基于j2ee的图书馆管理系统设计与实现.docx

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基于j2ee的图书馆管理系统设计与实现

基于J2EE的图书馆管理系统设计与实现

摘要

随着计算机及网络技术的迅速发展，人们的工作效率大大提高，信息化管理在我们生活中所扮演的角色也越来越重要。

而计算机信息处理系统更是改变了许多系统的经营管理。

学校的图书馆作为学生获取知识的一个重要学习场所，图书和学生借阅资料繁多，信息化管理更是必不可少。

因而图书馆管理系统成为学校管理机制中的重要组成部分之一，通过对图书馆管理的日常运行的研究，开发了这套图书馆管理系统，以此代替原始的图书馆人工管理。

本系统基于J2EE平台，采用oracle作为后台数据库，本文根据软件工程规范的要求，按照系统的需求分析、系统设计、系统实现与测试的顺序分别介绍了系统的研究背景和研究现状，介绍了系统的业务需求、功能需求和非功能需求，给出了系统的软件架构、数据设计和各模块的详细设计，简述了书目查询、读者管理、新书管理、信息发布、图书借还模块的设计与实现，重点突出了个性化推荐模块的模型和算法实施，最后还实现了系统的三层软件架构和系统界面，并通过系统测试验证了系统给的可用性和适用性。

图书馆管理系统为图书馆提供信息化的管理模式，简化了图书盘点和记录的流程，帮助管理人员更好地为读者服务。

图书馆极大地减少人工成本、显著地提高工作效率，使图书馆的管理工作告别繁琐，实现图书馆图书的信息化管理。

该系统的设计与实现体现了计算机信息化管理速度快、储存量大、可靠性强、查阅方便的优势。

关键词：

图书馆；信息化管理；J2EE；Oracle

Abstract

Alongwiththecomputerandnetworktechnologyrapiddevelopment,people'sworkefficiencygreatlyimprove,informationmanagementinourlife'sroleisbecomingmoreandmoreimportant.Andthecomputerinformationprocessingsystemischangedmanysystemmanagement.Theschoollibraryasstudentsobtainknowledgeisanimportantlearningplace,booksandstudentlendingmaterialisvarious,informationmanagementisessential.Thereforethelibrarymanagementsystemforschoolmanagementmechanismintheimportantpartof,throughtothelibrarymanagementdailyoperationoftheresearchandthedevelopmentofthelibrarymanagementsystem,insteadoftheoriginallibraryartificialmanagement.

ThissystemisbasedontheJ2EEplatform,theoracleasbackenddatabasemanagementsystemmanagementsystem,inaccordancewiththerequirementsofthesoftwareengineeringspecificationsinaccordancewiththeneedsofthesystemanalysis,systemdesign,systemimplementationandtestingorderintroducestheresearchbackgroundandthestatusquo,thebusinessneedsofthesystem,functionalrequirementsandnon-publicenergyneeds,toasystemsoftwarearchitecture,datadesignandthedetaileddesignofeachmodule,brieflyintroducesthedesignandimplementationofbibliographicquery,readermanagement,booksmanagement,informationrelease,booksborrowedmodule,andhighlightsthemodelandalgorithmimplementationofpersonalizedrecommendationmodule,andfinallytoachieveathree-tiersoftwarearchitectureofthesystemandthesysteminterface,andsystemtestingtoverifytheavailabilityandapplicabilityofthesystem.

Librarymanagementsystemforthelibrarytoprovideinformationmanagementmodel,simplifiestheinventoryofbooksandrecordsoftheprocess,helpmanagerstobetterserviceforreaders.Librarygreatlyreducelaborcostsandsignificantlyimprovetheworkefficiency,makemanagementofthelibraryfarewelltrival,realizeinformationmanagementoflibrarybooks.Thedesignandimplementationofthesystemreflectsthecomputerinformationmanagementsystemofspeedandlargestoragecapacity,reliability,accesstoconvenientadvantage.

