基于SOA架構(gòu)的新一代高校試題庫系統(tǒng)研究_圖文

1、收稿日期:2008203209基金項目:新余高專校級立項重點課題(xj0505資助.作者簡介:黃勇(19702,男,江西九江人,碩士,講師,主要從事數(shù)據(jù)庫與網(wǎng)絡(luò)安全、軟件工程、S OA 架構(gòu)等研究.文章編號:100025862(20080420453204基于SOA 架構(gòu)的新一代高校試題庫系統(tǒng)研究黃勇1,周勇2,劉撿平1(1.新余高等專科學(xué)校計算機系,江西新余338031;2.華東師范大學(xué)軟件學(xué)院,上海200062摘要:針對目前有許多高校及課程組建立的試題庫系統(tǒng)因使用不同的語言開發(fā),建立并運行在不同的平臺上,存在著數(shù)據(jù)格式不一、位置零星分布,無法在其他學(xué)校推廣使用等問題,提出了基于面向服務(wù)的體

2、系結(jié)構(gòu)(Services 2Oriented Architecture ,S OA 的高校試題庫系統(tǒng)的設(shè)計思想,要達到的目標就是構(gòu)建一個S OA 架構(gòu)的,基于Web Services 技術(shù)和.NET 平臺的開放的、松耦合和可重用的試題庫系統(tǒng),以實現(xiàn)試題庫系統(tǒng)的開放性和資源共享.關(guān)鍵詞:面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu),Web 服務(wù);.NET;試題庫中圖分類號:TP 311.52文獻標識碼:A目前有許多高校各自建立了自己的試題庫系統(tǒng),但這些系統(tǒng)各自使用不同的語言開發(fā),建立并運行在不同的平臺上,它們之間有許多功能會涉及重復(fù)開發(fā),系統(tǒng)之間的信息也很難進行共享,且每個學(xué)校或課程組建立的試題庫都沒有統(tǒng)一的標準,完全是

3、一種封閉式和專用的系統(tǒng),不能真正實現(xiàn)資源共享,也不符合開放性的要求.針對以上問題,本文提出了基于面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)來構(gòu)建高校試題庫系統(tǒng),要達到的目標就是構(gòu)建一個S OA 架構(gòu)的,基于Web Services 技術(shù)和.NET 平臺的開放性、松耦合的試題庫系統(tǒng).1SOA1.1概述S OA 被認為是傳統(tǒng)的緊耦合的、面向?qū)ο蟮募軜?gòu)模型(通用對象代理架構(gòu)C ORBA (C omm on Ob 2ject Request Broker Architecture 和分布式組件對象模型DC OM (Distributed C om ponent object M odel .的替代者.S OA 不是一種新的技

4、術(shù),而是對傳統(tǒng)的、緊密的面向?qū)ο竽Ｐ偷牧硪环N選擇,而且S OA 并沒有排斥面向?qū)ο?系統(tǒng)的總體設(shè)計是面向服務(wù)的,但是具體到某個服務(wù)的實現(xiàn)可以是基于面向?qū)ο笤O(shè)計的.S OA 允許對象在系統(tǒng)內(nèi)存在,但是,S OA 作為一個整體就不是面向?qū)ο蟮?可以說S OA 是更高層次意義上的架構(gòu).S OA 和面向?qū)ο蟮膮^(qū)別在于接口上,面向?qū)ο蟮慕涌谑墙o其他對象使用的,而S OA 的接口是可以給組件和系統(tǒng)來使用的,S OA 的接口一般使用Web 服務(wù)、E JB 、C ORBA 等分布式技術(shù)來實現(xiàn).與傳統(tǒng)架構(gòu)相比,S OA 具有以下優(yōu)勢:基于標準、松散耦合、共享服務(wù)、粗粒度和聯(lián)合控制.S OA 與大多數(shù)通用的客戶端

