基于轻量级开源框架的科研论文管理系统设计与实现

基于轻量级开源框架的科研论文管理系统设计与实现

摘要：结合笔者开发高等学校科研论文管理系统的实践，首先介绍了MVC开发模式和Struts开发框架的工作原理，然后分析了该科研论文管理系统的整体设计架构，讲述了Struts实现MVC模式的WEB应用过程中的关键技术及应用，验证了该框架的可行性，提高了软件的性能和可维护性，开发出安全、高质量、易扩展的科研论文管理系统。

关键词：MVC；科研论文管理系统；Struts；Spring；Hibernate 1轻量级开源框架

1.1Struts体系结构

Struts是一种基于MVC经典设计模式的开放源代码的应用框架，也是目前Web开发中比较成熟的一种框架。通过把Servlet、JSP、JavaBean、自定义标签和信息资源整合到一个统一的框架中，为Web 开发提供了具有高可配置性的MVC开发模式。Struts有其自己的控制器，同时整合了其他的一些技术去实现模型层和视图层。在模型层，Struts可以很容易地与数据访问技术相结合，包括EJB,JDBC和Object Relation Bridge。在视图层，Struts能够与JSP、XSL等这些表示层组件相结合。

Struts体系结构实现了MVC设计模式的概念，它将Model、View 和Controller分别映射到Web应用中的组件。Model由代表系统状态和商业逻辑Action来构建，View是由JSP和struts提供的自定义标

签来实现，Controller负责控制流程，由ActionServlet和ActionMapping 来完成。Struts框架的基本组件结构图如图1所示。

1.2Spring框架

Spring也是一个开源框架，是为了解决企业应用开发的复杂性而创建的。Spring使用基本的JavaBean来完成以前只可能由EJB完成的事情。从简单性、可测试性和松耦合的角度而言，任何Java应用都可以从Spring中受益。Spring框架的目的就是解决企业应用开发的复杂性，简单来说，Spring是一个轻量级的控制反转(IoC)和面向切面(AOP)的容器框架。

Spring框架是一个优秀的框架，该框架具有以下几个特点：①轻量，从大小与开销两方面而言Spring都是轻量的；②Spring框架实现了控制反转，Spring通过一种称作控制反转（IoC）的技术促进了松耦合。当应用了IoC，一个对象依赖的其它对象会通过被动的方式传递进来，而不是这个对象自己创建或者查找依赖对象；③Spring框架提供了面向切面编程的丰富支持，允许通过分离应用的业务逻辑与系统级服务进行内聚性的开发。应用对象只实现它们应该做的——完成业务逻辑。它们并不负责其它的系统级关注点。另外，Spring框架包含并管理应用对象的配置和生命周期，在这个意义上它是一种容器，通过Spring可以配置每个bean如何被创建以及如何相互关联。最后，Spring框架可以将简单的组件配置、组合成为复杂的应用。在Spring中，应用对象被声明式地组合，典型地是在一个XML文件里，这样充分简化了Spring框架的配置步骤。

1.3Hibernate框架

对象关系映射（Object Relational Mapping，简称ORM）是一种为了解决面向对象与关系数据库存在的互不匹配现象的技术。本质上就是将数据从一种形式转换到另外一种形式。这也同时暗示着额外的执行开销。如果ORM作为一种中间件实现，则会有很多机会做优化，而这些在手写的持久层并不存在。更重要的是用于控制转换的元数据需要提供和管理，这些花费要比维护手写的方案要少，就算是遵守ODMG规范的对象数据库依然需要类级别的元数据。

Hibernate是一个开放源代码的对象关系映射框架，它对JDBC 进行了非常轻量级的对象封装，使得Java程序员可以随心所欲的使用对象编程思维来操纵数据库。Hibernate可以应用在任何使用JDBC 的场合，既可以在Java的客户端程序使用，也可以在Servlet/JSP的Web应用中使用，最具革命意义的是，Hibernate可以在应用EJB的

Java EE架构中取代CMP，完成数据持久化的重任。

2基于轻量级开源框架的科研论文管理系统的研究与设计

2.1系统用例图

用例建模是UML建模的一部分，主要是用来体现用户需求，并且根据用户需求建立模型它也是UML里最基础的部分。用例建模的最主要功能就是用来表达系统的功能性需求或行为。用例建模可分为用例图和用例描述。用例图由参与者（Actor）、用例（Use Case）、系统边界、箭头组成，用画图的方法来完成。用例描述用来详细描述用

例图中每个用例，用文本文档来完成。

2.1.1科研人员部分的用例图

科研人员主要能够实现添加、修改论文信息，论文资料上传，

论文快速查询，个人资料修改等功能，其用例图如图2所示。

图2科研人员用例图

2.1.2学院、学校级别科研管理人员部分的用例图

本用例图代表了院、校两级科研管理人员的功能描述，两级管理人员都能实现论文审核、论文统计、导出统计结果、论文快速搜索等功能，其用例图如图3所示。

图3院、校级科研管理人员用例图

2.1.3管理员部分的用例图

系统管理员能够实现权限管理和下拉列表选项的动态管理，其用例图如图4所示

2.2系统活动图

活动图是UML中用于对系统的动态方面建模的5

图4系统管理员用例图

种图中的1种。一张活动图从本质上说可以看作1个流程图，强调从活动到活动的控制流，可视地表现了系统对象群体的动态特征。它在用例图之后提供了下一步系统分析中对系统的充分描述。本论文

分别从3个不同的角色给出了其活动图。

（1）系统管理员部分的活动图如图5所示。

图5系统管理员部分的活动图

（2）普通科研人员部分活动图如图6所示。

图6科研人员部分的活动图

（3）科研管理人员部分活动图如图7所示。

图7科研管理人员部分的活动图

2.3类结构设计

类图(Class diagram)是显示了模型的静态结构，特别是模型中存在的类、类的内部结构以及它们与其他类的关系等。类图不显示暂时性信息。类图(Class diagram)由许多（静态）说明性的模型元素（例如类、包和它们之间的关系，这些元素和它们的内容互相连接）组成。类图可以组织在（并且属于）包中，仅显示特定包中的相关内容。类图(Class diagram)是最常用的UML图，显示出类、接口以及它们之间的静态结构和关系。它用于描述系统的结构化设计。类图(Class diagram)最基本的元素是类或者接口。本论文主要以论文管理模块为例进行类图设计，其类图如图8所示。