Keywords:

Library;Informationmanagement;J2EE;Oracle

1绪论

1.1研究背景及意义

在科学技术快速发展的今天，计算机得到了普遍应用，在各行业中扮演着十分关键的角色，它使人们的各项工作不再复杂，进而提高了工作效率。

当前，大部分图书馆在办理图书借阅业务时，大多以人工的方式进行。

此种方式存在着较多的问题，不但使图书借阅的效率得不到提升，而且图书馆管理员也不能全面的掌握图书借阅的基本情况。

人工管理在人为因素的作用下，也势必存在着一些弊端，进而造成图书的丢失等一系列后果。

计算机的信息化管理则有着速度快、储存量大、可靠性强、查阅方便等诸多优点，及时地为我们处理各类信息[1]。

当前，市场化经济在国内得到了快速化发展，也使人们对文化的需求日益提升，而图书则成为人们获取文化知识的最佳途径。

对于大学生来说，通过阅读图书来获取知识无疑是非常必要的。

绝大多数的高校都有自己的图书馆，丰富的馆藏可以帮助学生获得更多的学习资料和阅读机会，但同时也为图书馆的管理工作带来了问题。

人工记录大量的书籍、读者和借阅记录信息，不仅工作量大、人员成本高，还容易因为人工的失误造成读者查找和借阅的不便。

利用计算机和基础网络，图书馆可以转变管理模式，减少人工的记录和查找，简化借阅和归还的流程，这都可以为图书馆减少人员成本，提高服务质量提供帮助。

另外通过建立网上图书馆，海量的多媒体馆藏资源还可以帮助读者更好地了解图书馆的文献资源，更加快速、有效地阅读自己需要的图书和期刊[2]。

1.2课题相关国内外研究现状

图书馆管理系统起源于上个世纪50年代，那时的自动化管理主要面向图书的流通和编目工作。

1965年，美国国会图书馆首次用计算机进行图书编目管理，而受限于当时计算机技术的发展程度，计算机系统对图书馆管理工作的帮助并不显著[3]。

上个世纪60年代的计算机设备的价格昂贵，只有国家级的图书馆才有专用的计算机系统，再加上当时的计算机性能较弱，存储量和处理能力都很低，致使这段时间的图书馆信息系统的发展缓慢。

图书馆管理系统的应用更多是实验性质，系统的可靠性和安全性也很难保证[4]。

大部分图书馆只能在所在单位的计算中心中部署图书馆管理系统，尝试性地进行图书馆自动化管理研发工作[5]。

上世纪70年代中期，计算机软硬件技术水平得以飞速提升，更多的机构和单位都拥有了专用的计算机系统。

这一阶段的图书馆信息系统研发也进入了实用阶段，虽然还没有真正意义上的系统管理软件，但各种不同功能和原理的图书管理信息系统真正进入了业务环节，提高了图书馆的办事效率[6]。

