李紹華+馮晶瑩

摘要：該文將傳統(tǒng)三層架構(gòu)模式和基于抽象工廠模式的三層架構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比?；诟倪M(jìn)的三層架構(gòu)模式，使用Visual Stu-dio 2013和SQL Server 2012設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了科研項(xiàng)目管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理的信息化。使用存儲(chǔ)過(guò)程提高系統(tǒng)的執(zhí)行效率和安全性。

關(guān)鍵詞：科研系統(tǒng)；三層架構(gòu)；抽象工廠；ASP.NET

1背景

隨著高校教師對(duì)科研項(xiàng)目申報(bào)數(shù)量的增加，項(xiàng)目管理部門(mén)的任務(wù)日漸繁重，而使用傳統(tǒng)手工方式對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行管理的形式越來(lái)越不能適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求，嚴(yán)重影響了相關(guān)人員的工作效率和準(zhǔn)確性。

信息化和網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程的不斷加速，在大數(shù)據(jù)時(shí)代通過(guò)運(yùn)用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，構(gòu)建高效和實(shí)用的信息管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)科研項(xiàng)目管理工作的數(shù)字化成為可能，它可以有效的縮短管理時(shí)間、簡(jiǎn)化管理過(guò)程。

2三層架構(gòu)體系結(jié)構(gòu)

NET軟件項(xiàng)目設(shè)計(jì)為了實(shí)現(xiàn)“高內(nèi)聚、低耦合”的設(shè)計(jì)思想，通常使用三層架構(gòu)模式（視圖層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問(wèn)層），將項(xiàng)目代碼根據(jù)功能寫(xiě)在不同的層次模型中。如圖1所示。

1）視圖層：直接和用戶(hù)進(jìn)行交互，收集用戶(hù)在界面中輸入的數(shù)據(jù)并通過(guò)調(diào)用方法時(shí)，實(shí)參給形參傳值，傳遞給業(yè)務(wù)邏輯層；將業(yè)務(wù)邏輯層方法返回的數(shù)據(jù)以某種形式顯示在界面中。

2）業(yè)務(wù)邏輯層：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的加工處理，在視圖層和數(shù)據(jù)訪問(wèn)層之間起到數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站的作用。

3）數(shù)據(jù)訪問(wèn)層：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和讀取。根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯層傳遞過(guò)來(lái)的指令和數(shù)據(jù)，通過(guò)INSERT、UPDATE、DELETE或SELECT語(yǔ)句操作數(shù)據(jù)庫(kù)。.NET框架中使用ADO.NET的連接類(lèi)、命令類(lèi)、數(shù)據(jù)讀取類(lèi)、數(shù)據(jù)適配器類(lèi)和數(shù)據(jù)集類(lèi)等操作數(shù)據(jù)庫(kù)。

4）實(shí)體層：將數(shù)據(jù)庫(kù)中關(guān)系型表進(jìn)行面向?qū)ο蠡幚?，?shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)象在視圖層和業(yè)務(wù)邏輯層之間的傳遞。

根據(jù)項(xiàng)目規(guī)模和需求，可以選擇Oracle、SQL Server、DB2、Sybase、MySQL、Access等關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)。這些數(shù)據(jù)庫(kù)都遵循結(jié)構(gòu)化查詢(xún)語(yǔ)句（Structure Query Language，SQL），但不同數(shù)據(jù)庫(kù)的SQL文、存儲(chǔ)過(guò)程、函數(shù)、觸發(fā)器、游標(biāo)的使用規(guī)則不盡相同。

在ADO.NET框架中，針對(duì)不同數(shù)據(jù)庫(kù)使用不同的命名空間中的類(lèi)。例如：

在傳統(tǒng)的三層架構(gòu)體系中，視圖層依賴(lài)于業(yè)務(wù)邏輯層，業(yè)務(wù)邏輯層依賴(lài)于數(shù)據(jù)訪問(wèn)層。如果后臺(tái)使用的數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生變化，數(shù)據(jù)訪問(wèn)層和業(yè)務(wù)邏輯層的代碼都需要大量修改，不利于系統(tǒng)的擴(kuò)展。3抽象工廠模式

