基于SSH2的计算机课程教学管理系统的设计与实现
摘要:基于JavaEE的SSH2(Struts 2 + Spring + Hibernate)框架,根据山东省电力学校计算机类课程的上机实习及考试管理方法、业务流程和信息化管理发展的需求,设计了一种基于SSH2的计算机课程教学管理系统,该系统的实施为提高学校教学过程的信息化管理水平奠定了良好的基础。
关键词:JavaEE/MVC模式;Struts 2;Spring;Hibernate;SSH2;实训管理
中图分类号:G420 文献标志码:A 文章编号:1009-3044(2009)36-10517-02
随着信息化建设步伐的加快,高校的校园网已初具规模,网上学习考试系统已经成为各高校竞相建设的项目。与传统方法相比,无纸化学习考试能充分发挥校园网的功能,并可以节省大量办公、考试用纸,同时管理方式灵活、高效。但目前运行的各类网上实习及网上考试系统都不是十分完善,存在数据不统一,系统不便于维护等诸多问题,为此,我们从实用的角度出发,结合自己学校学生计算机类课程实习和考试的特点,设计了一种比较完善的网上实习及网上考试系统。
1 SSH2(Struts2、Spring、Hibernate)
Java是个不断创新的领域,在Java企业级应用(Java EE)领域里Java EE轻量级开发架构的出现给整个Java EE开发的体系带来了更多革新的思想。与传统的重量级Java EE架构相比,轻量级Java EE框架具备了快速、高效、易于使用的特点,特别使用与中小型企业。目前,一般公司主要用轻量级技术框架进行企业开发,各种Java企业级应用的框架也层出不穷。
Java企业级应用(Java EE)又分为“轻量级”和“重量级”,如基于SSH2的“轻量级”框架技术和基于EJB的 “重量级”框架。
在Java EE项目的开发过程中,开发人员采用传统的方法,即采用EJB这种重量级的组件模型。但在很多情况下,EJB并不是最佳的解决方案。本设计应用了一种基于SSH2(即采用开源框架Struts 2、Spring和Hibernate的组合来开发企业级Java EE应用)的轻量级的Java EE解决方案。
Struts 2是一个Java EE的开源框架,主要用在Web层(用于与用户交互、并控制用户请求),它是Model-View-Controller(MVC)这种体系结构的一个具体实现,它应用较为广泛。
Spring是一个开源的、轻量级的Java EE应用程序框架和容器。它提供Java EE应用程序中一些公共的、基础性的服务,包括查找和定位服务,事务管理,统一的资源配置管理,线程管理等等。业务对象在Spring容器中运行,Spring负责管理业务对象的生命周期和他们之间的相互调用。Spring框架的核心是控制翻转IoC(Inversion of Control)/依赖注入DI(Dependence Injection)机制。
Hibernate是一个优秀的Java EE平台下的“对象-关系”映射的开源工具。在Java EE应用程序中,采用面向对象编程,用对象描述实体;而数据源层往往是关系型数据库系统,用二维表存储数据。为解决面向对象的应用程序和面向关系的数据库系统之间的“阻抗不匹配”,需要一种映射工具把Java EE应用程序中的对象映射到关系型数据库中的二维表。Hibernate是一个优秀的、功能强大的、开源的O-R Mapping工具,并支持所有主流的关系型数据库系统。
一个可供选择的模型(该模型分为4层)如图1。
2 系统设计与实现
2.1 系统概述
《计算机课程教学管理系统》实现了计算机课程考试、实习等方面的自动化管理。该系统包括实习管理、考试系统、题库管理三个模块。管理员统一管理各种用户,设置各种用户的权限,并负责题库的维护,考试试题及实习试题的生成,并可通过“查看学生”更快捷的了解使用班级及各班级详细学生名单;学生则可以随时参加考试和实习,在做完试题后直接交卷,试题答案通过网络传至服务器,并自动进行成绩的评定和汇总。《计算机课程实训管理系统》使计算机课程考试与实习工作进一步规范化、自动化,使计算机教学与管理上了一个新的台阶。
