基于网络环境下软件开发实践平台的设计与实现

摘　要：研制基于网络环境的软件开发实践平台的主要目的是实现学校软件开发实践仿真化处理。从研制背景、平台设计、功能模块、技术特点、平台实施环境、平台及内容维护等方面介绍和描述了软件开发实践平台。平台在关注数据的组织、存储和读取等的同时，还采取了多种措施，如多级权限的设置以保证数据安全性；触发器和存储过程的使用以保证数据一致性；组合条件的自动生成、各种代码库的设置以保证系统的灵活性；通过技术培训、常规维护、软件升级、故障处理和内容维护，以保障平台的正常运行和内容的先进性等。

关键词：软件；平台；客户/服务器
1 研制背景
　　目前我国职业学校每年为软件企业培养了大量的IT人才，为我国IT产业发展起到了不可替代的推动作用。随着IT产业的迅猛发展，软件行业目前正处于高速发展期，对软件人才的需求从过去量上的追求到现在质上的要求，对软件人才的要求越来越严格，而目前我国职业学校软件人才培养普遍存在的问题是毕业生不能满足企业对软件人才的需求。
　　中国软件企业越来越成熟，对人才的需求发生了变化。随着IT产业的发展，软件企业和企业内部技术岗位的细分不断加剧；随着外包产业的发展，中国软件企业对从基础编程到项目管理的要求愈发提高；新的环境和市场要求，促使企业对软件人才的需求也有了新的变化，程序员在正确编写程序外，更重要的是如何在工作中遵循工程的思想和企业要求，编写出高质量的代码，程序员需要具有理解代码编写规则，编制清晰的文档，完善代码注释，遵守项目进度，制定个人工作计划，减少程序BUG等多项能力。同时软件企业的管理规范，使软件企业在需要程序员的同时，也需要大量的测试员、质量管理员（QA）、软件配置管理人员等，问题是如何能培养出多层次、多角度的软件人才。
　　为了解决这些问题，需要在企业和职业学校之间搭建桥梁，基于独有的实践能力提升共有平台来建立校内的软件开发实验基地，把软件企业的实际项目通过标准化、模块化后引进校内，在校内进行项目开发全过程的实际训练和培养。
　　软件开发实践平台是基于B/S架构的开放式软件平台，它主要是帮助学生通过“学习-实践-学习”的模式，提升其软件实践能力，同时它还可以作为教师的辅助教学工具被广泛应用教学领域。系统具有开放性和流程化的特点。其开放性使其可以涵盖软件开发、电子商务、嵌入式等多个软件领域，通过标准化的企业实战项目案例及系统化的知识体系为客户提供完整的理论和实践体系；其流程化的特点使其可以模拟企业实际开发流程，涵盖软件工程的全生命周期，提供从需求分析、基本设计、详细设计到实现、测试的体验式教育平台。
　　2 平台设计
　　2．1平台的系统架构
　　平台是一套基于互联网的系统，其网络拓扑结构如图：
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　在上图中，平台的中心服务器主要负责进行系统运行监控、软件版本更新、内容更新的、信息发布等工作。
　　客户子服务器建设在各职业学校机房或初衷实验室，它是学生实训任务的主要承担者，同时它又要和中心服务器进行连接，以上报运行状态和取得最新的内容。所以，它既要能和内网的客户端PC通信，同时也要具备访问外网服务器的能力。考虑到实际规模和负载情况，有可能需要1台以上的子服务器，如一台为主应用服务器，另一台为代码评估服务器，以达到优良性能。
　　客户端的电脑一般位于各个实训实验室，学生登录后是直接连接到子服务器。由于此平台是基于B/S架构，所以客户端不需要安装任何软件，这给管理上带来极大方便。
　　2．2平台的主要功能模块
　　下图为平台的功能框架图
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　平台的功能框架图
　　整个平台大体上可分为上下两层，其中底层为基础平台，上层为面向各个专业方向的内容支撑。
　　对于基础平台来说，主要包括以下7大功能模块：教务管理、案例管理、任务管理、绩效管理、知识点管理和系统管理。
　　教务管理子系统：包括项目经理，学生，班级，团队的基本信息管理，学生分组管理，学生的综合信息管理。
