Đồ án quản lý hồ sơ sinh viên theo mô hình client server

Một hệ thống mạngtruyền quảng bá hỗ trợ việc truyền dữ liệu đến một tập hợp các máy trạm, thì được gọilà truyền đa điểm Đối với phương thức truyền điểm-nối-điểm, mạng máy tính sử dụng ph

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BỘ MÔN MẠNG VÀ TRUYỀN THÔNG

ĐỒ ÁN LẬP TRÌNH MẠNG

Đề tài:

CHƯƠNG TRÌNH QUẢN LÝ HỒ SƠ SINH VIÊN

THEO MÔ HÌNH CLIENT SERVER

Sinh viên : LÊ LONG BẢO

Chúng em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Trần Hồ Thủy Tiên, giảng viên trường Đại Học Bách Khoa, đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình cho chúng em trong suốt quá trình thực hiện đề tài.

Tuy đã có nhiều cố gắng trong quá trình thưc hiện, nhưng sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Chúng em mong nhận đựơc sự đóng góp ý kiến của cô.

Sinh viên thực hiện

Lê Long Bảo

Nguyễn Hà Anh

MỤC LỤC

MỤC LỤC 3

DANH MỤC HÌNH VẼ 4

LỜI MỞ ĐẦU 6

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 7

I.1 Tổng quan về lập trình mạng 7

I.2 Tổng quan về mô hình client server 8

I.3 Tổng quan về lập trình socket 12

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH 19

II.1 Phân tích yêu cầu 19

II.2 Phân tích các chức năng 19

II.3 Mô hình quan hệ cơ sở dữ liệu 21

II.4 Thuật toán của bài toán xử lý cho server và client 21

CHƯƠNG 3 TRIỂN KHAI VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 25

III.1 Môi trường triển khai 25

III.2 Kết quả các chức năng 25

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 39

TÀI LIỆU THAM KHẢO 40

CHƯƠNG 1 DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Mô hình mạng ngang hàng 7

Hình 1.2 Mô hình Client – Server 7

Hình 1.3 Mô tả các tiến trình gửi và nhận 9

Hình 1.4 Client/Server hai tầng 11

Hình 1.5 Client/ Server ba tầng 11

Hình 1.6 TCP UDP Socket 13

Hình 1.7 Mô tả về hoạt động socket 13

Hình 1.8 Mô tả TCP Socket 14

Hình 1.9 Thuật toán chung của TCP Socket 16

Hình 1.10 Mô tả trao đổi gói dữ liệu UDP 17

Hình 1.11 Thuật toán chung của UDP Socket 18

Hình 2.1 Mô hình chức năng 19

Hình 2.2 Sơ đồ quan hệ table hồ sơ sinh viên 20

Hình 2.3 Mô hình quan hệ cơ sở dữ liệu tổng thể 21

Hình 3.1 Server khi khởi động chương trình 25

Hình 3.2 Màn hình đăng nhập ở chương trình client 26

Hình 3.3 Màn hình đăng nhập thành công 26

Hình 3.4 Sửa hồ sơ sinh viên 27

Hình 3.5 Kết quả sửa hồ sơ sinh viên 28

Hình 3.6 Kiểm chứng kết quả sửa hồ sơ ở server 29

Hình 3.7 Màn hình đăng nhập cho user quản lý 29

Hình 3.8 User quản lý cập nhập thông tin sinh viên 30

Hình 3.9 User quản lý chỉnh sửa thông tin sinh viên 31

Hình 3.10 Kết quả chỉnh sửa thông tin sinh viên 32

Hình 3.11 Kiểm chứng kết quả sửa thông tin sinh viên ở server 33

Hình 3.12 User quản lý thêm hồ sơ sinh viên 34

Hình 3.13 Kiểm chứng thêm hồ sơ sinh viên ở server 35

Hình 3.14 Tìm kiếm thông tin sinh viên 36

Hình 3.15 Kết quả tìm kiếm thông tin sinh viên 37

Hình 3.16 Kiểm chứng tìm kiếm hồ sơ sinh viên ở server 38

CHƯƠNG 2 LỜI MỞ ĐẦU

Quản lý hồ sơ sinh viên là một công tác rất quan trọng và phức tạp mà bất kỳ đơn

vị đào tạo nào cũng phải thực hiện Bắt đầu từ việc làm thủ tục nhập học cho sinh viên,tiếp đó là theo dõi, quản lý thông tin về sinh viên trong suốt khóa học cũng như việc hệthống hóa, lưu trữ và bảo quản thông tin kết quả của sinh viên một cách an toàn

