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基于JBPM的高校教材信息管理系統的設計與實現
發布時間：2023-07-10 10:07
第一章 引言
1.1系統設計背景及意義
1.1.1高校教材管理的背景
如今，由于全國重視普及高等教育的信息化，學校教育也隨之朝著更好的方 向發展，逐步走向智能化、信息化。這也促進了教育競爭逐漸走向白熱化的趨勢， 在強而有力的競爭之下，學校教務的管理及服務能力、教師的綜合能力等不但可 以得到提高，學校的管理效率、服務效率等也逐漸成為當前學校教育競爭的主要 標簽［1］。對于招生來說，高校都希望可以在一定程度上實現生源規模的逐漸增加， 而隨之而來的也將會是專業規模、學科規模以及課程規模的豐富，而高等院校的 教材管理自然也將會迎接新局面。然而，就目前來說，一些高等院校雖然教學質 量領先，但教材管理卻始終跟不上，隨著學習模式的多樣化，高校的教材已經不 再是單一的一種形式［2］。高校院校首先應該加強對于教材管理的重視，其次是通 過豐富的技術手段完成教材管理的方式，這是目前高校現階段教材管理需解決的 主要問題。
據不完全的統計數據可知，現在我國的很多高等院校在平常教材管理的時 候，存在資源管理的壓力［3］。首先，隨著每年教學形式的豐富、教學知識的豐富、 教學制度的改進等因素，高等院校的教材管理是具有數量級的規模變化，不注重 教材資源的更新，忽視珍貴教學案例和教材資源的收集，缺乏教材管理的智能化 引導等方面，一直制約著高等院校教材管理的進度。其次，對于不同級別、不同 種類的教材管理，很多高校由于自身學生管理的壓力、教學管理的壓力，而毫無 建設，任由教材管理的自由發揮，進而環環相扣，加重了管理上的多重壓力，在 很大程度上造成了工作量的加大，不利于高校院校發揮優勢，快速進步。然而借 助電子信息管理則可以實現教材管理上的輔助作用。將人力所不能及的工作交給 電子信息工程，實現高校教學的自動化及數據化，率先加強教材管理的重視程度， 領跑高校管理的首要一環［4］。不難發現，當前，教材管理的工作對于很多高等院 校來說是極為重要的。因此，為積極應戰教材管理工作中的層層問題，各個高校 都應該積極采取行動，努力把教材管理的策略落地實處，讓其發揮最大的效用， 更好的服務于師生，這樣才能提質增效，從而在潛移默化中促進高校教育質量的 提高。
其實，對于為高校教材管理提出信息化建設的改進方針，這一措施并非空穴 來風，因為目前高校信息化的改革正在各方面緊鑼密鼓地積極開始，其已經滲透 到了高校考勤、成績評估以及宿舍管理等方面，所以對于教材管理層次而言，其 也應該同其他領域一同激烈地開展。教材信息系統的建立需借助于互聯網的幫 助，高校應該為打造獨具自身特色的教材庫而不斷努力，其可以通過在網上提前 選好教材，多方對比綜合選擇等方面，再不斷自身加以豐富，融合自身的教學案 例，積極注重教材的保存和管理，進而可以促進本校教材的信息化建設。在傳統 的教材管理要求中，高校只是要求工作人員要有細心、耐心、認真負責等品質， 去完成細節點特別多的教材管理工作。就算這樣，由于學生數量的逐漸增多，開 設課程數量的不斷增多，所需教材數量也會不斷加大，還是會導致管理工作的難 度。適當使用不錯的教材信息系統并加以應用，可以解決因人為導致的工作誤差， 通過互聯網和機械設備，提高管理效率，讓管理質量得到一定的完善。
1.1.2 高校教材管理的意義
近年來，伴隨著高校積極地擴張，高校教學質量也迎來了前所未有的挑戰。 特別是高校教材數量的與日激增，更是增加了教材信息管理的難度。因此，高校 教材信息管理的水平直接關系著信息自動化教學水平。為此，高等院校應當致力 于教材信息管理系統的研究與開發。以某學院為例，該校師生規模超過 2 萬，在 高校教育改革的過程中，學校教學方法也隨之改革，但學生管理也暴露出一些或 多或少的問題，特別是高校教材管理方面的問題，直接影響學院費用結算的效率 [5]。該學院教材科由于人手緊張，無法實現現有教材的精準發放和精細結算，還 依然停留在依靠傳統手工方式清點的辦法來統計、結算學生的教材費用，工作量 大不說，還容易出現錯誤，進而影響到學校的正常教學秩序。設計建立教材信息 管理系統，能夠提升該學院的教材管理水平，降低人工工作強度，借助教材領域 的數據管理，提升高校的教學管理水平。其意義表現為：一是迎合高校信息化改 革。高校借助互聯網平臺建立教材信息管理系統，增加預定管理功能，實現到第 三方技術平臺的直接鏈接，能夠加速高校的信息化建設；二是提高教材管理效率， 降低人為性錯誤發生的概率；三是激發學生的學習積極性，學生可以借助教材信 息管理系統直接選擇和訂購教材，避免傳統的人工登記導致的等待周期長、反饋 信息不對稱等問題，提升學生獨立學習能力和思考能力。為大跨度地提升學校教 材管理的能力及效率，提高教材資源數據的精準性，為高等院校普及教材信息管 理措施是十分必要的，專業的教材管理可以通過針對基礎數據進行處理和加工， 進而經過保存和轉化成為教材系統的重要建設數據，進而促進學校工作的順利進 行。不管從哪方面來說，高校的教材信息管理水平都需要依賴信息化技術進行提 高，并且十分必要。
教材管理系統可以在很大程度上，幫助學生購買所需的教材，同時學生還可 以登錄系統自己進行一系列的操作。在這個時候，后臺的相關工作人員就會看到 學生所需的教材訂單，再按照這些教材列單去整合相關的學習教材，針對不同專 業的不同教材，相關工作人員會采取科學合理的整理邏輯，積極解決在訂購教材 中所衍生出來的問題，比如所要等待的周期過于漫長、得到的反饋信息緩慢等， 通過有效解決問題后，可以及時有效地更新本校的教材庫，工作人員及學生均可 從中獲益［6］。與此同時，學生還可以借助系統親自在網絡上訂購教材，結合自身 的學習需求，通過一定的思考和學習能力，基于本校教材庫進行適當的提議，這 樣教材庫會不斷符合師生的教學需求，學生也可以在這方面得到能力上的鍛煉。 所以說，完善教材信息系統的建立是具有遠大意義的，對于學校管理水平的提升 要積極行動。
1.2國內外研究現狀
國外的信息化建設要早于國內，美國學者在20世紀末就已經提出了 MIS的 概念，即Management Information System［7］。此后，國內外學術領域一致高度關 注信息化的理論和實踐知識。涉及到信息管理系統，始終處于完善和發展的進程 中。把信息管理系統的發展放在信息化結束發展的大背景中看，發展速度依然是 十分驚人。基于這樣的發展速度，國外針對高校教材管理的信息系統不斷被開發 和使用，最初是基于 DOS 技術的相對簡單的數據庫，現在已經發展為具備智能 分析功能的十分先進的信息管理系統［8］。
在一般的高等學院中，基本可以有幾萬多人的在校師生，目前受教育改革的 影響，學院教師授課的方法也發生著變化。然而，在這持續改革變化的過程中， 教材管理的效率將會影響教學質量。落后的教材管理水平顯然跟不上目前的教學 改革，作為其中較為突顯的問題之一，教材管理的落后無疑加大了學院的教學工 作，阻礙了教學進度。當前，高等院校普遍缺少教材管理的專屬人員、缺乏跟緊 建設信息化腳步的人力物力，導致無法正確及精準的解決教材管理的相關問題， 如果這種情況還不借助電子設施和網絡設備，學院的相關人員也沒有充分利用時 間，這樣就更加加劇了管理教材的落后［9］。目前部分學院開展了電子設施化的教 材管理措施，但即便是這樣，這些學院教材管理方面的工作依然是跟不上教學進 度的。比如國內某知名專科學院，其通過積極開展本校的專升本教學措施，以本 科自考的形式促進學生加強學歷教育，但在本科課程建設方面資源不足，部分學 生只能依靠自學，缺乏強而有力的學習保障。
而在高等教育方面，現如今的教材管理已經涉及到在線題庫、網絡學習等豐 富的形式。如果把這些豐富的教材資源引入到高校，勢必將會提升高校學生的學 習質量。而且在目前的一些高校里面，教材管理還會有失誤情況的出現，比如某 專業學院為專業開展自主出題環節，其中的一些教學教材個別就出現了錯誤，更 有甚者，有的民辦高校發給學生錯誤的專業書籍等［10］。所以，教材管理對于高等 院校來說，是十分重要的。同時由于學生人數比較多，人工的費時、費力也增加 了出錯的機率，工作人員經歷一次次的統計、修改、發書等一系列步驟，對學校 的教材資源管理有一定的阻礙能力。在國內，發現高校教材管理龐大的市場后， 一些網絡公司已經介入進來為部分高校提出了教材信息化管理的解決方案及相 應的信息化系統，在一定程度上解決了高校教材管理效率低下的問題，但在實踐 中存在著一些問題：一是研究定位相對簡單，更多的停留在對教材數據的基礎性 管理層面，對高校教材信息管理情況缺乏系統的、有針對性的管理和分析；二是 兼容性單薄，現有的信息化系統大都要求在特定的環境中運行，一旦改變環境、 切換平臺將無法正常運行［11］。
相對比國內的發展形勢，目前國外的信息化建設是比較早的。上個世紀，美 國學者第一次提出信息管理系統的概念［12］，不管從國內來看，還是從國外來看， 信息管理系統的提出從開始到現在為止，依然是許多專家、學者認定的研究重點 及熱點主題。當前，信息管理系統仍處于逐漸進步的發展及改善的階段。對于現 階段與之有關的計算機信息技術的發展趨勢來說，信息管理系統已經得到了多方 面的技術支持，在大數據和物聯網等先進技術的帶動下，信息管理系統已經在信 息化的時代背景下，迎來了更好、更快的發展勢頭。因此，不管是從國內還是國 外的角度看，學校對于教材的信息管理都是其發展和建設的必由之路，高校也已 經逐漸從過去依靠 DOS 平臺的落后技術，逐漸變為使用高技術性的管理信息系 統，逐漸實現高校管理的智能化、科學化、平臺化［13］。
目前我國的計算機科學技術正在迎著勢頭迅猛發展，網絡化也開始大量普 及，這些都推動了教育信息化的進步。從大的市場環境來看，不同行業均在自己 的經營范圍內，利用現有的信息化途徑采取不同的經營策略，以此在市場領域上 占據更重要的地位，在激烈的競爭中能夠勝出。為更好地順應信息化戰略政策及 整體發展規劃，以高校等代表的教育領域也應該有效利用優勢資源，適應互聯網 信息時代的發展，這是高校現階段所需要認真從事的一方面，這樣不僅可以從網 絡上得到所需教材資源，也可以把資源共享在網絡上［14］。更好的為學習需求者帶 來極大的好處，不僅僅對教育行業做出突出的成就，而且對教育普及的迅速也會 有很大的貢獻。在信息化的迅猛普及之下，高校應該積極抓住信息化時代的發展 契機，在激烈的教育競爭中努力脫穎而出。
依照國內現如今的教材管理的問題，高校的教材已經不能適應教學的需求了 所以有一部分從事軟件研發企業企圖和高校之間建立合作，由于缺乏中間的服務 行業對接，二者的合作情況不盡人意［15］。對于高校教材管理而言，需要具有成熟 專業的服務功能，又需要具有技術支持，同時滿足高校的自身特色，不能過于輕 易地就選擇某一個教材系統，而是應該結合自身的需求和服務特征，綜合考慮、 慎重選擇，在選擇以后要積極維護，努力豐富，做到相互適應。對于當前的教材 研發工作而言，也需要不斷調查高校教學形式，逐步改善出符合多個學習模式和 教學需求的系統，來更好的服務于需求者。這樣一方面教材系統的推出讓學校的 教材管理工作得到了很好的保障，一方面也能促進教材系統市場的發展。
通過調查和研究教材管理信息系統，不難發現，現如今的系統存在方向上的 單一性問題，很多市面上的教材管理系統都大多只是局限于對于基礎數據的處 理、管理等單方面的工作，而對于分析學校教材管理以及升級功能等方面卻存在 不關心、不關注的狀態［16］。而且，當前的很多教材管理系統存在著兼容性較差的 問題，高校為使系統正常運轉往往需要提供一定的前提條件和人力物力，也就是 需要一定的技術支持和特定的專屬平臺，一旦脫離系統支持的專屬環境，則不能 正常工作。
1.3本文主要研究工作
現在，我國對于JBPM業務流程管理的認識還僅局限于表面，大部分的工作 精力依然需要借助于“人工流程”，其運用的技術程度還遠不及國外成熟，系統多 是以新建和重建為主，很少有經過長期運行的系統，結合我國特色的 JBPM 系統 的研究并不多，而且實際的研究工作也不夠徹底，大部分的工作流程還集中在需 要人工干預的任務管理層面。而JBPM系統在很多方面占有很強的優勢，可以大 大節省人工管理的時間。高校作為科研創新的主要研究場所，高校的技術進步將 會帶動管理信息系統的發展，所以針對高校開展JBPM技術方面的研究十分重 要。本文結合JBPM技術的應用情況、JBPM技術在高校教材信息管理系統方面 的相關工作，利用 B/S 架構體系，結合 JBPM 等先進技術，針對高校開展教材的 實際調研工作，并進行分析，為克服傳統教材管理工作的效率低、誤差大等缺點， 通過技術分析、需求分析、設計實現等手段，促進高校的教材管理。同時考慮技 術的問題，為開展高校教材管理，本文以 JBPM 技術、 Ajax 技術為支撐，借助 于 B/S 架構，對前文提到的某高校的教材管理實踐進行分析設計，構建出一套切 實可用、操作方便的教材信息管理系統，從而解決該校以往的教材管理效率低下、 教材數據查詢不方便、費用結算純手工等問題，研發高校教材信息管理系統，本 文主要研究內容和創新點為：
（1）本文針對傳統的高校教材信息管理模式中的常見問題，結合軟件工程 方面的相關理論，基于IDEA平臺和J2EE體系結構，參照MVC設計理念，將 高校教材信息管理系統具體劃分為書費管理模塊、出入庫管理模塊、綜合查詢管
理模塊、移動app管理，模塊以及系統管理等功能模塊，并就此進行了設計、實 現和測試工作。
（2） 基于云架構技術和系統安全分析，通過將云架構技術應用于高校教材 管理中，并分析其在使用時存在的數據安全等問題進行深入分析，實現了基于 JBPM 高校教材信息管理系統在高校教材管理工作中能夠發揮積極作用，維護方 便、操作簡單，具有較高的可靠性和安全性，能夠實現高校對教材的集中式管理， 具有較高的實踐價值。
（3） 以高校實際需求為出發點，逐漸深入細化，進而形成了基于高校環境 下的教材管理流程，極大地為師生群體提供了方便，也給高校的教材信息化管理 做出了努力。首先明確研究背景和研究意義，對國內外相關研究的情況進行全面 了解，然后明確系統的設計思路和功能需求，重點分析書費管理、出入庫管理、 綜合查詢管理、移動app管理以及系統管理等模塊；其次以系統設計原則為指導， 借助JBPM、Ajax及HTML5等技術，設計系統的各個詳細模塊；最后對系統各 模塊進行實現與測試，確保系統運行的安全穩定。
1.4本文組織結構
本課題針對基于JBPM教材信息管理系統的設計和實現，結合國內外相關研 究成果，為移動用戶提供便利體驗。論文共分為 6 部分：
第一部分是引言，闡述基于JBPM教材信息管理系統的研究背景和意義，闡 述國內外相關的研究成果，介紹論文的組織結構和研究內容。
第二部分是關鍵應用技術的闡述，對課題涉及到的JBPM技術、Ajax技術、 HTML5技術、Spring MVC技術等進行詳細闡述。
第三部分是基于JBPM的教材信息管理系統需求分析，重點分析功能模塊及 流程、設計思路及基本功能、延伸功能等方面，并就非功能性模塊的合計原則、 設計要求進行明確；既要滿足教材管理信息系統的業務需求，也要借助其他同類 系統的功能，聽取和借鑒高校教材管理人員的意見和建議，明確他們對高校教材 信息管理的具體需求，進而對教材信息管理系統進行流程優化。此外，通過本課 題研究，深刻分析系統的功能需求和非功能需求。
