w s e r ) 访问多种协议的多媒体信息，依 据用户的需要组织和传递信息。 此时，f o r m 是h t m l 中的一种特别的标识符号在此标识符中有一些 允许用户输入的元素如文本框、口令框、复选框、单选框、提交钮、清除 钮等。用户填写f o r m 元素中要求的内容，按提交按钮，浏览器提交用户的 交互信息给w e bs e r v e r 。 w e b 服务器端对交互功能的主要支持技术有c g i 、应用程序编程接口 ( a p i ) 和其它厂商的解决方案及j d b c 等技术。 w e b 技术和数据库技术的结合，不仅把w e b 与数据库的所有优点集中 在一起而且充分利用了人量已有的数据库资源信息，可以使用户在浏览 器上方便的检索和浏览数据库的内容。b 与数据库互连通常采用两种方 式：( 1 ) w e b 服务器提供中间件来连接w e b 服务器与数据库服务器( 2 ) 应 用程序卜- 载客户端，并由客户端直接访问数据库。 三、实时可伸缩的事务处理 w e b 对象技术是新一代w e b 应用的关键技术，它解决了带c g i 的h 盯p 速度太慢，无连接状态记忆、使用困难等缺陷。w e b 对象技术主要包括 j a v a c o r b a 与a c t i v e x d c o m 。c 0 r b a ( c o m m o no b j e c tr e q u e s tb r o k e r a r e h i t e c t u r e ) 为公共对象请求代理，它是由业界6 0 0 多公司组成的 o m 6 ( o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p ) ，是一个带有开放软件总线的分布式结构。 在这一结构中，来自不同厂商，运行不同操作系统的对象请求代理协议i i o p ( i n t e r n e ti n t e ro b j e c tp r o t o c 0 1 ) 进行互操作。w e b 对象技术出现的时 间较晚，还有许多关键技术有待研究。但它的突出优点是下一代w e b 技术 发展的方向“】。 第二节课曩来源及作者研究的问曩 高校教务管理工作涉及到学生学籍管理、成绩管理、学生选课、课 表调度等工作，教务工作繁琐、任务重。随着高校教育体制改革和学分制 的进行，高校在教务方面也面临着极大的挑战。 在中国国内，许多高校都有自己的教务管理系统，这些系统一般采 用文件服务器方式或客户服务器方式。虽然可以实现教务管理的基本工作， 但是不利于信息的发布和校际之间的交流。“- 5 0f 随着i n t e r n e t 的发展和中国教育科研网的建立，以及w e b 的广泛应用，一些高校开始开 发基于w e b 的教务管理，但是大多为学生成绩、课表和招生信息的发布， 功能比较简单。因此，加快学校内部信息发布以及加强学校和外界的交流 已显得非常迫切，开发基于w e b 的高校教务管理信息系统是非常重要的。 中南工业大学教务处担负着全校一万多教师、本专科学生的教务管 理上作，工作量非常大。1 9 9 0 年学校开发了教务管理信息系统，随着学校 招生的扩大、教育体制的改革，原有的用f o x b a s e 开发的基于单机的教务 管理系统已经不能满足教务工作的需要。 随着计算机网络技术的发展，i n t e r n e t 技术应用日益广泛，中南工 业入学校园网于1 9 9 4 年就己建成，随着校园网第二期、第三期工程的继续， 以校园网为干道，加快校内外教务管理信息的发布和交流，已是追在眉睫。 因此，我校教务处和信息工程学院以校园网为依托，利用现有的软 硬件资源，联合开发中南下业大学网上教务管理系统。 作者的工作就是参与中南工业人学网上教务管理系统的总体设计、 数据库设计和应用程序的开发、维护。开发了教务管理系统中的成绩管理 和课表查询管理子系统通过系统地没计和开发，在如下几个方面进行了 一定的研究。 1 、动态w e b 技术的关键技术与应用，对当前应用广泛的w e b 几种技 术的分析、比较和研究。并给山了在v b 中进行数据库访问的集中方法，及 在c g i 程序中的应用和改进。 2 、数据库设计及查询优化。 