Việc quản lý này hầu như đã được thực hiện hầu hết ở các đơn vị đào tạo Tuynhiên, thông tin ở dạng này chỉ dừng ở mức lưu trữ và mang tính thủ công, chưa thực

sự linh hoạt trong việc quản lý Việc quản lý hồ sơ sinh viên cần tính đến các hoạt độngtích cực hơn nữa, chẳng hạn như việc nhập xuất dữ liệu, theo dõi thời khóa biểu, lịchhọc, bảng điểm và các thông tin của sinh viên Ngoài ra, để linh hoạt trong quản lý thìviệc ứng dụng mô hình client – server sẽ giúp người quản lý có thể truy cập và quản lýsinh viên một cách dễ dàng và hiệu quả hơn

Từ những khó khăn và nhu cầu như trên, nhóm chúng tôi chọn đề tài “Sử dụng

socket trong java xây dựng chương trình quản lý hồ sơ sinh viên theo mô hình client server”, nhằm mục đích cải thiện những khó khăn và quản lý hồ sơ sinh viên

môt cách dễ dàng nhất

Nội dung đề tài gồm 3 phần:

Chương 1: Cơ sở lý thuyết

Chương 2: Thiết kế và xây dựng chương trình

Chương 3: Triển khai và đánh giá kết quả

Kết luận và hướng phát triển

CHƯƠNG 3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

I.1 Tổng quan về lập trình mạng

Mạng máy tính là tập hợp các máy tính độc lập kết nối với nhau theo một chuẩn

kỹ thuật nhất định Hai máy tính gọi là nối mạng với nhau nếu chúng có khả năng traođổi thông tin Phương tiện kết nối có thể là cáp đồng, cáp quang, sóng viba, hồng ngoạihoặc vệ tinh

Mạng máy tính có nhiều kích cỡ, cấu trúc và hình thức tổ chức khác nhau tùythuộc vào từng ứng dụng cụ thể của mạng máy tính Tuy nhiên, chúng có thể phânthành hai loại chính là: mạng có cấu trúc ngang hàng và mạng có cấu trúc Client –Server (máy trạm – máy chủ)

Hình 1.1 Mô hình mạng ngang hàng

Hình 1.2 Mô hình Client – Server

Có hai phương thức truyền dẫn được sử dụng phổ biến đó là: truyền quảng bá vàtruyền điểm-nối-điểm Truyền quảng bá là phương thức sử dụng kênh thông tin đơnchung cho tất cả các máy trạm trên mạng Gói dữ liệu được gửi từ một máy trạm mongmuốn thì gói dữ liệu đó sẽ được xử lý, nếu không sẽ được bỏ qua Một hệ thống mạngtruyền quảng bá hỗ trợ việc truyền dữ liệu đến một tập hợp các máy trạm, thì được gọi

là truyền đa điểm

Đối với phương thức truyền điểm-nối-điểm, mạng máy tính sử dụng phương thứcnày bao gồm tập hợp nhiều kết nối giữa các máy trạm Gói dữ liệu từ đầu phát dữ liệuđến đầu thu dữ liệu có thể sẽ đi qua một hoặc nhiều máy trạm trung gian theo nhiềutuyến truyền dẫn khác nhau với độ dài khác nhau

Trường hợp mạng máy tính sử dụng phương thức truyền điểm-nối-điểm với mộtđầu phát và một đầu thu được gọi là phương thức truyền unicasting

Phương thức phân loại thứ hai dựa vào quy mô mạng hay kích thước vật lý củamạng Theo quy mô từ nhỏ đến lớn ta có các loại mạng sau:

