（交通信息工程及控制专业论文）基于BS模式的列车运行图资料管理系统研究与设计.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第l 页 摘要 列车运行图是铁路运输工作的综合性计划，自2 0 世纪6 0 年代 以来，我国在计算机编制列车运行图方面取得了许多成果，在运行 图编制过程中也产生了大量运行图资料数据。但到目前为止，还没 有一个专门的系统来管理这些数据，不能有效的进行共享，效率较 为低下。由此，如何建立一个较为完善的网络系统向铁路部门发布 列车运行图数据，实现资源共享，使用户能方便、快捷的进行资料 查询检索、报表上传下载等工作，就成为本文重点考虑实现的目标。 本文围绕基于b s 的列车运行图资料管理系统创建的全过程， 从开发方案的确立、系统的分析设计直到系统的实现部署，主要包 括了以下内容。 首先，对当前流行的动态网页开发技术如p h p 、j s p 、a s p 等进 行的多方面的比较，最终确定a s p n e t 为系统的开发技术。确定了 开发技术后，对与a s p n e t 结合的最紧密的a d o n e t 数据库访问技 术进行了重点讨论，并介绍了j a v a s c “p t 和统一建模语言u m l 。 其次，对系统进行了详细的需求分析，并利用u m l 统一建模语 言绘制出规范的系统用例图和系统时序图，用以清晰的描述系统需 求，并在此基础上完成了系统的b s 体系三层结构的框架和各个子 系统的功能以及系统数据库的设计。 接着，搭建了系统的开发环境，制定出系统实现的技术方案， 并详细阐述了系统的关键子系统一一数据管理子系统和报表管理子 系统的实现思路及过程。在实现过程中，对传统的技术进行了一定 的改进，提高了系统性能。 然后，介绍了系统安装部署的步骤，并从授权和身份验证两方 面简单说明了系统的安全性考虑。 最后，对本文所做的工作进行总结，并对系统存在的问题以及 下一步建设进行展望分析。 关键字：列车运行图资料管理浏览器服务器 n e t 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 l 页 a b s t r a c t t h et r a i n d i a g r a m i st h e r a i l w a yt r a n s p 0 t t a t i o n w o r k c o n l p f e h e n s i v ep l a n ，s i n c et h e2 0 t hc e n t u r y6 0 s ，t h e r e h a s y i e l d e d m a n yr e s u l t si nt h ec o m p u t e re s t a b l i s h m c n tt r a i nd i a g r a ma s p e c t ，h a s a l s oh a dt h em a s s i v ep e r f o f m a n c ed i a g f a m sm a t e r i a l d a t a i nt h e p e f f o t m a n c cd i a g r a me s t a b l i s h m e n tp r o c c s s b u ts of a r ，t h e r ed o e sn o t h a v eas p e c i a ls y s t e mt om a a g et h e s ed a t a ，c a n n o te f f c c t i v ec a r r yo n s h a r i n g ，t h ee f f i c i c n c yi s1 0 w s o ，h o wt oc s t a b l i s h e s am o r ep e r f e c t n e t w o r ks y s t e mt ot h ef a i l r o a dd e p a r t m e n tt oi s s u et h et r a i nd i a g r a m d a t a ，r e a l i z a t i o nr c s o u r c e ss h a r i n g ，e n a b l e st h eu s e fc o n v e n i e n t ，q u i c k t oc a h yo ni nt h em a t e “a li n q u i r yr e t r i e v a l ，t h er e p o r tf o f mp a s s e so n w o r ka n ds oo nd o w l o a d i n g ，b e c o m e st h i sa r t i c l ek e yc o n s i d e f a t i o n r e a l i z a t i o nt h eg o a l t h i sa n i c l er e v o l v e sb a s e do nb st r a i n d i a g r a m m a t e r i a l m a n a g e m e n ts y s t e mm a a g e m e n ts y s t e mf o u n