基于改进的三层BS模式的工程训练系统设计.pdf

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1、收稿日期:2008205213基金项目:2006国家863计划RFID专项项目(2006AA04A124),广州市科委重点科技攻关项目(2006Z12D3021),2006广东省教育厅产学研结合基地及科技成果转化重大项目(cgzhzd0608).作者简介:钟润阳(19812),男,江西大余人,助教,硕士研究生,主要从事MES、企业信息化等方面的研究.文章编号:100025862(2008)0520530204基于改进的三层BS模式的工程训练系统设计钟润阳,戴青云,王美林(广东工业大学 信息工程学院,广东 广州 510006)摘要:在各大工科院校工程训练管理系统中,针对三层B/S模式实时实施过程

2、中服务器负荷过重、数据往来频繁、带宽限制等情况,提出了一种改进的三层B/S模式,并利用XML数据岛、AJAX等流行的网络系统开发技术实现,以减轻服务器负载压力,在带宽限制下提高WEB系统的实时性能.关键词:B/S模式;JavaScript;Ajax中图分类号:TP 311.52文献标识码:AB/S结构实际上是传统的三层模式中的一种,在传统的三层模式中,没有具体规定网络协议、中间层,而在B/S中明确规定采用TCP/IP,web作为中间层,也就是说,B/S结构是传统的三层模式的一个具体实现.在传统的三层模式中,web不是必须的,但是在网络化系统当中,web起着相当重要的作用,它统筹了底层数据库与用

3、户服务之间的数据流,是用户与数据仓库的桥梁;而且B/S模式统一了客户端,可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件,只要有一台能上网的电脑就能使用,实现了客户端零维护,系统的扩展也很容易,与此同时将系统功能实现的核心部分集中到服务器上,简化了系统的开发、维护和使用.当系统功能实现的核心部分集中到服务器上以后,服务器的负担过重,当过多的web页面请求浏览数据库,或者系统程序控制逻辑设计出现问题时,很可能会出现“写死”服务器或者“永久”连接服务器等问题;但因为B/S结构的优势明显,其使用越来越多,特别是由需求推动了Ajax和JavaScript技术的发展,它的程序也能在客户端电脑上进行部分处理

4、,从而大大的减轻了服务器的负担;并增加了交互性,能顺利实现局部实时刷新.由于B/S架构管理软件只安装在服务器端上,用户界面主要事务逻辑在服务器端通过WWW浏览器实现,极少部分事务逻辑在前端实现,因此,应用服务器运行数据负荷较重,一旦发生服务器“崩溃”等问题,后果不堪设想.但是在实时的实验管理系统中数据量比较大,实时数据的要求比较高,数据往来更加频繁,所以服务器的压力着实巨大,因此,分担服务器的一部分事务,降低服务器功耗成为网络设计者必须考虑的问题之一.1 提出改进的三层B/S模式及其优势在网络实时系统的设计当中,借助于JavaScript和Ajax等代码编程技术,可以将一些简单的客户端逻辑问题

5、、Web页面的控制方式等问题在客户端完成,实现有关的数据处理和计算.这些嵌入式的脚本语言对应用系统的结构、网络资源的平衡、服务器资源的利用等都有很大的改善.在实时综合实验教学管理系统设计过程中,为了解决数据流、带宽等问题,笔者提出在传统的三层模式下增加一层Web功能单元层,通过把部分服务器的逻辑判断、计算处理等功能封装在Web功能单元层中,以此来减轻服务器的负担;另外,在新增层中标准化数据库连接方式,减少不必要的数据库数据往来,直接与服务器端的用户表示层进行“通信”,减少客户端的接口量,在传统的三层模式中利用网络把三层联系起来,第32卷第5期2008年10月 江西师范大学学报(自然科学版)JO

6、URNAL OFJIANGXI NORMAL UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE)Vol.32 No.5Oct.2008 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/以实现数据的交互.四层B/S结构框架图如图1所示.图1 四层B/S模式在本系统当中,把在用户表示层上的应用程序单独独立出来,形成在服务器外层上的一个独立层,只要设置客户端与服务端的接口形式,就可以将基本的逻辑处理、简单计算放在客户端,减轻了服务器端的数据处理压力.采用以上模式有以下几个

7、优点:(1)分担了服务器的数据处理压力,把简单的逻辑运算和判断计算放在客户端完成;(2)减少了数据流量和客户端与服务器端数据流的往来,节省了带宽限制下对数据流量的要求;(3)客户端Web页面功能单元形成一个与数据库连接的新层,方便实现模块化接口,也可以增强各功能模块独立,达到“块间耦合度小,块内内聚性大”的设计目标;(4)减少客户端浏览器的刷新次数,方便实现“所见即所得”的设计理念;(5)设计统一的标准化数据库连接接口,防止客户端多样化的数据库连接方式;(6)减少不必要的数据传输,提高资源的利用率和程序的运行效率,增加系统的稳定性;(7)减少维护的时间和费用.2 实时综合实验管理系统当中Aja

