电子政务系统设计文档格式.docx
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模式的原理和组成结构进行了深入的分析,介绍了实现MVC模式的Struts框架的
各个组成部分及控制流程.最后以作者实习期间参与的上海市人民政府外事办公室
电子政务系统的子系统—上海市因公护照签证管理信息系统作为开发实例,具体
介绍了如何将MVC模式应用于电子政务系统设计开发中,以及在设计各个层次时应
该遵循的具体规则和注意事项。
并针对于上海市外事办公室特殊的网络环境,成功
解决了数据同步的难题。
关键字:
电子政务,设计模式,MVC,Struts}J2EE
Abstract
WiththedevelopmentoftheComputerScienceandtheInformationTechnology,the
networkhasbecomeakindofbasicinfrastructuresinourdailylife.Kindsofsystems
basedonnetworkappearedandtheE-GOVSystemisoneofthem.TheE-GOVSystem
canorganizealltheinformationeffectively,sharethemamongallthedepartments,and
improvetheworkefficiencygreatly,soitisakindofmostimportantwaytobuildtheE-
G4V.Thecontentofeconomyandsocietywhichisdevelopingquicklyhasdecidedthat
theE-GOVSystemshouldalsosatisfythechangeoftheactivegovernment.Soithas
beenapressingpmblemhowtomaketheE-GOVSystemmuchmoreextensiveand,
reusable.
TheMVCpatternisakindoflayerspattern.Itseparatesthewholestructureinto
severalLayers:
Mod呱ViewandController.Allthelayersexistsseparately,阮interface
amongthemisclearandmakethecouplinglowest.Sothischaracteristicsatisfiesthe
needoftheE-GOVSystem.Especiallyitbasesonthe12EEplatformwhichprovides
kindsofcomponentsandcontainerswhichthedeveloperscaausetobetherolesinMVC.
Anditmakesthedevelopmentmucheasierandimprovestheefficiencygreatly.Strutsis
akindofframeworkbasedontheJ2EEplatformandrealizestheMVCpattern.Besides
theseStrutsgiveuslargetagJibsandimprovesthesupportaboutView.
ThispaperintroducestheadvantagestoapplytheMVCtothedevelopmentofE-
G4VSystemdevelopmentfirstly.Thenanalyzethestructure,thedetailsoftheMVC
patternandthemainpartsofStrutsframeworkwhichrealizestheMVCpattern.Atlast
basedontheShanghaiVisaandPassportManagementInformationSystem,asubsystem
oftheShan沙aiE-GovSystem,thepaperintroduceddetailshowtousetheMVC}ttern
