（通信与信息系统专业论文）基于bs结构的综自远动管理信息系统.pdf

华北电力大学硕士学位论文摘要 摘要 。随着计算机技术的飞速发展，管理信息系统日益成熟并被广泛应用在各行各 业。伴随i n t e r n e t 的崛起，网络化带来的优势越来越显著，这为开发基于网络的管 理信息系统也提供了环境。在电力企业中，综合自动亿远动信息是电力调度的重要 信息组成部分。本论文针对保定供电公司综合自动化远动管理中存在的问题，提出 并设计了基于b s 结构的综合自动化远动管理信息系统。系统应用了模块化的设计 理念，采用基于j a v a 语言的w 曲前沿技术- - j s p 网络技术构建，t o m c a t5 0 作为专 用的j s p 引擎提供j s p 解析，o r a c l e 9 i 数据库作为专用数据库构建数据库服务器。 同时，论文对系统的安全性迸行了分析。 关键词：信息系统，b s 结构，c l s 结构，j s p a b s t r a c t w it ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fc o m p u t e rt e c h n o l o g y , m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n s y s t e m sa l ei n c r e a s i n g l ym a t u r ea n dw i d e l yu s e di nv a r i o u si n d u s t r i e s i nr e c e n ty e a r s ， t h ei n t e r n e th a sr i s e n f o rt h ed e v e l o p m e n to fw e b - b a s e dm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n s y s t e mt op r o v i d et h ee n v i r o n m e n t i nt h ee l e a t r i c i t yb u s i n e s s ，t h e i n f o r m a t i o no f i n t e g r a t e da u t o m a t i o n & r e m o t ei si m p o r t a n ti n f o r m a t i o nc o m p o n e n t t h ep a p e r so n i n t e g r a t e da u t o m a t i o n & r e m o t ei nb a o d i n ge l e c t r i c i t yc o m p a n i e se x i s t sm a n a g e m e n t p r o b l e m s d e v i s e da n dp r o p o s e dt h em i sf o ri n t e g r a t e da u t o m a t i o n & r e m o t eb a s e do n b ss t r u c t u r e t h em o d u l a rs y s t e md e s i g nc o n c e p t sa p p l i e d ，w e b b a s e dp r o g r a m m i n g l a n g u a g eu s e dl e a d i n g - e d g et e c h n o l o g y - aj s pn e t w o r kt e c h n o l o g y t o m c a tj s p5 0 a sa d e d i c a t e de n g i n ew i t hj s pa n a l y z e d ，o r a c t e 9 id a t a b a s ea sad e d i c a t e dd a t a b a s es e r v e r d a t a b a s e a tt h es a l t l et i m e ，p a p e r so nt h es e c u r i t yo ft h es y s t e ma n a l y z e g u ox i a o y u ( c o m m u n i e a t i o na n di n f o r m a t i o ns y s t e m ) d i r e c t e db yp r o f b a oh u i k e yw o r d s ：i n f o r m a t i o ns y s t e m ，b ss t r u c t u r e ，c ss t r u c t u r e ，j s p 声明 本人郑重声明；此处所提交的硕士学位论文基于b s 结构的综自远动管 理信息系统，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的 研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大 学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究 所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：盔臣! 