（管理科学与工程专业论文）基于web+services的学校资源互操作模型研究.pdf

独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得( 注：如没有其他需要特别声 明的，本栏可空) 或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对 本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文储签名：成咚l 羽字：害) 方暇 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解堂撞有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向 国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权堂 主坠可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：鼢、 签字日期：2 。$ 年士月形日 导师签字： 翔智殴 签字日期：2 0 0 ，年了月l7 日 山东摔范大学硕士学位论支 捅要 i t 技术的持续发展不断推进着教育信息化的进程，越来越多的学校已经建立了自己的 校园网，并以此开展了自己的教学和管理应用。同时，各级各地教育管理部门也建立了自 己的教育管理信息系统，方便对各级各地的教育信息进行汇总与管理。这对于提高教育管 理的效率无疑起到了巨大的推动作用。但是，由于各个不同的系统之间数据共享与信息交 换的需要不断增加，也逐渐暴露出越来越多的问题。 这些矛盾已经随着信息化进程的加快日益突出。如果不能立即着手制定与完善教育信 息管理的标准，就会严重阻碍信息化的秩序和效率，对人员、资金造成巨大浪费，甚至影 响到教育发展的决策闽题。因此，必须制定一整套完善的教育信息管理的标准，建立本行 业人员共同遵守的规范。只要所有的软件厂商都按照这样的规范来完成各自的系统，就能 保证各个软件之间的互操作性。 我国教育信息管理的标准化研究，一方面要以我国已有的研究成果为基础，另一方面 也要借鉴国际上的研究经验，其中最有代表性的研究成果是学校互操作框架s i f ( s c h o o l i n t e r o p e r a b ilit yf r a m e w o r k ) 。 本文从上面两方面对我国教育信息管理的标准化进行了研究，主要侧重于学校资源的 网上信息交换( 即学校资源互操作) 规范。论文的研究内容和创新点如下： 1 ) 论文分析了) ( m l 的特点及其在资源管理方面的优势。 2 ) 论文讨论了w e b s e r v i c e s 技术的概念、特点、体系结构及其相关标准( 如：s o a p ， w s d l ，u d d i 等) 。 3 ) 论文分析了学校互操作框架s i f 的体系结构、互操作原理、功能模型及工作组等， 在此基础上，深入研究了s i f 中的多区域通信问题，给出了一种较理想的多区域通信解决 方案统一接口多区域通信。 4 ) 本文提出了一个实用的学校资源互操作模型( s r i f ) 。s r i f 在原有的s i f 体系结构 基础上，引入了统一接口多区域通信。s r i f 继承了s i f 的互操作原理和功能模型，实现了 s i f 域的无缝连接。s r i f 可与s i f 模型很好的兼容，并具有庭好的开放性和可扩展性， 5 ) 论文利用w e h s e r v i c e 技术，实现了学校资源互操作模型的部分内容。文中给出了 详细的实现过程，并给出了部分关键代码。 6 ) 最后，文中指出了为了完善学校资源互操作模型，需要做的工作，为以后的研究 明确方向。 本文所提出的学校资源互操作模型( s r i f ) 是对我国教育信息管理标准化研究的有益 探索，将对我国教育信息管理标准化研究起到一定的推动作用。本模型将使得学校内部以 及学校与学校之间的数据交换和共享更加简便与充分，消除了学校管理信息系统之间的数 据孤岛，从而更好的发挥了学校管理信息系统的作用。 关键字：学校资源互操作，教育管理信息化，学校互操作框架，w e b 服务，x m l 。 中图分类号：t p 3 9 3 山东师范大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to fi t t e c h n o l o g y i sa d v a n c i n gt h ep r o c e s so f e d u c a t i o ni n f o r m a t i o n i z a t i o nc o n s t a n t l y m o r ea n dm o r es c h o o l sh a v ea l r e a d ys e t u pt h e i ro w nc a m p u sn e t w o r ka n dh a v ed e v e l o p e dt h e i ro w nt e a c h i n ga n dm a n a g e m e n t a p p l i c a t i o n sw i t