（农业昆虫与害虫防治专业论文）基于web的中国等翅目昆虫分类系统的设计与实现.pdf

， 中文摘要 白蚁是世界性的破坏性极大的害虫。根据c p 国动物志昆虫纲第十七卷等 翅目记载。我国白蚁种类达4 7 6 种。我国有2 6 个省( 市) 、自治区不同程度地 遭受白蚁危害，越往南危害越严重。将我国目前已经发现的白蚁的分类资料数字 化，建成白蚁分类资料数据库，是加强白蚁分类资料管理和共享白蚁分类资源的 重要基础性工作，同时对白蚁防治具重要的参考价值。中国动物志- 昆虫纲第 十七卷等翅日为我们提供了白蚁分类方面的权威资料，利用计算机w e b 技 术和数捌库技术，实现这些权威资料的网络化、数字化，是实现分类资源共享的 重要途径。 在知识产权越来越受人们重视的今天。软件的正版化是大势所趋。l a m p ( l i n u x + a p a c h e + m y s q l + p h p ) 是非常优秀成熟的廉价高效w 曲_ 刀：发与应用平台。 本系统以此作为_ 丌发和应用平台，第一次建立起了中国等翅目昆虫的分类信息和 检索表数据库，实现了对分类资料的数据库化和基于二项式检索表的分类鉴定和 已有种多途径检索。 本系统的资料都储存在数据库里。分类数据库的建立是为了使分类资料的管 理更加方便，也为多途径检索提供必需的资料；检索表数据库的建立则是为二项 式检索提供必需的数据、信息。分类数据库的设计完全按照中国动物志昆虫 纲第十七卷等矧目各论部分的体系结构。分类数据库包括属分类表和种分 类表，表内包括中文种名、拉丁文种名、属名、兵蚁形态特征、： 蚁形态特征、 有翅成虫形态特征、习性、分类情况讨论、寄主与分布情况、形念特征图等信息。 检索表数据库包括分科检索表、分属检索表和分种检索表。两个数据库均用 m y s q l 建立，利用a p a c h e + p h p + m y s q l 技术，求实现对数据库的后台管理、分类 信息查询和白蚁种类的鉴定。 本系统具有分类资料显示、分类资料检索、数据侔的后台管理和基于二项式 检索表的鉴定或多途径检索鉴定四个功能。白蚁分类资料的显示采用树形菜单方 式，非常直观地显示了各分类阶元之间的逻辑关系，各分类阶元还链接着相应的 二项式检索表信息，这些检索表信息均为动态生成的，格式与传统的二项式检索 表完全相同。白蚁分类资料的检索，可对白蚁属的信息和种的信息分别进行查询， 查询结果分页显示，显示格式与分类资料显示子系统保持一致，并支持关键词加 亮显示。后台数据库管理子系统为维护分类资料数据库提供方便，可添加、删除、 修改分类信息。白蚁鉴定子系统可从已知的分类阶元- 丌始，基于二项式检索表进 行鉴定，鉴定原理同传统的二项式检索；也可采用多途径检索方式，利用多个形 态特征，对白蚁种类进行鉴定，鉴定结果显示被鉴定种的信息和用于鉴定的形态 特征。 关键词：等翅目昆虫；二项式检索；多途径检索；分类系统；信息管理；l a m p ； 分类鉴定 v 致谢 本论文是在莫建初教授的悉心指导下完成的。从论文的总体规划、设计、实 施乃至撰写、修改的各个方面，无不凝聚着导师大量的心血。三年来，导师在我 的学习、工作和生活等方面都给予了无微不至的关怀。导师高瞻远嘱的目光、博 大宽阔的胸怀、奉献科学的精神、实事求是的作j x l 、正直宽厚的风范，都让我钦 佩不已，永生难：盘。在此，谨向他表示由衷的敬感和万分的感谢! 三年的硕：l 学习，我有幸生活在一个积极向上、团结互助和气氛和谐的集体 。h 本所的何俊华教授、胡萃教授、程家安教授、刘树生教授、陈学新教授、张 传溪教授、叶恭银教授、唐启义研究员、施祖华教授、徐志宏教授、祝增荣研究 员、蒋明星副教授、姚洪渭副教授、刘银泉讲师等在论文进行的一i 同阶段给予不 同的建议和帮助。已经毕业的孙冠英、白索芬、张索芳、施婉君、陈华刊等博士 生、同课题组的张小斌、滕立、张时妙、王伟、王六彩、姜永厚、杨天赐、杜孟 浩等师兄( 姐) 师弟( 妹) 以及昆虫所的余海忠、汀霞、王会美、姚鹏程、施英 利、周国鑫、李月红、徐海君、杨捷、林建国、李凯、蒋彩英等同学都曾在我的 学习和工作中给予许许多多的支持和帮助，在此，一并表示衷心的感谢! 特别地，要感谢李芳芳小姐两年多来一直鼓励、支持我，以及多年来关心、 爱护、给我物质和精神支持的父母等亲人，是他们的关爱和激励才使我得以克服 困难、战胜挫折、4 不断目f 进。在此，也向他们表示我深深的感谢和力分的歉意! 最后，还要感谢全世界的开源运动推动者，是他们的无私奉献，让我们有这 么多廉价高效的高质量软件。 感谢所有与我一起分享过快乐和痛苦的末提及姓名的同学、朋友们j 感谢参与本论文评阅和答辩的所有老师和同学们! 徐晓国 2 0 0 4 年6 月于浙江火学 第一章，背景知识 1 等翅目昆虫的危害及其分类地位 白蚁是破坏极大的世界性害虫。