- Mạng cá nhân (Personal Are Network-PAN)

- Mạng LAN (Local Area Network)-mạng cục bộ: kết nối các nút trên một phạm

vi giới hạn Phạm vi này có thể là một công ty, hay một tòa nhà

- Mạng WAN (Wide Area Network): nhiều mạng LAN kết nối với nhau tạo thànhmạng WAN

- MAN (Metropolitan Area Network), tương tự như WAN, nó cũng kết nối nhiềumạng LAN Tuy nhiên, một mạng MAN có phạm vi là một thành phố hay một đô thịnhỏ MAN sử dụng các mạng tốc độ cao để kết nối các mạng LAN của trường học,chính phủ, công ty, , bằng cách sử dụng các liên kết nhanh tới từng điểm như cápquang

I.2 Tổng quan về mô hình client server

Mô hình client-server là một mô hình nổi tiếng trong mạng máy tính, và là môhình được áp dụng rất rộng rãi Ý tưởng của mô hình này là máy con (đóng vài trò là

máy khách) gửi một yêu cầu (request) để máy chủ (đóng vai trò người cung ứng dịchvụ), máy chủ sẽ xử lý và trả kết quả về cho máy khách.

Hình 1.3 Mô tả các tiến trình gửi và nhậnQuá trình giao tiếp client và server có thể diễn ra theo một trong hai chế độ: bịphong tỏa (blocked) và không bị phong tỏa (non-blocked)

Chế độ bị phong tỏa (blocked):

Trong chế độ bị phong tỏa, khi tiến trình client hoặc server phát ra lệnh gửi dữliệu (send), việc thực thi của tiến trình sẽ bị tạm ngừng cho tới khi tiến trình nhận phát

ra lệnh nhận dữ liệu (receive)

Tương tự đối với tiến trình nhận dữ liệu, nếu tiến trình nào đó (client hoặc server)phát ra lệnh nhận dữ liệu, mà tại thời điểm đó chưa có dữ liệu gửi tới thì việc thực thicủa tiến trình cũng sẽ bị tạm ngừng cho tới khi có dữ liệu gửi tới

Chế độ không bị phong tỏa (non-blocked):

Tiến trình đang phong

tỏa

Tiến trình đang xử

lý

Request message

Request message

Reply Execution Wait

Server Client

Trong chế độ này, khi tiến trình client hay server phát ra lệnh gửi dữ liệu thực sự,việc thực thi của tiến trình vẫn được tiến hành mà không quan tâm đến việc có tiếntrình nào phát ra lệnh nhận dữ liệu đó hay không.

Tương tự cho trường hợp nhận dữ liệu, khi tiến trình phát ra lệnh nhận dữ liệu, nó

sẽ nhận dữ liệu hiện có, việc thực thi của tiến trình vẫn được tiến hành mà không quantâm đến việc có tiến trình nào phát ra lệnh gửi dữ liệu tiếp theo hay không

+Kiến trúc hai tầng

Kiến trúc client/server đơn giản nhất là kiến trúc hai tầng Trong thực tế hầu hếtcác kiến trúc client/server là kiến trúc hai tầng Một ứng dụng hai tầng cung cấp nhiềutrạm làm việc với một tầng trình diễn thống nhất, tầng này truyền tin với tầng lưu trữ

dữ liệu tập trung Tầng trình diễn thông thường là client, và tầng lưu trữ dữ liệu làserver

Hầu hết các ứng dụng Internet như là email, telnet, ftp thậm chí là cả Web là cácứng dụng hai tầng Phần lớn các lập trình viên trình ứng dụng viết các ứng dụng client/server có xu thế sử dụng kiến trúc này