ht h i s m e a n w h i l e ，e d u c a t i o n a la d m i n i s t r a t i v ed e p a r t m e n t so fa l l l e v e l sh a v es e tu pt h e i ro w nm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mo fe d u c a t i o nt o o i t i sc o n v e n i e n tt og a t h e ra n dm a n a g et h ee d u c a t i o ni n f o r m a t i o no fa l ll e v e l s t h i s u n d o u b t e d l yp l a y sa ni m p o r t a n tr o l et or a i s ee f f i c i e n c yo fe d u c a t i o n a lm a n a g e m e n t h o w e v e r ，w i t hc o n s t a n ti n c r e a s eo fn e e df o rd a t as h a r ea n di n f o r m a t i o ne x c h a n g e b e t w e e ne a c hd i f f e r e n ts y s t e m ，m o r ea n dm o r ep r o b l e m sa r ee x p o s e dg r a d u a ll y t h e s ec o n t r a d i c t i o n sh a v ea l r e a d yb e e nm o r ea n dm o r eo u t s t a n d i n gw i t h t h e q u i c k e n i n go ft h ep r o c e s so fe d u c a t i o ni n f o r m a t i o n i z a t i o n i fw ec a n tm a k ea n d p e r f e c tc r i t e r i o n si ne d u c a t i o n a li n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ti m m e d i a t e l y ，w h i c hw i l l h i n d e ri n f o r m a t i o n a l i z e do r d e ra n de f f i c i e n c ys e r i o u s l y ，l e a dt ow a s t ee n o r m o u s p e r s o n n e la n df u n d ，e v e ni n f l u e n c et h ed e c i s i o n o fe d u c a t i o n a ld e v e l o p m e n t s o ， aw h o l es e to fp e r f e c tc r i t e r i o n si ne d u c a t i o ni n f o r m a t i o nm a n a g e m e n tm u s tb em a d e a st h en o r mt h a tp e r s o n n e lo ft h i st r a d eo b s e r v ec o m m o n l y s ol o n ga sa l ls o f t w a r e m a n u f a c t u r e r sf i n i s ht h e i r o w n s y s t e m sa c c o r d i n g t os u c ha n o r m ，t h e i n t e r o p e r a b i l i t yb e t w e e ns o f t w a r e sc a nb eg u a r a n t e e d t h er e s e a r c ho fc r i t e r i o n si ne d u c a t i o n a li n f o r m a t i o nm a n a g e m e n tf o ro u r c o u n t r ys h o u l db eb a s eo nt w os i d e s 0 no n eh a n d i ts h o u l db eb a s e do nd o m e s t i c r e s e a r c hr e s u l t s ；o nt h eo t h e rh a n d ，i ts h o u l du s et h es t u d ye x p e r i e n c ei nt h ew o r l d f o rr e f e r e n c e ，a m o n gw h i c ht h em o s tr e