5、/服務(wù)器模型的不同之處還在于著重強調(diào)軟件組件的松散耦合,并使用獨立的標準接口.1.2S OA 的實現(xiàn)技術(shù)Web Services 是一個非常適合實現(xiàn)面向服務(wù)架構(gòu)的技術(shù).本質(zhì)上說,Web Services 是自描述和模塊化的應(yīng)用程序,它將業(yè)務(wù)邏輯分解為服務(wù),而這些服務(wù)是可以通過Internet 發(fā)布、發(fā)現(xiàn)和引用的.基于X M L 標準,Web Services 能夠用任何語言在任何協(xié)議和平臺上開發(fā)松散耦合的應(yīng)用程序組件.這使得作為服務(wù)的業(yè)務(wù)應(yīng)用程序的分發(fā)更加方便,而這種服務(wù)對于任何人在任何時間、任何地點和任何平臺上都是可訪問的.Web Services 是包括X M L ,S OAP ,WS D

6、 L 和UDDI 在內(nèi)的技術(shù)和標準的集合,Web Services 利用這些標準提供了一個松散耦合的分布式計算環(huán)境.Micros oft .NET 是創(chuàng)建可互操作的分布式應(yīng)用程序的新平臺.NET 平臺內(nèi)建了對Web Services 的支持.NET 實質(zhì)上是一個以Web 服務(wù)為核心,基于T CP/IP 的分布式計算的第32卷第4期2008年8月江西師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版JOURNA L OF J I ANG XI NORM A L UNI VERSITY (NAT URA L SCIE NCE V ol.32N o.4Aug.2008協(xié)議堆棧和計算模型,為構(gòu)建安全、可靠、高擴展性和高可用性的

7、Web 服務(wù)提供了從創(chuàng)建到配置、維護等一系列的應(yīng)用程序模型和開發(fā)支持.2高校試題庫系統(tǒng)的總體架構(gòu)設(shè)計2.1S OA 架構(gòu)本案例中試題庫系統(tǒng)采用S OA 架構(gòu),其中服務(wù)實現(xiàn)技術(shù)由Micros oft.NET 的Web Services 來實現(xiàn).系統(tǒng)中各模塊的功能都定義為獨立的服務(wù),這些服務(wù)為表示層(客戶端顯露可調(diào)用的Web Service 接口.業(yè)務(wù)外觀層,通過單個服務(wù)或者多個服務(wù)的組合來形成業(yè)務(wù)流程,從而為表示層提供了一個整體的業(yè)務(wù)邏輯視圖.系統(tǒng)的整體架構(gòu)和部署如下圖1所示.圖1試題庫系統(tǒng)整體架構(gòu)圖業(yè)務(wù)外觀層的設(shè)計目標是在邏輯上隔離系統(tǒng)功能的提供者和使用者,即作為一個中間層,隔離業(yè)務(wù)邏輯層和表

8、示層(軟件的用戶界面.通過業(yè)務(wù)外觀層的使用,可以獲得如下優(yōu)點:(1對表示層屏蔽業(yè)務(wù)組件,因而減少了表示層處理的對象的數(shù)目,使得系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯組件更加易用;(2實現(xiàn)了業(yè)務(wù)邏輯層和表示層之間的松耦合關(guān)系,保證了表示層和業(yè)務(wù)層的相互獨立,使得業(yè)務(wù)邏輯組件的變化不會影響到表示層,也增強了業(yè)務(wù)邏輯組件的復(fù)用;(3有利于項目團隊的分工協(xié)作.業(yè)務(wù)外觀層作為訪問接口,將界面設(shè)計人員和邏輯設(shè)計人員分開,使得系統(tǒng)的開發(fā)可以實現(xiàn)縱向的分工,這種專業(yè)化分工是軟件大規(guī)模流水線生產(chǎn)的必要條件.在本系統(tǒng)中,業(yè)務(wù)外觀層通過封裝業(yè)務(wù)邏輯層組件,將業(yè)務(wù)層提供的商業(yè)功能顯露為服務(wù),并可以進一步通過組合多個服務(wù)來完成業(yè)務(wù)流程以實現(xiàn)高

