摘要：隨著移動通訊工具的普及，在傳統(tǒng)高校選課系統(tǒng)中加入移動模塊已成為必然。本文提出了建立基于無線應用協(xié)議的移動選課系統(tǒng)的想法，并且運用面向?qū)ο蠓椒ê蚒ML軟件工程分析技術(shù)對目標系統(tǒng)進行了設(shè)計和實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：WAP；選課系統(tǒng)；UML

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)06-1pppp-0c

The Design and Implementation of the University Mobile Elective System

YANG Guo-qing

(Guangdong Peizheng College，Guangzhou 510830，China)

Abstract:With the popularization of the mobile communication，it is necessary that the mobile module is joined in the traditional elective system.This paper introduces to establish the mobile elective system based onthe Wireless Application Protocol.At the same time，it makes the design and implementation according to the analysis technology of object-oriented and the software engineering by the UML language.

Key words:WAP;Elective System;UML

目前，國內(nèi)外高校使用的選課系統(tǒng)多數(shù)是基于B/S架構(gòu)的多層管理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)在使用的便捷性方面存在著不足。與此同時，高校學生的移動通訊設(shè)備擁有率遠遠超過PC的擁有率。有鑒于此，在傳統(tǒng)的高校選課系統(tǒng)中增加移動應用模塊，從而提高傳統(tǒng)選課系統(tǒng)的時效性和便捷性，成為一項較新穎的應用研究課題。

1 基于WAP的移動選課系統(tǒng)開發(fā)的理論基礎(chǔ)

無線應用協(xié)議（WAP，Wireless Application Protocol）是一個開放式標準協(xié)議，利用它可以把網(wǎng)絡(luò)上的信息傳送到移動電話或其他無線通訊終端上。由于移動設(shè)備與一般的PC相比有以下局限性：CPU的處理能力有限；內(nèi)存與Flash Memory容量??；顯示屏較小等，所以WAP技術(shù)在傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)標準上進行了適應性改良和優(yōu)化。WAP提供了一套開放、統(tǒng)一的技術(shù)平臺，用戶使用移動設(shè)備很容易訪問和獲取以統(tǒng)一的內(nèi)容格式表示的國際互聯(lián)網(wǎng)或企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)的信息和各種服務(wù)。WAP采用二進制傳輸方式以更大地壓縮數(shù)據(jù)，同時它的優(yōu)化功能適用于更長的等待時間和低帶寬。WAP定義了一套軟硬件的接口，實現(xiàn)這些接口的移動設(shè)備和網(wǎng)關(guān)服務(wù)器可以使人們方便地利用移動電話收發(fā)電子郵件或瀏覽互聯(lián)網(wǎng)。WAP提供了一種應用開發(fā)和運行環(huán)境，支持當前最流行的嵌入式操作系統(tǒng)PalmOS、Windows CE、JavaOS等。

WAP的應用結(jié)構(gòu)非常類似互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，一個典型的 WAP應用系統(tǒng)定義了三類實體：WAP移動設(shè)備、WAP網(wǎng)關(guān)和信息服務(wù)器。WAP移動設(shè)備是指支持WAP協(xié)議的移動用戶終端，在它內(nèi)部裝有微型瀏覽器，以無線方式發(fā)送和接收所需要的信息。WAP移動設(shè)備顯示按照WML（Wireless Markup Language，無線標記語言）格式化后的各種文字或圖像數(shù)

據(jù)。WAP網(wǎng)關(guān)主要完成兩個功能：實現(xiàn)WAP協(xié)議與Internet協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換以及WML內(nèi)容編碼和解碼。

