基于构件技术的信息管理系统的设计与实现
师忠凯
摘 要： 现有的信息管理系统工作方式较为单一，工作效率低且用户对系统的功能需求度不高。为了解决该问题，设计基于构件技术的信息管理系统。该系统由任务日志处理、登录管理两个前台构件主功能模块和信息资源监控、用户任务管理、信息超负荷管理三个后台构件主功能模块组成，其中后台构件对前台构件的信息进行接收，完成构件配置，并介绍了五大功能模塊的子模块及其工作内容，设计出前台构件的工作原理，并使用JGroups群组通信工具定义后台构件的信息结构标准格式，给出信息管理程序代码，实现了有效的信息管理。实验结果表明，设计的系统资源分配效果好，满足了网络用户对系统功能的高度需求。
关键词： 构件技术； 信息管理系统； JGroups； 系统资源分配
中图分类号： TN911?34； TP331.52 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）09?0058?03
Abstract： The available information management systems have simple working mode， low working efficiency and low system functional requirement of users. To solve the above problems， an information management system based on component technology was designed. The system is composed of two foreground components （task log processing module and login administration module） and three background components （information resource monitoring module， user task management module and information overload management module）. The background components receive the information of the foreground components to configure the components. The sub?modules of the five functional modules and their working contents are introduced. The working principle of the foreground components was designed. The JGroups group communication tool is used to define the information structure standard format of the background components. The code of the information management program is given to manage the information effectively. The experimental results show that the designed system has good resource allocation effect， and satisfies the high system functional requirement of the Internet users.
Keywords： component technology； information management system； JGroups； system resource distribution
0 引 言
随着网络用户对信息需求的不断提高，与信息相关的设备、应用和功能也层出不穷，导致信息管理难度不断加大，网络用户使用体验的下降趋势越发明显[1]。一般来讲，网络由多种不同架构的子网构成，每个子网都能提供不同的功能，因而产生了不同类型的计算机操作系统。各类操作系统的组成架构多种多样，网络用户需要借助信息管理系统对各类信息进行监督和维护，以获取优质的操作体验。
通常，网络用户会在计算机操作系统中下载大量软件，而多数软件的工作形式较为类似，现有的信息管理系统不得不反复进行相同的信息管理工作，不但降低了自身工作效率，也影响了用户对系统的功能需求度[2]。为解决上述问题，应从获取良好的信息管理系统资源分配效果入手，将同种信息管理工作合并，满足网络用户对系统功能的需求。
构件技术是一种能够完成软件复用的科技成果，其对自身的使用次数无限制，并且拥有独立于系统和软件之外的处理模式，不会对原有功能造成不良影响[3]。因此，设计并实现基于构件技术的信息管理系统，将构件技术融合在信息管理系统的各个功能模块中，给出功能需求度高、资源分配效果好的信息管理系统。
1 构件技术的信息管理系统的设计与实现
基于构件技术的信息管理系统先设计出系统功能模块，再使用构件技术设计并实现系统的细节构件，包括前台构件和后台构件。
1.1 系统功能模块设计
基于构件技术的信息管理系统应用浏览器和服务器结构，使用Tomcat 7.0的Java服务器页面部署网络。通过调研网络用户的实际需求，信息管理系统应拥有信息资源监控、用户任务管理、信息超负荷管理、任务日志处理以及登录管理五大项主功能[4]。任务日志处理和登录管理模块属于前台主功能模块，信息资源监控、用户任务管理和信息超负荷管理属于后台主功能模块。基于构件技术的信息管理系统将上述五项功能划分成若干辅助功能模块，如图1所示。
根据图1中给出的辅助功能模块，描述基于构件技术的信息管理系统的五大项主功能。