duringthedevelapmentofthesystems.
Keywords:
liGov,DesignPattern,MVC,Struts,J2EE
第一章引言
1.1电子政务系统开发发展现状
20世纪90年代以来,伴随信息技术的发展,信息化已经成为各国普遍关注的
焦点问题。
在国家信息化建设进程中,政府信息化又成为信息化建设的重点。
电子
政务是政府信息化的主要形式,它是指国家机关在政务活动中,全面应用现代信息
技术、网络技术,以及办公自动化技术等,进行办公、管理和为社会提供公共服务
的一种全新的管理方式。
美国的电子政务起源于20世纪90年代初。
1993年,克林顿政府成立了“国家
绩效评估委员会”,递交了《创建经济高效的政府》和《运用信息技术改造政府》
两份报告,提出应当用先进的信息网络技术克服美国政府在管理和提供服务方面所
存在的弊端,这使得构建“电子政府”成为美国政府改革的一个重要方向,也揭开了
美国电子政务建设的序幕。
为保障政府信息化发展,美国还制定了一系列法律法
规,对政府信息化发展起着重要的保障和规范的作用。
我国电子政务建设起步较晚,2Q02年下半年国家也公布了其纲领性文件《中
共中央办公厅、国务院办公厅关于转发(国家信息化领导小组关于我国电子政务建
设指导意见)的通知》.经过几年的发展,我国的电子政务系统发展也取得了长足
的进步,已经不再只是政务管理信息化形式的一种简单意义上的补充[1],不少rr
企业也将电子政务系统的设计开发作为自己的商业范畴。
例如神州数码、方正集
团、浪潮集团、沈阳东软软件股份等企业已经有成熟的电子政务系统平台产品投入
实际应用。
电子政务应用系统,对在机关政务活动中产生的信息资源进行采集、整合、管
理等操作,以分布式的结构结合数据库技术,对整个信息资源进行检索、共享。
随
着Web开发技术发展日趋成熟,越来越多的电子政务应用系统转向基于浏览器的
BIS系统架构,逐渐舍弃复杂的CIS结构,从而节省了软件的开发成本及开发周
期。
通过构建基于Web的分布式电子政务应用系统,实现了各类异构系统的互通
互联、各类信息的全面共享,最终消除“信息孤岛”,达到政务机关信息共享化
与智能化的目的[2]。
1.2MVC模式在电子政务系统开发应用中的意义
电子政务是由网络技术和电子技术的进步与创新发展起来的,因此电子政务系
统的开发涉及到多项技术的融合,例如:
网络开发技术、数据库技术、信息安全技
术、中间件技术、工作流技术等等,是一个庞大的系统工程。
加之现在电子政务系
统软件的开发没有标准的规范遵循,现在很多电子政务系统结构混乱,模块体积庞
大、效率低、藕合度高,代码重用率低,从而导致很多电子政务系统重复开发,成
本费用居高不下,系统功能可扩展性差,稳定性和可靠性低等弊端。
近年来,随着网络技术迅速发展,J2EE平台的日趋完善及广泛应用,基于
BIS多层体系结构的Web应用程序已经成为分布式软件的首选模式,强烈的冲击
着传统的C/S体系结构。
在此大环境下,电子政务系统的开发也逐渐向BIS模式靠
拢。
随着面向对象编程技术的深入发展,出现了多种框架模型,简化了应用程序的
开发。
框架式是可重用的,可以在他的基础之上开发特定的应用程序[3],基于
J2EE平台的MvC模式同样具有可重用的特性,为基于B/S的电子政务系统的开发
提供完善的框架,成功的解决了在电子政务系统开发中所出现绝大多数的问题。
MVC设计模式是80年代Smallta1k}80出现的一种软件设计模式,现在已经被
广泛的使用。
MVC的出现不仅实现了功能模块和显示模块的分离,同时还提高了
应用系统的可维护性、可扩展性、可移植性和组件的可复用性。
尽管MVC设计模
式很早就已经被提出,但在早期的Web项目开发中,程序语言和HTML的分离一
直难以实现,而且脚本语言的功能相对较弱,缺乏支持MVC设计模式的一些必要
的技术基础,因此在Web项目的开发中引入MVC却是步履维艰。
直到基于12EE
的3SPModel2问世时才得以改观。
它用JSP技术实现视图的功能,用Servlet技术
实现控制器的功能,用JavaBeanIEJB技术实现模型的功能。
