1  绪论

1.1 项目背景

随着社会的发展和科技的进步，信息化时代的到来，各种智能的用电设备也随之而来，到目前为止最原始、最普遍的也就是计算机的使用，计算机软件的出现是计算机科学进步的非常大的转折点，对于计算机软件，现代计算机软件编写程序语言中用途最广泛的莫过于JAVA。在各种编程语言发展的今天，其仍然牢牢占据着计算机语言的核心地位，并衍生出Jsp、JavaEE和Struts2等多种先进的计算机技术，为计算机和软件科学的发展做出了巨大的贡献，也为人类的生产和现代社会的发展做出了非常卓越的贡献，各种基于Java的电脑软件和手机app面向市场开放。在航班飞行安全方面，据不完全统计，航班83.5%的事故发生在航班的起飞和降落阶段，2016年10月11日发生的虹桥机场跑道入侵事件充分说明了在机场调度和机长与塔台沟通的及时和清楚的指令发布对航班飞行安全的重要性，为了安全地帮助地面指挥员实行航班调度的重大职责，航班起降与协调管理系统就显得尤为重要了，他能实时管理航班信息，建立地面指挥员与机长之间的指令通信，这样对于航班飞行安全尤其是在机场及其空域时的航班飞行安全起到了至关重要的作用。

Java语言在现代计算机编程上是核心的且运用范围最广的语言，Java是面向对象的开元的一种计算机语言，运用广泛且灵活，且Java系统稳定，用Java语言进行编程是一种很好的选择。

1.2 项目目的

通过此次项目编写一个基于Java的机场航班起降与协调系统（机场航班调度系统）。通过此系统帮助机场地面指挥人员进行更加明确的航班调度和指令发送，尽可能减少航班调度的错误率，尽可能规避航班调度错误的风险，极大程度地避免空难的发生。减少地面指挥人员指令发布的失误率，与航班建立数据上的可视的指令发布，使航班在可能的无线电干扰的情况下可以正常起降。实时管理航班信息，建立地面指挥员与机长之间的指令通信。

1.3 项目可行性分析

本次项目是设计一个基于JAVA的机场航班起降与协调管理系统。

（1）在经济可行性上来分析的话，该软件是机场内部使用的一个指挥协调软件，属于航空安全投资，本软件开发成本并不高，软件和服务器数据库可以用机场原有的数据库进行开发，比起空难给航空公司造成的损失来说九牛一毛。

（2）在技术可行性上来分析的话，该软件主要运用了Java技术、jQuery-easyui和Mysql数据库技术。Java是到目前来说最稳定的、最可靠的软件开发工具；jQuery-easyui虽然是比较新的前台开发技术，但是他的界面新颖整洁，适合于功能性软件的开发；Mysql数据库也是许多大公司都采用的软件项目开发数据库，不仅稳定而且性能可靠，可以用作本次软件的开发。

（3）在法律可行性上来分析的话，该软件使用的技术都为开源的软件开发工具和语言，虽然Java等开发技术都存在Sun公司的版权问题，但是Java技术是可以免费使用的，没有涉及到法律上的侵权。

（4）在方案可行性上来分析的话，此次软件开发的很大一部分精力都放在了软件的需求分析和设计方面，设计出来的软件可以很好地去实现我们所要完成的软件预先设计的功能。

2  技术介绍

2.1Java技术

2.1.1 Java技术简介

在1995年5月Sun Micro systems公司推出了在计算机和软件领域跨时代的Java程序设计语言，即Java语言，Java语言技术的跨平台、动态的Web、Internet计算迅速被世界各大互联网和计算机软件公司看好，成为了全球运用最广泛的计算机程序设计语言。

Java是支持Internet计算的面向对象程序设计语言，它在C++语言面向对象的基础上增加了许多新的特性，成为了一种更加完善的面向对象的计算机语言。Java语言是高级计算机语言，比C语言更加简单、方便，而且和C++语言相比去除了多继承等的特性，Java语言只有单继承和接口继承等，使程序员写起程序来更加地方便、快捷。Java语言具有一定的健壮性，其安全检查机制是一个非常好的机制，可以及时地发现程序的错误和隐患，以及进行异常处理。Java语言除了本身的安全特性外还提供了防止恶意代码攻击的安全机制，Java语言和它的系统都具有很强的可移植性。

Java程序中的类可以动态地被载入到运行环境中，可以方便地去移植项目。Java的面向对象的特性以及多线程、可移植、高性能和动态性的特征，还有平台兼容的特性导致了Java技术被广泛运用。

2.1.2 Java面向对象的特征

抽象：

抽象就是只选择其中的一部分，不需要了解全部问题，以此来充分表现出当前主题，抽象主要包括过程抽象和数据抽象这两个方法，过程抽象就是利用我们的计算机代码来表现对象的行为特征；而数据抽象就是利用我们的计算机代码来表现对象的特征。它们一个是针对对象的行为特征，一个是针对对象的属性特征。

继承：

继承是一种联结类的层次模型，就是从已经存在的类里面去派生一个新的类，这个新类被成为子类，原来的类被称为父类。Java只支持单继承，是通过extends方法来实现的。Java的单继承不但提高了代码的复用性，同时也使软件的开发效率有了进一步的提高。

封装：

封装就是把过程和数据包装起来，隐藏了类的内部实现机制，对数据的访问只能通过已定义的界面。其实是基于一个基本概念，即被描绘成完全封装对象的现实世界，通过一个被保护的接口来访问对象。从而在不影响使用者使用的前提下，可以改变类的内部结构，并且保护了数据。

多态性：

多态性就是不同类的对象对同一内容作出的不同反应，它包括参数化多态性和包含多态性，而且它具有灵活、抽象、行为共享等的有点，而且也很好地解决了函数的同名问题。

2.2Javascript和jQuery技术

2.2.1 Javascript技术简介

Javascript是一种基于Internet浏览器的脚本语言，他具有一定的网络安全性能，javascript可以和HTML以及CSS和基于Java的服务器语言组成一个完整的具有响应能力和数据处理能力的web网页，他是用来开发客户端的脚本语言，可以实现和用户进行软件前端的交互。Javascript既包括了Java服务器的特点，又包括了HTML的前端开发能力，他是两者的合二为一，他弥补了HTML的部分缺陷，也简化了客户端页面的跳转，但是又不会完全取代HTML和Java在网页和客户端设计中的重要性。

总的来说，Javascript是基于对象和事件驱动的一种具有简单性、安全性、动态性和跨平台性的描述语言，他可以直接实现页面的跳转而不经过服务器的处理，是一种与HTML兼容的脚本语言。

2.2.2jQuery-easyui技术简介

jQuery EasyUI是一组基于jQuery的UI插件集合体,它是为了帮助web前端开发程序员创造用户体验更好的、页面更丰富美观的客户端和网页而存在的，他是基于jQuery的一个插件，它有如combobox、menu以及tree等运用方法简单的UI控件。开发过程简单，运用相当方便，用它书写出来的页面简洁大方，是前端程序员很方便的开发工具。

jQuery EasyUI有以下几个特点：

1、基于jquery用户界面插件的集合；

2、为一些当前用于交互的js应用提供必要的功能；

3、EasyUI支持Javascript和HTML两种渲染方式；

4、支持HTML5（通过data-options属性）；

5、开发产品时可节省时间和资源；

6、简单，但很强大；

7、支持扩展，可根据自己的需求扩展控件；

8、EasyUI还存在很多不足，正在通过更新版本来不断完善。

2.3Jsp技术

Jsp的全称是Java Server Pages，是由Sun公司提出的一种动态网页技术标准，它和Java一样具有跨平台性，可以在现在流行的windows和Linux以及其他操作系统上运行。JSP通过Java语言编写的类XML和scriptlets来封装产生动态网页的处理逻辑，其网页还能通过tags访问服务器端的资源应用逻辑。Jsp最大的特点就是将网页的前端设计和后台程序分离，更加清楚和方便地进行网页和客户端的开发。

JSP的工作原理是web服务器在遇到Jsp网页操作和访问发出的页面请求时，首先执行我们所访问和需要相应的程序段然后将结果反馈给客户，Jsp里的Java服务器程序段进行数据库和服务器的响应然后实现动态网页的功能。所以Jsp和serverlet一样是通过服务器的响应来实现网页的动态响应的。

自从Jsp推出后就备受互联网巨头的喜爱和追捧，迅速成为了现在非常流行和应用广泛的服务器端语言，很多互联网公司都建立了兼容Jsp的服务器，比如IBM和Oracle公司。

2.4Mysql

MySQL是一种高性能的数据库管理系统，它的功能强大，具有非常强的灵活性以及多选择的API接口，它的特点就是成本低、性能高、可靠性良好，还有他的健壮性和易用性以及它的快速响应，使他不需要多少人力物力去创建和维护，运用很低廉的成本就可以做出高性能的数据库服务器。它是一个多用户、多线程的SQL数据库服务器，它所支持的SQL语言也成为了现在软件行业应用最广的数据库语言，说起SQL语言，它是一种标准化的语言，运用它来存取信息会非常方便和容易，上手度非常高，非常简单易学。MySQL被广泛运用到一些中小型的企业和网站，并且它的应用范围在逐渐地扩大，他的组织和管理很庞大的信息和基于web的库存查询是MySQL最突出的优点。它还可以减少记录编档的时间、灵活查找序列、灵活输出格式和多个用户同时访问MySQL数据库记录，成为了许多项目数据库的不二之选。

