鄭偉鴻　林　珠

（1．廣東省科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)中心，廣東　廣州　510033；2．廣東省高性能計(jì)算重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東　廣州　510033）

基于SSH架構(gòu)的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室信息統(tǒng)計(jì)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鄭偉鴻1,2林珠1,2

（1．廣東省科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)中心，廣東廣州510033；2．廣東省高性能計(jì)算重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州510033）

在SSH框架技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)室體系管理信息統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可提高對(duì)省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和省企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的管理信息的收集、統(tǒng)計(jì)的工作效率。

實(shí)驗(yàn)室；統(tǒng)計(jì)；Strust；Spring；Hibernate

1　需求分析

全省實(shí)驗(yàn)室體系管理信息統(tǒng)計(jì)的開展，對(duì)省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和省企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行狀況、人力資源、儀器設(shè)備和經(jīng)濟(jì)效益等進(jìn)行調(diào)查并統(tǒng)計(jì)，不僅有利于對(duì)實(shí)驗(yàn)室體系的深化管理，而且為進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)分析省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和省企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)指標(biāo)的分布情況提供數(shù)據(jù)依據(jù)，為省科技廳制定相關(guān)政策提供參考。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)用信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)能夠代替人工繁瑣的統(tǒng)計(jì)方式的信息化系統(tǒng)，是提高全省實(shí)驗(yàn)室體系管理信息統(tǒng)計(jì)工作效率、節(jié)約人力和物力資源的必由之路。經(jīng)過調(diào)查分析，該系統(tǒng)需提供：（1）操作直觀，方便簡(jiǎn)潔的信息填報(bào)功能；（2）分類統(tǒng)計(jì)功能；（3）用戶權(quán)限管理和信息安全。

2　SSH框架技術(shù)

SSH框架是由Strust+Spring+Hibernate集成的框架，是目前較為流行的web應(yīng)用程序開發(fā)框架。SSH繼承了J2EE的分層架構(gòu)模式，分別為表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)持久層。

2.1Strust實(shí)現(xiàn)表示層

Strust主要解決表示層的實(shí)現(xiàn)問題，以WebWork為核心，采用攔截器的機(jī)制來處理用戶的請(qǐng)求，使得業(yè)務(wù)邏輯控制器與Servlet API完全脫離開[1]，可以有效地提高開發(fā)人員的效率。Strust的工作原理為：（1）用戶通過使用瀏覽器客戶端發(fā)送HTTP協(xié)議的請(qǐng)求。（2）HTTP請(qǐng)求到達(dá)服務(wù)器后，經(jīng)過控制器，使用框架結(jié)構(gòu)填充Form Bean。（3）經(jīng)過填充的數(shù)據(jù)請(qǐng)求通過框架中控制器的Action組件進(jìn)行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理。（4）經(jīng)過控制器處理過的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)調(diào)用Struts的基礎(chǔ)部件實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯。（5）將業(yè)務(wù)邏輯經(jīng)過轉(zhuǎn)換形成JSP業(yè)務(wù)進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果返回。（6）用戶在客戶端或者瀏覽器上得到HTTP請(qǐng)求的響應(yīng)。

2.2Spring實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯層

Spring是一種輕量級(jí)J2EE開源框架，它產(chǎn)生的主要目的就是提出一個(gè)EJB的簡(jiǎn)化替代品。這種應(yīng)用程序開發(fā)過程和測(cè)試的簡(jiǎn)化是Spring的關(guān)鍵特征。它基于MVC結(jié)構(gòu)，以控制反轉(zhuǎn)(inversion of control，IoC)或依賴注入(dependency injection，DI)原則和面向方面編程(aspect-oriented programming，AoP)思想為基礎(chǔ)，提供管理業(yè)務(wù)對(duì)象服務(wù)[2]。

IoC/DI是Spring的核心，即組件的關(guān)系由容器來控制，而非傳統(tǒng)的程序代碼，從而極大地改善了代碼的可重用性。IoC通過一些外部管理器，在它產(chǎn)生的時(shí)候可以向Bean注入所有依賴。Bean僅需要通過編碼和改變對(duì)象屬性的方法定義需求的特性。DI機(jī)制，可以在運(yùn)行期為組件配置所需資源，而無需在編寫組件代碼時(shí)就加以指定，在相當(dāng)程度上降低了組件之間的耦合，實(shí)現(xiàn)了組件真正意義上的即插即用。AOP是對(duì)面向?qū)ο缶幊蹋∣OP）的補(bǔ)充，將程序分解為各個(gè)關(guān)注點(diǎn)，從而能夠模塊化管理這種橫切多個(gè)對(duì)象的關(guān)注點(diǎn)[3]。