MVC设计模式成功解决了应用系统开发过程中所遇到的主要弊端,也为电子
政务系统的开发提供了较为完善的解决方案,得到TT业内的支持。
MVC设计模式
的发展,具体实现MVC模式的各种架构也随之出现,其中不乏很多开源框架。
Struts框架就是最为优秀的一种,得到市场的认可,Struts于2001年7月正式发
布,当前的版本是}.2oStruts提供了构建基于MVC的应用程序的基础或框架,提
供了核心的MVC功能,并附带了多个JSP标签库,因此能够更快、更轻松的开发
基于MVC的Web应用程序。
1.3本论文的研究目标和技术路线
本论文的研究目标是对Mvc模式进行深入研究,论述MvC模式各个组成部
分(模型、视图、控制器)在软件开发中所担当的角色及功能,将MVC模式与其
他软件框架模式进行比较,深入研究具体实现MVC框架模型的Struts框架技术,
并将其应用于电子政务应用系统的开发中,结合J2EE平台技术,为电子政务应用
系统的开发提供标准的MVC框架开发模式。
本文中使用的开发实例是上海市外事
办公室电子政务系统的子系统—上海市因公护照签证管理信息系统,此系统已经
成功部署运行。
1.4本论文的组织
本文的组织结构如下:
第一章引言。
主要讲述电子政务系统开发的现状,以及Mvc设计模式应用于
电子政务系统开发的现实意义。
第二章应用系统的体系结构。
主要介绍应用系统的一般体系结构,如传统
cps的两层体系结构、Bas系统的三层体系结构以及基于】2EE平台的多层体系结
构。
并根据对比给出了电子政务系统应该采用多层体系结构的理由。
第三章应用Struts具体实现MVC模式。
本章将对设计模式的概念、MVC设
计模式的核心思想和组成部分以及具体实现MVC设计模式的Struts框架进行论
述,并详细论述Struts框架的核心组件及流程控制等。
第四章Mvc模式在电子政务系统开发中的实例。
本章将以上海市因公护照签
证管理信息系统为例,具体研究如何在电子政务系统设计开发中具体应用Mvc设
计模式及其具体实现架构s}r}框架。
并介绍了系统本身的功能结构以及具体开发
中所解决的难题。
第五章总结与展望。
本章总结全文,指出本系统设计的不足及下一步工作的
研究重点。
第二章应用系统体系结构
2.}传统CIS两层体系结构
在应用程序发展的早期,由于受到硬件水平以及网络发展水平等外界因素的限
制,以及对分布式系统没有过高的要求,传统的应用系统开发普遍采用crs
<
ClientfServer客户端/服务器端)两层体系结构。
其结构图如图2-1所示。
图2-1C/S两层体系结构其中客户端负责向用户提供操作界面,接受用户输入数据信息,通过请求
(Request)向服务器端发送数据,接受服务器端的响应(Response),并将响应
结果向用户显示。
服务器端主要负责被动接受客户端的请求,接受数据并进行响应
的逻辑处理,以及数据持久化工作,并发送响应,将处理结果返回给客户端。
CIS(客户端/服务器)两层体系结构是一种通用的、基于消息的模块化结构,
能够提高系统的灵活性、可操作性和可扩展性[4]。
客户端能够进行部分简单的逻辑
处理工作,降低服务器端的工作负荷,这在早期服务器端硬件水平不高的情况下,
确实具有较高的合理性。
但在实际应用中CIS已经暴露出一些弊端和缺点。
由于CIS只有两层结构,结
构比较简单,只能适用于专用的或者小范围的局域网内部,面向特定的用户群。
但
随着网络的扩展,对应用系统分布式性能的要求也随之提高,因此CIS体系结构不
能够适应更广的网络应用环境。
CIS体系机构不可避免的整体性考虑,构件的重用
性要求不高,可扩展性低。
由于CIS体系结构决定了必须在用户机器上安装客户端
应用程序,因此增加了系统开发和维护的难度,从而增加了系统开发的成本费用。
2.2BIS三层体系结构
随着网络技术的迅速发展,网络覆盖范围得到快速的扩展,因此用户对应用系
统分布式的要求也随之提高,此外,应用程序的开发开始更加关注模块和构件的可
重用性,以及逻辑结构的层次性.由于GS体系结构的应用系统一般适用于特定的
小型局域网,构件重用性、可扩展性低下,以及开发和维护成本居高不下等在实际