3  需求分析

3.1需求分析

需求分析就是指对要研究的问题进行详细的分析，仔细思考这个的要求，其中主要包括要输入的数据，要得到的结果。在做系统之前，我们必须做的就是需求分析。它主要就是确定开发出来的软件是做什么用的，它可以达到怎样的效果。

在软件的开发过程中，软件需求分析是尤为重要的一个步骤，它的主要工作是描述系统的范围、定义、功能以及性能需求，要用这个软件完成一个什么样的目的，这为了分析软件所有做的工作被成为需求分析。在软件开发的过程中它是至关重要的一个过程，它直接决定着软件设计方案是否会实现他的顾客要求的预期功能，是否会让顾客满意。

在此航班起降与协调管理系统中，参与到的人员有地面指挥人员和机长，地面指挥人员可以进行航班信息浏览、搜索和操作航班信息、发布航班指令、接收航班请求和获取航班动态。

图3-1 地面指挥人员端用例图

机长端具有查看航班资料信息、发送航班请求、接收塔台指令、更新航班状态等功能。

图3-2 机长端用例图

确定准备开发的软件的主要功能和系统的性能好坏是需求分析阶段的主要任务。在过去很长的一段时间中软件开发人员都忽略了软件需求分析的重要性，随着现在软件开发技术的成熟，广大软件公司开始重视这件事情了。如果在需求分析时我们没有认识到客户的正真需要，那么实际上最后设计出来的软件也不可能符合客户的期望，所以重做软件是一件非常耗时耗力的事情，我们要从需求分析开始就将软件项目做得更加精准。由于我做的航班调度系统分为地面指挥和机长两个部分，所以在需求分析方面，我也就这两个部分分开讨论。

3.2 地面指挥端需求分析

3.2.1地面指挥端需求描述

地面指挥端的需求分析：首先用户可以先可以在所设计的软件里浏览航班信息，可以搜索航班信息。可以对因为某种原因需要修改、删除的航班进行信息的修改和删除，对加出来的航班班次进行添加操作，发出航班指令和接收航班请求，还可以接收航班的实时状态。所以整理如下：

1.登录

2.浏览航班信息

3.搜索航班信息

4.操作航班信息

修改航班信息

增加航班信息

删除航班信息

5.发送航班指令

6.接收航班请求

7.修改航班指令

8.获取航班状态

3.2.2用户端用例表

表3-1指挥员登录用例表

用例名称	指挥员登录
功能简述	地面指挥员在上岗工作时需要进行登录以验证身份
前置条件	无
后置条件	指挥员进入指挥界面
基本流	通过输入指挥员编号、密码，并点击登录进入主界面
扩展流	如果指挥员编号与密码不符合，则提示出错。

表3-2航班信息浏览用例表

用例名称	航班信息浏览
功能简述	指挥员进入塔台指挥系统，对到港和出港航班信息进行浏览
前置条件	无
后置条件	对起飞航班进行排序、接收航班请求、发送航班指令
基本流	点击航班信息，对航班具体信息进行浏览

表3-3 航班信息编辑用例表

用例名称	航班信息编辑
功能简述	指挥员对航班信息进行编辑，对取消的航班进行删除
前置条件	无
后置条件	发出航班指令、接收航班请求
基本流	对航班信息进行删除、添加、修改操作

表3-4搜索航班信息用例表

用例名称	搜索航班信息
功能简述	对在港航班和即将到港航班信息进行搜索
前置条件	无
后置条件	通过搜索航班信息的结果，发送航班指令
基本流	通过输入航班号、降落和起飞时间，实现发送航班指令

表3-5发出航班指令用例表

用例名称	发出航班指令
功能简述	对所选择航班发出起飞、降落或者滑行指令
前置条件	已了解航班信息并选择发送指令的航班架次
后置条件	对航班发出指令，航班接收塔台指令
基本流	塔台发送航班指令

表3-6接收航班请求用例表

用例名称	接收航班请求
功能简述	塔台收到来自航班的起飞、降落或者滑行请求
前置条件	航班对塔台发出请求
后置条件	塔台对航班进行回应
基本流	塔台收到指定航班请求

表3-7航班信息修改用例表

用例名称	航班指令、请求修改
功能简述	在航班命令发送错误时对航班命令进行修改
前置条件	已发送航班指令
后置条件	无
基本流	对指挥命令进行修改操作

表3-8获取航班动态用例表

用例名称	获取航班动态
功能简述	收到指定航班的航班的已起飞、待起飞、已降落、待降落的状态
前置条件	机长反馈航班动态
后置条件	指挥员发送航班指令
基本流	塔台获取航班反馈的动态

3.3机长端需求分析

3.3.1机长端需求描述

机长端的需求分析：首先机长可以登录查看自己所飞航班的信息，可以对塔台发送航班请求，接收塔台所发送的航班指令，并实时更新和反馈航班状态所以整理如下：

1.登录

1. 查看航班信息
2. 接收塔台指令
3. 发送航班请求
4. 修改航班请求
5. 更新航班状态

3.3.2机长端用例表

表3-9机长登录用例表

用例名称	机长登录
功能简述	机长飞行前需要登录系统
前置条件	无
后置条件	无
基本流	机长输入编号和密码并点击登录按钮
扩展流	如果机长编号与密码不符合，则提示出错。

表3-10航班资料信息用例表

用例名称	航班资料信息
功能简述	系统显示此次航班资料信息
前置条件	机长登录
后置条件	发送航班请求
基本流	系统显示此次航班飞行区间、起飞和降落时间

表3-11发送航班请求用例表

用例名称	发送航班请求
功能简述	航班在待起飞或待降落时向塔台发送航班请求
前置条件	了解此次航班信息
后置条件	接收塔台指令
基本流	机长发送航班请求指令

表3-12接收塔台指令用例表

用例名称	接收塔台指令
功能简述	塔台对航班发送指令机长接收塔台指令
前置条件	塔台对指定航班发送指令
后置条件	无
基本流	机长接收塔台指令

表3-13发送航班请求用例表

用例名称	修改航班请求
功能简述	航班在请求信息出错时修改航班请求信息
前置条件	已发送航班请求
后置条件	接收塔台指令
基本流	机长对航班请求信息进行修改

表3-14更新航班状态用例表

用例名称	更新航班状态
功能简述	飞机在完成起飞或降落操作或准备完成起飞和降落操作时向塔台发送航班状态
前置条件	无
后置条件	塔台发送航班指令
基本流	机长反馈航班的实时状态

3.4机场航班起降与协调管理系统模块图

图3-3 功能模块图

3.5机场起降与协调管理系统E-R图

图3-4 E-R图

4  系统及功能设计

4.1 项目组成

4.1.1 数据库端

数据库端主要把地面指挥员、机长及其相关的各种信息存储在数据库表中，方便服务器对数据的增删改查，从而达到客户端对数据库信息的增删改查。这里用Mysql中的表来记录各种数据。

4.1.2 服务器端

服务器端与客户端交互，把客户端所传来的数据，请求相对应的操作，调用方法，连接数据库对数据库进行相对应地面指挥员及机长想对数据做出的增删改查，从而达到记录数据的效果。

4.1.3 客户端

客户端安装于机场塔台和航班的设备中，与用户直接交互，对于用户的操作向服务器端发出请求，等待服务器响应。服务器成功响应从而达到地面指挥员和机长想得到的信息及做出相应的操作。这里用eclipse中的浏览器代替。

4.2 数据库的分析与设计

数据库是软件进行信息管理的命门，数据库设计是否清晰、简介直接关系到系统开发和维护的成本。数据库分析包括概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计。在此系统进行需求分析时已经分析并画出了数据库E-R图（概念结构设计），所以这里着重讨论数据库的逻辑结构设计和数据库表的分析和设计（物理结构设计）。

4.2.1 数据库逻辑结构设计

数据库的逻辑结构设计就是把概念结构设计阶段设计好的基本E-R图转换为与选用的 DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。在进行数据库逻辑的设计时，要确认数据库的逻辑结构，还要保证数据库的完整性和安全性，明确指出数据记录由哪些表项组成，以及数据库数据的类型和取值范围。

在数据库逻辑结构设计中，由我们之前设计的机场航班起降与协调管理系统E-R图可以得出以下关系数据模型（关系中下划实线为主键，下画虚线为外键）：

机长（机长编号，姓名，密码）；

地面指挥（指挥员编号，姓名，密码）；

机长客户端（机长编号）；

地面指挥客户端（指挥员编号）；

航班信息（航班编号，航班号，飞行区间，起降时间，航班状态，指挥员编号，机长编号）；

指挥信息（编号，指令、请求编号，指令、请求名称，发出端，指令、请求内容，

航班编号，发布时间，指挥员编号，机长编号）。

4.2.2 数据库表的分析

根据对地面指挥员端和机长端的需求分析，首先必须登录才可以进行进一步操作，所以首先需要有指挥员表：t_User；机长表：t_Polit；还需要航班信息表t_Grade；在航班进行实时通信时，还需要航班请求和指令表：t_Standard，整理如下：

1. 指挥员表：t_User
2. 机长表：t_Polit
3. 航班信息表：t_Grade
4. 航班指挥信息表：t_Standrad

4.2.3 数据库表的设计

1. 机长表的设计：t_Pilot包括机长编号PoliteId（主键）、机长姓名PoliteName、机长密码PolitePassword。

表4-1 机长表

字段名	字段类型	是否可为空	字段含义	注释
PoliteId	INT	N	机长编号	主键
PoliteName	VARCHAR2(20)	N	机长姓名
PolitePassword	VARCHAR2(20)	N	机长密码

