最新科研成果系统的设计与实现.docx
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最新科研成果系统的设计与实现
科研成果管理系统的设计与实现
科研成果管理系统的设计与实现
【摘要】计算机技术和信息技术的飞速发展为中国各大高校的信息化提供了条件，因此，利用管理信息系统辅助高校各部门的教学行政管理，已经成为高校实现数字化校园的一个重要途径。
该文结合中国高校信息化的现状，选用Browser/Server作为开发模型，结合A和Oracle9i，设计并实现了人文社会科学研究管理信息系统，并对管理信息系统与高校教学行政管理的结合做出了有益的尝试，对提高管理效率进行了积极的探索。
【关键词】信息化建设管理信息系统OracleABrowser/ServerCom+对象池
DesignandImplementationAchievementManagementSystem
AbstractComputerandInternetfacilitatetheprogressofcampuscomputing.BasedontheresearchonthedevelopmentofcurrentcampuscomputingprojectsinChina,thethesistriestomakeasolutionforintegratingManagementInformationSystemwithCampusmanagement,whichisanimportantwaytoachievecampuscomputing.Basedonthissolution,theauthordesignsanddevelopsSocietyScienceManagementSystem,withAasdevelopmentplatformandOracle9iasdatabase,adoptingBrowser/Serverstructure.Thissystemisanattempttointegratemanagementinformationsystemwithcampusadministration.Itwouldimproveadministrationefficiency.
Keywordscampuscomputing;MIS;Oracle;A;Browser/Server;Com+ObjectPool
第1章引言
1.1研究背景
高校信息化建设的目标是建设一个数字校园，以网络为基础，利用先进的信息化手段和工具，实现从环境（包括设备、教室等）、资源（如图书、讲义、课件等）到活动（包括教、学、管理、服务、办公等）的全部数字化，在传统校园的基础上构建一个数字空间，以拓展现实校园的时间和空间维度，提升传统校园的效率，扩展传统校园的功能，最终实现教育过程的全面信息化。
从而达到提高教育管理水平和效率的目的。
原有的在缺乏统一规划的情况下建设的各种应用系统，信息无法共享，形成了大量的信息孤岛，为学校的管理带来了实际的不便，校园整体信息化建设势在必行。
1.2本研究的理论和实际意义
本课题来源于厦门大学信息化建设项目，本项目组成立于2004年5月，作者所在的开发小组由七位开发人员组成，其中，两人负责数据转换和移植工具的开发，一人负责开发通用数据库操作组件，四人负责厦门大学科研管理系统具体功能实现。
作者在整个系统开发中，主要负责了科研成果管理系统的设计与实现。
科研管理系统开发团队协作图如图1.1所示：
图1.1科研管理系统开发团队协作图
科研成果管理系统包括论文信息管理、著作信息管理、获奖信息管理三个模块，它的意义可归纳为下面几点:
1.实现了信息的查询。
可以方便地查询教师信息、论文信息、著作信息、成果信息以及相应的获奖奖励信息，例如某个教师登陆系统后，可查看自己获得奖项的所有成果列表，列表可简单显示该成果何时由何单位颁发了相应奖项。