第四部分是基于JBPM的教材信息管理系統設計，是論文的核心部分，明確 系統的設計需求，借助面向對象的設計思路，采用時序圖、類圖和活動圖等方式 完成功能模塊的詳細分析和完整設計，結合系統數據之間關系，完成數據庫結構、 數據庫表的設計。學習借鑒其他高校的教材信息管理模式，對本高校教材信息管 理系統功能模塊進行整合分析，詳細設計系統總體框架、體系架構以及網絡拓撲 架構，進而確定系統的設計目標和設計思路。
第五部分是基于 JBPM 的教材信息管理系統實現，重點論述系統涉及到的編
碼問題、環境要求、數據庫支持和具體界面等內容。
第六部分是系統測試，基于軟件工程測試角度完成系統測試，進而就測試結 果進行分析。以精細化測算方法為支撐，完善系統測試方案，優化系統測試環境， 實現系統功能性測試，逐步梳理系統流程，對系統測試結果進行系統性分析，最 后針對整個系統的完整實施過程進行綜合分析。
第二章 系統應用技術
基于JBPM的高校教材信息管理系統主要應用JBPM技術、Ajax技術、HTML5 技術、JPA技術和Spring MVC技術架構。具體來說：
2.1JBPM 技術
JBPM 技術尤其擅長管理服務協作、工作流，屬于靈活的、具有開源性、拓 展性的框架［17］。進程定義語言是JBPM的核心技術，是業務流程的UML狀態圖， 該技術涉及到對狀態圖中的全部環節，涵蓋了自開始到結束以及多種狀態的轉 變，借助于流程化管理實現對業務流程的直觀描述。此外，使用 Hibernate 框架 實現數據庫管理也是JBPM的一大特色。Hibernate是Java領域應用較為廣泛數 據存儲層解決技術，凡是以Hibernate為支持的，都能夠實現JBPM的直接便捷 化操作?。
該技術的中文名字又可以叫做業務流程管理，這項技術能成功引進并涵蓋了 工作流的傳遞方面，通過加強合作服務等方面進而優化管理工作的效率。業務流 程管理還有一個優勢［19］，就是其技術結構是一種開放原代碼的語言，而且具有靈 敏、易擴展的流程性構架。上述這些優點都使該項技術得到普遍應用。從而業務 流程管理又可以通過UML狀態圖進行體現，狀態圖里面表現出的各個環節都可以 被仔細、完備地使用標注定義出來，從開始到結束期間的每個狀態都可以進行切 換，進而更為清晰地體現出來。通過使用業務流程管理技術，我們能夠更加清楚 地知道業務之間的對應流程結構。
2.2Ajax 技術
Ajax就實現原理而言，AJax技術并非新概念，而是DOM、XHTML、CSS等多 種技術的融合疊加，能夠完成網頁局部更新［20］。
Ajax技術當前主要被經常使用在網頁設計的有關應用中，其實它不是一項 嶄新的技術，但由于技術具有的優勢，目前使用該技術的人群依然很大，從這一 點來說，Ajax技術就擁有很強的現實意義。從該技術的原理和實現的過程來說, 可以看出，Ajax可以通過把多種技術結合在一起，進而讓網頁具有更加豐富的 功能，還可以實現網頁的局部更新［21］。對于過去網頁的更新來說，如果要想網頁 局部更新，就比較復雜了，首先要重新發布數據請求，然后從后臺獲取相關的請 求。然而 Ajax 技術的應用則改變了這一不足。傳統技術對網頁更新，任意一次 更新瀏覽器局部數據，都要求重復發送請求，等待后臺處理；通過 Ajax 技術， 可以實現JavaScript技術與XML技術的結合，當瀏覽器發出局部數據更新請求 時，不需要重復發布請求，相比傳統的網頁更新形式，降低了服務器資源的浪費， 但保證了瀏覽器訪問速度不下降［22］。因為局部更新只使用部分數據，重復發布請 求不但浪費了資源，也會影響瀏覽器訪問速度。通過 Ajax 技術，使用局部更新 請求即可實現局部操作。
在 Ajax 技術的幫助下，網頁數據在進行局部更新的時候，不再需要重新發 送請求這一操作，這是因為該技術讓網頁在局部更新的時候，從小的部分內容開 展，這樣更新就更加方便了。如果網頁經常進行全面更新的話，這會對服務器的 資源管理產生很大的浪費，使得訪問網頁的時候更新的速度極慢，也就是說,Ajax 技術對于用戶使用網頁是十分方便的。它可以實現網頁的局部更新，而且還為用 戶提高了服務的資源管理效率陰。通過Ajax的技術操作，使用者要想實現局部 更新操作，僅僅在瀏覽器上發出一局部要更新的信號就可以了。實際上在Ajax 技術中，局部更新的操作主要是通過異步的通訊方式來實現目的的，使用者在發 出局部更新的信號以后，這時候的系統服務器就會按照預先編碼的程序實現所需 數據的整合，然后把整理好的數據結果傳遞給對象，其再通過對象立即對使用者 想操作的網頁下達指令工作，在操作中，網頁與其有關的瀏覽效果未受到的影響， 其中，XML的信息傳遞格式被應用到這一數據的傳輸中，各數據流得到了有效的 傳遞，從而實現了瀏覽器頁面的數據傳輸。
也就是說，網頁局部更新中引入Ajax技術，是通過異步工作法完成更新， 接收到用戶的網頁請求后，服務器依據預置程序來實現數據采集，并及時向 XMLHTTP Request 對象反饋采集結果。XML HTTP Request 對象通過 JavaScript 技術完成頁面響應。整個過程中，頁面的瀏覽結果都不會受到任何影響。在整個 數據傳輸過程中，使用的是XML傳輸格式，其能夠有效地實現各種數據流的傳輸, 進而實現網頁上相關數據的傳輸関。如圖2.1所示，Ajax架構包括以下幾個部 分，各部分互相獨立但又保持一定的聯系。
圖 2.1 Ajax 組織架構實現原理
如圖2.1所示，Ajax技術的優勢在于：第一，不會傳輸不必要更新的數據, 必需更新的數據得到了有效傳輸，服務器資源得到了有效合理的使用，不會產生 不必要資源浪費的現象，也就是在一定程度上避免不必要的數據傳輸，更新不涉 及到的數據不參與傳輸，節省服務器資源，提高了服務器資源配置合理化程度； 第二，瀏覽器網頁的刷新速度比較快速，與使用者之間能有快速、高效的互動， 讓用戶更加方便、簡捷地使用系統，這主要源于 Ajax 不會使用較多的數據量， 在請求操作流程中的速度快，增強了頁面刷新速度，Ajax技術響應請求過程使 用的數據量較小，頁面刷新速度快、時間短，能夠優化用戶的使用體驗和提高用 戶的互動效率；第三，也就是極為重要的一個優點，Ajax技術的使用在一定程 度上不會產生對瀏覽器網頁整體刷新的現象，避免不必要的頁面整體刷新，只考 慮局部頁面就可以了，這也是最為關鍵的一點［25］。
2.3HTML5
HTML5是以傳統的超文本標記語言為基礎的語言，是對HTML相關語言的第 五次修改。HTML5語言實現了與瀏覽器的完美融合，為全球眾多瀏覽器廠商所支 持，最終于2014年10月形成標準制定。相比HMTL語言，HTML5的優勢非常明 顯［26］： 1.跨平臺性。無論是電腦的Windows系統，還是Linux服務器、MAC上， 還是移動設備，HTML5都可以實現穩定運行，具有很強的跨平臺運行特征，目前, 越來越多的移動客戶端也選擇接收HTML5,并朝其發展和轉移。2.硬件要求不是 很高。無論對設備配置、還是運行環境都要求不高，不管是電腦、筆記本，還是 平板、手機，只要內存、CPU符合一定要求就可以運行，相比HTML, HTML5的運 行效果要理想的相當多。3.新特征增加，相比 HTML，HTML5 對應的動畫效果更為 華麗和直觀，視頻處理功能更加強大，使用 HTML5 技術設計動畫及視頻，與網頁 的結合更為便利，操作起來也更簡單。4•離線存儲效果好，HTML5更支持離線存 儲，啟動速度更快、聯網速度也更快；相比 HTML，HTML5 更支持離線存儲。5. 新的元素信息增加，既包括 header、nav、article 等全新的網頁元素，也包括 calendar、time、date 等新的表單空間元素，新的元素信息的出現，為開發人 員提供了諸多便利，也使得頁面展示的效果更直觀方便。
本課題的基于 JBPM 高校教材信息管理系統，主要使用了 locastorage 等 HTML5的本地緩存功能，在locastorage中緩存jwt,收到請求后即時進行讀取。
2.4Spring MVC
Spring Web MVC 也屬于服務工作者模式，特征是能夠優化處理。針對控制 器 DispatcherServlet ， 應用控制器將 DispatcherServlet 拆分為 Handler Mapping，即相應的處理器影射；Handler Mapping完成相應管理，并進行View Resolver（視圖解析器）［28］；頁面控制器采用Controller接口來實現預期功能， 還支持本地解析、主題解析等功能以及文件上傳功能等。除此之外，Spring Web MVC 還能夠提供數據綁定、格式化、數據驗證等功能，由于 Spring Web MVC 應 用非常靈活，還能夠針對編程提供強大的配置功能［29］。用戶在使用 SpringMVC 進行發送請求的時候，它主要通過以下的流程和原理進行數據的傳輸以及處理， 在加工和運輸指令的同時，保證了數據的精確。如圖 2.2所示：
圖 2.2 Spring MVC 中處理業務流程圖
詳細的操作步驟如下：
首先，即圖 2.2 中的第 1-2 步操作。用戶向控制器發送有關的請求（比如 URL），控制器接收到請求信息后選擇相應頁面的控制器完成相應處理，并委托 相應頁面的控制完成后續操作要求；
其次，即圖2.2中的第3-5步操作。請求信息傳遞到頁面控制器后，相應的 功能處理實現。首先，數據收集，向具體對象綁定參數。完成Spring MVC中對 象數據的嚴格要求，向業務對象委托命令對象并完成相應處理，全部處理完成后 返回模型和視圖［30］；
再次，即圖 2.2 中的第6-7 步操作。控制器完成全部處理要求后，將控制權 收回，向視圖傳輸模型數據完成渲染處理；
最后，即圖 2.2 中的第8 步操作，全部過程結束。控制權最后收回對應的控 制權，向請求用戶返還最終響應結果。
2.5My Batis 技術架構
My Batis 技術架構幾乎不需要獲取結果集，無需手動設置參數，也無需幾 乎全部JDBC代碼的支持，通過注解亦或者簡單的XML來完成原生信息的配置和 映射，并通過接口和Java中的POJOs （是一種普通的Java對象，全稱“Plain Ordinary Java Objec"）映射形成數據庫記錄，當然這需要My batisPlus （My Batis 加強版）的支持［31］。其功能體現為：
1.允許ORM對象關系映射元數據。My Batis技術架構支持兩種的元數據， 分別是基于XML的基本模式的元數據，基于JDK5.0以上版本注解的元數據，通 過持續的處理元數據基礎信息，處理完成關聯表單與不同對象之間的映射關系， 將對象持久化寫入數據庫表格實現處理［32］。
2.允許API操作。API的操作對象主要是實體對象，基于CRUD完成操作， 主要是在相關后臺之間完成處理，緩解程序員、開發者面對的繁重復雜的 JDBC 編寫任務、SQL代碼處理任務，對于直接減輕程序員的編寫工作量有著實質性的 現實作用。
3•允許查詢化語言。查詢化語言是My batis技術框架中極為重要的環節， 能夠避免SQL語句之間的耦合，其設計思想面向對象而不是針對數據庫，這種查 詢化語言同樣可以實現數據的查詢操作［33］。
如圖2.2所示，My batis技術架構中數據持久化流程體現為：調用者在進 行數據持久化處理的時候，通過會話和操作階段對數據源進行指定，進而完成數
據源的配置，最終各個數據源將調用者的數據傳輸到了數據庫中。
圖 2.3 My batis 技術架構數據持久化流程圖
使用My batis技術框架及接口，程序員操作起來更為簡單便利，無需設計 模式和規則的請求即可實現。My bat is還是一種非侵入式模式，通過其他框架 也可以相對簡單和相當便捷地完成集成化操作［35］。
動態語句功能是My Batis技術架構的另一個特征，能夠避免連接SQL語句 條件的復雜，避免因空格處理不當等細節原因，進而影響整個操作過程。
Sql Session Factory 實例是完成 My Batis 應用程序的主要操作路徑， Sql Session Factory Builde 能夠獲取任何一個 Sql Session Factory 實例，而 Sql Session Factory Builder 則可以通過預定義設置類的實例或者 xml 配置文件來 獲取［36］。
具體操作：1.加載配置，將有 Java 對兩個文件進行注解和配置，將 SQL 配 置信息加載形成M ap ped S tat emen t對象，并實現內存存儲。2. SQL解析，調用 數據請求傳輸到API接口層，SQL的傳入對象和ID同步完成傳輸。3.SQL執行， 數據庫接收到最終版本的 SQL 和參數并完成執行，系統獲取操作數據庫結果。4. 結果映射，依據映射配置實現操作數據庫結果的轉換，基本數據類型或者 Java Bean、HashMap 都被允許，返還最終結果［37］。
2.6My Batis Plus
My Batis Plus,簡稱MP,是My Batis的單純增強版，旨在提高效率、簡 化開發程序。其功能表現為：1.無侵入，無改變僅增強，對現有工程無影響；2. 低損耗，基本CURD啟動即注入，無損基本性能，直接面向對象執行；3. CRUD操 作，與My Batis通用Mapper和Service，完成表單大部分CRUD操作僅需少量 配置，條件構建器更強大；4.可調動 Lambda 形式，查詢條件編寫方便，能夠自 動糾正字段錯誤；5.主鍵自動生成，4 種主鍵策略均可獲取支持，且能夠自由配 置；6.允許調入Active Record，繼承Model類即可支持實體類CRUD操作；7. 允許自定義全局操作，支持一次寫入，隨時調用；8.內置代碼生成器，借助 Maven 插件，Mapper、Model等代碼可快速生成，支持模板引擎即更多自定義配置［38］。
2.7Spring Boot
Spring 框架家族能夠形成 Spring、SpringMvc 等衍生框架。其核心在于， 對IOC （反轉）進行控制，對DI （注入）形成依賴。其中反轉控制并非技術概念， 而是一種思想，在操作方面是指在spring配置文件中創建〈bean〉，注入依賴則 是指以spring為應用程序資源提供給特定對象，如常量數據、引用對象等［39］。
1.Spring Boot是全新的編程規則，是一個經過簡化了的框架。其應用體現 為，之前基于Spring框架相對繁瑣的配置文件不再需要，也就是說，Spring Boot 是服務框架的框架，其服務對象是簡化過的配置文件。
2.開箱即用和配置低于約定是Spring Boot中最關鍵的策略。所謂開箱即用， 也就是Out of box，指的是開發過程中，將相關依賴包添加到MAVEN項目中的 pom文件，將繁瑣的XML配置文件替換為相應注解，實現對生命周期的管理。其 好處在于，程序員可以將大量精力投入業務邏輯，不再被繁瑣的配置工作所干擾， 也不必過分依賴管理工作。
3.配置低于約定是 Spring Boot 中另一關鍵策略。 之所以約定， 即 Convention over configuration，是一種軟件設計方式，配置目標結構由Spring Boot本身來實現，程序員在其結構中添加信息。盡管部分靈活性有所下降，BUG 定位增加了復雜性，但程序員做決定的數量得以下降，XML配置也有所減少，能 夠自動化的實現代碼編譯、測試以及打包功能。
