基于三层架构的网络信息平台数据库优化与实现

张雅茹

(连云港开放大学继续教育学院 江苏 连云港 222000)

0 引言

随着网络数据库的逐渐发展,融合大数据、人工智能等信息化技术手段,构建基于SSH(struts+spring+hibernate)三层架构的网络信息平台,实现网络大数据的优化存储设计。文中以数字化图书馆为例,在图书馆网络信息平台数据库的建设中,需要通过数据图模型特征分析方式,在业务逻辑层中通过语义特征分析模式实现系统数据库的建立。数字化图书馆是“超大规模”,可跨越数据检索的海量智能化信息资源库,其以电子文档形式采集、存储数据信息,并对其进行存储和管理,实现知识增值。

1 SSH三层架构概述

SSH三层架构,主要划分为界面表示层、业务逻辑层和数据访问层,其中界面表示层通过Struts结构来采集、应答用户端的数据信息;业务逻辑层通过Spring配置文件对用户端采集的数据信息进行加工处理,并对整体的逻辑架构进行管控;数据访问层通过Hibernate体系实现数据库资源与程序间的共享和互动[1]。基于三层架构的自身属性而言,其在实际应用过程中不仅能够提升计算机访问海量数量信息的速率,而且还能实现人机之间的数据共享,提高计算机操作效率具有显著的价值。

三层架构主要是用户将自身需求上传至界面表示层,界面将获取的数据信息传递至业务逻辑层面,进而将数据信息请求传递至数据访问层面进行及时操作;然后数据访问层在数据库内比对用户提供的数据信息,将最终比对结果反馈至业务逻辑层,业务逻辑层依次将结果反馈至界面表示层,最后成功抵达用户端,实现数据信息的交互共享,如图1所示。

图1 三层体系架构示意图

2 基于三层架构的网络信息平台的系统需求分析

2.1 图书馆信息平台系统用户需求分析

图书馆信息平台系统,其通过大数据、云计算、人工智能等技术手段,将馆藏的图书数据资料通过电子化形式呈现给大众,针对不同的用户类型提供个性化的服务模式,同时对注册用户及相关管理人员进行统一的安全监管,保证系统安全、稳定地运行。

2.2 图书馆信息平台系统性能需求分析

图书馆信息平台系统在实际应用层面,不仅满足Windows操作环境下用户的基本使用习惯,而且还具有较高的可视化界面、操作简便,为用户提供良好的体验感[2]。图书馆信息平台系统在性能需求方面的具体要求为:

(1)可靠性

该网络信息平台在实际应用过程中,服务设备的配置需满足新增文档容量的需求标准,最大限度上满足外部用户访问的总承载量,即最低标准为承载20万册图书容量、150人同时下载需求,并在不改变任何系统资源配置的情况下,实现MySQL至Oracle数据库之间的自由切换。

(2)高效性

该网络信息平台需在现有资源配置的基础上提升系统运行速率,基本设计目标为运行周期T=365×24、基本应用效率P≥99%、图书检索时长t≤3 s,网络Web界面的应答时长t≤2s[3]。

3 基于三层架构的图书馆信息平台系统的架构设计

3.1 图书馆信息平台系统总体架构

对于图书馆信息平台系统而言,其内部涉及的用户个人隐私数据、电子图书资料数据、系统平台交易记录等都具有一定的敏感性,需确保数据信息的安全。因此,根据数据信息的安全属性,将系统划分为两个部分,即网络前端、信息后端,其中网络前端主要面向广大用户群体,实现数据信息的查询和更新;信息后端主要是管理中心,监督管理用户、对系统内部的数据进行操作处理,具体如图2所示。

图2 图书馆信息平台系统总体架构示意图

图书馆信息平台系统的网络前端,其是网络系统与用户关联最为密切的部分,整个系统内与用户之间存在关系的功能均在此部分呈现。该系统网络前端的主要特征表现为:系统访问需求量大、数据信息交互频繁、网络运行安全稳定、数据应答反馈速率高、并提供高品质的用户体验感。