（1） 信息资源监控模块。负责进行计算机操作系统中设备和软件的资源管理与监控，由设备监控、软件划分和信息提取三个子模块组成。设备监控模块对设备的增减情况和资源分配情况进行监控，获取设备的规格、工作状态、安装方位和串口类型[5]。软件划分模块在基于构件技术的信息管理系统的作用主要是对计算机操作系统中的软件资源进行整理，按照工作类型、内存、资源占用率等项目将软件分类，网络用户也可以直接指定分类类型，或以某一区域为约束对软件进行划分。信息提取模块负责将设备监控模块和软件划分模块的监控和分类结果提取出来，并传送给用户任务管理模块。
（2） 用户任务管理模块。负责对设备监控结果和软件分类结果进行细致分析，给出用户任务合理分配结果，由虚拟专用网络管理、软件任务管理以及任务分配与管理三个子模块组成。计算机操作系统使用虚拟专用网络进行信息通信，虚拟专用网络管理模块可对不同类型和状态下的虚拟专用网络信息通信进行定义，再通过分析设备监控结果，输出信息通信中设备的使用情况，对处于虚拟专用网络中的设备进行标记，防止设备被网络用户误删，造成计算机操作系统崩溃[6]。软件任务管理在软件分类结果中挑选出存在重复信息管理工作的相似软件，将相似软件的同类型信息合并在同一条处理通道中，当通道内信息达到饱和状态时进行信息管理工作。任务分配与管理模块提取出虚拟专用网络管理模块中的数据，将虚拟专用网络分为局域网、租用网和桥接网三种类型，在不同类型的网络中为网络用户信息的管理任务分配不同的构件资源。
（3） 信息超负荷管理模块。监控网络信息通信通道，设置阈值，当信息超出阈值后进行报警。
（4） 任务日志处理模块。对用户任务管理模块分配出的网络用户信息管理任务日志进行管理，包括对日志进行登记、删除和修正。
（5） 登录管理模块。负责限制网络用户的功能使用权限、分配新用户IP地址、对系统构件进行导入和导出，由网络用户列表、用户信息修改和用户信息新建三个子模块组成。其中，网络用户列表模块和用户信息修改模块只有系统管理员才能使用，用户信息新建模块的使用权限无限制。
1.2 系统前台构件的设计与实现
基于构件技术的信息管理系统的前台构件是一种典型的MVP结构，它对信息的管理方式共分为三个等级，三个等级提供的功能模块实现方式也不同，如表1所示。
第1、2等级前台构件的信息管理工作是自动进行的，网络用户无需对其中的数据进行调用[7]。而第3等级前台构件需要提供用户使用界面，因而必须进行调用功能的开发，构件技术为其提供了JSF框架实现调用功能[8]。由于三个等级前台构件的功能实现方式存在差异，基于构件技术的信息管理系统对前台构件的设计要求也不尽相同，表2描述的是三个等级前台构件的设计要求，图2为前台构件的工作原理。
如图2所示，基于构件技术的信息管理系统使用表2设计出的前台构件，经由第3等级构件汇总所有前台构件的信息管理程序，程序以代码方式进行传送，基本的信息管理程序代码表示如下：
ManageMentauxiliaryWeightGrade2
{
PersonalCharacter?stringinvalidDesignation；}
ManagementCharacter?stringMeans2（）
{
//获取功能模块的信息管理对象
WeightGradeAmanagedInvalid=（WeightGrade2）
GainComponentManaged“（invalidDesignation）；
//依次给出构件管理方式
feedbackmanagedInvalid.means2；
ManagemenTauxiliaryUserGradeBextexldsWeightGrade2
//反馈构件程序内容
ManagementCharacter?stringMeans2（）
//復写网络中设备与软件程序
}
系统前台构件以第2等级构件为父节点，即信息管理程序代码使用的管理方式等同于第2等级构件管理方式，其能够利用子节点的软件分类结果采集信息管理对象，从而完成构件技术对网络中设备与软件的程序复写，实现不同管理程序之间的信息融合。
1.3 系统后台构件的设计与实现
基于构件技术的信息管理系统的所有后台构件均能对前台构件的信息进行接收，并可根据前台构件给出的信息管理程序代码完成构件配置[9]。但前台构件往往需要与多个网络用户进行沟通，信息结构极其不统一。为了确保网络用户信息管理任务的准确性，后台构件需要将信息结构定义成标准格式，图3给出的是后台构件信息结构标准格式。
由图3可知，系统后台构件使用了一种名为JGroups的群组通信工具定义了信息结构的标准格式，给出的格式具有通信敏感度高、信息同步性强的优点，可进行系统各功能模块之间高可靠性的信息通信。标准格式的信息头中包含网络用户信息中的专属特征数据，优先级标记用于写入信息通信顺序，通信目标方位和初始方位可由后台构件自行填写。
2 实验结果与分析
为了确保本文设计的基于构件技术的信息管理系统具有良好的应用价值，现通过一次实验分析系统的资源分配效果和功能需求度。在某市的路政单位、教学单位和公安单位分别安装本文系统，实验中的系统管理对象为上述三个单位计算机操作系统中产生的信息，将三者分别标记为路政信息、教学信息和公安信息。实验持续7天，7天内本文系统同时进行三种信息的管理工作。实验结束后，分析本文系统的资源分配效果和功能需求度并进行汇总。
图4给出了三个单位中网络用户对系统功能的使用比例，从中能够看出本文系统提供的功能均能被不同单位的网络用户合理利用，不存在功能空缺或功能受限的情况，拥有极好的功能需求度。
图5给出的是经由本文系统进行网络用户任务分配后，三种信息在网络节点的处理时间（每隔20个节点取其处理时间平均值作为绘图数据）。
从图5中能够看出信息在网络节点上的平均处理时间均不高于1.5 s，即不存在资源分配过高的情况，显示出了良好的资源分配效果。
3 结 语
本文简要介绍了传统信息管理系统的设计缺陷，提出基于构件技术的信息管理系统的设计目标，对系统的功能模块、前台构件和后台构件进行了具体设计与实现，使更加合理的信息资源管理工作成为可能。在路政单位、教学单位和公安单位分别安装本文系统进行7天实验，实验结果有力地证明了本文系统可合理分配信息管理任务，具有功能需求度高、资源分配效果好的优势。
参考文献
[1] 杨杰.基于GIS的高校土地资源信息管理评价系统设计与应用[J].现代电子技术，2015，38（16）：26?28.