3 、w e b 技术的安全机制。 6 第一节w e b 基本技术 w e b 是i n t e r n e t 上发展展快、应用最广泛也最实用的超文本信息通信 系统。人们可以通过w e b 浏览器浏览和检索全球所有w e b 站点的信息，这就 使得信息的共享与交流越来越迅速、越来越方便，止因为如此，w e b 才成为了 目前i n t e r n e t 上信息发布与出版的重要途径。 w e b 基本技术大致可以分为如f ) l 个方面。 一、超文本r 磁t ) w e b 是基于超文本的信息系统。在超文本中涉及的信息是一种超媒体 ( h y p e r m e d i a ) 即在超文本中可包含文本、图片、声音等多媒体信息。w e b 采用超链接( h y p e r l i n k ) 的方式将超文本文档中的各种相关对象互相链接 起来。超连接和传统信息的有序性的组织方式不同，它采用的是一种无序 性、联想式、跳跃式的信息组织方式，将各种相关信息单元链接在一起。 这种链接实质上指在构成超文本文档的每个单元中都含有若干指向其它信 息单元或从其它信息单元指向它的指针。 二、敲本标识语言( 1 m 儿) 超文本表示语言不是一种稃序设计语言或者说，它并不具有程序设 计语言所必须具备的三种砖本结构：顺序、选择与循环。它作为种语言， 是建立在一种文本显示的逻辑结构之上，通过一些标记( t a g s ) 来划分文 档的各个部分，借助各种标记，可将文本、i 訇象、声音等嵌入到h 1 帆中。 h t m l 提供一种非线性的网状结构，可以按人脑的联想方式将相关信息连接 在一起，供用户浏览。超文本提供了一种非常灵活而有直观的人机交互方 法，开拓了新的应用领域。 h t m l 利用其强有力的综合表达信息的手段，将卢音、图象、文字等有 机结合一起。h t m l 文本的内容由a s c it 码字符组成，因此，可以使用任意 一种文本编辑器产生h n l l 文档文件。 h t m l 文档结构的基本组成成分是元素( e l e m e n t ) ，比如，头( h e a d ) 、 段( p a r a g r a p h ) 、表格( t a b l e ) 、，列表( l i s t ) 等。元素既可包含a s c i i 码文本，义可嵌入其他元素。不同的元素根据h t m l 规范中的标志( t a g ) 来区分。h t m l 标志有左括号 组成。标志通常成对出 7 现，通过起始标志和终结标志来定义作用范同。 有些元素可以通过在其起始标志中定义的附加信息来设定该元素的相 关属性。例如，一个图象可以通过设置其a l i g n 属性来指定显示时该图象 与文本的对齐方式。 每个h t h t l 文档都麻该包含特定的标准m m l 元素。每个文档都应包含 题头( h e a d ) 和实体( b o d y ) ，题头中包含有窗口标题信息( t i t l e ) ，实体 中包含由段、列表、图象以及其他元素构成的实体文本。浏览器可根据其 即定的h t m l 规范来显示该h t m l 文档。 三、超文本传输协议( h t t p ) h t t p ( h y p e r t e x tt r a n s m i s s i o np r o t o c o ”是w e b 的基本协议。它 是基于i n t e r n e t 的基本协议t c p i p 之上的一个高层协议，它依靠t c p 协 议来确保自身的可靠性。h t t p 坍议是一种根据明确性和速度要求，为建立分 布式协作超媒体信息系统而设计的协议，可用于多种任务，如名字服务器和 分布式对象管理。 l 、h t t p 的请求和响应消息格式：在w 聊信息的传递过程中，客户端向 服务器按照特定的格式发出请求消息，服务器端处理此请求，并将结果按照 特定的格式作为响应返回给客户。在h t t p 1 1 卜，请求的合法方法 有：o p t o n s 、g e t 、h e a d 、p u t 、p o s t 、t r a c e 和d e l e t e ，其中最常用的是g e t 、 h e a d 和p o s t 。 g e t ：用于从服务器请求个h ju r l 标识的资源对象。