web服务器模式的比较与分析

web服务器模式的比较与分析

随着我国高等教育的快速发展，越来越多的学生获得了接受高等教育的机会。教学规模的发展和扩大,在教育资源有限的情况下,如何充分利用Internet进行教学信息处理,改善学校办公效率,也是计算机应用领域的一个任务。规划实现一个WWW上最基本的应用系统即学生网上选课系统,分析和探讨计算机网络和数据库应用的C/S结构、B/S结构的特点和优缺点,阐述和探讨了WEB数据库应用的相关技术,并简要介绍本系统设计的思路及设计模型。一、系统的c/s结构关于体系结构(Architecture),人们过去更多强调的是计算机系统和计算机硬件系统的体系结构。随着软件系统规模的增大和复杂度的提高,人们越来越认识到好的软件体系结构对于好的软件系统的重要性。就体系结构的本意而言,它是指建立系统时的构造范型(StructuringParadings)、构造风格(StructuringStyle)和构造模式(StructuringPattern)。软件系统结构就是构造软件系统时所采用的构造范型、风格和模式。软件系统结构对于软件系统的构造过程具有重要的指导作用,同时它可以使软件设计师暂时抛开软件系统的功能细节来谈论或探讨软件系统的总体构架。C/S结构,即Client/Server(客户机/服务器)结构,是大家熟知的软件系统体系结构,通过将任务合理分配到Client端和Server端,降低了系统的通讯开销,可以充分利用两端硬件环境的优势。20世纪80年代,随着SYBASE公司在其产品SYBASE中成功地运用了C/S的体系结构,C/S结构在数据库界十分流行。C/S结构的数据库,其真正的要点是把数据库应用视做是与数据分离且不同的进程。它们可以在地理上分布,也可以同驻在一台机器上。由此看出,DBMS的C/S体系结构恰好意味着Host/Slave体系结构的对应物。在具有C/S结构的DBMS中,数据的表现和数据的存取是分别作为客户与服务的职责。传统的C/S模式经过十年的发展,进入了停滞和退役阶段。究其原因是存在以下缺点:(1)开发成本高,C/S结构对客户端软件硬件要求都很高,尤其是软件的不断升级和硬件要求的不断提高,增加了整个系统的成本,客户端越来越臃肿;(2)安装、维护升级困难,每个客户机安装一套应用软件,一旦出现一点微小的修改或版本升级就需要对每一台机器重新安装一次,对大型系统而言费用相当高;(3)跨平台性差,缺乏开放性,难以与Internet接轨;(4)系统生命周期短,资源冗余度大。随着Internet/Intranet的发展,计算机界正在大力推广“瘦”客户机模式,使客户机“瘦”下来,B/S模式正是迎合了这一趋势,解决了C/S模式存在的缺点。二、b/s模式的主要特点B/S体系结构,B/S系统是由浏览器、应用服务器、Web服务器、数据库服务器组成的多层结构(如图)。其中浏览器主要负责人机交互,包括一些数据和应用关系的图形和界面运算;Web服务器完成客户的应用功能,也是数据库服务器和应用服务器与客户机交互的连接通道;应用服务器主要负责应用逻辑的集中管理、B/S系统模型处理,并根据其处理的具体业务不同而分为多个;数据库服务器则主要负责数据的存储和组织、数据库的分布式管理、数据库的备份和同步等。B/S模式主要特点是:首先,采用B/S模式不再需要在客户端安装用户界面程序,而是只要安装一个通用浏览器(如IE)就行了,同时,由于B/S的功能都在Web服务器上实现,所以大大降低了维护工作,管理、升级方便;其次,用户操作变得相当容易,客户端只是一个简单易用的浏览器软件,特别适合非计算机人员使用;此外,系统开发者无须再为不同级别的用户设计开发不同的客户应用程序了,只需把所有的功能都实现在Web服务器上,并将不同的功能为各个组别的用户设置权限就可以了。系统工作原理,在本系统中,核心的工作就是要处理好浏览器、应用服务器和数据库之间的信息传递与处理工作。其中,系统的核心部分是Web服务器,Web服务器负责接受远程(或本地)的HTTP查询请求,然后根据查询的条件到数据库服务器获取相关数据,再将结果翻译成HTML和各种Script语言传送回提出查询请求的浏览器。Web服务器对于数据库服务器来说就是一个客户端应用,只不过输入数据的是HTTP请求,数据库服务器对提出数据操作要求的是谁并不敏感,只要交流的语言统一即可。