王瑞娜

(三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 河南 三門峽 472000)

基于J2EE的圖書管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

王瑞娜

(三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 河南 三門峽 472000)

針對高校圖書館存在的問題，采用基于J2EE的三層架構(gòu)，設(shè)計和實現(xiàn)了圖書管理系統(tǒng)。利用JSP、Servlet等主流技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)主體功能，重點從架構(gòu)設(shè)計、需求分析、功能模型方面對圖書管理系統(tǒng)進行設(shè)計，并對系統(tǒng)進行測試，結(jié)果顯示系統(tǒng)符合指標(biāo)要求。

J2EE；架構(gòu)設(shè)計；圖書管理系統(tǒng)

0 引言

隨著人們生活水平的不斷提高和計算機技術(shù)的快速發(fā)展，利用計算機對圖書進行管理對人們來說顯得越來越重要。目前有的高校圖書管理系統(tǒng)仍以人工為主，存在工作效率低、查詢速度慢等弊端，不能及時掌握和了解師生的學(xué)習(xí)需求。因此，設(shè)計一套使用方便、可靠性高、檢索迅速、界面友好的圖書管理系統(tǒng)，能夠使圖書管理人員從繁重的工作中擺脫出來，能夠極大地提高圖書管理的效率。

1 相關(guān)技術(shù)

本文設(shè)計的圖書管理系統(tǒng)是在基于JSP、Java和SQL server數(shù)據(jù)庫技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用基于J2EE的設(shè)計方案，使用多層次的B/S架構(gòu)模式來實現(xiàn)的，如圖1所示。B/S是一種瘦客戶機結(jié)構(gòu)，具有對客戶端的硬件配置要求不高，系統(tǒng)易于維護和管理的優(yōu)點[1]。在B/S體系中，應(yīng)用系統(tǒng)完全運行于Web服務(wù)器端，數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器處理，客戶端只需通過瀏覽器并輸入正確的Web服務(wù)器域名即可。

圖1 系統(tǒng)B/S結(jié)構(gòu)

1.1 J2EE

J2EE是建立在Java 2平臺上的企業(yè)級應(yīng)用解決方案，是一種多層次的軟件開發(fā)架構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)對JSP、Servlet、XML等技術(shù)的全面支持，為開發(fā)、部署和管理繁雜的企業(yè)解決方案提供技術(shù)支持[2]。具有穩(wěn)定性強、擴展性好、支持異構(gòu)環(huán)境等優(yōu)點。該體

系結(jié)構(gòu)能夠提供中間層集成框架，能夠降低開發(fā)多層應(yīng)用的費用和復(fù)雜性。

基于軟件“高內(nèi)聚，低耦合”的思想，J2EE分為表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層三層架構(gòu)，其三層架構(gòu)如圖2所示。

圖2 J2EE三層架構(gòu)圖

1.2 JSP技術(shù)

JSP技術(shù)是簡化的Servlet設(shè)計，它是在傳統(tǒng)的HTML文件上添加Java程序段或JSP標(biāo)記所形成的。JSP文件是一種運行在服務(wù)器端的能夠響應(yīng)客戶端需求而動態(tài)生成HTML、XML等文檔的WEB網(wǎng)頁的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。使用JSP技術(shù)能夠?qū)⒕W(wǎng)頁邏輯與網(wǎng)頁設(shè)計和顯示分離，用該技術(shù)開發(fā)的WEB應(yīng)用程序不僅支持跨平臺的使用，而且程序開發(fā)過程較為簡單。

對于終端用戶來說，只需要安裝瀏覽器就可以瀏覽頁面。當(dāng)瀏覽器調(diào)用JSP文件時，首先執(zhí)行其中的程序段，重新操作數(shù)據(jù)庫，以訪問包含被請求頁面的WEB服務(wù)器，并將執(zhí)行結(jié)果連同JSP文件中的HTML代碼一起返回給客戶。JSP的基本原理如圖3所示。

基于上述的B/S系統(tǒng)架構(gòu)，基于J2EE的圖書管理系統(tǒng)選擇JSP作為Web服務(wù)器程序的基本開發(fā)語言，實現(xiàn)良好的程序效果。