如果对象是文档 或文件，g e t 将请求其内容：如果对象是程序或脚本，g e t 将请求程序的运行 结果或脚本的输出= 立口果对象是数据库杏询，g e t 将请求查询的结果。每次循 着链来浏览v e b 时，浏览器都要用g e t 方法来读取你请求的文档。 h e a d ：用于服务器请求对象的元信息，这时用户也许想知道对象的大小 或最近的修改日期，而不是请求对象本身。h e a d 方法的请求速度要快得多， 因为它不需要传送整个文件。使用高速缓存的客户经常使用h e a d 请求来取 得文档最近的修改时间，与缓存中文档的修改时间进行对比，如果一致，则表 明文档没有更新，因而无须渎取整个文档。 p o s t ：用于客户向服务器传送数据，以便服务器作出相应的处理。p o s t 方法经常用于向h t t p 服务器提交h t m l 表格以便处理。例如，网上的联机就 业服务中就是靠提交简历表格来找上作。当你填写了一份珊w 页面表格后。 浏览器通常就使用p o s t 方法向服务器提交你输入的数据。 2 、响应的消息格式：用状态码表示服务器是否成功地满足了客户的请 求，状态码由一个三位整数和解释状态码含义的正文短语组成。响应消息的 首部域中，通常会指明所传输数据的编码压缩机制、服务器端软件等。实体 主体是所传输的数据，由于h t t p 对丁i 咀任意格式传输文档的自由度很大，所 以它可以是图形、音频、视频文件等多媒体对象，只需在首部域中标明其类 8 型即可。对任意格式传输数据的完全开放性，l e 是h t t p 和w e b 所提供的最 重要的优越性。 3 、h t t p 的特点：( 1 ) 以c 】i e n t s e r v e r 模式：h t t p 支持客户与服务 器之间通信及相互传送数据。( 2 ) 简易性： i t t p 协议本身很简单，客户机 要连接到服务器，只需发送请求方式和u r l 路径等少量信息。h t t p 允许传输 任意类型的数据对象。( 3 ) ”无连接”、”无状态”性：也就是说浏览器和服 务器每进行依次h t t p 操作，就建立一次连接，随即又断开此次连接。一次 h t t p 操作称为一次事务，h t t p 采用t c p 连接而且该连接状态仅在此次事务 中保持，无论浏览器或服务器都不会记忆上次连接的状态。( 4 ) 元信息 ( m e t a i n f o r m a t i o n ) 。h t t p 对所有事务处理都加了头，在主要数据前加上元 信息。元信息被定义为”关于信息的信息”，元信息允许服务器提供所发送数 据的信息啪咖。 四、w e b 工作方式 w e b 以b r o w s e r s e r v e r 模式进行数据通信。服务器端通过w e b s e r v e r 可以提供各种服务：客户端可以通过浏览器( b r o w s e r ) 访问多种协议 的多媒体信息，依据用户的需要组织和传递信息。工作过程如图2 一l 所示。 _ 壶琏书卜+ 如斟荐求信息- 弓醅酗翩曾告息一 拆除连接一 图2 1w e b 【作方式 随着计算机技术的不断发展，传统的”静态w e b 技术已经不能满 足人们的需要。在浏览器端，瑚户希望以交互的方式获取丰富多彩的动态 信息，服务器端，管理开发者们希望摆脱更新静态”w e b 页而所需的日益繁 重的工作负担。这样就提出了w e b 动态信息发布的三层结构，如下图2 2 所示。 9 岫儿“避 帅珊插 图2 2w e b 动态信息发布的j 层结构 一、测监器端主要技术 由图2 2 可知，浏览器端的主要技术包括j a v a a p p l e t 、客户端脚本程 序、插件( p l u g i n s ) a c t i v e x 控件、动态h t m l 和v r m l 等。浏览器端的 技术主要通过加强动画、图象、声音、视频等加强客户端的视觉效果和听 觉效果，使浏览器端呈现动态效果，页面丰富，同时也给开发者带来了很 多回报：依靠平台的另一端的计算机的能力执行程序，解放了w e b 服务器，使 其可以去处理进程中的附加要求：另外客户端能够预处理表单和数据，然后 只把结果反馈给服务器例如，客户端能够校验表单数据，或许还能确保在信 息发回服务器时的电子邮件的地址有合法格式。