基于SSH架構的重點實驗室信息統(tǒng)計管理系統(tǒng)設計

鄭偉鴻　林　珠

（1．廣東省科技基礎條件平臺中心，廣東　廣州　510033；2．廣東省高性能計算重點實驗室，廣東　廣州　510033）

基于SSH架構的重點實驗室信息統(tǒng)計管理系統(tǒng)設計

鄭偉鴻1,2林珠1,2

（1．廣東省科技基礎條件平臺中心，廣東廣州510033；2．廣東省高性能計算重點實驗室，廣東廣州510033）

在SSH框架技術的基礎上，設計出實驗室體系管理信息統(tǒng)計系統(tǒng)，該系統(tǒng)可提高對省重點實驗室和省企業(yè)重點實驗室的管理信息的收集、統(tǒng)計的工作效率。

實驗室；統(tǒng)計；Strust；Spring；Hibernate

1　需求分析

全省實驗室體系管理信息統(tǒng)計的開展，對省重點實驗室和省企業(yè)重點實驗室的運行狀況、人力資源、儀器設備和經濟效益等進行調查并統(tǒng)計，不僅有利于對實驗室體系的深化管理，而且為進一步統(tǒng)計分析省重點實驗室和省企業(yè)重點實驗室各項指標的分布情況提供數(shù)據(jù)依據(jù)，為省科技廳制定相關政策提供參考。隨著信息技術的發(fā)展，運用信息化技術實現(xiàn)能夠代替人工繁瑣的統(tǒng)計方式的信息化系統(tǒng)，是提高全省實驗室體系管理信息統(tǒng)計工作效率、節(jié)約人力和物力資源的必由之路。經過調查分析，該系統(tǒng)需提供：（1）操作直觀，方便簡潔的信息填報功能；（2）分類統(tǒng)計功能；（3）用戶權限管理和信息安全。

2　SSH框架技術

SSH框架是由Strust+Spring+Hibernate集成的框架，是目前較為流行的web應用程序開發(fā)框架。SSH繼承了J2EE的分層架構模式，分別為表示層、業(yè)務邏輯層和數(shù)據(jù)持久層。

2.1Strust實現(xiàn)表示層

Strust主要解決表示層的實現(xiàn)問題，以WebWork為核心，采用攔截器的機制來處理用戶的請求，使得業(yè)務邏輯控制器與Servlet API完全脫離開[1]，可以有效地提高開發(fā)人員的效率。Strust的工作原理為：（1）用戶通過使用瀏覽器客戶端發(fā)送HTTP協(xié)議的請求。（2）HTTP請求到達服務器后，經過控制器，使用框架結構填充Form Bean。（3）經過填充的數(shù)據(jù)請求通過框架中控制器的Action組件進行數(shù)據(jù)業(yè)務處理。（4）經過控制器處理過的業(yè)務數(shù)據(jù)調用Struts的基礎部件實現(xiàn)業(yè)務邏輯。（5）將業(yè)務邏輯經過轉換形成JSP業(yè)務進行處理，并將處理結果返回。（6）用戶在客戶端或者瀏覽器上得到HTTP請求的響應。

2.2Spring實現(xiàn)業(yè)務邏輯層

Spring是一種輕量級J2EE開源框架，它產生的主要目的就是提出一個EJB的簡化替代品。這種應用程序開發(fā)過程和測試的簡化是Spring的關鍵特征。它基于MVC結構，以控制反轉(inversion of control，IoC)或依賴注入(dependency injection，DI)原則和面向方面編程(aspect-oriented programming，AoP)思想為基礎，提供管理業(yè)務對象服務[2]。

IoC/DI是Spring的核心，即組件的關系由容器來控制，而非傳統(tǒng)的程序代碼，從而極大地改善了代碼的可重用性。IoC通過一些外部管理器，在它產生的時候可以向Bean注入所有依賴。Bean僅需要通過編碼和改變對象屬性的方法定義需求的特性。DI機制，可以在運行期為組件配置所需資源，而無需在編寫組件代碼時就加以指定，在相當程度上降低了組件之間的耦合，實現(xiàn)了組件真正意義上的即插即用。AOP是對面向對象編程（OOP）的補充，將程序分解為各個關注點，從而能夠模塊化管理這種橫切多個對象的關注點[3]。

