王勁松

（中國石油大學勝利學院，山東 東營257000）

3G網(wǎng)絡的飛速發(fā)展正在改變許多人的上網(wǎng)方式，據(jù)2013年發(fā)布的《第31次中國互聯(lián)網(wǎng)絡發(fā)展狀況統(tǒng)計報告》統(tǒng)計：截至2012年12月底我國手機網(wǎng)民規(guī)模為4.2億，網(wǎng)民中使用手機上網(wǎng)的人群占比由2011年底的69.3%提升至74.5%。上網(wǎng)地點在學校公共機房的網(wǎng)民占比下降了3個百分點，所有這些變化都是個人上網(wǎng)設備持有比例提升和網(wǎng)絡接入條件改善的必然結(jié)果［1］。與此同時，高校的信息化程度不斷提高，應用范圍不斷擴大，廣大的教師、學生及教務教輔人員也對教務管理信息平臺提出了更高的要求，如多元化的訪問方式、更加方便、快捷的檢索和獲取信息等。這就需要高校的網(wǎng)絡基礎建設需要進一步加強，對原有的基于有線的訪問方式進一步擴展，如建設校園 Wi-Fi，與運營商合作搭建校園3G網(wǎng)絡等，以滿足當代數(shù)字校園發(fā)展的需求。3G網(wǎng)絡是第三代移動通信網(wǎng)絡，相對GPRS網(wǎng)絡具有無線性、速度快、靈活性、即時性和互動性等優(yōu)點，尤其是在語音信息和大數(shù)據(jù)的傳輸速率上有跨越式的提升，能夠更好地滿足無線信息檢索、無線視頻學習等教務管理的更高層次的需求。因此，讓教務管理信息系統(tǒng)搭上3G平臺的快車，提升用戶體驗，是本文研究的主要目的?？紤]到現(xiàn)有系統(tǒng)及未來系統(tǒng)的可擴展性，在開發(fā)過程中選擇了目前較為流行的SSH開源框架進行開發(fā)，實現(xiàn)了部分功能，既降低了開發(fā)成本，保證了系統(tǒng)的健壯，也為將來與其他模塊或系統(tǒng)的對接預留了接口。

1 相關技術

1.1 3G網(wǎng)絡及3G手機

第三代移動通信技術（3rd-generation，3G），是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術。3G服務能夠同時傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中能夠分別支持至少2Mbps、384kbps以及144kbps的傳輸速度（此數(shù)值根據(jù)網(wǎng)絡環(huán)境不同會發(fā)生變化）。3G是將無線通信與國際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動通信系統(tǒng)，目前3G存在四種標準：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，WiMAX。

3G手機是基于移動互聯(lián)網(wǎng)技術的終端設備，除了能完成高質(zhì)量的日常通信外，還能進行多媒體通信。用戶可以在3G手機的觸摸顯示屏上直接寫字、繪圖，并將其傳送給另一臺手機，還可以用3G手機直接上網(wǎng)，查看電子郵件或瀏覽網(wǎng)頁；有的3G手機自帶攝像頭，這將使用戶可以利用手機進行電腦會議［2］。

可見，3G網(wǎng)絡提供了更高效的傳輸速率、更便捷的移動性能和更即時的電子數(shù)據(jù)服務。3G手機為基于3G的應用提供了高效而便捷的終端基礎。如何將這樣嶄新的平臺服務于高校的教學及教學管理，開發(fā)更多的基于高校特點的3G手機應用程序是未來的一個研究方向。

1.2 SSH開源框架

SSH為Struts2＋Spring＋Hibernate的縮寫，是目前較流行的一種Web應用程序開源框架。

集成SSH框架的系統(tǒng)從職責上分為四層：表示層、業(yè)務邏輯層、數(shù)據(jù)持久層和域模塊層。其中Struts2作為系統(tǒng)的基礎架構(gòu)，負責MVC的分離，控制業(yè)務跳轉(zhuǎn)。Hibernate對持久層提供支持由Spring管理Struts和 Hibernate。具體做法［3］是：用面向?qū)ο蟮姆治龇椒ǜ鶕?jù)需求提出一些模型，將這些模型實現(xiàn)為基本的Java對象，然后編寫基本的DAO（Data Access Objects）接口，并給出 Hibernate的DAO實現(xiàn)，采用Hibernate架構(gòu)實現(xiàn)的DAO類來實現(xiàn)Java類與數(shù)據(jù)庫之間的轉(zhuǎn)換和訪問，最后由Spring做管理，管理Struts2和Hibernate。

系統(tǒng)的基本業(yè)務流程是：在表示層，首先通過JSP頁面實現(xiàn)交互界面，傳送請求和接收響應，然后Struts2根據(jù)配置文件（struts-config.xml）將 ActionServlet接收到的請求委派給相應的Action處理；在業(yè)務層，Spring IoC容器負責向Action提供業(yè)務模型（Model）組件和該組件的協(xié)作對象數(shù)據(jù)處理（DAO）組件完成業(yè)務邏輯，并提供事務處理、緩沖池等容器組件以提升系統(tǒng)性能和保證數(shù)據(jù)的完整性；在持久層，則依賴于Hibernate的對象化映射和數(shù)據(jù)庫交互，處理DAO組件請求的數(shù)據(jù)，并返回處理結(jié)果。

