基于SSH架构的重点实验室信息统计管理系统设计

郑伟鸿　林　珠

（1．广东省科技基础条件平台中心，广东　广州　510033；2．广东省高性能计算重点实验室，广东　广州　510033）

基于SSH架构的重点实验室信息统计管理系统设计

郑伟鸿1,2林珠1,2

（1．广东省科技基础条件平台中心，广东广州510033；2．广东省高性能计算重点实验室，广东广州510033）

在SSH框架技术的基础上，设计出实验室体系管理信息统计系统，该系统可提高对省重点实验室和省企业重点实验室的管理信息的收集、统计的工作效率。

实验室；统计；Strust；Spring；Hibernate

1　需求分析

全省实验室体系管理信息统计的开展，对省重点实验室和省企业重点实验室的运行状况、人力资源、仪器设备和经济效益等进行调查并统计，不仅有利于对实验室体系的深化管理，而且为进一步统计分析省重点实验室和省企业重点实验室各项指标的分布情况提供数据依据，为省科技厅制定相关政策提供参考。随着信息技术的发展，运用信息化技术实现能够代替人工繁琐的统计方式的信息化系统，是提高全省实验室体系管理信息统计工作效率、节约人力和物力资源的必由之路。经过调查分析，该系统需提供：（1）操作直观，方便简洁的信息填报功能；（2）分类统计功能；（3）用户权限管理和信息安全。

2　SSH框架技术

SSH框架是由Strust+Spring+Hibernate集成的框架，是目前较为流行的web应用程序开发框架。SSH继承了J2EE的分层架构模式，分别为表示层、业务逻辑层和数据持久层。

2.1Strust实现表示层

Strust主要解决表示层的实现问题，以WebWork为核心，采用拦截器的机制来处理用户的请求，使得业务逻辑控制器与Servlet API完全脱离开[1]，可以有效地提高开发人员的效率。Strust的工作原理为：（1）用户通过使用浏览器客户端发送HTTP协议的请求。（2）HTTP请求到达服务器后，经过控制器，使用框架结构填充Form Bean。（3）经过填充的数据请求通过框架中控制器的Action组件进行数据业务处理。（4）经过控制器处理过的业务数据调用Struts的基础部件实现业务逻辑。（5）将业务逻辑经过转换形成JSP业务进行处理，并将处理结果返回。（6）用户在客户端或者浏览器上得到HTTP请求的响应。

2.2Spring实现业务逻辑层

Spring是一种轻量级J2EE开源框架，它产生的主要目的就是提出一个EJB的简化替代品。这种应用程序开发过程和测试的简化是Spring的关键特征。它基于MVC结构，以控制反转(inversion of control，IoC)或依赖注入(dependency injection，DI)原则和面向方面编程(aspect-oriented programming，AoP)思想为基础，提供管理业务对象服务[2]。

IoC/DI是Spring的核心，即组件的关系由容器来控制，而非传统的程序代码，从而极大地改善了代码的可重用性。IoC通过一些外部管理器，在它产生的时候可以向Bean注入所有依赖。Bean仅需要通过编码和改变对象属性的方法定义需求的特性。DI机制，可以在运行期为组件配置所需资源，而无需在编写组件代码时就加以指定，在相当程度上降低了组件之间的耦合，实现了组件真正意义上的即插即用。AOP是对面向对象编程（OOP）的补充，将程序分解为各个关注点，从而能够模块化管理这种横切多个对象的关注点[3]。

2.3Hibernate实现数据持久化

Hibernate是一个优秀的Java持久化层解决方案，是当今主流的对象——关系映射(Object Relation Mapping，简称ORM)工具。在面向对象程序设计中，关系数据库中的表间关系有对象间关系没有有效的转换机制来完成匹配，Hibernate的出现很好地完成了二者之间的匹配问题。Hibernate可以将对象间关系按照一定的逻辑与数据库中表之间的关系进行高耦合度的匹配。Hibernate的使用可以减少原来面向对象程序设计时大量的程序与数据库之间SQL的转换，有效提高开发效率[4]。

整合Strust、Spring和Hibernate的架构是轻量级java EE框架，其具备了多种优势，如（1）分离了Java代码和JSP代码，降低对开发人员要求的复合度。（2）系统以分层的模式实现，层与层之间相对独立，耦合度低。（3）具有良好的可拓展性和可移植性。

图1　SSH架构工作原理图

3　总体设计

3.1开发工具与开发语言

本系统使用Java语言在Eclipse3.6平台上进行研发。应用上述的轻量级框架SSH框架，并综合应用JSP、Javascript技术，使用DIV/CSS布局，实现动态显示，加强系统的人机交互。