全世界已知白蚁种类近3 0 0 0 _ 种 ( h t t p ：w w w u n b b r i l ；z o o d o c e n t e c o n s t a n t c a t a l l c a t n e w h t m l ) 。截止2 0 0 3 年1 2 月底，我 国已发现白蚁4 7 9 种，有2 6 个省( 市) 、自治区均不同程度地遭受白蚁危害，越往南危 害越严重。白蚁对我国国民经济造成的损失，仅对房屋建筑的危害，全国每年就达1 5 亿元左右( 夏传国等，2 0 0 1 ) 。白蚁的危害主要有破坏房屋建筑的木结构、毁坏河堤和 水库堤坝、危害农林作物、蛀食埋地塑料电缆和交通通讯设各、危害图书、档案、纸张、 行匹、丝绸等纤维物质( 童新旺等，2 0 0 0 ) 。因此，了解和认识白蚁的分类情况对于白 蚁的防治具有非常重要的现实意义。 等翅目昆虫是一类原始的社会性昆虫，复杂的品级分化和集群的巢膳生活显示出等 翅目昆虫在进化道路上获得了极其前进的特性，使之得以巨大的发展，这些进化的生物 学特性在整个昆虫纲中都是少见的。但等翅目昆虫在昆虫分类系统上属于比较原始的低 等类群，等翅目昆虫在进化道路上与萤蠊近缘。 等翅日昆虫的分类地位曾经有过许多变动，林奈山于只见到白蚁的工蚁和兵蚁，没 有见到白蚁的有翅个体，所以1 7 5 8 年在他的自然系统( s y s t e m an a t u r a e ) 第l o 版中 将白蚁放在无翅目a p t e r a 内，但他首先创立了白蚁属t e r m e s 。f a b r i c i u s 最初将白蚁 列入蚂蚁一类，但到1 7 8 1 年，更改其分类地位，将其列入脉翅目n e u r o p t e r a ， l a t r e m i t i n a 。直到1 8 9 5 年出c o m s t o c k ，j h 和c o m s t o k ，a b 。确立了等翅目i s o p t e r a 。 早在1 8 5 4 年h a g e n 就指出了白蚁和蜚蠊的密切关系。以后由于白蚁中的一种最原始的 白蚁达尔文澳白蚁一m a s t o t e r m e s d a r w i n i e n s i s f m g g a t t 的发现，以及对于这种白蚁的研 究，更证实了白蚁与蜚蠊在系统发育上是非常接近的。在1 0 0 多年卣f ( 1 8 5 5 - - 1 8 6 0 ) ，h a g e n 曾经写过有关白蚁分类的专著。h o l m g r e n ( 1 9 1 l 1 9 1 2 ) 对于白蚁的分类，也作了非常全 面和有价值的贡献。他所设立的许多属，直到今天仍被采用。在他的著作中将白蚁分成 4 个科：m a s t o t e r m i t i d a e 、p r o t e r m i f i d a e 、m e s o t e r m i t i d a e 和m e t a t e r m i t i d a e 。以后，在 h o l m g r e n 的工作基础上，b a n k s ( 1 9 2 0 ) 、l i g h t ( 1 9 2 1 ) 、s j o s t e d t ( 1 9 2 5 ) 及g r a s s e ( 1 9 4 9 ) 等人对于科的划分和科的命名又作了反复修订。直到现在关于等翅目的分科大体上已经 建立了比较通行的方案。目前白蚁的分类地位和本系统采用的分类系统排列如下。 昆虫纲i n s e c t a 有翅亚纲p t e r y g o t a 等翅目i s o p t e r a 澳白蚁科m a s t o t e r m i t i d a e 草白蚁科h o d o t e r m i t i d a e 木白蚁科k a l o t e r m i t i d a e 鼻白蚁科r h i n o t e r m i t i d a e 齿白蚁科s e r r i t e r m i t i d a e 白蚁科t e e e e o n i t i d a e 。 2 研究目的和意义 中国动物基昆虫纲第十七卷等翅目是我国最权威的白蚁分类专并。在该1 5 中，列述 了4 科、4 4 属、4 7 6 种白蚁。然而，由于多种原因，一些白蚁防治单位和f 1 蚁防 f ，i ：作者并没有藏 有该l s 。因此，在生产实际：l 作中，对采集的白蚁标本进行鉴定时，会面临着许多凼难。为此，我 们将该二b 中对分类与鉴定有实际意义的部分进行扫描，按理成分类数据库使分类资料的卉洵、未 知种的鉴定亚为方便、快捷。同时，本系统的建立基于w e b ，这样可以实现远科的访问和使川，使 分布在全国各地的白蚁一l ：作者，有相对完整与准确的白蚁分类系统作为参考，从而提高他们的i ：作 效率。另外，本系统对白蚁防治也有一定的参考价值，使一蚁防治人员在选择防治策略时，更加高 敛、准确，从而提高我国白蚁防治的效率，创造更人的经济价值。 