塾垂 日觏：跏s - f 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩 印或其它复制手段复制并保存学位论文：学校可允许学位论文被查阅或借阅： 学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同 方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名：至垂! 塾垂 日期：墨翌区 导师签名： 日期： 苫；葜 z j 二! 兰兰一 盘! ! 12 华北电力大学硕士学位论文 第一章引言 1 1 论文的选题背景及意义 自动化、远动信息是电力调度的重要信息组成部分，及时、准确的自动化、远 动信息是电网安全、稳定运行的重要保证。近年来，随着全国电网建设速度的不断 加快，综合自动化变电站的数量也快速增加，自动化设备的生产厂家及设备种类越 来越多，监控系统的类型更为复杂，这些都大大增加了综合自动化变电站和远动系 统的管理信息量。而传统的依靠人工的综合自动化远动管理方式，不仅工作效率低， 而且容易造成管理工作上出现漏洞。已经越来越不能满足电网建设发展的需求，不 能适应现代化企业管理的要求。为了科学高效地管理综合自动化变电站和远动系统 的大量信息，采用先进的、科学的手段，建立新型的管理信息系统势在必行。 伴随计算机技术的飞速发展，在许多电力企业的职能部门中都配备了管理信息 系统m i s ( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ) ，为电力企业的生产管理、调度 自动化和办公自动化提供了技术保障。同时，相应软件的开发与使用使得电力企业 内部各职能部门的管理水平有了很大的提高。管理信息系统的大量应用不仅提供了 一种先进的管理模式来推动企业的发展建设，而且可以极大地满足企业内部获取信 息的需求。建立供电企业相关专业的管理信息系统为企业领导及员工都带来很大的 便利。对领导来讲，可以优化管理体制、实现资源合理配置、节约更多的资金用于 企业的发展。管理信息系统有利于部门内部各种文件的快速传递和信息的共享、提 高职能部门的工作效率、推动部门管理机制的完善、适应信息化的要求，并且充分 体现现代化企业的先进性；对部门员工而言，利用管理信息系统提供的平台，随时 了解相关专业的最新动态，通过网络与其它成员进行各种问题的探讨和交流，促进 了共同的学习和不同专业人员之间的相互交流。 本课题对保定供电分公司调度所综合自动化远动部门实际情况进行了系统的 分析并开发设计。保定供电局是一个拥有9 个供电小区、7 0 多个变电站的地区级供 电局。目前该局的综合自动化远动管理工作大部分主要依靠人工管理来实现。课题 设计根据保定供电分公司综合自动化远动( 简称综自远动) 管理中存在的综自站点 多、人员工作量大、各站点现场情况不能及时沟通等问题，深入地进行了需求分析。 针对目前多采用的a s p 或p h p 动态页面技术建立的基于b s 结构的管理信息系统中 所面临的问题，如系统开发和维护复杂、适用性差、安全性差等缺陷，通过采用j s p 网络开发技术和相应的数据库访问技术，设计并实现了基于b s 结构的综自远动管 理信息系统。本系统充分发挥j a v a 语言所特有的易用性、跨平台往和安全性，构 华北电力大学硕士学位论文 建出一个运行高效、安全可靠、适用性广的基于b s 结构的管理信息系统。为综合 自动化管理工作做出一种新的尝试。该课题是针对保定供电分公司调度所分部门的 信息管理进行设计的，为今后供电分公司进行基于b s 结构的调度所管理信息系统 设计及实现提供了一些参考，调度所管理信息系统只需要将该部分管理信息内容作 为一个子系统并入即可。 1 2 电力调度自动化远动的应用现状 变电站综合自动化是将变电站的二次设备( 包括测量仪表、信号系统、继电保 护、自动装置和远动装置等) 经过功能的重新组合和优化设计，利用先进的计算机 技术、现代电子技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输配电线路的 自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度的通信等综合性的自动化功能。 随着电力系统规模的不断扩大，电网结构的更加复杂，系统运行的安全性尤为重要。 变电站实现综合自动化是我国电力调度自动化发展的必然趋势，也是我国电网建设 和调度管理的发展方向。计算机技术和电子技术的飞速发展，使得电力系统综合自 动化技术日新月异。如今s c a d a 系统已经在电力系统调度中广泛使用，先进的综合 自动化技术，提高了供电质量、电压合格率、变电站的安全可靠性和系统的运行管 理水平，缩小了变电站占地面积、降低了造价，减少了总投资、维护工作量、值班 员劳动强度。