通过不同计算机分担的计 算或处理任务，产生了真正的客户n 务器关系。 1 、j a v a a p p l e t j a v a a p p l e t 是i n t e r n e t 最有前途的编程语言，通过j ( j a v a 虚 拟机) 机制，实现一个与硬件平台机操作系统无关的程序开发环境。j a v a a p p l e t 是一种集成在h t m l 页面中的、j a v a 小程序它只能在一个与j a v a 兼 容的浏览器中执行，不能独立执行。j a v aa p p l e t 具有与j a v a 相类似的网 络安全性限制，如不能存取客户机上的文件，不能获取系统属性等。j a v a a p p e tf 载到客户机本地执行。可以实现文本、动画、声音等动态效果， 结合j a v a 的a _ i 】盯( 抽象窗口上具) 和网络功能，可实现客户端交互式多媒 体访问界面及客户与服务器之间的动态交流。 2 、客户端脚本程序 客户端脚本程序大多由j a v a s c r i p t ，v b s c r i p t 编写。j a v a s c r i p t 是 n e t s c a p e 公司开发的。它是一种小巧、跨平台、轻型的脚本语言，基本上 是基于j a v a 的脚本语言。v b s c r i p t 是v i s u a lb a s i c 的子集。o l e 自动化 是v b s c r i p t 的另一优点，可通过a p i 调用桌面操作浏览器和别的o l e 应用 程序。当一个浏览器遇塑 标识时，根据 中的l a n g u a g e 调 用v b s c r i p t 或j a v a s c r i p t 解释和运行代码。优点在于将处理由服务器端 向客户端移，减轻服务器负担，同时客户端f o r m 的有效性验证，减少反复 传送，提高响应速度。 3 、插件( p l u g i n s ) h c t i v e x 客户端控件是面向用户的以可视化的图形视频或文字、音频形式 出现在浏览器上。这些控件原先位于服务器端，当浏览器发出请求时，w e b 服务器回传页面，由浏览器解释执行，当发现页面中要求调用a c t i v e x 或 插件时，则用页面中注明的i d 值先在本地的注册表中进行查询，若已经存 在，则通过注册表中的相关信息直接调用控件；否则就要根据页面中所提 o 示的该控件所在服务器的位置f 载到客户端。即“一次f 载，永久使用”。 客户端控件一旦安装完毕就等价f 一个可执行的应用程序，它能访问使 用本地资源甚至可远程访问，这样就带来一定的安全问题。 4 、动态h t m l 传统的l i t m l 语言是静态的不能动态政变页面的内容和样式，也 缺乏表达丰富多媒体信息的能力。采崩文档对象模型( d o c u m e n to b j e c t m o d e ) 来括充传统的h t m l 语言，允许脚本和组件访问w e b 页面中所有的元 素及其属性。当w e b 页面下载到浏览器后，使用脚本程序可以动态修改页 面元素的属性及样式及在页面中插入、删除、修改页面元素。具有多媒体 和数据库操作能力。 5 、v r m l 三维可交互的对象和世界，为用户提供个交互的三维虚拟场景。 当一个v r m l 文件被r 载到一个兼容浏览器中时，以文本方式书写的v r m l 命令被解释执行，产生三维场景并显示出来圈。 二、服务器i 膏主要技术 w e b 服务器端当前采用的主要技术包括c g i 、a p i 、j d b c 、a s p a d o 等， 将处理集中丁服务器端，有利丁应t h j 的开发和维护，这样一旦有任何更改， 只须在服务器端进行处理，极大的减少了维护的工作量。 1 、c g i 技术 c g i ( c o m m o ng a t e w a yi n t e r i a c e ) 即公共网关接口，是外部应用程 序与w e b 服务器交互的一个标准接口。它规定了一组标准的环境变量和参 数格式，c g i 进程根据w e b 服务设置的环境变量和传递参数采取动作后生成 响应。