d s t h ee n t i f e p r o c e s s ， f f o mt h cd e v e l o p m e n tp l a ne s t a b l i s h m e n t ，t h es y s t e ma n a l y s i sd e s i g n d e p l o y e du n t i lt h es y s t e mr e a l i z a t i o nt h a t ，m a i n l yh a si n c l u d c db e l o w t h ec o 矗t e n t f i r s t ， t oc u r r e n t p o p u l a rd y n a m i ch o m e p a g ed e v e l o p m e n t t e c h n o l o g yl i k ep h p ，j s p ，a s pa n d s oo nt h ev a r i o u sc o m p a r i s o nw h i c h c a r r i e so n ，f i n a l l yd e t e r m i n e sa s p n e ti st h es y s t e md c v e l o p m e n t t e c h n o l o g y a f t c rh a sd e t e r m i n c dt h ed e v e l o p m e n tt e c h n o l o g y ，t oa n d a s p n e tu n i o nc l o s e s ta d o t h en e td a t a b a s ev i s i tt e c h n o l o g yh a s c a r r j e do nt h ek e yd i s c u s s i o n ，a n di n t r o d u c e dj a v a s c r i p ta n du n i f i c a t i o n m o d e l l i n gl a n g u a g e n e x t ，h a sc a f r i e do nt h ed e t a i l e dd e m a n da n a l y s i st ot h es y s t e m ， a n dd r a w su pt h es t a n d a r du s i n gt h eu n i f i c a t i o nm o d e l l i n gl a n g u a g et h e s v s t e mw i t ht h ei l l u s t r a t i o na n dt h es y s t e ms u c c e s s i o nc h a r t ，w i t hb y t h ec l e a rd e s c r i p t i o ns y s t e md e m a n d ，a n dh a sc o m p l e t e ds y s t e mb si n t h i sf o u n d a t i o ns y s t e mt h f e es t r u c t u r e s打a m e sa n de a c hs u b s y s t e m f u n c t i o na sw e l la ss y s t e md a t a b a s ed e s i g n 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i i 页 t h e n ，h a sb u i l tt h es y s t e md e v e l o p m e n te n v i f o n m e n t ，f o r m u l a t e s t h es y s t e mr e a l i z a t i o nt e c h n i c a lp l a n ， a n di nd e t a i le l a b o r a t e dt h e s y s t e me s s e n t i a ls u b s y s t e mo fd a t am a n a g e m e n ts u b s y s t e ma n dt h e r e p o r tf o r mm a n a g et h es u b s y s t e mt h er e a l i z a t i o nm e n t a l i t ya n dt h e p r o c e s s i nt h er e a l i z a t i o np r o c e s s ，h a sm a d et h ec e n a i ni m p r o v e m e n tt o t h et r a d i t i o n a lt e c h n o i o g y ，e n h a n c e dt h es y s t e mp e r f o r m a n c c t h e n ， i n t r o d u c e dt h es y s t e mi n s t a l l m e n td e p l o y