微軟不同開發架構應用于信息管理系統開發類課程的教改探索

袁學民，王 蘋，田曉暉

（天津大學管理與經濟學部，天津300072）

目前的信息管理系統開發類課程由于理論教學課時較多，幾乎占滿整個課程，實踐部分則由單獨的實驗構成，課程理論課的授課時間里，基本是在介紹或鞏固理論知識，實驗課上，重點是在完成實驗，這種理論和實踐的間接分離導致學生理解吸收差[1]。因此本文的研究內容是將理論和實踐相結合，研究在教學過程中如何向學生演示不同開發架構的概念，通過設計一個簡單的教學實驗來向學生演示不同開發架構的概念，同時對比3種開發架構的優缺點，給出其在教學中是否具有深入研究的必要性說明，以期能起到拋磚引玉之功，最終將微軟不同的開發架構應用于課程的教改研究中，提升教學效果。

本文選取WebForm、MVC和Blazor這3個分別代表了逐漸被淘汰、正在流行和新興起來的系統架構進行教學研究。分別探索其設計模型、架構特點，并在對比其特性的基礎上，通過案例進行教學實驗，分析其異同點，讓學生進一步思考新時代下不同環境的主流系統架構發展趨勢，為信息管理系統開發類課程教學改革提供思路。

WebForm架構沒有固定的結構，通常指WebForm程序，它是.NET平臺提供的的設計程序模板之一，可以在微軟公司的操作系統中運行。WebForm應用程序也就是網頁窗體應用程序，也稱WebForm軟件，它的原理是通過一些簡單的控件和組件來實現功能。董夢雨等[2]基于WebForm應用程序設計具有管理員信息管理模塊、教師管理模塊和學生管理模塊的學生成績管理系統，認為WebForm是一種框架，可以向用戶提供有條理的、面向對象類集，對用戶高效開發出WebForm應用程序是十分方便的。FOLADOR等[3]按照MVC標準，從臨床需求、研究環境出發，提出并開發了一個用戶管理帕金森病患者的繼承生物醫學數據系統（SⅠDABⅠ）。他們認為在比較復雜的組織文件中，由于MVC模式允許對數據庫進行可靠的訪問，從而可以為開發人員提供一個簡潔、有邏輯、復用程度高、擴展限度高和高效率的代碼。PAOLONE等[4]研究關于MVC軟件體系的結構來固定MVC Web應用程序的度量和閾值，通過實例實驗進行評估和證明，這樣代碼質量很高。Blazor是微軟提供的一個前端開發框架，它將C與瀏覽器開發相結合，解決了C在瀏覽器開發方面的一個大問題。它的出現讓C#程序可以實現服務器、電視、桌面和物聯網應用程序等，對于開發人員而言，這是一個極大的進步。MⅠLLER[5]研究在Blazor客戶機和Web APⅠ服務器中的應用程序之間的共享，以此來驗證Blazor的業務邏輯，認為Blazor在應用程序中的功能是具有實時能力較強的開發模式。

1 基于3種系統架構實現信息管理系統的教學實驗設計

本文通過設計一個簡單的教學實驗來對WebForm、MVC和Blazor這3種開發架構進行說明，本實驗的系統結構并不復雜，管理對象較為單一，因此由數據庫管理是比較合適的選擇。本次實驗用的數據表“T001學生基本信息表”中，包含“姓名”“性別”“學號”“年級”“班級”“民族”6個字段。

1.1 實現目標

教學實驗的核心是在實驗中應用3種技術架構，因此在實驗設計方面，滿足數據管理有代表性的檢索功能即可，對數據管理方面不進行過于深入的研究。基于3種架構對系統實現是本文的主要實驗部分，主要研究目的是通過實驗對3種架構進行教學講解和分析總結，便于學生們理解和應用。

1.2 設計要求

在系統的設計和實現中，首先保證滿足系統的需求。3個架構要實現的功能是一樣的，因此設計時的首要考慮因素是基于不同的架構模式，如何實現對數據的檢索功能。將系統的實現過程總結在流程圖中，具體如圖1所示。

圖1 系統實現流程圖

1.3 實驗環境說明

教學實驗通過C#語言編寫實驗代碼，在Windows系統中運行程序，通過Visual Studio 2008、Visual Studio 2019和SQL Server 2005工具進行系統實現。

其中WebForm系統架構的實驗在Visual Studio 2008和SQL Server 2005環境中進行，MVC系統架構的實現和Blazor系統架構的實現在Visual Studio 2019和SQL Server 2005環境中進行。

1.4 系統實現

1.4.1 基于WebForm架構實現信息管理系統

應用環境搭建。在電腦上配置編譯環境Visual Studio 2008與SQL Server 2005。WebForm相較于其他2種架構發展得較早，且在Visual Studio 2012以后的版本中不能直接在新建項目中找到WebForm，因此選擇存在學習資源較多的Visual Studio 2008進行實驗。Visual Studio 2008中提供了.NET Framwork2.0、3.0、3.5多個版本，在開發系統時選擇更多。