1. 航班信息表：t_Grade包括航班编号gradeId（主键）、航班号gradeName、起降时间gradeDate、飞行区间gradeLine、航班状态gradeState。

表4-2 航班信息表

字段名	字段类型	是否可为空	字段含义	注释
gradeId	INT	N	航班编号	主键
gradeName	VARCHAR2(20)	N	航班号
gradeLine	VARCHAR2(100)	N	飞行区间
gradeDate	VARCHAR2(100)	N	起降时间
gradeState	VARCHAR(100)	N	航班状态

1. 航班指挥信息表：t_Standard包括编号；编号staId（主键）；指令、请求编号staNo；指令、请求名称staName；指令、请求发出端sex；指令、请求内容staDesc；航班编号gradeId（外键）；指令、请求发出时间staDate。

表4-3 航班指挥信息表

字段名	字段类型	是否可为空	字段含义	注释
staId	INT	N	编号	主键
staNo	VARCHAR2(20)	N	指令、请求编号
staName	VARCHAR2(20)	N	指令、请求名称
sex	VARCHAR2(10)	N	发出端
staDesc	VARCHAR2(300)	N	指令、请求内容
gradeId	INT	N	航班编号	外键
staDate	VARCHAR2(50)	N	发布时间

1. 指挥员表：t_User包括指挥员编号userId（主键）、指挥员姓名userName、指挥员密码userPassword。

表4-4 指挥员表

字段名	字段类型	是否可为空	字段含义	注释
userId	INT	N	指挥员编号	主键
userName	VARCHAR2(20)	N	指挥员姓名
userPassword	VARCHAR2(20)	N	指挥员密码

4.2.4 数据库表的关联

机场航班起降与协调管理系统程序共有四个数据库表，机长表t_Pilot和指挥员表t_User存储机长和指挥员的登录信息数据，不需要关联。而航班指挥信息需要指定是某一航班对应的指挥信息，所以航班信息表t_Grade和航班指挥信息表t_Standard需要建立主外键关联，如图所示：

图4-1 数据库关联图

4.3 项目流程图

本项目分为地面指挥人员端和机长端两个端口来进行描述。

1.地面指挥人员端在未登陆的情况下，不能进入系统主界面，只有在登录后才可以进入指挥员界面，对航班信息进行浏览；然后查看是否有飞机晚点航班信息需要修改、取消航班以及添加航班；之后获取指定航班动态，并发送与接收指令，直至航班离开机场管辖空域脱离管制。对待降落航班下达降落指令和接收航班请求，直至航班降落完成。

图4-2 用户端流程图

2.机长端在登录状态下，才可以进行机长端操作，机长首先查看航班信息，然后更新航班状态，对塔台发送请求并接收塔台指令，并实时更新航班状态，直至航班完成起飞或降落动作。

图4-3 机长端流程图

4.4 指挥员端功能设计

首先建立DynamicWebProject工程：CommandInfoManage；其次建立后台数据库链接和服务器连接，需要建立以下包：

数据库链接：com.java1234.dao;

工程模型：com.java1234model;

工具类：com.java1234.util;

服务器：com.java1234.web；

如图4-4所示

图4-4 指挥员服务器

需要建立与指挥员交会的客户端，如图4-5所示：

图4-5 指挥员客户端

4.5 机长端功能设计

首先建立DynamicWebProject工程：AcceptInfoManage；其次建立后台数据库链接和服务器连接，需要建立以下包：

数据库链接：com.java1234.dao;

工程模型：com.java1234model;

工具类：com.java1234.util;

服务器：com.java1234.web；

如图4-6所示

图4-6 机长系统服务器

需要建立与指挥员交会的客户端，如图4-7所示：

图4-7 机长系统客户端

5  项目环境的搭建

5.1 JDK的安装

5.1.1 JDK-7u15的安装

安装JDK-7u15，如图5-1所示：

图5-1 安装JDK-7u15

5.1.2 JDK环境变量的配置

配置JDK环境变量，如图5-2，图5-3，图5-4所示：

图5-2 配置JDK环境变量JAVA_HOME

图5-3 配置JDK环境变量CLASSPATH

图5-4 配置JDK环境变量Path

5.2 数据库的安装

5.2.1 数据库Mysql的安装与配置

mysql-essential-5.1.32-win32数据库的安装，如图5-5所示：

图5-5 mysql-essential-5.1.32-win32数据库的安装

mysql-essential-5.1.32-win32数据库的配置，如图5-6所示：

图5-6 mysql-essential-5.1.32-win32数据库的配置

5.2.2 SQLyog10.2的安装与配置

SQLyog10.2是32位Mysql数据库的图形界面直接解压就可以使用了，安装如图5-7所示：

图5-7 SQLyog10.2的安装

5.3 服务器端的安装

5.3.1eclipse LUNA的安装与配置

eclipse LUNA直接解压就可以使用，如图5-8所示：

图5-8 eclipse LUNA的安装

5.3.2 apache-tomcat-7.0.77的安装与配置

apache-tomcat-7.0.77的安装如图5-9所示：

图5-9 apache-tomcat-7.0.77的安装

apache-tomcat-7.0.77安装完成后需要在eclipse LUNA中配置tomcat服务器并启动运行，结果如图5-10所示：

图5-10 apache-tomcat-7.0.77运行结果

6  系统的实现

6.1登录功能的实现

6.1.1 指挥员登陆

打开软件，进入地面指挥登录界面，如图6-1所示：

图6-1 地面指挥登录界面

地面指挥员登录页面用户名为userName，密码为password，登录按钮为submit按钮，重置按钮为button按钮。

当点击登录时，服务器会进行用户名密码的验证，当用户名和密码为空时，显示用户名密码为空；当用户名密码错误时显示用户名密码错误。当验证正确时，跳转到index.jsp页面，运用到了数据传递的doget和dopost的方法。下面列出了doGet和doPost的主要方法，服务器端部分代码如下：

protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException { this.doPost(request, response); } protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException { String userName=request.getParameter("userName"); String password=request.getParameter("password"); request.setAttribute("userName", userName); request.setAttribute("password", password); }

1. 1. 1. 机长登录

打开软件，出现机长登录界面，如图6-2所示：

图6-2 机长登录界面

机长登录页面用户名为userName，密码为password，登录按钮为submit按钮，重置按钮为button按钮。

当点击登录时，服务器会进行用户名密码的验证，当用户名和密码为空时，显示用户名密码为空、当用户名密码错误时显示用户名密码错误。当用户名密码验证正确时，跳转到index.jsp页面服务器端代码与地面指挥端服务器代码一致。

1. 1. 主界面的实现

6.2.1 地面指挥端主界面的实现

当登录成功后，进入地面指挥端主界面，主界面由功能菜单和含有两个分页的树组成主界面的功能，主界面由jquery-easyui实现。右上角可以读取当前登录的指挥员姓名和现在时间，左侧功能栏可以选择隐藏和显示。当点击树中相应的按钮时，触发服务器响应弹出对应窗口，窗口可以关闭。如图6-3所示：

图6-3 地面指挥系统主界面

左侧树中两个分页运用了jquery获取分页的值，其的跳转代码为：

$(function(){ //数据 var treeData=[{ text:"根", children:[{ text:"航班信息管理", attributes:{ url:"gradeInfoManage.jsp" } },{ text:"航班指挥信息管理", attributes:{ url:"standardInfoManage.jsp" } }] }];

右侧从登录页面获取地面指挥员的登录名，运用了jQuery语言，其代码为：

<div style="padding-top:10px;padding-rignt:20px;">当前用户： <font color="red" size="4">${currentUser.userName}</font></div>

若用户想不经过登录直接访问主页面，则是行不通的，因为页面中还加入了权限设置，防止跳过登录直接访问main页面，其代码为：

if(session.getAttribute("currentUser")==null){ response.sendRedirect("index.jsp"); return; }

在网页中还加入了一个时间控件，其代码为：

function startTime()           {               var today=new Date();//定义日期对象               var yyyy = today.getFullYear();//通过日期对象的getFullYear()方法返回年                var MM = today.getMonth()+1;//通过日期对象的getMonth()方法返回年                var dd = today.getDate();//通过日期对象的getDate()方法返回年                 var hh=today.getHours();//通过日期对象的getHours方法返回小时               var mm=today.getMinutes();//通过日期对象的getMinutes方法返回分钟               var ss=today.getSeconds();//通过日期对象的getSeconds方法返回秒               // 如果分钟或小时的值小于10，则在其值前加0，比如如果时间是下午3点20分9秒的话，则显示15：20：09               MM=checkTime(MM);            dd=checkTime(dd);            mm=checkTime(mm);               ss=checkTime(ss);                var day; //用于保存星期（getDay()方法得到星期编号）            if(today.getDay()==0)   day   =   "星期日 "             if(today.getDay()==1)   day   =   "星期一 "             if(today.getDay()==2)   day   =   "星期二 "             if(today.getDay()==3)   day   =   "星期三 "             if(today.getDay()==4)   day   =   "星期四 "             if(today.getDay()==5)   day   =   "星期五 "             if(today.getDay()==6)   day   =   "星期六 "             document.getElementById('nowDateTimeSpan').innerHTML=yyyy+"-"+MM +"-"+ dd +" " + hh+":"+mm+":"+ss+"   " + day;               setTimeout('startTime()',1000);//每一秒中重新加载startTime()方法         }