m e n ts t e p ，a n d s i m p l ys h o w e dt h es y s t e ms e c u r ec o n s i d e r a t i o nf r o ma u t h o r i z e da n dt h e i d e n t i f i c a t i o na u t h e n t i c a t i o nt w oa s p e c t s f i n a l l y ，t h ew o r kw h i c hd o c st ot h i sa r t i c l cc a f r i e so nt h cs u n l m a r y ， a n dc a r r i e s0 nt h ef o r e c a s ta n a l y s i st ot h es y s t e me x i s t e n c eq u e s t i o na s w e l la st h en e x ts t e po fc o n s t r u c t i o n k e y ：t r a i nd i a g r a m ； d a t u mm a n m e m e n ts y s t e m ； b s ； n e t 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 研究背景 第一章绪论 用信息化推动工业化、用信息技术改造传统产业，这是我国“十 五”期间的战略任务。铁路是国家重要的基础设施、国民经济的大 动脉，加快铁路系统的信息化步伐显得尤为重要。如何借助信息技 术的帮助实现管理方式、运营组织、服务标准的现代化，这是我国 铁路部门面前的重大课题。 铁路运输具有高度集中、各个环节紧密联系的特点，要求各个 部门、各项作业之间相互协调配合，才能保证列车安全和提高运输 效率，列车运行图在这方面起着极其重要的作用。列车运行图是用 来表示列车在铁路区间运行以及在车站到或者通过时刻的技术文 件，它规定各次列车占用区间的程序，列车在每个车站的到达和出 发( 或通过) 时刻，列车在区间的运行时间，列车在车站的停车时 间以及机车交路、列车重量和长度等，它是铁路工作中受多种因素 制约、技术性强的综合计划，是全路组织列车运行的基础。 当前我国运用计算机编制列车运行图的技术已经比较成熟，编 图系统日渐完善并逐步在全路推广。如果能够通过网络将地理位置 不同的计算机相互联结起来，实现跨路局运行图资料数据的传输与 查询，这无疑能大大提高铁路行车部门的工作效率。但是实际中还 没有一个专门的系统来管理运行图的各种资料，这不适应现代铁路 信息化的发展趋势，由此笔者提出了对b s 模式下列车运行图资料 管理系统的研究与设计，通过该系统来发布列车运行图资料的最新 信息，方便各种资料的统计、查询、输出与修改，为领导提供辅助 决策帮助，为实现铁路安全生产和列车调度指挥提供信息支持。这 对于提高铁路运输组织工作水平、促进列车运行图资料信息化管理 具有积极意义。 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 1 2 国内外研究现状 从国外的情况看，由于日本的铁路系统发展得比较早，而且铁 路行业的相关技术比较先进，他们对使用计算机编制列车运行图的 研究进行得比较早。在日本中央铁路公司的要求下，日本建立了一 套计算机辅助计划和资料管理系统，利用该管理系统中的计算机辅 助编图系统提供数据资料来控制所有的列车的运行。同时，该系统 又为其他系统提供基础数据，例如时刻表编制、机车车辆调度和人 员安排等其它系统。这些系统提供了易于使用的人机交互的界面， 大大优化了列车运营组织的计划安排。近几年来，日本在研究“人 工智能”的基础上进行列车运行图专家系统的开发，把人的判断能 力和计算机的高速运行能力结合起来，开发了列车运行图编制系统 ( d i a d s ) ，并在实际工作中得到了应用。日本在列车运行图的编制 和管理方面有很多值得我们借鉴的地方。 德国目前已经建立了一套较为完整的、能够与现场实际状况保 持一致的基础设备数据管理系统，而且计算机已经普遍网络化，实 现了基础信息共享，通过运行图资料管理系统能将一些突发事故的 信息以及运行图资料的修改方案及时的发送给相关部门。 原苏联、美国、英国、加拿大、比利时、法国等国家也先后进 行了计算机编制列车运行图的研究，也都相应的建立了运行图资料 的管理系统，不同程度地取得了一些成果。 我国铁路系统研究利用计算机编制列车运行图开始于八十年代 初期，进入九十年代后，全路的许多科研院校和铁路局都开展了比 较广泛的研究工作。目前，计算机编制列车运行图已取得了初步效 果，己开始运用于各铁路局实际运用中，利用该技术编图省时、省 力切合实际、符合编图要求，其各项质量指标及区间通过能力的利 用，均获得了不错的效果。全国各相关单位都进行了理论和实践上 的探索并且也开发了一些具有部分管理功能的列车运行图资料管理 系统。这些系统提供的功能主要包括：列车变动统计报告、列车技 术指标统计、列车变动综合统计报告等相关功能。但是这些系统都 没有实现网络化，提供的功能比较单一，不适应将来铁路发展的趋 势。为适应我国铁路信息化的发展，加强对运行图资料的管理工作 也越来越受到重视。