综合自动化运行中的各种信息种类和信息量也随着自动化系统功能的 完善大大增加，只有运用现代化的管理手段才能高效、合理的、准确地应用这些信 息，才能提高变电站的安全与经济运行水平，满足供电“安全、可靠、经济、优质” 等各项指标的要求。 1 3 综自远动m i s 在供电企业的应用 9 0 年代初。大部分供电企业采用传统的管理信息系统核心模式c s ( c l i e n t s e r v e r - - 客户端i n 务器) 模式组建管理信息系统网。适应了当时的需求 在电力企业的管理中曾经起到了积极的作用。随着电力市场的发展壮大，这种模式 的局限性逐步显露出来，突出表现为c l s 模式系统不易集成。迅速崛起的i n t e r n e t 相关技术已经爆炸式地在全世界流行起来，并且成为大多数准备开发网络化m i s 企 业的首选方案，其核心是b i s ( b r o w s e r s e r v e r - - 浏览器n 务器) 架构。由于采用 b s 模式组网具有开放性好，易于维护和升级等特点，逐渐成为供电企业组建m i s 网的首选模式。在我国电网调度“十五”规翅中也明确指出要建立现代化的调度m i s 系统，真正实现信息共享，专业管理和办公自动化。综合自动化远动信息作为调度 自动化的重要部分，并将在整个调度m i s 中占据举足轻重的地位。采用j s p 技术研 发的基于b s 结构的综合自动化远动管理信息系统在国内文献中未见相同的报道。 华北电力大学硕士学位论文 1 4 课题设计内容 1 系统需求分析阶段。向供电分公司综合自动化远动各部门、班组了解工作流 程，收集对系统功能的要求，整理相关资料，确定系统的开发范围和系统所要实现 的功能。 2 系统的总体设计。确定系统的模式、开发环境和开发工具，确定系统的总体 目标，根据需求分析阶段确定的系统功能进行模块划分、业务流程分析等。 3 数据库设计和界面设计阶段。确定数据库结构，设置数据库各种参数，创建 实体数据库和数据库表、触发器、序列等数据库对象。根据系统功能划分操作内容 和设计操作界面。 4 安全策略设计阶段。整体规划系统安全策略，安全策略包括服务器的安全策 略和数据库的安全簧略。 5 程序实现阶段。根据规划的模块和功能描述，分析并写出计算机处理流程， 分别编写代码，最终实现系统模块功能。 3 华北电力大学硕士学位论文 第二章管理信息系统模式及现状分析 管理信息系统在企业的生产、经营、管理等方面发挥了巨大作用。近年来伴随 着管理思想和信息技术的发展变化，项目管理、决策论、数学模型方法、数据仓库、 数据挖掘技术及多媒体技术等内容已广泛应用到企业的信息化建设当中。 2 1 管理信息系统概念及发展 m i s 的定义随着计算机技术和通讯技术的进步也在不断更新，在现阶段普遍认 为m i s 系统是一个由人、计算机及其他外围设备等组成的能进行信息的收集、传递、 存贮、加工、维护和使用的系统。其主要任务是最大限度的利用现代计算机及网络 通讯技术加强企业的信息管理。通过对企业拥有的人力、物力、财力、设备、技术 等资源的调查了解，建立正确的数据，加工处理并编制成各种信息资料及时提供给 管理人员，以便进行正确的决策，不断提高企业的管理水平和经济效益。 管理信息系统的发展已经走过了5 0 多年的历程，它在企业的生产、经营、管 理等方面发挥了巨大的作用。具体地说，管理信息系统的发展历程可以分三个阶段： ( 1 ) 单机数据处理阶段 这个时期从1 9 5 4 年开始，经历了十年左右的时间。在这一时期中，主要以单 项业务系统为主，开发的系统有物资管理系统、财务管理系统、销售管理系统等。 这一时期的特点是单纯以减轻人的重复劳动，提高经济效益为出发点，因而开发的 方法是以经验的方式进行，开发时间较长，耗资巨大。这一时期计算机主要用于数 据的集中批处理。 ( 2 ) 综合数据处理阶段 这一时期也经历了十年左右的时间( 1 9 6 4 1 9 7 4 ) 。在这一段时间内，随着电子 计算机技术的不断进步，计算机软件、硬件性能得到了高速发展，强大的数据处理 功能和实时操作功能使计算机得到广泛的应用，特别是在企业事务管理中的应用。 这一时期的特点是建立计算机中心，实行分散管理和集中服务相结合的形式。 ( 3 ) 网络处理阶段 进入二十世纪八十年代以来，随着网络技术的飞速发展和计算机软、硬件性能 的进一步提高，管理信息系统的发展也进入了高级阶段，即网络处理阶段。而今， 随着i n t e r n e t 的广泛应用，管理信息系统的发展又步入到一个崭新的阶段，基于 大型数据库和i n t e r n e t 互联网的各种网络管理信息系统不断涌现，例如以互联网 为载体的电子商务，这必将成为管理信息系统发展的新方向。 4 华北电力大学硕士学位论文 2 , 2 管理信息系统模式 1 ) c s ( c l i e n t s e r v e r ) 模式管理信息系统 以数据库或数据仓库为基础的m i s 系统是现代企业管理的核心，传统的两层客 户机服务器( c s ) 结构曾经是最流行的m i s 结构模型。目前，大多数供电企业中 的信息管理方式都是采用基于c s 模式的管理信息系统，此种模式的管理信息系统 在企业的信息管理中发挥了重要的作用，为企业带来了巨大的经济效益。 c s 模式是由客户机和服务器合作完成一项作业的二层结构系统平台模式。