p r e s e n t a t i v er e s e a r c hr e s u l ta r es i f ( s c h o o l i n t e r o p e r a b i l i t yf r a m e w o r k ) t h i st e x ts t u d i e sc r i t e r i o n si ne d u c a t i o ni n f o r m a t i o nm a n a g e m e n tw h i c hi s b a s e do na b o v es i d e s t h i st e x te m p h a s i z e sp a r t i c u l a r l yt h en o r mo fe x c h a n g eo f s c h o o lr e s o u r c e so nn e t w o r k ( s c h o o lr e s o u r c e si n t e r o p e r a b i l i t y ) t h er e s e a r c h c o n t e n t sa n di n n o v a t i o n so ft h i st h e s i sa r ea sf o l l o w s ： 1 ) t h et h e s i sa n a l y s e s i l sc h a r a c t e r i s t i c sa n dx m l sa d v a n t a g e si nr e s o u r c e m a n a g e m e n t 2 ) t h et h e s i sd i s c u s s e st h ec o n c e p t ，c h a r a c t e r i s t i c s ，i n f r a s t r u c t u r ea n d r e l e v a n ts t a n d a r d so fw e b s e r v i c e s t e c h n o l o g y 3 ) t h et h e s i sa n a l y s e si n f r a s t r u c t u r e ， o p e r a t i o np r i n c i p l e ， f u n c t i o nm o d e l a n dw o r kg r o u p so fs i f o nt h i sb a s i s ，i ，f u r t h e r l y ，i n v e s t i g a t em u l t i - z o n e c o m m u n i c a t i o ni s s u eo fs i f f i n a l l yip r o p o s ear e l a t i v e l ym o r ei d e a ls o l u t i o nf o r m u l t i z o n ec o m m u n i c a t i o no fs i f 一一u n i f i e di n e r f a c em u l t i z o n ec o m m u n i c a t i o n 2 山东炳范大学硬士学位论文 4 ) t h i st e x th a sp r o p o s e dt h a tap r a c t i c a ls c h o o lr e s o u r c e si n t e r o p e r a b i l i t y m o d e l ( s r i f ) s r i fh a si n t r o d u c e du n i f i e di n e r f a c em u l t i z o n ec o m m u n i c a t i o no nt h e b a s i so fa l r e a d ye x i s t i n gs i fi n f r a s t r u c t u r e s r i f i n h e r i t si n t e r o p e r a t i o n p r i n c i p l ea n df u n c t i o nm o d e lo fs i f ，r e a l i z e ss i fs e a m l e s sl i n kb e t w e e n s i fz o n e s s r i fh a sg o o dc o m p a t i b i l i t yw i t hs i fa n dh a sg o o do p e n i n ga n de x p a n s i b i l i t y 5 ) t h et h e s i sr e a l i z e s s o m e p a r t s o fs r i fo nb a s i so fw e b s e r v i c e s t e c h n o l o g y t h ed e t a i l e dr e a l i z a t i o nc o u r s ea n ds o m ek e yc o