創建應用程序。打開編譯環境Visual Studio 2008，依此選擇“文件”“新建”“項目”，并在彈出窗口中的項目類型選擇“Visual C#”，模板選擇“ASP.NET Web應用程序”，并根據提示設置文件名和文件地址，點擊“確定”選項即創建好一個應用程序，然后對程序內容進行代碼編寫。

連接數據庫。在本機的SQL Server 2005中打開數據文件，通過Visual Studio 2008的服務器資源管理器，連接到本機的數據庫，通過編寫代碼完成對應數據信息設置綁定數據表。

數據調用及顯示。在Default.aspx文件中編寫語句，通過控件GridView進行數據綁定和傳輸，對控件編寫對應的代碼完成數據綁定，實現數據表的調用。完成后此時的GridView控件中已有數據表的“姓名”“性別”“學號”“年級”“班級”“民族”數據。

搜索功能。數據文件已傳遞綁定到GridView中，通過控件文本框和按鈕組合，編寫代碼對其定義，完成文本框數據字符傳遞以及檢索綁定的設置。

運行檢測。運行程序，先進行精確查詢檢測。文本框中輸入要查詢的學生名字，點擊“Search”按鈕查詢，如圖2所示。

圖2 WebForm精確查詢示例圖

成功查詢出學生信息，再進行模糊信息查詢檢測。關閉運行的程序，重新運行，在搜索框中輸入學生姓名的一個字，點擊“Search”按鈕進行查詢，如圖3所示。

圖3 WebForm模糊查詢示例圖

成功查詢出所有名字包含輸入字符的學生信息，實驗成功。

1.4.2 基于MVC架構實現信息管理系統

應用環境搭建。配置編譯環境Visual Studio 2019與SQL Server 2005。Visual Studio 2019具有Web Pages（頁面）、MVC（模型-視圖-控制器）和Web Forms（窗體）3種ASP.NET的編程模板，其中MVC用于創建Web應用程序，分別從Model、View和Controller進行編程。因此本次實驗進行的MVC應用程序選擇在Visual Studio 2019中設計和完成。

創建應用程序。打開Visual Studio 2019，選擇“創建新項目”，在創建新項目頁面的搜索框中輸入asp.net web，此時選取“ASP.NET Web”模板，這里需要注意編程語言的選擇，因為Visual Studio 2019提供多種編程語言的“ASP.NET Web”模板，本次實驗選擇C#語言進行實驗，點擊“下一步”按鈕，在配置新項目界面設置文件名和選擇文件存儲地址，即創建好應用程序。

Controller（控制器）的實現。右鍵單擊“解決方案資源管理器”中的“Controllers”文件夾，點擊“添加”，根據提示設置控制器名稱完成添加。

Model（模型）的實現。具體過程如下：①右鍵單擊“解決方案資源管理器”里的“Model”文件夾，依次選擇“添加”和“新建項”；②彈出的界面中依次選擇“已安裝”“Visual C#”以及“數據”，在數據模型中選擇“ADO.NET實體數據模型”；③設置Model名稱，在彈出的“實體數據模型向導”中選擇“來自數據庫的EF設計器”，點擊“下一步”按鈕；④點擊“新建連接”，在彈出的界面中，“數據源”目錄處選擇“Microsoft SQL Server”，單擊“確定”；⑤根據界面提示在“服務器名稱”項寫上Microsoft SQL Server中的服務器的名稱，選取“使用SQL Server身份驗證”，依據提示完成用戶名及密碼的填寫，再測試連接是否成功，完成數據連接的話會出現“連接成功”的提示，這里的數據也就是模型-視圖-控制器中的模型。

View（視圖）的實現。視圖的創建，第一步雙擊之前的“Controllers”文件夾，點擊“Controllers.cs”文件，在return View()的方法內單擊右鍵，選擇“添加視圖”，根據提示完成視圖添加。

運行檢測。在相關的配置完成后，運行程序，在搜索欄中輸入要查詢的學生名字，點擊“搜索”，如圖4所示。

圖4 MVC精確查詢示例圖

成功查詢到學生信息，說明程序成功。

再進行模糊查詢的檢測，在搜索欄里輸入要查詢的關鍵詞，點擊“搜索”，如圖5所示。

圖5 MVC模糊查詢示例圖

成功查詢到名字里包含關鍵詞的所有學生，模糊查詢檢測完成。

1.4.3 基于Blazor架構實現信息管理系統

應用環境搭建。配置編譯環境Visual Studio 2019與SQL Server 2005。因為Blazor的技術對環境要求較高，而且微軟的環境具有向下兼容的特點，因此選擇最高的.NET Core 5.0，防止一些不必要的意外情況發生。而Visual Studio 2019提供了Blazor架構的模型與.NET Core 5.0的版本支持，所以本次實驗進行的Blazor應用程序選擇在Visual Studio 2019中設計和完成。