所 有的客户机可直接与数据库服务器相连，客户机负责执行前台功能，既要完成用户 交互和数据表示，又要处理应用逻辑及与数据库系统的交互，如管理用户接口、数 据处理和报告请求等，用户界面与应用逻辑位于同一平台之上：而服务器执行后台 服务，如控制对共享数据库的操作、接收并应答客户机的请求等，既要负责管理对 数据信息的访问，又要负责数据库的安全机制，每个数据库服务器可以直接响应多 个客户的请求。基于c s 模式的管理信息系统与大型数据库的联接紧密而快捷，实 现了分布式数据处理，减轻了服务器的工作量，提高了数据处理的速度和网络资源 的利用率，实现了对异她数据库的透明访问并且系统具有很好的安全性，因而在 企业用户中广泛使用。c s 模式的工作方式如图2 1 所示： 图2 一l 基于c s 模式的工作方式 随着企业规模的日益扩大和应用程序的复杂程度不断提高这种二层结构所形 成的j i i l s 存在的问题也目益的暴露出来，主要集中为： 1 跨平台性差。 2 系统升级、维护性差： 3 由于没有采用i n t e r n e t 技术，系统的开放性不好，其应用仅限于局域网。 这些不足已不能适用不断增长的企业多方面的要求，极大地阻碍了管理信息系 统在企业中应起的作用。创造新一代的m i s 己成为一个重要的任务摆在眼前。 2 ) b s ( b r o w s e r s e r v e r ) 模式管理信息系统 5 华北电力大学硕士学位论文 随着i n t e r n e t 的普及及其本身技术的发展，i n t e r n e t 已经成为人们获取信息、 发布信息的主要手段和方法。w e b 技术是i n t e r n e t 上使用最广泛的技术，采用的是 浏览器n 务器( b s ) 模式，如果只是从w e b 服务器返回静态页面，则它实质上也 是一种二层的c s 模式。一端是w e b 用户，另一端是w e b 服务器。用户通过浏览器向 w e b 服务器发出h t t p ( h y p e r t e x tt r a n s f e rp r o t o c 0 1 ) 请求，服务器响应用户的请求 并把h t t p 响应的结果返回给用户。但在许多实际的w e b 应用中，需要w e b 用户与w e b 服务器进行交互，w e b 服务器能够根据用户的请求访问数据库服务器，并把结果以 动态页面的方式反馈给用户。它与c s 模式相结合，将二层结构中的服务器( s ) 分 解成一个w e b 服务器( s ) 和一个( 或多个) 数据库服务器( d ) ，在客户机( c ) 上 则通过浏览器( b ) 来存取和显示服务器端的数据，将此种模式应用于管理信息系 统就形成了基于b s 模式的管理信息系统，也被称为基于w e b 的管理信息系统。基于 b s 模式的管理信息系统的工作方式见图2 2 所示： 图2 - 2 基于b s 模式的工作方式 3 ) 两种模式优缺点比较 b s 模式管理信息系统基本上克服y c s 模式管理信息系统的不足，其主要表 现： 1 、系统开发、维护、升级的经济性。 2 、b s 模式提供了一致的用户界面。 3 、b s 模式具有很强的开放性。 4 、安全性好。 由此可见，基于b s 模式的管理信息系统可以从根本上满足企业对信息处理的 要求，促进全新概念的网络化企业的出现，更好地为企业服务，提高企业的经济效 益，并为管理者提供可靠的决策依据。通过w e b 可以实现企业信息的快速收集、存 储、处理和交流等，使企业获得可观的社会和经济效益。因此，基于b s 结构的管 理信息系统将成为现代企业管理信息系统发展的必然趋势。 6 华北电力大学硕士学位论文 第三章数据库访问技术在w e b 中的实现 w e b 站点的动态网页大多要和数据库数据进行交互，数据库连接对动态网站来 说是最为重要的部分，网页的动态显示部分都是通过数据库的访问技术实现的。在 j s p 页面中，对数据库的访问可以通过j s p 数据库连接技术( j a v ad a t a b a s e c o n n e c t i o n ) 和连接池技术来实现。 3 1j d b c 技术 数据库应用已经成为一项非常重要的技术，j d b c 是s u n 公司为j a v a 提供的一 个与平台无关的数据库接口。d b ca p i 由一组j a v a 类和接口组成。一方面为j a v a 开发者使用数据库提供了统一的编程接口，使得开发人员可以使用纯j a v a 的方式 有效地访问任何形式的数据，从关系型数据库、工作表到一般的文本文件。另一方 面，j d b c 使得不同的数据库供应厂商，实现相同的数据访问，使不同的数据来源有 相同的访问方式。 舀前j d b c 版本为3 0 ，其可分为两个部分： 1 j a v a s q l 包：该包中的类和接口主要针对基本的数据库编程服务，如生成连 接、执行语句、准备语句和运行批处理查询等。同时也有一些高级的处理，如批处 理更新、事务隔离和可滚动结果集等。 2 j a v a x s q l 包：它主要为数据库方面的高级操作提供了接口和类。如为连接 管理、分布式事务和原有的连接提供了友好的抽象，它引入了容器管理和连接池、 分布式事务和行集等。 