d e sa r ep r o v i d e di nt h i s a r t i c l e 6 ) f i n a l l y ，ip o i n to u tw o r k sw h i c hm u s tb ed o n ef o rp e r f e c t i n gs r i fa n dd e f i n e t h ed i r e c t io no ft h er e s e a r c hf o rt h ef u t u r e s c h o o lr e s o u r c e si n t e r o p e r a b i l i t ym o d e l ( s r i f ) i sh e l p f u lt oe d u c a t i o n a l i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts t u d yi no u rc o u n t r ya n dw i l la d v a n c i n gt h ep r o c e s so f e d u c a t i o ni n f o r m a t i o nm a n a g e m e n to fo u rc o u n t r y s r i fm a k e sd a t ae x c h a n g ea n dd a t a s h a r eb e t w e e ns c h o o l sm o r ec o n v e n i e n ta n dm o r ea b u n d a n t ，d i s p e l sd a t a i s l a n d s b e t w e e nt h em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mo fs c h o o l ，a sar e s u l t ，t h em a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e mo fs c h o o lc a np l a yab i g g e rr o l e k e y w o r d ：s r i f ，e d u c a t i o n a li n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t ，s i f ，w e bs e r v i c e s ，x m l - 3 山东师范大学硬士学位论文 第一章绪论 1 1 教育信息管理标准 随着教育信息化进程的不断推进，越来越多的学校已经建立了自己的校园网，并以此 开展了自己的教学和管理应用。同时，各级各地教育管理部门也建立了自己的教育管理信 息系统，方便对各级各地的教育信息进行汇总与管理。这对于提高教育管理的效率无疑起 到了巨大的推动作用。但是，由于各个不同的系统之间数据共享与信息交换的需要不断增 加，也逐渐暴露出越来越多的如下问题【l 列： 1 ) 现有教育信息管理标准不完备，难以满足信息化建设的需要。 教育信息管理的标准化是整个国家教育管理信息化建设的基础，是实现全国范围内教 育信息资源交流与共享的必要条件。1 9 9 1 年原国家教委开始组织教育信息管理的标准化研 究，目前已正式颁布了普通高等学校的一系列管理基本信息集，这对推动普通高校的管理 信息化工作起到了积极的作用。但相对整个国家各级教育管理部门和各级各类学校来讲， 目前这些标准无论从涉及的深度还是广度来说，还都远远不够，难以满足教育管理信息化 建设的要求。 2 ) 现有标准执行困难，导致信息传输不畅，降低决策的科学性。 一方面，现有的教育信息管理标准很不健全，亟待完善；另一方面，由于标准本身不 完善，应用困难，也导致现有的标准也没有得到很好的执行。许多学校，特别是不少中小 学校使用的教育教学管理软件，所采集的教育信息管理，很多都不符合现有的教育信息管 理标准，这就导致教育管理信息纵向传输与横向交换的困难，不利于教育管理信息的比较 分析。不仅造成有限资源的浪费，限制了教育管理软件作用的发挥，而且也给各级各类教 育管理，乃至经济社会发展的科学决策带来了难以估价的不良影响。 3 ) 缺少网上信息交换规范，导致网上数据交换困难与重复投资 由于教育管理信息化的迅速蔓延，网上的信息交换的需要也急剧增多，而通过网络实 现不同教育部门之间的信息交流需要一套完整的网上信息交换规范( 包括结构规范、接口 觏范及互操作规范) 。目前由于缺乏这样一个规范，己开始在一定程度上影响了教育部门间 的网上信息交流：不同厂家的系统不能兼容，无法互换数据；新产品无法适应已有系统， 甚至同一产品不同版本都不能兼容原有数据，造成重复建设，带来资金浪费。 4 ) 采用同一管理软件，带来行业垄断的危机 由于存在上述问题，很多地区在软件的采购上采用了一刀切的办法，要求所有的学校 的教育管理机构都采用统一的软件。这种解决办法，虽然解决了数据上报的问题，但同时 也带来了行业垄断的危机。因为在后续的系统完善中，软件更新的控制权将掌握在同一软 件提供商手中，失去竞争和激励机制，必然导致行业垄断，使得优质服务将不可持续。