Trong ứng dụng hai tầng truyền thống, khối lượng công việc xử lý được dành chophía client trong khi server chỉ đơn giản đóng vai trò như là chương trình kiểm soátluồng vào ra giữa ứng dụng và dữ liệu Kết quả là không chỉ hiệu năng của ứng dụng bịgiảm đi do tài nguyên hạn chế của PC, mà khối lượng dữ liệu truyền đi trên mạng cũngtăng theo Khi toàn bộ ứng dụng được xử lý trên một PC, ứng dụng bắt buộc phải yêucầu nhiều dữ liệu trước khi đưa ra bất kỳ kết quả xử lý nào cho người dùng Nhiều yêucầu dữ liệu cũng làm giảm hiệu năng của mạng Một vấn đề thường gặp khác đối vớiứng dụng hai tầng là vấn đề bảo trì Chỉ cần một thay đổi nhỏ đối với ứng dụng cũngcần phải thay đổi lại toàn bộ ứng dụng client và server

Theo kiến trúc ba tầng, một ứng dụng được chia thành ba tầng tách biệt nhau vềmặt logic

Tầng đầu tiên là tầng trình diễn thường bao gồm các giao diện đồ họa Tầng thứhai, còn được gọi là tầng trung gian hay tầng tác nghiệp Tầng thứ ba chứa dữ liệu cầncho ứng dụng Tầng thứ ba về cơ bản là chương trình thực hiện các lời gọi hàm để tìmkiếm dữ liệu cần thiết Tầng trình diễn nhận dữ liệu và định dạng nó để hiển thị Sựtách biệt giữa chức năng xử lý với giao diện đã tạo nên sự linh hoạt cho việc thiết kếứng dụng Nhiều giao diện người dùng được xây dựng và triển khai mà không làm thayđổi logic ứng dụng

Tầng thứ ba chứa dữ liệu cần thiết cho ứng dụng Dữ liệu này có thể bao gồm bất

kỳ nguồn thông tin nào, bao gồm cơ sở dữ liệu như Oracale, SQL Server hoặc tài liệuXML

Kiến trúc n-tầng

Kiến trúc n-tầng được chia thành các tầng như sau:

Tầng giao diện người dùng: quản lý tương tác của người dùng với ứng dụng

Tầng logic trình diễn: Xác định cách thức hiển thị giao diện người dùng và cácyêu cầu của người dùng được quản lý như thế nào

Tầng logic tác nghiệp: Mô hình hóa các quy tắc tác nghiệp,

Tầng các dịch vụ hạ tầng: Cung cấp một chức năng bổ trợ cần thiết cho ứng dụngnhư các thành phần (truyền thông điệp, hỗ trợ giao tác)

I.3 Tổng quan về lập trình socket

I.3.1.Khái niệm socket

Để xây dựng được một chương trình theo mô hình client-server, cho phép truyềnnhận dữ liệu qua mạng, người lập trình chỉ cần viết chương trình ở tầng ứng dụng vàtìm cách giao tiếp với một trong hai giao thức ở tầng vận chuyển là TCP hoặc UDP Đểlàm được việc này, các hệ điều hành cung cấp một phương tiện cho phép ứng dụng

người dùng giao tiếp được với các giao thức TCP và UDP một cách dễ dàng Phươngtiện đó được gọi là Socket, được biểu diễn như hình vẽ bên dưới.

Hình 1.6 TCP UDP SocketSocket được xem như điểm giao tiếp của ứng dụng mạng, do đó chương trìnhclient/server sẽ thực hiện hai thao tác cơ bản sau

- Để truyền dữ liệu, chương trình chỉ cần gửi dữ liệu vào socket

- Để nhận dữ liệu, chương trình chỉ cần đọc dữ liệu từ socket

Có hai loại socket: socket nối với giao thức TCP còn được gọi là TCP Socket,

và tương tự như vậy socket nối với giao thức UDP được gọi là UDP Socket Có thể nóimột kênh kết nối giữa hai chương trình được thiết lập nhờ vào hai socket được gắn ởhai chương trình

Hình 1.7 Mô tả về hoạt động socket

I.3.2.TCP Socket

Giao thức TCP là giao thức truyền thông có kết nối và tin cậy Truyền thông cókết nối có nghĩa là trước khi truyền dữ liệu, giao thức TCP gửi và giao thức TCP nhậnphải thiết lập kênh truyền trước khi gửi, nhận dữ liệu và trong suốt quá trình trao đổi

dữ liệu hai giao thức gửi, nhận phải duy trì kênh truyền đã được thiết lập

Quá trình thiết lập kênh truyền được thực hiện cụ thể bởi một quá trình gọi làquá trình bắt tay ba bước như sau:

- Trước hết giao thức TCP phía máy gửi phải yêu cầu thiết lập một kênh truyềnbằng cách gửi một phân đoạn (segment) gọi là syn đến giao thức TCP phía máy nhận

- Giao thức TCP phía máy nhận trả lại một phân đoạn (segment) gọi là ACK đểxác nhận đã nhận được thành công

- Giao thức TCP phía máy gửi tiếp tục gửi một phân đoạn ACK để xác nhận vàsau đó là quá trình gửi dữ liệu

Truyền thông tin cậy có nghĩa là nút gửi biết được gói tin đã được gửi đến đíchhay chưa Nếu không đến được, nút gửi phải gửi lại gói tin Nếu gói tin đã được gửithành công thì gửi gói tin tiếp theo Cụ thể của quá trình này được thực hiện bằng cáchmỗi gói tin được đánh một số thứ tự Mỗi khi nhận được gói tin, nút nhận phải gửi mộtphản hồi cho nút gửi để thông báo đã nhận được thành công gói tin

Hình 1.8 Mô tả TCP SocketViệc xây dựng chương trình client-server sử dụng giao thức TCP của tầng vậnchuyển được thực hiện thông qua TCP socket Do vậy, người lập trình chỉ cần viết mãlệnh để đọc và ghi dữ liệu giữa chương trình và TCP Socket, sau đó TCP socket sẽ cónhiệm vụ liên lạc và gửi, nhận dữ liệu với TCP socket phía đầu còn lại

Các hoạt động của TCP Socket sẽ bao gồm như sau:

- TCP Socket phía server

o Lắng nghe yêu cầu kết nối từ socket client

o Chấp nhận kết nối từ socket client

o Gửi dữ liệu

o Nhận dữ liệu

o Đóng kết nối

- TCP Socket phía client

o Yêu cầu kết nối với socket phía server

Thực tế, socket được tồn tại dưới dạng các thư viện API do các hệ điều hànhhoặc các ngôn ngữ lập trình cung cấp cho phép người dùng lập trình sử dụng chúng đểxây dựng chương trình client – server

Chẳng hạn, hệ điều hành Unix cung cấp thư viện có tên Berkeley socket dướidạng các API trong khi đó hệ điều hành Windows cung cấp thư viện API có tên làWindows Socket (còn gọi là Winsock) Trong ngôn ngữ lập trình java có gói java.net,trong khi đó ngôn ngữ lập trình C có thư viện sys/socket.h

Người lập trình chỉ cần sử dụng các thư viện chương trình của socket được cungcấp cho hệ điều hành hoặc ngôn ngữ lập trình để xây dựng chương trình theo mô hìnhclient-server

Hình 1.9 Thuật toán chung của TCP Socket

I.3.3.UDP Socket

Giao thức UDP được viết tắt từ cụm từ User Datagram Protocol, là giao thứctruyền thông không kết nối (connectionless) và không tin cậy Truyền thông không kếtnối có nghĩa là giao thức UDP gửi và giao thức UDP nhận không cần thiết lập kênhtruyền để gửi/nhận dữ liệu Điều đó có nghĩa là giữa giao thức UDP gửi và giao thứcUDP nhận không tồn tại một kênh kết nối cố định nào trong quá trình dữ liệu Chính vìthế mà giao thuwcsUDP hỗ trợ cả phương thức truyền điểm – điểm và điểm – nhiềuđiểm Do đó, một chương trình server sử dụng giao thức UDP có thể kết nối và trao đổi

dữ liệu với nhiều client tịa một thời điểm mà không cần người lập trình phải sử dụng

