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架构风格数字图书馆类的应用

2018-05-13 11:18 来源: 编辑:admin

摘要:随着Intranet信息技术的发展,图书馆为了更好地发挥其图书流通、资料检索和学术交流的职能,图书馆的数字信息化工程也势在必行。本人有幸作为系统架构设计师参与了某大学图书馆数字化信息系统建设过程。由于在数字化图书馆信息系统中后台馆藏信息管理系统负责实时管理图书和读者信息,和数据库交互频繁,所以对数据库处理功能、安全性、数据处理响应速度等方面要求较高。而客户端主要查询信息,要求简单、使用方便、易于安装维护。结合各种体系结构的优缺点,我们决定采用客户/服务器(C/S) 和浏览器/服务器(B/S)混合的体系结构来开发。

本文详细介绍三层结构的功能分配和物理分布,描述三层结构设计的过程,讨论在设计实施过程中碰到的一些问题以及解决的方法,最后说明采用三层结构带来的效果,以及可以改进的地方。

正文:随着Intranet信息技术的发展,图书馆为了更好地发挥其图书流通、资料检索和学术交流的职能,图书馆的数字信息化工程也势在必行。某大学图书馆为了更好的服务读者,提高图书馆的管理水平和服务水平,已经启动了数字图书馆工程。本人有幸作为系统架构设计师参与了该项目。

该数字图书馆工程主要包括:后台馆藏信息管理系统、对外信息Web发布系统,交互式检索网、非纸质资源下载、新书通报、订购征询、以及读者信息管理系统等。

后台馆藏信息管理系统负责实时管理图书和读者信息,和数据库交互频繁,所以对数据库处理功能、安全性、数据处理响应速度等方面要求较高。而客户端主要查询信息,要求简单、使用方便、易于安装维护。

根据我们做出的需求分析以及各种体系结构的优缺点,我决定采用客户/服务器(C/S) 和浏览器/服务器(B/S)混合的体系结构来开发。对于后台馆藏信息管理系统的需求,需要对数据进行更新处理,采用C/S 结构可以更快更好的开发且数据处理速度更快,而且安全性在一定程度上也容易控制,可以更好的满足要求。对于读者的查询需求,我们采用B/S模式。采取这样的结构可以很好的满足用户需求,且容易开发和维护,节约开发成本。由于都是在windows平台上使用,因此在开发工具的选择上,我们使用Delphi来开发后台馆藏信息管理部门的客户端和中间件,使用FrontPage来开发网页,连接在其内部网上提供查询服务。中间件我们采用COM+进行逻辑处理,数据层使用SQL Server

以下详细介绍三层结构的功能分配和物理分布,描述三层结构设计的过程,讨论在设计实施过程中碰到的一些问题以及解决的方法,文章最后说明采用三层结构带来的效果,以及可以改进的地方。

对于客户端,B/S 结构仅提供查询功能,使用浏览器(例如Internet Explorer),学校各系部读者都可以通过内部网使用,读者也可以利用Internet通过外网访问。C/S 结构提供日常操作和管理界面,承担着整个系统的数据录入及数据维护工作,使用Delphi 开发,它是系统数据的入口,使用频繁,安装在图书馆出口、和图书馆后台馆藏信息管理中心;中间件和数据库以及Web 服务器都放在该大学的计算机中心,便于维护管理。中间件负责根据客户端要求从数据库中取得数据,并在进行处理后提交到客户端显示;后台使用SQLServer数据库,数据集中在数据库服务器进行管理,方便数据管理和分析,保证数据安全。

对于 C/S B/S 结构,我们分别使用不同的工具来开发客户端。C/S 结构的客户端我们使用的是Delphi 来开发,对于B/S 的客户端我们使用的开发工具是FrontPage,采用javascript脚本语言来开发。客户端只用来显示结果,所有的逻辑处理我们全部放在中间件中。在客户端只需引用中间件提供的接口即可,这样一个方面使逻辑处理集中,便于维护,另一个方面只向客户端提供处理后的数据,可以减少网络流量,加快响应速度。

对于中间件的设计是我们工作的重点。Microsoft MTS/COM+不但能够稳定地执行应用系统的企业对象,以服务客户端的请求,更能够提供在分布式环境和异质数据库之间保护数据的事务管理能力。这让分布式应用系统能够稳定、可靠地在复杂的环境中正确地执行。再加上MTS/COM+能够有效地利用各种系统资源,增加中介软件的执行效率,因此MTS/COM+作为中介软件的应用系统能够提供合理的执行效率。