管 理是个延续的过程，管理信息的数据必须长久保存，同时，管理信息系统是需要不断完 善的，要体现一定的个性化。但抹杀了各个学校自己管理方面的特点 这些矛盾已经随着信息化进程的加快日益突出，如果不能立即着手制定与完善教育信 4 山东师范大学硬士学位论文 息管理的标准，就会严重阻碍信息化的秩序和效率，对人员、资金造成巨大浪费，甚至影 响到教育发展的决策问题。因此，必须制定一整套完善的教育信息管理标准，建立本行业 人员共同遵守的规范。只要所有的软件厂商都按照这样的规范来完成各自的系统，就能保 证各个软件之间的互操作性。同时，所制定的规范必须保证体系结构的先进性、开放性， 数据结构的完备性与可扩展性，这样才能保证规范的实用性与生命力。软件生产商家按规 范的要求来完成各自的系统，不但有利于与其它系统兼容，节约成本，还能保留自己的特 色，体现个性化，这样才能保证规范的有力推行和不断完善。 1 2 研究现状 我国教育信息管理的标准化研究，一方面要以我国已有的研究成果为基础，另一方面 也要借鉴国际上的研究经验。 到目前为止，。国内外都对教育信息管理的标准化研究开展了一些工作，主要如下： i ) 1 9 9 1 年原国家教委颁布的高等学校管理基本信息集( 包括“高校教职工管理基 本信息集”、“高校学生管理基本信息集”、“高校仪器设备管理基本信息集”等) 。 2 )教育管理信息化标准 2 7 】( 第一部分：学校管理信息标准) 已经由教育部组织 有关专家编制完成，教育部宣布将在我国教育信息化建设中正式全面实施这部相对完整、 实用的技术标准与行业规范。根据教育部的计划，教育管理信息化标准分为四个部分； 学校管理信息标准、教育行政管理部门管理信息标准、信息交换标准、管理软件设计规范 标准。 3 ) 美国的一些教育软件公司和社会团体发起了学校管理系统规范的制定活动，并将 最终的解决方案命名为s i f ( s c h o o l si n t e r o p e r a b i l i t yf r a m e w o r k ) ，即学校互操作框架 u 3 o 它的目标是使得学校管理方面的各种应用程序能够互相操作，并能够交换教育环境内 的多种数据。目前s i p 工作组已经开发出了s i f 执行规范的草案，最新版本是由软件与信 息工业协会( s i i s ) 发布的 s i f 的执行规范1 5 版。目前在美国校园有很多软件平台都 遵循s i f 规范，实现校园内数据共享。 总的来说，教育信息管理标准化研究，国内外都还处于探索阶段。但不可否认，国外 已经走在了我们前头，其s i f 已经研究了许多年，相对来说比较成熟，并且被一些校园采 用。虽然s i f 主要是针对k 1 2 ( 1 2 岁以下) 学校信息管理标准化的解决方案，但这一方案 的设计思想对我们的研究有极大的参考价值。北京师范大学现代教育技术研究所和北京大 学教育学院已经对s i f 进行了一定程度的理论研究及本土化改造。 1 3 研究内容 教育信息管理标准包含三个规范：体系结构规范、数据规范和接口规范f l 。 1 ) 体系结构规范 体系结构是后续数据规范和接口规范的基础，它必须要解决两个方面的问题。一个是 学校内部信息管理的体系结构问题，另外一个就是地区级教育信息管理的体系结构问题。 对于学校内部来说，体系结构必须能满足这样的要求：学校的管理信息数据可以被多个厂 商的管理信息系统共享。对于一个地区级教育管理信息系统来说，它首先要解决的就是数 5 一 山东师范大学硕士学位论文 据在不同学校的管理信息系统之间的无缝连接的问题。 2 ) 数据规范 数据规范的研究对于一个行业来说是非常重要的，如果数据没有一个统一的规范，那 么在数据上报和下发过程中，必然还存在这一个转化的过程，这对数据的上下沟通是不可 能的。可以采用元数据的思想和x b l l 技术对教育行业内方方面面的数据进行规范，主要包 含人事信息、学生信息、教务信息、财务信息、文档信息、其它信息、安全信息等。 3 ) 接口规范 。 教育信息管理数据是经常需要交换的，为了能够让所有的系统都能交换这些数据，我 们必须对接口进行规范。 本文主要研究了地区级教育信息管理中数据的无缝连接问题。为了解决这个问题，将 设计地区级教育信息管理的体系结构及接口规范，这些规范是建立在s i f 的体系结构之上 的。此外，借鉴s i f ，本文提出可以将x 札技术应用于我国的教育管理信息化标准，从 而设计出我国教育信息管理的数据规范。论文的研究内容和创新点如下： 1 ) 论文分析了学校互操作框架s i f 的体系结构、互操作原理、功能模型及工作组等。 在此基础上，深入研究了s i f 中的多区域通信问题，给出了一种较理想的多区域通信解决 方案统一接口多区域通信。 2 ) 本文提出了一个实用的学校资源互操作模型( s r i f ) 。s r i f 在原有的s i f 体系结构 基础上，引入了统一接口多区域通信。s r i f 继承了s i f 的互操作原理和功能模型，实现了 s i f 域的无缝连接。s r i f 可与s i f 模型很好的兼容，并具有良好的开放性和可扩展性。 3 ) 论文利用w e b s e r v i c e 技术，实现了学校资源互操作模型的部分内容。文中给出了 详细的实现过程，并给出了部分关键代码。 - 6 - 山东师范大学硕士学位论文 第二章教育管理信息化标准及x m l 2 1教育管理信息化标准 教育管理信息化标准是我国第一部相对完整的教育管理信息化方面的标准规范， 包含学校管理信息标准、教育行政管理部门管理信息标准、信息交换标准、管理软件规范 四个大部分，内容涵盖了教育行政部门和学校日常管理工作中的方方面面，包括学生、教 师、教学、科研、体卫、设备、房产、办公等业务管理信息。目前，教育管理信息化标准 的第一部分“学校管理信息标准”已经发布。下面简单列一下标准的主要内容和第一部分 的主要内容，详细部分参加参考文献口7 。 一、教育管理信息化标准主要内容 1 第一部分：学校管理信息标准 ( 1 ) 幼儿园管理信息 ( 2 ) 普通中小学校管理信息 ( 3 ) 中等职业学校管理信息 ( 4 ) 高等学校管理信息 2 第二部分教育行政管理部门管理信息标准 ( 1 ) 教育部管理信息 ( 2 ) 省( 自治区、直辖市) 级教育管理信息 ( 3 ) 地( 市) 级教育管理信息 ( 4 ) 县( 区、旗) 级教育管理信息 3 第三部分信息交换标准 4 第四部分管理软件规范 二、教育管理信息化标准( 第一部分：学校管理信息标准) 内容 1 幼儿园管理信息 ( 1 ) 幼儿园基本情况信息子集 ( 2 ) 幼儿信息子集 ( 3 ) 教职工信息子集 ( 4 ) 体育卫生信息子集 ( 5 ) 办公管理信息子集 ( 6 ) 房产与设施信息子集 ( 7 ) 仪器设备信息子集 ( 8 ) 图书管理信息子集 2 普通中小学校管理信息 ( 1 ) 学校基本情况信息子集 一( 2 ) 学生信息子集 ( 3 ) 教职工信息子集 山东师范大学硕士学位论文 ( 4 ) 科研信息子集 ( 5 ) 体育卫生信息子集 ( 6 ) 办公管理信息子集 ( 7 ) 房产与设施信息子集 ( 8 ) 仪器设备与实验室信息子集 ( 9 ) 图书管理信息子集 3 中等职业学校管理信息 包括中等技术学校、中等师范学校、职业中学、成人中等专业学校、技工学校等。 ( 1 ) 学校基本情况信息子集 ( 2 ) 学生信息子集 ( 3 ) 教职工信息子集 ( 4 ) 教学管理信息子集 ( 5 ) 科研信息予集 ( 6 ) 体育卫生信息子集 ( 7 ) 办公管理信息子集 ( 8 ) 房产与设施信息子集 ( 9 ) 仪器设备与实验室信息子集 ( i 0 ) 图书管理信息子集 4 高等学校管理信息 包括普通高校、成人高校、民办高校和培养研究生的科研机构等。 ( 1 ) 学校基本情况信息子集 ( 2 ) 学生信息子集 ( 3 ) 研究生招生信息子集 ( 4 ) 研究生非学历教育信息子集 ( 5 ) 教职工信息子集 一 ( 6 ) 教学管理信息子集 ( 7 ) 科研信息子集 ( 8 ) 体育卫生信息子集 ( 9 ) 办公管理信息子集 ( 1 0 ) 房产与设施信息子集 ( 1 1 ) 仪器设备与实验室信息子集 ( 1 2 ) 图书管理信息子集 2 2x m l 基础 ) ( m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ) 语言定义了结构化描述信息的标准格式，使数据 在不同平台、不同系统之间可以使用不同的编程语言来实现互操作。) ( m l 的产生和发展是 由w 3 c 1 4 1 推动的。w 3 c 的初衷是设计s g k l , ( 通用标记语言，i s 0 8 8 7 9 标准，一种强大而复杂 的标记语言) 的一个新子集，使得w e b 上能以h l t j l 的方式提供和处理s g m l ，同时把数据 8 一 山东师范大学硕士学位论文 内容从表现形式中分离出来，使得数据提供和数据处理、数据表现各司其职，从根本上为 实现网络自动化提供可能。 】( m l 通过不断的丰富和完善，已经成为独立完整的知识体系，主要包括 1 ) x m l 文法，主要包括x m l ，删ls c h e m a 和x m l 名称空间( n a m e s p a c e ) 标准，它们 规定了) ( m l 文件的逻辑结构，定义了x m l 文件中的元素、属性等组成以及相互的关系，可 以帮助x m l 的解析程序校验x m l 文档标记的合法性。 2 ) x s l ( e x t e n s i b l es t y l e s h e e tl a n g u a g e ，可扩展样式语言) ，主要包括x s l t 、x p a t h 、 x s l f o 等规范。这些规范共同定义了x m l 文档的定位、转换和表现。 3 ) x l i n k ，x m l 链接语言，它扩展了目前w e b 上已有的简单链接。 4 ) d o m ( d o c u m e n to b j e c tm o d e l ，文档对象模型) 和s a x ( s i m p l ea p if o rx m l ，蹦l 简单a p i ) 标准，用于规定x m l 编程的a p i 。 5 ) r d f ( r e s o u r c ed e s c r i p t i o nf r a m e w o r k ，资源描述框架) 和x t m ( x m lt o p i cm a p s ) ， 用于定义和描述网络中存在的资源。 