4.選擇使用依賴。如果是相對簡單的 Spring Boot 工程，則無需向 pom.xml 進行手動配置。若與Swagge、postMan及其技術合作，則需要由程序自動添加依 賴的jar包等配置文件。
5•減少配置文件的使用數量。如果用SSM、SSH工具進行開發，要將與框架 對應的配置文件存入resources，使用Spring Boot，則只需要1個配置文件， 就能涵蓋服務器端口號、數據庫鏈接、用戶名及密碼。操作簡單，也存在安全問 題，在一個文件中放置所有文件是具有一定危險性的，對一般項目來說問題不大。
事實上，SpringBoot并不是一個全新的框架，更像是一個總指揮［40］，能夠 按照不同的需求去引入框架，比如，開發者需要使用SpringMVC，只需引入一個 spring-boot-starter-web,它就會默認去把 SpringMVC, tomcat 等都引入相應 工程。
Spring Boot的自動配置原理能夠實現其與前端交互Spring MVC的整合， 時刻能夠管理Bean的整個生命周期，并形成半自動的My batis Plus （即半自 動的0RM框架）。事實上，全自動的0RM框架與MP并不完全相同，區別在于前 者保留了手寫的SQL功能，原因在于，如果是復雜的SQL,僅靠全自動的ORM框 架是無法實現的。
2.8Shiro 安全框架
Apache Shiro 屬于 Java 安全框架的序列，功能強大，使用方便，能夠完成 身份驗證即授權，還具有密碼管理和會話功能。API與Shiro結合，還能夠快速、 輕松地獲取任意程序，無論是龐大的網絡和企業應用程序，還是微小的移動應用 程序。其核心組件如下圖所示，包括：Subject、Security Manager以及Realms。 其中：1. Subject指的是當前操作用戶，Shiro中的"Subject”適用于人和后臺 賬戶、第三方進程等各種事物，一切與當前軟件進行交互的東西都可以稱之為 "Subject” , "Subject”是當前用戶安全操作的指代，Security Manager則
代表能夠管理全部用戶的安全操作。2. Security Manager,這是Apache Shiro 的核心所在，具有典型的 Facade 模式特征，它是 Apache Shiro 管理內部組件實 例的方式，還能夠適用于各種安全管理的服務。3. Realm,是安全數據與Apache Shiro之間的聯結者，用戶發出登陸或者授權指令時，Apache Shiro通過Realm 完成用戶及其權限信息的精確查找［41］。
因此，Realm的本質是DAO,與安全性相關，其封裝了數據源的連接細節， 向Shiro提供必要的數據。Shiro必須指定不少于一個Realm。“無論是簡單的 命令行應用程序，還是龐大的企業應用程序，Shiro都試圖不依靠其他第三方框 架，幫助其實現目標，開箱即可運行1”。
2.9JWT
JWT 特別是單點登錄場景，對分布式站點適用性較強。身份提供者與服務 提供者傳遞用戶信息認證必須借助于 jwt 聲明，便于獲取服務器相關資源，用于 其他業務邏輯的生命信息也可以添入［42］。其流程為： 1.授權，即 Authorization， jwt常見場景應用，用戶登陸后的后續請求都會包括jwt，用戶獲得授權訪問令牌 制定的路由、服務及資源。Jwt的特征之一即單點登錄，開銷小，跨域應用簡單。
2.信息交換，即Information Exchange，JSON Web Tokens是最好的信息交換，原 因在于 jtws 能被簽約(可嵌入密碼)，能夠幫助使用者確定發送人信息。簽名 借助有效負載計算和使用頭，確保驗證內容不被其他人編輯。JWT最大優點在 于處理用戶回會話可使用可拓展、無狀態的方式。服務端借助內嵌的聲明信息， 輕松獲得用戶會話信息，無需訪問會話數據庫會或用戶。在一個分布式的面向服 務的框架中，這一點非常有用。但是，如果系統中需要使用黑名單實現長期有效 的 Token 刷新機制，這種無狀態的優勢就不明顯了。
2.10Layui 使用
Layui可用于開發前端PC頁面°layui是基于自身模塊編寫的前端UI框架， 其書寫和組織形式為原生HTML/CSS/JS，使用簡單，限制條件少。從核心代碼到 API，全部細節都經過精心處理，能夠快速開發適用的界面。layui問世于2016 年，與機遇MVVM底層的UI框架有所區別，但又不是完全背離的，更適用于服務 端程序員，只需面對瀏覽器應能夠實現，無需使用前端工具進行復雜的配置。
layui 更多是面向于后端開發者，所以組織形式選擇類 AMD 模塊管理模式， 其宿主為傳統的瀏覽器，但layui不局限于CommonJS的約束，運行模式更為簡 便輕松快捷。Layui之所以被稱為“經典模塊化”，是對當下流行的JS社區方 案的回避， 也可以 為 WebPack 補充使用 場景， 究其 本質 ， 依然是 HTML/CSS/JavaScript 本身［43］。
2.11PC 端使用 jquery 進行 ajax 請求
jQuery 是功能優良、簡單便利的 javascrip 庫，代碼使用少，功能強大， 能夠便捷的完成DOM操作、事件處理、實現動畫效果、Ajax交互及HTMLDocuments
1李哲.“互聯網+”時代高校教材信息管理信息系統建設研究J］.大學教育,2018(02):180-182. 瀏覽等功能，能夠實現兼容CSS3. 0及相關瀏覽器。其優越性表現為：1.瀏覽器 兼容性良好；2.可實現DOM操作封裝；3.—行完成多重操作；4.擴展支持功能；
5.完備的頁面動畫效果等。對于 ajax 的使用比較頻繁。使用 jwt 技術的同時需 要在jquey封裝的ajax上進行再次封裝［44］。
當用戶登錄成功時，需要返回的 header 頭中 jwt 進行緩存到本地。每當用 戶再次請求時需要攜帶該jwt到服務端，在中間件中進行驗證。每當jwt在過期 之前的10分鐘之內會重新頒發新的jwt。
2.12Uni-app 開發
uni-app 的混合應用可用于開發 App 端，是基于 Vue.js 完成跨平臺開發應 用的前端框架。程序員僅需一套代碼編寫即可編譯小程序、iOS、Android、H5、 微信、支付寶等多個平臺，操作方便、運行簡單，用戶體驗良好。傳統的開發模 式中，針對小程序、H5、app等需要設計不同的開發項目，一旦后期客戶的需求 發生變化，項目的拓展性及迭代開發效率都會受到影響。uni-app可以有效地避 免這些問題。對于程序員而言，無需掌握太多平臺開發技術、研究太多前端框架， 掌握基于 vue 的 uni-app 就足夠了［45］。
2.13云架構技術
目前云架構技術是大規模資源管理等技術、互聯網技術以及分布式計算的發 展與融合，并且云架構技術具有每秒 10萬億次的運算能力，如此強大的計算能 力可以模擬核爆炸、預測氣候變化和市場發展趨勢。
2.13.1 云架構技術及相關知識
通過云架構技術的應用背景并結合上述比較，可總結云架構技術的特點為：
(1)彈性服務。(2)資源池化。( 3)按需服務。(4)服務可計費。( 5)泛 在接入。正是因為云架構技術具有上述 5個特性，從而使得用戶可以源源不斷地 使用計算機資源，即“互聯網即計算機”的構想變成了現實。因此，云架構技術計 算是互聯網技術、分布式計算、大規模資源管理等技術的發展與融合(如圖 2.5 所示)，其應用和研究涉及資源虛擬化、信息安全、海量數據處理等亟待處理的 重要問題。
□資源虛擬化
□數據中心管 理技術
□Web 2.0
□Web服務
算算數 計計式理 用格布處 效網分據
□ □ □
圖 2.5 云架構技術與相關技術的聯系
2.13.2 云架構技術的體系架構
目前云架構技術是大規模資源管理等技術、互聯網技術以及分布式計算的發 展與融合，并且云架構技術具有每秒 10萬億次的運算能力，如此強大的計算能 力可以模擬核爆炸、預測氣候變化和市場發展趨勢。云架構技術的表現形式是一 系列服務的集合，其可以按需提供彈性資源。如圖 2.6 所示，云架構技術的體系 架構可分為用戶訪問接口、服務管理、核心服務等3層。
(1) 核心服務層
通常云架構技術核心服務通常可以分為3個子層： (1)基礎設施即服務層 (IaaS， Infrastructure as a Service)； ( 2)系統即服務層( PaaS ， Platform as a Service) ； (3)軟件即服務層(SaaS，Software as a Service)。對 3 層服務的 特點比較如表2.3 所示。
(2)服務管理層
服務管理層對核心服務層提供可靠性、可用性以及安全性的保障。服務管理 包括安全管理以及服務質量(QoS, Quality of Service)等。
(3)用戶訪問接口層
雖然客戶端通過訪問接口使用便利的云架構技術服務，但是存在由于不同云 架構技術服務商提供訪問的接口標準不同，使得用戶數據不能在不同系統下多次 運行，導致資源的浪費和云架構技術效率的底下。隨著云架構技術互操作論壇 (CCIF, Cloud Computing Interoperability Forum) 在 Intel、Sun 和 Cisco 等公司 的倡導下宣告成立，其開發統一的云架構技術接口(UCI, Unified Cloud Interface) 的目的，實現了不同企業間利用云架構技術協同工作的目標。
2.13.3云架構技術的關鍵技術
為了達到這個目標，需要云架構技術數據中心設計與管理及資源虛擬化技術、 海量數據處理系統及其資源管理與調度技術以及云架構技術服務的質量保證和安全 隱私等若干云架構技術關鍵技術的支持。
(1)云架構技術數據中心設計與管理
(1)數據中心設計技術
為了解決上述傳統樹型網絡拓撲結構帶來的問題，國內外的學者提出了 VL2、 PortLand、 DCell、 BCube 等一些較為新穎的網絡拓撲結構。
圖 2.7 傳統的樹型網絡拓撲
圖 2.8 PortLand 網絡拓撲
據權威機構統計，一個數據中心擁有 50000 個計算節點，其每年電費達到 930 萬美元，耗電量超過 1 億千瓦時。
圖 2.9 云架構技術數據中心的能耗分布
(2)資源虛擬化相關技術 云架構技術數據中心提供了大規模資源，但是為了按需分配基礎設施提供的 服務，我們需要研究虛擬化及其相關的技術。
( 1)虛擬機快速部署技術
傳統的虛擬機部署技術由 4 個階段構成：
( 1)創建虛擬機；
(2)安裝操作系統與應用程序；
( 3)配置主機屬性；
( 4)啟動虛擬機。
( 2)虛擬機在線遷移技術 在運行狀態下將虛擬機從一臺物理機移動到另一臺物理機，即虛擬機在線遷 移技術。對于云架構技術系統虛擬機在線遷移技術具有以下3方的重要作用：
( 1 )提高系統可靠性。 (2)有利于負載均衡。
( 3)有利于設計節能方案。
(3)海量數據處理系統
( 1 )海量數據存儲技術
GFS 中分布在計算節點的本地硬盤的一個大文件被劃分成若干固定大小(如 64MB)的數據塊，同時每一個數據塊都保存有多個副本來保證數據的可靠性， 除此之外，所有副本元以及數據文件由管理節點管理。GFS的執行流程如圖2.10 所示。
圖 2.11 Bigtable 的存儲方式
由于Bigtable存在單點失效以及性能的問題。為此，在2007年DeCandia等 人提出基于P2P結構的Dynamo存儲系統，并將基于P2P結構的Dynamo存儲 系統應用于 Amazon 的數據存儲系統。
( 2)數據處理技術與編程模型
PaaS 系統不僅要實現海量數據的存儲，而且要提供面向海量數據的分析處 理功能。由于PaaS系統部署于大規模硬件資源上，所以海量數據的分析處理需 要編程模型支持屏蔽底層細節、規模擴展，并且要求其抽象處理過程到達簡單有 效的目的。其中，Map/Reduce的執行過程如圖2.12所示。
綜上所述，
在實現迭代算法時效率較低；②MapReduce在執行多數據集的交運算時效率不 高；③MapReduce靈活性低。
圖2.13 Dryad的任務模型
(4)資源管理與調度技術 大規模性的海量數據處理系統為資源的調度與管理帶來問題。提高 Dryad、 MapReduce 等 PaaS 層海量數據處理系統的性能才能解決這些問題，因此，研究 有效的資源管理與調度技術勢在必行。
( 1)副本管理技術 有效的副本策略不但能優化作業完成時間，還可以降低數據丟失的風險，并 且 PaaS 層保證數據可靠性的副本機制。目前，將默認的文件系統部署至傳統云 架構技術數據網絡拓撲中心，這就是Hadoop系統采用機架敏感的副本放置策略。
( 2)任務調度算法
以數據密集型作業為主的 PaaS 層海量數據處理，其執行能力通常受到輸入/ 輸出帶寬的影響。
計算直點集
任務集
圖2.14 HTA的問題模型
PaaS 層的作業調度器在考慮作業之間公平調度的同時，需要保證數據的本 地性。 PaaS 層服務的工作負載中既包括長期作業，同時也包括即時作業。
圖 2.15 Quincy 的調度模型
針對上述3個步驟，本文主要介紹IaaS層的QoS保證機制以及PaaS層/SaaS 層的 QoS 保證機制。
圖2.16 QoS保證機制
(1)IaaS 層的 QoS 保證機制
近年來，在實際的系統應用方面出現了包括AmazonEC2、GoGrid> Rackspace 等若干通過 SLA 技術實現 IaaS 層 QoS 保證機制的商用云架構技術系統或系統， 其 QoS 保證機制的參數如表 2.4 所示。
表 2.4 IaaS 層的 QoS 參數定義
QoS 參數 云架構技術服 描述
服務器可用性 網絡性能保障 負載均衡器可 異常通知保障 支持響應時間 懲罰機制保障 GoGrid、
GoGrid GoGrid、
Rackspace GoGrid GoGrid、 存儲系統正常運行的保障、云架構技術提供的 網絡抖動的保障、網絡時延、數據包丟失率 處理時延、訪問并發率的保障、吞吐率 在發生基礎設施異常時的通知時間 當云服務發生異常時提供商排錯支持服務的 服務提供商需補償對用戶造成的損失
(2) PaaS/SaaS層的QoS保證機制
SaaS層在云架構技術環境中提供以服務為形式的應用程序。PaaS層在云架 構技術環境中主要負責提供云架構技術應用程序的資源管理及運行環境。典型的
QoS 參數如表 2.5 所示。
表 2.5 PaaS/SaaS 層的 QoS 參數定義
2.14本章小結
基于JBPM的高校教材信息系統的研發設計，需要Ajax技術、HTML5語言及 Spring MVC 等技術的支持。
第三章 系統需求分析
系統研發設計，首先要明確用戶需求，本章將對基于JBPM的高校教材信息 管理系統重點分析，尤其側重系統可行性分析、系統功能性分析、系統運行過程 分析、系統功能性分析以及非功能性分析等方面，為后續的系統研發設計提供參 考。
3.1系統可行性分析
從而自行開發JBPM高校教材信息管理系統，本系統使用方便，界面簡潔， 直觀易懂，無論是學生還是教師都可直接上手，管理員通過簡單的培訓操作本系 統也沒有問題。開發本系統不會侵犯他人利益，不存在侵權問題，不違反國家法 律法規，使得從JBPM高校教材信息管理系統經濟上、技術上、運行操作上都是 可行的，所以該開發該系統是可行的。
3.1.1 經濟可行性分析