3 系统平台的选择 本系统采用l a m p ( h t t p ：i w w w o n l 锄p c o m ) 3 1 ：源构架。l a m p 构架是指l i n u x ( h t t p ：w w w 1 i n u x o r g ) 、a p a c h e ( h t t p ：w w w a p a e h e o r g ) 、m y s q l ( h t t p ：w w w m y s q l o r g ) 和p h p ( h t t p ：w w w p h p o r g ) 四者的结合，即使用l i n u x 作为操作系统，a p a c h e 作为 w e b 服务器，m y s q l 作为数据库，p h p 作为服务器端脚本解释器。由于这四个软件都 是遵循g p l ( h t t p ：w w w g n u o r e , c o p y l e f t g p l h t m l ) 的开放源码软件，因此使用这种方式 不用花一分钱就可以建立起一个稳定、免费的动态网站系统。目前，l a m p 构架已经非 常成熟，很多商业网站均已采用。 3 1g n u l i n u x l i n u x 是一个在最短时间内产生了最大影响力的操作系统。它是互联网的产物。l i n u x 操作系统核心是芬兰的l i n u st o r v a l d s1 9 9 1 年8 月在芬兰赫尔辛基大学上学时以源代码 公开方式最先发布的。后来通过互联网，世界众多顶尖的软件工程师团结如作对l i n u x 内核不断修改和完善，“n u x 便在全球普及开来，在服务器领域及个人桌面版得到越来 越多的应用，在嵌入式开发方面更是具有其它操作系统无可比拟的优势，每年1 0 0 的 用户递增数量显示了l i n u x 强大的力量。在服务器操作系统领域，l i n u x 保持着强劲的 增长势头。据s o u n d v i e w 科技集团的报告说，w i n d o w s 和l i n u x 在2 0 0 3 年的收入分别 上升1 6 和5 l 。而u n i x 操作系统则下降了5 。从收入的总量来看，w i n d o w s 已经 基本恢复到2 0 0 0 年最高点的水平。而l i n u x 则一直保持着强劲的增长势头，2 0 0 1 年为 1 7 0 9 ，2 0 0 2 年为6 8 8 。到2 0 0 3 年该公司统计l i n u x 占有市场总量的7 ( 2 0 0 1 年为2 6 ) ，w i n d o w s 占3 2 6 ( 2 0 0 1 年为2 7 4 ) ，u n i x 为3 6 1 ( 2 0 0 1 年为4 2 2 ) 。 在未来五年，s o u n d v i e w 预测整个服务器市场的增长比例为个位数。l i n u x 将继续高速 增长， w i n d o w s 平缓增长 ，u n i x 持续下跌 ( h t t p ：w w w i s e d e s n e t w o r k c o m n e w s n w n s t o r y c f m ? i d = 1 8 4 1 7 & c h a n n e l = n e w s ) 。 但l i n u x 在台式机领域的进展仍然不尽人意。据i d c 称，在2 0 0 2 年的新台式机操 作系统许可中，l i n u x的市场占有率不足 3 ( h t t p ：w w w c s d n n e t n e w s n e w s t o p i c 1 5 1 5 1 3 7 s h t m l ) ，阻碍l i n u x 桌面系统发展的障碍 主要是应用软件和相关人才缺乏、易用性问题和w i n d o w s 用户的使用习惯，随着k d e 和 g n o m e 计划的不断开展，l i n u x 作为桌面系统迅速成熟，目| i i 已经超过苹果的m a co s ， 成为第二大桌面系统( h t t p ：w w w c s d n n e t n e w s n e w s t o p i c 1 4 1 4 0 7 1 s h t m l ) 。国际上各大 i t 巨人，l b m 、h p 、s u n 和d e l l 纷纷开始支持l i n u x 桌面系统，其品牌机- 丌始预装 l i n u x 桌面系统，而国内政府立法软件正版化、在电子政务中优先考虑国产l i n u x 系统， 推进l i n u x 的标准化。几大支持l i n u x 的o f f i c e 软件风起云涌，为l i n u x 桌面系统的成 熟加大筹码，因此，l i n u x 桌面系统的普及只是迟早的问题。 l i n u x 在很多方面有着优势。 