j d b c 最主要的任务是： 1 与数据库创建连接。 2 传送s q l 命令给数据库，操作数据库及数据表。 3 接收及处理数据库所执行的结果。 完成上述任务，需要用到相应的j d b c 组件类： 1 利用c o n n e c t i o n 类来创建数据库连接。 2 利用s t a t e m e n t 类来传送s q l 命令给数据库、操作数据库及数据表， 3 利用r e s u l t s e t 来接收及处理数据库所执行的命令。 连接数据库流程如图3 一l ： 7 华北电力大学硕士学位论文 压由 一resultsct 3 1 1j d b c 驱动类型 图3 - ij d b c 连接数据库流程 j d b cd r i v e r 有4 种t y p e 的数据库驱动程序。t y p e l 与t y p e 2 都是利用现有数 据库连接的函数库，再通过与j d b c 桥的方式，实现数据库连接；而t y p e 3 与t y p e 4 贝是属于p u r ej a v a 的j d b c 驱动程序，其连接函数是利用j a v a 写成的。不同类型 的驱动有着不同的特点和使用方法。 1 ) t y p e i - - j d b c o d b cb r i d e rp l u so d b cd r i v e r 通过这种方式，可以使用j d b c 来访问一个o d b c 数据源。j d b c - o d b c 桥驱动程 序为j a v a 应用程序提供了一个把j d b c 调用映射为o d b c 调用的方法。因此，需要 在客户端安装o d b c 驱动。其优点是简单易学，对于一些只有o d b c 连接方式的数据 库，这种方式非常有效：缺点是需要设置o d b c 连接，当项目很大或者用户很多时， 维护麻烦，效率低。j d b c - o d b c 桥运行方式如图3 2 ： 8 富密 华北电力大学硕士学位论文 图3 - 2j d b c o d b c 桥运行方式 2 ) t y p e 2 an a t i v e a p ip a r t l yj a v at e c h n o l o g y e n a b l e dd r i v e r 这种驱动类型称为部分j a v a 、部分本机驱动程序，其运行方式与t y p e l 的方式 十分相似。它由j a v a 程序代码组成，但访问数据库时，是利用数据库所提供的特 别的函数库来完成，j a v a 利用本地函数的机制与这些数据库沟通。这种方式要求客 户端上必须有这些函数库存在。该种方式在性能上比t y p e l 要好很多，因函数库多 半由数据库的厂商提供，而数据库厂商通常会对自己的函数库作最佳化，所以比 o d b c 要快许多；缺点是客户端必须有j d b c 驱动程序及数据库驱动程序，而且不同 的数据库有不同的驱动程序，维护上比较麻烦。其运行方式如图3 - 3 ： 鱼三墨d ， 图3 - 3 部分j a v a 、部分本机驱动程序运行方式 这种方式采用中间数据访问服务器，通过这个服务器，它可以把j a v a 客户端 连接到多个数据库服务器上。当用户要与数据库沟通时，利用j d b c 与中间服务器 连接，中间层服务器将j d b c 的调用转换成数据库的协议并调用数据库，最后将数 据库的返回值再转换成j d b c 的格式给用户。这样就无须设置o d b c 的连接或数据库 连接函数。这种方式的最大好处就是用户端不用做任何的设置或安装一些函数库。 9 霎誊 华北电力大学硕士学位论文 驱动程序比较小；缺点是中问服务器的性能、稳定性及能力都要考虑。该种方式是 i n t e r n e t 的理想选择。其运行方式如图3 - 4 ：一 d bm i d d l e w a r c s e r v e r d bs e r v e r 壶， 固 图3 - 4 中间数据访问服务器运行方式 4 ) t y p e 4 一d i r e c t t o d a t a b a s ep u r e ，j a v ad i r v e r 这种驱动使用厂商专有的网络协议把d b ca p i 调用转换成直接的网络调用， 这种方式的本质是使用套接字进行编程。纯j a v a 驱动运行在客户端，并且直接访 问数据库，因此运行这个模式要使用一个两层体系。其运行方式如图3 5 ： d bs e r v e r 目 图3 - 5 纯j a v a 驱动程序运行方式 综合四种驱动程序的优缺点，在表3 一l 作了全面的比较。可根据实际情况选择 适合的驱动程序。 表3 - 1j d b c 驱动类型比较 t y p e lt y p e 2t y p e 3t y p e 4 客户端设置设置o d b c设置数据库连接函数无无 服务器端设置无无中间层服务器无 效能较差优较差优 i0 0 j a v a 否否是是 l 使用时机 测试安装数据库函数库 a p p l e t a p p l i c a t i o n 1 0 华北电力大学硕士学位论文 目前几乎所有的关系型数据库本身都提供不同类型的j d b c 驱动程序，通常这 些驱动程序包含一个或者多个j a r 文件或者z i p 文件中。