c g i 可分为标准c g i 和间接c g i ，标准c g i 是使用命令行参数或环境 变量来表示服务器的请求信息，一般用于u n i x 系统，编程语言多为u n i x s h e e ls c r i p t ，p e r l ，标准c 语言等；间接c g i 又称为w i nc g ，是基于w i n d o w s 环境下的编程工具开发的。 c g i 数据通信方式：一个用户请求激活个c g i 应用程序：c g i 应用程序将交互主页中用户输入的信息提取出来；将用户输入的信息传 给服务器主机应用程序( 如数据库查询) ：将服务器处理结果通过h t m l 文 件返回给用户：c g i 进程结束。 c g i 的优点：c g i 的跨平台性能极佳，儿乎可以在任何操作系统上实现， 如d o s 、w i n d o w s 、u n i x 、0 s 2 、m a c i n t o s h 等。实现c g i 的编程语言也 有很多选择，常用的有p e r l 、c c + + 、y i s u a lb a s i c 等。可以实现比较 复杂的功能。 c g i 的缺点：c g l 的席用程序+ 般都是一个独立的可执行程序，与w e b 服务器各自占据着不同的进程，而且般一个c g i 程序只能处理一个用户请 求。每当有一个用户请求，就会激活一个c g i 进程，当用户请求数量非常多 时，大量的c g i 程序就会大量挤占系统的资源，如内存、c p u 时间等，造成c g i 运行效率低下；编程复杂，开发周期较k 。 正因为如此，w e b 服务器开发商开发出了专用的a p i ，它是驻留在w e b 服 务器上的原始代码，可以像c g i 那样扩展w e b 服务器的功能，同时又比c g i 占用的资源少。但开发a p t 应用程序比开发c g i 应用程序更复杂，需要较多 的编程技巧，如多线程、同步运行机制、直接的协议编程和容错处理等。 2 、a p i 技术 a p i 是以d l l ( 动态连接库) 方式提供，利用这类a p i 编制的应用 程序也被编译为d l l 从而成为w e b 服务器的一部分。由w e bs e r v e r 直接调 用，一旦a p id l l 被调入内存，就 驻内存成为服务器的一部分，使得它 在速度和性能上比传统的c 6 1 优越。 a p i 的工作原理和c g i 大体上是相同的，都是通过交互式主页取得用 户输入信息，然后交服务器后台处理。c g i 和a p i 的最大区别在于系统进程 空间的占用方式不同，如图2 3 所示。 a p i 图2 - 3a p i 与c g i 进程空问占用方式比较 a p 使用线程代替了进程，各线稃在一个同一的w e bs e r v e r 进程空间中 共同运作基本避免了c 6 1 形式下的系统不稳定因素。但是目前有i s a p i 、 n s a p i 、w * a p i 等各个w e b 供应商基本只提供对自己的s a p i 的支持，另外， a p i 编程比较复杂。 3 、a s p a d o 技术 a s p ( a c t i v es e r v e rp a g e s ) 是动态服务器主页的缩写，内含于 m i c r o s o f t 公司的i i s ( n l e r n e ti n f o r m a t i o ns e r v e r ) 3 0 及其以上版本 中，是m i c r o s o f t 公司为它的w e b 服务器开发的一个开放的、独立于浏览 器、不需要编译的w e b 应用环境。a s p 提供了一个服务器端( s e r v e r s i d e ) 的脚本编写环境，使用它可以创建和运行动态、交互的w e b 服务器应用程 2 序。a s p 可以组合h t m l 页、脚奉命令和a c t i v e x 组件以创建交互的w e b 页 和基于w e b 的功能强大的应用程。其技术结构如f 图2 - 4 所示。 1 一 一7 ) 一赢 巴旧。，一 h t t p 响应 盘组件业 ) | ，峁同结罢罐、厂勰厂：； ；一 图2 - 4 a s p 技术结构 a d o 是a c t i v e x 中的数据库访问组件，是微软卜一代的数据库连接技 术。