Apache学生工作管理系统的设计及应用

德州职业技术学院 杨 洋

本文通过对Apache技术架构和优势的介绍，详细分析了Apache学生工作管理系统的设计和应用，以期能够利用Apache开发管理系统充分满足学生管理需要，提高管理效率和质量。

1 Apache技术架构

Apache技术架构主要包括应用代码、主题、安全经理以及领域四个部分构成。其中，SubJect作为最基础的部分，是指登录对象，即学生管理主体；Realm作为信息沟通部分，可满足Apache和数据源的信息接收。SecurityManager负责对用户权限的管理，Apache技术权限管理通过DAO数据库进行，实现登录验证和授权认证两部分功能。接收到用户请求后，针对性调取数据源，若难以满足用户需要，可利用自定义数据源方式来处理数据。管理人员通过配置文件或者信号进行服务器的控制，文件可以分为端脚本、文档或者.htaccess文件等。在Apache内部主要存在主服务进程、子服务进程以及通信进程三部分结构。通信服务作为系统的重要部分，负责访问和连接端口，可同时进行接收请求和唤醒请求的进程。主服务进程负责子进程的创建和控制，并响应主要服务进程，读取配置文件，并给子进程拷贝。子进程是对Http请求的响应，执行应答循环。主进程务必保证子进程处于等待连接状态，掌握每个子进程状态，方便主进程进行查询。

2 Apache学生工作管理系统的设计及应用

2.1 系统框架

考虑到学生工作管理的特殊性，用户需求呈现出多元化特点，系统后台需要对用户请求进行统一处理，使用Struts框架能够统一处理URL请求，并封装数据。服务器发出请求后，调取request数据，转换数据类型，程序员将工作重心转为业务逻辑，提高运行效率，减少bug的出现。以Spring框架为基础，基于doService完成上层调取，在下层处理中由用户操作。使用iBatis框架，充分发挥其便于控制的优势，面向SQL可操作度高，数据访问层设计基于Spring框架实现。

2.2 功能设计

学生工作管理系统涉及范围较广，覆盖于学生入学至毕业全周期，在功能设计上要尽量满足校园管理的需要，辅助学生工作的开展。如图1所示，其主要功能如下：（1）系统设置。系统管理人员对系统进行维护和设计，修改系统内容等；（2）数据管理。系统管理人员对学生工作相关数据进行管理，数据包括教学工作、学生寝室、学校管理等工作；（3）信息发布。面向全体师生公开信息，保证政策文件、放假通知等信息通知；（4）档案管理。以历史数据和历史记录为主，进行数据归档管理；（5）班级管理。主要围绕班级集体展开，对班级成员、处分、活动记录等数据进行管理；（6）班主任管理。班主任工作评比、考勤情况；（7）学生管理。覆盖学生从入学至毕业的完整数据记录，包括学生学习成绩、选课情况、奖学金情况、处分情况等，一旦出现数据变更也会实时更新在系统上；（8）公寓管理。主要对住校生生活信息进行管理，包括卫生检查情况、处分情况、分寝记录等；（9）考试管理。主要记录学生考试信息、考试成绩、挂科情况、补考情况等；（10）助学贷款管理。学校给经济困难的学生提供勤工俭学的机会，根据岗位情况、人员安排、工作时间、薪酬待遇进行管理。

图1 系统功能设计

2.3 接口设计

为保证系统稳定运行，设计多个类型的接口服务于系统数据的应用。对系统修改、查询等简单操作，主要利用SQL语句实现，数据经过传输至本地模块，在数据组作用下反馈至Javascript层，由此完成回调操作。数据处理接口涉及功能丰富，包括delete、seek等接口形式，数据处理语句可以到达本地层，并响应对应的执行操作。文件接口和上述原理一致，以参数形态传输函数，在本地模块中做出对应的删除或者读写，经过处理后借助于Json数组回传，Javascript层会得到对应的参数。读取文件主要利用arrayparam eter参数得到，在参数作用下可以读取文件信息进行处理。使用callbackcontext参数可以解读文件，向Jauascript层反馈。写入文件、删除文件和上述流程一致，写入成功或失败均反馈状态信息。系统在运行过程中，在服务器发出信息后通知客户端。在推送消息时，借助于推送接口方便操作，拓展模块会调取服务组件，借助于指定通道完成消息的传输。