指定驱动程序后，用 c l a s s p a t h 环境变量来指定j a r 或者z i p 文件的路径，告诉j a v aj v m 去哪些目录查 找指定的类，这样程序便可使用这些驱动程序完成数据库的连接。要与不同的数据 库创建连接的基本流程如图3 - 6 ： 羹三三爹 阜簟车州 1 一 。一i 。 一。 击 、一， 图3 - 6 创建数据库连接的基本流程 3 1 2o d b c 和j d b c 技术的比较 与o d b c 相比较，j d b c 具有以下特点： ( i ) j o b c 易于掌握，j o s e 和o d b c 都是基于同样的技术接口之上的，所以j d b c a p i 与o d b ca p i 十分相似，有利于用户理解，o d b c 用户可以很快地掌握j d b c 技术e ( 2 ) 使用简单，j d b c 以类的形式提供a p l 支持，很大程度上实现了对数据库 操作的封装，使得编程人员易于使用j d b c 进行数据库编程。 ( 3 ) 可移植性强，现在对j d b c 支持的数据库系统越来越多，使用j d b c 编程 1 1 华北电力大学硕士学位论文 可以不用对程序进行任何改变而移植到其他的数据库系统上。 ( 4 ) j a v a 提供了j d b c o d b c 桥技术，用户可以高效方便的使用现有的o d b c 数 据库系统，j d b c o d b c 桥驱动程序为j a v a 应用程序提供了一种将j d b c 调用映射为 o d b c 调用的方法，不用改变自己的数据库系统就可以将应用平台向j a v a 转变， ( 5 ) j g g c 妤i 是兹向对象的，具有良好的可复用性，熙户可将常用的对数据 库访问的方法封装为一个类( j a v a b e a n ) ，通过对其调用实现对代码的有效复用。 ( 6 ) 使用范围广泛，j d b c 不仅可以使用在j a v aa p p l i c a t i o n 和j s p 中，同时 j d b c 也可以使用在j a v a b e a n 、e n t e r p r i s ej a v a b e a n 和j a v aa p p l e t 中，实现对 客户端本地数据库的访问。 3 z 数据库连接池技术 在开发基于数据库的w e b 系统时，连接数据库的传统模式基本执行如下步骤： 1 在主程序中建立数据库连接。 2 进行s q l 操作，对数据库中的对象进行查询、修改衣删除等操作。 3 断开数据库连接。 但使用这种模式开发，存在很多问题： ( 1 ) 要为每一次w e b 请求建立一次数据库连接并在完成操作之后关闭连接。 对于w e b 系统来讲即使在某一较短的时间段内，其操作请求数也是上百次的，系 统开销相当大。事实上，这种频繁的建立和关闭连接的过程将会成为影响w e b 系统 速度的重要原因。 ( 2 ) 使用传统的模式，必须管理每一个连接，确保它们能被正确关闭。如果 出现程序异常而导致某些连接未能关闭，将导致数据库系统中的内存泄露，撮终将 不碍不重启数据库。 数据库连接池( c o n n e c t i o np 0 0 1 ) 技术有效的解决了j d b c 技术效率低下、耗 费时间和并发连接数量有限等缺点。数据库连接池的解决方案是在应用程序启动时 建立足够的数据库连接，并将这些连接组成一个连接池，由应用程序动态地对池中 的连接进行申请、使用和释放。对于多个连接池中连接数地并发请求。应在请求队 列中排队等待。并且应照程廖可根据池中连接的使愚率，动态增自n 或减少拖中的连 接数，连接池技术尽可能多地重用了消耗内存的资源，大大节省了内存，提高了服 务器的服务效率，能够支持更多的客户服务。通过使用连接池。将大大提高程序运 行效率，增强数据库并发请求的处理能力。数据库连接框架如图3 7 ： 华北电力大学硕士学位论文 ，、 l j d b c j d b c p i 驱动数据库服务器 、 3 2 1 连接池原理 图3 7 数据库连接框架 连接池就是众多连接数据库对象的“缓冲存储池”。其最基本的思想就是预先 建立一些连接放置于内存对象中以备使用，当程序中需要建立数据库连接时，只须 从内存中取一个来用而不用新建。同样，使用完毕后，只需放回内存即可。连接的 建立、断开都由连接池自身来管理。基本原理如图3 - 8 所示。连接池的工作原理包 括三个方面：连接池的建立、管理和关闭。 图3 - 8 连接池基本原理 在系统初始化时，建立一个静态连接池，以后所使用的连接都是从该连接池中 获取的。一般使用j a v a 中提供的v e c t o r 和s t a c k 容器类构建连接池。 连接池设有空闲队列和已分配队列。空闲队列存放未分配的连接，已分配队列 存放正在使用的连接。当客户申请数据库连接时： i 若空闲队列中有连接，则从空闲队列中取出一个连接，将连接分配给应用程 序，并注册到已分配队列中。连接池在最大连接数范围内始终动态地维持一定数量 的空闲连接数，这样当有连接请求时，可以立即取用空闲的连接对象。 2 考虑系统资源限制和连接的优化，限定了最大连接数。当己分配的连接数达 到最大值但仍有新的连接请求时，有两种方法获得连接：其一是等待一个连接被释 放，其二就是在已经分配的连接中找一个合适的连接给用户。 