例如，A廠生產(chǎn)布料，B廠生產(chǎn)紐扣，c廠生產(chǎn)針線。但客戶(hù)要的是衣服，這樣就需要一個(gè)D廠，D就是專(zhuān)門(mén)制作衣服的。客戶(hù)需要衣服不必去找ABC廠，直接找D即可?？蛻?hù)也不必知道D的衣服是怎樣做成的。ABC廠的變化不會(huì)直接影響到客戶(hù)。

抽象工廠模式提供創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互依賴(lài)的接口，而無(wú)需指定他們具體的類(lèi)。從字面上的理解就是給上一層或調(diào)用者提供一系列功能的接口，讓上層或調(diào)用者自己去實(shí)現(xiàn)。在具體工廠中負(fù)責(zé)創(chuàng)建產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中每個(gè)產(chǎn)品，它包含了創(chuàng)建不同產(chǎn)品的商業(yè)邏輯，實(shí)現(xiàn)抽象工廠中的接口，定義產(chǎn)品的共同接口。

抽象工廠模式可有效降低模塊間的耦合性，最大限度地實(shí)現(xiàn)軟件復(fù)用，實(shí)現(xiàn)“高內(nèi)聚、低耦合”的設(shè)計(jì)目的。

4基于抽象工廠模式的三層架構(gòu)體系

為了解決傳統(tǒng)三層架構(gòu)模式層與層高依賴(lài)度，不利于擴(kuò)展的弊端，推薦使用基于抽象工廠模式的三層架構(gòu)體系。抽象工廠模式引入了面向接口編程思想，使上層類(lèi)不具體依賴(lài)于下層類(lèi)，而只依賴(lài)于下層提供的一個(gè)接口。將數(shù)據(jù)訪問(wèn)層細(xì)分為數(shù)據(jù)接口層、數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)層、數(shù)據(jù)工廠層以及數(shù)據(jù)工具層，從而使得業(yè)務(wù)邏輯層依賴(lài)于數(shù)據(jù)接口層，與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)不發(fā)生直接關(guān)系?；诠S模式的三層架構(gòu)體系如圖2所示。

如果項(xiàng)目更換后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，只需要修改抽象工廠模式的數(shù)據(jù)訪問(wèn)層即可。

5科研系統(tǒng)的框架設(shè)計(jì)

1）使用Visual Studio 2013創(chuàng)建名為SRM的空白解決方案。新增名為SRMUI的ASP.NET空網(wǎng)站項(xiàng)目；名為Business、DALFactory、DBUtility、Entity、IDAL、SQLServerDAL和ToolUtili-ty的類(lèi)庫(kù)項(xiàng)目，如圖3所示。

為了便于統(tǒng)一管理，設(shè)置七個(gè)類(lèi)庫(kù)項(xiàng)目的程序集名稱(chēng)和默認(rèn)命名空間為SRM.Business、SRM.DALFactory、SRM.DBUtility、SRM.Entity、SRM.IDAL、SRM.SQLServerDAL和SRM.ToolUtili-ty。如圖4所示。

根據(jù)依賴(lài)關(guān)系，為程序集添加引用：SRMUI引用Business、Entity和ToolUtility；Business引用IDAL、DALFactory和Entity；DALFaetory引用IDAL；IDAL引用Entity；SQLServerDAL引用DBUtility、IDAL和Entity。

21為數(shù)據(jù)庫(kù)中每張表，在Business程序集中創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯類(lèi)，如圖5示。該層不直接依賴(lài)數(shù)據(jù)訪問(wèn)層，而是依賴(lài)IDAL接口層和DALFaetory工廠層。通過(guò)工廠層創(chuàng)建程序集指定類(lèi)的實(shí)例，并決定調(diào)用哪個(gè)數(shù)據(jù)訪問(wèn)層的數(shù)據(jù)操作方法。