1.3 MyEclipse

MyEclipse是Eclipse的插件，是功能強大的J2EE

圖3 JSP基本原理示意圖

集成開發(fā)環(huán)境，用于開發(fā)Java、J2EE的Eclipse插件集合平臺，它具備編碼、調(diào)試、測試和發(fā)布功能，能夠提高基于數(shù)據(jù)庫和J2EE的開發(fā)、發(fā)布及運行效率，支持代碼的編寫、配置、測試以及Debug。因此本文選擇了MyEclipse作為后臺程序的開發(fā)平臺。

1.4 Servlet技術(shù)

Servlet能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的遠程動態(tài)加載，與運行在客戶端的applet程序相對應(yīng)，是運用Java語言編寫的程序，運行在服務(wù)器端，能夠動態(tài)生成WEB頁面[3]。它可以通過“請求-響應(yīng)”編程模型訪問應(yīng)用程序。其工作過程如圖4所示。

圖4 JSP/Servlet工作過程

2 架構(gòu)設(shè)計

2.1 物理部署架構(gòu)設(shè)計

問卷調(diào)查系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫部署在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上，應(yīng)用程序邏輯、中間層組件和Web界面程序部署在Web服務(wù)器上。教師和學(xué)生可以使用PC機或便攜式電腦等終端通過瀏覽器訪問Web服務(wù)器上的應(yīng)用程序。物理上使用防火墻隔離信任區(qū)和非信任區(qū)。Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器部署在防火墻后面的信任區(qū)，客戶端處于非信任區(qū)，客戶端通過80端口訪問Web服務(wù)器。系統(tǒng)物理架構(gòu)如圖5所示。

2.2 開發(fā)架構(gòu)設(shè)計

基于J2EE的圖書管理系統(tǒng)采用多層軟件架構(gòu)體系。主要分為用戶界面層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層和實體對象層。

圖5 物理架構(gòu)視圖

2.2.1 用戶界面層

用戶界面層是各類用戶使用系統(tǒng)的接口，核心模塊包含三類用戶界面：圖書管理界面、統(tǒng)計查詢界面和讀者登錄界面。各類用戶界面使用Web頁面構(gòu)建。在構(gòu)建Web用戶界面時，使用ASP.NET服務(wù)器控件、ASP.NET用戶自定義控件、母版頁、主題和樣式等技術(shù)。

2.2.2 業(yè)務(wù)邏輯層

邏輯層負責(zé)與上層的用戶界面層進行交互，構(gòu)成界面層的應(yīng)用處理邏輯，同時調(diào)用下層的數(shù)據(jù)訪問層組件實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的訪問。邏輯層的組件按模塊分類封裝，主要有系統(tǒng)管理信息模塊邏輯處理組件、圖書信息模塊邏輯處理組件、讀者信息模塊邏輯處理組件和借閱信息查詢及統(tǒng)計管理組件。各類組件構(gòu)建于JDK之上，使用Java語言編寫。

2.2.3 數(shù)據(jù)訪問層

數(shù)據(jù)訪問層封裝各類模塊對數(shù)據(jù)庫的訪問組件。核心模塊的數(shù)據(jù)訪問層組件主要有：系統(tǒng)管理組件、圖書信息組件、讀者信息組件和借閱信息查詢及統(tǒng)計組件。四類組件調(diào)用公共組件“數(shù)據(jù)庫訪問助手(SQL Helper)”實現(xiàn)對底層數(shù)據(jù)庫的訪問。每類核心模塊的組件均由接口、工廠類、接口實現(xiàn)類構(gòu)成。接口聲明模塊業(yè)務(wù)處理方法，業(yè)務(wù)的具體實現(xiàn)封裝在實現(xiàn)類(各模塊的SQL DAL)中，各模塊的數(shù)據(jù)訪問層對象實例在各自的工廠類中創(chuàng)建。邏輯層調(diào)用數(shù)據(jù)訪問層時，首先調(diào)用模塊工廠類的靜態(tài)方法創(chuàng)建模塊對象實例，然后才使用模塊對象實例的業(yè)務(wù)方法實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的訪問[4]。