1. 1. 1. 机长端主界面的实现

当登录成功后，进入机长端主界面，主界面由功能菜单和含有两个分页的树组成主界面的功能，主界面由jquery-easyui实现。右上角可以读取当前登录的机长姓名和现在时间，左侧功能栏可以选择隐藏和显示。当点击树中相应的按钮时，触发服务器响应弹出对应窗口，窗口可以关闭，和地面指挥端功能相类似。如图6-4所示：

图6-4 机长系统客户端主界面

1. 1. 地面指挥管理功能的实现

6.3.1 地面指挥端航班信息管理功能的实现

点击地面指挥端中的航班信息管理按钮，弹出航班信息管理界面，界面可以关闭和刷新。航班可以进行搜索、添加、修改和删除等操作。若地面指挥人员想要查看指定信息的航班，那么输入航班名称即可搜索出对应的航班；若航班加出班次，则地面指挥人员可以点击添加添加航班信息，但是航班状态需要由机长进行填写；若航班班次取消，则点击删除按钮删除要取消的航班，若误点了已经起飞或者降落的航班的删除按钮，则弹出窗口航班正在运行，不能进行删除；若航班修改了架次，则点击修改按钮进行航班信息的修改。如图6-5所示

图6-5 航班信息管理

显示航班信息需要读取数据库，进行搜索操作时也需要读取数据库，其读取数据库的部分代码如下：

public ResultSet gradeList(Connection con,PageBean pageBean,Grade grade)throws Exception{ StringBuffer sb=new StringBuffer("select * from t_grade"); PreparedStatement pstmt=con.prepareStatement(sb.toString().replaceFirst("and", "where")); return pstmt.executeQuery(); } public int gradeCount(Connection con,Grade grade)throws Exception{ StringBuffer sb=new StringBuffer("select count(*) as total from t_grade"); }

服务器端需要读取每一条数据的行和页，这里服务器端也运用了doget和dopost方法。

数据操作有添加功能、删除功能和修改功能，如图所示：

图6-6 添加航班信息

图6-7 修改航班信息

图6-8 删除航班信息

在增加、修改航班信息时，航班信息的每个信息都是必输入项，所以设置一个输入字符的验证，用jquery进行验证直接调用easyui语句：required="true"

在执行增加、删除和修改操作时，会在数据库中读取和写入信息以数据删除和添加为例，其代码为：

public int gradeDelete(Connection con,String delIds)throws Exception{ String sql="delete from t_grade where id in("+delIds+")"; PreparedStatement pstmt=con.prepareStatement(sql); return pstmt.executeUpdate(); } public int gradeAdd(Connection con,Grade grade)throws Exception{ String sql="insert into t_grade values(null,?,?,?,?)"; PreparedStatement pstmt=con.prepareStatement(sql); pstmt.setString(1, grade.getGradeName()); pstmt.setString(2, grade.getGradeDate()); pstmt.setString(3, grade.getGradeLine()); pstmt.setString(4, grade.getGradeState()); return pstmt.executeUpdate(); }

6.3.2 地面指挥端航班指挥信息管理功能的实现

从主页面点击航班指挥信息页面，打开航班指挥信息分页，如图6-9所示：

图6-9 航班指挥信息管理

航班指挥信息管理的主要功能是航班指令的发布、航班指令的修改和删除，还有不同的条件查询。我们这里提供了各种不同条件的航班指令信息查询方法方便航班指令信息的查看和管理。当收到航班发出的请求或者遇到情况时，地面指挥端点击发布指令进行指令的发布，在发布指令界面可以向任意一搜航班发送信息。当信息发送错误时，可以点击修改指令进行修改，或者点击删除指令重新对指令进行发布。如图：

图6-10 指令信息发布

图6-11修改指令信息

图6-12 删除指令信息

在显示航班指令信息和执行航班指令信息的操作时，都需要访问数据库或者将修改写入数据库，以指令信息的读取为例，则我们需要如下代码：

public ResultSet standardList(Connection con,PageBean pageBean,Standard standard)throws Exception{ StringBuffer sb=new StringBuffer("select * from t_standard s,t_grade g where s.gradeId=g.id"); return pstmt.executeQuery(); } public int standardCount(Connection con,Standard standard)throws Exception{ StringBuffer sb=new StringBuffer("select count(*) as total from t_standard s,t_grade g where s.gradeId=g.id"); PreparedStatement pstmt=con.prepareStatement(sb.toString()); ResultSet rs=pstmt.executeQuery(); }

在删除航班信息时，如果航班已经发出指令，则不能删除航班，这就涉及到数据库的关联操作：

public boolean getStandardByGradeId(Connection con,String gradeId)throws Exception{ String sql="select * from t_standard where gradeId=?"; PreparedStatement pstmt=con.prepareStatement(sql); pstmt.setString(1, gradeId); ResultSet rs=pstmt.executeQuery(); if(rs.next()){ return true; }else{ return false; } }

1. 1. 机长端功能的实现

6.4.1 机长端航班信息显示的实现

点击机长端中的航班信息查询按钮，弹出航班信息查询界面，界面可以关闭和刷新。可以查看此次航班的信息，并对航班现在的状态进行实时的更新。在机长想要查看自己所飞航班的信息时，点击下拉框，选择自己将要飞行的航班班次；若航班状态发生改变，则点击更新航班状态按钮对航班状态进行实时更新。如图6-13所示：

图6-13 航班信息查询

显示航班信息需要读取数据库，进行搜索操作时也需要读取数据库，其读取数据库的代码与地面指挥端的代码基本一致。

服务器端需要读取每一条数据的行和页，这里服务器端dopost和doget方法代码也和地面指挥端的代码基本一致。

对指定航班状态进行更新，如图所示：

图6-14 更新航班状态

在更新航班状态时，会在数据库中读取和写入信息，代码为：

public int gradeCount(Connection con,Grade grade)throws Exception{ StringBuffer sb=new StringBuffer("select count(*) as total from t_grade"); if(StringUtil.isNotEmpty(grade.getGradeName())){ sb.append(" and gradeName like '%"+grade.getGradeName()+"%'"); } PreparedStatement pstmt=con.prepareStatement(sb.toString().replaceFirst("and", "where")); ResultSet rs=pstmt.executeQuery(); } public int gradeModify(Connection con,Grade grade)throws Exception{ String sql="update t_grade set gradeName=?,gradeDate=?,gradeLine=?,gradeState=? where id=?"; PreparedStatement pstmt=con.prepareStatement(sql); pstmt.setString(1, grade.getGradeName()); pstmt.setString(2, grade.getGradeDate()); pstmt.setString(3, grade.getGradeLine()); pstmt.setString(4, grade.getGradeState()); pstmt.setInt(5, grade.getId()); return pstmt.executeUpdate(); }

6.4.2 地面指挥端航班指挥信息管理功能的实现

机长端航班指挥信息管理的主要功能是航班指令的发布、航班指令的修改和删除，还有不同的条件查询。我们这里提供了各种不同条件的航班指令信息查询方法方便航班指令信息的查看和管理。当收到塔台发出的请求或者遇到情况时，机长端点击发布指令进行请求指令的发布，在发布指令界面可以向塔台发送信息。当信息发送错误时，可以点击修改指令进行修改，或者点击删除指令重新对指令进行发布。如图6-15所示：

图6-15 航班指挥信息管理

航班指挥信息管理的主要功能是航班请求的发布、航班请求的修改和删除，还有不同的条件查询，如图：

图6-16 请求信息发布

图6-17修改请求信息

图6-12 删除请求信息

在显示航班指令信息和执行航班指令信息的操作时，都需要访问数据库或者将修改写入数据库，则我们需要如下代码来访问数据库：

public ResultSet standardList(Connection con,PageBean pageBean,Standard standard)throws Exception{ StringBuffer sb=new StringBuffer("select * from t_standard s,t_grade g where s.gradeId=g.id"); PreparedStatement pstmt=con.prepareStatement(sb.toString()); return pstmt.executeQuery(); } public int standardCount(Connection con,Standard standard)throws Exception{ StringBuffer sb=new StringBuffer("select count(*) as total from t_standard s,t_grade g where s.gradeId=g.id"); PreparedStatement pstmt=con.prepareStatement(sb.toString()); ResultSet rs=pstmt.executeQuery(); }

7  系统的测试与维护

7.1 测试描述

在软件开发的生命周期中，软件测试是无处不在的，它是软件开发整个过程的非常重要的组成部分，软件完成的好坏就是由软件测试决定的。软件测试有静态测试和动态测试，所谓静态测试就是不需要去执行软件，而是直接用人脑的思维去评判软件的好坏；动态测试需要进行软件的运行，来检测软件的好坏。在软件的不同阶段也有着不同的软件测试程序，在软件初步开发阶段有单元测试，在软件开发中后期有集成测试和系统测试，最后在软件验收前有验收测试。从软件工程的算法角度分还有黑盒和白盒测试。

