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摘 要：通过对中小学校及基础教育行政部门的需求分析,本文首先基于UML对基础教育信息平台进行了需求建模.采用三层C/S与B/S混合软件体系结构设计了系统整体结构；以管道和过滤器在信息发布子系统中的应用为例,介绍了软件体系结构在系统局部中的应用.
关 键 词：软件体系结构,UML,管道和过滤器
中图分类号：TP14文献标识码：ADoI:10.3969/j.issn.1003-6970.2012.05.006
DesigntheBasicEducationInformationPlatformBasedonSoftwareArchitecture
HeZhong-lin
(CollegeofMathematicsandComputerScience,HuanggangNormalUniversity,Huanggan438000,China)
【Abstract】Therequirementofprimaryandsecondaryschoolsandadministrativedepartmentsofbasiceducationisanalyzedinthispaperfirstly.Then,amodeloftherequirementsofthebasiceducationinformationplatformbasedonUMLisgiven.Inordertoguaranteethereliability,wedesignedthesystembasedonthree-tierc/SandB/Shybridsoftwarearchitecture.finally,theapplicationofPipe-filterarchitectureintheinformationpublicationsubsystemisintroduced.
【Keywords】Softwarearchitecture,UML,Pipe-filter
0引言
软件体系结构(softwarearchitecture,SA)作为控制软件复杂性、提高软件系统质量、支持软件开发和复用的重要手段之一,自提出以来,日益受到软件研究者和实践者的关注,并发展成为软件工程的一个重要的研究领域.
软件体系结构描述了某一特定应用领域中系统组织方式的惯用模式,反映了领域中众多系统所共有的结构和语义特性,并指导如何将各个模块和子系统有效地组织成一个完整的系统[1-7].体系结构模式代表了模式系统中最高等级模式,如C/S、B/S、管道/过滤器（Pipe-Filter）、层次结构（Layers）、黑板系统（Blackboard）等[8].目前,软件体系结构从描述语言（ADL）、软件体系结构风格、基于体系结构的软件开发方法、软件体系结构评估、特定领域的体系结构框架[2,5]等方面展开了研究[9]；此外,许多研究机构与软件企业在软件体系结构的应用上,积累了可供重用的资产与经验,并在某些行业领域进行了实践,取得了丰硕的成果.
如今,软件体系结构扩展到了软件生命周期中的各个阶段,将软件体系结构贯穿到软件设计的整个过程已经成了软件开发的必然选择.本文从系统的整体和局部两个角度探讨了软件体系结构在基础教育信息平台中的应用.
1基础教育信息平台的需求建模
1.1基础教育信息平台概述
基础教育信息平台（BasicEducationInformationPlatform）是一个较为复杂的综合信息系统.通过对用户的需求分析,发现各中小学校及基础教育行政部门对信息化的需求具有很大的相似性,所需要的功能一般包括校园网平台、信息（资源）检索、远程教育（网上课堂、网上作业及答疑）、计算机辅助教育,以及服务教学和管理的教务平台、办公自动化平台（OA）等[10].成熟的基础教育信息平台除了需要满足以上功能外,还要具有较强的可扩展性,用户随时可以根据需要添加新的功能.
在本系统中,笔者设计并实现了信息（资源）检索、在线答疑、信息（资源）维护、网上课堂、在线答疑等功能,系统管理员可以方便地对系统进行维护与管理[10].具体而言,主要包括：（1）学生、家长、教师可以方便地维护个人的信息资料、浏览基础教育平台上的相关资源；（2）学生可以通过网上课堂进行在线学习,并可以提交作业与问题；（3）教师可以在线进行作业批阅与答疑；（4）教育行政部门可以获得数据报表、发布资源与新闻；（5）系统管理员可以对系统用户进行管理、发布资源与新闻等[10].
1.2系统用例图
从系统需求分析可以得出,基础教育信息化平台主要有学生、教师、家长、教育行政部门、游客、系统管理员等六个参与者,学生、教师、家长为系统的注册用户.根据系统的基本特征和功能需求分析,可以画出系统用例图[11-14],如图1所示.
2基于软件体系结构的设计
2.1C/S与B/S混合软件体系结构
基础教育信息平台采用了三层C/S（Client/Server,客户机/服务器）与B/S（Browser/Server,浏览器/服务器）相结合的异构结构.C/S与B/S体系结构各有特点,在系统开发时,可以混合使用这两种体系结构,充分利用各自的优点,以期更好地解决实际问题.
在基础教育信息平台中,系统管理员、教育行政部门等用户,需要进行数据报表、资源维护等操作,这些操作数据传送量较大,在设计时采用了三层C/S模式：表示层由客户端实现,采用图形用户界面开发,实现数据的输入与显示,并可以进行简单的数据处理；功能层主要由应用服务器来提供,实现系统主要功能并访问数据层；数据层采用关系数据库来管理并维护数据.将表示层、功能层与数据层分别布署到企业内部网不同的硬件系统中,从而提高了系统的性能、可维护性和安全性.