2 基于WAP的移動選課系統(tǒng)的設(shè)計要點

UML作為一種標準的圖形化建模語言，得到廣泛的應用，移動選課系統(tǒng)可以借助此工具，開展系統(tǒng)的分析與設(shè)計工作。

2.1 需求分析階段

通過對擬建系統(tǒng)應用領(lǐng)域的調(diào)研，得出如下系統(tǒng)需求：①各系部首先根據(jù)教學培養(yǎng)計劃，提交學期開課內(nèi)容，經(jīng)教務(wù)管理人員確認后，提供給學生選擇；各任課教師根據(jù)學期開課內(nèi)容和自身專業(yè)情況，提交任課申請，經(jīng)部門負責人和教務(wù)管理人員進行申請確認后，在學生選課時，給學生選擇。教務(wù)管理人員在確認教學職能單位的開課內(nèi)容和確定好課程的任課教師之后，根據(jù)學院的教學資源情況，做好課程編排工作，以方便學生選課時查閱。②學生通過手機登錄后，查看參考教學計劃，開課計劃，任課教師介紹。③在選課過程中，學生可以查看已選課表，加選課程、退選課程。④學生選擇好課程后，提交選課信息，系統(tǒng)會根據(jù)選課情況，進行選課信息的限制性判斷。主要工作有是否已選、學分、時間、先修要求、專業(yè)限制、學分數(shù)要求。滿足限制性要求后系統(tǒng)才真正向服務(wù)提交數(shù)據(jù)。⑤提交信息后，服務(wù)器端程序?qū)π畔⑦M行檢驗，檢驗無誤后保存到相應選課記錄表中，并將選課信息反饋給手機客戶端。⑥學生如果對選課不滿意，可以在規(guī)定期限內(nèi)進行修改。

2.2 定義系統(tǒng)活動者和用況

用況是從用戶（或外界系統(tǒng)）的角度，通過描述用戶與系統(tǒng)的交互來理解系統(tǒng)的功能。建立需求分析的用況模型，首先要獲取參與者，然后從參與者中找出用況。參與者是直接與系統(tǒng)交互的事物所扮演的角色。根據(jù)前面的系統(tǒng)需求，可以在系統(tǒng)的職責范圍內(nèi)確定以下幾個參與者：學生、教師、教學管理員、系統(tǒng)管理員、現(xiàn)有系統(tǒng)。在移動選課系統(tǒng)中，主要的用況有：登錄、選課、制定開課計劃、查詢。

2.3 分析類的發(fā)現(xiàn)及演化

分析類代表問題域中的簡潔抽象，它應該使用清晰的和無歧義的方法映射到某個真實世界業(yè)務(wù)概念。分析類代表了對系統(tǒng)設(shè)計中的一個或幾個類或若干個子系統(tǒng)的抽象，它包括實體類、邊界類和控制類。實休類用于描述必須存儲的信息，同時描述相關(guān)的行為，通常需要長期留存，如學生、教師、課程、選課單等。邊界類用于描述擬建系統(tǒng)外部環(huán)境與內(nèi)部運作之間的交互，如登錄界面、選課界面、查詢界面等?？刂祁愑糜诿枋鲆粋€用況所特有的事件流控制行為，如登錄控制，選課控制等。確定分析類之后，應該進一步說明類是如何履行它們的職責的，也就是要將分析類演化為相應的設(shè)計類。

2.4 動態(tài)模型的確定

系統(tǒng)的動態(tài)模型由順序圖、協(xié)作圖、狀態(tài)圖、活動圖等圖形來表達。在系統(tǒng)設(shè)計中將主要的用況和對象類繪制成UML圖例，以便分析系統(tǒng)行為，滿足用戶的需求。狀態(tài)圖表現(xiàn)一個設(shè)計類的生命史，對于一些實現(xiàn)重要行為動作的對象應當繪制狀態(tài)圖。本系統(tǒng)中一個學生選課注冊的“選課單”類，其中狀態(tài)、事件和動作如圖1所示。