2.实现了信息的维护。
教师可以方便地修改数据库中的个人信息。
3.实现了信息的最大化共享及交流。
使用一套系统的各部门一改过去信息孤岛的状况，能及时对信息进行更新和处理，避免了信息的不一致性。
同时，共享数据不用重复存放，节省了数据库空间。
4.实现了管理的最优化。
大大提高了管理效率，并且减少了人力，物力支出。
1.3相关领域的研究进展和成果
IBS环境下的应用系统将传统的C/S体系结构扩展到由Web浏览器、Web服务器、数据库服务器组成的三层B/S结构，B/S结构极大的简化了客户机的工作，客户机上只需安装配置少量的客户端软件，服务器将承担更多的工作，对数据库的访问和应用程序将在服务器上完成。
所以，本系统采用了B/S作为开发模型。
1.4主要研究内容
1．如何在Browser/Server作为开发模型的基础上，结合A和Oracle9i等开发技术，实现科研成果管理系统。
2．如何保障学校信息数据的安全性，大力推进校园信息化进程。
1.5本文的组织
第1章简单概述了本论文的实际意义和研究进展。
第2章介绍了科研成果管理系统的项目背景。
第3章阐述了社科管理系统的需求分析与总体设计。
第4章数据库的简单介绍和科研成果管理系统的具体数据库设计。
第5章项目系统的具体实现，包括各个模块的使用流程和具体功能。
第2章
项目背景
2.1中国高校信息化
信息化是指信息技术和信息产业在经济与社会发展中的作用日益显著，并逐步占据主导地位的过程。
自上个世纪七十年代以来，世界经济迎来了以信息技术、新材料技术、新能源技术、空间技术、海洋开发和生物工程等为标志的第三次技术革命。
这些技术的广泛应用，正在推动世界经济从工业化向信息化转化。
而过去二十年中计算机技术和网络技术的迅猛发展更是掀起了一阵又一阵的信息化浪潮。
如今，信息产业己经成为世界新经济的重要组成部分，同时还成为拉动世界经济增长的最强劲动力之一。
这一切都标志着人类正从工业社会逐步迈向信息化社会。
随着中国教育信息化的不断深入不断发展，国内许多重点大学纷纷将校园信息化建设列入了本校的重点工作来抓紧实施。
信息化建设水平已成为一所大学形象和地位的重要标志，高校只有全面实现信息化，才能有效地支持教学、科研、管理等工作，能否在信息化建设方面跟上时代的要求，是高校办学成败的关键因素之一。
因此，开发出一套既符合实际情况，又具备高起点的信息系统，对推动我国高等教育信息化事业的发展有着积极的意义。
根据我国高等学校的实际情况，信息化建设主要包括三大部分的内容:
校园网、信息化教学系统和信息化管理系统。
这其中，校园网是基础，它是开展其他一切信息化建设的前提，没有它便谈不上校园的信息化［１］。
因此，构建一个设施完善的校园网至关重要。
在校园网的基础上，我们便可以开发和构建各种信息化系统。
出于学校的教学目的和自身管理的需要，我们将这些信息系统划分为两类:
一类是教学系统，另一类则是管理系统。
前者主要是整合已有教学资源，以网络为基础实现教学的远程化和个性化。
而后者则是为了充分、高效地利用己有的管理信息资源，为学校的管理和决策工作提供支持。
2.2项目背景
目前，世界各国制定的与信息化教学相关且易于实施的标准已有很多，但与学校信息化管理相关的标准却相对较少。
究其原因，主要是由于在教学模式方面，各学校乃至各个国家基本上都非常类似，与此同时，管理模式却大相径庭。
因此，要制定一个较为统一且切实可行的信息化管理标准尚需时日。
我国教育部于1999年开始由发展规划司和教育管理信息中心牵头组织制定《教育管理信息化标准》，并已于2002年9月起陆续发布了《学校管理信息化标准》等系列信息化标准，并在部分有条件的地区作试验性推广。
然而该标准仅仅是规范了数据的信息化，并未对应用系统的建设提供参考。