】3 华北电力大学硕士学位论文 当应用程序退出时应关闭连接池，此时应把在连接池建立时向数据库申请的连 接对象统一归还给数据库( 即关闭所有数据库连接) 。 3 2 2 连接池的配置 数据库连接池的配置策略是根据具体的硬件环境、软件环境和应用需求，给出 一个初始的连接池连接数以及一个连接池可以增加到的最大连接数。 一个连接池的自我管理，实际上就是通过定时地对其每个连接对象的状态和连 接数进行判断而完成相应操作。可以通过设置连接池的参数来控制连接池中每个连 接的最大使用次数和最大空闲时间。如果某个连接超出最大空闲时间和最大使用次 数时，就认为此连接是无效的，关闭它并从连接池中删除。同时，若连接池中的连接 数低于最小连接数时，则新建连接。 由于连接池为共享资源，因此，对于改变连接池属性的操作需要进行同步处理。 涉及到改变连接池属性的方法，都采用j a v a 语言提供的同步关键字s y n c h r o n i z e d 以保持同步。 3 。2 3 连接池的j a v a 实现 下面以一个名为c o n n e c t i o n p o o l 的数据库连接池为例来实现数据库连接池。在 该连接池程序中建立两个类，一个是数据库连接池类c o n n e c t i o n p o o l ，另一个是管 理者类c o n n e c t i o n o b j e c t d 。 数据库连接池类c o n n e c t i o n p o o l 提供如下的方法： 从池中取得一个连接。 将一个连接返回池中。 在关闭时释放所有资源，并关闭所有的连接。 管理者类c o n n e c t i o n o b j e c t d 是一个容器，将连接池封装在内，并管理所有的 连接池，它提供如下方法： 调用和注册所有的j d b c 驱动程序。 根据参数表创建c o n n e c t i o n p o o l 对象。 映射连接池的名字和c o n n e c t i o n p o o l 实例。 当所有的连接客户退出后，关闭所有连接。 基于j d b c 数据库连接池的j a v a 实现方法如下： 连接池c o n n e c t i o n p o o l 中的主要数据成员有： 1 4 华北电力大学硕士学位论文 p r i v a t es t a c kp o o l = n u l i ：记录当前数据库的堆栈 p r i v a t ei n tt o t a l c o n n e c t i o n s = o ：当前连接数 p r i v a t ei n tm a x c o n n e e t i o n s = l o ：最大连接数 p r i v a t el o n ge x p i r y t i m e = 3 6 0 0 0 0 0 ：过期时间 p r i v a t el o n gm a x c o n n e c t i o n a t t e m p t s = 5 0 ：最大尝试连接次数 p rx v a t el o n gc o n n e c t i o n a t t e m p t s c o u n t e r = o ：己重试次数 p r i 。v a t el o n gc o n n e c t i o n w a i t t i m e o u t = l o * 0 0 0 ：连接等待时间 连接池c o n n e c t i o n p o o l 完成管理所需要的基本接口： p r o t e c t e dv o i df i n a l i z e 0 当对象被收集时关闭连接 p u b l i cs y n c h r o n i z e dd b c o n n e c t i o ng e t c o n n e c t i o n 0 返回一个连接 p r o t e c t e dd b c o n n e c t i o ng e t n e w e o n n e c t i o n ( ) 返回一个新的数据库连接 p r i r a t ed b c o n n e c t i o np o p c o n n e c t i o n ( ) 从数据库连接池中弹出一个连接 p r i v a t es y n c h r o n i z e dd b c o n n e c t i o ng e t p o o l e d c o n n e c t i o n ( ) 得到一个连 接池中的连接 p r i v a t eb o o l e a ni s e x p i r e d0 连接是否过期 p r i v a t eb o o l e a ni s v a l i d 0 判断连接是否合法 p u b l i cs y n c h r o n i z e dv o i dr e l e a s e c o n n e c t i o n 0 连接使用完成后，将一个 连接放回连接池 封装了c o n n e c t i o n 的管理者类c o n n e c t i o n o b j e c t d 中的主要数据成员和基本 接口： p r i v a t ec o n n e c t i o nc o n n e c t