2.3Hibernate實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)持久化

Hibernate是一個(gè)優(yōu)秀的Java持久化層解決方案，是當(dāng)今主流的對(duì)象——關(guān)系映射(Object Relation Mapping，簡(jiǎn)稱ORM)工具。在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的表間關(guān)系有對(duì)象間關(guān)系沒有有效的轉(zhuǎn)換機(jī)制來完成匹配，Hibernate的出現(xiàn)很好地完成了二者之間的匹配問題。Hibernate可以將對(duì)象間關(guān)系按照一定的邏輯與數(shù)據(jù)庫(kù)中表之間的關(guān)系進(jìn)行高耦合度的匹配。Hibernate的使用可以減少原來面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)時(shí)大量的程序與數(shù)據(jù)庫(kù)之間SQL的轉(zhuǎn)換，有效提高開發(fā)效率[4]。

整合Strust、Spring和Hibernate的架構(gòu)是輕量級(jí)java EE框架，其具備了多種優(yōu)勢(shì)，如（1）分離了Java代碼和JSP代碼，降低對(duì)開發(fā)人員要求的復(fù)合度。（2）系統(tǒng)以分層的模式實(shí)現(xiàn)，層與層之間相對(duì)獨(dú)立，耦合度低。（3）具有良好的可拓展性和可移植性。

圖1　SSH架構(gòu)工作原理圖

3　總體設(shè)計(jì)

3.1開發(fā)工具與開發(fā)語言

本系統(tǒng)使用Java語言在Eclipse3.6平臺(tái)上進(jìn)行研發(fā)。應(yīng)用上述的輕量級(jí)框架SSH框架，并綜合應(yīng)用JSP、Javascript技術(shù)，使用DIV/CSS布局，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示，加強(qiáng)系統(tǒng)的人機(jī)交互。

3.2系統(tǒng)業(yè)務(wù)

廣東省實(shí)驗(yàn)室體系管理信息統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)面向全省范圍的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)管理人員，以及廣東省科學(xué)技術(shù)廳負(fù)責(zé)該部分工作的相關(guān)人員，主要用于全省實(shí)驗(yàn)室管理信息的填報(bào)和對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理信息數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，具體業(yè)務(wù)流程如圖2所示：

圖2　業(yè)務(wù)流程

3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

根據(jù)分析和業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，現(xiàn)給出了實(shí)驗(yàn)室體系管理信息統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,如圖3所示：

圖3　實(shí)驗(yàn)室體系管理信息統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

整個(gè)系統(tǒng)在分布式企業(yè)開發(fā)平臺(tái)（J2EE）框架基礎(chǔ)之上搭建，具備了建立現(xiàn)代企業(yè)級(jí)分布式應(yīng)用系統(tǒng)的必要前提條件。本系統(tǒng)開發(fā)選擇在Windows操作平臺(tái)下開發(fā)，但最終部署在Linux系統(tǒng)上。

提供服務(wù)的部署環(huán)境的應(yīng)用服務(wù)器，我們將選用開源的Tomcat WEB應(yīng)用服務(wù)器，既可以為客戶節(jié)約很大一部分成本，同樣可以完成需要的功能。

在業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)上，充分結(jié)合J2EE基礎(chǔ)架構(gòu)。使用Java Bean技術(shù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯層面的功能。在業(yè)務(wù)邏輯層之上，是抽象程度更高、粒度更大的Web服務(wù)層服務(wù)，實(shí)現(xiàn)客戶服務(wù)。

4　數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

經(jīng)過需求分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析后，可以明確實(shí)驗(yàn)室體系管理信息統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)中所需的實(shí)體類及其所包含的屬性方法。然后使用Power Designer設(shè)計(jì)出數(shù)據(jù)庫(kù)的概念模型和物理模型，并畫出類圖，分析實(shí)體類之前的關(guān)聯(lián)關(guān)系。最后根據(jù)分析結(jié)果在Native工具中創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)表、序列、索引等數(shù)據(jù)對(duì)象。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)盡量減少數(shù)據(jù)冗余，堅(jiān)決反對(duì)低級(jí)冗余，即重復(fù)性冗余。提倡高級(jí)冗余，即派生性冗余，目的是為了提高數(shù)據(jù)處理的速度，減少數(shù)據(jù)訪問時(shí)間。為了在盡量減少數(shù)據(jù)冗余的同時(shí)又提高數(shù)據(jù)的訪問速度，我們采用的策略是在概念數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)階段遵守第三范式，而在物理數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)時(shí)考慮降低范式標(biāo)準(zhǔn)，增加一些常用的派生字段，用來保證數(shù)據(jù)訪問時(shí)間達(dá)到最小，提高數(shù)據(jù)的處理速度。

5　功能模塊設(shè)計(jì)