总体上来说，我国还没有一个比较成熟的列车 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 运行图资料管理系统，对其研究和开发还处于起步阶段。 1 3 本文主要研究内容 本论文对列车运行图资料管理系统的结构与功能设计、数据库设 计、具体实现等几个方面进行了研究。论文的主要内容包括： 1 论文对列车运行图资料管理系统的b s 结构模型进行分 析，提出系统的设计方案，并在此基础上对列车运行图信 息管理系统的总体网络结构进行设计； 2 对列车运行图资料数据管理以及资料数据组织形式进行 系统分析。对系统的功能需求进行分析，提出系统功能模 块的框架设计，并对各模块分别进行了叙述； 3 对系统的开发方案进行了比较，最终确定系统开发的技术 路线。论述系统网络数据库，重点讨论a d o n e t 网络数据 库访问技术，并介绍了j a v a s c r i p t 和u m l 统一建模语言。 4 对列车运行图所涉及到的资料数据和报表文件进行分析， 实现对列车运行图资料的计算机管理： 5 实现资源的网络共享，用户可以根据自己的权限自动完成 报表输出和上传下载。 1 4 本文主要工作和结构安排 本文针对列车运行图资料管理系统的各种问题进行研究，并利 用其现有的网络资源，开发出基于b s 模式的列车运行图资料管理系 统。在项目开发过程中，本文作者主要负责系统的需求分析、概要 设计、数据库设计、详细设计以及相关的程序编写。 在课题的研究过程中，笔者应用了面向对象的分析和设计方法， 对列车运行图资料管理系统进行了需求分析、系统设计，建立了系 统的总体框架，从而建立了系统的完整模型，并且依据这个模型使 用v is u a ls t u d i o n e t2 0 0 3 作为开发工具完成了系统的程序实现， 使用0 r a c l e 9 i 作为数据库服务器，最终打包生成了可执行安装程序。 本文共分为五章。 第一章主要介绍当前国内外对列车运行图资料管理系统的研 究、应用现状和当前国内对列车运行图资料管理系统的需求，以及 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 本论文的研究意义及作者主要工作内容。 第二章主要介绍列车运行图资料管理系统的开发的方案选择和 技术基础。 第三章主要介绍列车运行图资料管理系统的需求分析、功能分 析、系统的总体设计、功能设计和数据库设计。 第四章介绍系统采用的开发环境，以及关键子系统的实现思路 和过程。然后介绍了系统的部署的步骤，并对系统安全性做了简要 分析。 第五章是结束语，总结自己在本次研究项目中所做的工作以及 对系统进一步发展进行展望。 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 第二章系统开发技术 2 1 动态网页开发技术 2 1 1 _ 口技术简介 随着计算机网络技术的日趋成熟，i n t e r n e t 的迅速发展， i n t e r n e t 的应用开发是现在和将来信息系统开发的主要技术方向之 一。软件系统己经从客户机服务器( c s ) 系统发展到浏览器服务 器( b s ) 系统。 通常情况下，通过浏览器看到的网页大多是静态的。所谓“静态”， 是指网站的网页内容“固定不变”，当浏览器通过瓦联网的h t t p ( h y p e r t e x tt r a n s p o r tp r o t o c 0 1 ) 协议向w e b 服务器请求提供网页 时，服务器仅仅是将原来设计好的静态h t 肌文档传给浏览器。其页 面内容使用的仅仅是标准的h t 肌代码，再加上流行格式的动态图 片。若网站维护者要更新网页的内容，就必须手动更新所有的h t m l 文档。 静态f 6 9 站的致命弱点就是不易维护。为了更新网页的内容，网站 维护者必须重复制作h t m l 文档，随着网站内容和信息量的日益扩 增，可以想象这是一项非常复杂繁琐的工作。克服静态网站缺点的 方法，是使用“动态”网页技术，所谓“动态”，并不是指放在网页 上的文字图片是活动的，而是动态页面都具有以下几个特点： ( 1 ) 交互性：即网页能根据客户的要求和选择而动态改变和响应， 浏览器即作为客户端界面，这是今后w e b 发展的大势所趋。 ( 2 ) 自动更新：即无需手动更新h t m l 文档，就能自动生成新的页 面，从而大大减少工作量。 ( 3 ) 因时因人而变：即当不同的时问、不同的人访问同一网址时能 产生不同的页面，这一点对于需要对使用者授权的嘲站尤其适用。 2 1 2 常用的动态网页开发技术 212 1c g i 技术 种标准的w f b 服务器扩 种标准的w e b 服务器扩是是) ) h h 盯 盯 _ 兰 呲 i i y y a a e e t l a a g g n n o o m m m m o o r 【 g g c c 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 展技术，按照c g i 规范编写的外部程序可以扩展服务器的功能，完 成服务器本身不能完成的工作，外部程序执行时生成h t m l 文档，并 将文档返回w e b 服务器。c g i 应用程序能够与浏览器进行交互，可 以通过数据库的a p i 与数据库服务器等外部数据源进行通信。但随 着更方便的动态开发技术的出现。