采用上述開發(fā)模型，既實現(xiàn)了視圖層、控制層與模型層的分離，又實現(xiàn)了業(yè)務邏輯層與持久層的分離。這樣無論前端如何變化，模型層只需很少的改動，并且數(shù)據(jù)庫的變化也不會對前端有所影響，大大提高了系統(tǒng)的可復用性。不同層之間耦合度小，有利于團隊成員并行工作，大大提高了開發(fā)效率。

2 系統(tǒng)設計

基于3G技術的教務信息管理系統(tǒng)主要特點在于終端用戶能夠在任何時間、任何地點進行學習和管理，新的平臺系統(tǒng)必須能夠?qū)W習和管理活動提供相應的支持。為了實現(xiàn)這樣的功能，系統(tǒng)的設計需要搭建一個融合統(tǒng)一的平臺或環(huán)境。同時還需要能夠兼容原有的2G網(wǎng)絡相應的功能，所以還要提供WWW的Web服務，因此，需要搭建一套新的基于3G的平臺，作為原有 Web服務的補充。這樣，就形成了一個基于 Web、WLAN、Wi-Fi、3G和2G的新的融合體系，充分滿足使用者的訪問方式的多樣性需求。

2.1 體系結(jié)構(gòu)設計

近年來，3G終端設備種類和數(shù)量均有大幅度的增長，設備功能越來越強大，價格越來越便宜，擁有的人越來越多，如3G智能手機、3G平臺電腦及其他3G終端設備，如圖1所示，用戶能夠通過這些設備發(fā)送業(yè)務請求到服務器，請求通過電信的網(wǎng)絡，透過防火墻送至移動網(wǎng)關，根據(jù)請求設備的不同，一部分信息如客戶信息、流量費等信息被送至3G平臺服務器，一部分信息則被轉(zhuǎn)發(fā)至教務管理信息系統(tǒng)（TMIS）服務器。不同服務器的響應分別經(jīng)過3G網(wǎng)絡返回至客戶端，即相應的3G終端設備，完成相關的業(yè)務流程。

圖1 網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)

2.2 功能模塊設計

基于3G網(wǎng)絡的特點，不僅可以實現(xiàn)普通文字、圖片等信息的瀏覽，更可以進行音頻、視頻等數(shù)據(jù)量較大的信息交互。因此，類似課程評價、實驗討論等交互性、即時性要求較高的功能的實現(xiàn)成為可能，實現(xiàn)的功能也比以往的Web方式要豐富許多。

學院現(xiàn)在正在運行的基于的Web的教務管理信息系統(tǒng)的功能主要包括：班級、專業(yè)、院系、課程等基礎信息管理、學籍成績管理、開設課程安排管理、教師信息管理、選課管理、課表查詢、實習實踐管理等功能，這些功能屬于基本的數(shù)據(jù)業(yè)務服務。針對新的3G網(wǎng)絡，本系統(tǒng)設計增加了隨時隨地介入的功能模塊：

（1）全新的課表管理。學生可以通過系統(tǒng)獲取自己的課表，查看一起上課的同學的微博，還可以實名或匿名向相關教師提問或建議，也可取代原來的評教方式對教師進行評教。

（2）交互的選課方式。學生可通過選課平臺與相應的任課教師互動，增加了學生對課程及教師的認識，選課更有目的和針對性，在授課前讓教師和學生就有了一個交流的平臺。交流的方式可以是微博、微信、人人網(wǎng)，也可是視頻等。

（3）圖像瀏覽。教師可通過3G手機等設備掃描學生證上的二維碼，以獲取學生的照片、學籍注冊情況等電子信息，作為考試時學生信息的核對方式。

（4）無線檢索。教務管理人員可通過無線檢索功能來進行信息查詢、業(yè)務處理。在校學生也可以進行資料檢索、論文查詢、課程查詢和成績查詢等。

（5）無線P2P。學生與學生、學生與教師、教師與教師等之間的交流即終端對終端的信息交互也是新平臺實現(xiàn)的重要功能之一。借助私有云或公有云，教師可以很方便的將相關資料共享給學生或同時，同事間可以共享授課經(jīng)驗及心得、學生可以將作業(yè)提交給教師，教師批改后可作為平時成績錄入到現(xiàn)有系統(tǒng)中。學生還可以訪問精品課網(wǎng)站來進行自主學習，遇到問題時可以向教師提問以尋求幫助。

要實現(xiàn)這一重要功能，需要基礎網(wǎng)絡及服務器能夠承載終端與終端之間的高效、自由的信息交換。

以上的功能在校園網(wǎng)內(nèi)部可以通過WLAN進行點對點的互動交流；在校園網(wǎng)外部可以通過互聯(lián)網(wǎng)登錄，又可以通過3G終端登錄。