i o n = n u l l ：j d b c 数据库连接 p r i v a t el o n gt i m e s t a m p ：记录一个数据库连接的生成时间 p r o t e c t e dd b c o n n e c t i o n 0 生成一个数据库连接，并记录其生成时间 p u b l i cc o n n e c t i o ng e t c o n n e c t i o n 0 返回一个j o g c 数据库连接 p u b l i cl o n gg e t t i m e s t a m p 0 返回时间戳 p u b li cv o i dc o m m i t0 提交一个事务 p u b l i cv o i dr o l l b a c k ( ) 事务回滚 1 5 华北电力大学硕士学位论文 p u b l i cv o i ds e t a u t o c o m m i t0 设置是否自动回滚 p u b l i cv o i dc l o s e 0 当连接超时，强制关闭当前连接 对数据库的基本操作分为5 个部分，分别为查询、增加、修改、删除和调用存 储过程，对应的j a v a 生成的类分别为s e l e c t b e a n ，i n s e r t b e a n ，u p d a t e b e a n ， d e l e t e b e a n 和e x e c u t e b e a n 。因为建立连接和释放数据库连接的操作在这些基本类 中已经实现，当对数据库进行具体操作时，所做的只是找到特定操作所属的基本类， 继承就可以了。 事务是用户定义的一个数据库操作序列，是一个不可分割的工作单位。对于具 体的一个事务来说，直接使用上述连接就会出现问题，因为它不能控制属于同一个 事务的多个数据库操作，有可能这些操作将在不同的连接上实现，而这些连接又会 被其它非事务操作所复用共享。因此，连接池必须提供相应的事务连接机制，才可 以真正安全高效地实现连接复用。c o n n e c t i o n 本身提供了对于事务的支持，可以通 过设置它的a u t o c o m m i t 属性为f a l s e ，调用c o m m i t 或r o l l b a c k 方法来实现。采用每 一个事务独占一个连接，既可以大大降低对于事务处理的复杂性，又不会妨碍连接 的复用。当一个事务开始时，继承u p d a t e b e a n 的对象，获得一个新的数据库连接， 并将连接的a u t o c o m m i t 设定为f a l s e ，随后的所有s o l 语句都是用同一个连接，如 果执行s q l 语句的过程中发生了异常，程序会自动发出一个回滚申请，以恢复程序 对数据库所作的改变；只有所有的s q l 语句都正常执行通过，程序才会发出提交申 请，接着将连接的s e t a u t o c o m m i t 设定为t r u e ，并将连接返回到连接池中。 这两种j s p 数据库访问技术在处理数据操作时各有特点，在使用过程中可根据 不同的信息处理要求应用不同的访问技术。在本课题中，我们采用j a v a b e a n 结合 数据库连接池技术来实现对数据库的访问。 1 6 华北电力大学硕士学位论文 第四章关键技术及开发环境配置 网络管理信息系统本质上是对大量信息的采集、管理。而信息大多是分布的、 变化的b s 模式的网络管理信息系统非常适应这种分布的特点。i n t e r n e t 上w e b 服务促进了动态网菇的不断发展。 4 1 常用网页技术比较 动态网页技术的原理是使用不同技术编写的动态页面保存在w e b 服务器内，当 客户端用户向w e b 服务器发出访问动态页面的请求时，w e b 服务器将根据用户所访 问页蘑鼓后缀名，确定该页面所使愚的弼络编程技术，然后把该页殛提交给相应蛉 解释引擎。解释引擎扫描整个页面找到特定的定界符，并执行位于定界符内的脚本 代码以实现不同的功能，最终w e b 服务器把解释引擎的执行结果连同页面上的 h t m l ( h y p e r t e x tm a r k u pl a n g u a g e 超文本标识语言) 内容以及各种客户端脚本一同 传送到客户端。虽然，客户端用户所接收到的页面与传统页面并没有任何区别，但 实际上页面内容已经经过了服务器端处理，完成了动态的个性化设置。县蔚实现动 态网页的技术主要有以下4 种： 1 ) c g i ( c o m m o ng a t e w a yi n t e r f a c e ，公用网关接口) 可称之为一种机制。可 以使用不同的程序编写适合的c g i 程序，如v i s u a lb a s i c 、d e l p h i 或c c + + 等。最 常用于编写c g i 技术的语言是p e r l ( p r a c t i c a le x t r a c t i o na n dr e p o r tl a n g u a g e 文字分板报告语言) 。这致编制方式比较疆难而且效率低下，每一次修改程序都必 须重新将c g i 程序编译成可执行文件。 2 ) a s p ( a c t i v es e r v e rp a g e s