7.2 测试目的

1.确定该系统中的各数据信息和该测试的各个部件。

2.确定该系统能够很好的处理以下的几点功能：

地面指挥员端：

1.指挥员登录

2.航班信息的浏览

3.航班信息的操作

航班的删除

航班的添加

航班信息的修改

航班信息的搜索

4.指挥信息的操作

指挥信息的查询

指令的发布

指令的修改

指令的删除

机长端：

1.机长登录

2.航班信息的查询

3.航班指挥信息的操作

航班指挥信息查询

航班请求的发布

航班请求的删除

航班请求的修改

7.3 测试范围

1.单元测试，是指对软件开发中的最小可运行单元进行动态运行测试和静态测试，单元测试通常被用于测试在特定场景下所被测试的函数行为特征。

2.集成测试是单元测试的更高级阶段，它用来测试每个单元的协同配合情况，测试每个单元集成起来是否可以达到预期的效果。

3.系统测试是对系统整体在开发阶段进行的测试，他是测试所有集成模块所组成的完整系统的功能是否完善，是否与需求分析时确定的系统功能所吻合，是否应该对程序的某一部分进行最后的修改。

4.验收测试主要以用户测试为主，主要测试客户的满意度；或者是软件测试人员陪同客户进行程序的功能和客户满意度测评，是软件开发阶段的最后一个步骤，测试通过则系统就可以交付使用。

7.4 测试用例

表7-1 部分测试用例

功能点	测试用例描述	测试用例操作	预期结果	实际结果
地面指挥人员登录	输入用户名和密码，点击登录按钮	正确的用户名“myx”和密码“123456”	登录成功跳转至主界面	成功跳转至主界面
		错误的用户名“myx”和密码“123123”或没有输入	错误处理：提示用户名密码错误或者用户名密码为空	错误处理：成功弹出提示用户名密码错误或者用户名密码为空。
机长登录	输入用户名和密码，点击登录按钮	正确的用户名“polit”和密码“123456”	登录成功跳转至主界面	成功跳转至主界面
		错误的用户名“polit”和密码“123123”或没有输入	错误处理：提示用户名密码错误或者用户名密码为空	错误处理：成功弹出提示用户名密码错误或者用户名密码为空。
航班信息查询	输入航班名称，点击查询按钮	输入“MU0001”，点击查询按钮	系统显示查询的MU0001航班信息	系统成功显示MU0001航班信息
航班信息删除	点击删除按钮，点击删除按钮	选中要删除航班，点击删除按钮	系统显示删除成功	系统显示删除成功
		未选中航班点击删除	系统显示请选择航班	系统显示请选择航班
		选中已经下达指令的航班	系统显示该航班为运行航班，不能删除	系统显示该航班为运行航班，不能删除
航班信息添加	点击添加按钮，输入航班信息，点击添加航班	点击添加航班按钮，在弹出框中输入航班信息，点击确定	系统显示添加成功，并在航班信息栏中出现添加的信息	系统显示添加成功，并在航班信息栏中出现添加的信息
航班信息修改	点击修改按钮，输入需要修改的航班信息，点击修改航班信息	选择航班，点击修改按钮，在弹出框中输入航班信息，点击确定	系统显示修改成功，并在航班信息栏中出现修改后的信息	系统显示修改成功，并在航班信息栏中出现修改后的信息
		未选中航班，点击修改按钮	弹出请选择航班	弹出请选择航班
航班指令信息查询	选择或输入航班查询条件，点击查询按钮	在指令名称中输入“请求起飞”，点击查询按钮	系统显示查询的所有发送了请求起飞的航班的指令	系统显示查询的所有发送了请求起飞的航班的指令
航班指令删除	点击删除按钮，点击删除按钮	选中要删除指令，点击删除按钮	系统显示删除成功	系统显示删除成功
		未选中指令点击删除	系统显示请选择航班	系统显示请选择航班
航班指挥信息发布	点击发布按钮，输入航班指挥信息，点击确定	点击添加航班指挥信息按钮，在弹出框中输入航班信息，点击确定	系统显示发布成功，并在航班指挥信息栏中出现添加的指令	系统显示发布成功，并在航班指挥信息栏中出现添加的指令
航班指挥信息修改	点击修改按钮，输入需要修改的航班指挥信息，点击修改	选择航班指令，点击修改按钮，在弹出框中输入航班指挥信息，点击确定	系统显示修改成功，并在航班指令信息栏中出现修改后的信息	系统显示修改成功，并在航班指令信息栏中出现修改后的信息
		未选中航班，点击修改按钮	弹出请选择航班指令	弹出请选择航班指令

7.5 测试结果分析

本基于JAVA的机场航班起降与协调管理系统，在所有的按钮的测试、输入框和其他功能组建的测试中，顺利实现功能，并且功能相对完善，经过各项测试，本系统基本完成了系统的开发目的，通过了单元测试、集成测试、系统测试及验收测试，基本达到了测试的要求，完成测试，软件可以进行验收。

8  结束语

经过为期两个月的基于JAVA的机场航班起降与协调管理系统的设计与实现，从技术上看，我对Java语言书写服务器和数据库连接的设计有一个更全面的了解，巩固了所学的Java的知识，对Java中出现的一些问题有了更加深刻的理解和相对应的解决办法，对整体架构、编程思想有了更加深刻的理解，对控件的熟练运用也有了一定提高。我通过基于JAVA的机场航班起降与协调管理系统的实现，学会了一种新的前台设计框架，那就是现在比较好用的jquery-easyui。我也明白了要设计一个功能体验较好的程序，首先需要对它做出全面的分析，从需求到设计每一步都要有一个整体框架，还需要对细节进行处理，这样才能保证下一步的顺利进行。在我的设计中就出现了对应的问题： 在软件设计中，没有考虑到绕过登录系统也可以通过网页和篡改代码进行主页面的访问，于是我增加了用户名和密码的返回值验证来进行主页面的权限验证。我没有考虑到在删除时，发出指令的航班不能进行删除，于是我设置了数据库的连带删除功能。

此次毕业设计，是学校对我们四年来学习成果的一次检验，基于JAVA的机场航班起降与协调管理系统的设计与实现基本上自己在大学生活中学习的大部分知识都融入了进去，但是还不够，在许多方面还没有考虑全面，相信自己在进入工作中会更加努力，做出更加完美、用户体验更好的系统。

参考文献

[1]周雪芹. 基于java的软件开发全过程实战[M]. 北京：科学出版社，2016.

[2]李恩临.基于Java的面向对象开发技术[M].北京：中国财富出版社，2016.

[3]郭卫.机场航班运作管理信息系统设计与应用 [J]. 计算机工程， 2005，（13）：3.

[4]及燕丽,彭小卫,宋贤群.  一种基于UML类图的关系数据库表设计方法[A]. 2008.

[5]于凤波.机场航班信息管理系统的设计[J].民航科技，2004，（05）：2.

[6]罗峥等. 机场航班信息显示系统的设计与实现[D]. 北京：北京邮电大学，2006.

[7]唐远新等.Oracle数据库实用教程[M].北京：高等教育出版社，2005..

[8]李爱萍.系统分析与设计[M].北京：人民邮电出版社，2015.

[9]Wigglesworth.Java programming[M].Course Technology,1999.

[10]James Wightman. Pro SQL Server 2005 Integration Services[B]. Apress, 2008

[11]Aart van Harten .Intercontinental airline flight schedule design[C]. Scientific and   Technical Documents Publishing House,1998.

致    谢

在论文完成之际，首先感谢校内指导老师对我的帮助，这个过程中，两位老师给了很大的帮助，他们丰富的知识和敏捷的思维都给我留下极其深刻的印象，论文和毕业设计过程中，我碰到很多这样或那样的小问题，他们都帮助我解决了，同时，很多同学也给予了我很大的鼓励，感谢他们。

最后借此之际，我向我的两位指导老师和各位同学们表示深切的感谢！

外文原文

Java and the Internet

If Java is, in fact, yet another computer programming language, you may question why it is so important and why it is being promoted as a revolutionary step in computer programming. The answer isn’t immediately obvious if you’re coming from a traditional programming perspective. Although Java is very useful for solving traditional stand-alone programming problems, it is also important because it will solve programming problems on the World Wide Web.

1. Client-side programming

The Web’s initial server-browser design provided for interactive content, but the interactivity was completely provided by the server. The server produced static pages for the client browser, which would simply interpret and display them. Basic HTML contains simple mechanisms for data gathering: text-entry boxes, check boxes, radio boxes, lists and drop-down lists, as well as a button that can only be programmed to reset the data on the form or “submit” the data on the form back to the server. This submission passes through the Common Gateway Interface (CGI) provided on all Web servers. The text within the submission tells CGI what to do with it. The most common action is to run a program located on the server in a directory that’s typically called “cgi-bin.” (If you watch the address window at the top of your browser when you push a button on a Web page, you can sometimes see “cgi-bin” within all the gobbledygook there.) These programs can be written in most languages. Perl is a common choice because it is designed for text manipulation and is interpreted, so it can be installed on any server regardless of processor or operating system.

Many powerful Web sites today are built strictly on CGI, and you can in fact do nearly anything with it. However, Web sites built on CGI programs can rapidly become overly complicated to maintain, and there is also the problem of response time. The response of a CGI program depends on how much data must be sent, as well as the load on both the server and the Internet. (On top of this, starting a CGI program tends to be slow.) The initial designers of the Web did not foresee how rapidly this bandwidth would be exhausted for the kinds of applications people developed. For example, any sort of dynamic graphing is nearly impossible to perform with consistency because a GIF file must be created and moved from the server to the client for each version of the graph. And you’ve no doubt had direct experience with something as simple as validating the data on an input form. You press the submit button on a page; the data is shipped back to the server; the server starts a CGI program that discovers an error, formats an HTML page informing you of the error, and then sends the page back to you; you must then back up a page and try again. Not only is this slow, it’s inelegant.