[2] 钟林辉，谢冰.构件化软件演化信息建模和获取方法研究[J].计算机应用研究，2014，31（2）：401?403.
[3] PARK J J， CORONATO A， CHANG H， et al. Introduction to the thematic issue on ambient and smart component technologies for human centric computing [J]. Journal of ambient intelligence & smart environments， 2014， 6（1）： 3?4.
[4] 卢凌燕.学生实验信息管理系统的构件化方法[J].计算机与数字工程，2015，43（4）：640?643.
[5] 张红卫，惠建新.Web Service构架下的多语种构件库系统及实现[J].计算机与数字工程，2014，42（4）：616?622.
[6] 张亚明，高晓丁.基于PID控制技术的供水网控制系统设计[J].西安工程大学学报，2015，29（5）：578?582.
[7] 王海宾.基于三层架构珠宝首饰管理系统的设计与实现[J].邢台职业技术学院学报，2014，31（3）：60?63.
[8] 唐龙凯，张鑫，潘大钊，等.手术分级管理系统的设计与开发[J].现代电子技术，2015，38（18）：46?48.
[9] 李引，袁峰，吴鸿.基于软件构件技术的多租户个性化框架[J].计算机工程与应用，2015，51（9）：22?29.
摘 要： 现有的信息管理系统工作方式较为单一，工作效率低且用户对系统的功能需求度不高。为了解决该问题，设计基于构件技术的信息管理系统。该系统由任务日志处理、登录管理两个前台构件主功能模块和信息资源监控、用户任务管理、信息超负荷管理三个后台构件主功能模块组成，其中后台构件对前台构件的信息进行接收，完成构件配置，并介绍了五大功能模塊的子模块及其工作内容，设计出前台构件的工作原理，并使用JGroups群组通信工具定义后台构件的信息结构标准格式，给出信息管理程序代码，实现了有效的信息管理。实验结果表明，设计的系统资源分配效果好，满足了网络用户对系统功能的高度需求。
关键词： 构件技术； 信息管理系统； JGroups； 系统资源分配
中图分类号： TN911?34； TP331.52 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）09?0058?03
Abstract： The available information management systems have simple working mode， low working efficiency and low system functional requirement of users. To solve the above problems， an information management system based on component technology was designed. The system is composed of two foreground components （task log processing module and login administration module） and three background components （information resource monitoring module， user task management module and information overload management module）. The background components receive the information of the foreground components to configure the components. The sub?modules of the five functional modules and their working contents are introduced. The working principle of the foreground components was designed. The JGroups group communication tool is used to define the information structure standard format of the background components. The code of the information management program is given to manage the information effectively. The experimental results show that the designed system has good resource allocation effect， and satisfies the high system functional requirement of the Internet users.