a d 0 以0 l ed b 提供c o n n e c t i o n 、c o m m a n d 、r c c o r d s c t 等主要对象， 使服务器端的脚本能够方便地连接和操纵w e b 数据库。 h s p 技术具有如f 特点：集成于h t m l 中，不必进行编译或连接即可运 行：使用一般的文本编辑格式如w i n d o w s 的记事本即可编辑设计：具 有浏览器无关性、面向对象的特点；可通过a c t i v e x 的服务器元件来扩 充功能，可利用v b 、j a v a 、c + + 来开发这些元件；a s p 与任何a c t i v e x s c r i p t i n g 语言相容：原程序代码不会传到用户的浏览器端嘲。 本节对w e b 基础技术及从客户端和服务器端两个方面论述了w e b 技术 的概况并对c g i 、a p i 、a s p a d o 这j 种技术的机理以及它们的特点加以比 较和分析。 第三节对象w e b 技术 面向事务处理的信息系统对数据库的基本要求：实时、高效性：数据 完整、可靠、一致性；信息的安全性。 当前采用的动态w e b 技术就面临着有关事务处理的问题，如何实现可 伸缩的事务处理，是当前w e b 研究的一个重要方向。以h t t p 作为协议而创 建的w e b 对且操作支持不够，服务器负载平衡功能不足。无法在跨阶段之 间维持一个持续的状态。于是，提出了对象w e b 技术。 c o r b a 技术的兴起，给w e b 的发展带来新的契机，c o r b a 定义了分布式对 象如何实现互操作，目的是使基于对象的软件部件在分布异构环境下可重 用、可移植、可互操作。c o r b a 规范定义了i b l 语言及映射，o r b 体系结构 和o r b 间的互操作阳】。 一、c 0 眦规范的技术特点； 1 、引入了代理( b r o k e r ) 的概念。一个代理至少完成三个方面的作用： 完成对客户方提出的抽象服务请求的映射：自动发现和寻找服务器；自动 定义路由，实现剑服务器方的执行。 2 、实现了客户方程序和服务器方程序的完全分离。 3 、将分布式计算和面向对象的概念相结合，提高软件重用率、控制冗 余度等。 4 、提供软件总线的机制，所谓软什总线是指c o r b a 规范定义了一组接 口规范，任何应用程序、软件系统或j 二具只要具有与该接口相符合的接口 定义，就能方便的集成到c o r b a 系统中，而这个接口规范独立于任何实现 语言和环境。 5 、分层的设计原则和实现方式。c o r b a 规范仅定义了o r b 中需要用到 的基本对象类，封装了相应的数据结构和方法，而面向应用的对象定义则 可以在o m a 的应用对象或应用开发环境中逐步分层实现 蚰】 蚰 。 二、j a y a ，c 0 妯 的对象w e b 技术 将j a v a 语言环境和c o r b a 技术相结合，是w e b 技术应用的一大方向。 在这种对象w e b 环境中，客户与服务器的交互过程如下： 1 、w e b 浏览器下载h t m l 页面页面中包含了对内嵌j a v aa p p l e t 的参 考。 2 、w e b 浏览器从h t t p 服务器上获取j a v aa p p l e t 。b t t p 服务器将a p p l e t 以字节码形式卜- 载到浏览器，并装入w e b 浏览器内存。 3 、a p p le t 调用c o r b a 服务器对象。在j a v aa p p l e t 中能包含由i d l 生 成的客户存根，这使得a p p e t 能调用o r b 服务器上的对象，这个阶段会一 直持续到通讯双方中的任一方决定断开。 4 、服务器对象有选择地为客户产生一个b t m l 页面。在对象w e b 中， 一般不需要服务器端的动态h t m l 页面生成，因为一个客户应用被打包成一 个h t m l 页面，其中嵌有象a p p l e t 或j a v a b e a n 这样的构件。c o r b a 可以使 用户立即与服务器发生交互，无需转出w e b 页面以获得响应“1 【廿】。 