The solution is client-side programming. Most machines that run Web browsers are powerful engines capable of doing vast work, and with the original static HTML approach they are sitting there, just idly waiting for the server to dish up the next page. Client-side programming means that the Web browser is harnessed to do whatever work it can, and the result for the user is a much speedier and more interactive experience at your Web site.

The problem with discussions of client-side programming is that they aren’t very different from discussions of programming in general. The parameters are almost the same, but the platform is different: a Web browser is like a limited operating system. In the end, you must still program, and this accounts for the dizzying array of problems and solutions produced by client-side programming. The rest of this section provides an overview of the issues and approaches in client-side programming.

2.Plug-ins

One of the most significant steps forward in client-side programming is the development of the plug-in. This is a way for a programmer to add new functionality to the browser by downloading a piece of code that plugs itself into the appropriate spot in the browser. It tells the browser “from now on you can perform this new activity.” (You need to download the plug-in only once.) Some fast and powerful behavior is added to browsers via plug-ins, but writing a plug-in is not a trivial task, and isn’t something you’d want to do as part of the process of building a particular site. The value of the plug-in for client-side programming is that it allows an expert programmer to develop a new language and add that language to a browser without the permission of the browser manufacturer. Thus, plug-ins provide a “back door” that allows the creation of new client-side programming languages (although not all languages are implemented as plug-ins).

3.Scripting languages

Plug-ins resulted in an explosion of scripting languages. With a scripting language you embed the source code for your client-side program directly into the HTML page, and the plug-in that interprets that language is automatically activated while the HTML page is being displayed. Scripting languages tend to be reasonably easy to understand and, because they are simply text that is part of an HTML page, they load very quickly as part of the single server hit required to procure that page. The trade-off is that your code is exposed for everyone to see (and steal). Generally, however, you aren’t doing amazingly sophisticated things with scripting languages so this is not too much of a hardship.

This points out that the scripting languages used inside Web browsers are really intended to solve specific types of problems, primarily the creation of richer and more interactive graphical user interfaces (GUIs). However, a scripting language might solve 80 percent of the problems encountered in client-side programming. Your problems might very well fit completely within that 80 percent, and since scripting languages can allow easier and faster development, you should probably consider a scripting language before looking at a more involved solution such as Java or ActiveX programming.

The most commonly discussed browser scripting languages are JavaScript (which has nothing to do with Java; it’s named that way just to grab some of Java’s marketing momentum), VBScript (which looks like Visual Basic), and Tcl/Tk, which comes from the popular cross-platform GUI-building language. There are others out there, and no doubt more in development.

JavaScript is probably the most commonly supported. It comes built into both Netscape Navigator and the Microsoft Internet Explorer (IE). In addition, there are probably more JavaScript books available than there are for the other browser languages, and some tools automatically create pages using JavaScript. However, if you’re already fluent in Visual Basic or Tcl/Tk, you’ll be more productive using those scripting languages rather than learning a new one. (You’ll have your hands full dealing with the Web issues already.)

4.Java

If a scripting language can solve 80 percent of the client-side programming problems, what about the other 20 percent—the “really hard stuff?” The most popular solution today is Java. Not only is it a powerful programming language built to be secure, cross-platform, and international, but Java is being continually extended to provide language features and libraries that elegantly handle problems that are difficult in traditional programming languages, such as multithreading, database access, network programming, and distributed computing. Java allows client-side programming via the applet.

An applet is a mini-program that will run only under a Web browser. The applet is downloaded automatically as part of a Web page (just as, for example, a graphic is automatically downloaded). When the applet is activated it executes a program. This is part of its beauty—it provides you with a way to automatically distribute the client software from the server at the time the user needs the client software, and no sooner. The user gets the latest version of the client software without fail and without difficult reinstallation. Because of the way Java is designed, the programmer needs to create only a single program, and that program automatically works with all computers that have browsers with built-in Java interpreters. (This safely includes the vast majority of machines.) Since Java is a full-fledged programming language, you can do as much work as possible on the client before and after making requests of the server. For example, you won’t need to send a request form across the Internet to discover that you’ve gotten a date or some other parameter wrong, and your client computer can quickly do the work of plotting data instead of waiting for the server to make a plot and ship a graphic image back to you. Not only do you get the immediate win of speed and responsiveness, but the general network traffic and load on servers can be reduced, preventing the entire Internet from slowing down.

One advantage a Java applet has over a scripted program is that it’s in compiled form, so the source code isn’t available to the client. On the other hand, a Java applet can be decompiled without too much trouble, but hiding your code is often not an important issue. Two other factors can be important. As you will see later in this book, a compiled Java applet can comprise many modules and take multiple server “hits” (accesses) to download. (In Java 1.1 and higher this is minimized by Java archives, called JAR files, that allow all the required modules to be packaged together and compressed for a single download.) A scripted program will just be integrated into the Web page as part of its text (and will generally be smaller and reduce server hits). This could be important to the responsiveness of your Web site. Another factor is the all-important learning curve. Regardless of what you’ve heard, Java is not a trivial language to learn. If you’re a Visual Basic programmer, moving to VBScript will be your fastest solution, and since it will probably solve most typical client/server problems you might be hard pressed to justify learning Java. If you’re experienced with a scripting language you will certainly benefit from looking at JavaScript or VBScript before committing to Java, since they might fit your needs handily and you’ll be more productive sooner.to run its applets withi

5.ActiveX

To some degree, the competitor to Java is Microsoft’s ActiveX, although it takes a completely different approach. ActiveX was originally a Windows-only solution, although it is now being developed via an independent consortium to become cross-platform. Effectively, ActiveX says “if your program connects to its environment just so, it can be dropped into a Web page and run under a browser that supports ActiveX.” (IE directly supports ActiveX and Netscape does so using a plug-in.) Thus, ActiveX does not constrain you to a particular language. If, for example, you’re already an experienced Windows programmer using a language such as C++, Visual Basic, or Borland’s Delphi, you can create ActiveX components with almost no changes to your programming knowledge. ActiveX also provides a path for the use of legacy code in your Web pages.

6.Security

Automatically downloading and running programs across the Internet can sound like a virus-builder’s dream. ActiveX especially brings up the thorny issue of security in client-side programming. If you click on a Web site, you might automatically download any number of things along with the HTML page: GIF files, script code, compiled Java code, and ActiveX components. Some of these are benign; GIF files can’t do any harm, and scripting languages are generally limited in what they can do. Java was also designed to run its applets within a “sandbox” of safety, which prevents it from writing to disk or accessing memory outside the sandbox.

ActiveX is at the opposite end of the spectrum. Programming with ActiveX is like programming Windows—you can do anything you want. So if you click on a page that downloads an ActiveX component, that component might cause damage to the files on your disk. Of course, programs that you load onto your computer that are not restricted to running inside a Web browser can do the same thing. Viruses downloaded from Bulletin-Board Systems (BBSs) have long been a problem, but the speed of the Internet amplifies the difficulty.

The solution seems to be “digital signatures,” whereby code is verified to show who the author is. This is based on the idea that a virus works because its creator can be anonymous, so if you remove the anonymity individuals will be forced to be responsible for their actions. This seems like a good plan because it allows programs to be much more functional, and I suspect it will eliminate malicious mischief. If, however, a program has an unintentional destructive bug it will still cause problems.

The Java approach is to prevent these problems from occurring, via the sandbox. The Java interpreter that lives on your local Web browser examines the applet for any untoward instructions as the applet is being loaded. In particular, the applet cannot write files to disk or erase files (one of the mainstays of viruses). Applets are generally considered to be safe, and since this is essential for reliable client/server systems, any bugs in the Java language that allow viruses are rapidly repaired. (It’s worth noting that the browser software actually enforces these security restrictions, and some browsers allow you to select different security levels to provide varying degrees of access to your system.)

You might be skeptical of this rather draconian restriction against writing files to your local disk. For example, you may want to build a local database or save data for later use offline. The initial vision seemed to be that eventually everyone would get online to do anything important, but that was soon seen to be impractical (although low-cost “Internet appliances” might someday satisfy the needs of a significant segment of users). The solution is the “signed applet” that uses public-key encryption to verify that an applet does indeed come from where it claims it does. A signed applet can still trash your disk, but the theory is that since you can now hold the applet creator accountable they won’t do vicious things. Java provides a framework for digital signatures so that you will eventually be able to allow an applet to step outside the sandbox if necessary.

Digital signatures have missed an important issue, which is the speed that people move around on the Internet. If you download a buggy program and it does something untoward, how long will it be before you discover the damage? It could be days or even weeks. By then, how will you track down the program that’s done it? And what good will it do you at that point?

7.Internet vs. intranet

The Web is the most general solution to the client/server problem, so it makes sense that you can use the same technology to solve a subset of the problem, in particular the classic client/server problem within a company. With traditional client/server approaches you have the problem of multiple types of client computers, as well as the difficulty of installing new client software, both of which are handily solved with Web browsers and client-side programming. When Web technology is used for an information network that is restricted to a particular company, it is referred to as an intranet. Intranets provide much greater security than the Internet, since you can physically control access to the servers within your company. In terms of training, it seems that once people understand the general concept of a browser it’s much easier for them to deal with differences in the way pages and applets look, so the learning curve for new kinds of systems seems to be reduced.