2.3Hibernate實現(xiàn)數(shù)據(jù)持久化

Hibernate是一個優(yōu)秀的Java持久化層解決方案，是當今主流的對象——關系映射(Object Relation Mapping，簡稱ORM)工具。在面向對象程序設計中，關系數(shù)據(jù)庫中的表間關系有對象間關系沒有有效的轉換機制來完成匹配，Hibernate的出現(xiàn)很好地完成了二者之間的匹配問題。Hibernate可以將對象間關系按照一定的邏輯與數(shù)據(jù)庫中表之間的關系進行高耦合度的匹配。Hibernate的使用可以減少原來面向對象程序設計時大量的程序與數(shù)據(jù)庫之間SQL的轉換，有效提高開發(fā)效率[4]。

整合Strust、Spring和Hibernate的架構是輕量級java EE框架，其具備了多種優(yōu)勢，如（1）分離了Java代碼和JSP代碼，降低對開發(fā)人員要求的復合度。（2）系統(tǒng)以分層的模式實現(xiàn)，層與層之間相對獨立，耦合度低。（3）具有良好的可拓展性和可移植性。

圖1　SSH架構工作原理圖

3　總體設計

3.1開發(fā)工具與開發(fā)語言

本系統(tǒng)使用Java語言在Eclipse3.6平臺上進行研發(fā)。應用上述的輕量級框架SSH框架，并綜合應用JSP、Javascript技術，使用DIV/CSS布局，實現(xiàn)動態(tài)顯示，加強系統(tǒng)的人機交互。

3.2系統(tǒng)業(yè)務

廣東省實驗室體系管理信息統(tǒng)計系統(tǒng)面向全省范圍的重點實驗室和企業(yè)重點實驗室的相關管理人員，以及廣東省科學技術廳負責該部分工作的相關人員，主要用于全省實驗室管理信息的填報和對實驗室管理信息數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，具體業(yè)務流程如圖2所示：

圖2　業(yè)務流程

3.3系統(tǒng)結構

根據(jù)分析和業(yè)務發(fā)展的需要，現(xiàn)給出了實驗室體系管理信息統(tǒng)計系統(tǒng)結構圖,如圖3所示：

圖3　實驗室體系管理信息統(tǒng)計系統(tǒng)結構圖

整個系統(tǒng)在分布式企業(yè)開發(fā)平臺（J2EE）框架基礎之上搭建，具備了建立現(xiàn)代企業(yè)級分布式應用系統(tǒng)的必要前提條件。本系統(tǒng)開發(fā)選擇在Windows操作平臺下開發(fā)，但最終部署在Linux系統(tǒng)上。

提供服務的部署環(huán)境的應用服務器，我們將選用開源的Tomcat WEB應用服務器，既可以為客戶節(jié)約很大一部分成本，同樣可以完成需要的功能。

在業(yè)務邏輯的實現(xiàn)上，充分結合J2EE基礎架構。使用Java Bean技術實現(xiàn)業(yè)務邏輯層面的功能。在業(yè)務邏輯層之上，是抽象程度更高、粒度更大的Web服務層服務，實現(xiàn)客戶服務。

4　數(shù)據(jù)庫設計

經過需求分析和系統(tǒng)設計分析后，可以明確實驗室體系管理信息統(tǒng)計系統(tǒng)中所需的實體類及其所包含的屬性方法。然后使用Power Designer設計出數(shù)據(jù)庫的概念模型和物理模型，并畫出類圖，分析實體類之前的關聯(lián)關系。最后根據(jù)分析結果在Native工具中創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫表、序列、索引等數(shù)據(jù)對象。數(shù)據(jù)庫設計時盡量減少數(shù)據(jù)冗余，堅決反對低級冗余，即重復性冗余。提倡高級冗余，即派生性冗余，目的是為了提高數(shù)據(jù)處理的速度，減少數(shù)據(jù)訪問時間。為了在盡量減少數(shù)據(jù)冗余的同時又提高數(shù)據(jù)的訪問速度，我們采用的策略是在概念數(shù)據(jù)模型設計階段遵守第三范式，而在物理數(shù)據(jù)模型設計時考慮降低范式標準，增加一些常用的派生字段，用來保證數(shù)據(jù)訪問時間達到最小，提高數(shù)據(jù)的處理速度。

5　功能模塊設計

5.1系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理主要是實現(xiàn)對系統(tǒng)用戶的權限分配管理。