使用c g i 技术开发的w e b 系统已 经不多见了。 2 1 2 2p h p 技术 p h p 是一种跨平台的服务器端的嵌入式脚本语言。它秉承了 l i n u x 的风格，借助于源码公开，大量地借用c 、j a v a 和p e r l 语 言的语法，引用类的概念，使得代码的可重复性应用变的异常简单， 并耦合p h p 自己的特性，使w e b 开发者能够快速地写出动态生成页 面。 p h p 技术具有的优点是：它是一种能快速学习、跨平台、有良好 数据库交互能力的开发语言：与a p a c h e 及其它扩展库结合紧密；良 好的安全性；免费应用。p h p 技术也有许多不可回避的缺点，如对 数据库的支持变化极大、安装复杂、缺少企业级的支持、缺少正规 的商业支持、无法实现商品化应用的开发。 2 1 2 3 s p 技术 a s p ( a c t i v es e r v e rp a g e ) 是微软公司的w e b 服务器端开发 环境及运行环境，它把h t m l 和脚本开发融合在一起，易于生成，无 需手工编译和连接。a s p 的优点包括：简单易学、安装使用方便、开 发工具强大而多样、效率高等。 其缺点主要有：由于使用了c o m 组件，a s p 变的十分强大，但是 这样的强大会引发大量的安全问题；a s p 是一种s c r i p t 语言，除了 大量使用组件外，没有办法提高其工作效率。它必须面对即时编绎 的时间考验，同时我们还不知其背后的组件会是一个什么样的状况， 无法实现跨操作系统的应用，还无法完全实现一些企业级的功能， 如负载均衡等。 2 1 2 4j s p 技术 j s p ( j a v as e r e rp a g e ) 是由s u i 公司推出的非常类似于a s p 的一种动态网页技术标准，它也提供了在h t m l 代码中混合程序代 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 码，由语言引擎进行解释执行的能力。 j s p 技术的优点包括：系统的多平台支持、强大的的可伸缩性、 多样化和功能强大的开发工具支持等。j a v a 己经有了许多非常优秀 的开发工具而且有许多可以免费得到，并且其中的许多已经可以顺 利运行于多种平台。 j s p 技术的缺点包括：为了跨平台的功能、极度的伸缩能力，极 大的增加了产品的复杂性、运行速度慢等。 2 1 2 5a s p n e t 技术 a s p n e t 是m i c r o s o f t n e t 革命性技术框架的一部分，是目 前最新的网页制作技术。a s p n e t 并不是a s p 技术的简单改进，它 不仅仅在功能上有了很大的增强，而且编程的思维方式也发生了转 换，是新一代编制企业级网络的平台，其核心技术是n g w s r u n t i m e ( 时间运行环境) 。a s p n e t 是微软发展的新型体系结 构n e t 的一部分，是动态服务器页面和n e t 这两个主要技术的 集合，是利用n e t 提供的新功能来创建动态w e b 页的一种方法。 2 1 3 技术比较 从上面的介绍可以看出，a s p n e t 、j s p 和p h p 技术是目前运用 的较多的动态网页开发技术。下面再对它们进行更详细的比较： 从平台的支持看，j s p 技术是基于平台和服务器独立的。它广 泛吸收和接纳了各种工具包、服务器组件和数据库开发商提供的产 品。这也就使得j s p 可以运行于i i s ，a p a c h e ，n e t s c a p e 等各种w e b 服务器，支持s o l a r is ，w i n d o w s ，m a c o s ，u n i x ，l i n u x 等绝大多数 操作系统平台。p h p 也具有较为稳定的跨平台特性。以前的a s p 还 不具有跨平台特性，但a s p n e t 技术已经完全具有了跨平台性。 在语言开发和开发效率方面，j s p 技术是用j a v a 语言作为脚本 语言的，它继承了很多j a v a 的特性。j a v a 是成熟的、强大的、易 扩充的编程语言，但较难学。p h p 语言的语法简单，开发速度较快。 a s p n e t 支持v b n e t 和j s c r i p t ，v b n e t 和j s c r i p t 在微软的 支持下不断发展，功能也很强大，而且易于掌握。 在安全性上，由于i i s 的安全问题导致的w e b 系统不安全并非 不可解决，可以采取计算机网络安全的策略进行部署和配置，比如 用防火墙进行包过滤、应用网关代理、加密、备份、证书服务等。 这对于一个专业w e b 站点来讲是应该具备的。 西南交通大学硕士研究生学位论文一第8 页 在组件技术支持上，a s p n e t 技术可以直接通过v c 、n e t 等语言开发组件来扩展功能、提高开发和运行效率；j s p 可以调用 j a v a b e a n s e j b 、定制的j s p 标签来扩展功能。但对分布式组件而 言，j a v a b e a n s 需要和e o r b a 结合起来才可以和a s p n e t 技术抗衡， 这就增大了开发难度。而p h p 在这些方面还有着较为明显的差距。 在数据库连接上，a s p n e t 通过与支持o d b c ，仰0 n e t 的数 据库进行连接。