基于三層體系的跳水競賽成績處理系統(tǒng)設(shè)計*

白維維，王 萍，蘭 帆，時 進(jìn)

(河海大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院，江蘇 常州 213022)

1 引言

在國內(nèi)外大型綜合性體育賽事中競賽信息系統(tǒng)已經(jīng)成為與賽事密不可分的組成部分，而競賽成績處理系統(tǒng)是聯(lián)系競賽信息系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的紐帶和核心。跳水競賽成績處理系統(tǒng)主要任務(wù)有:完成各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的錄入工作;競賽日程編排，出場序編排，按照競賽規(guī)則對競賽數(shù)據(jù)進(jìn)行處理;生成，打印，分發(fā)報表。基于運動會比賽的不可重復(fù)性、內(nèi)容多變性、嚴(yán)格的實時性要求等特點，該系統(tǒng)根據(jù)跳水特點，基于軟件設(shè)計中面向?qū)ο笏枷?，綜合應(yīng)用三層軟件體系架構(gòu)設(shè)計整個成績處理系統(tǒng)。采用三層體系結(jié)構(gòu)，將系統(tǒng)的顯示、業(yè)務(wù)邏輯和存儲分層處理，降低層與層間的依賴性，使之具有分布性強、維護(hù)方便、開發(fā)簡單且共享性強、總體成本低等特點。本系統(tǒng)已通過了中華人民共和國第十二屆全運會符合性測試，滿足競賽需求。

2 跳水競賽成績處理系統(tǒng)概述

2.1 功能需求

為滿足競賽需求，配合比賽，競賽成績系統(tǒng)主要包括以下幾個功能:基礎(chǔ)信息管理，對賽會信息，場館信息，競賽項目等信息進(jìn)行管理;裁判信息管理，對裁判基礎(chǔ)信息，裁判分工任務(wù)，裁判抽簽情況等進(jìn)行管理;報名報項管理，對代表團(tuán)、運動員及其報項信息進(jìn)行管理;賽事編排，對運動員的出場順序等信息進(jìn)行抽簽編排;成績綜合處理，對從數(shù)據(jù)采集端發(fā)送過來的成績數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并能手動或自動排名，晉級等，遇到同名情況還可以進(jìn)行相關(guān)處理，如加賽。

跳水競賽成績處理系統(tǒng)軟件功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 跳水競賽成績處理系統(tǒng)軟件功能結(jié)構(gòu)圖

2.2 業(yè)務(wù)流程

根據(jù)競賽需求，跳水業(yè)務(wù)流程如下:

在比賽開始前，需要先從中央成績處理系統(tǒng)接受運動員報名報項系統(tǒng)的運動員報名報項數(shù)據(jù)，并對這些報名報項數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，根據(jù)競賽規(guī)則、參賽代表團(tuán)、參賽與報項人數(shù)進(jìn)行賽事編排。

在比賽進(jìn)行時，采集并接收前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的成績數(shù)據(jù)，或手工錄入現(xiàn)場比賽成績數(shù)據(jù)，進(jìn)行排名，晉級等成績處理以及特殊情況的處理。并且能實時提供現(xiàn)場競賽成績信息給電視字幕、現(xiàn)場顯示系統(tǒng)等。

在比賽結(jié)束后，及時發(fā)布現(xiàn)場競賽信息與報表至數(shù)據(jù)中心，通過Internet發(fā)布到官方網(wǎng)站上。

跳水競賽成績處理系統(tǒng)功能模塊如圖2所示。

圖2 跳水競賽成績處理系統(tǒng)功能模塊圖

2.3 設(shè)計目標(biāo)

跳水競賽成績處理系統(tǒng)是整個競賽信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息綜合處理的中樞，它不僅需要為現(xiàn)場成績處理和現(xiàn)場競賽提供組織與管理服務(wù)，還要通過現(xiàn)場顯示服務(wù)系統(tǒng)為現(xiàn)場觀眾服務(wù)。除此之外還要為電視轉(zhuǎn)播以及其他更為廣泛的信息發(fā)布系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口服務(wù)。