5.1系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)用戶的權(quán)限分配管理。

系統(tǒng)采用用戶申請(qǐng)注冊(cè)，審核員或管理員審核并分配權(quán)限，帳號(hào)密碼登錄的形式進(jìn)入系統(tǒng)。主要功能包括：（1）用戶注冊(cè)：系統(tǒng)登陸界面中點(diǎn)擊相應(yīng)鏈接進(jìn)入用戶注冊(cè)界面，填寫用戶基本信息并提交，等待審核。（2）用戶審核：由審核員或管理員在系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行，審核通過的用戶即可登陸使用。（3）搜索：根據(jù)輸入用戶帳號(hào)進(jìn)行條件查詢。（4）重置：清除查詢條件。（5）編輯：進(jìn)入編輯用戶信息界面（編輯角色信息界面）。（6）刪除：刪除相應(yīng)的用戶（角色）。（7）角色分配：對(duì)相應(yīng)用戶進(jìn)行角色分配。（8）權(quán)限分配：對(duì)相應(yīng)角色進(jìn)行模塊的權(quán)限設(shè)置，進(jìn)入修改權(quán)限界面，選中在所需要操作的模塊前的勾選框。

5.2數(shù)據(jù)填報(bào)

通過審核的錄入員根據(jù)其所在實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際情況，進(jìn)行數(shù)據(jù)填報(bào)操作。為后續(xù)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析提供依據(jù)。錄入員選擇不同的大類標(biāo)簽，對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行填報(bào)。數(shù)據(jù)填報(bào)后，錄入員可以根據(jù)需要選擇保存或提交，選擇保存，則數(shù)據(jù)可以再次編輯修改，選擇提交，則無法再次編輯修改。

5.3實(shí)驗(yàn)室總覽

實(shí)驗(yàn)室總覽用于對(duì)各實(shí)驗(yàn)室填報(bào)的信息進(jìn)行管理。該模塊根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的類型分為“省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”與“省企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”兩大類。管理員通過該模塊，可以查看各實(shí)驗(yàn)室填報(bào)的數(shù)據(jù)與信息，從而清晰地知道各實(shí)驗(yàn)室填報(bào)的進(jìn)度和狀態(tài)。并可以對(duì)填報(bào)不合格的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)進(jìn)行駁回重填。

6　系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)

為了保障填報(bào)數(shù)據(jù)的安全性和完整性，以及保證數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)室體系管理信息統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)做充分的安全保障。

首先是對(duì)系統(tǒng)模塊的安全控制。用戶登錄后，只有用戶具有操作權(quán)限的模塊才會(huì)顯示給用戶使用。否則將不會(huì)顯示在界面上。

其次，通過對(duì)界面上的原子操作的控制，用戶沒有權(quán)限的原子操作將不會(huì)顯示在界面上。

最后，即使用戶通過非法途徑可以登錄無權(quán)限的界面進(jìn)行操作，在數(shù)據(jù)提交時(shí)，服務(wù)器將對(duì)提交數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格權(quán)限檢查，對(duì)于無操作權(quán)限的提交，將會(huì)禁止。

[1]杜素芳．SSH框架技術(shù)分析[J]．科技廣場(chǎng)，2014(5)：76-78．

[2]Craig walls，Ryan Breidenbach．Spring in Action中文版[M]．北京：人民郵電出版社，2006．

[3]Johnson R，Hoeller J．Expert one-on-one J2EE development without EJB[M]．America：Wrox，2004．

[4]藺小清．基于SSH框架的高等職業(yè)院校畢業(yè)管理平臺(tái)的研究與設(shè)計(jì)[J]．價(jià)值工程，2014(17)：216-217．

Design on the Information Statistics Management System of Key Laboratory Based on SSH Framework

Zheng Weihong1,2Lin Zhu1,2
（1.Guangdong Computing Center，Guangzhou 510033,Guangdong; 2.Guangdong Key Laboratory of High Performance Computing，Guangzhou 510033,Guangdong）

Based on the SSH framework technology,this paper designs a laboratory management information statistics system, which can improve the efficiency of information collection and statistics for provincial key laboratories and enterprise key laboratories.

laboratory;statistics;Strust;Spring;Hibernate

TP311.52

A

1008-6609(2016)06-0013-03

鄭偉鴻，男，廣東饒平人，雙學(xué)士，工程師，研究方向：虛擬化技術(shù)、軟件研發(fā)。

科技基礎(chǔ)條件資源數(shù)據(jù)共享平臺(tái)建設(shè)，項(xiàng)目編號(hào)：2013B061800011；廣東省高性能計(jì)算重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行經(jīng)費(fèi)，項(xiàng)目編號(hào)：粵科財(cái)字[2013] 82號(hào)；科技資源數(shù)據(jù)分析與開放共享服務(wù)平臺(tái)建設(shè)，項(xiàng)目編號(hào)：2014B070706004；基于高性能計(jì)算的廣東沿海風(fēng)暴潮災(zāi)害預(yù)報(bào)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，項(xiàng)目編號(hào)：粵科規(guī)財(cái)字[2014]116號(hào)。