当时还没有专门进行图书馆管理系统研发的团队，只是在图书馆的个别部门进行图书采访、图书编目、图书流通、期刊管理等方面研究工作。

图书馆信息系统还是由中央主机管理的终端系统。

上世纪80年代，小型机逐步成为计算机终端的主体，更多的图书馆配备了专用的计算机，并投入了足够的人力物力进行图书馆信息系统软件的研制工作[7]。

图书馆自动化系统由简单的图书编目和流通管理向功能强大的集成系统方向发展。

较为成熟的图书馆管理集成系统被广泛的应用，随之而来的是巨大的商品化机遇。

很多技术人员从图书馆机构分离出来专门从事图书馆集成系统的研发工作，很多大型软件公司也和图书馆合作开发相应的商业产品。

市场上出现了一批技术含量高、功能较为齐全、应用范围广的图书馆自动化集成系统[8]。

进入21世纪，随着科技的高速发展，图书馆管理系统的集成化和商品化得到了进一步加强。

该类系统的性能越来越高，规模越来越大，价格也越来越便宜，在很多图书馆都得到了应用[9]。

图书馆不再需要组织人力物力进行图书管理软件的开发，所有的图书管理软件都是商品化的系统软件，这也标志着图书管理系统进入了商品化时代。

再加上网络的普及，网络化的结构也逐步成为图书馆管理系统的主要结构[10]。

我国的图书馆管理系统研发始于上个世纪70年代中期，当时我国组建了一批试点性的图书馆管理自动化系统研发团队。

上世纪七十年代，由中科院专家组成的专业化研究团队，应用计算机来获取文献数据，能够提供大量的与图书检索相关的服务[11]。

时至今日，我国图书馆管理自动化系统已经走过了40个年头，其发展的阶段主要有四个：

1976年到1980是探索阶段。

在这个时期，国内一些专家开始向国外学习图书集成系统管理的实践经验，并深入的探索了中文机读编写文献的相关技术。

1976年的汉字信息处理工程，为图书馆管理系统提供了中文通讯、中文激光照排、中文情报检索等方面的技术支持，我国的图书馆自动化研究工作也从此起步。

此后，中科院研发部门在原有的基础上构建了专业化团队，并与计算机所进行合作共同开发中文文献数据，其数量多达600余册。

由于当时计算机还不支持中文信息的相关功能，只能用拼音处理和描述中文文献[12]。

1981年到1985年是实验阶段。

经过探索阶段的积累，我国图书馆界已经掌握了图书管理集成化系统的研发技术，一些大型图书馆组织图书馆管理人员实施集中技术培训，同时也加入到MARC合作组中，推行图书馆信息化系统的自主研发工作。

这段时间国内的图书馆机构结合单位自身情况，进行了一系列探索性的研究和开发工作[13]。

1986年到1995年是使用阶段。

在当时，计算机的性能和容量大幅度提高，为图书馆自动化和集成化发展提供了有利的条件。

国内的图书馆信息系统研发团队经过前两阶段的理论积累，利用先进的计算机终端技术在图书编目、检索和流通等主要图书馆管理工作环节开展了广泛的研究和应用。

图书馆管理系统也逐步向商品化和服务化的方向发展[14]。

1996年至今是提高接轨阶段。

进入新的世纪后，经济的快速发展使电子信息技术等发展速度进一步加快，图书馆系统中应用数据与多媒体技术已经成为当前的主要发展方向。

图书馆信息化建设在各级领导的高度重视下和图书馆各业务部门的共同努力下进入了一个全新的时代。

我国软件研发机构紧跟时代步伐，不断在图书馆管理系统的技术创新和商品化进程方面进行研究，为广大读者和图书馆管理人员提供了一批性能强大、易用性强、安全性高的图书馆管理信息系统。

由深圳公司推出的ILAS系统、大连妙思开发图书馆软件等都已经成为在城市化图书管理系统中得到了广泛应用。

这些系统集成化高，性能优良的图书管理系统实现了图书馆的自动化管理，为图书馆降低成本、提高服务质量，为读者更加方便的查找和借阅馆藏资料提供了方便[15]。

时至今日，我国图书馆的信息化管理程度已经很成熟，但因各图书馆的规模和实际情况不同，图书馆集成化管理系统在国内仍然呈现水平参差不齐的状况。

通过上述分析可以看出，国内应用的图书馆集成化管理系统仍然处在一个较为初级的阶段，有些技术尚未成熟。

大多数图书馆应用属于一种较为简单的系统。

所以，要结合图书馆的基本情况，从多个层次出发来开发一些先进的图书管理集成系统[16]。

1.3论文主要工作

本系统采用当今最流行的面向对象语言之一的Java语言对前端的应用程序进行设计，对后台数据库的设计采用了oracle10g开发。

本文从项目开发、需求分析、开发平台选择、系统模块建立、数据库设计、功能模块编程实现及软件测试等方面阐述了本应用系统的设计过程。

详细论述了系统分析、设计和数据库的设计等方面的内容。

着重描述了该系统的图书查询、订阅、归还等功能，对很多细节上的功能也做了详细的阐述。

本文的主要工作包括：

（1）分析描述了课题研究的背景和意义，介绍了国内外相关研究成果，描绘了系统重点功能。

根据系统的功能要求进行需求分析，建立基于J2EE的图书馆管理系统业务模型。

（2）介绍了系统设计与实现的相关技术和论文描述语言，通过介绍这些技术的优缺点分析系统的技术优势，论文使用规范的软件工程描述语言来描述系统设计与实现内容。

（3）根据需求分析的要求进行系统设计与实现描述，给出了系统设计的内容和图形描述，让读者了解系统开发的全过程，包括每个功能的用例、功能设计、数据库设计、程序设计以及界面展示等。

（4）针对系统的功能和非功能需求进行系统测试，给出了系统测试的环境、方法、用例以及结果，分析测试结果总结系统实现的成果。

1.4论文组织结构

本文首先对研究背景进行介绍，针对目前图书管理信息化程度不足的问题，在借鉴国内外图书馆管理系统的基础上，选择先进的系统实现技术和数据库技术开发了一套用于管理高校图书馆的信息系统。