为了进一步提升系统的开发速率、增强系统的整体的鲁棒性,图书馆信息平台系统在网络前端开发设计过程中,将引入Struts2、Spring框架体系结构,并在图书展示板块采用静态化的模式,无需直接从数据库内获取相应的数据信息,在一定程度上降低系统服务设备的整体压力[4]。与此同时,系统网络前端的静态化页面将使用Free Marker框架结构,便于后期系统的模块设计。信息后端是系统参数设置、数据安全管理的综合服务中心,其在实际运行过程中不仅需要及时更新系统数据,还需对系统内部的数据进行分析,生产数据报表等。信息后端架构将按照三层体系模式进行设计,并采用SSH 框架结构进行开发。

3.2 图书馆信息平台系统SSH三层架构设计

图书馆信息平台系统主要通过SSH三层架构进行开发设计,其中界面表示层采用Struts结构形式,通过JSP页面来采集数据信息,并将其展示在Web网络界面;业务逻辑层通过Spring结构的配置文件资源,对其采集的数据进行加工处理,并对系统内部逻辑进行监管;数据访问层采用Hibernate架构模式,实现数据库资源与程序间的数据互通,资源共享,如图3所示[5]。

图3 图书馆信息平台系统SSH三层架构设计示意图

图书馆信息平台系统采用SSH三层架构的原因在于,其能够增强系统整体的稳定性,降低系统数据发生耦合的风险,满足系统多元化的需求。但任何技术手段都具有“两面性”,该分层技术在提供各种优势资源的同时还存在一些弊端,其会对系统的整体性能造成影响,当对系统的访问需求提出较高要求时,如图书关键词高级查询、检索等,其允许客户端直接与数据访问层建立联系,并应用JDBC的数据访问机制。

4 基于三层架构的图书馆信息平台系统数据库优化设计

4.1 图书馆信息平台系统的数据库的设计理念

对于图书馆信息平台系统的数据库设计而言,其在满足系统软件环境、硬件设施的前提下,设计出应答反馈时长最短、数据承载量最大、占用系统内存最低的数据库模式,从而将系统平台与数据库之间建立相应的联系,使该系统在数据信息存储、处理等方面发挥最大效用,满足用户的个性化需求。

从用户层面分析,数据库作为系统提供数据的核心,辅助管理中心对系统内部的数据进行管理和操作。数据库在实际应用过程中,按照一定的运行规则将采集的数据信息进行加工,从而为用户提供多元化的数据服务,以便用户能够在最短的周期内获取有用数据信息,增强用户的满意度[6]。

4.2 图书馆信息平台系统的数据库设计过程

对于图书馆信息平台系统的数据库设计而言,其主要分为如下几个环节:

(1)系统需求分析环节。该环节主要是站在用户的层面,对系统的数据及运行规则进行深入分析,将采集的数据信息进行整合,并通过特定模式进行展示,数据库设计人员需剖析用户潜在需求,精准掌握用户的设计目标。该环节是整个系统优化设计的基础,只有将环节处理得当,最终才能呈现出令用户满意的高质量“作品”。

(2)体系架构设计环节。该环节是系统数据库设计的核心部分,通过对用户个性化需求的深入分析和总结,开发设计满足用户目标的数据组织和存储模块,形成具体的体系架构模型。

(3)数据库设计环节。该环节主要是为整个系统的安全、稳定运行选择数据模型,选取的标准需包括存储架构、存储模式等,使其满足系统的物理体系架构需求。

(4)数据库实施环节。该环节将数据逻辑架构与数据库物理设计相结合,通过数据库管理系统配置的逻辑语言,建立满足系统需求的数据库,并将采集和汇总的数据导入数据库内,根据需求对系统运行程序进行调试,使其满足系统的性能设计要求。

(5)数据库运行维护环节。经过数据库实施环节后,数据库将初步进入试运行阶段,在正式运行前期需对数据库进行不断地优化和升级,保证整个系统的安全稳定运行,并确保数据库内的数据编码具有唯一性。