经过考虑,我们决定使用COM+作为中间件来开发。如何设计出合理的中间件关系到项目的成败。根据项目的特点,我决定根据不同的需求设计了数个COM+组件,分别用来处理数据维护,查询操作以及统计分析工作。Delphi提供了MTS的向导可以帮助程序员开发COM+应用系统,程序员可以直接在COM+数据模块中放入 ADOExpress组件来存取数据库,提高了程序员的工作效率。

但在开发过程中,也出现了不少的问题。比如在后台馆藏信息管理系统维护更新工作的设计中,使用到多个数据库表,有些程序员直接使用MTS/COM+数据模块,然后在MTS/COM+数据模块中加入TADOConnection 连接数据库,再分别使用TADOQuery/TADOTable TDataSetProvider 组件连接到这些数据表。

从功能上说没有什么问题,但我发现这样设计存在一些问题。其中最大的问题就是执行效率的问题。这可以从数个不同的角度来看,首先程序员把所有的数据存取组件放在一个MTS/COM+数据模块中,因此当客户端建立这个MTS/COM+数据模块时需要花费许多的激活时间。第二个问题是如果客户端只需要使用其中的一个数据表的数据,那么客户端仍然需要花费多余的时间建立不相关的对象。最后,对于MTS/COM+提供的Pooling机制而言,这样设计系统架构也是不好的,程序员应该尽量利用MTS/COM+提供的数据库连接Pooling 的功能。因此最好是把每一个TADOConnection 的连接放在不同的MTS/COM+数据模块中,因为这些数据表都位于一个相同的数据库中。

为了解决这些问题,我重新设计了这个架构。为充分利用MTS/COM+的数据库连接Pooling功能,并且避免客户端建立不必要的对象,我使用多个独立的MTS/COM+数据模块,其中分别放入TADOCOnnectionTADOQueryTDataSetProvdier以连接到不同的数据表。这样的设计虽然比直接使用单一的MTS/COM+数据模块来得麻烦,但是无论在执行效率、系统的延展性以及资源的共享性上都比单一的MTS/COM+数据模块好得多。

为了更好的设计开发中间件,我对使用COM+做中间件来开发应用系统需要注意的一些问题做了总结:

1、对于客户端而言,应该尽早取得需要使用的MTS/COM+对象,并且在最后使用完毕之后再释放取得MTS/COM+对象。

2、避免激活不必要的事务Context。对于 MTS/COM+对象而言,应该让事务管理越晚发生越好, 并且在执行完必要的工作之后立刻调用SetComplete/SetAbort EnableCommit/DisableCommit 方法释放占据的资源。尽量把相关的MTS/COM+对象放在同一个套件组件中,尽量减少不同套件组件之间MTS/COM+对象的调用。

3、在MTS中使用STA线程模型的对象,在COM+中使用Neutral/Rental线程模型的对象。

4、尽量利用MTS/COM+对于数据库的Pooling,而不要使用主从架构的方式来利用数据库Pooling

通过使用这些方法在开发过程中我们大大改进了系统的执行效率。数据层使用一台数据库服务器,通过学校局域网,分布在后台馆藏信息管理中心的工作站利用客户端软件进行数据录入及维护工作,读者都可以通过浏览器进行查询浏览。我们采用的是SQL Server数据库,功能强大,使用方便,完全满足系统的要求。

最后通过项目组成员的努力,我们按期完成了任务。采用这样的体系结构,完全满足要求,并且安全可靠、容易维护、扩展方便、结构模块化、易操作。经过用户一段时间的使用,基本上没有什么问题。在后期的维护中,我们对中间件和客户端分别做了少许修改,但二者之间没有互相影响,这些充分体现出多层结构的优越性。当然在其中也存在一些问题。比如在系统的执行效率和延展性上,给人的感觉是多层应用系统的执行速度有点慢,还有组件的设计上还存在些问题。这些问题在了解COM+的设计方法和系统需求后才能更好的解决。数据层使用一台数据库服务器,通过学校局域网,分布在后台馆藏信息管理中心的工作站利用客户端软件进行数据录入及维护工作,读者都可以通过浏览器进行查询浏览。我们采用的是SQL Server数据库,功能强大,使用方便,完全满足系统的要求。

最后通过项目组成员的努力,我们按期完成了任务。采用这样的体系结构,完全满足要求,并且安全可靠、容易维护、扩展方便、结构模块化、易操作。经过用户一段时间的使用,基本上没有什么问题。在后期的维护中,我们对中间件和客户端分别做了少许修改,但二者之间没有互相影响,这些充分体现出多层结构的优越性。当然在其中也存在一些问题。比如在系统的执行效率和延展性上,给人的感觉是多层应用系统的执行速度有点慢,还有组件的设计上还存在些问题。这些问题在了解COM+的设计方法和系统需求后才能更好的解决。

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