因此如何建设一个既符合学校实际情况，又能高效运转的信息化管理系统，还得靠学校自己来研究和摸索。
早在前几年，社会科学处已引进了国家社会科学系统并投入正常运作，使用诸如人员机构管理，项目管理，成果管理等功能模块进行其日常行政科研工作管理，节省了以往传统手工操作的时间和复杂度，并大大提高了工作效率。
但是，每个学校都有自己的政策制度，国家的系统没有很好地结合我们学校的情况，比如：
人文及社会科学老师的评级是参考发表刊物数量（关键看刊物级别“核心”等级别刊物，有更重的参考价值），学校为此类事务设置了一些规则，每年都要进行统计评级等，但现在这类工作都处于纯手工操作层次，不但处理工作极其繁重，而且精确性较难保证，极需要相应的管理系统来帮助处理，国家的系统显然不会照顾到我们学校这类特殊的细节的需求。
经过对国家系统的研究，我们发现国家的系统对外（省、部等上级机关）交互是通过xml文件实现的，从技术上来说，我们也能实现相同的功能，并且能在此基础上，根据实际需要，开发出符合我校实际应用需要的科研管理信息系统。
同时，在网络技术渗入社会生活各个层面的今天，厦门大学作为站在时代先锋的重点高等院校，其管理方式也随之一直发生着变革，可是由于没有统一的架构和管理，校内各部处、院系自行开发的各种系统林立，重复建设情况严重，而信息基本不能共享，由此形成了大量的信息孤岛，为学校的管理带来了实际的不便，校园整体信息化建设势在必行。
目前，参考教育部社科管理系统，并结合我校的一些具体情况，对本校人文社会科学研究管理信息系统组成和功能构想如图2.1所示：
图2.1厦门大学人文社会科学管理系统组成和功能构想图
在人文社会科学管理系统中，由学校管理、机构管理、人员管理、项目管理、成果管理、学术会议、教育部项目、统计报表、参考资料、系统维护十个大模块组成。
各个模块又有分支小模块，实现具体的功能。
系统所要实现的功能，是基于过去使用的旧系统，并且结合在使用中发现需增加的功能而逐步完善确定的，能充分满足学校管理工作的需要。
在本课题中，由于时间和需求收集的关系，该课题只实现了图2.1中红线部分的成果管理模块。
成果管理在社会科学处日常管理中占很重要的地位。
其包括论文信息管理、著作信息管理、获奖信息管理，成果管理系统能大量地、可靠地存贮和处理教师的论文著作等信息。
同时，系统还可添加动态报表的功能模块（由张怡和庞力同学开发实现）。
第3章
系统的总体设计
3.1开发模型
信息技术的高速发展使网络计算模式不断更新，从单机时代的主机/终端模式、文件服务器时代的共享数据模式、客户机/服务器时代的Client/Server（客户机/服务器）模式，再到今天网络计算时代的Browser/Server（浏览器/服务器）模式，计算模式发生了巨大变化。
同时计算模式的不断进步使管理软件的架构发生了很大变化。
通过对系统可选择的开发模型进行分析与比较，该系统选择了三层结构的WebBrowser（浏览器）/Server（服务器）模型进行开发。
在企业Intranet中，运行在客户端的应用软件将移植到服务器端。
客户端将不再需要应用程序，它们完全集中在服务器端，这将永久地简化实际应用。
这意味着用户完全可以通过浏览器来执行应用程序，同时，对诸如并行处理技术的支持也会接踵而至，而它的数据库容量会变得越来越庞大。
这些数据将统一集中在少数的大型服务器上，而非大量的小型服务器上。
如果将程序集中到服务器端，则情形将大为不同，可以使用低成本的网络，通过浏览器传递网上众多的数据。
它不再需要应用程序来完成客户端与服务器端的通信，应用将以广域网而不是局域网为基础。
而基于互联网应用系统都采用Browser/Server（浏览器/服务器模式）结构，在客户端中除Web浏览器外，要安装的软件便是一些插件和控件。
这是一种最小化的客户端安装及瘦客户机模式，是目前客户/服务器体系结构的发展方向。