浏览器与Web服务器之间的关系可以认为是一种动态的HTML技术,而在该模式下,每次浏览器提出的申请不同,Web服务器就根据不同的申请重新“书写”一遍HTML,这样客户端就间接获得了数据库服务器的数据。同样,用户如果要修改、添加、删除数据,浏览器就会把更新数据的请求包含在HTTP请求中,由Web服务器告知数据库服务器,完成相应的修改工作。三、选课系统的应用在线课程管理系统的基本框架系统由网上选课、教务管理、教师教学管理发布系统三个模块组成。系统主要采用B/S系统结构构造网上学生选课系统,系统中所有的学生可以通过网络方便快捷地进行选课并进行相关的查询,教务管理人员可以通过本系统进行相应的教务管理,任课教师可以从中获得所教班级信息并及时向学生反馈所选课的成绩。网上选课学生通过浏览器向WEB服务器发出请求,通过CGI文件与服务器交互,得到返回的HTML表单后,改变表单的控件值来修改课程属性,通过几个指定页面间的链接,最后完成整个选课计划。四、基本结构页面的主要操作本部分介绍部分页面的主要操作。1.系统弹出错误提示框,做不做时首先填写学生编号和登录密码,单击“提交”按钮;若当前在线选课人数超过系统允许最大在线人数,系统弹出错误提示框,选课不能进行;若所输入的学生编号不正确,系统弹出错误提示框,选课不能继续进行;若所输入的密码不正确,系统弹出错误提示框,请重新输入密码;经过验证,进入选课操作页面。2.系统弹出错误提示框首先填写教师编号和登录密码,单击“提交”按钮;若所输入的教师编号不正确,系统弹出错误提示框,选课不能继续进行;若所输入的密码不正确,系统弹出错误提示框,请重新输入密码;经过验证,进入教学管理操作页面。3.教务人员资质不正确首先填写教务人员编号和登录密码,单击“提交”按钮;若所输入的教务人员编号不正确,系统弹出错误提示框,选课不能继续进行;若所输入的密码不正确,系统弹出错误提示框,请重新输入密码;经过验证,进入教务管理操作页面。4.错误提示框验证输入课程编号、课堂号,单击“提交”,系统验证输入的正确性,若正确则自动显示相应的课程名称,若错误则弹出错误提示框;系统验证当前学生是否已选所输入的课程编号,若已选,系统则弹出错误提示框;系统验证当前学生的性别是否受所选课程的限制,若受限制则弹出错误提示框;系统比较所输入的课程编号的限选人数,若已选人数大于或等于限选人数,系统弹出错误提示框;经过以上验证,成功则新增一条选课记录。系统重新统计当前学生的已选学分。5.阅读已选择的课程显示所有的已选课程的信息。6.错误提示框验证输入课程编号、课堂号,单击“提交”,系统验证输入的正确性,若正确则自动显示相应的课程名称,若错误则弹出错误提示框;系统验证当前学生是否已选所输入的课程编号,若已选,系统则弹出错误提示框;系统验证当前学生的性别是否受所选课程的限制,若受限制则弹出错误提示框;系统比较所输入的课程编号的限选人数,若已选人数大于或等于限选人数,系统弹出错误提示框;经过以上验证,成功则新增一条选课记录。系统重新统计当前学生的已选学分。7.关于成绩请愿书的页输入学生的学生编号及课程编号,单击“查询”,系统进行查询,若没有该记录则弹出错误提示框,若存在该记录则显示该记录的内容。五、功能模块描述学生选课的协同图:教务人员管理协同图:1.查询内容的选取学生可以通过该模块在网上进行查询,查询的内容是由学校设定的各专业学生应该选修的课程的详细情况,如:应选修的总学分、可供选修的课程等等。2.阅读已选择的课程学生通过该模块在网上查询本人已经选修的课程以及由教务人员为他们设定的需重修的课程名称,进而为本次的选课提供参考信息。3.选择课程当学生第一次选课结束后由于某些原因个别课程选了但没选上,这时该学生可以通过该模块进行补选。4.询问成绩当某门课程结束后,学生可以通过该模块查询该门课程的成绩。5.单选字段在校学生通过该部分进行选课的相关操作。6.上网压力由于在校学生的人数很多,当他们同时上网进行选课时会给系统带来很大的压力,在这种情况下我们需要设置同时上网进行选课的同学的最大限度。正是通过设置选课参数限制同时在线的同学的人数。7.课程预处理由于课程安排的需要在某学期某专业的同学必须选修某门课程,这样就由教务管理人员在课程预处理中预先设置好需选修的课程。