8、x及JavaScript方法实现四层B/S在实时综合实验教学管理系统当中,采用的是ASP.NET、Ajax、JavaScript技术实现,其主要是由.NET框架所提供的类库构建而成,它提供了一个由一组控件和一个基本结构组成的WEB应用程序模型,通过该控件集封装的公共模块类,以及超文本标记语言(HTML)这几种机制进行有效地设计.其中应用程序模型的设计最重要的是服务器的设计,网络服务器将运行所编写的控件以及将用户界面转换成HTML格式后发给浏览器.对于传统的WEB应用系统,是属于同步的交互过程,服务器每次生成WEB页面并返回给客户端浏览器,这样需要频繁的访问服务器,加大了服务器的运转负荷,减慢了

9、访问速度.为此采用了Ajax,一种异步交互过程,相当于在用户和服务器之间加了一个中间层,引入了一个Ajax引擎,采用脚本与WEB服务器交换数据,从而减少了页面的刷新操作,提高了数据访问速度,减轻服务器的负担.利用.Net框架,在实时综合实验教学管理系统结构当中,四层B/S分解成以下几个部分,分别与数据库的三层模式对应.每一个数据库表都对应一个映射类,如图2所示,在web功能单元里,把数据库里的数据表抽象成类,对类的对象进行控件化编程,把数据库的数据表实体化,统一对象接口标准与数据库进行数据传输,提高了数据传输效率.图2 四层B/S的分解Ajax全称为“AsynchronousJavaScrip

10、t and XML”(异步JavaScript和XML),是指一种创建交互式网页应用的网页开发技术.它包含了XHTML+CSS、DOM、XML、XSLT等技术,用来完成动态显示及交互、数据交换及相关操作、进行异步查询等操作.Ajax的核心是JavaScript对象XmlHttpRequest,这是一种支持异步请求的技术,它可以向服务器请求并处理响应,在客户端执行页面刷新时提供了更大的灵活性.Ajax相当于在客户端和服务器之间加了一个中间层,使客户端操作与服务器响应异步化,把服务器的负担转移到客户端.135第5期钟润阳,等:基于改进的三层BS模式的工程训练系统设计 1994-2009 China

11、 Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/利用Ajax应用程序有以下优点:(1)通过异步模式,增大灵活性;(2)优化了浏览器和服务器之间的传输,减少不必要的数据往返,减少了带宽占用(3)Ajax引擎在客户端运行,承担了一部分本来由服务器承担的工作,从而减少了大用户量下的服务器负载.因此,在Web系统执行的时候,采用Ajax技术可以实现WEB功能层的动态更新,无需客户端向服务器申请并等待发送整个页面,减少下载的数据量,提高站点的性能.使用JavaScript可以开发交互式Web网页.JavaSc

12、ript可以实现网页和用户之间实时的、动态的、交互的关系,使网页包含更多活跃的元素和更加精彩的内容.JavaScript是一种“脚本”,它直接把代码嵌入到HTML文档中,浏览器读取它们的时候才进行编译、执行.JavaScript的一个重要功能就是基于对象的功能,通过基于类的具体对象的编程,可以更直观、模块化和可重复使用的方式进行程序设计开发.综上所述,可以在Web单元页面中嵌入Ajax、JavaScript这两种代码,实现Web单元页面中功能的独立性,把整个页面模块的功能封装在页面中,减少了对服务器的系统的开销,当Web页面下载时,在客户端执行相应的功能操作,大大提高了系统效率.2.1 利用J

13、avaScript代码减少页面刷新功能 在HTML代码中嵌入iframe帧,用于显示内容,代替页面的刷新操作;定义带参函数,用于页面间参数的传递,利用document.getElementById方法传递参数类型及参数个数;新建数据显示页面(链接页面),供主页面链接调用;链接页面中Page-Load()函数中接收传递的参数,利用Request事件实现参数的接收.2.2 利用Ajax实现页面刷新及数据库连接 定义数据显示区域 ,数据区域中可以放置数据显示的控件及控制按钮;利用AjaxT oolkit设置其响应属性,其中响应属性包括:、等,用以控制显示区域及内置控件;利用JavaScript脚本定

14、义函数,用以完成显示区域的具体显示位置,用四边坐标控制方式完成;利用Panel控件完成多显示区域的嵌套,须注意:的定义声明须在 之外;用统一的数据库连接语句连接数据库,ConnectionString=”.2.3 利用JavaScript实现系统的实时性 定义打开页面函数,利用window.open()方法实现,其中根据需要设置参数;定义图片获取及显示函数showPic(),用于实现在线人员的信息;利用document.getElementById()和window.alert()方法来实现页面的连接,防止页面全局刷新;定义Refresh()函数定期更新网页内容.3 四层B/S模式与传统三层B