IBS环境下的应用系统将传统的C/S体系结构扩展到由Web浏览器、Web服务器、数据库服务器组成的三层B/S结构，B/S结构极大的简化了客户机的工作，客户机上只需安装配置少量的客户端软件，服务器将承担更多的工作，对数据库的访问和应用程序将在服务器上完成。
三层体系结构被分割成三个相对独立的单元:
表示层（Presentation）、功能层（BusinessLogic）、数据层（DataSource）。
三层架构如图3.1所示：
图3.1B/S的三层体系结构
1.表示层:
Web浏览器
在表示层中包含系统的显示逻辑，位于客户端，主要负责人机交互，包括一些与数据和应用关系的图形和界面运算。
其任务是由Web浏览器向网络上的某一Web服务器提出服务请求，Web服务器对用户身份进行验证后用http协议把所需的主页传送给客户端，客户机接受传来的主页文件，并把它显示在Web浏览上。
2.功能层:
具有应用程序扩展的Web服务器和应用服务器
在功能层中包含系统的事务处理逻辑。
Web服务器主要负责对客户端应用程序的集中管理。
Web服务器的任务是接受用户的请求，首先需要执行相应的扩展应用程序与数据库进行连接，通过数据池等方式向数据库服务器提出处理申请，而后台数据库服务器将数据处理的结果提交给Web服务器，再由Web服务器传送回客户端。
应用服务器主要负责应用逻辑的集中管理，即事务处理，应用服务器由可以根据其处理的具体业务不同而分为多个。
3.数据层:
数据库服务器
数据库服务器主要负责数据的存储和组织、数据库的分布式管理、数据库的备份和同步等。
在数据库中包含系统的数据处理逻辑，位于数据库服务器端，它的任务是接受Web服务器对数据库操作的请求，实现对数据库查询、修改、更新等功能，把这行结果提交给Web服务器。
在三层的B/S体系结构中，数据及应用可通过不同平台、不同网络存取，与平台无关，伸缩性大，而且，数据计算与处理集中在中间的功能层，而这一层的服务器性能易于提升，因而这种三层的B/S模式在企业级Intranet的构筑和改建中应用普遍而且满足了用户的需要。
随着网络应用不断发展，瘦客户机/服务器模式成为Intranet中的主流方式。
3.2B/S模式下的开发技术ASP.NET
作为.NET架构的一个重要组成部分ASP称为ASP.NET。
ASP.NET是建立在微软新一代.NET平台架构上，利用通用语言运行时（CommonLanguageRuntime）在服务器后端为用户提供建立强大的企业级Web应用服务的编程框架。
[2][3]ASP.NET应用程序的运行环境如图3.2所示。
图3.2ASP.NET应用程序的运行环境
ASP.NET可完全利用.NET架构的强大，安全，高效的平台特性。
ASP.NET是运行在服务器后端编译后的普通语言运行时代码[4]。
ASP.NET包括WebForm和WebService两种编程模型.前者为用户提供建立功能强大，外观丰富的基于表单（Form）的可编程Web页面。
后者通过对HTTP,XML,SOAP,WSDL等Internet标准的支持提供在异构网络环境下获取远程服务，连接远程设备，交互远程应用的编程界面。
相比于传统的ASP,ASP.NET有许多重要的新特性[4][5]。
1.WEB窗体这是ASP.NET新的编程模型。
Web窗体结合了ASP的优势与C#易于开发的特征。
将控件拖放到一个页面上，然后就可以编写代码来提供互动性和调用业务对象等。
2.服务器控件这是Web窗体编程模型的主要组件，ASP.NET服务器控件映射HTML中的一些相应元素，提供了强有力的服务器端编程能力。
服务器控件在服务端运行。
3.Web服务这是ASP.NET的关键部分，它允许程序开发者通过编程使服务通过Internet或局域网共享给其他程序开发者。
Web服务是基于SOAP（简单对象访问协议）标准，因此可以相对简单地跨越不同平台进行操作。