6 ) x m l p ( ) ( m l 协议) ，规范了x m l 数据的传输协议和w e b 服务的定义、使用等。 7 ) x m l 的行业应用，包括电子商务、远程教育等各行各业的行业规范，这些规范和其 他非w 3 c 制定的行业规范一起构成了丰富的x m l 词汇库。 2 2 1 语法基础 2 2 1 1x m l 文档摘要 x m l 描述的数据对象被称为x m l 文档。所有的x m l 文档都必须符合句法限制，即满足 格式规范的要求，这样的x m l 文档称为“良好”的；在一定的条件下，要求x m l 满足特定 规贝l j 的语义限制，即满足有效性的要求，这样的x m l 文档称为“有效”的，定义x m l 文档 有效性的规则，目前通用的是x m ls c h e m a 。 下面通过一个例子，介绍一下x n l 的格式规范。 例1 ： ( 书目 天龙八部 金庸( 作者 未来之路 比尔盖茨 例1 是一个格式规范的x m l 文档。从例1 可以看出，一个格式规范的x m l 文档包含一 个或者多个元素，它们之间可以相互嵌套。其中有一个元素包含了文档中所有其他元素， 称为文档元素。所有的元素一起构成了一个简单的层次树，元素和元素之间最直接的关系 是父子关系和兄弟关系。总的说，良好的瑚l 文档要满足以下规定1 7 】： 9 坐查塑苎查兰堡主兰垡垒茎 1 ) 每个x m l 文档至少包括一个元素； 2 ) x m l 文档的元素构成了个层次树型结构，其中根节点只包含一个文档元素； 3 ) 对于所有的元素，如果其起始标签在另外一个元素中，那么结束标签也应该在相 同的元素中； 4 ) 所有的属性必须被引用，也即属性必须用单引号或双引号括起来； 5 ) 所有的起始标记必须对应结束标记，如果元素为空，那么可以采取省略方式，如 6 ) 空元素必须闭合 7 ) 大小写敏感 8 ) 字符 和只能用于标记和实体引用，而不能成为元素或属性的内容。如果其中要 包括这些字符就应该使用它们的转义形式。 2 2 1 2x m l 逻辑结构和物理结构订1 1 ) 逻辑结构 从上例中，我们了解了x m l 文档的结构化形式，例如：有些元素之间是相互嵌套的， 而有些元素是并列的兄弟节点，其他还有从属于元素的属性。所有这些逻辑关系构成了x m l 文档的逻辑结构。 最基本的，每个煳l 文档包含一个或多个元素，它们的边界用起始标签和结束标签分 隔。每个元素有一个用名字标示的类型，说明该元素的名称或类型，称之为元素的通用标 识符。同时元素还可以有一个属性值集。此外，还有一些元素没有子元素，仅由文本数据 组成，可以称为文本元素。x m l 的逻辑结构可以通过树状图表示。例如：上面例子的逻辑 结构可通过图2 1 表示 释：”c d a t a 段；5 ) 文档类型声明；6 ) x m l 声明：7 ) 文本声明；8 ) 处理指令：9 ) 字符 数据。 1 0 山东师范大学硬士学位论文 2 ) 物理结构 从另外的角度来看，无论是根还是叶，还是当中的子元素或者其他标记，每个节点都 将对应各自的存储单元，它们形成了x m l 的物理结构。x m l 文档是由一个或多个存储单元 构成的，这些存储单元就是所谓的实体。x m l 的文档就是通过引用定义的实体或者在实体 中引用其它的实体来组成的。实体的定义是指可以收集并存储与之相关数据的某种对象。 在x m l 中，实体的目的是用来表达和存储用于x 札文档中的数据对象。 2 2 2 名称空间 x 札的目的是在互联环境中交换统一的数据。用 ( m l 表达的数据将拥有不同来源的各 种词汇。为了保证这些x m l 数据的统一性、有效性并且能够让处理程序正确的校验和识别 不同的标记词汇，就需要名称空间。 x m l 名称空间借用了计算机语言中n a m e s p a c e 的概念，但是它和一般的n a m e s p a c e 机 制有所不同，主要的区别在于x m l 中的名称空间不仅提供了名称的集合，而且提供了文档 的内部结构。x m l 名称空间将x m l 文档内容和引用通用资源标识符( u r i ) 的名称空间相结 合，来限定其中的元素和属性名。这些名称有u r i 的引用唯一标识，在x y l 文档中用作元 素类型和属性名称。采用名称空间，前面的x m l 文档可以如下所示： 未来之路 比尔盖茨 采用了名称空间后，元素书目受到了名称空间的限制，避免了名字冲突。 2 2 3x m ls c h e m a ( x s d ) x m l 解决了数据表示的问题，但它没有定义一套标准的数据类型，更没有说怎么去扩 展这套数据类型。例如，整形数到底代表什么? 1 6 位，3 2 位，还是6 4 位? 这些细节对实 现互操作性都是很重要的。w 3 c 制定的列ls c h e m a 就是专门解决这个问题的一套标准。 任何格式规范的) ( m l 都必须满足基本语法要求。而具体领域的x m l 词汇必须满足一定 的语义限制。x m ls c h e m a 是目前定义捌l 语义的标准机制，其目的是定义和描述类x m l 文档，使用标记约束和说明各个组成部分的含义、用法和关系，包括数据类型、元素及其 内容、属性及其内容、实体及其内容等。) 口讧ls c h e m a 试图通过通用的文档词汇表说明自身 的含义、用法和功能。