Keywords： component technology； information management system； JGroups； system resource distribution
0 引 言
随着网络用户对信息需求的不断提高，与信息相关的设备、应用和功能也层出不穷，导致信息管理难度不断加大，网络用户使用体验的下降趋势越发明显[1]。一般来讲，网络由多种不同架构的子网构成，每个子网都能提供不同的功能，因而产生了不同类型的计算机操作系统。各类操作系统的组成架构多种多样，网络用户需要借助信息管理系统对各类信息进行监督和维护，以获取优质的操作体验。
通常，网络用户会在计算机操作系统中下载大量软件，而多数软件的工作形式较为类似，现有的信息管理系统不得不反复进行相同的信息管理工作，不但降低了自身工作效率，也影响了用户对系统的功能需求度[2]。为解决上述问题，应从获取良好的信息管理系统资源分配效果入手，将同种信息管理工作合并，满足网络用户对系统功能的需求。
构件技术是一种能够完成软件复用的科技成果，其对自身的使用次数无限制，并且拥有独立于系统和软件之外的处理模式，不会对原有功能造成不良影响[3]。因此，设计并实现基于构件技术的信息管理系统，将构件技术融合在信息管理系统的各个功能模块中，给出功能需求度高、资源分配效果好的信息管理系统。
1 构件技术的信息管理系统的设计与实现
基于构件技术的信息管理系统先设计出系统功能模块，再使用构件技术设计并实现系统的细节构件，包括前台构件和后台构件。
1.1 系统功能模块设计
基于构件技术的信息管理系统应用浏览器和服务器结构，使用Tomcat 7.0的Java服务器页面部署网络。通过调研网络用户的实际需求，信息管理系统应拥有信息资源监控、用户任务管理、信息超负荷管理、任务日志处理以及登录管理五大项主功能[4]。任务日志处理和登录管理模块属于前台主功能模块，信息资源监控、用户任务管理和信息超负荷管理属于后台主功能模块。基于构件技术的信息管理系统将上述五项功能划分成若干辅助功能模块，如图1所示。
根据图1中给出的辅助功能模块，描述基于构件技术的信息管理系统的五大项主功能。
（1） 信息资源监控模块。负责进行计算机操作系统中设备和软件的资源管理与监控，由设备监控、软件划分和信息提取三个子模块组成。设备监控模块对设备的增减情况和资源分配情况进行监控，获取设备的规格、工作状态、安装方位和串口类型[5]。软件划分模块在基于构件技术的信息管理系统的作用主要是对计算机操作系统中的软件资源进行整理，按照工作类型、内存、资源占用率等项目将软件分类，网络用户也可以直接指定分类类型，或以某一区域为约束对软件进行划分。信息提取模块负责将设备监控模块和软件划分模块的监控和分类结果提取出来，并传送给用户任务管理模块。
（2） 用户任务管理模块。负责对设备监控结果和软件分类结果进行细致分析，给出用户任务合理分配结果，由虚拟专用网络管理、软件任务管理以及任务分配与管理三个子模块组成。计算机操作系统使用虚拟专用网络进行信息通信，虚拟专用网络管理模块可对不同类型和状态下的虚拟专用网络信息通信进行定义，再通过分析设备监控结果，输出信息通信中设备的使用情况，对处于虚拟专用网络中的设备进行标记，防止设备被网络用户误删，造成计算机操作系统崩溃[6]。软件任务管理在软件分类结果中挑选出存在重复信息管理工作的相似软件，将相似软件的同类型信息合并在同一条处理通道中，当通道内信息达到饱和状态时进行信息管理工作。任务分配与管理模块提取出虚拟专用网络管理模块中的数据，将虚拟专用网络分为局域网、租用网和桥接网三种类型，在不同类型的网络中为网络用户信息的管理任务分配不同的构件资源。
（3） 信息超负荷管理模块。监控网络信息通信通道，设置阈值，当信息超出阈值后进行报警。
（4） 任务日志处理模块。对用户任务管理模块分配出的网络用户信息管理任务日志进行管理，包括对日志进行登记、删除和修正。
（5） 登录管理模块。负责限制网络用户的功能使用权限、分配新用户IP地址、对系统构件进行导入和导出，由网络用户列表、用户信息修改和用户信息新建三个子模块组成。其中，网络用户列表模块和用户信息修改模块只有系统管理员才能使用，用户信息新建模块的使用权限无限制。
1.2 系统前台构件的设计与实现
基于构件技术的信息管理系统的前台构件是一种典型的MVP结构，它对信息的管理方式共分为三个等级，三个等级提供的功能模块实现方式也不同，如表1所示。
第1、2等级前台构件的信息管理工作是自动进行的，网络用户无需对其中的数据进行调用[7]。而第3等级前台构件需要提供用户使用界面，因而必须进行调用功能的开发，构件技术为其提供了JSF框架实现调用功能[8]。由于三个等级前台构件的功能实现方式存在差异，基于构件技术的信息管理系统对前台构件的设计要求也不尽相同，表2描述的是三个等级前台构件的设计要求，图2为前台构件的工作原理。