當前市場上已經出現過類似的教材信息管理系統，大都是軟件機構根據自身 需求與高校合作定制的，因此這就出現了不同高校的教材信息管理系統，特點不 同，功能差別也很大，相應的，基于 JBPM 的高校教材管理系統差異性也很大， 無法滿足該學院的具體實際需求。另一方面從經濟上說也不可行，如果購買市場 的成品，還無法滿足學校的個性化需求，資金投入還比較大。后續系統升級維護 仍需再次投入資金，陷入無限循環中［46］。因此，從市場上直接購買教材信息管理 系統是不現實的，從而自行開發JBPM高校教材信息管理系統，從經濟學角度來 說具有較高的可行性。
3.1.2 技術可行性分析
以B/S架構模式開發基于JBPM高校教材信息管理系統，系統優化更新及后 續的使用維護都會便于操作，用戶只需要一臺有網線的電腦即可運行該系統，無 需在使用者電腦中安裝磁盤內存較大的客戶端軟件。此外，還需配置MySQL數據 庫［47］，又可以保證系統運行的高速穩定及使用安全。技術上層面上也可與移動 app 技術結合，更有利于后期的擴展操作。
3.1.3法律可行性分析
系統開發將在有關法律法規的指導下進行，將相關規定進行備案和使用，會 在全面調研的基礎上，確保滿足市場及學校的具體技術要求，確保研發設計、使 用過程中不出現違背法律法規及公序良俗的情況［48］。
3.2業務流程
基于 JBPM 高校教材信息管理系統流程如下：添加教材目錄，庫存管理；用 戶權限；書費管理。具體操作需要完成以下步驟：1.用戶注冊，用戶填寫郵箱信 息和密碼，注冊成功后系統向其分配用戶編號，使用該用戶編號可以進行登錄平 臺。2.用戶權限分配是，超級管理員給某個用戶修改職務，可以將普通用戶升級 為教材管理員。職務是超級管理員進行添加的，添加職務時會具體分配該職務的 權限。3•書費管理，書費管理是普通用戶在app端進行提交繳費申請或者退費申 請，提交完成后，后臺的管理員比如教材管理員進行審核，審核通過后，繳費申 請的需要進行減庫存，退費申請審核過的，要相應的完成庫存的再次增加。
3.3系統功能需求
3.3.1 系統整體需求分析
基于 JBPM 高校教材信息管理系統的設計與研發，首先必須進行功能需求設 計，目的是滿足使用者預期的功能，并配套相應的服務。通過需求分析，對基于 JBPM 高校教材信息管理系統的全部功能進行區分及分析。
系統整體需求分析，要側重兩個方面：以過程為重點的設計方法和以對象為 重點的設計方法，就基于 JBPM 的高校教材信息管理系統來說，選擇以對象為重 點的設計方法，這也是當前較為流行的一種設計方法。
以對象為重點進行需求分析，要借助用例圖完成系統的功能模塊敘述及分 析，用例圖的引入可以明確系統不同用戶角色之間的關系，確定系統內不同功能 模塊之間的聯系。用例圖的方法使用者是計算機硬件亦或者其他的軟件系統。
以對象為重點的設計方法，最重要的是確定系統內的功能角色，也就是說， 明確系統的使用者或參與者。
綜上所述，要站在基于 JBPM 的高校教材信息管理系統的實際需求角度，從 對應的業務模型中明確業務角色信息。
就本課題的系統研發設計，其用戶涵蓋系統管理員用戶、普通用戶和教材信 息管理員用戶3大類。如圖3. 1所示的是內部各個用戶之間的泛化關系［49］。
圖3. 2是基于JBPM的高校教材信息管理系統用戶總體用例圖，如圖所示， 教材信息管理員的權限包括：移動app管理、綜合查詢、教材出入庫以及書費管 理。普通用戶只能進行移動app管理，系統管理員則只能進行系統管理。三個用 戶角色之間的功能是對應的，各司其職。
3. 3. 2基于JBPM的高校教材信息管理系統設計目標
明確基于JBPM的高校教材信息管理系統的設計目標，能夠為測試數據文件 的創建提供遵循，能夠實現簡單的查詢對比。因此，對基于JBPM的高校教材信 息管理系統而言，人機交互頁面要體現友好且便于操作，要具備登陸驗證功能來 核驗用戶信息，以迎合系統的敏感性要求和安全性要求考慮。基于 JBPM 的高校 教材信息管理系統的開發設計，使用比較主流的跨平臺技術，引入工作流，使用 先進技術實現前臺與后臺的交互響應［66］，使用數據庫技術來存儲數據，還需要借 助HTML5技術實現前端的頁面處理等等。基于JBPM的高校教材信息管理系統的 設計研發，充分借鑒了國內外同類產品的性能及流程，旨在實現功能更為強大、 實用性更強的設計目標。鑒于此，該系統除了滿足前文闡述的功能性需求和基本 功能外，在設計方面還要滿足以下要求［67］：
1.能夠在一定程度上實現跨平臺應用。
選擇應用較為廣泛的客戶端及其服務器設計模型，這是信息時代普遍采用的 模式。最大限度利用系統在運行中的優勢，根據不同的操作平臺特征，結合各類 系統的平臺模式，采用java操作技術開發高校教材信息管理系統，此語言特點 就是只需一次編譯操作，便可直接在任何地方重新運行，在不同系統中重新運行， 這也充分地體現于操作系統平臺之間的無關性特征。如考慮成本與效益問題，基 于 JBPM 的高校教材信息管理系統只需要一臺服務器便可直接操作，不需要耗費 大量的資金投入，大大節約了資源和成本。
2.體現拓展特征
就基于 JBPM 的高校教材信息管理系統設計而言，具備拓展特征，呈現可拓 展性是最基本的設計要求，通過預留數據接口（或服務接口）的方式［68］與其他 相關業務系統實現數據溝通或者交換，還要確保后期的功能模塊或數據能夠基于 JBPM 的高校教材信息管理系統系統設計實現擴展。不僅需要對原有功能的改進 更要對新功能不斷開發及創新，不缺少、不漏掉任何價值信息，利用模塊和功能 相互之間的聯系，實現操作技質的飛躍。只有這樣，基于JBPM的高校教材信息 管理系統的擴展特征才能實現。
3.高安全性特征
基于 JBPM 的高校教材信息管理系統設計安全性特征，這是該系統建設的重 中之重，是整個系統運行的根本保證，因而整個系統的設計構建應當更加合理、 客觀、細致，從系統安全、數據安全、管理安全等角度具體實施。除此之外，安 全性原則還包括系統層面、軟件層面和使用環境層面的安全。其中管理安全顯得 尤為重要，一方面是指系統本身的安全。另一方面是指系統管理員角色和權限管 理工作，角色的不同往往賦予其的操作權限有所區別，隨著角色等級的提高，權 限隨之增加，就需要規范合理設置各個角色的權限，這樣系統管理員才能有效控 制系統安全。系統的安全更多體現在數據庫的安全。這就要求在研發設計系統的 過程中，要突出數據安全性的考量和設計。具體來說，系統運行，要保障用戶的 安全操作、數據庫之間數據交互的安全［69］，還要具備防范地域外來用戶對系統 內數據進行攻擊和破壞的風險。因此，對于系統內的重要信息，要記住加密措施、 加密算法等保密手段來確保數據安全［70］。
4.易于管理和操作特征
該系統將有服務于每一位用戶，用戶的使用體驗在很大程度上的反映了系統 的易用性情況。這種易用性主要來自于用戶能否方便的進行系統的游覽、操作和 管理，為了實現這一目標，在構建高校教材信息管理系統過程中，就要做好充分 的調研與論證工作，充分了解用戶的使用習慣和切身感受不斷做出相應的改變。 友好的操作界面也顯得十分重要，可以在很大程度上實現操作的便捷及使用的舒 適，界面的設計往往花費很多構思，不僅要求簡潔、清晰、美觀，更要體現出良 好的互動性，真正實現節省時間、提升效率并降低操作失誤。
3.3.3書費管理需求分析
基于JBPM的高校教材信息管理系統的書費管理用例需求見圖3. 3所示，可 見書費管理功能包括書費繳納和書費退回兩個方面。
圖 3.3 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統書費管理用例圖
3.3.4出入庫管理需求分析
基于 JBPM 的高校教材信息管理系統出入庫管理包括教材入庫登記、教材出 庫登記兩個方面。用例圖如圖3 . 4所示：
圖 3.4 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統出入庫管理用例圖
3.3.5綜合查詢管理需求分析
就基于 JBPM 的高校教材信息管理系統而言，綜合查詢功能又包括庫存查詢、 教材領取查詢和書費查詢。用戶層展示了三個用戶的主要角色，在應用層則展示 了系統所具有的主要功能，而模型層［50］中主要涉及到了各個數據模型的運用，數 據層則主要集中于各個數據庫表的管理，基礎環境層則為系統的搭建指明了主要 使用的物理設備。用例圖如圖 3.5 所示：
3.3.6移動 APP 管理需求分析
基于 JBPM 的高校教材信息管理系統移動 APP 管理用例圖見圖 3.6，可以看
3.3.7系統管理需求分析
基于 JBPM 的高校教材信息管理系統管理員用例圖可以發現，該系統系統管 理權限包括頁面管理權限、系統備份與恢復管理權限、用戶組權限管理權限、賬 號管理權限、欄目管理權限及欄目內容管理權限等。如圖 3.7 所示：
圖 3.7 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統系統管理員用例圖
3.4非功能性需求分析
前文針對基于 JBPM 的高校教材信息管理系統的各方面可行性、功能需求方 面進行了較為全面細致的分析。本節將側重介紹基于JBPM的高校教材信息管理 系統的非功能性需求。通常來說，系統的功能需求可以視為針對系統內部實現的 控制邏輯，系統的非功能性需求則體現為針對系統具備的性能、性質方面的定義 及約束［51］。因而，系統的業務邏輯和系統的非功能性需求之間通常關聯度不會太 高。
系統的非功能性需求分析主要包括：系統可維護性分析［52］、系統運行可靠性 分析、系統的完整性分析、系統的穩定性分析以及系統的可擴充性分析［53］等方面。 下面本部分將結合基于 JBPM 的高校教材信息管理系統研發過程的有關要求，就 系統的非功能性需求進行闡述：
3.4.1系統的健壯性
健壯性是基于 JBPM 的高校教材信息管理系統首先要滿足的一個條件。所謂 健壯性，指的是系統在不同的運行環境中都要具備一定的適應能力，這一特征與 系統的可擴充性、可維護性都有一定的聯系。但是比較而言，系統的健壯性更多 的體現為系統未經任何修改，能夠自動調整系統從而滿足使用不同環境中的技術 要求、管理要求等方面的能力［54］。通常來說，不同的開發環境中，系統要具備一 定的可一致性，也就是說，相對完善的軟件系統過程，要充分考慮軟件系統在不 同環境中的適用程度，要充分考量環境條件、技術條件發生變化時，系統網絡適 應能力如何變化，硬件運行環境如何變化，相應的變化對應的就是系統的健壯性 ［55］。
在基于 JBPM 的高校教材信息管理系統開發過程中，通過走訪調研系統的功 能、非系統功能、數據結構等方面的需求，并從經濟、技術、法律等各個方面來
進行分析系統研發的可能性，并利用 Spring、JWT 等框架和云架構技術來保 證系統開發過程中數據的完整性、穩定性、可靠性等來保證系統具有較強的健壯 性。
3.4.2系統的完整性
所謂系統的完整性，指的是教材信息管理系統分析與設計的過程中，要保證 系統能夠實現業務邏輯的基礎下，自身體現出較強的完整性，比較而言，系統的 功能性需求對外界環境要求并不高，這就導致系統的完整性很難在系統功能運行 的過程中輕易的體現出來。系統的完整性應體現為對應用數據的管理，軟件產品 發布方面的管理、系統自動化升級方面的管理等［56］，上述功能應當在系統的開發 過程中就應具備，但具備不等同于全部實現。如，數據存儲要求系統要具備數據 管理功能，程序員在系統設計過程中，應當了解到系統并非最恰當的數據庫管理 軟件，且系統對高校教材進行信息管理時候，更注重對信息發布管理、用戶關系 等方面的掌握［57］。因此，系統的完整性也體現為用戶權限管理，良好的用戶管理 系統能夠保證系統的應用與控制，幫助系統結合角色需求處理和分配用戶權限， 確保系統運行在負載合理、安全高效的環境中，體現出一定程度的自適應性［58］。
3.4.3系統的安全性
針對基于 JBPM 的高校教材信息管理系統，運行安全性尤為關鍵。因此，系 統運行及操作時，涉及到的數據、信息數量眾多，其中不乏用戶的個人信息、認 證信息、登錄信息等，還包括系統管理員的賬號信息、管理數據等，這就要求系 統要達到一定的安全性能［59］，進而保證數據信息的安全可靠。系統的安全性體現 在系統運行的全過程中，從登陸過程的登陸信息安全，到系統運行過程的數據傳 輸安全、通信訪問安全等多個方面。系統的安全性體現在：數據要在加密過程中 傳輸，外網用戶訪問系統時要遵循網絡系統規則，恰當準確的使用防火墻等工具 ［60］，只有這樣才能確保系統功能的安全可靠穩定，促使系統健康有序運行。
3.4.4系統的可維護性與可擴充性
基于 JBPM 的高校教材信息管理系統投入使用后，隨著使用時間的推移，客 戶使用程度不斷加深，很可能導致系統功能不符合實際操作要求，需對系統進行 進一步擴充和完善，這就要求設計者要熟練掌握新的開發工具，對系統重新定義， 確保用最小的代價換取系統最長時間的應用，提供更為理想的用戶體驗［61］。
3.5本章小結
本章針對基于 JBPM 的高校教材信息管理系統的用戶需求，使用當前使用較 為廣泛的以對象為重點的設計方法，著重介紹系統的可行性需求、系統的功能性 需求，引入用例圖，從功能要求、設計思路、系統功能角度分析基于JBPM的高 校教材信息管理系統，重點分析基于 JBPM 的高校教材信息管理系統的非功能性 需求。
第四章基于JBPM的高校教材信息管理系統設計
4.1系統設計原則
基于 JBPM 的高校教材信息管理系統的系統設計過程復雜，在構建的整個過 程中嚴格執行國家相關法律規章制度，根據高校自身信息化建設要求，結合教材 信息管理存在的基本問題，圍繞學校整體信息化建設的目標，力求實現系統精細 化、便捷化、網絡化，達到高質量服務全體師生的根本目的。根據系統軟件的需 求，遵循以下設計原則：
4.1.1實用性原則
系統的信息化既要滿足系統的設計需求，還要堅持低成本原則［62］，對系統進 行開發設計，兼顧需求和成本，尋找最佳結合點，才能實現利益的最大化，這是 任何系統開發設計都要堅守的最基本原則。衡量開發設計的軟件系統是否優秀， 要看系統及配套服務能否跟得上系統管理的發展，能否應對不斷升級的系統需 求，能否針對新的需求、新的發展實現系統升級，尤其是能否采取有效的辦法確 保系統開發成本和后期維護成本始終在可控范圍內。
事實上，系統設計簡單，不等于系統運行成本低，也不等于系統功能不合理； 反之，系統設計復雜，不等于系統運行成本高，更不等于系統功能強大［63］。因此， 開發設計系統，要堅持適度原則，要緊密圍繞系統的核心功能。在過去的開發系 統過程中，通過與客戶、程序員多方的溝通，不斷掌握客戶的操作習慣和使用權 限，但系統真正上線運行后，用戶使用系統往往還是呈現出“二八原則”的表現， 也就是說，80%的客戶往往只使用 20%的系統功能，而 20%的客戶往往能夠掌握至 少80%的系統功能，他們能夠抓住系統管理的關鍵［64］。因此，開發設計基于JBPM 的高校教材信息管理系統，要重點關注系統的核心功能，盡可能適度開發，淺嘗 輒止，切勿面面俱到，確保系統的實用性。
4.1.2穩定性原則
任何一種系統，都要嚴格遵循穩定性原則。系統穩定運行，才能確保數據安 全，才能避免客戶操作過程遇到額外的困難，系統運行的穩定性，要求開發設計 系統，要認真選擇、合理確定系統的結構體系，要結合恰當的錯誤隔離機制和異 常處理方法，壓低事故率，避免系統運行起來不會因某一進程的卡頓而出現問題 ［65］。系統的穩定性還體現為，核心功能不會因為系統更新升級而受到任何影響。