The security problem brings us to one of the divisions that seems to be automatically forming in the world of client-side programming. If your program is running on the Internet, you don’t know what platform it will be working under, and you want to be extra careful that you don’t disseminate buggy code. You need something cross-platform and secure, like a scripting language or Java.

If you’re running on an intranet, you might have a different set of constraints. It’s not uncommon that your machines could all be Intel/Windows platforms. On an intranet, you’re responsible for the quality of your own code and can repair bugs when they’re discovered. In addition, you might already have a body of legacy code that you’ve been using in a more traditional client/server approach, whereby you must physically install client programs every time you do an upgrade. The time wasted in installing upgrades is the most compelling reason to move to browsers, because upgrades are invisible and automatic. If you are involved in such an intranet, the most sensible approach to take is the shortest path that allows you to use your existing code base, rather than trying to recode your programs in a new language.

When faced with this bewildering array of solutions to the client-side programming problem, the best plan of attack is a cost-benefit analysis. Consider the constraints of your problem and what would be the shortest path to your solution. Since client-side programming is still programming, it’s always a good idea to take the fastest development approach for your particular situation. This is an aggressive stance to prepare for inevitable encounters with the problems of program development.

8.Server-side programming

This whole discussion has ignored the issue of server-side programming. What happens when you make a request of a server? Most of the time the request is simply “send me this file.” Your browser then interprets the file in some appropriate fashion: as an HTML page, a graphic image, a Java applet, a script program, etc. A more complicated request to a server generally involves a database transaction. A common scenario involves a request for a complex database search, which the server then formats into an HTML page and sends to you as the result. (Of course, if the client has more intelligence via Java or a scripting language, the raw data can be sent and formatted at the client end, which will be faster and less load on the server.) Or you might want to register your name in a database when you join a group or place an order, which will involve changes to that database. These database requests must be processed via some code on the server side, which is generally referred to as server-side programming. Traditionally, server-side programming has been performed using Perl and CGI scripts, but more sophisticated systems have been appearing. These include Java-based Web servers that allow you to perform all your server-side programming in Java by writing what are called servlets. Servlets and their offspring, JSPs, are two of the most compelling reasons that companies who develop Web sites are moving to Java, especially because they eliminate the problems of dealing with differently abled browsers.

9. separate arena: applications

Much of the brouhaha over Java has been over applets. Java is actually a general-purpose programming language that can solve any type of problem—at least in theory. And as pointed out previously, there might be more effective ways to solve most client/server problems. When you move out of the applet arena (and simultaneously release the restrictions, such as the one against writing to disk) you enter the world of general-purpose applications that run standalone, without a Web browser, just like any ordinary program does. Here, Java’s strength is not only in its portability, but also its programmability. As you’ll see throughout this book, Java has many features that allow you to create robust programs in a shorter period than with previous programming languages.

Be aware that this is a mixed blessing. You pay for the improvements through slower execution speed (although there is significant work going on in this area—JDK 1.3, in particular, introduces the so-called “hotspot” performance improvements). Like any language, Java has built-in limitations that might make it inappropriate to solve certain types of programming problems. Java is a rapidly evolving language, however, and as each new release comes out it becomes more and more attractive for solving larger sets of problems.

中文翻译

Java和因特网

既然Java不过另一种类型的程序设计语言，大家可能会奇怪它为什么值得如此重视，为什么还有这么多的人认为它是计算机程序设计的一个里程碑呢？如果您来自一个传统的程序设计背景，那么答案在刚开始的时候并不是很明显。Java除了可解决传统的程序设计问题以外，还能解决World Wide Web(万维网)上的编程问题。

1.客户端编程

Web最初采用的“服务器－浏览器”方案可提供交互式内容，但这种交互能力完全由服务器提供，为服务器和因特网带来了不小的负担。服务器一般为客户浏览器产生静态网页，由后者简单地解释并显示出来。基本HTML语言提供了简单的数据收集机制：文字输入框、复选框、单选钮、列表以及下拉列表等，另外还有一个按钮，只能由程序规定重新设置表单中的数据，以便回传给服务器。用户提交的信息通过所有Web服务器均能支持的“通用网关接口”（CGI）回传到服务器。包含在提交数据中的文字指示CGI该如何操作。最常见的行动是运行位于服务器的一个程序。那个程序一般保存在一个名为“cgi-bin”的目录中（按下Web页内的一个按钮时，请注意一下浏览器顶部的地址窗，经常都能发现“cgi-bin”的字样）。大多数语言都可用来编制这些程序，但其中最常见的是Perl。这是由于Perl是专为文字的处理及解释而设计的，所以能在任何服务器上安装和使用，无论采用的处理器或操作系统是什么。

2. 插件

朝客户端编程迈进的时候，最重要的一个问题就是插件的设计。利用插件，程序员可以方便地为浏览器添加新功能，用户只需下载一些代码，把它们“插入”浏览器的适当位置即可。这些代码的作用是告诉浏览器“从现在开始，你可以进行这些新活动了”（仅需下载这些插入一次）。有些快速和功能强大的行为是通过插件添加到浏览器的。但插件的编写并不是一件简单的任务。在我们构建一个特定的站点时，可能并不希望涉及这方面的工作。对客户端程序设计来说，插件的价值在于它允许专业程序员设计出一种新的语言，并将那种语言添加到浏览器，同时不必经过浏览器原创者的许可。由此可以看出，插件实际是浏览器的一个“后门”，允许创建新的客户端程序设计语言（尽管并非所有语言都是作为插件实现的）。

3. 脚本编制语言

插件造成了脚本编制语言的爆炸性增长。通过这种脚本语言，可将用于自己客户端程序的源码直接插入HTML页，而对那种语言进行解释的插件会在HTML页显示的时候自动激活。脚本语言一般都倾向于尽量简化，易于理解。而且由于它们是从属于HTML页的一些简单正文，所以只需向服务器发出对那个页的一次请求，即可非常快地载入。缺点是我们的代码全部暴露在人们面前。另一方面，由于通常不用脚本编制语言做过分复杂的事情，所以这个问题暂且可以放在一边。

脚本语言真正面向的是特定类型问题的解决，其中主要涉及如何创建更丰富、更具有互动能力的图形用户界面（GUI）。然而，脚本语言也许能解决客户端编程中80％的问题。你碰到的问题可能完全就在那80％里面。而且由于脚本编制语言的宗旨是尽可能地简化与快速，所以在考虑其他更复杂的方案之前（如Java及ActiveX），首先应想一下脚本语言是否可行。

目前讨论得最多的脚本编制语言包括JavaScript（它与Java没有任何关系；之所以叫那个名字，完全是一种市场策略）、VBScript（同Visual Basic很相似）以及Tcl/Tk（来源于流行的跨平台GUI构造语言）。当然还有其他许多语言，也有许多正在开发中。

JavaScript也许是日常用的，它得到的支持也最全面。无论NetscapeNavigator，Microsoft Internet Explorer，还是Opera，目前都提供了对JavaScript的支持。除此以外，市面上讲述JavaScript的书籍也要比讲述其他语言的书多得多。有些工具还能利用JavaScript自动产生网页。当然，如果你已经有Visual Basic或者Tcl/Tk的深厚功底，当然用它们要简单得多，起码可以避免学习新语言的烦恼（解决Web方面的问题就已经够让人头痛了）。

4. Java

如果说一种脚本编制语言能解决80％的客户端程序设计问题，那么剩下的20％又该怎么办呢？它们属于一些高难度的问题吗？目前最流行的方案就是Java。它不仅是一种功能强大、高度安全、可以跨平台使用以及国际通用的程序设计语言，也是一种具有旺盛生命力的语言。对Java的扩展是不断进行的，提供的语言特性和库能够很好地解决传统语言不能解决的问题，比如多线程操作、数据库访问、连网程序设计以及分布式计算等等。Java通过“程序片”（Applet）巧妙地解决了客户端编程的问题。

程序片（或“小应用程序”）是一种非常小的程序，只能在Web浏览器中运行。作为Web页的一部分，程序片代码会自动下载回来（这和网页中的图片差不多）。激活程序片后，它会执行一个程序。程序片的一个优点体现在：通过程序片，一旦用户需要客户软件，软件就可从服务器自动下载回来。它们能自动取得客户软件的最新版本，不会出错，也没有重新安装的麻烦。由于Java的设计原理，程序员只需要创建程序的一个版本，那个程序能在几乎所有计算机以及安装了Java解释器的浏览器中运行。由于Java是一种全功能的编程语言，所以在向服务器发出一个请求之前，我们能先在客户端做完尽可能多的工作。例如，再也不必通过因特网传送一个请求表单，再由服务器确定其中是否存在一个拼写或者其他参数错误。大多数数据校验工作均可在客户端完成，没有必要坐在计算机前面焦急地等待服务器的响应。这样一来，不仅速度和响应的灵敏度得到了极大的提高，对网络和服务器造成的负担也可以明显减轻，这对保障因特网的畅通是至关重要的。
    与脚本程序相比，Java程序片的另一个优点是它采用编译好的形式，所以客户端看不到源码。当然在另一方面，反编译Java程序片也并不是件难事，而且代码的隐藏一般并不是个重要的问题。大家要注意另外两个重要的问题。正如本书以前会讲到的那样，编译好的Java程序片可能包含了许多模块，所以要多次“命中”（访问）服务器以便下载（在Java 1.1中，这个问题得到了有效的改善——利用Java压缩档，即JAR文件——它允许设计者将所有必要的模块都封装到一起，供用户统一下载）。在另一方面，脚本程序是作为Web页正文的一部分集成到Web页内的。这种程序一般都非常小，可有效减少对服务器的点击数。另一个因素是学习方面的问题。不管你平时听别人怎么说，Java都不是一种十分容易便可学会的语言。如果你以前是一名Visual Basic程序员，那么转向VBScript会是一种最快捷的方案。由于VBScript可以解决大多数典型的客户机／服务器问题，所以一旦上手，就很难下定决心再去学习Java。如果对脚本编制语言比较熟，那么在转向Java之前，建议先熟悉一下JavaScript或者VBScript，因为它们可能已经能够满足你的需要，不必经历学习Java的艰苦过程。