圖1 選課登記狀態(tài)圖

2.5 系統(tǒng)部署設(shè)計

移動選課系統(tǒng)是一個基于Internet、移動傳輸網(wǎng)和數(shù)據(jù)庫的應用系統(tǒng)，因此有必要進行系統(tǒng)的配置，其配置如圖2所示。把數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、WAP應用服務(wù)器、Web服務(wù)器、客戶端、后臺管理端在不同結(jié)點上，客戶端通過手機WAP瀏覽器與WAP服務(wù)器交互；WAP服務(wù)器通過JSP實現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫訪問接口與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器聯(lián)系，這一種配置模式是典型的三層體系結(jié)構(gòu)。

圖2 系統(tǒng)部署圖

3 基于WAP的移動選課系統(tǒng)的實現(xiàn)

3.1 用戶表示層的實現(xiàn)

擬建系統(tǒng)中用戶表示層的對象主要是WML靜態(tài)頁面文件和JSP動態(tài)頁面文件。WML靜態(tài)頁面可以利用Nokia WAP Toolkit 2.0集成開發(fā)環(huán)境實現(xiàn)。JSP動態(tài)頁面文件以腳本形式存在。在一個WAP應用的JSP文件中，可以包含Java、WML、WML Script代碼等。當客戶端的最終用戶用WAP瀏覽器通過Internet來訪問基于JSP腳本的應用時，WAP瀏覽器將向WAP服務(wù)器發(fā)出HTTP請求。服務(wù)器分析、判斷出該請求是JSP腳本的應用后，代碼被編譯成Servlet。然后，WAP應用服務(wù)器自動調(diào)用服務(wù)器端的JSP腳本運行引擎（JVM），執(zhí)行該Servlet，最終的處理結(jié)果將形成WML格式的內(nèi)容，通過WEB服務(wù)器返回給WAP瀏覽器。JSP文件中的代碼通過動態(tài)頁面服務(wù)媒介（JSWDK、Tomcat等）分別通過不同的解釋引擎進行解釋，最終生成靜態(tài)的WML文件，由WAP瀏覽器呈現(xiàn)給用戶。

3.2 業(yè)務(wù)邏輯層的實現(xiàn)

JavaBean是可復用的平臺無關(guān)的軟件組件，大多數(shù)的JavaBean是中小型控制程序，可以把JavaBean看成是用于接收事件和處理事件以便進行某個操作的組件模塊。擬建系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯的實現(xiàn)主要依靠JavaBean組件，下面對主要的JavaBean加以說明：①數(shù)據(jù)庫連接類（DBConnection），管理對后臺數(shù)據(jù)庫的連接與捕獲與數(shù)據(jù)庫連接或斷開時產(chǎn)生的異常消息。 ②數(shù)據(jù)庫執(zhí)行類（DBExec），負責提交SQL語句，返回查詢結(jié)果。③用戶類（User），負責驗證用戶的合法性，完成用戶的增加與減少。④選課類（SelCourse），負責完成課程的增加和刪除，計算已選總學分及課程數(shù)等。

由于教學資源有限，學生的選課請求集中在一個很短的時間段內(nèi)，導致同時有幾百甚至幾千人在線，產(chǎn)生大量的并發(fā)請求。在這種情況下，頻繁的進行數(shù)據(jù)庫連接會占用很多的系統(tǒng)資源，服務(wù)器的響應速度會很慢，嚴重時甚至會崩潰。可以使用連接池（Connection Pool）技術(shù)解決上述問題。連接池的工作方式是在系統(tǒng)初始化時，向數(shù)據(jù)庫請求足夠多的連接存儲在一個內(nèi)存（池）中，應用程序在需要時從池中取得連接，等用完后再還回到池中，這樣就避免了頻繁建立和關(guān)閉連接，同時連接的數(shù)量也有了一個閾值，從而使JSP與數(shù)據(jù)庫之間獲得了最大的執(zhí)行效率。

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收稿日期：2008-01-09

作者簡介：楊國清（1971-），男，湖北應城市人，軟件碩士，研究方向：軟件工程，企業(yè)信息化等。