4.2基于 JBPM 的高校教材信息管理系統總體設計
4.2.1系統總體架構設計
本文設計的高校教材信息管理系統采用瀏覽器/服務器模式架構，用戶只需 登錄瀏覽器便可實現對系統的訪問。并且基于 JBPM 的高校教材信息管理系統實 現了多級用戶訪問、專業化管理的設計目的，系統研發要注重提供專業化的軟件 管理的性能，有效地提升高校的教材信息管理效率，優化各級用戶對基于 JBPM 的高校教材信息管理系統的軟件與處理流程，提供了良好的操作界面，為以后系 統平臺升級奠定了良好的基礎。
基于JBPM的高校教材信息管理系統的功能結構模型涵蓋5個子系統，分別 包括：1.書費管理子系統，2.出入庫管理子系統，3.綜合查詢子系統，4.移動 app 管理子系統，5.系統管理子系統。
1.用戶層
所謂業戶層，是業務系統對外展示的接口組件，能夠實現用戶與應用程序之 間的交互互動。就系統的使用者而言，用戶層能夠提供良好的使用頁面，就業務 系統而言，能夠與外部業務系統提供標準接口并實現拓展服務。基于 JBPM 的高 校教材信息管理系統選擇B/S與HTML5結合的架構設計，部分特性可以直接展示 在頁面前端，還可以進行移植操作，用戶只需登錄客戶端，無需借助其他軟件， 就可以實現對該系統的操作與訪問。
用戶層系統又可以分為三個層次，展示層、控制層和接口層。不同層次對應 不同的調用，還能夠協調不同使用者從操作頁面發回的部分請求。其中：展示層 使用的是基于HTML5及其腳本語言的先進技術，能夠調動異步方面的數據，進而 可以直接調用控制層的業務邏輯，從而確保本層級更加人性化和智能化；控制層 主要功能室接收不同用戶的請求，從而調用各層級的業務邏輯方法；接口層為第 三方接入系統進入本系統服務提供便利，為業務系統與其他系統對接提供渠道， 也能夠為其他相關系統提供必要的服務支持。
2.應用層
應用層能夠實現組件層訂制的針對業務系統的各類管理要求，就基于JBPM 的高校教材信息管理系統而言，要對書費、出入庫情況進行管理，還要實現移動 app 管理、系統管理以及綜合查詢等功能。還可以提供各類業務系統與外界的接 口，為高校業務部門之間、業務系統之間以及部門與系統之間實現數據管理溝通 提供技術支持。
3.模型層
模型層能夠向外界提供不少于一個接口，其組件內容包括多個不同類，不同
類通過協同工作實現特定功能。針對一些相對復雜的附件，除了包括一定數量的 其他類，還包括支持業務系統的庫文件、界面以及配置文件等，還有可能包括并 應用部分其他組件，從而為基于JBPM的高校教材信息管理系統提供更加豐富的 功能體驗。
組件層屬于系統內組件之間的集合，位于業務管理系統和相應操作系統間的 組件層用戶，能夠向業務系統運行即開發提供環境支撐，實現數據之間、硬件平 臺與軟件之間的數據交互，這種支撐不僅體現在業務管理應用方面，還能夠為高 校其他業務系統模塊之間的聯系和數據提供便利條件，得以實現數據共享。
此外，模型層還能夠為業務系統的基礎性功能實現提供支持，比如人員基礎 管理、權限管理、具體的業務邏輯管理等，還可以基于接口服務之外實現核心業 務邏輯，為接入審計服務總線提供支持。模型層的組件都是獨立的，系統通過獨 立組件提供的規范化接口實現組件之間的數據聯系，進而完成相關的業務。
4.數據層
數據層包括數據的訪問層及數據的存儲層兩部分，是整個業務系統中的核心 部分，數據訪問層則是整個高校教材信息管理系統的核心層次，它提供相關數據 的訪問及應用程序接口，進而實現對整個系統中各類數據信息的儲存和管理。數 據訪問層的主要功能是通過加載驅動與數據庫鏈接，并進行對數據庫實體類的訪 問，映射出實體庫中具體的數據，通過編寫數據的操作接口，進而將操作結果提 交到數據庫的相應表中，使整個系統操作流程流暢，達到目的，數據的存儲將采 用目前比較流行的存儲模式，將數據進行永久性存儲，當后臺數據不斷增加時， 可以采用集中部署的方式，對數據擴大容量處理，不斷的滿足各類數據無限膨脹 的實際需求。
5.基礎環境層
基礎環境層是系統中各個組件之間的一種集合，這個層次的用戶處在業務管 理系統與相應的操作系統之間，為各種業務系統提供相應的運行及其開發方面的 環境提供數據及其軟硬件平臺之部的交互機制，這種不僅僅是業管理應用方面的 一些具體的支撐，而且能夠實現與其他各大高校業務系統模塊之間的數據共享。
4.2.2系統功能模塊設計
完成開發系統總體架構設計后，設置各個系統的功能模塊就更具應用性，需 要針對基于JBPM的高校教材信息管理系統的具體功能模塊進行功能劃分和詳細 闡述。針對基于JBPM的高校教材信息管理系統，研發設計主要遵循業務系統的 功能定位以及系統的使用原則。因此，基于JBPM的高校教材信息管理系統主要 功能模塊涵蓋了書費管理模塊、出入庫管理模塊、綜合查詢管理模塊、移動 app 管理模塊、系統管理模塊等，依據不同業務系統的具體要求和具體環節，不同的
子系統都要體現自己的功能使用情況。圖4. 1是基于JBPM的高校教材信息管理 系統功能模塊結構圖。
圖 4.1 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統功能模塊結構圖
4.2.3系統網絡拓撲架構設計
基于 JBPM 的高校教材信息管理系統的網絡拓撲架構方面，主要使用以 B/S 架構為基礎的多層次設計模型，目的在于降低設計過程服務器的負載壓力，為此 使用 2 臺服務器處理系統問題。一臺服務器的功能是完成數據庫的處理和訪問， 另一臺服務器則側重于處理部署Web方面的請求。此外針對操作系統，也要配備 服務器端進行專門的處理。見圖 4.2所示。
圖 4.2 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統架構設計圖
高校教材信息管理系統復雜程度較高、涵蓋內容廣泛，再加上高校教材信息 管理本身在存儲、系統性能方面提出了更高的實際要求，因此本課題研發的系統 基于 JBPM 技術作為支撐，只有這樣才能確保系統的安全可靠、穩定高效。就基 于 JBPM 的高校教材信息管理系統來說，要基于政務云平臺對不同職能部門的信 息化建設系統進行管理，要保證電子政務云平臺的優先地位。反過來，系統也要 求電子政務云平臺的服務資源充足，只有這樣才能實現基于JBPM的高校教材信 息管理系統的穩定運行。
4.3基于 JBPM 的高校教材信息管理系統功能模塊詳細設計
4.3.1用戶權限功能模塊
權限是任何一個具體的軟件產品必須首先考慮的內容。權限能夠對用戶操作 軟件系統中某部分功能的有效控制，進而對大批量用戶對軟件系統的操作和使用 產生直接影響。因此，用戶權限功能可以劃分為按鈕權限和菜單權限兩個方面。 按鈕權限指的是用戶完成身份信息驗證后進入系統，選擇對某模塊進行操作時，
對用戶點擊某能模塊下的具體功能進行限制，設計按鈕權限，要在用戶點擊按鈕 的過程中進行身份校驗和信息檢查。菜單權限則對用戶登錄系統的權限進行驗 證。基于 JBPM 的高校教材信息管理系統的用戶權限校驗類圖見圖 4.3：
圖 4.3 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統權限校驗類圖
從圖 4.3 可以發現，就類 Authority Service 而言，主要功能體現為為其他 類提供統一的權限校驗以及其他權限校驗及檢查等方面的信息接口。具體流程 是：1.繼承 Authority Service 接口在校驗方面的非形象化接口，不同的校驗度， 分別繼承相應的抽象類，從而實現校驗；2.就 Abstract Author Menu 而言，其 功能體現為有效校驗菜單權限，也就是結合Abstract Author Menu Button,對 部分按鈕權限信息進行有針對性的操作和控制。
4.3.2數據庫操作功能設計
就基于JBPM的高校教材信息管理系統來說，大部分的功能模塊與數據庫之 間有著密切的聯系，都需要與數據庫之間進行信息的讀取以及對數據庫信息的存 儲兩個方面的操作。大量的操作工作中想要達到減少數據庫之間的鏈接及其查詢 檢索的多次操作，那么就要提供一個基礎的數據庫方面的基本操作接口。
在注冊環節，用戶首先要進入系統的注冊界面，錄入必要的注冊信息，等待 系統對注冊信息進行驗證處理。如果用戶錄入的注冊信息缺少必要項，系統會做 出失敗處理并進行提示；注冊環節還要完善用戶登錄名的唯一性檢查，用戶只有 設置信息完整且唯一的登錄名，系統才會對相應的數據庫進行更新處理，并提示 注冊成功。圖4.4是基于JBPM的高校教材信息管理系統的數據庫操作類類圖：
圖 4.3 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統數據庫操作類類圖
實際操作業務系統的數據庫，基于 JBPM 的高校教材信息管理系統數據庫操 作類類圖將公共操作基類設為“Generic Dao Hibermate類”，主要作用是為其 他類提供統一調用方法。而針對某實體數據具體操作的操作類成為“Concrete Dao Impl”。主要作用為其它實體類提供統一調用接口。表4.1所示就是Generic Dao Hibermate 類的描述表：
表 4.1 GenericDaoHibernate 類描述表
Generic Dao Hibernate 類
類的描述 數據庫操作
Save() 新增數據操作
modify() 修改數據操作
search() 查詢數據操作
delete() 刪除數據操作
queryHql() 使用Hql進行數據查詢操作
excuteHql() 使用Hql執行數據操作
4.3.3用戶界面工廠設計
研發設計具體操作頁面，要采用工廠模式實現對不同種類界面的設計處理。 設計進行類圖，要采用 UFactory 對基于 JBPM 的高校教材信息管理系統完成全部 界面類的建造處理，其中全部工廠界面類的超級類用 SuperUI 表示，只有繼承 SuperUI 才能實現其他工廠類。針對基于 JBPM 的高校教材信息管理系統，功能 不同，界面不同，對應的基類信息也不同。這些管理界面類主要包括：流程監控 界面類、書費管理界面類、用戶管理界面類、工作流定義界面類、移動 app 管理 界面類、綜合查詢管理界面類以及系統管理界面類。圖 4.5 是基于 JBPM 的高校 教材信息管理系統界面工廠類圖：
圖 4.4 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統界面工廠類圖
4.3.4用戶管理模塊設計
基于 JBPM 的高校教材信息管理系統，可以實現注冊和注銷。注冊流程前文 已經介紹過。對于注銷功能，用戶提出注銷申請，同樣需要輸入用戶驗證信息， 并選擇對應的用戶管理選項，系統后臺的業務邏輯為其提供相應的注銷操作。用 戶注銷的操作流程，系統會基于安全起見彈出確認提示框，系統自動判定注銷程 序是否合規，只有符合要求的注銷請示會實時啟動后臺數據庫的用戶信息并實現 更新處理，處理完畢后提示注銷成功，否則提示注銷失敗。
用戶在后期實際操作過程中，自身信息有可能會發生一些變化，系統需要針 對用戶申請對其基礎信息進行改正和補充。用戶信息修正的過程是這樣的，首先 用戶要登陸操作系統，依據不同業務系統的后臺管理權限對用戶驗證信息進行校 驗，確認其是否具有用戶信息修改的權限，如具備權限，用戶信息修改合法性和 規范性得以驗證，系統依據用戶請求完成信息修改，如權限不具備，用戶信息修 改不具有合法性和規范性，系統也會向用戶發送界面提示信息。
4.3.5書費管理模塊設計
1.包圖繪制
就基于 JBPM 的高校教材信息管理系統而言，針對書費管理對應的應用戶及 其功能設計書費管理模塊。書費管理包圖如圖 4.5 所示：
圖 4.5 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統書費管理包圖
2.類圖繪制
結合書費管理模塊的需求分析及書費管理包圖設計繪制基于 JBPM 的高校教 材信息管理系統書費管理類圖，如圖 4.7 所示：
圖 4.7 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統書費管理類圖
4.3.6出入庫管理模塊設計
1.包圖繪制 結合高校教材信息管理系統教材出入庫管理模塊的需求，繪制基于 JBPM 的 高校教材信息管理系統出入庫管理包圖，如圖 4.8 所示：
2.類圖繪制
結合高校教材信息管理系統教材出入庫管理模塊的需求及高校教材信息管 理系統出入庫管理包圖，繪制基于 JBPM 的高校教材信息管理系統出入庫管理類 圖，如圖 4.9 所示：
圖 4.9 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統出入庫管理類圖
4.3.7綜合查詢管理模塊設計
1.包圖繪制
結合高校教材信息管理系統綜合查詢管理需求，繪制基于 JBPM 的高校教材 信息管理系統綜合查詢管理包圖，如圖 4.10 所示：
圖 4.10 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統綜合查詢管理包圖
2.類圖繪制
結合基于JBPM的高校教材信息管理系統綜合查詢管理需求及基于JBPM的高 校教材信息管理系統綜合查詢管理包圖，繪制基于 JBPM 的高校教材信息管理系 統綜合查詢管理類圖，如圖 4.11 所示：
圖 4.11 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統綜合查詢管理類圖
4.3.8移動 APP 管理模塊設計
1.包圖繪制
結合高校教材信息管理系統移動 app 管理需求，繪制基于 JBPM 的高校教材 信息管理系統移動 app 管理包圖，如圖 4.12 所示：
2.類圖繪制
結合基于JBPM的高校教材信息管理系統移動app需求及基于JBPM的高校教 材信息管理系統移動 app 管理包圖，繪制基于 JBPM 的高校教材信息管理系統移 動 app 管理類圖，如圖 4.12 所示：
圖 4.13 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統移動 APP 管理類圖
4.3.9系統管理模塊
1.包圖繪制
結合基于 JBPM 的高校教材信息管理系統管理需求，繪制基于 JBPM 的高校教 材信息管理系統系統管理包圖，如圖 4.13 所示：
2.類圖設計
結合基于JBPM的高校教材信息管理系統管理需求及基于JBPM的高校教材信 息管理系統系統管理包圖，繪制基于 JBPM 的高校教材信息管理系統管理類圖， 如圖 4.13 所示：
角色信息
Rid
-name
-mark
|~del_f lag
+Getlnfor () +Addlnf or () +UpdateInfor () +Deletelnfor ()
3.序列圖繪制
針對基于JBPM的高校教材信息管理系統的管理功能需求、包圖設計及類圖
設計，繪制基于 JBPM 的高校教材信息管理系統管理功能管理序列圖，見圖 4.14：
圖 4.16 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統用戶管理序列圖
4.4數據庫設計