应用中所暴露出来的种种问题,己经明确说明GS体系结构己经不能够满足分布式
应用系统的开发要求。
取而代之的是BIS(BrowserlServer浏览器用及务器)体系结
Web技术经过了十几年的发展,己经成为Internet和局域网的重要组成部分,
也为BIS体系结构的出现和广泛应用提供了前提条件。
基于BIS的应用系统在用户
端取消了客户端软件的开发和安装,取而代之的仅仅是在用户机器上安装浏览器
(Browser)。
但由于浏览器仅仅起到向用户提供交互界面的作用,并不具有较强
的逻辑处理功能,因此需要将逻辑处理功能转移到服务器端,自然增加了服务器端
的工作负荷,因此需要增强服务器端的设计与开发,对服务器端再进行分层。
服务
器端也逐渐分离成Web服务器和数据库服务器。
BlS三层体系结构图如图2-2。
图2-2B/S三层体系结构客户端浏览器(Browser)只负责为用户提供友好的交互界面,搜集用户输入
参数,在用户触发一定事件后,向Web服务器tWebServer)发出HTTP请求
(HTTPRequest),并将请求参数传送给Web服务器。
Web服务器主要负责商业逻辑处理,接受HTTP请求参数,调用响应的方法
进行逻辑运算,并可以根据用户需要访问数据库服务器(DataBaseServer)。
在商业逻辑处理完毕后,Web服务器将处理结果通过H1TP响应(HTTPResponse)发
送给浏览器显示给最终用户。
数据库服务器(DataBaseServer)主要负责数据信息的存储工作。
数据库服务
器从Web服务器中分离出来,有助于减轻Web服务器的工作负荷,也有助于系统
数据信息的管理组织。
使得服务器端商业逻辑处理和数据信息处理相互独立,层次
清楚,有助于系统的扩展性的提高。
相对于GS体系结构,基于BIS的应用系统更加容易建立在广域网上,可以面
向不可知的用户。
BIS体系结构要求系统构件相对独立,可以较好的重用,减少了
重复开发,此外仅需要在用户端安装浏览器,大大减少了系统开发维护成本。
鉴于
以上优势,Microsoft推出全面支持网络的构件搭建平台,Sun和IBM也推出了
IavaBean构件技术,使得BIS体系结构成熟完善,大有取代GS体系结构的趋势。
随着越来越多的企业级分布式的事务处理要求的提高,三层体系结构中Web
服务器的工作负荷也不断加大。
需要继续对Web服务器的层次结构进行细分,对
于细分的方法根据不同的技术平台而不同。
本文的以下章节将着重研究基于}z>
}
技术的细分方法。
2.3基于J2EE的Web多层体系结构
网络的发展迫切需要有效的企业系统的开发,构建出高质量、高度可用的企业
应用,多层体系结构应运而生。
客户机不断被压缩,逐渐被浏览器所替代,因此也
促使在进行系统设计开发过程中更加注重服务器的设计与开发,对服务器进行细
分。
在技术方面,应用服务器技术和容器组件技术的出现为企业级网络的分布式应
用提供了优秀的技术支持,促使了这种趋势的发展和完善。
现在最流行和实用的分布式系统开发语言就是JavaoJava语言从1995年出现
以来,根据不同的市场需要,己经发展成三个不同的应用平台:
J2ME,IZSE,
J2EE.其中J2EE(Java2Platform,EnterpriseF.c}ition)是Suu公司联合多家I'
T业
大型公司,把所有与企业相关的标准、API进行整合推出的企业级版本,是一个开
发分布式企业级应用的规范平台,为程序开发人员提供了一个多层次的分布式体系
结构和一系列开发技术规范。
其中多层次分布式体系结构是指根据功能把应用逻辑
再进行细分,每个层次支持相应的服务器和组件,组件在分布式服务器的组件容器
中运行,容器间通过相关的协议进行通讯,实现组件间的相互调用。
J2EE平台为
服务器端的细分提供了不同的组件、容器以及规范,例如JSP,Servlet组件及应用服务器容器,EJB组件及EJB容器等等,各种不同的组件及容器部署在不同层次
上,不同的层次可以部署在相同服务器或者不同服务器上。
基于J2EE的Web多层
体系结构图如图2-3。
图2-3基于J2EE的Web多层体系结构客户层可以是桌面应用程序,也可以是基于Web的应用程序,主要负贵向最