从开发阵容上说，l i n u x 是网络上许许多多知名的、不知名的程序员们沤心沥血之 作，他们的才华绝不亚于微软的智囊团( h t t p ：g b l i n u x m y r i c e c o m j s z l b e n t s o n h t m l ) 。 从技术性能上既，l i n u x 博采众长，充分利用了硬件性能。l i n u x 是真正意义上的多 用户、多任务系统。一个普通的b b s 站使用l i n u x 系统的普通微机，同时上线人数都 能达到2 0 0 人以上。 在设备无关性上表现极佳，它支持众多的硬件和平台，并且能模拟数字协处理器。 它采用了先进的共享内存页面、动态链接共享库等新技术，拥有优秀的磁盘缓冲、调度 功能和良好的系统自保护策略，整个系统运行平稳、安全，性能优秀；它支持对包括 d o s 在内的各种文件系统的访问，有利于保护原有系统投资；它对各种网络技术能提 供良好的支持。 一 从用户使用上说，l i n u x 提供了良好的系统重新按需配置的接口，以及源代码级的 全透明，使得用户消除了内因方面的安全隐患，方便了用户根据自己的需要改进系统。 从软件支持上说，由于l i n u x 与u n i x 在源代码级上兼容，符合i e e ep o s i x 标准， 使得原来u n i x 下的软件能很快地为l i n u x 所用；另外由于各个软硬件厂商的支持，原 有应用系统能轻松地移植到l i n u x 中柬。 从发行方式上说，由于l i n u x 按照f s f ( 自由软件基金会) 的g p l 束发行，以其 免费的强大优势吸引了无数的用户。 从市场运作上说，山于i t 的厂商在微软的文化氛围下办步办趋，急需一个反击的 武器，l i n u x 成为了各大厂商对抗微软的利器，这也为l i n u x 的发行提供了人气。 l i n u x 的发行版本很多，不同版本有不同的优点。r e d h a t f e d o r a 操作简单、功能强 大、稳定，使用者最多，也是很多应用软件和驱动的测试环境，它可以用作开发环境， 其他一些版本最初都是基于r e d h a t 的。m a n d r a k e 软件包比较新，追求1 0 0 自由软件， 界面非常美观、系统管理工具简单易用，此版本主要定位桌面，在桌面的易用性上作了 不少努力，但b u g 也比较多。s u s e 中文支持不好，国内使用者也较少，但界面华丽，系 统管理工具强大。s l a c k l i n u x 注重原始的文本文件配簧，对使用要求比较高。国内的主 要有r e d f l a g 和t u r b o l i n u x 之的优势是中文支持好，自己无须美化就可使用。其中 r e d f l a 9 4 0 d 走模仿w i n d o w s 之路，为w i n d o w s 使用者学习使用l i n u x 打丌了一个窗口， 但自带的软件包少，而t u r b o l i n u x 可以在线更新软件包。以上几个版本都是基于r p m 软 件包管理的，一个突出的缺点是软件包的依赖性问题严重，而d e b i a n 和g e n t o o 则很好 的处理了这个问题，软件安装非常方便，但需要网络支持。而l f s 则坚持一切从源代码 出发，注重编译优化和运行速度。 以上情况表明，国内一般软件使用者可以考虑使用r e d f l a 9 4 o d ，因为它稳定、易用 性强、中文支持非常好，可以与w i n d o w s 媲美。 在白蚁分类鉴定系统软件设计中，以r e d f l a 9 4 0 b d 为基础，使用一套模仿m a c 的主 题，使用起来非常方便。办公软件用r e d o f f i c e2 0 ( h t t p ：w w w c h 2 0 0 0 t o m c n ) ，偶尔也 用l a t e x ( h t t p ：w w w 1 a t e x p r o j e c t o r g ) 进行排版。p d f 文件可以用a c r o b a tr e a d e r5 0 8f o r l i n u x 看，也可以用x p d f ( h t t p ：w w w x p d f c o m ) 或者w i n e ( h t t p ：w w w w i n e h q c o r n ) + a c r o b a tr e a d e r5 0f o rw i n d o w s 。用r d e s k t o p ( h t t p ：l w w w r d e s k t o p o r g ) 连w i n d o w s 2 0 0 0 终端服务器( h t t p ：w w w m i c r o s o r c o m w i n d o w s 2 0 0 0 t e c h n o l o g i e s t e r m i n a l d e f a u l t a s p ) ， 或者v n c ( h t t p ：1 w w w u k r e s e a r c h a r t e o m v n c ) 远程管理w i n d o w s l i n u x ，也可利用s s h ( h t t p ：w w w o p e n s s h o r g ) 到l i n l l x ，再运行g u i 软件显示到本地机予。 