如图2所示，基于构件技术的信息管理系统使用表2设计出的前台构件，经由第3等级构件汇总所有前台构件的信息管理程序，程序以代码方式进行传送，基本的信息管理程序代码表示如下：
ManageMentauxiliaryWeightGrade2
{
PersonalCharacter?stringinvalidDesignation；}
ManagementCharacter?stringMeans2（）
{
//获取功能模块的信息管理对象
WeightGradeAmanagedInvalid=（WeightGrade2）
GainComponentManaged“（invalidDesignation）；
//依次给出构件管理方式
feedbackmanagedInvalid.means2；
ManagemenTauxiliaryUserGradeBextexldsWeightGrade2
//反馈构件程序内容
ManagementCharacter?stringMeans2（）
//復写网络中设备与软件程序
}
系统前台构件以第2等级构件为父节点，即信息管理程序代码使用的管理方式等同于第2等级构件管理方式，其能够利用子节点的软件分类结果采集信息管理对象，从而完成构件技术对网络中设备与软件的程序复写，实现不同管理程序之间的信息融合。
1.3 系统后台构件的设计与实现
基于构件技术的信息管理系统的所有后台构件均能对前台构件的信息进行接收，并可根据前台构件给出的信息管理程序代码完成构件配置[9]。但前台构件往往需要与多个网络用户进行沟通，信息结构极其不统一。为了确保网络用户信息管理任务的准确性，后台构件需要将信息结构定义成标准格式，图3给出的是后台构件信息结构标准格式。
由图3可知，系统后台构件使用了一种名为JGroups的群组通信工具定义了信息结构的标准格式，给出的格式具有通信敏感度高、信息同步性强的优点，可进行系统各功能模块之间高可靠性的信息通信。标准格式的信息头中包含网络用户信息中的专属特征数据，优先级标记用于写入信息通信顺序，通信目标方位和初始方位可由后台构件自行填写。
2 实验结果与分析
为了确保本文设计的基于构件技术的信息管理系统具有良好的应用价值，现通过一次实验分析系统的资源分配效果和功能需求度。在某市的路政单位、教学单位和公安单位分别安装本文系统，实验中的系统管理对象为上述三个单位计算机操作系统中产生的信息，将三者分别标记为路政信息、教学信息和公安信息。实验持续7天，7天内本文系统同时进行三种信息的管理工作。实验结束后，分析本文系统的资源分配效果和功能需求度并进行汇总。
图4给出了三个单位中网络用户对系统功能的使用比例，从中能够看出本文系统提供的功能均能被不同单位的网络用户合理利用，不存在功能空缺或功能受限的情况，拥有极好的功能需求度。
图5给出的是经由本文系统进行网络用户任务分配后，三种信息在网络节点的处理时间（每隔20个节点取其处理时间平均值作为绘图数据）。
从图5中能够看出信息在网络节点上的平均处理时间均不高于1.5 s，即不存在资源分配过高的情况，显示出了良好的资源分配效果。
3 结 语
本文简要介绍了传统信息管理系统的设计缺陷，提出基于构件技术的信息管理系统的设计目标，对系统的功能模块、前台构件和后台构件进行了具体设计与实现，使更加合理的信息资源管理工作成为可能。在路政单位、教学单位和公安单位分别安装本文系统进行7天实验，实验结果有力地证明了本文系统可合理分配信息管理任务，具有功能需求度高、资源分配效果好的优势。
参考文献
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[2] 钟林辉，谢冰.构件化软件演化信息建模和获取方法研究[J].计算机应用研究，2014，31（2）：401?403.
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[6] 张亚明，高晓丁.基于PID控制技术的供水网控制系统设计[J].西安工程大学学报，2015，29（5）：578?582.
[7] 王海宾.基于三层架构珠宝首饰管理系统的设计与实现[J].邢台职业技术学院学报，2014，31（3）：60?63.
[8] 唐龙凯，张鑫，潘大钊，等.手术分级管理系统的设计与开发[J].现代电子技术，2015，38（18）：46?48.
[9] 李引，袁峰，吴鸿.基于软件构件技术的多租户个性化框架[J].计算机工程与应用，2015，51（9）：22?29.