同时在学校由于部分同学因为某些原因不能圆满完成某门课的学习从而使得该同学需要重修该门课程,为了方便这部分同学及时了解情况,教务人员在进行课程设置时可以帮助这部分同学在下一次选课时预先设置需重修的课程。8.特殊课程配置在学校由于种种需要在某些专业中需由学校教务部门设置一些特殊的课程,那么就由该模块来实现。9.发布选择清单包括选择和选定该模块是由教务管理人员来设置所有选课课程的详细情况,其中包含必修和选修课程。10.课堂人数:10%课堂学生名单:由系统生成选修某门课程的学生的名单,主要供任课教师进行教学管理。课堂人数:由系统生成选修某门课程的学生的人数,主要供任课教师进行教学管理。学生选课清单:由系统生成每位学生选课情况的清单,主要供任课教师进行教学管理。11.动态打印选课名单,及时了解课员会计总课按课程编号、班级编号为每一门课程的任课教师分配操作权限,教师可通过上网,动态地打印选课名单,及时了解修课人员的变化。考试结束后,教师可通过网络登记成绩,并使用专门定制的程序进行数据分析。六、数据库设计1.课外评估中关于“1nf”的观点数据库设计是管理系统开发实现的关键问题,好的数据库结构能保证数据库系统的顺利进行,相反则往往会导致系统的运行不灵,甚至中途夭折。“在进行数据库的数据结构分析和设计时,应遵循数据规范化理论进行设计,以减少冗余。为了使数据库设计的方法走向完备,人们研究了规范化理论。从1971年E.F.Codd就提出了这一规范化理论研究,已经取得了很多成果。E.F.Codd博士系统地提出了1NF、2NF、3NF的概念,讨论了规范化的问题。1974年Codd和Boyce又共同提出了BCNF。1976年Fagin又提出了4NF。后来又有人提出了5NF。”③下面简单介绍1NF、2NF、3NF。“1NF:关系,作为一个二维表,对它有个起码的要求:每一个分量必须是不可分割的数据项。满足了这个条件的关系模式就属于第一范式(1NF)。”③“2NF:若R∈1NF,且每一个非主属性完全函数依赖于码,则R∈2NF。”③“3NF:关系模式R<U,F>中若不存在这样的码X,属性Y及非主属性Z(Z∈Y)使得X→Y,(Y→X)Y→X成立,则称R<U,F>∈3NF。”③在选课系统的数据库设计过程中,主要考虑以下问题:1)符合选课过程的需要即能正确反映教学管理的现实环境,包括选课过程所需的所有数据,并且支持选课过程的所有处理操作;2)利于数据库系统的实现;3)具有良好的数据库结构,易于维护,易于理解,效率较高;4)减少数据的冗余;5)与其他系统兼容。2.文本功能连接—WWW和数据库互联的理论在WWW上,大量的信息是存放在数据库中的,数据库一向是管理信息的最有效的方式。因此,人们需要将数据库与WWW结合起来,在WWW上分布处理数据库的信息。以前我们是想着如何把数据更好地存入数据库中,而如今是思考着如何寻求一种更好的方式将数据从数据库中提取出来进行信息分析。WWW是信息分布的最好方式。所以随着Internet/Intranet的发展,全球主要的数据库厂家竞相推出相关的技术。如:Oracle公司的WWWServer2.0允许用户通过WWW实时地处理数据,其WWW请求代理可将WWW服务器连接到应用软件的数据库上,以实时动态地产生HTML格式的数据。Microsoft公司的INTERNET数据库连接器,可以动态地查询和更新SQLServer的数据库,提供一个中间件产品使WWW服务器与数据库相连。Informix和Sybase公司则基于Netscape公司的WWW服务器,提供一个中间件产品使WWW服务器与数据库服务器相连。在这些WWW与数据库的连接产品中,有的是使用CGI(公共网关接口CommonGatewayInterface)去创建能显示数据库内容的动态WWW页面。CGI是一种扩展机制,允许WWW服务器运行Shell命令文件或可执行程序,从而实现动态地构造WWW页。有了CGI程序,WWW服务器就能按照不同的需求动态地生成页面或者在WWW页面中对数据库进行修改。然而,CGI也有一些缺点:1)为响应每一个用户请求,服务器必须用一个新的CGI程序,为每个请求创建一个新程序,很显然这样就严重影响服务器的性能;2)当CGI程序访问某一种资源时,对每一个请求,该资源必须被连续打开和关闭,从而导致服务器性能更糟。因此,目