2.3 數(shù)據(jù)庫設計

獨立的后臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供了對Web端和3G客戶端的請求的支持，包括維護用戶信息、標識用戶身份和響應用戶請求等。

用戶通過檢索原來基于Web端的數(shù)據(jù)庫來獲取相關信息，如課表、成績、教師、教室占用、視頻等信息，如果是基于 Wi-Fi的終端，則通過 WLAN進行數(shù)據(jù)傳輸，如果是基于3G的用戶則通過管理系統(tǒng)平臺與之進行信息交流，獲得數(shù)據(jù)并經(jīng)過處理然后經(jīng)由電信網(wǎng)關進行回執(zhí)，進而發(fā)送到3G終端。為提高性能、防范災難可采用分布式的數(shù)據(jù)庫設計。

2.4 Web端的研究與設計

基于SSH框架開發(fā)速度快，質(zhì)量高，易于擴展的優(yōu)點，Web端采用了SSH框架進行開發(fā)。JSP頁面提交的請求信息傳遞給Action層，然后信息傳遞到Model層，再到Manager進行業(yè)務處理，然后數(shù)據(jù)持久層進行與數(shù)據(jù)庫的信息獲取后返回View層用于頁面顯示。

為了能夠?qū)崿F(xiàn)2G網(wǎng)絡兼容，需要進行部分基于嵌入式的開發(fā)。其他功能模塊則可以通過3G網(wǎng)絡登錄的用戶與其他網(wǎng)絡用戶進行信息交互。無線標識語言（Wireless Markup Language，WML）是基于XML標準制定的，適合于移動終端，如手機和PDA。SSH與WML整合成為構(gòu)建基于3G終端的教學管理系統(tǒng)的合適方案［4］，針對移動終端的數(shù)據(jù)的保存可以利用嵌入式移動數(shù)據(jù)庫［5］。整個 Web端體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 Web端體系結(jié)構(gòu)

2.5 服務端的研究與設計

在提供對原有網(wǎng)絡訪問支持的前提下，服務器端還需要具有廣泛的數(shù)據(jù)、業(yè)務邏輯的接口，以支持3G網(wǎng)絡。服務器端需要提供一個可以對網(wǎng)絡用戶信息進行管理和監(jiān)控的平臺。后臺管理系統(tǒng)能實時掃描網(wǎng)絡接口數(shù)據(jù)包，讀取平臺數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，進行標識，根據(jù)內(nèi)容進行業(yè)務處理，從教務系統(tǒng)中獲得想要的數(shù)據(jù)。接收發(fā)送接口由服務提供商提供，業(yè)務處理由本平臺實現(xiàn)，SSH框架非常適合這樣的組合和分層，很好地銜接了各方的應用［6］。實現(xiàn)發(fā)送功能的部分代碼如下所示：

基于3G網(wǎng)絡的互動則拓展了當前教務管理系統(tǒng)的訪問方式，提升了教學、教學管理的內(nèi)涵，也是高校信息化水平提升的一個標志。

3 結(jié)束語

采用SSH框架進行開發(fā)，可以很好地實現(xiàn)系統(tǒng)的業(yè)務邏輯、數(shù)據(jù)訪問和顯示之間的分離，減少代碼的編寫，方便與其他各個應用系統(tǒng)的整合，提高模塊的重用性和移植性，整個系統(tǒng)也具有良好的可維護性與可擴展性。當前運行的系統(tǒng)能夠依托3G進行一些查詢業(yè)務和數(shù)據(jù)處理功能，如選課、評教、教室申請等，下一步想要解決的問題是公開課、精品課等流媒體的傳輸功能以及如何進一步實現(xiàn)3G技術與教學互動的有機融合。

［1］中國互聯(lián)網(wǎng)信息中心.第31次中國互聯(lián)網(wǎng)絡發(fā)展狀況統(tǒng)計報告［EB／OL］.［2013-05-10］.http：／／www.cnnic.net.cn／hlwfzyj／hlwxzbg／hlwtjbg／201301／t20130115＿38508.htm.

［2］JIA M.3G［EB／OL］.［2013-05-20］.http：／／baike.baidu.com／view／808.htm？fromId＝362852.

［3］SSH 框架［EB／OL］.［2013-05-20］.http：／／baike.baidu.com／view／2090973.htm.

［4］董少偉，郭中華.手機多媒體技術在現(xiàn)代教學管理中的應用［J］.科學與管理，2009，11（5）：138-139.

［5］李裕建，蘇曉龍，王香婷.一種新的嵌入式移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設計［J］.嵌入式數(shù)據(jù)庫應用，2009，6（2）：169-171.

［6］冀榮華，吳才聰，李民贊.基于遠程通訊的農(nóng)田信息管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)［J］.農(nóng)業(yè)工程學報，2009，25（2）：167-169.