3.2系统业务

广东省实验室体系管理信息统计系统面向全省范围的重点实验室和企业重点实验室的相关管理人员，以及广东省科学技术厅负责该部分工作的相关人员，主要用于全省实验室管理信息的填报和对实验室管理信息数据的统计，具体业务流程如图2所示：

图2　业务流程

3.3系统结构

根据分析和业务发展的需要，现给出了实验室体系管理信息统计系统结构图,如图3所示：

图3　实验室体系管理信息统计系统结构图

整个系统在分布式企业开发平台（J2EE）框架基础之上搭建，具备了建立现代企业级分布式应用系统的必要前提条件。本系统开发选择在Windows操作平台下开发，但最终部署在Linux系统上。

提供服务的部署环境的应用服务器，我们将选用开源的Tomcat WEB应用服务器，既可以为客户节约很大一部分成本，同样可以完成需要的功能。

在业务逻辑的实现上，充分结合J2EE基础架构。使用Java Bean技术实现业务逻辑层面的功能。在业务逻辑层之上，是抽象程度更高、粒度更大的Web服务层服务，实现客户服务。

4　数据库设计

经过需求分析和系统设计分析后，可以明确实验室体系管理信息统计系统中所需的实体类及其所包含的属性方法。然后使用Power Designer设计出数据库的概念模型和物理模型，并画出类图，分析实体类之前的关联关系。最后根据分析结果在Native工具中创建数据库表、序列、索引等数据对象。数据库设计时尽量减少数据冗余，坚决反对低级冗余，即重复性冗余。提倡高级冗余，即派生性冗余，目的是为了提高数据处理的速度，减少数据访问时间。为了在尽量减少数据冗余的同时又提高数据的访问速度，我们采用的策略是在概念数据模型设计阶段遵守第三范式，而在物理数据模型设计时考虑降低范式标准，增加一些常用的派生字段，用来保证数据访问时间达到最小，提高数据的处理速度。

5　功能模块设计

5.1系统管理

系统管理主要是实现对系统用户的权限分配管理。

系统采用用户申请注册，审核员或管理员审核并分配权限，帐号密码登录的形式进入系统。主要功能包括：（1）用户注册：系统登陆界面中点击相应链接进入用户注册界面，填写用户基本信息并提交，等待审核。（2）用户审核：由审核员或管理员在系统内部进行，审核通过的用户即可登陆使用。（3）搜索：根据输入用户帐号进行条件查询。（4）重置：清除查询条件。（5）编辑：进入编辑用户信息界面（编辑角色信息界面）。（6）删除：删除相应的用户（角色）。（7）角色分配：对相应用户进行角色分配。（8）权限分配：对相应角色进行模块的权限设置，进入修改权限界面，选中在所需要操作的模块前的勾选框。

5.2数据填报

通过审核的录入员根据其所在实验室的实际情况，进行数据填报操作。为后续的数据统计分析提供依据。录入员选择不同的大类标签，对相应数据进行填报。数据填报后，录入员可以根据需要选择保存或提交，选择保存，则数据可以再次编辑修改，选择提交，则无法再次编辑修改。

5.3实验室总览

实验室总览用于对各实验室填报的信息进行管理。该模块根据实验室的类型分为“省重点实验室”与“省企业重点实验室”两大类。管理员通过该模块，可以查看各实验室填报的数据与信息，从而清晰地知道各实验室填报的进度和状态。并可以对填报不合格的实验室数据进行驳回重填。

6　系统安全设计

为了保障填报数据的安全性和完整性，以及保证数据统计的真实性和准确性，需要对实验室体系管理信息统计系统做充分的安全保障。

首先是对系统模块的安全控制。用户登录后，只有用户具有操作权限的模块才会显示给用户使用。否则将不会显示在界面上。

其次，通过对界面上的原子操作的控制，用户没有权限的原子操作将不会显示在界面上。

最后，即使用户通过非法途径可以登录无权限的界面进行操作，在数据提交时，服务器将对提交数据进行严格权限检查，对于无操作权限的提交，将会禁止。

[1]杜素芳．SSH框架技术分析[J]．科技广场，2014(5)：76-78．

[2]Craig walls，Ryan Breidenbach．Spring in Action中文版[M]．北京：人民邮电出版社，2006．

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

[4]蔺小清．基于SSH框架的高等职业院校毕业管理平台的研究与设计[J]．价值工程，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

郑伟鸿，男，广东饶平人，双学士，工程师，研究方向：虚拟化技术、软件研发。

科技基础条件资源数据共享平台建设，项目编号：2013B061800011；广东省高性能计算重点实验室运行经费，项目编号：粤科财字[2013] 82号；科技资源数据分析与开放共享服务平台建设，项目编号：2014B070706004；基于高性能计算的广东沿海风暴潮灾害预报关键技术研发，项目编号：粤科规财字[2014]116号。