2.2 系统结构图
图2为系统结构图。
2.3 系统功能模块描述
本系统主要供学生、管理员两大类用户访问,分为实习管理系统、考试系统、题库管理系统三个功能模块。
2.3.1 题库管理
主要为实习和考试提供题目的来源,管理员可按照不同科目、章节、难度、知识点、题型等对题目进行分类管理,包括增加、删除、更新等。
2.3.2 实习管理
由管理者指定实习内容,学生可在登录后完成相应内容,提交阶段性成果,并对学生完成进度进行记录,管理者可查询学生的成果及完成进度,并根据实习内容的不同,由系统自动或由管理员手动评定和记录学生成绩。
2.3.3 考试系统
在线考试模块,完成在线考试功能。系统按照管理者指定内容自动完成试卷生成、分发、考试计时、成绩评定、记录等功能。管理者同时登陆对考试过程进行监控,并查询学生成绩。
2.4 系统安全设计
2.4.1 登录安全
由于本系统的特殊性,所以在系统设计时需要用户注册并获取相应的权限才可以使用对应的功能,安全登录是本系统的第一道屏障,通过使用J2EE的WEB层安全机制,可以保护WEB层的一些资源,如:URL、URL模型以及HTTP的提示方式。当未被授权的用户访问这些受保护的资源时,J2EE容器会自动将用户导向规定的登录界面,要求用户输入用户名和密码。
2.4.2 传输安全
传输安全指用于H1TrP协议以便在安全传输连接上运行的机制,使用传输安全,可以通过SSL,用户名/密码身份验证和客户端数字证书来确保WEB资源的安全。J2EE提供了一种可自定义的方式来获取用户的验证信息。在设计时,定义要使用SSL保护WEB资源范围,确保对本系统的数据库的访问均为安全调用,然后加密客户端和此WEB资源之间的数据流。
2.5 技术关键
本系统采用了基于SSH2的Java EE轻量级解决方案:Struts 2.1+Spring 2.5+Hibernate 3.2,以Spring的IoC容器负责管理业务逻辑组件、持久层组件及控制层组件,充分利用DI(依赖注入)的优势,进一步增强系统的解耦,提高应用的可扩展性,降低系统重构的成本。
以下是关于该系统中间层的各层描述:
View层:JSP页面部分,属于Struts 2框架MVC模式的视图(Viewer)部分,完成客户请求传递或处理后数据的显示。
Action层:系统业务控制器层,属于Struts 2框架MVC模式的控制器(Controller)部分,主要完成系统的操作命令的转发处理,在这里调用Service层组件进行业务逻辑处理。
Service层,主要完成对数据的业务逻辑方面的处理操作,本系统主要设计两个模块,每个模块对应一个Service组件类。在这一层向上提供业务逻辑处理,向下调用DAO来取得所需要的业务数据,该层运用了Spring框架对Action层与DAO层进行整合。
DAO层(数据访问对象层),使用Hibernate框架,并封装了Hibernate的基本操作,主要完成对数据的访问操作,与数据库系统交互。
POJO层,也就是实体层,提供系统供持久化的对象、对象-关系映射文件,通常一个POJO对应数据库中的一张表。
3 结束语
该论文主要论述了基于SSH2的Java EE的轻量级解决方案的计算机课程教学管理系统,基于EJB的Java EE架构对于企业级应用过于沉重和复杂,开发和维护成本高昂,越来越多的Java EE开发者逐渐抛弃了这种传统EJB重量级架构,转而寻找轻量级架构来构建Java EE应用。
《基于SSH2的计算机课程教学管理系统》已成功应用于山东省电力学校,该系统运行以来.稳定可靠、用户界面良好、操作方便.充分发挥了现有资源优势,提高了日常工作效率。
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