2.4 設(shè)計思想

跳水競賽成績處理系統(tǒng)涉及到大量的數(shù)據(jù)處理操作，包括對內(nèi)部擁有的數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)，對從計時記分系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，對產(chǎn)生的晉級、名次和獎牌數(shù)據(jù)等進(jìn)行上傳，以及對以上數(shù)據(jù)的存儲等。這些業(yè)務(wù)十分復(fù)雜，各自的邏輯都緊緊糾纏在一起，彼此間相互依賴，哪一部分都是不可替換的。但業(yè)務(wù)邏輯依賴于競賽規(guī)程，常常會改變，一旦改變，則要改變多個業(yè)務(wù)邏輯的設(shè)計，如果設(shè)計不好，會影響到系統(tǒng)的功能擴展、維護(hù)和系統(tǒng)重用。

為解決這些問題，考慮采用三層體系結(jié)構(gòu)，將系統(tǒng)顯示，業(yè)務(wù)邏輯和存儲分層處理，降低層與層間的依賴性，既可以保證未來良好的可擴展性，在復(fù)用性上也是優(yōu)勢明顯。每個功能模塊一旦定義好統(tǒng)一的接口，就可以被各個模塊所調(diào)用，而不是為相同的功能進(jìn)行重復(fù)開發(fā)。

在業(yè)務(wù)邏輯的設(shè)計上，考慮到由于大量的重復(fù)性操作，設(shè)計專門的數(shù)據(jù)訪問服務(wù)件來簡化同意類型的操作，減少相同或相似業(yè)務(wù)邏輯對數(shù)據(jù)庫訪問的重復(fù)代碼編寫;競賽成績處理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯也不復(fù)雜，包括維護(hù)、解析、下發(fā)和存儲。但由于涉及到的數(shù)據(jù)量大，因此針對這些業(yè)務(wù)邏輯在設(shè)計業(yè)務(wù)類時需要竟可能設(shè)計小而簡單的類，避免類中包含過多的屬性，并簡化各業(yè)務(wù)類之間的關(guān)系，即遵循“高內(nèi)聚低耦合”的設(shè)計準(zhǔn)則［1］。競賽成績處理系統(tǒng)的功能模塊較多，業(yè)務(wù)量也比較大，在軟件界面設(shè)計時需要針對各功能模塊設(shè)計形式簡潔、層次清晰的窗體，以減少成績處理操作員的誤操作。

3 基于三層體系架構(gòu)的軟件設(shè)計

跳水競賽成績處理系統(tǒng)軟件設(shè)計采用三層體系架構(gòu)，即針對跳水競賽成績處理系統(tǒng)實現(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問層、業(yè)務(wù)邏輯層和表示層的設(shè)計。

數(shù)據(jù)訪問層設(shè)計使用.NET平臺下Ado.Net數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)完成數(shù)據(jù)訪問服務(wù)組件TAPP［2］。該組件提供給應(yīng)用程序用于數(shù)據(jù)庫連接，執(zhí)行查詢語句或執(zhí)行過程，檢索結(jié)果等數(shù)據(jù)庫操作所需要的類和接口。業(yè)務(wù)邏輯層通過調(diào)用這些類和接口可以直接實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的讀寫操作。后臺數(shù)據(jù)是競賽系統(tǒng)的寶貴財產(chǎn)，安全性是一個非常重要的問題。三層結(jié)構(gòu)將業(yè)務(wù)邏輯數(shù)據(jù)通過中間層和客戶分離，保障了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的安全性［3］。

