基于J2EE的圖書管理系統的設計與實現

王瑞娜

(三門峽職業技術學院， 河南 三門峽 472000)

基于J2EE的圖書管理系統的設計與實現

王瑞娜

(三門峽職業技術學院， 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，設計和實現了圖書管理系統。利用JSP、Servlet等主流技術實現系統主體功能，重點從架構設計、需求分析、功能模型方面對圖書管理系統進行設計，并對系統進行測試，結果顯示系統符合指標要求。

J2EE；架構設計；圖書管理系統

0 引言

隨著人們生活水平的不斷提高和計算機技術的快速發展，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習需求。因此，設計一套使用方便、可靠性高、檢索迅速、界面友好的圖書管理系統，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 相關技術

本文設計的圖書管理系統是在基于JSP、Java和SQL server數據庫技術的基礎上，采用基于J2EE的設計方案，使用多層次的B/S架構模式來實現的，如圖1所示。B/S是一種瘦客戶機結構，具有對客戶端的硬件配置要求不高，系統易于維護和管理的優點[1]。在B/S體系中，應用系統完全運行于Web服務器端，數據由數據庫服務器處理，客戶端只需通過瀏覽器并輸入正確的Web服務器域名即可。

圖1 系統B/S結構

1.1 J2EE

J2EE是建立在Java 2平臺上的企業級應用解決方案，是一種多層次的軟件開發架構，能夠實現對JSP、Servlet、XML等技術的全面支持，為開發、部署和管理繁雜的企業解決方案提供技術支持[2]。具有穩定性強、擴展性好、支持異構環境等優點。該體

系結構能夠提供中間層集成框架，能夠降低開發多層應用的費用和復雜性。

基于軟件“高內聚，低耦合”的思想，J2EE分為表現層、業務邏輯層、數據訪問層三層架構，其三層架構如圖2所示。

圖2 J2EE三層架構圖

1.2 JSP技術

JSP技術是簡化的Servlet設計，它是在傳統的HTML文件上添加Java程序段或JSP標記所形成的。JSP文件是一種運行在服務器端的能夠響應客戶端需求而動態生成HTML、XML等文檔的WEB網頁的技術標準。使用JSP技術能夠將網頁邏輯與網頁設計和顯示分離，用該技術開發的WEB應用程序不僅支持跨平臺的使用，而且程序開發過程較為簡單。

對于終端用戶來說，只需要安裝瀏覽器就可以瀏覽頁面。當瀏覽器調用JSP文件時，首先執行其中的程序段，重新操作數據庫，以訪問包含被請求頁面的WEB服務器，并將執行結果連同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系統架構，基于J2EE的圖書管理系統選擇JSP作為Web服務器程序的基本開發語言，實現良好的程序效果。

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

集成開發環境，用于開發Java、J2EE的Eclipse插件集合平臺，它具備編碼、調試、測試和發布功能，能夠提高基于數據庫和J2EE的開發、發布及運行效率，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平臺。

1.4 Servlet技術

Servlet能夠實現網絡的遠程動態加載，與運行在客戶端的applet程序相對應，是運用Java語言編寫的程序，運行在服務器端，能夠動態生成WEB頁面[3]。它可以通過“請求-響應”編程模型訪問應用程序。其工作過程如圖4所示。

圖4 JSP/Servlet工作過程

2 架構設計

2.1 物理部署架構設計

問卷調查系統數據庫部署在數據庫服務器上，應用程序邏輯、中間層組件和Web界面程序部署在Web服務器上。教師和學生可以使用PC機或便攜式電腦等終端通過瀏覽器訪問Web服務器上的應用程序。物理上使用防火墻隔離信任區和非信任區。Web服務器、數據庫服務器部署在防火墻后面的信任區，客戶端處于非信任區，客戶端通過80端口訪問Web服務器。系統物理架構如圖5所示。

2.2 開發架構設計

基于J2EE的圖書管理系統采用多層軟件架構體系。主要分為用戶界面層、業務邏輯層、數據訪問層和實體對象層。

圖5 物理架構視圖

2.2.1 用戶界面層

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

2.2.2 業務邏輯層

邏輯層負責與上層的用戶界面層進行交互，構成界面層的應用處理邏輯，同時調用下層的數據訪問層組件實現對數據庫的訪問。邏輯層的組件按模塊分類封裝，主要有系統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計管理組件。各類組件構建于JDK之上，使用Java語言編寫。