虽然c o r b a 和h t t p 可以同时在网络中使用，但在今天这个基本使用h t t p 的w e b 上加入新的通讯协议i i o p ( i n t e r n e ti n t e r _ o r b 协议) 并非畅通 无阻，目前还存在以下几个问题有待解决蜘【删。 1 、防火墙的阻挠：防火墙不能识别i i o p 协议，必须先求助于h t t p 4 管道，将i i o p 包转换为h t t p 包，才能继续通讯，这样使用i i o p 协议的应 用程序就受到性能限制。 2 、对i d l ( i n t e r f a c ed e s c r i p t i o nl a n g u a g e ，接口描述语言) 语言 的全面支持：目前只有少数语言支持i d l 的自动编辑，在其他语言中只能 手工完成此项任务。 3 、网络带宽的限制：那些会造成瓶颈效应的网络应用仍然会受到网 络带宽的限伟0 。 第三章系统设计与分析 第一节 系统平台与开发方案的分析与选择 一、开发方案的对比分析 l 、c s 结构的局限性 从9 0 年代开始，客户机服务器( c l i e n t s e r v e r ) 结构代替了原来 的主机终端( h o s t t e i 瑚i n a l ) 结构，并且在整个i t 发展中发挥了巨大的 作用，但随着i n t e r n e t 的不断普及和应用的迅速升级，c s 的应用感到有 些力不从心。网络应用绝大部分都可分为以下四个层次：表现层、事物层、 数据逻辑层和数据存储层。在c s 结构中，表现层和事物层都放在客户端， 而数据逻辑层和数据存储层则置丁 服务器端。这种组织安排带来了诸多的 限制： ( 1 ) 客户端庞大，应用程序的开放，维护困难： ( 2 ) 事务层不能与跨平台的客户共享： ( 3 ) 孤立了不同的逻辑组f ，| ： ( 4 ) c l s 软件应用于广域劂就暴露出更加不足。 2 、基于w e b 的解决方案 采用w e b 的管理，解决了传统的c s 方式所难以克服的四个难题。w e b 作为信息获取和显示的一种新型途径，它提供了一个开放的、分布式的、适 应性很强的平台。其次随着j a v a 、a c t i v e x 、a s p 等技术的渗透，w e b 浏览 器的用户界面和交互能力不断的发展和完善越来越多的分布式处理使信 息的存取和处理更加有利。相对rc s 模式，它有以下的优点： ( 1 ) 它简化了客户端。采用w e b 技术，客户端只需个浏览器软 件即可，所有的用户界面是一样的。 ( 2 ) 简化了系统的开发和维护。将事务规则集中于服务器端，可以 实现客户端零代码现象。对系统的维护只需在服务器端进行极大的减少 了人力、物力、财力的浪费。 ( 3 ) 使用户的操作更加简单。 ( 4 ) 适用于网上信息的发布。这使得传统的m i s 的功能有所扩展。 基丁w e b 的中间件技术在前一章中已经进行了详尽的论述，通过几种 中间件技术比较发现，c g i 技术是出现最早且最稳定的w e b 数据库访问技术， 它具有开发简单、移植性强、易丁维护、性能稳定等特点，因此高校教务 管理系统采用c g i 技术。基于c g 的技术解决方案有两种： 】6 ( 1 ) 、标准c g i + c 语言 ( 2 ) 、w i n d 0 孵r s g i + v b 方案( 1 ) 用c 语言开发c g i 程序，c 语言是一种编译型的语言，导致 开发速度难以提高。 方案( 2 ) 基于w i n d o w s 平台，通过w i nc g i 接口与数据库进行通讯， 采用w i nc g i 方式，c g l 程序最终打包为e x e 文件，可以方便的进行移植。 同时，加上系统开发时间紧，任务重以及根据教务处的具体软硬件条件来 看，方案( 2 ) 比较合适。 二、系统开发平台的构建 l 、网络设计原则 考虑到各种可能出现的情况和网络最新技术的发展，归纳如下网络 设备选择原则： 可靠性即必须具有长期连续上作的能力和容错能力。 灵活性 即必须能灵活地连接各种类犁的计算机，并且能够适应 用户组织结构的变化。 可管理性即对网络活动进行控制和管理，网络管理员能够在不 改变布线系统的情况f ，对网络进行修改。