设计模式和RBAC在教学管理系统中的应用研究

论文摘要

本文以教学管理系统开发项目为背景,重点研究面向对象技术中的设计模式以及基于角色的访问控制（Role-Based Access Control,RBAC）在系统开发中的应用。教学管理系统的目的在于构建一个可复用的、可扩展的,适用于学年制、学年学分制及完全学分制教学管理的基础平台。教学管理系统涵盖了学籍管理、教学计划、培养方案、信息服务等范围。在实际开发过程中,随着业务需求的改变,业务规则、数据处理方面均要发生相应的改变,采用传统软件开发方法将造成系统的不稳定,降低系统的可维护性。而设计模式的使用有助于封装变量和变化,因此本文将面向对象中的设计模式结合到教学管理系统开发过程中来提高系统的灵活性,降低业务需求变化对教学管理系统产生的影响。另一方面,访问控制是系统安全的重要组成部分,它能够保障授权用户在权限范围内获取所需资源,拒绝不合法的访问。虽然在大多数的应用系统中都应用了RBAC模型来建立权限管理模块,但传统RBAC模型只专注于粗粒度系统功能访问控制,细粒度的访问控制大多需要在业务逻辑中编码实现,这就导致了业务逻辑、细粒度访问控制逻辑和访问控制判断逻辑混淆在一起,降低了系统的灵活性和可维护性。本文在传统RBAC模型的基础上提出一种细粒度访问控制模型ERBAC,并将ERBAC与最初应用于Linux操作系统的通用访问控制框架（Generalized framework for access control,GFAC）相结合,提出一种基于ERBAC和GFAC的访问控制框架GFEAC,最后将GFEAC框架应用于教学管理系统中。首先给出了系统的总体功能设计,分析了系统中的参与者及主要用例。然后介绍了系统的体系结构设计及实现策略,详细阐述了几种经典设计模式在系统体系结构实现中的应用。接着提出了一种基于RBAC的细粒度访问控制模型ERBAC,给出ERBAC的形式化描述。并将ERBAC模型与最初应用于Linux操作系统的通用访问控制框架GFAC相结合,提出一种基于ERBAC和GFAC的访问控制框架GFEAC,最后介绍了GFEAC框架在教学管理系统中的应用实现,包括数据表设计及GFEAC框架中三个核心模块的设计实现。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目标和意义
• 1.3 论文结构
• 第二章 相关技术研究
• 2.1 基于角色的访问控制
• 2.1.1 访问控制
• 2.1.2 传统访问控制技术
• 2.1.3 RBAC模型
• 2.2 设计模式
• 2.2.1 设计模式的相关概念
• 2.2.2 设计模式的应用
• 2.2.3 几种经典设计模式简介
• 2.3 本章小结
• 第三章 基于设计模式的教学管理系统的总体设计
• 3.1 系统功能设计
• 3.1.1 系统参与者
• 3.1.2 系统用例分析
• 3.2 系统体系结构设计及实现策略
• 3.2.1 系统体系结构设计
• 3.2.2 系统体系结构的实现策略
• 3.3 设计模式在系统体系结构设计中的应用
• 3.3.1 Facade 模式在业务外观层的应用——实现系统层次间的松耦合
• 3.3.2 DTO模式和DAO模式在数据层的应用——实现数据源的透明访问
• 3.3 系统开发工具的选择
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于RBAC的细粒度访问控制模型ERBAC的研究及其应用框架的实现..
• 4.1 一种基于RBAC的细粒度访问控制模型ERBAC
• 4.1.1 问题提出
• 4.1.2 基本思想
• 4.1.3 ERBAC的形式化描述
• 4.1.4 实例分析
• 4.1.5 效果评价
• 4.2 一种基于ERBAC和GFAC的访问控制框架GFEAC
• 4.2.1 通用访问控制框架GFAC
• 4.2.2 基于ERBAC和GFAC的访问控制框架GFEAC设计
• 4.3 GFEAC在教学管理系统中的应用
• 4.3.1 关系数据库表设计
• 4.3.2 访问控制信息模块ACI的设计
• 4.3.2 访问控制决策模块ADF的设计
• 4.3.3 访问控制实施模块AEF的设计
• 4.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献