9、層業(yè)務(wù)邏輯,從而為客戶端提供一個統(tǒng)一的商業(yè)邏輯視圖,可以同時為傳統(tǒng)的Windows 客戶端程序、Web 程序以及其他外部系統(tǒng)提供服務(wù),同時,也可以實現(xiàn)系統(tǒng)的分布式部署.架構(gòu)合理的業(yè)務(wù)外觀層設(shè)計將直接影響到了系統(tǒng)的靈活性和應(yīng)對業(yè)務(wù)需求變化的適應(yīng)性.2.2分層架構(gòu)試題庫系統(tǒng)采用分層體系結(jié)構(gòu),從外到內(nèi)主要分為如下幾層:表示層、業(yè)務(wù)外觀層、業(yè)務(wù)層、數(shù)據(jù)訪問層和數(shù)據(jù)庫層,如下圖2所示.表示層主要提供友好的用戶界面,使得最終用戶能夠方便地使用本系統(tǒng).在該系統(tǒng)中,表示層主要包括注冊、登陸、試題采編、組卷、查詢等模塊的用戶界面的實現(xiàn)及表單提交、與下一層的交互(調(diào)用業(yè)務(wù)外觀層的Web 服務(wù)接口等功能.業(yè)務(wù)外觀層

10、提供標準化的服務(wù)接口,從而使得該服務(wù)可以提供給在任何異構(gòu)平臺和任何本地或者遠程用戶使用.在該系統(tǒng)中,通過引入業(yè)務(wù)外觀層,隔離了業(yè)務(wù)層和表示層,確保了此兩層之間的相互獨立、松散耦合,提高了業(yè)務(wù)邏輯組件的復(fù)用性和應(yīng)對需求變化的能力.在該系統(tǒng)中,業(yè)務(wù)外觀層用注冊、登錄、試題采編、組卷等Web Services 封裝了業(yè)務(wù)邏輯組件及細粒度業(yè)務(wù)Web 服務(wù).業(yè)務(wù)層主要提供系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯和控制,細粒度的服務(wù)也在該層得以實現(xiàn).該系統(tǒng)中,業(yè)務(wù)層主要包括:注冊、登陸、試題采編、組卷、查詢等組件.454江西師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版2008年圖2試題庫系統(tǒng)分層體系結(jié)構(gòu)圖數(shù)據(jù)訪問層主要提供了業(yè)務(wù)組件和底層數(shù)據(jù)的一個平

11、滑過渡,使得業(yè)務(wù)層只處理業(yè)務(wù)邏輯而不必關(guān)心底層的數(shù)據(jù)模式.在該系統(tǒng)中,所有后臺試題庫數(shù)據(jù)庫表(如課程總表、題型總表、試題表集、知識點總表、試卷總表、試卷表集、系統(tǒng)用戶信息表、用戶組信息表等的操作都被封裝在一個數(shù)據(jù)訪問組件(借助ADO.NET 來實現(xiàn)中.數(shù)據(jù)層主要提供了數(shù)據(jù)信息和數(shù)據(jù)邏輯,所有與數(shù)據(jù)有關(guān)的安全性、完整性、數(shù)據(jù)的一致性、并發(fā)操作等都在數(shù)據(jù)層.采用分層結(jié)構(gòu)將獲得如下優(yōu)勢:系統(tǒng)的層次化結(jié)構(gòu),使得系統(tǒng)在各層次上的組件能單獨更新、替換或增加、拆除.因此,系統(tǒng)維護更方便,代價相對低得多.系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu),可以使得軟件開發(fā)的專業(yè)化分工成為可能.開發(fā)團隊可以按照系統(tǒng)層次來分成各專業(yè)化小組,各開發(fā)小

12、組只根據(jù)層間的標準契約來實現(xiàn)自己所負責的那一層內(nèi)容.2.3技術(shù)架構(gòu)從整體架構(gòu)來看,本系統(tǒng)是以S OA 為基礎(chǔ)的解決方案,整個系統(tǒng)由若干服務(wù)和服務(wù)組合構(gòu)成.在概念上,可以將服務(wù)視為整個解決方案的組件.其中業(yè)務(wù)外觀層用Web Services 將業(yè)務(wù)邏輯封裝,業(yè)務(wù)邏輯層采用.NET 組件來實現(xiàn).整個系統(tǒng)采用Micros oft.NET 作為基礎(chǔ)開發(fā)平臺,開發(fā)工具采用Visual studio.NET 2005.下面分別對各層采用的技術(shù)做一個介紹,其總體技術(shù)實現(xiàn)架構(gòu)圖如下圖3所示 .圖3試題庫系統(tǒng)總體技術(shù)實現(xiàn)架構(gòu)圖3試題采編模塊Web Services 的設(shè)計與實現(xiàn)試題采編是該系統(tǒng)的核心功能.試題采