j s p 可与支持o d b c ，j d b c 的数据库保持连接。p h p 虽然也支持多种数据库，但提供的驱动相差很大。 a s p n e t 的发布使开发w e b 应用较之以前更为容易，因为它 提供了简单的编程模型、灵活的编程语言选择、丰富的类框架支持： 通过编译执行、输出缓存等技术提高了性能和可扩展性；通过自动 检测并解决死锁、内存泄漏等闯题而使可靠性得到增强；升级及配 置部署更为容易。 表2 1a s p n e t 、p h p 、j s p 技术比较 a s p n e tj s pp h p 运行速度快较快较快 运行损耗较大较大较大 运行平台支持多平台支持多平台w i n d 0 w s 平台 安全性好较好较差 函数支持 多较多较少 数据库支持多多多 应用范围较广较广较广 开发难度较易难较易 部署难度容易难较难 2 1 4 系统采用的技术 根据上述介绍以及技术比较，采用a s p n e t 技术开发基于b s 的列车运行图资料管理系统。采用a s p n e t 技术具有以下优势： l 、灵活的语言选择。a s p n e t 让玎发人员充分利用他们 现有的企业丌发语言技能。不像经典的a s p 那样只支 持v b s c r i p t 和j s c “p t ，a s p n e t 现在支持超过2 5 种 基于n e t 的语言一一包含内建支持的u a l b a s i c n e t ，c 静，和j s c f i p t 。n e t ，给开发者提供选 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 3 、 择语言的灵活度。 平台独立性和可移植性。编写a s p n e t 程序的代码均 被编译成一种中间的二进制代码，称为 i l ( i n t e r m e d i a t el a n g u a g e ) 。此代码在c o 皿o n l a n g u a g er u n t i m e ( c l r ) 环境内执行，并由j u s ti n t i m e ( j i t ) 编译器转换成机器代码，在这个过程中，c l r 的角色基本上和j a v a 平台中的j a v a 虚拟机( j v m ) 相似。 由于所有语言被编译成标准的中间代码，因此a s p n e t 同j s p 一样，可应用于各种操作系统平台。 高效性。a s p n e t 代码是在首次执行的时候被编译，同 时a s p n e t 将编译结果放入高速缓冲( c a c h e ) 中，当再 次执行此程序时，被存储的副本可以很快从c a c h e 中调 出，从而大大增强了系统性能。 改善的性能。代码与内容分离的特性使得a s p n e t 网页被动态编译至托管的类以获 导高性能。每个传入的 h t t p 请求都被提交至一个新的页面实例，因此开发人 员不需要在代码中关心线程安全问题。 简单的编程模型。a s p n e t 能非常简单地构建实用 w e b 应用程序。a s p n e t 服务器端控件实现了一种类 似h t m l 风格的声明式编程，让开发人员用比以前用 a s p 少得多的代码的创建高效的网页。 简单快速的部署。a s p n e t 使用基于程序集的 m i c r o s o f t n e t 框架部署模型。a s p n e t 支持通过 完全编译的应用程序部署，这样做的优点是w 曲服务 器管理员不能看到任何源代码。a s p n e t 还有极端简 化的部署模型一一要部署一个应用程序，只需要将组成 应用程序的所有文件复制到相应的文件夹中就可以了。 不需要注册对象，也不需要重新启动应用程序。 增强的开发环境。开发人员使用任何文本编辑器，甚至 是记事本，都可充分使用a s p n e t 的全部功能。然而， v i s u a ls t u d i o n e t 将v j s u a lb a s i c 风格的开发能力增 加到w c b 领域。开发人员可以利用熟悉的编程模式， 可视化设计a s p n e t 的w 曲窗体。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 2 2 网络数据库访问技术 2 2 1 网络数据库的技术特点 网络数据库是重要的电子资源，与印刷型文献及光盘、磁盘等 电子出版物相比，网络版数据库有着独特的优势，正日益受到青睐。 一、数据量大、增长迅速、更新速度快 当前，数据库生产已形成规模，走向产业化和商业化，这就使 得网络数据库的整体发展呈现出以下两个特点。一是数据库规模大、 数据量多，增长迅速。二是数据更新速度快、周期短。 二、使用便捷、无时空限制 网络数据库借助于互联网发行，除极少数外，绝大多数是连续 作业，通过互联网为世界各地授权终端用户提供服务，且同一数据 库可同时为多人取用。这就为人们检索、利用数据库提供了极大的 便利，只要网路畅通，用户足不出户，即可查找、获取、利用所需 信息资源，无须受信息资源储存的地理位置及信息部门工作时间的 影响与限制，可克服传统服务受时空限制的缺陷。 三、数据库的检索功能强 网络数据库的检索功能往往都较为强大，这就使得网络数据库 在信息检索时的检全率、检准率以及检索的灵活性、方便性等方面 更突出、更具优势。