因此，x m l 模式结构能够为各类x m l 文档定义、描述和分类x m l 词 汇表。 x m ls c h e m a 和x m l 的关系可以类比于数据库模式和数据库内容的关系。x m ls c h e m a 是蕊l 的数据模式，它提供了定义x m l 词汇的强大功能，用来表达你的商业规则。将x m l s c h e m a 和) ( m l 名称空间结合可以用来限定x m l 的实例文档。而满足限定的x m l 称为有效的 x m l 数据。具体做法就是在) ( m l 文档中添加x s i ：s c h e m a l o c a t j 0 1 1 语句，把x m l 文档中的元 素与x m ls c h e m a 中的元素定义通过名称空间机制相关联。注意x s i ：s c h e m a l o c a t i o n 的值 。1 1 。 山东师范大学硕士学位论文 包含两部分，前一部分是命名空间，居一部分是勰ls s h a m a 文件地址，两部分通过空格隔 开。在x s i ：s c h e m a l o c a z i o n 中，可以一次指定多个命名空间及其x m ls c h e m a 文件的对应 关系。 2 2 4x p a t h x m l 文档由多种不同的信息类型组成，包括元素，属性等。我们可以不把x i w l 文档看 作文本流，而是看作对象，这样x m l 文档就是树型的结构化文档，这也正是x 观的逻辑结 构。如何在这样的树型结构上定位对象昵? x p a t h 就是定位x m l 文档的通用标准语言，用来定位x m l 文档中各个部分、选择文件 中的构成部分。x p a t h 除了提供一套定位语法之外，还包括些函数，提供基本的数字运 算、布尔运算和字符串处理功能。它通过轴、节点测试和谓词来定位节点集。 2 2 5x s l 转换 x m l 最重要的特性在于数据和表现的分离。在c s s 之外，埘l 提供了特定的样式语言 x s l 。x s l 定义为包含了套元素集的x m l 语法规范，该语法规范被用来把x m l 文件转换成 h t m l 、x m l 或其他格式的文档。x s l 包含两个部分：一部分时x s l t ( x s lt r a n s f o r m a t i o n ) ， 用于对) ( m l 文档进行转换；另一部分是规定输出格式的x s l f o 。x s l t 转换是x s l 的子集， 它是将一个涮l 文档转换到另一个文档的语言。当双方要以x m l 形式交换的文档遵从不同 的标记集台时，需要借助x s l t 进行映射，另外x s l t 也可以将x m l 转换为不同的格式进行 输出。 在x s l t 看来，需要转换的x 帆是一个具有树型结构的信息集合，这棵树称为源树。 x s l t 文档则规定了对源树进行后续处理的细节。也就是说，x s l t 的编写者面对的) ( f 【l 文档 是源树，而x s l t 文档的作用在于规定了这个树中如何得到和得到什么样的信息，并将这些 信息以什么样的方式输出。x s l t 的输出也是一棵树，称为结果树，如图2 2 所示。 - 1 2 - 山东师范大学硕士学位论文 在x m l 文档的开始部分可以加入下面语句来关联相应的x s l t 文档。 2 2 6d o m 与s a ) ( d o m ( d o c u m e n to b j e c tm o d e l ) 与s a x ( s i m p l ea p if o rx m l ) ，提供给程序员通过编 写程序操作x m l 文档的能力。 d o m 是处理x m l 文档的应用编程接口，提供了处理任何) 凸也文档的能力。编程人员可 以使用d o ma p i 为x m l 文档建立树结构，然后通过遍历树来控制元素、提取信息或者进行 任何类型的处理。不过这种方式的效率比较低，它需要把x m l 文档全部装入内存才能处理， 如果遇到大型的x m l 文档，会需要大量资源和处理能力 s a x 弥补了d o m 的不足，它采用基于事件的方式来处理x m l 文档。基于事件是指s a x 为开发者提供了处理感兴趣的特定元素的方法。这样的好处是不需要的结构不创建；作为 替代，将在任何感兴趣的事件发生时调用应用程序的源代码。因此在处理大规模x m l 文档 时，s a x 相比d o m 更具优势，它不必建立所有的元素，节省资源，处理过程也可以实时进 行。 对瑚l 文档进行解析处理的程序称为x m l 解析器( 蹦l p a s e r ) ，在) ( m l 解析器中，可 以采用d o m 和s a x 技术。 2 3 x m l 在资源共享和交换方面的优势 x m l 在用作资源共享和交换方面具有明显优势，列举如下： 1 ) 内容与表示分离，数据与处理过程分离。 x n i l 使我们能够把数据和处理这些数据的过程分离。这一点非常重要。而在文字处 理器( 如w o r d ，w p s ) 中，则把数据和对数据进行处理的格式化信息放在一起。考虑这样 一种情况：在一张纸或屏幕上，对于一个用居中的三号黑体字体显示的行文字，我们能 够推断出这行文字是一个章节的标题。这是因为人类具备模式识别能力，但计算机不具备 这种模式识