業(yè)務(wù)邏輯層主要設(shè)計實現(xiàn)對比賽基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、，報名報項數(shù)據(jù)等的維護(hù)，對排名獎牌數(shù)據(jù)等的現(xiàn)實，以及比賽安排數(shù)據(jù)，賽時數(shù)據(jù)等的對外交換等。其中對數(shù)據(jù)維護(hù)的實現(xiàn)是建立在數(shù)據(jù)庫訪問的基礎(chǔ)上，完成數(shù)據(jù)的添加，刪除，修改等操作;對數(shù)據(jù)顯示的實現(xiàn)也是建立在數(shù)據(jù)庫訪問的基礎(chǔ)上，通過預(yù)定義的控制操作完成;對外數(shù)據(jù)交換的實現(xiàn)則通過數(shù)據(jù)的接口在雙方約定接口協(xié)議下完成。

表示層的設(shè)計目標(biāo)是針對各業(yè)務(wù)功能在系統(tǒng)主窗口下進(jìn)行對應(yīng)的義務(wù)功能窗口人機交互界面設(shè)計。在窗體形式、操作命令層次等細(xì)節(jié)上進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計，以富有觀賞性和操作性的人機交互界面滿足系統(tǒng)的設(shè)計需求。

采用三層體系結(jié)構(gòu)，將跳水競賽業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)的存儲顯示等訪問操作分離，極大地提高了系統(tǒng)靈活性，實現(xiàn)低耦合［4］，所有的業(yè)務(wù)模塊都將獨立，遇到不同的比賽、競賽需求的改變，不必對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改動，只需對所影響的業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行改變，不會對其他功能模塊產(chǎn)生影響，便于項目的二次開發(fā)。

本設(shè)計中使用的三層體系架構(gòu)如圖3所示。

圖3 三層體系架構(gòu)

4 應(yīng)用與實現(xiàn)

基于以上研究，跳水競賽成績處理系統(tǒng)的軟件設(shè)計在三層體系架構(gòu)下，各功能模塊的應(yīng)用包括:

(1)數(shù)據(jù)訪問層應(yīng)用

首先，根據(jù)業(yè)務(wù)需求，編寫具體的數(shù)據(jù)訪問公共服務(wù)類，包括數(shù)據(jù)庫增、刪、改、查等功能的TDB類。TDB類中提供了一種根據(jù)業(yè)務(wù)需求從數(shù)據(jù)井里面一層層提取所需數(shù)據(jù)、減少業(yè)務(wù)邏輯層重復(fù)數(shù)據(jù)篩選工作。接著，創(chuàng)建一個組件類，在組件類里，創(chuàng)建應(yīng)用程序?qū)ο螅@樣在表示層進(jìn)行具體操作時，可以通過這個對象來實現(xiàn)這些數(shù)據(jù)訪問公共服務(wù)類所完成的功能。

(2)業(yè)務(wù)邏輯層應(yīng)用

根據(jù)跳水項目的業(yè)務(wù)邏輯，編寫具體的跳水業(yè)務(wù)邏輯類，如報名報項類 TRegcomp、成績處理類TRegCompResult，TJumpResult，TRoundResult。TJumpResult類里面包含了跳水運動員每一跳成績的計算和排名方法及其相關(guān)操作，而TRoundResult類里面則包含了每一輪成績所相關(guān)的業(yè)務(wù)邏輯處理方法。在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)方面，則根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯創(chuàng)建TAthlete，TDelegation，TRound，TSportItem 類。這些類都對應(yīng)了數(shù)據(jù)庫中一張具體的數(shù)據(jù)表，所以，在編寫類時，首先根據(jù)數(shù)據(jù)表中的字段定義類成員變量，然后根據(jù)數(shù)據(jù)訪問層返回的信息，構(gòu)造類對象，并且把新構(gòu)造的類添加到一個全局List對象中，方便程序的數(shù)據(jù)操作。