除提供基本或简易检索模块，供一般用户使用 外，还可提供各种形式的高级检索模块，以方便用户进行更为精细的 检索。 四、检索结果的显示与输出灵活、多样 检索结果的显示方式的灵活、多样主要表现在三个方面：一是每 屏显示的记录数可以设定；二是排序方式的多样化，可按时间、来 源、部门等多种方式升序或降序排列；三是显示格式的多样化，可 提供全记录( c o m p l e t ef i e l d ) 或选择字段( s e l e c tf i e l d ) 等多种格 式显示。 检索结果的输出方式多元化。大部分网络数据库给用户更灵活 的下载方式，用户既可以在线浏览，又可以将文件拷贝下来，还可 以打印输出，更为可贵的是用户还可以以电子邮件的方式将检索到 的信息实时地发送到多个用户的e m a j l 信箱中，使大家共享信息。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 1 页 五、数据库系统具有扩展整合功能 系统扩展整合功能是指数据库开发商借助互联网，在不同的信 息资源之间进行链接，将原本相互独立、但互为联系的信息资源与 服务整合在一块，使之形成为一个互动的有机整体，用户只需透过 同一界面，即可迅速查到并获取自己所需要的信息。对用户来说， 理想的状态是：通过一个数据库即可迅速查到所需信息并加以取用。 然而实际中，没有一个数据库能涵概所有用户所需的信息。网络数 据库系统扩展整合功能可帮助用户实现其理想。 2 2 3a d 0 n e t a d 0 。n e t 是一组包括在n e t 框架中的库，用于在n e t 应用程序 的各种数据存储之间通信。a d o n e t 库中包含了可与数据源连接、 提交查询并处理结果的类。还可以将a d o n e t 作为一种强壮、层次 化的、断开连接的数据缓存来使用，以脱机处理数据。最主要的断 开连接对象数据集( d a t a s e t ) 可执行对数据进行排序、搜索、筛选、 存储挂起更改，并在层次化数据中进行浏览等操作。数据集还包含 很多功能，填补了传统数据访问和x m l 开发之间的空白。开发人员 现在可以通过传统的数据访问接口处理x m l 数据，反之亦然。 2 2 3 1a d 0 n e t 设计目标 设计a d o n e t 的目的是满足新的应用程序编程模型：具有断开 式数据结构( 断开的连接) ；能够与x m l 紧密集成；具有能够组合 来自多个、不同数据源的数据的通用数据表示形式；具有为与数据 库交互而优化的功能。这些要求都是n e tf r a m e w o r k 固有的内容。 1 利用当前的a d 0 知识 a d o n e t 的设计满足了当今应用程序开发模型的多种要求。同 时该编程模型尽可能地与a d 0 保持一致，使a d 0 开发人员不必从 头开始学习全新的数据访问技术，因此a d o 程序员不会感到完全陌 生。更为宝贵的是a d 0 n e t 与a d o 可以共存，n e t 程序员仍然可 以通过n e tc o m 互操作性服务来使用a d 0 编写应用程序。 2 、支持n 层编程模式 a d o n e t 为断开式n 层编程环境提供了高级支持。许多新的应 用环境都是为了其编写，使用断开式数据集已成为编程模型中的焦 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 点。n 层编程的a d o n e t 解决方案就是d a t a s e t 。 3 、集成x m l 支持 x m l 和数据访问是紧密联系在一起的，即x m l 的全部内容都是 有关数据编码的，而数据访问越来越多的内容都与x m l 有关。n e t 框架不仅支持w e b 标准，它还是完全基于w e b 标准生成的。x m l 支 持内置在a d o n e t 中非常基本的级别上。n e t 框架和a d o n e t 中 的x m l 类是同一结构的一部分一它们在许多不同的级别集成。您不 必在数据访问服务集和它们的x 肌副本之间进行选择：它们的设计 本来就具有从其中一个跨越到另一个的功能。 2 2 3 2 d 0 n e t 体系结构 a d 0 n e t 是微软在n e t 平台上对数据存取问题的解决方案，完 全融入了x m l 的精髓，a d o n e t 是对数据对象( a d 0 ) 的重大改进， 它提供了平台互操作性和灵活的数据访问。利用可扩展标记语言 ( x m l ) ，a d o n e t 可以确保向任何平台上的任何应用程序进行有效 的数据传输，因此可以大大地提高数据访问的效率，也可以很容易 地开发数据库应用系统。a d o n e t 主要由两个核心组件组成：n e t 数据提供程序( d a t ap r o v i d e r s ) 和数据集( d a t a s e t ) 。前者实现数 据操作和对数据的快速访问，后者代表实际的数据。a d o n e t 的对 象体系如图2 一l 所示。 a d o n e t 中，各个对象封装着特定目的的操作，使a d 0 n e t 的结构非常清晰。左边的对象是“连接的”模型。这些模型直接与 数据库通信，以管理连接和事务，以及从数据库检索数据和向数据 库提交所做的更改。右边的对象是“断开连接的”对象，允许用户 脱机处理数据。