kỹ thuật đa tuyến như lập trình với giao thức TCP

Giao thức UDP là giao thức truyền thông không tin cậy có nghĩa là giao thứcUDP gửi hoàn toàn không biết gói tin có đến đích thành công hay không Do giao thứcUDP không thực hiện cơ chế bắt tay ba bước như giao thức TCP, nên giao thức UDPnhận, không gửi bất cứ phản hồi ACK nào để xác nhận đã nhận được gói tin cho UDPgửi Giao thức TCP thực hiện việc truyền dữ liệu theo cách tuần tự, mỗi lần chỉ gửi mộtgói tin trên kênh truyền cố định đã được thiết lập Để gửi gói tin thứ n thì giao thứcTCP gửi phải biết chắc gói tin n-1 đã đến đích thành công, do đó trật tự gói tin đến đíchđúng với trật tự gói tin được gửi phía giao thức TCP gửi Trong khi đó, giao thức UDPthực hiện việc truyền dữ liệu theo cách song song,, mỗi lần có thể gửi nhiều gói tin trênnhững lộ trình khác nhau, do đó trật tự gói tin đến đích có thể khác so với trật tự gói tinphía giao thức UDP gửi Thậm chí, theo cách này, giao thức UDP có thể không nhậnđầy đủ gói tin

Để xây dựng một chương trình theo mô hình client-server sử dụng giao thứcUDP, người lập trình chỉ cần viết chương trình ở tầng ứng dụng và tìm cách giao tiếpvới giao thức (dịch vụ) UDP Tương tự như lập trình với giao thức TCP, việc giao tiếpgiữa chương trình với giao thức UDP cũng thông qua socket Socket giao tiếp với giaothức UDP được gọi là UDP socket

Hình 1.10 Mô tả trao đổi gói dữ liệu UDP

Để UDP socket phía client có thể gửi được dữ liệu đến UDP socket phía serverthì UDP socket phía server phải được gắn với một cổng (port) Tuy nhiên, UDP socket

phía server không phải chờ, lắng nghe yêu cầu kết nối và cũng không có chấp nhận kếtnối mà UDP socket phía server chỉ chờ gói tin được gửi đến từ các client.

Hình 1.11 Thuật toán chung của UDP Socket

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG CHƯƠNG

TRÌNH

II.1 Phân tích yêu cầu

- Đối với client

o Phải có 2 tài khoản, một cho người quản trị và 1 cho sinh viên

o Tài khoản sinh viên: chỉ có quyền đăng nhập, xem chính thông tin hồ sơcủa mình và chỉnh sửa thông tin của chính sinh viên

o Tài khoản quản trị: có quyền đăng nhập, xem, chỉnh sửa và thêm thôngtin hồ sơ của một sinh viên bất kỳ Ngoài ra còn có thể, tìm kiếm thôngtin hồ sơ theo lớp hoặc theo mã sinh viên

o Giao diện phải dễ sử dụng và có hiển thị tên user đăng nhập lên màn hình

- Đối với server

o Server phải xử lý được các yêu cầu gửi đến từ client như: yêu cầu đăngnhập, thêm, sửa, xem hồ sơ Kiểm tra được tài khoản đăng nhập có quyền

gì, và hiển thị thông tin đã xử lý của client gửi đến lên màn hình

II.2 Phân tích các chức năng

Hình 2.12 Mô hình chức năng

II.1.1 Chức năng đăng nhập

- Gồm các trường thông tin như userid, username, password, quyền, ngày tạo,ngày update

- Có chức năng dùng tài khoản sinh viên hoặc tài khoản quản lý để đăng nhập và

sử dụng chương trình

II.1.2 Chức năng cập nhập hồ sơ sinh viên

Chức năng chính dùng để xem hồ sơ, thêm hồ sơ sinh viên và cập nhập lại hồ sơsinh viên và thông tin thân nhân của sinh viên và chỉ dùng được cho tài khoản quản lýđăng nhập để quản lý Đối với tài khoản sinh viên thì user sinh viên chỉ có quyền xem

và sửa thông tin của chính sinh viên đó

- Sơ đồ quan hệ

Hình 2.13 Sơ đồ quan hệ table hồ sơ sinh viênBảng dữ liệu:

- Table hồ sơ sinh viên: ID, MaSV, DanToc, MaNganh, MaLop, HoTen,

NamSinh, NgaySinh, GioiTinh, MaNoiSinh, DiaChi, SoDienThoai, CMND, Email, MaQuocTich