13、編是一項繁重的工作,同一課程組的用戶可以共同協(xié)作完成試題庫的建設(shè)和完善,由所屬學(xué)科組用戶對輸入的試題審閱后入(題庫.在進行某學(xué)科課程試題采編前,由學(xué)科組用戶創(chuàng)建該課程相關(guān)信息(如課程名,課程類別,所屬專業(yè),學(xué)分等,存儲于課程總表中;建立該課程知識點信息和題型信息,分別存儲于課程知識點總表和題型總表中.該學(xué)科組的用戶登錄系統(tǒng)后可選擇該組中的某一課程試題進行采編,課程組的用戶登錄后可對所屬課程試題進行采編.試題采編包括對試題的錄入、修改、刪除和審閱(審閱對學(xué)科組用戶而言.3.1詳細設(shè)計下面以該模塊為例,結(jié)合S OA 架構(gòu)及分層設(shè)計思想,介紹該模塊的詳細設(shè)計.試題錄入子模塊在表示層實例化試題采編服務(wù)

14、代理類,并調(diào)用顯露的Web 服務(wù)接口WS 2ST C B.AddST (C 2ExamData ST ,string C ourseId 提交要添加的試題信息和該試題所屬的課程代號.由試題采編Web 服務(wù)來554第4期黃勇,等:基于S OA 架構(gòu)的新一代高校試題庫系統(tǒng)研究654江西師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版2008年4結(jié)束語從目前高校的信息化建設(shè)的實際情況來看,技術(shù)整合、信息資源共享和快速應(yīng)對需求變化是一個相當迫切的需要.對高校試題庫系統(tǒng)采用S OA架構(gòu)思想進行構(gòu)建,并對現(xiàn)有試題庫進行Web Services封裝,都是有意義的嘗試.可以肯定的是,S OA架構(gòu)對未來高校信息化資源整合是非常有效的解

15、決方案.參考文獻:1王濱,黃永鋒,許曉東.基于S OA的應(yīng)用程序框架研究與實現(xiàn)J.計算機工程與設(shè)計,2006(7:94296.2陳和平,張俊峰,顧晉廣,等.Web Services技術(shù)淺析J.武漢科技大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2004(1:66270.3魯永泉,張鵬洲,周劍,等.基于M icros oft.NET平臺的軟件開發(fā)模型J.北京廣播學(xué)院學(xué)報:自然科學(xué)版,2003(04:18226.4魏東,陳曉江,房鼎益.基于S OA體系結(jié)構(gòu)的軟件開發(fā)方法研究J.微電子學(xué)與計算機,2005(6:75278.5馬世嘩.題庫理論與目前我國題庫的發(fā)展狀況J.教育理論與實踐,1996,16(I:44246.6王俊

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17、堅,周曉峰.一種基于Web Service的分布式計算模型研究及其實現(xiàn)J.計算機工程與應(yīng)用,2004(1:1442147.R esearch of N e w G eneration College Tes B ank System B ased on SOAH UANG Y ong1,ZH OU Y ong2,LI U Jian2ping1(1.C om puter Department,X inyu C ollege,X inyu Jiangxi336600,China;2.S ftw ore School,East China N ormal University,Shanghai200

18、062,ChinaAbstract:At present,many college and institutions have already established their test bank based on their own charac2 ters.As a result,it is very difficult to be used by other users for the test bank with different format and scattered distribu2 tion to attain as sharing res ources,and it is als o hard to meet the requirement of opening.C oncerning the way to s olve the problems,this dissertation brings forward the designing ideas of college test bank based on Services-Orien