构成a d o n e t 对象模型的断丌部分的对象不与连接 的对象直接通信，这是在a d o 数据访问对象模型基础上做的一个重 要的改进。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 3 页 应用程序 对象模型 薄善曲对量 膏开连肇髀带 l “一| r j 。_ j m “ 娜。” h d t 耵扎! c 3 【：e c j lp t i r r 芒! 婴o “”一。n m l 、一直而赫e d f c 面n1 j1 f w 4 t o “m i 0 1l 一 f o d 1 o m f d i x c ，i l 一“l r ”。“j 1 u c o “t 蹦c k l l ： d _ k “；b ；础e “1 。 鍊 0 一，一。一一。一，。 图1 a d o n e t 对象模型图2 2 2a d o k e t 数据 数据提供者用于连接和访问数据库、执行sql命令和数据。n e t 数据提供者是连接应用程序和数据存储的 adonet有不同的提供者，它们是专门针对不同类型的存 储而设计的，各n阻数据提供程序都实现了相同的基一 connection、command、datareader、parameter和transactio 一不过它们的实际名称取决于提供者的程序。无论那种net提 供程序，其connection对像都通过相同的基类接口实现柑同础 特性。每一个数据提供者都有自己的connection对象、comma对 象、datareader对象和dataadapter对象的实现，数据提的结构如图2 2 。m i c r o s o f t 的f r a m e w o r k 中包含两种数据提 西南交通大学硕士研究生学位论文第“页 图2 - 2 n e t 数据提供者 s q lc l i e n t n e td a t ap r o v i d e r ：专f 为s q ls e r v e r7 茅口更 高的版本的数据库进行通信而设计。这个数据提供者使用独有的 t a b u l a rd a t as t r e a m ( t d s ) 去连接和处理数据。如果使用s q ls e r v e r 7 或更高的版本作为数据存储就应该使用这个数据提供者访问它， 因为s q lc l i e n t n e td a t ap r o v i d e r 已经得到了高度的优化，并 且不是建立在其他额外的o l ed b 层或o d b c 层的基础之上。所以 它的效率非常高。 0 l ed b n e td a t ap r o v i d e r ：它允许o l ed b 通过提供程序与各 种数据库存储进行通信，因此，o l ed b n e td a t ap r o v i d e r 可用于 任意的数据存储，只要那些数据存储自己拥有与a d o n e t 兼容的 0 l ed b 提供者。 2 2 3 3a d o n e t 的对象 1 、保持连接的对象 n e t 保持连接的对象模型包括用于直接与数据源通信的类。多 数保持连接的对象都表示基本的数据访问的概念，如与数据库、查 询以及查询结果的物理连接等。您可以直接处理检索到的结果，或 将其放入a d o n e t 的d a t a s e t 对象，以便与来自多个源的数据或 在层之间进行远程处理的数据组合在一起，以特殊方式向用户公开。 a d 0 n e t 中主要数据访问对象有四个：c o n n e c t i o n 对象、 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 5 页 c o m m a n d 对象、d a t a r e a d e r 对象、d a t a a d a p t e r 对象。下面来分别 介绍： l 、c o n n e c t i o n 对象 c o n n e c t i o n 对象被用来连接到指定的数据源，提供用于打开和 保持与各种数据源的通信的机制，它是直接与数据源进行交互的提 供者，提供物理连接。它起到渠道的作用，其他的对象如c o m m a n d 和d a t a a d a p t e r 通过它与数据库通信，以提交查询并获取查询结果。 c o n n e c t i o n 对象最重要的是c o n n e c t i o n s t r i n g 属性，通过它获取 或设置打开指定数据库的连接字符串。c o n n e c t i o n s t r i n g 由三部分 组成：第一部分指定希望使用的p r o v i d e r 或d r i v e r 的种类；第 二部分是指定要使用的数据库；第三部分通常包含安全信息，比如 用户名和密码。 c o n n e c t i o n 对象两个最常用的方法是0 p e n 和c 1 0 s e 。使用它们 来打开和关闭数据库。c o n n e c t i o n 类还提供了c r e a t e c o 咖a n d 和 b e g i n t r a n s a c t i o n 方法。这两种方法的作用是：c r e a t e c o m m a n d 方 法是可以快速建立与这个连接相关的c o m m a n d 对象； b e g i n t r a n s a c t i o n 方法返回t r a n s