保证网络的安全性、保密性、 使用方便性以及可维护性。 可预见性在进行网络系统设计时应体现出超前性，使得网络在 急骤扩张时亦不需要重新进行网络规划和设计，使现有网络结构与应用 需求同步增长。 可扩充性网络设计时，麻考虑到系统的可扩充性，使之能满足 目前和今后较长时期的业务需求1 】 1 ”。 2 、系统网络拓扑结构 学校已经建立了校园网，同时各系教务科都有微机连上校园网，同 时教务处机房已经建立了自己的局域网，因此根据上述建网原则和考虑到 现有的条件和将来的发展需要，该系统以教务处为中心建立教务处局域网， 通过h u b 与教务处各科室连通，并经校园网连接到各系教务办公室，实现 校级 n t e r n e t 。具体网络结构图如图3 - 1 。 蹦3 一l 系统网络结构l 璺| 3 、服务器操作系统、数据库系统、开发工具、w e b 服务器的选择 服务器操作系统：w i n d o w sn ts e r v e r4 0 日前比较流行的服务器平台育：w i n d o w s 盯，n e t w a r e 和u n i x 。 u n i x 最初用于小型计算机的一个分时操作系统，但是它已经成为客户 服务器环境r 最流行的服务器操作系统之一。世是u n i x 由数个厂家的几种 不同的变体销售并且u n i x 的各种币问版本极其专_ 【 j 。并且要想掌握u n i x 也需要很大的精力。 n o v e l ln e t w ；u e 是删丁局域网文件服务器的操作系统，并且它的文件 服务功能1 f 常强大，但是其用户界丽是基十字符的。 w j n d o w sn t 操作界面友好，崩户使用简单而广受欢迎。作为一个优 秀f i 智网络操作平台，i r i n d o w sv r 的特色在于：它提供了集中式的文件与打 印功能；适用范围广泛( 小到一l 作纽大到跨国企业) ：支持多种操作平台、 多种通讯协议；可以与u n i x 、i b 人中型计算机互违；具有c s 结构的标 准功能；两络管理方便，能异地的管理远程站点、辑户机；能容易的进钉 系统扩充， 埘络系统的安堤和管理比较方便；提供数据厍服务、i n t e r n e t 服务和各系统阃的网关服务：提供跨平台的一致性，应用软什的服始程序 可在w i n d o w s 所支持的各种平台上移植，在许多硬件平台上均能保持用户 界面的一致性，另外在应用软件的集成方式，图形软件的功能，资源节省， 安全冈桑等方面也比较盯。固此服务器操作系统采用霄i n d o w sms e r v e r 40 m 【。 数据库服备器：m i c r o s o l ts 扎s e r v e r6 5 口前较为流行的数据库服务器有d b 2 、o r a c l e 、s y b a s e 、s q l s e r v e r 。 d b 2 是l 蹦公司的产爿，土耍运行在大型机系统( m 幅) 、中型机 t a s 4 0 9 、u n i x 和o s 2 上。敦务管理系统并非大型系统，而且不会配置 大型机或小型机，完全没必耍采用d b 2 做数据库服务器。 o r a c e 是一个极其强大、灵活和复杂的系统，可咀用_ 丁构筑从小型 的单用户系统至支持数千千并发日户的天中型应用项目。现在。市面上有 8 各种支持o r a c l e 的应用系统以及多种多样的相应的o r a c l ej 二具。o r a c l e 适合于各种任务，从单个数据障系统，到使用“快照“，”数据复制“功能 的分布式系统以及大型并发系统。o r a c l e 可以运行于几乎所有的平台，如 w i n d o w sn t 、n o v e ll n e t w a r e 、0 s 2 、u n i x 、v m s 等，跨平台效果非常好。 s y b a s e 也是大中型的数据库系统，可以运行于除大型机外的大多数服 务器上。 m ss o ls e r v e r 是运行_ 丁上的一个著名的高性能的数据库管理系统， 它基于多线程的客户服务器体系结构。它支持人吞吐量的事务处理，也能 在n t 环境下管理数据存储，开发决策支持系统。s q ls e r v e r 与n t 集成， 能够使用n