15、/S模式比较在实时综合的实验教学管理系统当中,增加的Web功能单元层与表示层各模块之间进行数据交互,把各个模块中判断及局部刷新完全交予Web功能单元层,例如在线人员查看、系统监控等大数据量的操作,Web功能单元层可以减少系统的页面量,提高系统的响应时间.结合提出的四层B/S模式,设计出实时综合实验教学管理系统各层次详细图,如图3所示:图3 实时综合实验教学管理系统结构图235江西师范大学学报(自然科学版)2008年 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/在实时

16、综合实验教学管理系统实现过程及测试运行当中,改进的四层B/S模式与传统三层模式在系统的实践过程中有比较明显的优势,在系统的实现上层次更加鲜明,经过设计、实施、实践表明,采用改进的B/S模式有如下优越性:(1)能大大减少Web页面的刷新次数,能灵活地实现局部刷新功能;(2)能更好地封装Web页面功能,实现模块化设计;(3)有利于减轻数据服务器的负荷;(4)有利于规范数据连接方式,防止“非法”或者“写死”服务器现象;(5)有利于提高带宽限制下重要数据的流通;(6)客户端引擎脱离服务器运行,有利于服务器处理更加重要的事务;(7)WEB功能单元层内方便集成控件化编程.4 结束语针对三层B/S模式的问题

17、,提出的四层B/S增加了Web功能单元层,与数据库的模式进行了对应,利用现行流行的网站设计新技术和方法用以完成对Web功能单元层的实现,提高了网络的利用效率,减少了服务器的负载,满足了系统实时反应的要求.灵活的JavaScript脚本及Ajax控件编程技术与面向对象网络编程语言结合起来,可以充分发挥各自的优点,弥补对方的不足,有利于网络管理系统的结构设计与实现.利用这些技术设计出来的实时综合实验教学管理系统,在实践的使用及测试过程中表现出良好的性能,能应对大数据量的WEB客户端访问,系统的实时性能较好,能够完成数据的及时上传与下达,而且该系统在有限的带宽下实现了图片等大信息的有效传递,提高了系

18、统稳定性及效能.因此,提出的改进的四层B/S模式有一定的参考性及实用性.参考文献:1程成,须文波.基于.NET平台的WEB系统的构建和实现J.计算机工程与设计,2007,28:4522455.2宋春晖,雷景生,陈焕东.基于Web模式可移植性训练系统的设计与实现J.海南师范学院学报:自然科学版,2005,18(2):1412144.3林少景.ASP.NET编程百例通M.北京:清华大学出版社,2002.4陈黎夫.图灵程序设计丛书.Ajax系列M.北京:人民邮电出版社.2007.5宗梅,马小平.基于.NET的三层Client/Server结构及其应用J.计算机工程与设计,2005(2):322232

19、4.6Stephen walther.ASP.NET技术内幕M.北京:机械工业出版社,2002.7Olson.Ajax与Java高级程序设计M.南京:东南大学出版社,2007.8Nicholas C.Zakas.Professional JavaScript for web developersM.北京:人民邮电出版社,2006.9内格里诺,史密斯.JavaScript基础教程M.陈剑瓯译.北京:人民邮电出版社,2007.10孙德超,陈冬亮.基于J2EE架构的企业级人才招聘WEB系统的研究与实现J .电脑知识与技术,2006(4):32234.11曹阳,顾桓等.基于.NET的B/S灵巧系统的开

20、发与应用J.科技情报开发与经济.2006,16(3):2432244.12张宏森,朱征宇.四层B/S结构及解决方案J .计算机应用研究,2002,19(9):21222.13苏伟,朱晓东.计算机网络实验管理系统的设计与实现J.长春理工大学学报,2002,25(3):17219.14刘英,张曙光.基于B/S的实验管理系统的设计与实现J .武汉大学学报:工学版,2002,35(1):1102112.Design of Engineering Training System Based on Improved Three B/S LayerZHONG Run2yang,DAI Qing2yun,WA

21、NGMei2lin(1.Faculty of Information Engineering,Guangdong University of Technology,Guangzhou 510006,China)Abstract:With the difficulty of the engineering training management system,this paper proposed a improved three2layersB/S model in order to solve the real2time problem that we faced in the three2

22、layer model,such as data flowing,serverpressing,bandwidth limitation,and realized it with some techniques,as to solve them and improve the performance ofWEB systems.Key words:B/S model;JavaScript;Ajax(责任编辑:冉小晓)335第5期钟润阳,等:基于改进的三层BS模式的工程训练系统设计 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/