本節是對基于JBPM的高校教材信息管理系統數據庫的簡要介紹，基于數據 庫概念、數據設計原理及系統內部數據邏輯結構三個角度。闡述數據庫設計的規 范化、一致性、完整性、可拓展性及安全性等原則，結合邏輯結構構件系統 E-R 模型，最終得岀系統所需要的數據表。基于JBPM的高校教材信息管理系統程序 運行，其中最關鍵的部分是數據庫。一個運行優良的數據庫，便于設計代碼，因 此基于JBPM的高校教材信息管理系統開發設計，要首先完成數據庫基礎建設， 構建數據庫顯得至關重要，一旦進入編碼過程數據庫不能進行中途修改，否則會 造成編碼困難。
基于 JBPM 的高校教材信息管理系統數據庫構建原則為：1.規范化原則，即 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統應選擇符合第三范式要求的數據庫，避免岀 現數據后期修改、數據冗余等問題，杜絕數據存儲、修改或更新現象；2.一致性 原則，數據存量和數據算法要始終保持一致，需要構建數據庫及時協調全部數據；
3.完整性原則，即遵循數據原理的約束特性，避免不規則數據錄入系統，從而保 證系統數據的完整；4.可擴展性原則，數據庫能夠增加和完善其功能，同時兼顧 高校教材信息管理系統的整體發展、系統發展；5.安全性原則，數據庫設計的終 極要求，能夠確保系統數據的安全穩定，保證數據不受任何破壞。
4.4.1 數據庫概念結構設計
基于JBPM的高校教材信息管理系統數據庫結構圖如圖4.15所示，可以看出， 數據庫結構包括教材管理員管理、教材實體管理、庫存管理、書費管理以及移動 app 交費退費管理等。
圖 4.15 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統數據庫結構圖
4.4.2 數據庫物理結構設計
基于 JBPM 的高校教材信息管理系統設計了多組信息存儲表。用于存儲系統 運行涉及到的全部數據，并將數據庫名稱確定為“preconcert Book":
1.系統教材信息表
系統教材信息表用于存儲教材管理信息，如表4.2所示:
表 4.2 教材表(book list)
列名 數據類型 字段類 長 是否為 默認 備注
型 度 空值
id int(10) int NO 主鍵
serial_num varchar(20) varchar 20 NO 教材編號
name varchar(100) varchar 100 NO 教材名稱
book_category_
id int(10) int NO 教材分類 id
supply_id varchar(30) varchar 30 YES 供應商編號
category_name varchar(20) varchar 20 YES 分類名稱
province varchar(20) varchar 20 YES 教材產地省
city varchar(20) varchar 20 YES 教材產地市
warehouse_id int(10) int NO 所在倉庫編號
price decimal(10,2) unsigned zerofill decimal NO 單價
stock_num int(10) unsigned zerofill int NO 教材庫存量
order_date date date YES 訂購日期
in_date date date NO 入庫日期
表4. 3 book_category（教材分類表）
列名 數據類型 字段類型 長度 是否為空 默認值 備注
id int(10) int NO 主鍵
name varchar(20) varchar 20 NO 分類名稱
create_date date date NO 創建時間
表 4.3 pay_application_detail (支付申請明細表)
列名 數據類型 字段類型 長度 是否為空 默認值 備注
id int(10) int NO 主鍵
pay_applicat ion_id int(10) int NO 訂單 Id
book_id int(10) int NO 教材 id
price decimal(10,2) int(10) unsigned decimal NO 單價
number zerofill int NO 數量
total_price decimal(10,2) decimal NO 總價
表 4. 4 employee(職員表)
字段類 長 是否為 默認
列名 數據類型 型度 空值 備注
id int(10) int NO 主鍵
serial_num varchar(20) varchar 20 NO 登錄編號
name varchar(20) varchar 20 NO 職員姓名
password varchar(64) varchar 64 NO 登錄密碼
email varchar(40) varchar 40 NO 郵箱
性別, 0 女 1 男 2
sex varchar(1) varchar 1 YES 保密
id_card varchar(26) varchar 26 YES 身份證號
birthday date date YES 岀生日期
varbina
education_num varbinary(30) 30 YES 學歷編號
ry
join_date date date YES 加入日期
addr varchar(100) varchar 100 YES 住址
phone varchar(15) varchar 15 YES 聯系電話
mobile_phone varchar(15) varchar 15 YES 移動電話
department id int(10) int YES 部門編號
表 4. 5 pay_application (支付申請表)
列名 數據類型 字段類 長 是否為 型度空 默認
值 備注
id int(10) int NO 主鍵
serial_num varchar(20) varchar 20 NO 單號
application_id int(10) int NO 申請人 ID
verify varchar(1) varchar 1 NO 0 未通過 1 通過 2 審核中
remake varchar(200) varchar 200 YES 備注
price decimal(10,2) decimal NO 總金額
create_date date date NO 申請時間
statu varchar(1) varchar 1 NO 0 退費 1 繳費
表4. 7 role_permission（職務—權限中間表）
列名 數據類型 字段類 長 是否為 型度空 默認
值 備注
role_id int(10) int NO 職務 id
permission id int(10) int NO 權限 id
表 4. 8 warehouse (倉庫表)
列名 數據類型 字段類 長 是否為 型度空 默認
值 備注
id int(10) int NO 主鍵
serial_num varchar(20) varchar 20 NO 倉庫編號
name varchar(40) varchar 40 NO 倉庫名稱
addr varchar(100) varchar 100 YES 倉庫位置
charge_id int(10) int NO 負責人 id
create_date date date NO 倉庫創建時間
表 4.9 stock_in_bill (入庫單)
列名 數據類型 字段類型 長 是否為 默認 備注
度空 值
id int(10) int NO 主鍵
serial_num varchar(20) varchar 20 NO 單號
in_date datetime datetime NO 入庫時間
employee_id int(10) int NO 負責人
book_id int(10) int NO 入庫教材編號
in_num int(8) int NO 入庫數量
type_name varchar(20) varchar 20 YES 教材類型
commodity_id int(10) int NO 教材分類編號
remake varchar(200) varchar 20
0 YES 入庫單備注
表 4.10 stock_out_bill (岀庫單)
列名 數據類型 字段類 型 長 是否為
度空 默認
值 備注
id int(10) int NO 主鍵
serial_num varchar(20) varchar 20 NO 單號
out_date date date NO 岀庫日期
charge_id int(10) int NO 負責人 id
book_id int(10) int NO 岀庫教材id
out_num int(10) unsigned zerofill int NO 岀庫數量
receive_id int(10) int NO 領教材人編號
book_category_
id int(10) int NO 教材分類編號
type_serial_nu
m varchar(40) varchar 40 YES 教材型號編號
remake varchar(200) varchar 200 YES 備注
表 4.11 permission (權限表)
列名 數據類型 字段類 型 長 是否為
度空 默認
值 備注
id int(10) int NO 主鍵
parent_id int(10) int YES 父級菜單
name varchar(10) varchar 10 NO 菜單名
url varchar(50) varchar 50 YES 菜單路徑
logo varchar(50) varchar 50 YES 圖標
sort int(10) int NO 展示優先級,小在上
表4.12 role（職務表）
列名 數據類型 字段類 型 長 是否為
度空 默認
值 備注
id int(10) int NO 主鍵
serial_num varchar(20) varchar 20 NO 職務編號
name varchar(20) varchar 20 NO 職務名稱
表4. 13 role_employee（職務—職員中間表）
列名 數據類型 字段類 長 是否為 默認 備注
型度 空值
employee_id int(10) int NO 職員 id
role_id int(10) int NO 職務 id
4.5基于 JBPM 的高校教材信息管理系統安全接口詳細設計
4.5.1三層應用系統安全設置
基于 JBPM 的高校教材信息管理系統屬于在線使用的網絡平臺系統。對其研 發設計時，應對其系統運行穩定及內部數據安全進行保證。該架構選擇 MVC 模式， 能夠滿足系統和用戶兩個層面的操作需求和運行要求，便于系統的后期維護和管 理。基于 JBPM 的高校教材信息管理系統，其研發設計要基于標準化設計規范來 操作，要確保系統安全可靠。系統內部的數據信息管理要借助數據庫，要據此建 立系統搜索功能，基于JBPM的高校教材信息管理系統信息分布圖示如圖4. 16 所示:
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圖4. 16基于JBPM的高校教材信息管理系統信息分布圖示
本部分將側重以下幾個方面，來保障系統的安全性:
1.增強系統運行的穩定性。用戶登錄基于JBPM的高校教材信息管理系統， 要錄入具有登錄權限的用戶名及密碼，待系統接收后，后臺數據庫自動進行信息 比對，比對成功后方可登錄系統頁面，否則提示登錄失敗。用戶進入系統后，后
續操作也需要得到權限驗證支持。此外，要確保用戶信息安全，還要重視系統安 全漏洞補丁管理、安全隱患排查處理等。
2.提高中間層的安全性。對于基于 JBPM 的高校教材信息管理系統而言，中 間層由硬件設備和軟件程序兩部分組成，其意義在承上啟下，處理下一層的操作 請求，將操作結果向上一層反饋并顯示結果。系統運行過程安全，也就是說用戶 能夠順利登錄、正常操作，其操作權限能夠得到保障和控制。在基于JBPM的高 校教材信息管理系統研發設計時，安全性體現為身份不同的用戶登錄系統后，盡 管都可以訪問，但是并非都可以調用相同模塊的系統資源。只有這樣，才能確保 系統內存儲信息的安全，避免用戶信息被泄露。
3.提高增強數據庫端的安全性。信息系統靠自身的防風險功能還不夠，還需 為數據庫匹配安全機制，才能夠全面提高系統整體的安全性。具體操作是，構建 數據庫表時，依據中間層安全機制，準確設計主鍵和外鍵，向用戶分配權限。如 果是My SQL數據庫，還可以設置超級管理員（即SA） , SA有權對其他用戶分配 和設置訪問和操作權限，訪問權限不同，對應的可訪問內容、可操作內容均不同。 這為數據庫安全和系統整體安全提供了保證。
4.5.2系統用戶身份認證
隨著信息技術手段和人們安全意識的不斷提升，認證方式也不斷推陳岀新， 岀現了域用戶認證和命名身份認證兩種新型認證方式。其中域用戶認證依靠中間 層實現，用戶層對用戶信息進行檢索。這就要求，只有把用戶信息存儲到中間層， 才能實現正常登錄系統，否則無法登錄。二是命名身份認證，認證方式又有 3 種，分別是E-key （智能鑰匙）驗證、傳統鑰匙驗證和Active Card （動態密碼） 驗證。其中：l.E-key （智能鑰匙）驗證，即用戶登錄時接受系統智能檢測，PIN 不對應意味著識別失敗，用戶將無法登錄系統。如果智能鑰匙成功獲取用戶賬號 信息和密鑰，中間層將得到公鑰，進行簽名認證。能否登錄將有認證成敗來決定。 2.傳統鑰匙驗證，用戶賬號和密碼存儲在中間層，只有當中間層檢索到賬戶信息 和相應密碼后，才釋放允許登陸信號。3. Active Card （動態密碼）驗證，用戶 登錄系統界面，要接受賬戶信息的核實，只有已注冊用戶才能登錄，有關信息均 由中間層接受并存儲，接受中間層對賬戶信息、密碼的核驗，核驗通過，用戶才 能登錄系統。Active Card （動態密碼）驗證最大的優勢是隨機性，隨機向申請 登錄的用戶分配密碼，密碼具有一定的實效性，無關人員即使無意間獲取了密碼 也無法使用。這種驗證具有最高級別的可靠性和安全性。
4.5.3系統安全策略研究
在深入研究網絡站點的基礎上，針對基于JBPM的高校教材信息管理系統進 行系統安全策略研究，重點分析其存在問題。在假設DOS攻擊背景中，針對系統 的安全防護明確相關策略：1.對部分系統功能設置禁用；2.關閉自用服務器，審 慎設置服務器端口；3.采用模擬入侵的形式，對系統安全進行測試，以確保系統 環境安全；4.合理安排注冊表，杜絕垃圾信息進入；5.禁用無法使用的 Net BIOS 協議；6.定時檢測系統漏洞并制定防范措施；7.適當限流，合理配置路由器。總 的來說，系統與網絡安全息息相關，只有保證網絡環境的安全可靠，才能保證系 統的安全運行。
4.6本章小結
本部分在全面分析基于JBPM的高校教材信息管理系統需求的前提下，分析 并處理其設計方向，明確系統的設計目標、系統總體架構，設計系統類圖，設計 完成嵌入式數據庫結構、系統控制層及功能模塊以及前臺交互界面，處理完成系 統內各部分功能模塊的邏輯關系，重點對基于JBPM的高校教材信息管理系統內 部結構進行詳細分析。
第五章基于JBPM的高校教材信息管理系統實現與測試