2.2.4 實體對象層

實體對象層定義系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建與底層數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)映射關(guān)系。實體對象層服務(wù)于用戶界面層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層，提供各層次之間數(shù)據(jù)交互的平臺。

2.2.5 數(shù)據(jù)存儲

系統(tǒng)使用Microsoft SQL Server 2012作為數(shù)據(jù)存儲管理平臺。系統(tǒng)的業(yè)務(wù)表及其存儲的數(shù)據(jù)、構(gòu)建數(shù)據(jù)關(guān)系的視圖以及描述簡單業(yè)務(wù)邏輯的存儲過程等使用Microsoft SQL Server 2012構(gòu)建。

2.3 系統(tǒng)設(shè)計原則

2.3.1 嚴格按照軟件需求設(shè)計

高校圖書管理系統(tǒng)具有館內(nèi)所有圖書信息的管理，被借圖書及借閱者的信息管理，圖書及還書者的信息管理，圖書每日的借閱、歸還信息的管理等功能。因此在設(shè)計開發(fā)系統(tǒng)時，應(yīng)與圖書管理者及用戶做好溝通，盡量保證系統(tǒng)功能全面，方便圖書的管理工作及用戶的操作使用。

2.3.2 具備成熟嚴謹?shù)脑O(shè)計架構(gòu)

為保證圖書管理系統(tǒng)的安全性、實用性、可擴展性及易維護性，應(yīng)盡量選取合適的產(chǎn)品型號進行合理配置，對于硬件結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等都要做到設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)優(yōu)化。系統(tǒng)還要預(yù)置系統(tǒng)管理接口，以便隨時維護。

2.3.3 嚴格按照圖書管理制度設(shè)計

系統(tǒng)要根據(jù)高校圖書管理的相關(guān)制度和特點進行嚴格的流程設(shè)計和整體框架設(shè)計，結(jié)合數(shù)字化校園的思想，借助一定的計算機技術(shù)，提高圖書管理的效率，方便讀者的檢索及借閱。

3 需求分析

圖書館內(nèi)書籍的種類繁多，讀者的信息量也比較大，本系統(tǒng)主要實現(xiàn)圖書館圖書的入庫、借閱、歸還、檢索功能以及讀者的信息管理、查詢功能。因此，在需求上應(yīng)考慮以下幾個方面的因素：

(1)能夠?qū)崿F(xiàn)圖書管理功能，包括圖書信息的添加、刪除、修改及檢索，能夠統(tǒng)計圖書的出借、歸還、掛失等狀態(tài)。

(2)能夠?qū)崿F(xiàn)對讀者信息的添加、刪除、修改和查詢，并且能對讀者的借閱及歸還信息進行記錄。

(3)充分考慮數(shù)據(jù)的存儲性和安全性，保證系統(tǒng)的正常訪問量，同時通過權(quán)限設(shè)置，防止數(shù)據(jù)被隨意修改或刪除，并提供數(shù)據(jù)的備份服務(wù)，確保數(shù)據(jù)的完整性。

4 功能模型

4.1 用例

通過對基于J2EE的圖書管理系統(tǒng)的物理部署架構(gòu)和開發(fā)架構(gòu)的設(shè)計分析，并依據(jù)本系統(tǒng)的需求分析，對圖書管理系統(tǒng)用例圖進行闡述，如圖6所示。

圖6 圖書管理系統(tǒng)用例圖

4.2 類模型

根據(jù)圖書管理系統(tǒng)的用例圖，對該系統(tǒng)的類模型進行闡述，如圖7所示。

圖7 類模型

4.3 動態(tài)建模

以“借出書目”為例，分為有預(yù)約借閱者和無預(yù)約借閱者兩種情況。下面著重以“無預(yù)約借閱者”為例介紹動態(tài)建模的過程。

沒有預(yù)約的借閱者，在動態(tài)建模的過程中需要考慮輸入標(biāo)題、顯示該標(biāo)題下的書目、輸入借閱者信息、增加一條新的借書記錄等項目?！盁o預(yù)約借閱者”的“借出書目”的序列圖如圖8所示。

圖8 “借出書目”的序列圖(沒有預(yù)約)