　　任务管理子系统：是系统训练的主要模块，包括专项任务管理和团队任务管理，专项任务主要着眼于基础技能的提高，它是提供各个单独的小任务，由个人单独完成；团队任务着眼于团队合作以及流程管理，模拟企业开发实际情况，提供一些需要多人参与的项目由团队分工来完成，这对于培养学生团队协作意识和熟悉软件开发流程有着很好的作用。
　　绩效评估子系统：对学生进行多方面的绩效评估。对于专业技能的评估方法是采用以项目本身的量化标准为主，以项目经理的主观判断为辅的方式进行。对于代码，在编码规约，代码性能等方面系统进行自动评估；同时，系统还提供对学生职业素养的评估，评估标准包括了学生参与训练的时间长短、阅读知识点的次数、技术论坛的有效发贴数等都可以作为学生职业素养的评估依据，结合团队成员的互评和项目经理的打分，再加上职业素养测评，可以较为真实地反映该学生的综合职业素养。
　　试题库子系统：包括试题制作，试卷制作，考试管理，自动评审，考试结果确认等功能；教师可以直接使用该功能进行考试，而不需要再像以前那种通过人工的方式来处理。
　　知识点子系统：包括知识点和课件的制作、修改、阅读等功能；知识点内容可能随着学习的需要不断扩充。
　　交流区子系统：为学生和项目经理提供一个能够实现分组讨论的BBS平台；同进也可以和企业的专家通过远程登录的方式解决学生和项目经理在训练中碰到的一些问题。
　　系统管理子系统：包括项目经理及学生信息的提交，用户登录和注销管理。同时，系统提供的标准案例也是在这里进行管理。包括案例的导入，案例相关信息的自动解析，案例基本信息的修改等功能。
　　对于平台的内容层来说，主要提供的是面向软件开发、电子商务、嵌入式系统等几大专业的内容体系，包括了知识库、项目案例库和试题库等内容。其中，知识库包含知识点和课件，知识点是一些相对零散的一些知识、技巧和经验，主要是以文本方式存在；课件是针对某个专业方向较为系统的介绍和教学材料，主要是PPT的形式提供；案例库是平台内容体系的核心部分，它整理了来自于企业的面向不同领域的多 个现实案例，然后按照规则进行标准化和模块化以后提供给教师和学生使用，它和团队项目开发流程高度相关。试题库主要是用来测试和考试的题库，学校可以直接借用该功能来组织考试，都是还可以自己制作和添加试题。
　　2.3 技术措施
　　（1）采用客户/服务器结构 本平台主要采用客户/服务器结构。数据被集中存放在数据库服务器中，合法用户通过网络访问数据。数据的集中存放便于保证数据的完整性与可靠性，同时在数据库服务器端采用存储过程以加快数据的处理速度，减少客户端的负担和处理等待时间。
　　（2）各种安全措施  网络在为我们工作提供便利的同时，也对应用系统的安全性提出了更高的要求。本平台主要采用以下措施以保证系统和数据的安全：
　　①网络系统级：系统基于网络环境，借助网络的安全措施将校内用户与校外用户分开，数据库服务器不允许外部用户访问。
　　②操作系统级：采用微软公司的Windows NT，给不同的用户设置不同的权限。
　　③数据库系统及用户界面级：设数据库系统管理员来专门负责数据库服务器，一个用户只有同时为操作系统和数据库系统的合法用户时才可使用数据库；在客户端，将用户分为系统管理员和一般工作人员两类；将权限分为读、写两种。用户信息在数据库中和通过网络传输过程中被加密。
　　采用日志保证数据操作的安全性和确定性。用户的任何操作都被记录在加密的系统日志中。系统日志只对具有最高权限的系统管理人员开放，其他用户无法存取。
　　（3）数据字典和组合条件生成器  在系统中设置数据字典，不仅系统中所使用到的各种代码有相应的代码表，各种复杂的测评规则也有相应的表。系统可以根据字典库中的数据动态生成各种测评规则。
　　（4）触发器与存储过程 使用触发器来保证数据的参照完整性。触发器是数据库管理系统中一类靠事件驱动的特殊的存储过程，用来监控有关数据库表中数据的修改操作。一旦修改事件发生，则相应的触发器自动执行预先定义好的“级联”操作，从而可以保证数据的参照完整性等复杂控制。
　　同时为了尽量减轻客户端的负担和简化客户的操作，在数据库服务器端使用了大量的存储过程。存储过程运行在有较高性能的数据库服务器上，从而可以在一定程度上减轻客户端的负担和压力。