2.4 用户登录

系统用户主要通过浏览器登录系统，输入网址后打开网站页面，用户输入账号密码后，系统对用户账号和密码匹配性进行验证，通过验证的可进入系统访问。未通过验证的，被禁止浏览系统，禁止进行下一步操作。登录界面是对访问权限的筛查步骤，快速进行身份验证。用户登录主要利用DbMySQL类，为了改善服务器负载，首先客户端验证用户账号和密码，不符合提出提醒和限制。

2.5 访问处理

根据用户类型进入不同页面，左侧为系统导航目录。如教师登录系统后，目录主要为学生基础信息、课程表、成绩管理、教学工作等内容，教师有查询、写入、修改和删除的权限，可以根据教师的需要进行数据的修改。教师点击教学管理板块后，会提示课程科目，教师选择对应的科目，进入课程。可查询或写入学生考勤情况、学生评价、作业上传、教学资料上传等内容，查阅学生交作业的情况。如学生登录系统后，可根据自身需要查询自己的个人信息、课程表、考试成绩等内容，但不能对上述内容进行修改或写入。学生可以在网络系统中完成作业，并修改下载学习资料。家长也可进入系统访问对应的板块，包括意见箱、评价管理、班费学费收缴情况、学生考勤、学生成绩等内容。家长只拥有写入、修改、删除意见箱的权限，不能对学生信息进行修改，只能浏览网页内容。系统管理人员登录系统后，可添加、编辑以及删除用户，对于学生管理等板块没有权限。

2.6 监控模块

系统设计监控模块负责对负载情况、性能、服务状态进行监控，系统可自行发现故障问题，给系统管理人员发出警报信息，便于系统管理人员及时处理。监控板块通过记录Apache客户端请求结构数据项，包括数据请求量、请求类型以及IP地址等，当一定时间内访客数量大幅增加，资源利用率显著增加时，监控模块能够相应记录，并生成具备时间戳的数据文件，可以对监控数据展开整理。对系统性能监控作为控制主要输入部分，负责采集和储存硬件设备性能。通过proc文件获得系统内存、交换区和处理器信息，根据负载监控数据计算吞吐量，根据吞吐量和设备利用率计算设备服务需求，确定服务时间。如CPU设备服务需求是利用率和吞吐量的比值。通过对性能的监控掌握系统负载情况，当系统处于超载状态中，对控制模块发出到达请求。对于服务状态的监控，主要对Apache进程运行状态进行监控，一是监控服务进程运行与否，二是模拟客户端的请求，判断请求是否得到处理。通过对客户端请求进行监控，一旦发现主服务进程发生崩溃就停止运行，立即重启Apache进程，可以保证服务得到有效应用。

2.7 运行调试

系统运行主要受到工作负载的影响，如查询成绩、选课阶段，大批量学生登录账户访问系统，严重影响系统运行状态。因此，在配置参数上通过可控制和非可控制的配置参数设计，适应计算环境改变对于系统的影响。非可控制配置参数无法被动态化修改，参数对于系统性能造成的影响较小，经过修改后需要重启系统才能发挥作用。可控制配置参数可以被动态化修改，对于参数修改不需要重启程序，参数修改可以保证系统适应负载的变化，改进系统的性能。Apache系统控制算法可以对可控制配置参数进行调节，控制算法可以找到配置参数进行参数优化。在一定控制周期内对系统工作状态进行检测，如果服务发生故障，对服务进程重新启动。为满足当前负载要求，控制算法发出重新配置指令，达到期望服务状态。

结论：在高校学生工作管理中，引入Apache技术进行管理系统的开发，以师生为主要服务对象，设置响应的权限标准，保证师生可以登录系统查询和使用信息系统，满足其访问需要。系统能够自如应对超负载状态，在访问量激增状态下仍可保证稳定运行，响应用户的访问请求。