以“返還書目”為例，分為沒有超期還書和超期還書兩種情況。下面著重以“沒有超期”為例介紹動態(tài)建模的過程。

以“沒有超期”為例，在動態(tài)建模的過程中需要考慮輸入標(biāo)題、顯示該標(biāo)題下的書目、輸入書目、輸入借書者、增加一條新的還書記錄、更新該書目的記錄等項目?！皼]有超期”的“返還書目”的序列圖如圖9所示。

4.4 對象關(guān)聯(lián)圖

圖書管理系統(tǒng)的對象關(guān)聯(lián)圖如圖10所示。

圖10 對象關(guān)聯(lián)圖

5 系統(tǒng)測試

5.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

操作系統(tǒng)為Windows 7或Windows 8；服務(wù)器為Tomcat 6.X；數(shù)據(jù)庫為Microsoft SQL server2012；開發(fā)工具為MyEclipse 8.5；開發(fā)語言為Java。

5.2 系統(tǒng)功能測試

本系統(tǒng)使用等價值劃分法、邊界值法和場景法進行測試[5]。

首先進行測試項等價類劃分，由于測試項眾多，因此只列出典型值作為示例。如表1所示。

將表1中的最大值、最小值進行提取，就可以得到邊界值。通過對各項數(shù)值的輸入檢測，有效數(shù)值的輸入確認能夠達到預(yù)期效果。符合系統(tǒng)的設(shè)計需求。

5.3 系統(tǒng)性能測試

本文選取適用于各種體系架構(gòu)自動負載測試的

Load Runner測試工具，通過模擬大量用戶同時訪問,從系統(tǒng)的響應(yīng)速度、資源使用情況及網(wǎng)絡(luò)吞吐量這幾方面進行測試，并采用實時并發(fā)負載以及實時性能監(jiān)測的方式確認和查找問題，預(yù)測系統(tǒng)行為并評估系統(tǒng)性能。通過測試，在給定的用戶平臺下，系統(tǒng)的穩(wěn)定性、實用性、方便性均能達到要求。測試軟硬件環(huán)境如圖11所示。

表1 圖書管理系統(tǒng)等價值劃分表

圖11 系統(tǒng)保存的各項數(shù)據(jù)的性能測試結(jié)果圖

6 結(jié)語

在分析高校圖書管理系統(tǒng)現(xiàn)狀及需求的基礎(chǔ)上，從架構(gòu)設(shè)計、需求分析、功能模型方面對系統(tǒng)進行設(shè)計與開發(fā)，并從運行環(huán)境、功能測試、性能測試三個方面對系統(tǒng)進行了測試，結(jié)果顯示系統(tǒng)性能完全達到指標(biāo)要求。

[1] 王建章.棗莊職業(yè)學(xué)院教師信息管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].上海:華東師范大學(xué),2009.

[2] 李俊.基于Asp.net的B2C電子商務(wù)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].重慶:重慶大學(xué),2012.

[3] 龍勇.高職院校畢業(yè)生就業(yè)管理系統(tǒng)研究[J].科技論壇,2015(14):127-128.

[4] 董萍.基于SSH框架的學(xué)工管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].周口師范學(xué)院學(xué)報,2015(2):111-115.

[5] 金濤,白月飛.基于J2EE的Struts框架技術(shù)的應(yīng)用與研究[J].自動化與儀器儀表，2010(4):68-71.

[責(zé)任編輯 吳保奎]

Design and Implementation of J2EE-based Library Management System

WANG Rui-Na

(Sanmenxia Polytechnic,Sanmenxia, Henan 472000,China)

In this thesis, University Libraries problems based on J2EE three-tier architecture, design and implementation of a library management system. Use JSP, Servlet and other mainstream technology system body functions, focus from architecture design, requirements analysis, functional model aspects of library management system design, and system test results show that the system in line with the indicator.

J2EE; architecture design; library management system

2016-12-17

王瑞娜(1984-)，女，河南靈寶人，碩士，講師，研究方向:計算機應(yīng)用技術(shù)。

10.3969/j.issn.1671-7864.2017.02.011

TP315

A

1671-7864(2017)02-0037-06