　　（5）联机帮助系统 系统的各种用户界面均具有联机帮助按钮，帮助系统提供了详细的使用方法以及操作实例，即使未使用过本平台的用户借助联机帮助也能迅速掌握其使用方法。
　　3、平台的实施
　　3．1平台实施步骤
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　3.2软件技术实验室建设方案
　　3．2．1场地规划
　　    实验室：建议100平方米左右
　　    座位数量：一般一个实验室以容纳30-50人为宜
　　3．2．2计算机软硬件配置
　　导入此平台时，一般需要三台服务器：应用服务器、数据库服务器和自动评估服务器。根据学校的实际情况，也可以使用两台或者一台服务器。比如，两台服务器配置方案：应用+数据库服务，自动评估服务：一台服务器配置方案：应用服务+数据库服务+自动评估服务。
　　在配置硬件时需要考虑：（1）应用服务器承载最主要的业务，性能需要更好一些；（2）数据库服务器对于机器性能要求不是太高，只要硬盘空间比较大一些即可；（3）自动评估服务器的快慢和机器的CPU速度，还有硬盘等文件读写的速度直接相关，所以，CPU速度和硬盘的读写速度需要快一些。学生使用的计算机需要配置一些开发软件。
　　3.3网络及其他配置
　　3．3．1硬件
　　千兆交换机，2~3台；路由器，1台；UPS，2台。
　　3．3．2软件
　　建模工具：Rational Rose,UMLet,ArgoUML等；
　　版本管理软件：SVN或者CVS等。
　　3．3．3网络配置
　　应用服务器：独立IP地址，双网卡，一路连接内网，另外一路能够访问互联网，可连接到平台中心服务器；
　　代码评估服务器/数据库服务器：独立IP地址，与应用服务器的内网地址处于同一网段；
　　学生/教师用计算机：动态分配IP地址，与应用服务器的内网地址处于同一网段。
　　4、平台系统及内容维护
　　4．1平台系统维护
　　4．1．1技术培训
　　为了保证平台系统在运行操作中始终处于可靠、良好的工作状态，将就使用操作、故障处理等方面内容向技术人员提供讲课、示范和指导等技术培训，并进行了上岗考核。
　　使用操作培训系指满足操作员和维护人员对系统所提供功能的使用方法的培训，培训内容如下：（1）系统的特点、架构及功能；（2）各个功能模块的操作步骤和使用方法。
　　日常维护方法的培训是保证对平台进行一般故障处理工作，培训内容如下：（1）系统配置要求；（2）系统安装调试方法；（3）日常维护方法；（4）常见故障的修复方法。
　　4．1．2常规维护
　　常规维护是系统正常运转的重要保证。常规维护的主要内容有：（1）建立系统运行档案；（2）每天监测系统运转状态，形成状态报告；（3）提醒学校定期进行系统维护。
　　4．1．3软件升级
　　技术人员需定期检查系统软件配置，分析系统能否满足应用需要，提出可能的改进建议，对必须升级的软件系统，做出升级计划。
　　4．1．4故障处理
　　在平台发生故障时，技术人员必须详细了解故障现象和可能引发故障的原因后，及时排出故障。
　　4．2内容维护
　　本平台的内容具有非常强的可扩充性，在实际使用中可以叠加源源不绝的内容上去；根据具体需求，不断制造和更新平台上的内容，通过企业专家和教师，一起编写知识点、课件等内容，使得内容的种类更多，针对性更强，实用性更高，让平台真正成为“内容的海洋”。
　　5结束语
　　设计上采用的先进技术和针对实际应用的多种技术措施保证了平台的开放性、灵活性、安全性、数据一致性、易用性和较高的响应速度。建立校内的软件开发实践平台，并把软件企业的实际项目通过标准化、模块化后引进校内，在校内进行项目开发全过程全景的实际训练和培养，通过这种“学习-实践-学习”的方式，为学生的职业生涯奠定坚实的理论和实践基础。
参考文献：
    [1]马宏伟等 校园网络环境下学生管理信息系统的设计与实现 山东建筑工程学院学报 2001年12月
    [2]上海睿亚训软件公司《PCIP方案书》 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/jsjlw/jsjwl/238335.html