5. ActiveX

在某种程度上，Java的一个有力竞争对手应该是微软的ActiveX，尽管它采用的是完全不同的一套实现机制。ActiveX最早是一种纯Windows的方案。经过一家独立的专业协会的努力，ActiveX现在已具备了跨平台使用的能力。实际上，ActiveX的意思是“假如你的程序同它的工作环境正常连接，它就能进入Web页，并在支持ActiveX的浏览器中运行”（IE固化了对ActiveX的支持，而Netscape需要一个插件）。所以，ActiveX并没有限制我们使用一种特定的语言。比如，假设我们已经是一名有经验的Windows程序员，能熟练地使用像C++、Visual Basic或者Borland Delphi那样的语言，就能几乎不加任何学习地创建出ActiveX组件。事实上，ActiveX是在我们的Web页中使用“历史遗留”代码的最佳途径。

6. 安全

自动下载和通过因特网运行程序听起来就像是一个病毒制造者的梦想。在客户端的编程中，ActiveX带来了最让人头痛的安全问题。点击一个Web站点的时候，可能会随同HTML网页传回任何数量的东西：GIF文件、脚本代码、编译好的Java代码以及ActiveX组件。有些是无害的；GIF文件不会对我们造成任何危害，而脚本编制语言通常在自己可做的事情上有着很大的限制。Java也设计成在一个安全“沙箱”里在它的程序片中运行，这样可防止操作位于沙箱以外的磁盘或者内存区域。

ActiveX是所有这些里面最让人担心的。用ActiveX编写程序就像编制Windows应用程序——可以做自己想做的任何事情。下载回一个ActiveX组件后，它完全可能对我们磁盘上的文件造成破坏。当然，对那些下载回来并不限于在Web浏览器内部运行的程序，它们同样也可能破坏我们的系统。从BBS下载回来的病毒一直是个大问题，但因特网的速度使得这个问题变得更加复杂。
    目前解决的办法是“数字签名”，代码会得到权威机构的验证，显示出它的作者是谁。这一机制的基础是认为病毒之所以会传播，是由于它的编制者匿名的缘故。所以假如去掉了匿名的因素，所有设计者都不得不为它们的行为负责。这似乎是一个很好的主意，因为它使程序显得更加正规。但我对它能消除恶意因素持怀疑态度，因为假如一个程序便含有Bug，那么同样会造成问题。

Java通过“沙箱”来防止这些问题的发生。Java解释器内嵌于我们本地的Web浏览器中，在程序片装载时会检查所有有嫌疑的指令。特别地，程序片根本没有权力将文件写进磁盘，或者删除文件（这是病毒最喜欢做的事情之一）。我们通常认为程序片是安全的。而且由于安全对于营建一套可靠的客户机／服务器系统至关重要，所以会给病毒留下漏洞的所有错误都能很快得到修复（浏览器软件实际需要强行遵守这些安全规则；而有些浏览器则允许我们选择不同的安全级别，防止对系统不同程度的访问）。

大家或许会怀疑这种限制是否会妨碍我们将文件写到本地磁盘。比如，我们有时需要构建一个本地数据库，或将数据保存下来，以便日后离线使用。最早的版本似乎每个人都能在线做任何敏感的事情，但这很快就变得非常不现实（尽管低价“互联网工具”有一天可能会满足大多数用户的需要）。解决的方案是“签了名的程序片”，它用公共密钥加密算法验证程序片确实来自它所声称的地方。当然在通过验证后，签了名的一个程序片仍然可以开始清除你的磁盘。但从理论上说，既然现在能够找到创建人“算帐”，他们一般不会干这种蠢事。Java 1.1为数字签名提供了一个框架，在必要时，可让一个程序片“走”到沙箱的外面来。

数字签名遗漏了一个重要的问题，那就是人们在因特网上移动的速度。如下载回一个错误百出的程序，而它很不幸地真的干了某些蠢事，需要多久的时间才能发觉这一点呢？这也许是几天，也可能几周之后。发现了之后，又如何追踪当初肇事的程序呢（以及它当时的责任有多大）？

7. 因特网和内联网

Web是解决客户机／服务器问题的一种常用方案，所以最好能用相同的技术解决此类问题的一些“子集”，特别是公司内部的传统客户机／服务器问题。对于传统的客户机／服务器模式，我们面临的问题是拥有多种不同类型的客户计算机，而且很难安装新的客户软件。但通过Web浏览器和客户端编程，这两类问题都可得到很好的解决。若一个信息网络局限于一家特定的公司，那么在将Web技术应用于它之后，即可称其为“内联网”（Intranet），以示与国际性的“因特网”（Internet）有别。内联网提供了比因特网更高的安全级别，因为可以物理性地控制对公司内部服务器的使用。说到培训，一般只要人们理解了浏览器的常规概念，就可以非常轻松地掌握网页和程序片之间的差异，所以学习新型系统的开销会大幅度减少。

安全问题将我们引入客户端编程领域一个似乎是自动形成的分支。若程序是在因特网上运行，由于无从知晓它会在什么平台上运行，所以编程时要特别留意，防范可能出现的编程错误。需作一些跨平台处理，以及适当的安全防范，比如采用某种脚本语言或者Java。

但假如在内联网中运行，面临的一些制约因素就会发生变化。全部机器均为Intel/Windows平台是件很平常的事情。在内联网中，需要对自己代码的质量负责。而且一旦发现错误，就可以马上改正。除此以外，可能已经有了一些“历史遗留”的代码，并用较传统的客户机／服务器方式使用那些代码。但在进行升级时，每次都要物理性地安装一道客户程序。浪费在升级安装上的时间是转移到浏览器的一项重要原因。使用了浏览器后，升级就变得易如反掌，而且整个过程是透明和自动进行的。如果真的是牵涉到这样的一个内联网中，最明智的方法是采用ActiveX，而非试图采用一种新的语言来改写程序代码。

面临客户端编程问题令人困惑的一系列解决方案时，最好的方案是先做一次投资／回报分析。请总结出问题的全部制约因素，以及什么才是最快的方案。由于客户端程序设计仍然要编程，所以无论如何都该针对自己的特定情况采取最好的开发途径。这是准备面对程序开发中一些不可避免的问题时，我们可以做出的最佳姿态。

8服务器端编程

我们的整个讨论都忽略了服务器端编程的问题。如果向服务器发出一个请求，会发生什么事情？大多数时候的请求都是很简单的一个“把这个文件发给我”。浏览器随后会按适当的形式解释这个文件：作为HTML页、一幅图、一个Java程序片、一个脚本程序等等。向服务器发出的较复杂的请求通常涉及到对一个数据库进行操作(事务处理)。其中最常见的就是发出一个数据库检索命令，得到结果后，服务器会把它格式化成HTML页，并作为结果传回来(当然，假如客户通过Java或者某种脚本语言具有了更高的智能，那么原始数据就能在客户端发送和格式化；这样做速度可以更快，也能减轻服务器的负担)。另外，有时需要在数据库中注册自己的名字（比如加入一个组时），或者向服务器发出一份订单，这就涉及到对那个数据库的修改。这类服务器请求必须通过服务器端的一些代码进行，我们称其为“服务器端的编程”。在传统意义上，服务器端编程是用Perl和CGI脚本进行的，但更复杂的系统已经出现。其中包括基于Java的Web服务器，它允许我们用Java进行所有服务器端编程，写出的程序就叫做“小服务程序”(Servlet)。

9.一个独立的领域：应用程序

与Java有关的大多数争论都是与程序片有关的。Java实际是一种常规用途的程序设计语言，可解决任何类型的问题，至少理论上如此。而且正如前面指出的，可以用更有效的方式来解决大多数客户机／服务器问题。如果将视线从程序片身上转开（同时放宽一些限制，比如禁止写盘等），就进入了常规用途的应用程序的广阔领域。这种应用程序可独立运行，毋需浏览器，就象普通的执行程序那样。在这儿，Java的特色并不仅仅反应在它的移植能力，也反映在编程本身上。就像贯穿全书都会讲到的那样，Java提供了许多有用的特性，使我们能在较短的时间里创建出比用从前的程序设计语言更健壮的程序。

但要注意任何东西都不是十全十美的，我们为此也要付出一些代价。其中最明显的是执行速度放慢了（尽管可对此进行多方面的调整）。和任何语言一样，Java本身也存在一些限制，使得它不十分适合解决某些特殊的编程问题。但不管怎样，Java都是一种正在快速发展的语言。随着每个新版本的发布，它变得越来越可爱，能充分解决的问题也变得越来越多。