實現軟件應用系統后，還要完成系統各項功能的測試。所謂系統測試，就是 對軟件系統內部書費管理模塊、出入庫管理模塊、綜合查詢管理模塊、移動app 管理模塊、系統管理模塊等功能模塊進行組合，使用特定的手段測試軟件系統的 組件模塊及全部功能。在整個測試的過程中，測試范圍是整個高校教材信息管理 系統，測試對象是完整的軟件產品。重點測試軟件產品對用戶需求的滿足度，如 果找岀系統的問題與錯誤，來進行針對性的進行補充和改進。一般情況下，白盒 測試和黑盒測試是軟件系統測試兩種主要方式。
5.1系統實現環境
就基于JBPM的高校教材信息管理系統來說，選擇多層次的基于MVC設計模 式，這種設計模式下，系統的前臺界面設計選擇JSP的動態頁面技術，后臺采用 的是一種My SQL數據庫技術。系統開發環境如表5. 1所示。
表 5.1 系統開發環境
序號 參數名稱 參數值
1 系統整體結構 MVC 設計模式
2 系統前臺開發技術 JSP 動態頁面
3 數據庫連接技術 JDBC
4 系統后臺開發語言 Java 語言
5 應用服務器 Tomcat 應用服務器
6 數據庫管理系統 MySQL
7 集成開發環境 IDEA 2018
8 開發工具包 JDK 6 30
針對前臺來說適用于系統運行過程的瀏覽器，必須是特定的版本，必須是
IE8以上版本才能滿足系統要求。基于JBPM的高校教材信息管理系統的系統運 行要求見表 5.2：
表 5.2 系統運行要求
序號 參數名稱 參數值
1 客戶端瀏覽器及操作 IE8、Chrome9、Firefox3.5 及以上版本
系統 Windows7、Windows XP、MAC OS 等操作系統
2 服務器端操作系統 Windows Server 2005/2008
3 應用服務器 Tomcat 6.3 及以上版本的應用服務器
4 數據庫管理系統 MySQL 5.6 及以上
5.2系統主要功能實現
5.2.1 書費管理實現
圖5. 1是基于JBPM的高校教材信息管理系統書費領取功能模塊實現界面， 可以看出，書費管理過程：首先，將書費信息通過瀏覽器錄入，通過客戶端向后 臺傳輸。其次，接收到書費信息后，后臺依據程序業務邏輯運行，完成數據庫和 后臺的書費信息交互處理。最后，前臺參照業務邏輯，展示結果信息。
圖 5.1 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統書費領取功能模塊實現
5.2.2出入庫管理實現
出入庫管理對于教材管理十分重要，出入庫的數據決定了高校教材的庫存和 現有情況，出入庫管理必須要做好有進有出，每筆出庫和入庫信息都要符合真實 的高校教材的庫存數量，符合就會導致教材庫存的誤差。基于JBPM的高校教材 信息管理系統入庫單界面設計圖見圖5.2。系統入庫管理過程如下：1.用戶通過 瀏覽器錄入入庫信息，客戶端向后臺回傳；2.后臺依據程序邏輯實現入庫信息處 理，并進行數據庫與后臺信息交互操作；3. 前臺參照業務邏輯，展示結果信息。
圖 5.2 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統入庫單界面設計圖
基于JBPM的高校教材信息管理系統查詢入庫單圖示見圖5. 3。
圖 5.3 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統查詢入庫單圖示
5.2.3綜合查詢管理實現
基于JBPM的高校教材信息管理系統支持用戶以教材名稱為關鍵詞進行查 詢，系統提供教材信息，基于JBPM的高校教材信息管理系統教材查詢頁面圖示 見圖 5.4。可以發現，用戶在瀏覽器輸入教材信息查詢關鍵詞，客戶端向后臺回 傳查詢信息，后臺依據程序邏輯實現數據處理，數據庫與后臺信息交互操作；前 臺參照業務邏輯，展示結果信息。
圖 5.4 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統教材查詢頁面圖示
5.2.4交費查詢管理實現
圖5. 5是基于JBPM的高校教材信息管理系統交費查詢管理界面圖示。可以 看出，交費查詢管理過程：首先，用戶使用賬號和密碼進行登錄，客戶端接受登 錄信息并驗證，用戶通過瀏覽器錄入交費查詢信息，客戶端向后臺回傳查詢信息， 后臺依據程序邏輯實現數據處理，數據庫與后臺信息交互操作；前臺參照業務邏 輯，展示交費查詢結果。
圖 5.5 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統交費查詢管理界面圖示
5.2.5系統管理實現
基于JBPM的高校教材信息管理系統運行結果如圖5.6所示。系統管理過程 如下：用戶通過瀏覽器錄入系統管理信息，客戶端向后臺回傳查詢信息，后臺依
據程序邏輯實現數據處理，數據庫與后臺信息交互操作；前臺參照業務邏輯，展 示系統管理結果。
圖 5.6 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統運行結果
5.3系統測試
通過上述幾個章節的設計和實現工作以后，本文可以看到較為清晰的設計研 究成果，在實現環節對其進行了展示和論述，而系統在實際的運用過程中，往往 還會受到用戶行為、具體網絡環境、應用環境的影響。所以對于一個較為完整的 系統來說，系統測試是一項極為重要的后續測驗環節。系統測試工作的重要性， 有時候可以對系統的運用起到很關鍵的作用。通過完整的系統測試環節，開發者 可以以用戶的身份和行為模式，掌握到系統設計和實現部分存在的不足，甚至可 以在后期測試的時候，對系統進行改善和優化。同時通過系統測試，還能夠了解 到用戶使用系統的體驗，通過針對系統的反復測試，開發人員還能夠及時掌握到 系統設備兼容性和市場適應性的結果。因此，本文的高校教材信息系統也需要進 行一系列嚴謹的系統測試工作，才能證明其開發和實現工作的成果。所以在本章 節中，會針對高校教材信息系統的測試過程進行論述。
5.3.1 系統測試概述
本章節針對系統的主要功能、用戶體驗、系統性能、系統的使用環境等一系 列內容進行測試。黑盒測試的主要工作原理是通過將系統設定為一個無法被外界 所觀察到的黑盒子，在黑盒測試的環境下，由于程序的核心代碼是不能公開的， 所以開發人員會單單針對有限的測試項目以及程序的外在功能進行測試，針對系 統的合理性，有沒有出現Bug和內存泄露等問題進行檢驗，黑盒測試對于發現一 系列比較嚴重的運行錯誤以及程序整體的運行結果是否符合用戶需求等，系統界 面是否美觀、用戶行為設計是否符合人體工學和科學角度，需不需要進行改進等 方面，具有顯著的效果。
黑盒測試對應的是功能測試，使用觀察法等方法對系統中已完成的功能模塊 進行測試，測試這些功能模塊是否與客戶的實際需求一致。黑盒測試的過程中， 首先要明確軟件功能，確定系統功能，如無必要軟件系統時間結構可不進行深入 分析，旨在減少系統內容結構對系統測試產生的無關影響，從而提高系統測試的 效率。此外使用黑盒測試，對測試人員的技術要求也不高，測試重點在于軟件產 品的界面和功能、軟件運行的硬件功能、外部設備以及軟件接口信息等。相比黑 盒測試，白盒測試人員必須全面了解軟件產品的內部結構，結合設計環境、設計 條件等內容及順序結構、轉移分支、循環結構等信息，對系統漏洞和錯誤進行挖 掘和糾正，還需要針對問題提出可操作性的技術措施。
在一般情況下，黑盒測試也可以叫做功能測試，由于其源代碼不可見，所以 這一名稱就是從它的測試原理引出的。一般來說，測試人員進行黑盒測試的時候， 一般都是針對各個功能模塊進行反復多次地檢測，詳細了解每個功能模塊的相關 操作是否能夠準確使用，結合白盒測試，還能夠給將內部的代碼和構架以及函數 變量都封裝調試，進而將不清楚內部構造的黑盒子作為系統測試的主要對象，通 過有針對性地將其編程原理及內部結構進行脫離，還能夠針對功能模塊的接口進 行測試。黑盒測試對測試系統里面的 UI 界面和系統功能還具有比較直接的作用。
在本文中，針對系統的測試環節，還適當采用了白盒測試的方法，測試人員 通過在掌握源代碼的基礎上，對系統的實現過程進行測試，可以及時對系統代碼 編程存在的不足進行優化，同時還能夠及時調試出現問題的系統。相對比黑盒測 試，白盒測試的測試方法比較復雜，因為需要將系統代碼考慮在內，因此其測試 過程繁瑣而耗費時間，對于大型軟件的測試工作雖然具有必要性，但在后期的項 目開發和維護過程中，往往考慮到時間成本，而采用黑盒測試結合白盒測試的方 法，這樣好節省系統測試的時間周期，也可以提升軟件開發的效率。白盒測試就 是完全將程序的內部構架和代碼進行詳細的測試工作，專業要求也比較高，根據 系統的特點和規模，本文采用在黑盒測試的基礎上，活用白盒測試的方法，實現 高校教材信息系統測試過程的嚴謹到位。
5.3.2系統測試環境與工具
本文開展系統測試的主要測試對象是系統整體，把操作人員、軟件以及硬件 視作一起，檢查其符合系統說明書與否。通過一系列反復的用戶行為作為測試的 主要途徑，通過測試過程中顯示的相關內容，對用戶需求進行協助，從用戶的角 度上，針對該測試的系統進行不斷地完善和修改，最終以系統測試的成果作為系 統設計和實現的效果。在本系統進行測試過程的時候，黑盒測試法用來檢查系統 中可能存在的一些錯誤，然后針對這些措施再使用白盒測試進行逐一分解和輔助 優化。測試人員需要先了解系統的整體部署安排，知曉系統的相關功能規范以及 用戶需求的相關事項，對于系統的設計和實現環節都需要有一定的了解。然后采 用專業的測試方法，針對各個測試用例進行分析和整理，然后形成具有書面性的 系統測試報告，通過一系列的測試過程顯示，JBPM的高校教材信息管理系統基 本經過初步測試，達到用戶的主要需求目標。
在進行系統測試的環節中，測試人員需要先考慮用戶的需求和操作行為的主 要規范，在掌握人體工學等技術學科的基礎上，保障用戶可以快速高效地運用本 系統。在測試前，測試人員需要掌握常見系統測試的主要問題，對常見問題進行 一定的記錄，這樣可以保證在系統測試的過程中及時發現常見問題，進行避免， 以減少常見問題影響系統測試工作的情況出現。在進行測試的過程中，測試的工 作內容應該按照從小到大的步驟開展，對于小問題應該先測試，并及時記錄，等 到將細化的問題測試完畢以后，再逐個測試大的內容，這樣的好處在于能夠防范 細節問題，減少由細節問題導致的系統潛在風險，減少小概率事件的發生。測試 人員還需要盡可能地模擬更多用戶的需求和習慣，利用多樣化的用戶角色和權限 去體驗系統功能，細化系統測試的內容。
基于JBPM的高校教材信息管理系統有軟件測試環境和硬件測試環境兩個方 面。針對基于JBPM的高校教材信息管理系統來說，要分別經過手工測試和具體 測試，重點在于系統的功能及性能，要進行全面性測試，手工測試是借助具體測 試手段對輸入結果、輸出結果進行重點分析。如表5.3示：
表 5.3 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統軟件測試環境
類型 軟件環境
操作系統 Windows 7
系統開發環境 IDEA2018 JDK 8
測試軟件 功能測試：手工測試
壓力測試軟件：LoadRunner 11. 0
數據庫軟件 MySQL5.6
本文使用的測試服務器為應用服務器，服務器的相關數據，通過硬件測試環
境，保證了測試過程的平穩，并且該環境適應于市場上大多數用戶的硬件情況， 因此具有一定的典型性。對于客戶端的設備，本測試使用得也是結合目前大多數
用戶的基本設備，瀏覽器使用的是IE8及以上版本，因而具有一定的代表性。
5.3.3系統測試用例
白盒測試在內部測試員在了解軟件產品全部功能的基礎上，針對各個模塊進 行有針對性地測試，例如通過使用客戶端對系統中的頁面反應能力、功能按鈕、 各個功能模塊和數據庫的鏈接情況，數據的調用和編輯等一系列系統所包含的功 能，進行多次測試，在下述的硬件環境下，結合用戶行為，通過有效的測試次數， 檢驗系統存在的問題。而黑盒測試也是在如下的硬件環境中，測試員以完全不知 情的情況下，通過自身的用戶需求，進行一系列的操作，并且通過長時間的操作， 掌握用戶的新需求和延續需求，這樣好為系統的兼容性進行檢驗，同時結合黑盒 測試的要求，對功能模塊的各個接口進行調用，檢驗其功能。
本文涉及到的白盒測試就是把系統比作為一個可以看到內部的透明盒子，這 個盒子已經被打開，測試人員可以及時查看系統的邏輯是否有問題。這樣使得系 統在運行的時候不會因為設計的邏輯問題而出現錯誤。在進行白盒測試的時候， 測試人員主要通過以下表5.4內容進行測試。
表 5.4 用戶行為測試表
測試數據 期望結果 實際結果 測試結論
賬號：12268022 密碼： 跳轉到管理員相應的管理 跳轉到了管理員相應 結果符合
admin 身份：管理員 頁面 的操作界面
用戶名：122434876 調轉到學生管理界面 調轉到學生管理界面 符合
密碼：student
身份：學生
本文使用的是黑盒測試結合白盒測試的方式，因而需要結合兩種測試方式， 針對系統的多個用戶角色開展測試，通過測試掌握各個用戶角色和用戶行為之間 是否存在功能不足。白盒測試主要通過針對各個用戶角色及其相關的用戶功能， 展開明確的功能測試，因而需要在進行用戶登錄，了解不同用戶角色的功能權限， 并將各自的權限進行歸納整理，方便在白盒測試的時候，進行測試檢驗。而對于 黑盒測試來說，用戶的角色也需要不同的測試員展開，因此登錄的測試操作是兩 種測試方式所必要的第一步。通過用戶測試可以了解用戶行為的各個功能權限， 也通過了解相關信息，以此作為系統測試的數據基礎。
測試軟件產品是把完整的軟件系統包括操作人員視為一個整體，參照系統規 格要求測試有沒有不吻合的地方。系統測試需要用戶的參與和協助，不斷完善和 修正。針對基于JBPM的高校教材信息管理系統的軟件測試，首先采用黑盒測試,
明確錯誤范圍，再使用白盒測試進行修正和診斷。通過兩種測試手段的結合，能 夠確保系統實現預期的功能目標。針對用戶的客戶端，通過模擬用戶行為，對本 系統進行黑盒結合白盒的測試。
測試用例如下：第一步是用戶登錄測試，測試表見表5.5：
表 5.5 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統管理員登陸測試表
測試描述 數據輸入 預期目標 實際輸出結果 測試結果
管理員賬號 用戶名：admin 密碼：admin123 登錄模式：管理員模式 管理員界面
登錄成功 登錄成功 符合預期
用戶名：空白 提示： 提示：
非空測試 密碼：空白 用戶名、密碼 用戶名、密碼不能 符合預期
錯誤登錄 登錄模式：管理員模式
用戶名：abc123 密碼：abc123 登錄模式：管理員模式 不能為空。
提示：
密碼錯誤！ 為空
提示： 密碼錯誤！ 符合預期
第二步是用戶添加測試，對于用戶來說，管理員具有管理用戶的權限，所以
針對管理員需要針對用戶的添加操作進行測試，測試表見表5.6：
表 5.6 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統用戶添加測試表
測試描述 數據輸入 預期目標 實際輸出結果 測試結果
用戶名：XXX密碼：yyy 提示： 提示信息： 符合預期
用戶添加 所屬部門：教務處 添加用戶成功 添加用戶成功
用戶名：空密碼：yyy 提示： 提示信息： 符合預期
非空測試 所屬部門：教務處 用戶名不能為空！ 用戶名不能為空！