论文共有6个章节，分别是绪论、技术、需求分析、系统设计、系统实现与测试、总结。

第1章，绪论。

主要介绍了基于J2EE的图书馆管理系统的研究背景和研究意义，从国内外研究的情况切入分析出图书馆管理系统存在的难题，并简要介绍了论文的主要工作和组织结构。

第2章，相关技术介绍。

主要针对本系统开发所需要的技术进行了介绍，包括J2EE技术架构、Struts+Spring框架、IBatis数据库框架、Oracle数据库以及UML语言等。

第3章，系统需求分析。

分析了图书馆管理系统的业务需求、用例分析、功能需求和非功能需求。

为后续的设计与实现工作提供了功能要求和非功能要求。

第4章，系统设计。

描述了图书馆管理系统的设计内容，包括系统软件架构、拓扑结构和功能模块划分，介绍了系统实体和对应的数据库表，然后根据需求分析的结果分别介绍了每个功能模块的设计内容。

第5章，系统实现与测试。

首先介绍了系统软件架构的实现方式，然后给出每个模块的系统展示截图，最后从功能和性能两方面对系统进行测试，测试内容包括测试环境、测试方法、测试用例和测试结果。

第6章，总结与展望。

对论文进行了总结，并对未来系统的升级和维护工作进行了展望。

2相关技术介绍

2.1J2EE技术架构

Java2平台有3个主要版本它们分别是适合在微型设备应用的Micro版（Java2PlatformMicroEdition，J2ME）、用于桌面程序开发的标准版（Java2PlatformStandardEdition，J2SE）、用于服务供应商程序开发的企业专用版。

J2EE是在Java2平台基础上构建的一种结构，此种结构能够完成系统开发、管理等任务。

J2EE技术延续了Java2标准版的跨平台、简易I/O等诸多优点，还包括了JDBC、CORBA等新型数据技术和安全模式。

基于J2EE的系统开发技术规范很多，比如可扩展性标记语言、java服务器页面等技术。

J2EE结构的系统具有高性能、高可靠性和高开发敏捷性等特点，因为J2EE提供了能够满足高可靠性和可用性要求的中间层集成框架，这就为多层应用开发和简化系统提供了方便[17]。

J2EE提供了面向现有应用程序集成的强有力支持，提供了良好的打包和部署、添加目录等应用，这些都是提高系统性能，增强系统安全机制的保障。

J2EE由一组系统组件、服务架构和技术层次组成，这些技术规范和指南均有通用的标准和规格，使得J2EE可以在各种平台和软硬件环境中良好兼容。

这充分解决了企业级系统信息产品之间不能很好兼容，内外数据很难互通的问题[18]。

除此之外，J2EE具有很多可以为企业级系统提供可伸缩性、灵活性、易维护性和安全性等特性的优良机制：

（1）渐进式开发

由于企业的业务十分复杂，如果一次实现所有的系统业务显然不现实，再加上企业为了适应的市场环境往往经常变化企业管理方案，这些都要求企业信息化系统具备很好的渐进式开发特性。

不能激进也不能全盘否定，要设法在原有的系统基础上建立或改进新的系统实现。

J2EE的技术规范中对渐进式开发有专门的设计，支持植入式的系统升级和维护技术，再加上JAVA平台本身的低容量和可移植特性，J2EE架构的系统可以部署在任意的硬件环境和操作系统中。

这些特性都使得产品供应商和用户有更多的选择[19]。

（2）开发高效率

J2EE架构是分层实现的，并且在每个层次中都保证了组件的低耦合特性。

这种特性允许供应商把一些通用和频繁使用的系统组件外包给中间件供应商开发，这样不仅可以提高开发的敏捷性，还可以通过使用高校的中间件来保证系统性能。

J2EE中经常使用的中间件一般是状态管理、分布式共享数据和持续性服务组件，因为这些中间件都可以提供黑盒式的系统服务，系统供应商只需要提供相应的输入和输出规范，而无需考虑如何实现中间件和保证系统性能，这不仅降低了开发成本，还保证了系统的可维护性，因为可以让中间件供应商承担一定的系统开发任务和来维护其部署在系统中的中间件[20]。