4.3 图书馆信息平台系统的数据库的优化设计及维护

图书馆信息平台系统的数据库安全性规划设计,是整个系统的重要组成部分之一。用户成功登录图书馆信息平台系统后,可根据自身需求查阅、下载、分享系统内的相关数据信息,因此保证系统内数据的安全性是非常必要的。为降低系统被恶意攻击的风险,防止系统内数据被病毒等篡改,需要引入大数据、人工智能等信息化技术手段,对系统内数据信息进行有效保护,从而在增加企业经济效益的同时,吸引更多人使用该系统。

对于系统内的数据信息而言,其潜在的风险主要来源于网络病毒、黑客攻击、访问控制等。对于图书馆信息平台系统而言,其可建立的防护策略主要为:

(1)建立用户访问控制机制。对已注册系统账户的用户,限定其需从指定的服务终端设备IP地址进行网络访问,未注册用户禁止访问,同时已注册用户禁止通过其他IP地址直接与系统数据库互联。

(2)系统访问唯一性。为防止用户直接与系统数据库相连,当用户成功登录系统后,需通过系统指定应用程序访问数据库,禁止其他途径访问。

(3)用户密码加密操作处理。当用户注册账户时,需要密钥级别较高的密码设置机制,同时系统对用户设置的密码进行加密处理,使密码不会出现明文形式。

在图书馆信息平台系统数据库的运行过程中,其物理模式的数据存储也会发生显著的变化,因此该系统的数据库优化是一个长期、持久的工作。

对于该系统数据库的优化及维护工作而言,其需要从以下几个方面入手:

(1)系统设置综合管理中心,并设置系统管理员,只有其有权限修改系统设置,对系统的数据库进行直接管控。

(2)在升级更新系统数据库时,不能直接修改系统数据库内的参数,需进入程序参数界面,通过程序运行模式修改,避免数据不同步情况的发生。

(3)系统数据库通过数据脚本参数形式,自动完成数据备份工作,但其仅能保留7天数据,到期后数据将自动删除,此时可根据数据信息的机密程度,定期将即将过期的数据备份至其他设备。

(4)根据系统服务设备的硬件设置及实际应用状况,及时升级优化系统数据库的参数配置,保证系统安全稳定运行。

5 基于三层架构的图书馆信息平台系统的实现

基于三层架构的图书馆信息平台系统的软件开发环境,其主要包括系统开发设计阶段My Eclipse、系统应用服务设备Tomcat 5.5.27、系统Java语言编译转换设备jdkl.5、系统数据库MySQL,系统模块主要实现功能为:

(1)图书管理模块:该模块主要实现图书系统的数据新增、全书电子文档录入、图书试读文本录入(录入时间、文件名称、图书标识、存储URI地址),图书数据修改等功能。

(2)图书检索模块:该模块主要对系统内存储的数据进行查询、检索,并根据检索情况记录时间、图书名称、用户信息等。采用jsp+struts2+java bean架构模式,在满足系统查询、检索速率的基础上,需增强系统代码参数的维护价值。系统业务逻辑层采用struts2完成,其将采集获取的数据信息进行传输,同时数据库通过JDBC结构实现数据信息的操作处理。

(3)图书下载及查看模块:系统为注册用户提供图书下载功能,用户可根据自己实际需求查询、下载、分享图书。当用户成功登录系统后,通过检索查询自己所需要的书籍,点击图书阅读后,系统会自动弹出下载所需的费用,用户直接支付即可,若余额不足可更换支付途径,当成功支付后可下载查看书籍。

(4)定时更新模块。系统调用syn Data Service结构中的 syn Data,实现两个数据库间数据信息的优化升级,确保数据库数据信息的安全性,定期更新系统时,可自行对重要文件进行备份操作。

6 结语

综上所述,随着科学技术的不断创新与发展,数字化图书馆建设已成为衡量一个国家网络信息平台建设的重要标志。文中以数字化图书馆为例,提出基于三层架构的网络信息平台数据库优化,该图书馆信息平台系统主要采用了My Eclipse + Tomcat 5.5.27 + jdk1.5+ MySQL的模式,将Window操作系统作为开发运行环境,实现图书管理模块、图书检索模块、图书下载及查看模块、定时更新模块等安全、稳定地运行。