對于系統而言，開展黑盒測試主要是在功能測試中開展，所以對于系統的書 費管理功能，需要使用黑盒測試，通過了解測試目標，通過一系列的操作，了解 測試的結果，對于系統測試具有重要意義。書費管理作為系統的主要功能之一， 連接著系統的其他幾個重要的模塊，例如學生管理、教材管理以及管理員管理等， 所以書費管理是先進行黑盒測試，通過檢測書費管理的主要功能，驗證系統的各 個接口是否可以正常使用，本測試環節的第三步是書費管理測試，其測試表見表 5.7：
表5.7 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統書費管理測試表
測試模塊 書費管理
用例目的 可以實現書費管理
前提設置 成功登錄系統
輸入/動作 期望輸出/相應 測試結果
輸入修改后的信息并確定 正確返回 通過
功能測試中的第四步是出入庫管理測試，測試表見表5.8：
表 5.8 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統出入庫管理測試表
測試模塊 出入庫管理 -
用例目的 岀入庫管理
前提設置 管理員成功登錄系統
輸入/動作 期望的輸出/相應 測試結果
點擊系統消息 正確輸岀系統信息 通過
第五步是綜合查詢管理測試，也是使用的黑盒測試方法，測試表見表5.9：
表 5.9 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統綜合查詢管理測試表
測試模塊 綜合查詢管理
用例目的
前提條件
輸入/動作 點擊系統消息 綜合查詢管理 管理員成功登錄系統 期望的輸出/相應 測試結果
正確輸出系統信息 通過
第六步是移動 app 管理測試，也是使用的黑盒測試方法，測試表見表5.10：
表5. 10基于JBPM的高校教材信息管理系統移動app管理測試表
測試模塊 移動app管理
用例目的
前提設置
輸入/動作 點擊系統消息 移動 app 管理
管理員成功登錄系統 期望的輸出/相應 測試結果
正確輸出系統信息 通過
第七步是系統管理測試，也是使用的黑盒測試方法，測試表見表 5.11：
表 5.11 基于 JBPM 的高校教材信息管理系統系統管理測試表
測試模塊 系統管理
用例目的 系統管理
前提設置 管理員成功登錄系統
輸入/動作 期望的輸出/相應 測試結果
點擊系統消息 正確輸岀系統信息 通過
5. 3. 4測試結果分析
經過上述的測試過程，通過測試可以發現，系統能夠滿足客戶需求，也適用 于高校教材管理業務。需要考慮的是，隨著系統的全面使用，也有可能岀現一些 問題。因此系統測試必須側重性能測試。通過前文的測試，可以發現系統性能基 本符合用戶需求。
此外，性能測試過程中，測試員先是模擬了 50個用戶，同時發岀事物操作 請求，項目成功比為 11324/11325；測試員其后模擬了100 個用戶，同時發岀事 物操作請求，項目成功比為 12673/12680。總的來說，系統運行平穩，響應速度 理想，數據相對安全，符合用戶的預期。
5.4系統安全性設計與實現
大數據技術作為一個開放的環境，它的優點被大家所公認，但其安全性也成 為用戶所擔心的問題。所以高校教材信息管理系統在建設過程中將安全工作作為 一個重點進行考慮。系統首先從安全防護機制來考慮，通過對安全建設的各層進 行防護，提高系統對入侵等的防護功能，保障數據的安全可靠；其次，系統應該 建立安全審查機制，對云環境中的位置數據、運單數據等進行授權，實現對數據 操作行為的追蹤，從而保證云數據流向的安全可靠［47］。
5.4.1 安全性要求
高校教材信息管理系統為非涉密系統。依據《信息安全等級保護管理辦法》 的安全等級劃分，系統應該能達到第三級的安全保護需求對應的技術指標。除此 之外，高校教材信息管理系統滿足以下 3 方面的安全要求① 用戶在登錄業務系 統時需要使用手機短信驗證碼，如手機丟失，可通過安全恢復功能，接觸特定終 端或者號碼的權限授權。②視頻會議錄像的查閱權限單獨設置。視頻接訪錄像 的查閱權限與接訪記錄的查閱權限單獨分別處理，即使工作人員具有接訪記錄的 查詢權限，也不能默認取得對應的接訪錄像的操作權限，必須分別授權。③在 設計與實現系統時，應加入以下技術：（a）傳輸使用AES加密。AES是可靠的 雙向加密算法，能保準傳輸的數據內容不被泄漏；（b）會議密碼。每個會議都 有預設的或者動態變換的密碼控制參會人員的加入；（c）會議安全等級。對會 議進行安全等級劃分，如用戶不滿足特定的等級，即使掌握了會議編號及密碼， 也無法參會；（d）分級授權。按照省、市、縣分級授權的方式來進行權限控制， 可以對組織機構及人員統一進行授權。
5.4.2 物理層安全
物理層安全主要是針對系統中硬件設施以及設施之間的鏈路連接的安全建 設。本系統在物理層安全策略上從環境安全、設備安全以及網絡鏈路安全這三個 方面入手進行建設。通過建立妥善的制度首先限制物理設施等的訪問權限，其次 進行場地安全管理建設與監督，然后通過冗余的方式保障設備通訊的安全［48-49］。
5.4.3網絡安全
本系統對于網絡安全的建設主要以防火墻為主，其他多種網絡安全防護手段 相輔的策略。首先在網絡接入點部署防火墻，本系統采用華為的 USG5000 防火 墻，然后結合SSL、網絡專線、黑白名單等的方式保障網絡通信安全。將USG5000 部署在網絡域中不同的地方，使其有不同的安全防護作用。例如，將USG5000 部署到接入管理域與運營商的開發區域和網絡運行的接匯處，可以使相互連接的 兩個網絡幾乎在沒有攻擊的情況下通信。將USG5000部署到網絡接入口，可以 預防外網的入侵，而且起到了屏蔽內部的安全防護，主要實現方式是檢查所有通 過接入口的數據以及信息。從而達到防護主要網絡的目的。
在整個系統鏈路中，我們把需要進行安全防護的區域進行劃分，可以分為以 下 6 個部分：（1）終端（主要指安裝有本系統客戶端的手機）到運營商（本系統主 要針對移動）的無線網關；（2）運營商無線網關［50倒網絡接入域（路由器M-a2） 的APN專線；（3）網絡接入域的路由器到安全網關（M-a3）； （4）網絡接入域
安全網關（M-a3）到接入云服務平臺（M-sl/M-s2）； （5）接入云服務平臺（M-sl/M-s2） 到監測系統應用防火墻；（6）監測系統應用防火墻到移動應用接入網關（M-jr7）。
針對以上安全防護區域的劃分，我們從上到下采取如下策略：（1）在第一 個防護區域，兩個節點之間進行連接的線路使用安全套接字層，即 SSL（Secure Sockets Layer）。通過SSL加密系統，保證系統在客戶端和運營商網關之間的數 據傳輸安全可靠。（2）在第二個防護區域，兩個節點之間進行連接的線路是 APN 專線。專線通過與運營商白名單功能［51-52］相結合進行安全訪問防護。首先，運營 商把己經在系統中注冊的，且可以正常使用的 SIM 卡串號加入白名單；其次， 當手機訪問系統時，白名單功能自動驗證該SIM卡串號是否在白名單列表中， 返回結果為真值，則允許該手機接入專線，反之，如果返回結果為假，則不允許 訪問專線；（3）在第三個防護區域，我們將USG5000部署在此。USG5000安 全網關在此起到了專業防火墻的功能；（4）在第四個防護區域，我們通過訪問 控制列表來控制接入云服務平臺的進岀的數據包；（5）在第五個防護區域，我 們主要應用防火墻，通過防火墻配置端口訪問規則；（6）在第六個防護區域， 我們主要使用SSL安全套接字，從傳輸協議層保證安全。
5.4.4系統安全
系統安全主要是通過防病毒軟件進行入侵檢測，漏洞掃掐和評估、防病毒的 安全措施，同時在數據庫服務器部分使用雙機熱備和共享磁盤陣列的方式，通過 軟硬件雙重防備的安全措施來提高系統的安全性與可靠性。
在本系統中，采用華為的IDS進行入侵檢測，OpenVAS進行漏洞掃描和評 估，從系統整體進行安全防護。入侵檢測系統的主要功能是監測和控制非法入侵， 而漏洞掃描系統是通過專業軟件檢查系統存在的容易被攻擊的漏洞，提醒人員修 復漏洞，提前進行安全防護；網絡安全評估系統可以動態地評測系統風險，檢測 網絡安全級別，從而為系統的安全運行提供保證；防病毒軟件可以加強對病毒文 件的過濾，并且可以定期殺毒。
5.4.5環境安全
環境安全主要包括系統的訪問控制以及數據安全［53］。
（1）訪問控制。本系統采用客戶端分類的方式，將客戶端分為不同使用者 的訪問入口，從而控制用戶的訪問內容和權限。固定客戶端的訪問權限經由事先 設置，其他類型的客戶端無權訪問。對于承運商客戶端和企業用戶客戶端，使用 功能有重合的地方，可以設置用戶權限等級來管理，這一點在用戶注冊時可以在 用戶賬戶上加標記符來分辨，當用戶登錄時，可以通過標記符來區分權限等級， 從而控制訪問。另外，對于相同客戶端但屬于不同企業的訪問，本系統在數據存
儲時按照企業分區進行存儲，不同的企業數據存儲到各自的區域，而且在企業注 冊用戶時，同樣加企業分類標記，按照標記設置用戶訪問地址，從而控制用戶對 敏感數據的訪問。
（2）數據安全。由于系統為數據庫和操作系統分別配置了不同的登錄入口， 如果是同一個工作人員進行這兩個登錄操作，必將引入不安全因素，所以模仿保 險箱鑰匙的分人管理的模式，建議對這兩個登錄入口分別配備不同的工作人員進 行管理。實時監測系統中不同企業范圍內的定位數據以及用戶信息通過MDS的 方式進行加密存儲到數據庫，這種方式是不可逆的，而管理系統登錄入口的管理 員不經過數據庫管理員的允許，無法改變甚至無法讀取這些數據。
5.4.6終端安全
監測系統的終端安全服務平臺是為保障用戶業務安全，實現緊急情況下的信
息保護與風險防范的重要基礎設施。安全服務平臺整體架構包括兩個部分：車輛 位置實時監測系統的終端安全服務平臺和安全客戶端。安全客戶端為系統的初始 入口提供安全接口。安全接口主要是身份認證功能以及基于數字證書技術的簽名 /驗簽［52］。終端安全服務平臺是對從安全客戶端的安全接口傳送的用戶信息進行
驗證。
證書受理點柱線服務平臺
CA/RA系統
唾 CA中心
圖 5.4 終端安全策略圖
（1） 安全中間件。安全中間件基于PKI設計，面向業務應用提供加密/解密、 數字證書解析、數字簽名、XML簽名等功能。
（2） 業務系統安全套件。由證書應用服務端和客戶端組成業務系統應用安 全套件。其中，客戶端包括提供證書管理與功能調用的終端安全中間件、提供證 書存儲和密碼運算的證書介質(SD-Key)。服務端包括提供對數字證書功能調用與 服務器證書管理等功能的服務端安全中間件、服務器證書與CRL配置等。
(3)客戶端接口。不同的客戶端有專有的接口，專用的接口調用程序只調 用用戶的接口，不關心用戶的使用情況；在應用服務器上，服務器端的接口通過 對客戶端接口的辨別，接收并處理不同客戶端發送到的安全認證、數據加密/解 密和簽名驗證等系列安全處理請求。
5.5本章小結
本章節對系統的實現環節進行了論述，通過清晰可見的系統生成界面，我們 了解了系統實現的一系列過程，也為前期的需求分析和系統設計，呈現了成果， 為高校教材管理系統的運用增添了助力，推動了 JBPM技術的發展。在章節的后 半部分，本文進行了系統測試的相關描述，結合了系統測試的實際相關工作，進 行了分析和總結，驗證了系統的可執行性，對于系統后期的運用和實踐提供了后 期支持。
第六章 總結與展望
6.1 總結
通過針對高校教材管理的一系列研究，本文完成了教材管理的背景分析、技 術研究、設計流程以及實現測試等環節，以軟件工程的開發步驟嚴格遵照系統設 計與實現的相關要求，對于用戶和市場的環境進行了深入地調查，因而貼合了高 校需求特征的同時，又具有技術的可實現性。對于目前高校對于教材管理上的需 求，基本可以達到要求上的滿足。通過這一系列的研究過程，筆者逐漸找到了解 決用戶需求的主要辦法，并且得到了一定的研究成果，并以論文的形式組織展現 出來。通過為期數月的研究過程，筆者不斷積累知識經驗，總結和整理前人的不 足，為自己的研究不斷沉淀，努力創新，以高校實際需求為出發點，逐漸深入細 化，進而形成了基于高校環境下的教材管理流程，極大地為師生群體提供了方便， 也給高校的教材信息化管理做出了努力。
綜上所述，本文設計研發了基于JBPM的高校教材信息管理系統，通過實現 測試可以發現，該系統有助于提高高校教材管理水平，減少教材管理過中的無關 工作量，通過數據管理為高校教材方面的決策提供參考和幫助。具體到基于JBPM 的高校教材信息管理系統的設計，第一，明確研究背景和研究意義，對國內外相 關研究的情況進行全面了解，第二，明確系統的設計思路和功能需求，重點分析 書費管理、出入庫管理、綜合查詢管理、移動 app 管理以及系統管理等模塊；第 三，以系統設計原則為指導，借助JBPM、Ajax及HTML5等技術，設計系統的各 個詳細模塊；第四，對系統各模塊進行實現與測試，確保系統運行的安全穩定。
通過上述的研究步驟，筆者得到了技術研究上的啟發，在這一過程之后，在 研究中積累的經驗也為以后的研究奠定了基礎。所以筆者通過本文的研究，主要 得到了下面的幾個重要結論，可以總結如下：1.采用以對象為重點的設計方法， 使用UML建模工具，對基于JBPM高校教材信息管理系統相關設計、類圖、順序 圖進行闡述，對系統相關模塊進行分析設計；2.依據數據庫設計原則及標準，對 其表結構信息進行存儲，優化數據庫存儲及檢索功能；3.依據系統業務邏輯，闡 述系統功能模塊實現情況；4.使用黑盒測試和白盒測試兩種手段對系統進行測 試，確保系統安全穩定。
6.2 展望
本文通過整理和總結基于高校教材的相關研究，以理論的角度分析了目前高 校實施教材管理的重要意義，同時不忘以實際情況出發，分析了目前高校教材管 理出現的不足和問題，并且積極圍繞這些不足，通過現有的有利技術和手段，為 高校教材管理的效率提供了幫助。誠然，本文設計和實現的教材管理系統具有很 強的應用價值和推廣意義，也積極滿足高校的基本需求，可以為高校的用戶管理、 書費管理、教材管理以及數據管理、APP管理等助力。但教育作為我國的基礎行 業，其發展勢必是走向前端的，只有保持教育力量的先進性，才能促進我國的人 才建設和知識建設。所以高校對于教材管理的技術程度是不斷進步，未來的新技 術發展勢必將會引導高校教材管理的革新，所以本系統需要積極做好平臺的兼容 性和伸展性，這樣才能保證隨著技術的發展，系統不會短時間內被淘汰。
而本文的基于 JBPM 高校教材信息管理系統在提升高校教材管理效率、降低 人工成本等方面具有積極作用，但鑒于個人精力和學識所限，系統仍有不夠完備 支出，有待后續研究提升。所以對于本系統來說，未來依然具有值得改進和深入 研究的地方，筆者認為，本系統應該在以下一些方面針對現如今的不足再加以完 善，這些方向分別是：第一，系統的性能還需進行繼續地深入優化，而技術的架 構設計也應該需不斷進行更新，系統的伸縮性也需繼續深化；第二，本系統在可 維護性、可操作性等方面都具有較強的優勢，但也存在著一些不足，例如其與其 他系統沒有發現預留接口，在與其他相同系統對接等方面存在著不足，所以仍需 努力；第三，系統的穩定性和安全性目前來說較好，但在以后的發展過程中，依 然有繼續提升的空間。筆者以上述改善方向為日后的研究目標，在以后的學習和 研究過程中，將會以此作為進步的空間，積極要求自己，不會滿足于現有的研究， 而要以前瞻性為要求嚴格規范自己的研究。
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