终用户提供友好的可视化交互界面。
本文主要研究基于Web应用系统的体系结
构,因此担任客户层角色的应该为Web浏览器(WebBrowser),浏览器并不具备
完善的逻辑处理功能,只是负责发送请求以及显示响应结果,可以下载静态的
HTML页面或者由Web层生成的动态HTML页面,属于一种瘦客户端。
Web层产生表示逻辑。
根据用户请求,接受请求参数,并调用业务层处理单
元,在获得处理结果后动态生成表示单元返回给客户层浏览器。
J2EE平台为Web
层提供了JSP,Servlet组件及Web容器—应用服务器。
JSP和Servlet组件接受
用户请求,并根据逻辑处理结果产生动态的显示页面。
应用服务器则负责对JSP,
Servlet等组件的管理工作。
业务层主要负责处理应用的核心业务逻辑,以满足特定业务领域的业务逻辑处
理需求。
12EE平台为业务层提供了EJB组件及E1B容器。
E3B组件可以接收请求
数据,对数据进行复杂的逻辑处理,如有需要可以将数据发送到企业信息系统层进
行持久化操作,还可以根据需要检索数据,返回处理结果。
EJB可以分为三种:
会
话Bean(SessionBeaa)、实体Bean(EntityBean)、消息驱动Bean(Message
DrivenBean)。
不同的EJB负责不同的功能,统一由EJB容器管理。
通常情况下,许多企业应用将Web层和业务层一起发布,称为J2EE服务器。
但ETB本身也存在内部结构复杂、体积庞大的缺点,因此在一般企业级应用系统中不建议使用
EJB作为业务层的处理组件,而是建议进行轻量级开发。
部分业务逻辑处理可以由
JavaBean组件以及应用服务器容器所代替,从而降低程序开发难度,但大型企业
应用仍然建议使用EJB组件.
企业信息系统层(EISTies)是处理企业数据信息的系统软件,包括ERP、数
据库系统等等。
主要负责对企业数据信息的管理、存储等持久化工作。
本文所要介
绍的上海市因公护照签证管理信息系统主要采用数据库系统。
基于J2EE的Web多层体系结构对原来的服务器端功能模块进行了合理的细
分,并提供了完善的组件及容器管理机制,可以有效地控制因重复开,增强应用系
统的重用性,充分发挥了面向对象开发的优势。
J2EE通过提供统一的开发平台,
降低了开发多层应用系统的费用和复杂度,同时提供对现有应用系统集成的有力支
持【5】【6】。
2.4电子政务系统采用基于J2EEWeb多层体系结构的理由
电子政务系统在实际应用中的易用性、健壮性、可重用性、可扩展性是系统设
计首先考虑的问题【7】。
因此既需要考虑更好的实现整个系统的设计开发,也要考虑
到系统整体框架的特性以及未来的扩展性。
基于J2EE的w}多层体系结构所具有
如下优势,正好满足了电子政务系统以上要求:
}.J2EE利用Java平台来简化企业解决方案的设计、开发、部署和管理等相
关复杂问题,也就具备了Java语言“一次编写,到处运行”的先天性优势,12EE
平台本身具有平台无关性I【8】。
.
2.J2EE平台提供了完善的组件,提高了系统的重用性。
随着经济的迅速发
展,社会内容的不断丰富,作为社会的管理者,政府的管理职能、地位和管理内容
也再不断的扩充变化。
电子政务系统的需求也随之变化,因此电子政务系统对重用
性和可扩展性的要求不断提高。
J2EE平台利用组件技术和容器技术提高了系统模块的重用性,可以方便的整合原有的电子政务系统,避免了不必要的重复开发。
3.易于部属,实用化。
由于基于IEEE的Web多层体系结构压缩了客户端的
功能,属于BIS结构,在客户端只需要用户安装Web浏览器,而且现在市场上的
主流操作系统都会绑定安装浏览器。
另一方面,由于业务的不同,电子政务系统主
要面向于政府工作人员,应用系统对工作人员的计算机水平不能要求太高,直接使用浏览器就可以对电子政务系统进行熟练的操作。
基于JzEE的Web多层体系结构
恰好满足了用户此种需求。
4.较强的健壮性和稳定性。
电子政务系统一旦部署实施就需要全天候运行,
因此需要较强的稳定性和健壮性。
多
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