4.缓存ASP.NET提供一个强有力的新缓存引擎，程序开发者通过减少从Web服务器和数据库服务器处理加载的次数来改善应用程序的性能。
5.改进的配置ASP.NET采用一种新的方法来存储Web应用程序的配置信息。
它存储在便于人机阅读的配置文件中，而不是用IIS存放在难以访问的数据库里。
6.改进的状态管理相比于ASP状态管理的局限性，ASP.NET支持跨Web服务的分发会话状态，将状态信息保留在数据库中，不必使用cookie即可提供状态管理。
7.ASP.NET极大地提高了安全性，包括改进的和全新的身份验证方法、代码访问安全性和基于角色的授权方式。
具体在编程模型方面，相比于ASP,ASP.NET更有如下优点[6]：
1.程序逻辑（服务器端代码）和表示层（HTML标签）的清晰分离一一再也没有大杂烩式的代码了
2.丰富的服务器控件，可以自动以客户适合方式显示HTML并管理客户状态
3.增强会话状态管理
4.基于事件的服务器端编程模型，更简单、更直观
5.程序逻辑可以用任何Microsoft.NET语言（C#，受管制C++等）:
程序的服务器端代码是编译的，性能更好
6.使用VisualStudio.NET作为开发工具，大大简化TWebForms的开发过程。
综合以上分析以及考虑到企业的较强的技术能力，本系统采用ASP.NET技术进行系统的开发。
这不但是一种主流的开发技术，可以快速开发强大、可靠的应用程序，而且可保护投资在很长一段时间内不因框架结构改变或平台的变迁而浪费，保证在其上开发的应用能不断地扩充、升级，保证系统长期稳定运行。
3.3人文社会科学研究管理信息系统分析
系统平台
在本系统中，使用现今流行的三层架构思想进行设计。
构想设计图如图3.3所示：
图3.3厦门大学人文社会科学研究管理系统
系统功能模块设计
本系统模块设计包括如下三个功能小模块：
论文信息模块、著作信息模块和获奖信息模块。
系统模块的功能模块设计如图3.4所示：
图3.4系统功能模块图
其中，在这三个信息模块里，我们需要实现论文，著作，获奖新增信息的录入、已有信息的检索及删除、修改，从当前页面返回前一主页面这几个功能。
3.4系统开发中的技术线路——COM+组件的应用
基于COM组件和.NET组件的应用程序提供支持的服务统称为COM+组件服务。
其中最重要的COM+服务包括:
组件的服务管理、即时激活、对象池、事务处理服务、对象并发访问的同步控制服务、安全服务、排队组件、事件服务等。
在论文著作模块实现中主要用到了COM+组件的对象池。
在管理工具里可查看并对COM+的一些如安全和性能方面的配置进行操作。
如图3.5所示：
图3.5系统中COM+组件的配置
对象池服务允许在池中为频繁调用昂贵资源（例如数据库连接）维护实例，以便让众多的客户端使用。
对象池可以显著地改变分布式应用程序的性能和响应能力。
（1）COM+为对象创建并维护一个对象池
COM+维护一个同己创建并且准备为客户端提供服务的对象组成的池[7],每种对象类型都要创建该池:
不同的对象类型使用各自分开的池。
使用对象池时，对于池中的每个对象，都只需创建该一次，然后就可以把它重用于许多客户端。
同一个对象实例将被反复重用，直到包含它的应用程序关闭为止。
对象的构造函数和析构函数都是只调用一次。
任何COM+应用程序，无论是服务器应用程序还是库应用程序，都可以有对象池。
对于服务器应用程序来说，池的范围就是计算机。
如果在其他计算机上安装了该应用程序的代理，那么池的范围将是本地网络。
相反，如果应用程序是库应用程序，那么将为每个加载该库应用程序的客户端进程创建对象池。
结果是，两个不同进程的客户端将使用两个不同的池。
如果希望仅使用一个对象池，可以把应用程序序配置成服务器应用程序。
（2）池中对象的生命周期
如果客户端请求创建组件实例，并且该组件使用对象池，那么COM+将首先查看池中是否存在可用对象，而不是创建对象。