用m a z i l l a1 3 浏览网页，用q u a n t p l u s ( h r p ：q u a n t a s o u r c e f o r g e n e t ) 制作网页，用 g i m p ( h t t p ：w w w g i m p o r g ) 处理图片，用g t h u m b ( h t t p ：g t h u m b s o u r c e f o r g e n e t ) 洳 览图片，用s y l p h e e d ( h t t p ：s y l p h e e d g o o d d a y n e t ) 作为e - m a i l 客户端，运行速度快，中 文支持非常好。用k a t e 编辑器看各类源代码，如p h p 、e p p 、c 、j a v a 等；用e e l i p s e ( h a p ：w w w e c l i p s e o r g ) 做j a v a 的i d e 。k y l i x ( h t t p ：w w w b o r l a n d c o m k y l i x ) 是l i n t l x 版的d e l p h i 和b c b ；m p l a y e r g m p l a y e r ( h t t p ：w w w m p l a y e r h q h u h o m e p a g e ) 是功能异常 强劲的媒体播放器，支持绝大多数流行的格式；l i n u x 下的s h e l l 编程是l i n u x 的一大精 华，是u n i x 类操作系统的设计理念所在j 通过管道将一大堆小工具组合来完成复杂的问 题。l i n u x 下面还有许多非常优秀的g n u 软件，比如将数学公式转化为图片的软件g n u p l o t ( h t t p ：w w w g n u p l o t i n f o ) ，都非常博大精深。 服务器方面是l i n u x 的传统强项，优势非常明显，每个流行的服务器软件都是千锤 百炼的优秀开源软件，w w ws e “c r 有a p a c h e ；m a i ls e r v e r 有s e n d m a i l ( h t t p ：w w w s e n d m a i l o r e , ) 、q m a i l ( h t t p ：w w w q m a i l o r e , ) 、p o s t f i x ( h t t p ：l w w w p o s t f i x o r e , ) ：却一有p r o f t p ( h t t p ：w w w p r o f t p d o r e ) ，p u r e f t p ( h t t p ：w w w p u r e r p d o r g ) ；p r o x ys e r v e r 有s q u i d ( h t t p ：w w w s q u i d - c a c h e o r g ) ( 不支持 s o c k s 代理，可用s o c k s 5 ( h t t p ：w w w s o c k s n e e c o w ) 代理软件作为补充) 。另外特别是 在 p c集群方面l i n u x有着非常成熟廉价的解决方案 ( h t t p ：w w w - 9 0 0 i b m c o m d e v e l o p e r w o r k s c n l i n u x c l u s t e r l i n u x ) 非可以媲美。用 远程管理服务器既安全又_ c l u s t e r p a r t l i n d e x s h m a ln ts s h 快捷。 3 2a p a c h e a p a c h e 服务器既是一种软件，又是一个工程。它是由干干万万的服务器代码和文档 开发者共同努力的结果。自从d a e m o n ( 1 9 9 5 年之前比较流行的一种h t t p 服务器) 的原 创者r o b m e c o o l 在1 9 9 4 年离开了n c s a 后，许多网站管理员通过e m a i l 的方式组织到 一起，为了合作丌发性能更好的w e b 服务器而相互交换、共享p a t c h ( 补丁) 。也就是在 1 9 9 5 年4 月，a p a c h e s e r v e r0 6 2 公开发行了。