系統(tǒng)采用用戶申請注冊，審核員或管理員審核并分配權限，帳號密碼登錄的形式進入系統(tǒng)。主要功能包括：（1）用戶注冊：系統(tǒng)登陸界面中點擊相應鏈接進入用戶注冊界面，填寫用戶基本信息并提交，等待審核。（2）用戶審核：由審核員或管理員在系統(tǒng)內部進行，審核通過的用戶即可登陸使用。（3）搜索：根據(jù)輸入用戶帳號進行條件查詢。（4）重置：清除查詢條件。（5）編輯：進入編輯用戶信息界面（編輯角色信息界面）。（6）刪除：刪除相應的用戶（角色）。（7）角色分配：對相應用戶進行角色分配。（8）權限分配：對相應角色進行模塊的權限設置，進入修改權限界面，選中在所需要操作的模塊前的勾選框。

5.2數(shù)據(jù)填報

通過審核的錄入員根據(jù)其所在實驗室的實際情況，進行數(shù)據(jù)填報操作。為后續(xù)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析提供依據(jù)。錄入員選擇不同的大類標簽，對相應數(shù)據(jù)進行填報。數(shù)據(jù)填報后，錄入員可以根據(jù)需要選擇保存或提交，選擇保存，則數(shù)據(jù)可以再次編輯修改，選擇提交，則無法再次編輯修改。

5.3實驗室總覽

實驗室總覽用于對各實驗室填報的信息進行管理。該模塊根據(jù)實驗室的類型分為“省重點實驗室”與“省企業(yè)重點實驗室”兩大類。管理員通過該模塊，可以查看各實驗室填報的數(shù)據(jù)與信息，從而清晰地知道各實驗室填報的進度和狀態(tài)。并可以對填報不合格的實驗室數(shù)據(jù)進行駁回重填。

6　系統(tǒng)安全設計

為了保障填報數(shù)據(jù)的安全性和完整性，以及保證數(shù)據(jù)統(tǒng)計的真實性和準確性，需要對實驗室體系管理信息統(tǒng)計系統(tǒng)做充分的安全保障。

首先是對系統(tǒng)模塊的安全控制。用戶登錄后，只有用戶具有操作權限的模塊才會顯示給用戶使用。否則將不會顯示在界面上。

其次，通過對界面上的原子操作的控制，用戶沒有權限的原子操作將不會顯示在界面上。

最后，即使用戶通過非法途徑可以登錄無權限的界面進行操作，在數(shù)據(jù)提交時，服務器將對提交數(shù)據(jù)進行嚴格權限檢查，對于無操作權限的提交，將會禁止。

[1]杜素芳．SSH框架技術分析[J]．科技廣場，2014(5)：76-78．

[2]Craig walls，Ryan Breidenbach．Spring in Action中文版[M]．北京：人民郵電出版社，2006．

[3]Johnson R，Hoeller J．Expert one-on-one J2EE development without EJB[M]．America：Wrox，2004．

[4]藺小清．基于SSH框架的高等職業(yè)院校畢業(yè)管理平臺的研究與設計[J]．價值工程，2014(17)：216-217．

Design on the Information Statistics Management System of Key Laboratory Based on SSH Framework

Zheng Weihong1,2Lin Zhu1,2
（1.Guangdong Computing Center，Guangzhou 510033,Guangdong; 2.Guangdong Key Laboratory of High Performance Computing，Guangzhou 510033,Guangdong）

Based on the SSH framework technology,this paper designs a laboratory management information statistics system, which can improve the efficiency of information collection and statistics for provincial key laboratories and enterprise key laboratories.

laboratory;statistics;Strust;Spring;Hibernate

TP311.52

A

1008-6609(2016)06-0013-03

鄭偉鴻，男，廣東饒平人，雙學士，工程師，研究方向：虛擬化技術、軟件研發(fā)。

科技基礎條件資源數(shù)據(jù)共享平臺建設，項目編號：2013B061800011；廣東省高性能計算重點實驗室運行經費，項目編號：粵科財字[2013] 82號；科技資源數(shù)據(jù)分析與開放共享服務平臺建設，項目編號：2014B070706004；基于高性能計算的廣東沿海風暴潮災害預報關鍵技術研發(fā)，項目編號：粵科規(guī)財字[2014]116號。