如果有可用对象，那么COM+将把该可用对象返回客户端。
如果池中没有可用对象，并且池还没有达到自己的最大配置容量，那么COM+将创建新的对象并返回创建它的客户端（如图3.6所示）。
一般来讲，配置池容量时要尽量权衡可用资源。
为了让客户端更快地访问和使用对象，通常需要牺牲维护一定容量的池所需要的内存。
否是
图3.6池中对象的生命周期
第4章
数据库设计与技术应用
4.1数据库简介
数据库是管理信息系统的核心，数据库系统的设计是整个系统的关键。
数据库是以一定的组织方式存储在一起的相关数据集合，这些数据没有有害的或不必要的冗余，为多种用户服务，数据的存储独立于使用它的程序，对数据库中数据的更改或检索均按公用的和可控制的方法进行.数据库具有数据结构化、最低冗余度、较高的程序与数据独立性、易于扩充及易于编制应用程序等特点。
数据库系统具有如下主要特性[8]:
1．复杂的数据模型:
在数据库中，要求不仅能描述同种记录之间的联系，更主要的是能描述不同记录、不同实体之间的联系，并采用明细记录来消除等长记录所带来的空间浪费。
2．数据的独立性:
物理独立性:
存储结构与逻辑结构之间由系统提供映像;存储结构或物理结构改变了，逻辑结构可以不变，从而不必修改程序。
逻辑独立性:
局部逻辑结构（各个部门使用的数据）是总体逻辑结构（一个组织总的数据的逻辑结构）的子集，它们之间通过映像来解决结构的统一。
一旦总体逻辑结构改变，局部逻辑结构不变，所以根据局部逻辑结构编写的程序也不用修改。
3．最小的冗余度:
冗余度是指数据重复存储的程度。
冗余占据大量的存储空间，增加数据维护的困难，造成数据不一致.在数据库中，数据总是唯一被存储的。
4．最多的共享性:
数据不是面向应用而是面向系统的。
5．统一管理和控制。
6．适当反应时间。
7．数据的安全性和相容性、保密性及完整性。
数据的完整性包括数据的正确性、有效性和相容性。
8．并发控制:
避免并发程序之间的互相干扰。
9．可修改性与可扩充性。
10．简明性及经济性。
4.2数据库技术应用
Oracle9i数据库
Oracle公司是全球最大的数据库供应商，其关系数据库已经成为世界标准。
OracleServer保留了对主机系统、C/S体系结构的支持，还提供了对N－层体系结构的支持。
图4.1N—层体系结构
通过这种方式，用户可以通过浏览器直接访问OracleApplicationServer上的Web应用，然后由OracleApplicationServer访问OracleServer，实现各种信息交互。
Oracle数据库通过对用户授予角色和权限的管理，来限制用户对数据库的操作和访问。
通过各种OS文件提供了一系列针对意外灾难的解决方案，保证了信息存储的安全可靠，避免意外丢失，提供恢复功能。
同时Oracle还具有以下特点[9]：
1.海量数据存储。
2.提供了新的分布式数据库能力。
可通过网络较方便地读写远端数据库里的数据。
3.提供了基于角色（ROLE）分工的安全保密管理。
在数据库管理功能、完整性检查、安全性、一致性方面都有良好的表现。
4.有许多优秀的前台开发工具如Powerbuilder.VB等，可以快速开发生成基于客户端PC平台的应用程序，并具有良好的移植性。
4.3人文社会科学研究管理信息系统的数据库设计
数据库设计概要
数据库设计是计算机管理信息系统设计很重要的部分，设计质量的好坏，数据结构的优劣，直接影响到管理系统的成败。
数据库设计的基本原则是在MIS总体信息方案的指导下，各个库应当为它所支持的管理目标服务，在设计数据库系统时，应当重点考虑以下几个因素[10]:
（1）数据库必须层次分明，布局合理。
（2）数据
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