a p a c h es e r v e r 的名字来源于”a p a t c h y s e r v e r 。： a p a c h es e r v e r 的主要特点是稳定性高、速度快、功能多。通过第三方的测评，a p a c h e s e r v e r 比大多数的w e b 服务都快。目前，i n t e m e t 上有6 0 以上的网站服务器使用的是 a p a c h es e r v e r 。 3 3m y s q l 一 m y s q l 足出瑞典的t c x 公司在m s 札小型数据库的基础上开发的一个强大、快速而 价钱低廉的数据库软件。它是一个真正的多线程多用户的数据库系统，特别是它的多线 程是直接使用了系统核心的多线程内核，效率相当高。在互联网的数据库产品中，m y s q l 的数据库检索速度与其他产品相比占有很大的优势。 3 4p h p p h p 是一种服务器端的h t m l 嵌入式的脚本描述语言，它以独特的语法混合了c 、 j a v a 和p e r l 的语言特色。在保证最大可操作性的前提下提供了比一般的c g i 更快的 4 执行速度。其最大的特色就是数据库层操作功能的十分强大，可以和m y s q l 数据库完 美地组合，成为当l i 最流行的动态网页设计语言。 现在，已经有一大批使用，p h p 和n i y s q l 的成功范例。 4b r o w s e r s e r v e r 构架 本系统采用b r o w s e r s e r v e r 构架，支持流行的各大浏览器，如m o z i l l a ( h t t p ：w w w m o z i l l a o r g ) 、o p e r a o a t t p ：w w w o p e r a e o m ) 、m i c m s o r i n t e r a c t e x p l o r e r o a t t p ：w w w m i c r o s o f t c o m c h i n a m s d o w n l o a d i n t e m e t d e f a u l t a s p ) 等。其设计思想与流行 的动态网站设计思想相同。服务器端采用开源软件a p a c h e + p h p + m y s q l ，w e b 服务器与 数据库服务器既可放在同一台计算机内，也可分布式构架，显得非常灵活机动。系统处 理的数据量，采用m y s q l 这- , b 型数据库服务器，使其响应速度快的特点得以充分发挥。 p h p 是目前最流行的服务器脚本语言之一，速度快于a s p ，且开源跨平台，结合a p a c h e 这一w e b 服务器，可使系统安全稳定，并可降低后期维护成本。 4 1 系统结构的选择 目i j i 基于网络的应用软件主要有两种结构：c ，s 和b s 。他们互有优劣，但是总体上 看b s 结构要优于c ，s 结构。 c s 结构，即c l i e n t s e r v e r ( 客户机服务器) 结构，是大家熟知的软件系统体系结 构，通过将任务合理分配到c l i e n t 端和s e a w e r 端，降低了系统的通讯开销，可以充分利 用两端硬件环境的优势。服务器通常采用高性能的p c 、工作站或小型机，并采用大型 数据库系统，如o r a c l e 、s y b a s e 、i n f o r m i x 或m ss q ls e r v e r 。客户端需要安装专用的 客户端软件。 b s 结构，即b r o w s e r s e r v e r ( 浏览器朋疆务器) 结构，是随着i n t e m e t 技术的兴起， 对c s 结构的一种变化或者改进的结构。在这种结构下，用户界面完全通过w w w 浏 览器实现，一部分事务逻辑在前端实现，但是主要事务逻辑在服务器端实现，形成所谓 的3 层结构( 即逻辑层、数据层、表现层) 。b s 结构利用不断成熟和普及的浏览器技术 实现原来需要复杂专用软件刊能实现的强大功能，并节约了开发成本，是一种全新的软 件系统构造技术。这种结构已成为当今应用软件的首选体系结构。客户机上只要安装一 个浏览器( b r o w s e r ) ，如m o z i l l a 或i n t e r a c te x p l o r e r ，服务器安装o r a c l e 、s y b a s e 、i n f o r m i x 或s q ls e r v e r 等数据库，浏览器通过w e bs e r v e r 同数据库进行数据交互，客户就可实 现远程访问。 c s 的优点是能充分发挥客户端p c 的处理能力，很多工作可以在客户端处理后再提 交给服务器。对应的优点是客户端响应速度快，能够给服务器减轻压力，其数据库可以 在客户端也可以在服务器端，而且有更高的安全性和稳定性。