創建應用程序。啟動Visual Studio 2019并點擊“創建新項目”，在“新建項目”項中，選擇“ASP.NET Core Web應用程序”，隨后在界面“配置新項目”中，進行“項目名稱”的設置。需要注意的是，要記住項目名稱，在后續的代碼工作中會有用。然后點擊“創建”，在彈窗的“創建新的ASP.NET Core Web應用程序”界面中，選取“.NET Core”“ASP.NET Core 5.0”以及“ASP.NET Core Web應用”，點擊“創建”，程序即創建完成。

設置網站樣式。在Pages/Shared/_Layout.cshtml文件中，設置網站的樣式，其中對網頁要顯示的數據表的列名也在此設置；在Pages/Ⅰndex.cshtml文件中，設置網頁適應設備版本的格式。

數據模型。在項目文件中，建立相關的數據模型，連接數據庫，將數據導入模型。中間可以進行運行程序隨時檢測，保證程序可以運行。

添加篩選。在Students/Ⅰndex.cshtml.cs文件中，進行添加篩選的操作，編寫代碼以完成精確搜索和模糊搜索的目的。

運行檢測。在相關的配置完成后，運行程序，在搜索欄中輸入要查詢的學生名字，點擊“搜索”，如圖6所示。

圖6 Blazor精確查詢示例圖

成功查詢到學生信息，說明程序成功。

再進行模糊查詢的檢測，在搜索欄里輸入要查詢的關鍵詞，點擊“搜索”，如圖7所示。

圖7 Blazor模糊查詢示例圖

成功查詢到名字里包含關鍵詞的所有學生，模糊查詢檢測完成。

2 實驗結果分析總結

在教學實驗中，學生可以通過對WebForm架構、MVC架構和Blazor架構的分別實踐，完成了對3種架構的不同思維模式的思考和體驗。3種架構的開發模式區別很大，在數據管理、數據規模、便捷性等方面有著各自的優缺點。

WebForm應用程序開發快速，開發時具有其他2種架構都沒有的直觀性，但其可容納的數據規模較小，在較多數據時，通過控件的方式進行每次數據調用則會大大影響運行速度。MVC架構開發的結構清晰，模型、視圖和控制器分工明確，可擴展性強，變化能力強。且MVC架構直接將數據存儲到模型當中，在處理大規模數據時，它的運行能力也更強于WebForm應用程序，因此也是3種架構中當前應用得最多的架構。Blazor架構通過創建了一個新的界面，也就是一個單獨的Web框架，而不是MVC的多層結構，比起MVC的結構更加簡單。比起WebForm的控件思維，Blazor與其有相似之處，但是對數據的處理能力強于WebForm。

3 3種架構應用于開發類課程的教學思考

判斷一個系統架構的好壞需要從程序的結構合理、代碼的復用性等方面去分析，表1列出了3種架構的對比總結。判斷一種架構是否適合應用于課程教學中，也需要從學習難易程度、市場接受度等方面去分析。

表1 3種架構對比總結

通過實驗過程，可以很明顯地感受到WebForm對比MVC和Blazor，在開發過程中最大的優勢就是開發方式簡單且容易學習，基于控件進行的開發讓WebForm對初學者十分友好，但是模塊和層次方面不如其他2種架構，正在慢慢被市場所淘汰，可以讓學生作為入門學習內容來練習一些小型系統的開發，建議減少其在開發類課程體系中的占比。

MVC對比起其他2個架構最明顯的特征就是層次十分分明，3個模塊分工合作，這對不同類型的項目適用性是很強的。對于大多數學生來說，MVC讓學生更加清晰地了解模型的整體，開發過程也更加規范和有跡可循。MVC的3層架構，讓MVC的代碼復用性遠遠高于WebForm和Blazor，而且不僅是代碼的復用，在程序的維護方面、代碼的安全性方面也更具有保障，目前正被市場廣泛認可。建議將MVC作為信息管理系統開發類課程的必修內容，增加其在開發類課程體系中的占比。Blazor比起其他2種架構來說，是一種較新的技術，它的結構和功能都與WebForm比較相似，層次結構沒有很分明，但是能滿足的需求多，“小而精”比較符合Blazor在架構中的定位。離線訪問功能增加了Blazor的市場競爭力。但是Blazor架構才剛剛興起，發展還不夠深入完整，可以學習參考的資料比起其他2種架構來說還是比較少，不建議將其納入開發類課程體系中，但是可以組織學生以興趣小組的方式去學習，進一步提高有拔高需求的學生們的架構開發能力。