2.2.3 數據訪問層

數據訪問層封裝各類模塊對數據庫的訪問組件。核心模塊的數據訪問層組件主要有：系統管理組件、圖書信息組件、讀者信息組件和借閱信息查詢及統計組件。四類組件調用公共組件“數據庫訪問助手(SQL Helper)”實現對底層數據庫的訪問。每類核心模塊的組件均由接口、工廠類、接口實現類構成。接口聲明模塊業務處理方法，業務的具體實現封裝在實現類(各模塊的SQL DAL)中，各模塊的數據訪問層對象實例在各自的工廠類中創建。邏輯層調用數據訪問層時，首先調用模塊工廠類的靜態方法創建模塊對象實例，然后才使用模塊對象實例的業務方法實現對數據庫的訪問[4]。

2.2.4 實體對象層

實體對象層定義系統的數據結構，構建與底層數據庫的數據映射關系。實體對象層服務于用戶界面層、業務邏輯層和數據訪問層，提供各層次之間數據交互的平臺。

2.2.5 數據存儲

系統使用Microsoft SQL Server 2012作為數據存儲管理平臺。系統的業務表及其存儲的數據、構建數據關系的視圖以及描述簡單業務邏輯的存儲過程等使用Microsoft SQL Server 2012構建。

2.3 系統設計原則

2.3.1 嚴格按照軟件需求設計

高校圖書管理系統具有館內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。因此在設計開發系統時，應與圖書管理者及用戶做好溝通，盡量保證系統功能全面，方便圖書的管理工作及用戶的操作使用。

2.3.2 具備成熟嚴謹的設計架構

為保證圖書管理系統的安全性、實用性、可擴展性及易維護性，應盡量選取合適的產品型號進行合理配置，對于硬件結構、網絡架構和軟件系統結構等都要做到設計合理、結構優化。系統還要預置系統管理接口，以便隨時維護。

2.3.3 嚴格按照圖書管理制度設計

系統要根據高校圖書管理的相關制度和特點進行嚴格的流程設計和整體框架設計，結合數字化校園的思想，借助一定的計算機技術，提高圖書管理的效率，方便讀者的檢索及借閱。

3 需求分析

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

(1)能夠實現圖書管理功能，包括圖書信息的添加、刪除、修改及檢索，能夠統計圖書的出借、歸還、掛失等狀態。

(2)能夠實現對讀者信息的添加、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)充分考慮數據的存儲性和安全性，保證系統的正常訪問量，同時通過權限設置，防止數據被隨意修改或刪除，并提供數據的備份服務，確保數據的完整性。

4 功能模型

4.1 用例

通過對基于J2EE的圖書管理系統的物理部署架構和開發架構的設計分析，并依據本系統的需求分析，對圖書管理系統用例圖進行闡述，如圖6所示。

圖6 圖書管理系統用例圖

4.2 類模型

根據圖書管理系統的用例圖，對該系統的類模型進行闡述，如圖7所示。

圖7 類模型

4.3 動態建模

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

沒有預約的借閱者，在動態建模的過程中需要考慮輸入標題、顯示該標題下的書目、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”為例介紹動態建模的過程。

以“沒有超期”為例，在動態建模的過程中需要考慮輸入標題、顯示該標題下的書目、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 對象關聯圖

圖書管理系統的對象關聯圖如圖10所示。

圖10 對象關聯圖

5 系統測試

5.1 系統開發環境

操作系統為Windows 7或Windows 8；服務器為Tomcat 6.X；數據庫為Microsoft SQL server2012；開發工具為MyEclipse 8.5；開發語言為Java。

5.2 系統功能測試

本系統使用等價值劃分法、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。通過對各項數值的輸入檢測，有效數值的輸入確認能夠達到預期效果。符合系統的設計需求。

5.3 系統性能測試

本文選取適用于各種體系架構自動負載測試的

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

表1 圖書管理系統等價值劃分表

圖11 系統保存的各項數據的性能測試結果圖

6 結語

在分析高校圖書管理系統現狀及需求的基礎上，從架構設計、需求分析、功能模型方面對系統進行設計與開發，并從運行環境、功能測試、性能測試三個方面對系統進行了測試，結果顯示系統性能完全達到指標要求。

[1] 王建章.棗莊職業學院教師信息管理系統的設計與實現[D].上海:華東師范大學,2009.

[2] 李俊.基于Asp.net的B2C電子商務系統設計與實現[D].重慶:重慶大學,2012.

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

[4] 董萍.基于SSH框架的學工管理系統的設計與實現[J].周口師范學院學報,2015(2):111-115.

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

[責任編輯 吳?？黓

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:計算機應用技術。

10.3969/j.issn.1671-7864.2017.02.011

TP315

A

1671-7864(2017)02-0037-06