缺点主要有以下儿方面： ( 1 ) 只适用于局域网。丽随着互联网的飞速发展，移动办公和分布式办公越米越 普及，这需要我们的系统具有扩展性。这种方式远程访问需要专门的技术，同时要对系 统进行专门的设计来处理分布式的数据。 ( 2 ) 客户端需要安装专用的客户端软件。首先涉及到安装的工作量，其次任何一 台电脑出问题，如病毒、硬件损坏，都需要进行安装或维护。特别是有很多分部或专卖 店的情况，不是工作量的问题，而是路程的问题。还有，系统软件升级时，每一台客户 机需要重新安装，其维护和升级成本非常高。 ( 3 ) 对客户端的操作系统一般也会有限制。它可能适用于w i n 9 8 ，但不能用于 w i n 2 0 0 0 或w i n d o w $ x p ，或者不适用于微软新的操作系统、“n u x 和u n i x 等。 。 斟s 的主要优点是方便，不需要升级，跨平台，可以在任何地方进行操作而不用安 装任何专门的软件。只要有一台能上网的电脑就能使用，客户端零维护。系统的扩展非 常容易，只要能上网，再由系统管理员分配一个用户名和密码，就可以使用了。甚至可 以在线申请，通过公司内部的安全认证( 如ca 证书) 后，不需要人的参与，系统可以 自动分配给用户一个账号进入系统。 目前大多数应用软件系统都是c l i e n t s e r v e r 形式的两层结构，现在的软件应用系统 正在向分御式的w e b 应用发展；内部的和外部的用户都可以访问新的和现有的应用系 统，w e b 和c l i e n t s e r v e r 应用都可以进行同样的业务处理；不同的应用模块兆享逻辑组 件；通过现有应用系统中的逻辑可以扩展出新的应用系统。这也就是目前应用系统的发 展方向。 管理软件的主流技术与管理思想一样，也经历了三个发展时期：界面技术从d o s 字符界面，到w i n d o w s 图形界面( 或图形用户界面g u l ) ，直至今天的b r o w s e r 浏览器 界面。最新浏览器界面，不仅直观和易于使用，更主要的是基于浏览器平台的任何应用 软件其界面风格一致，用户对操作培训的要求大为下降，软件可操作性增强；平台体系 结构也从单机单用户发展到文件服务器( f s ) 体系，再到客户机服务器( c s ) 体系 和浏览器，月臣务器( b s ) 体系。 传统的c s 体系结构虽然采用的是开放模式，但这只是系统丌发一级的开放性，在 特定的应用中无论是c l i e n t 端还是s e r v e r 端都还需要特定的软件，没能提供用户真正期 望的丌放环境；b s 结构则不同，它的前端是以t c p i p 协议为基础，企业内的w w w 服务器可以接受安装有w e b 浏览程序的i n t e m e t 终端的访问，作为最终用户，只要通过 w e b 浏览器各种处理任务都可以调用系统资源来完成，这样大大简化了客户端，减轻 了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体拥有成本( t c o ) 。 越来越厚的使用说明书和越来越花时问的培训，并不能称为“良好的售后服务”。 真正好的产品在功能越来越复杂的同时应该使产品的使用越来越简单，使用浏览器作为 软件界面不但容易统一各种应用系统，也非常便于使用。在工作节奏越柬越紧张的今天 调集大批的职员进行培训非常困难，时间和人力都难以集中，浏览器这种易于使用几乎 不需要培训的方式是最好的选择。 维护和升级方式的革命一瘦客户机。软件系统的改进和升级越来越频繁，b s 架构 的产品明显体现的更方便的特性。无论用户的规模有多大，有多少分支机构都不会增加 任何维护升级的工作量，所有的操作只需要针对服务器进行，如果是异地只需要把服务 器连接上网即可立即进行维护和升级，这样可极大节省人力、时间和费用。 在一个较大的机构中，系统管理人员如需在几百甚至几千部电脑蒯来回奔跑，效率 就会很低，工作量也会很大。但b s 架构的软件只需对服务器进行管理，所有客户端只 是浏览器，根本不需做任何维护。所以客户机越来越“瘦”，而服务器越来越”胖”，是将 来软件的主流发展方向，因为这使得升级和维护越束越容易，而使用越来越简单。 另外，采用b s 架构可使成本降低，选择更多。很明显，w i n d o w s 在桌面电脑上儿 乎一统天下，由于微软的捆绑销售，浏览器成了标准配置。但在服务器操作系统方面， w i n d o w s 并没有这种绝对的统治地位。现在的趋势是，应用软件都变成b s 架构，只安 装在服务器上，所以服务器操作系统可有多种选择。但不管选用那种操作系统，都可让 使用w i n d o w s 作为桌面操作系统的人不受影响。这样，就使很多免费操作系统，如现在 最流行的l i n u x 得以快速发展。此外，在b s 架构中，除了操作系统是免费的以外，数 据库也是免费的，目前这样的选择非常流行。