（3）异构环境

J2EE架构秉承了JAVA平台可移植异构环境的优良传统，可以不依赖任何的软硬件环境，另外系统中的中间件、外部软件也可以支持异构环境。

因此在设计J2EE系统时无需考虑如何部署到各个平台上，这十分有利于供应商的成本控制策略。

客户可以任意订购符合自身硬件条件的J2EE标准系统，不需要为自己的软硬件是否兼容发愁，节省了一大笔开支[21]。

（4）可伸缩性

由于企业的大小不同，业务复杂度也不尽相同，要设计符合所有企业的信息化系统是一个十分困难的工作。

J2EE凭借其强大的伸缩特性为不同级别的企业级用户提供了业务解决方案。

例如同一个J2EE架构系统，可以部署到普通的PC上，也可以部署到架装服务器上，还可以部署到大型机系统上，还可以通过具有复杂平衡特性的分布式服务器集群上。

从单机的单核、双核、多核，到集群式的服务器系统，J2EE架构都可以完美的兼容使用，这种强大的可伸缩特性是保证J2EE架构长盛不衰的基础特性[22]。

（5）高可靠性

企业级的信息化系统一般都要全天候的运行，要24小时满足用户和合作伙伴的访问需要。

特别随着网络技术设施的普及，全球化的进程不断完善，任何的系统延迟或停机都会造成企业信息化系统的不可用，甚至出现灾难性的后果。

J2EE的部署机制可以保证系统的高可靠性和安全性，并且和所有的操作系统安全机制兼容。

据统计，全球型的J2EE架构web系统平均可用性在95%以上，年平均停机时间不足10分钟。

可靠性和安全性是商业系统最低也是最先考虑的选择条件，J2EE在这方面的表现无遗是完美的。

作为一类应用模型，J2EE系统开发体现出分布式的特点。

按照功能分布将应用逻辑细化为若干个系统组件，每个组件又分布在不同的组件服务器上。

这种多层分布式结构可以有效地解决传统Java平台系统客户端过于臃肿的问题。

将主要的业务逻辑放在服务器上，可以避免由于客户端过于分散造成的难以升级维护和扩展性不强的问题，还能增强系统的重用性和安全性。

J2EE一般分为四个层次，每个层次都由不同的服务器支持和维护，当要修改某个层次时不会影响其他层次的结构。

这四个层次分别是，在客户端承载用户组件的客户层，在此种服务器中可以加载页面逻辑的web层，此类服务器能够加载业务量逻辑的业务层，也可以使与企业信息相关系统软件层得到有效的运行。

J2EE的四层模型结构如图2-1所示。

图2-1J2EE的四层模型结构

2.2Struts+Spring框架

2.2.1Struts框架

Struts属于一类开发性的应用模型。

近年来，此项技术得到了快速的发展。

该框架已经在JSPWeb中得到了广泛的应用。

发展之初，Web服务是以JSP为中心的运行状态。

在JSP的主要作用是表现与控制逻辑。

这样的方式，在页面规模很小的项目上无法体现出缺点，但是当项目规模扩大，页面间关系交错复杂时，如果将一张页面进行修改，那么它就会对其他页面产生一定的影响，进而使整个程序的运行受到严重的影响。

同时，如果同时打开页面与逻辑开发，这样将会对分工合作与代码产生较大的影响，使程序不再具有可延展性[23]。

为了改进上述不足，在web服务中加入控制器，而控制器包括servlet，客户端的需求将不再直接发传送至JSP页面，而是经由中央指挥者传送控制器，随后控制器会结合实际需要对业务逻辑进行调整，这样得到的结果将会反馈到页面中。

这样便于将业务逻辑从JSP文件剥离出来，JSP文件也就净化为一个单纯完成显示的构建，即View视图层。

而担当控制器的servlet则被赋予control控制，进行处理的事务逻辑便成为了Model模型，即MVC。

Struts就是一种具体实现MVC理念的程序框架。

可以使用servlet的接受客户发出全部需求。

随后结合实际的参数与Struts配置内的ActionMapping，此后请求将会由Action进行处理，这些共同组成了Struts的控制器[24]。

2.2.2Spring架构

Spring框架是个轻量级的JavaEE框架。

最核心的理念是IOC（Inversionofcontrol），即控制反转。

在控制过程中，对象可以向容器进行切换。

随后容器会结合配置文件来构建一些新型的实例，同时也要保证各个实例间形成一种相互依赖的关系。

这样就让一个对象的创建不用new了。

此种构建模式应用的原理是Java里的反射，以反射为基础使系统在运行过程中创建对象。

当Spring开始运行时，可以结合相关的配置文件来构建动态对象以及调用对象中的方法[25]。

Spring另一个核心就是AOP（Aspect-OrientedProgramming