多層Web體系程序可重用的結構設計模式
多層Web體系程序可重用的結構設計模式
第1章 緒 論
1.1 選題目的與意義
1.1.1 選題的目的
基于B/S的多層Web體系結構逐漸發展成熟起來，多層Web應用的開發己成為主流。但是，在多層Web體系結構的設計中，仍然存在程序可重用程度低、維護工作繁瑣、擴展能力較差等不足。同時，多層Web應用系統需要面對復雜的網絡環境、多樣化的用戶需求、靈活的業務模式、復雜的業務流程、眾多的組織機構及層次和角色分工等問題，在業務和技術上也是復雜多變的。因此，如何組織應用程序以實現簡單高效的程序編寫、升級、維護和擴展，是當前Internet技術發展的熱點之一，也是一個很值得探討的研究課題。本文通過使用設計模式來進行系統架構設計，在一定程度上可以解決這些問題。
1.1.2 選題的意義
優秀的軟件設計師都非常清楚，不是所有的問題都需要從頭開始解決，他們更愿意復用以前自己或別人曾經使用過的解決方案，每當他們找到一個好的解決方案，會一遍又一遍地使用，這些經驗是他們成為專家的部分原因。設計模式的最終目標就是幫助人們利用熟練的軟件設計師的集體經驗，設計出更加優秀的軟件。
本文將就如何在.NET開發平臺下使用設計模式思想來開發Web系統做出嘗試，并用XX汽車有限公司辦公自動化系統的開發作為實例來說明設計模式是如何與.NET的特性相結合的。本文通過對一些重要的設計模式和在這個項目設計過程中遇到一些問題的描述，闡述如何使用設計模式來解決這些問題的，并且從中歸納出同類應用可參考的框架和思路。從而研究國內外設計模式的一些最新成果，探討設計模式層次上的軟件重用。
1.2 國內外研究綜述
60年代的軟件危機導致了有關軟件復用的研究。在1968年NATO軟件工程會議上，會議的邀請論文“Mass Produced Software Components”首次提出可復用庫的思想，并希望通過代碼復用實現大規模軟件生產。近十幾年來，面向對象技術出現并逐步成為主流技術，為軟件復用提供了基本的技術支持。軟件復用己經成為現代軟件工程的一個主要研究重點[2]，被視為解決軟件危機，提高軟件生產效率和質量的現實可行的途徑[3]。隨著軟件復用技術的發展，復用的對象已經由最早的代碼、函數庫，發展到類庫、構件庫，甚至于需求分析結果、體系結構、設計方案、測試計劃等一切可復用的軟件資產。軟件復用技術有助于提高軟件開發的生產率，提高軟件系統的可靠性，減少軟件維護的負擔[4]。
在面向對象領域，類庫（class libraries）、組件（components）、模式（patterns）、框架（frameworks）等等都是一些比較常見的軟件復用技術。類庫是最為常用的一種復用技術，與函數庫相比，類庫通常能更為有效地支持小規模的復用，因為類強調了“數據”和“在數據上進行操作的方法”的內聚。類庫常常獨立于特定領域，并可被廣泛地應用，但其復用的有效范圍仍然是有限的，因為它不具有相關軟件制品族中典型的控制流、協作以及可變性。類庫中的類通常是被動的，開發者必須持續地重寫大量的控制邏輯，才能把各個可復用的類綁定在一起，從而形成完整的應用。
組件是被用于多層企業應用的一種復用技術。組件是實現特定的一個或一組服務的軟件系統中的一個被封裝的部分。組件具有一個或多個接口，提供對其服務的訪問。組件充當了應用結構的“積木”，而且，只需了解其接口協議，就可對其進行復用。現在有三種主流的組件模型：EJB（Enterprise JavaBeans）、COM（ComponentObject Model，組件對象模型）/DCOM（Distributed Component Object Model，分布式組件對象模型）和CORBA（Common Object Request BrokerArchitecture，公共對象請求代理體系結構）。
模式的概念最先由建筑師Christopher Alexander提出，他定義了一種模式語言，成功地描述了建筑物和城市中的建筑布局。他對模式的定義是：在某一背景下某個問題的一種解決方案。Alexander認為，模式可以解決可能遇到的幾乎所有建筑問題。他還進而認為模式可以結合起來解決更復雜的建筑問題。
許多軟件界的人士發現Alexander的工作對軟件體系結構具有重要的參考價值，這導致了九十年代初在軟件領域內應用模式的討論。在1995年初，一個被稱為“四人組”的小組（Gang of Four）出版了一本書《設計模式:可重用的面向對象軟件的元素》，該書將設計模式的思想應用于軟件設計并稱之為設計模式。書里包含了設計模式的一個基本目錄，編錄了23個設計模式，并且確定模式為軟件學科中的一個全新的領域。
目前對設計模式更多的描述則是：設計模式是一套被反復使用、多數人知曉的、經過分類編目的、代碼設計經驗的總結。毫無疑問，設計模式于己于他人于系統都是多贏的，設計模式使代碼編制真正工程化，設計模式是軟件工程的基石，如同大廈的一塊塊磚石一樣。
因此，采用設計模式開發可重用、易擴展、實現簡單的Web應用系統框架是當前Web系統發展的一個趨勢。國外對模式的研究有許多方面，有的研究不同領域內如CORAB和項目管理中的應用模式;有的討論模式系統，希望能夠識別不同級別的模式，最終形成一個完整的模式系統。還有的則研究組織系統的架構、模式、子系統責任和規則分配，以及有關子系統如何通信和合作的準則。有關設計模式及其應用的研究目前在國內尚處于初步階段，大多數研究組織對其研究僅停留在理論介紹、分類和構建簡單應用上，很少有將其大規模應用于企業信息系統開發中。
通過直接使用被證明是正確的設計模式，可以降低軟件風險，提高軟件生產效率。然而，模式不是孤立存在的，它們只有相互配合，才能發揮出更大的效益，因此，需要研究如何對這些模式進行有效的組合，恰當的重構代碼和應用模式，盡可能地構建完善的系統架構。
1.3 研究內容和研究方法
1.3.1 研究內容
論文所闡述的設計模式來源于無數專家對軟件開發技術的親身實踐。引入設計模式以確保系統設計的高效性、可維護性和可擴展性是非常必要的。在這個方向的探索過程中，論文完成了如下幾項工作：
（1）詳細研究并分析了當前三種流行的軟件開發方法并總結了基于設計模式的軟件開發方法的優點
（2）介紹了設計模式的相關知識，研究了使用設計模式時應該注意的要點和遵循的原則。
（3）以一個辦公自動化系統的設計和實現過程為背景，嚴格按照軟件工程的流程進行分析設計和實現，詳細地闡述了如何將設計模式思想應用于具體的系統設計。
1.3.2 研究方法
通過對設計模式理論的研究，分析設計模式對軟件開發的可復用性和可維護性的意義，并得出設計模式應用到面向對象軟件開發中的一般方法和一般過程。通過在具體應用的開發過程，從細節上討論了設計模式如何與實際應用相結合。
本文的安排如下：
第一章，緒論。簡介本論文的研究與應用的背景和意義，說明論文組織結構。
第二章，軟件復用技術及開發方法。主要介紹三種流行的軟件復用技術及開發方法的相關知識，分析基于設計模式的開發方法的優點。
第三章，設計模式。詳細介紹了設計模式的概念、描述方法、分類及其適用情況。
第四章，設計模式在OA中的應用。通過OA的應用實例，說明如何進行基于模式的軟件開發。
第五章，總結與展望。對本論文的工作進行總結，并提出了進一步的研究工作。
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