(3)表示層應(yīng)用

首先，由基類Office2007Form創(chuàng)建軟件主窗體MainForm，設(shè)置窗口標(biāo)題等信息，加載各功能模塊界面和功能按鈕。接著，由TInfo基類創(chuàng)建各功能模塊業(yè)務(wù)類，包括由基類創(chuàng)建基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊業(yè)務(wù)類、報名報項業(yè)務(wù)類、賽事計劃業(yè)務(wù)類、賽事成績管理業(yè)務(wù)類和報表管理模塊業(yè)務(wù)類，編寫構(gòu)造函數(shù)和一次性初始化函數(shù) Override Doinit()。然后，針對各功能模塊創(chuàng)建業(yè)務(wù)主窗口，即賽事計劃主窗體、運動員信息主窗體、代表團(tuán)信息主窗體、報名報項主窗體、賽事管理主窗體、賽事報表主窗體，并設(shè)置各自窗體的控件。在各功能模塊業(yè)務(wù)主窗體代碼中重載主窗體初始化函數(shù)。在主窗體Load事件中加載各功能模塊業(yè)務(wù)類對象，在各對象按鈕中激活業(yè)務(wù)對象主窗體。然后在各功能模塊業(yè)務(wù)類中編寫各功能模塊的業(yè)務(wù)函數(shù)。業(yè)務(wù)函數(shù)與界面對象無關(guān)，數(shù)據(jù)依靠參數(shù)進(jìn)行傳遞與交換，通常是數(shù)據(jù)庫讀寫、排名、排序、判罰等操作。完成數(shù)據(jù)讀寫后，通常要進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)集的刷新操作。完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)函數(shù)編寫后，在各業(yè)務(wù)功能模塊窗口中創(chuàng)建業(yè)務(wù)處理窗口，設(shè)置好所需的窗口控件。編寫業(yè)務(wù)處理窗口代碼。業(yè)務(wù)窗口的驅(qū)動代碼在業(yè)務(wù)類中完成，主要包括創(chuàng)建業(yè)務(wù)窗口對象實例，設(shè)置業(yè)務(wù)窗口模式，設(shè)置業(yè)務(wù)處理窗口的DataView對象，調(diào)用業(yè)務(wù)處理窗體的DoReFresh()方法等。在業(yè)務(wù)主窗體中通過調(diào)用業(yè)務(wù)窗體驅(qū)動函數(shù)或編寫業(yè)務(wù)處理代碼實現(xiàn)各功能模塊的業(yè)務(wù)功能。

跳水競賽成績處理系統(tǒng)軟件設(shè)計流程如圖4所示。

圖4 跳水競賽成績處理系統(tǒng)軟件流程

跳水競賽成績處理系統(tǒng)軟件主界面如圖5所示。

圖5 跳水競賽成績處理系統(tǒng)軟件主界面

5 結(jié) 束 語

根據(jù)目前體育競賽信息系統(tǒng)現(xiàn)狀，針對跳水比賽需要，提出了跳水競賽成績處理信息系統(tǒng)的設(shè)計方案。該方案在軟件體系設(shè)計上采用三層體系架構(gòu)，將跳水競賽業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)存儲顯示等訪問操作分離，極大地提高了系統(tǒng)的靈活性。根據(jù)系統(tǒng)實際需要，進(jìn)行了數(shù)據(jù)庫設(shè)計，并根據(jù)業(yè)務(wù)分類，方便了操作及賽事實時成績的存取，完全滿足競賽需求。

［1］殷泰暉.C#編程從基礎(chǔ)到實踐［J］.北京:電子工業(yè)出版社，2007，6.

［2］李紅芹.基于三層架構(gòu)的.NET數(shù)據(jù)庫業(yè)務(wù)系統(tǒng)開發(fā)［J］.計算機與現(xiàn)代化，2009(10):120 －125.

［3］趙明亮.淺談三層架構(gòu)［J］.科學(xué)與財富，2011(7):224－224.

［4］湯永華.基于三層體系架構(gòu)的圖紙分發(fā)管理系統(tǒng)的開發(fā)［J］.梅山科技，2009(6):18－23.