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第四章：系统总体设计 这章是系统设计工作上的集中体现，主要分析教务管理系统设计目标，设计系统体系架构以及网络架构，还对系统主要功能模块进行 E-R 图分析，数据表设计。 4.1 架构设计 架构设计可以有效降低系统项目 失败的风险和 系统设计中存在的丢失某些重要因素的风险，这有助于实现项目的业务目标 ，保证项目成功完成。 按照“总体结构 、细化系统 、分步实施 、持续完善”这个工作思路，从系统功能需求和非功能需求出发 ，考虑系统高性能要求 、安全可靠性 、灵活性、扩展性需求 ，对系统进行总体特性分析，结合设计原则和技术路线作为指导，考虑校园网星型网络拓扑结构的特点及教务管理系统所处理数据信息量大而且复杂的情况，为了减轻系统维护量 ，提高系统的效率，根据系统的应用架构以及性能质量和要求，特别是集成要求和松耦合的设计原则，采用基于 SOA 的三层体系架构 ，如 4-1 图所示： 图 4-1 系统体系结构图 三层架构技术，是由二层结构的终端中应用构件独立出来组成的应用层，充分体现了“高内聚、低耦合”的思想 ，随着分布式技术发展从而不断成熟。如今普遍采用嵌入 ESB 企业服务总线的平台实现，ESB 是一个中间件群 ，确保系统可以实现服务接口 、各种中间件、松耦合三个方面功能。三层架构技术 的出现，可以简化系统开发 、更新和升级的工作，这是信息技术发展的必然趋势。 1) 视图层是系统用户统一的接入接口。 该层作为用户统一的接入接口，是唯一 用户可以看到的层 ，负责与用户的交互工作，展示用户接口 ，并用业务层类和对象驱动这些接口 ，它的主要功能是显示数据和接收用户的输入数据，提供统一的身份认证 、会员管理、综合信息发布等功能 ，以此将各应用系统在用户界面形成一个整体。 2) 控制层提供系统间业务服务集成。 该层支持多种方式的系统间消息、服务交互，包括实时交互方式、文件及消息交互方式，使跨系统的业务过程形成一个整体。该层包括系统中核心的和逻辑规划 、运作方法 、管理模式等。通过模块化的设计，实现系统的高可用性。此层采用松方式 ，可以减少各业务逻辑间技术及实现上的依赖，为实现业务逻辑与表示逻辑的分离，灵活的适应用户业务逻辑的变化和系统的业务升级提供了可能。 3) 模型层实现主数据的同步和管理。 该层负责数据库输入和维护，实时监视各应用的系统关键数据变化，迅速执行数据检索和更新。模型层可以实现对象实体的持久化和数据存储并且保证数据一致性。在设计上要注意表与表之间的联系，满足主数据表子数据表之间的关系。在功能上对用户也要有一定的限制 ，慎重对待子数据表 的删除操作 ，以免造成主数据表子数据表的数据在逻辑上的错误。 针对教务管理系统的特点 、应用架构 、性能、组网，分期建设及未来业务拓展需求，特别是集成要求和松耦合的设计原则 ，本系统整体集成架构在概念上分为接入层 、应用层 、服务器层三个层次。依据上述思想，设计的系统架构图如图 4-2 所示： 图 4-2 教务管理系统架构图 在三层体系结构下，视图层用户是不能直接访问数据层的，只能通过控制数据库 ，完成业务处理。这种结构优点如下： 1) 开发人员可以只关注整个结构中某一层，容易用新的实现替换原有层次的实现。业务逻辑放在控制层，只需在控制层进行，而视图层仅需处理信息输入和结果显示，系统之间通过规范的 SOA 服务机制，可以使系统具有良好的扩展性和可维护性。 2) 降低层与层之间依赖，增加系统网络安全性 。业务人员只能通过系统来对数据信息进行检索和查询，不能直接访问后台数据库服务 ，避免系统发生故障时对数据库破坏，提高了数据安全性，保证系统安全 3) 有利于标准化各层逻辑的复用。由于每一层对应不同应用，有利于进行软件的工程化管理。分层次技术架构各个层次之间定义严格接口机制，降低了层次之间耦合度。 系统网络架构 本系统中网络的接入环境是Internet 先接入防火墙 、上网行为管理 、三层核心交换机 ，从核心交换机再接入到校园内的各部门接入交换机上 。出口使用防火墙来保护整个内网的安全。通过上网行为管理，以此对 P2P 下载 、在线电影等非工作需要的数据流进行封堵或限速 ，进行 IP 和 MAC 地址绑定 、非法网站屏蔽 、用户上网日志 、定期统计日志报表等措施保证校园网络安全。网络接入的网络拓扑结构如图 4-3： 图 4-3 教务管理系统网络架构图 教务管理系统网络拓扑结构如图 4-4 所示。校内的用户通过校园网进行系统访问 ，系统软件安装在 WEB 服务器上 ；通过三层核心交换机，实现与学生宿舍 、图书馆 、公共机房 、各学院及行政部门网络连通；数据库服务器通过防火墙来与 WEB 服务器相连 ，对数据访问通过内部网络，避免外部网络环境攻击，保证数据信息安全性。用户通过浏览器输入