3）為數(shù)據(jù)庫(kù)中每張表，在Entity程序集中創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的實(shí)體類(lèi)，如圖6所示。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)以對(duì)象的形式在SRMUI、Business、IDAL和SQLServerDAL之間傳遞。

4）為數(shù)據(jù)庫(kù)中每張表，在IDAL程序集中創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)接口，如圖7所示。接口中聲明了在SQLServerDAL程序集中實(shí)現(xiàn)的方法。

5）為數(shù)據(jù)庫(kù)中每張表，在SQLServerDAL程序集中創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)類(lèi)，實(shí)現(xiàn)IDAL程序集中接口的方法，如圖8所示。根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的類(lèi)型，可以定義OracleDAL、MySQLDAL或AccessDAL等。

在SQLServerDAL程序集中，本項(xiàng)目使用存儲(chǔ)過(guò)程實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作，原因如下：

①執(zhí)行效率高。存儲(chǔ)過(guò)程只在創(chuàng)建時(shí)進(jìn)行編譯，以后每次執(zhí)行存儲(chǔ)過(guò)程都不需再重新編譯，而SQL語(yǔ)句每執(zhí)行一次就編譯一次。

②方便事務(wù)處理。當(dāng)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行多個(gè)復(fù)雜操作時(shí)，可將復(fù)雜操作用存儲(chǔ)過(guò)程封裝起來(lái)與數(shù)據(jù)庫(kù)提供的事務(wù)處理結(jié)合一起使用。

③提高代碼復(fù)用性。存儲(chǔ)過(guò)程可以重復(fù)使用，減少數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)人員的工作量。

④安全性高。通過(guò)權(quán)限設(shè)定，可指定只有某些用戶(hù)才具有對(duì)指定存儲(chǔ)過(guò)程的使用權(quán)。

⑤減少網(wǎng)絡(luò)流量。存儲(chǔ)過(guò)程位于服務(wù)器上，調(diào)用的時(shí)候只需要傳遞存儲(chǔ)過(guò)程名稱(chēng)以及參數(shù)即可，降低網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。

6）在DALFactory程序集中添加DataAccess類(lèi)，如圖9所示。DALFactory通過(guò)配置文件和反射機(jī)制實(shí)現(xiàn)SQLServerDAL的實(shí)例化，是通過(guò)多態(tài)機(jī)制實(shí)現(xiàn)的，如圖10所示。這樣的好處就是如果要更換數(shù)據(jù)庫(kù)，只需要更改Web.config配置文件，如圖11所示。

使用反射機(jī)制動(dòng)態(tài)的創(chuàng)建類(lèi)型的實(shí)例，將類(lèi)型綁定到現(xiàn)有對(duì)象，或從現(xiàn)有對(duì)象中獲取類(lèi)型應(yīng)用程序需要在運(yùn)行時(shí)從某個(gè)特定的程序集中載人一個(gè)特定的類(lèi)型，以便實(shí)現(xiàn)某個(gè)任務(wù)時(shí)可以用到反射。反射主要應(yīng)用于類(lèi)庫(kù)，這些類(lèi)庫(kù)需要知道一個(gè)類(lèi)型的定義，以便提供更多的功能。

7）在DBUtility程序集中添加SQLDBHelper類(lèi)，實(shí)現(xiàn)與SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)的交互。如圖12所示。根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的種類(lèi)，可以定義0racleDBHelper、MySQLDBHelper或AccessDBHelper等。

8）在ToolUtility程序集中添加若干個(gè)工具類(lèi)。如圖13所示。

6科研系統(tǒng)的運(yùn)行

科研項(xiàng)目管理系統(tǒng)的首頁(yè)運(yùn)行如圖14所示。

7結(jié)束語(yǔ)

科研項(xiàng)目管理信息化平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目活動(dòng)的全程跟蹤。信息化平臺(tái)將人員、項(xiàng)目、評(píng)審、成果和權(quán)限等管理有機(jī)結(jié)合在一起，有效地提高了項(xiàng)目成果管理水平和效率?；诔橄蠊S模式三層體系架構(gòu)的使用，便于項(xiàng)目的移植和擴(kuò)展。endprint