例如，对每天上新浪网的人来说，他们并 不需要了解新浪的服务器用的是什么操作系统，他们只需在自己的电脑上安装好浏览器 6 就可泓览网站的内容。事实上大部分网站确实没有使用w i n d o w s 操作系统，但用户的电 脑上安装的大部分是谢n d o w s 操作系统。 我国政府基于安全和国家战略的考虑，希望有自己的操作系统，雨在桌面领域，任 何一种操作系统都难以和w i n d o w s 抗衡，l i n u x 的出现使我国政府的这种想法变成了现 实。由于l i n n x 是免费产品，源代码也是公开的，因此我国出现了很多丌发l i n u x 的力 量，国家也大力推动l i n u x ，政府机关基于安全的考虑，正在越来越多地使用l i n u x 。从 国内软件市场的销售来看，l i n u x 基本上每个月都是排名第一的产品。 传统的c s 结构的软件，需要针对不同的操作系统开发不同版本的软件，由于产品 的更新换代十分快，这种需针对不同操作系统开发软件的方式已越来越不适应计算机软 件技术的发展。j a 、，a 等跨平台语言的出现，为b s 架构的快速发展提供了良好条件。 而对于中小型应用，a p a c h e + m y s q l + p h p 则是廉价高效的选择。 目前。远程管理服务器的n t 终端服务，同时支持幽和b s 结构，其客户端为w i n d o w s 下的t e r m i n a ls e r v i c e sc l i e n t 和l i r m x 下的r d e s k t o p 。p c a n y w h e r e 只提供“s 结构，跨平 台的v n c 则同时支持以和b s 结构，s s h + x 工作站是幽结构。对于类u n i x 系统的远程 管理，我认为s s h 较好，它不但安全，而且可以将运行服务器上的g u i 程序显示到本地， 十分方便。 5 国内外研究现状 世界上第一台计算机( e n i a c ) 1 9 4 6 年诞生以来，通过短短的五十多年，其应用 已从单纯的数值计算扩展到社会生活的各个领域，在植保研究中，最初计算机的应用是 数值计算和数理统计，随着计算机技术的突飞猛进，其在植保上的应用也发生了巨大的 变化，1 9 9 3 年，美国农业部全国农业图书馆就是利用数据库技术建立起了世界上最完整 的农业数据库，存储了3 0 0 万篇农业文献。1 9 9 6 年1 2 月的国际植保生物学信息技术会 议上，人们看到了国际植物检疫数据库。v i d e d b 的植物病毒分类鉴定数据库等一大批 大容量的数据库管理软件( 沈佐锐，1 9 9 7 ) 。在国内，“真菌标本数据库管理系统”( 孙 述霄，1 9 9 2 ) ，“昆虫标本数据库管理系统”( 严乃胜，1 9 9 7 ) ，“常见杨树天牛分类管理 系统”( 蒋继宏，1 9 9 8 ) 等一批利用数据库技术开发的管理软件相继投入使用，这些软 件除了数据库软件的基本功能外，有些还具有辅助鉴定和辅助决策的功能，丌始具有了 专家系统的一些特征，但这些软件由于开发的时间较早，都是采用d o s 时代的非面向 对象语言开发，维护困难，界面也欠友好。 随着多媒体技术、网络技术及i n t e r a c t 的普及和发展，计算机技术在植保上的应用 不断深入，国内的中园农业大学植保生态智能系统技术实验室在这个方面做了许多工作 ( h t t p ：w w w c a u e d u c n i p m i s t c h i n e s e l a n m u j i a n j i a i h t m l ) 。近年来，他们开发了许多实 用的植保软件，如已投入使用的“农林害虫辅助鉴定多媒体专家系统”。该系统包括“蔬 菜害虫辅助鉴定多媒体专家系统( p e z t d i a g ) ”、“农业害虫辅助鉴定系统( b u g k n o w n ) ”、 “中国植检害虫鉴定多媒体专家系统( p q - p i c k b u g s ) ”三个子系统，这些系统都是基于 翔实权威的专业资料，具有较高的准确性、科学性，而且界面友好，实用性强。这三个 系统都是多媒体数据库系统，由于这些软件运用的技术较多，涉及的资料较繁杂，n 丌发 者在程序设计过程中已开始运用软件工程原理。然而，非常遗憾的是，这些软件系统都 是单机版本。另外，他们还开发了“昆虫图像自动鉴别系统( b u g v i s u x ) ”。这套系统是 集昆虫图象分析及识别与昆虫数学形态学特征数据库功能于一体的软件系统，它能够运 用图象处理及分析算法和数学形态学运算进行基本的昆虫图象处理如边缘检测、区域分 割、纹理分析、骨架化、特征提取、特征测量，并将测量结果存储在特征数据库中。然 后将待识别样本与数据库中的模式样本进行匹配，从而自动识别待判昆虫种类。此系统 相对来说，自动化程度更高，大大地提高了传统的根据形态特征进行分类鉴定的效率。 据查新报告和专家鉴定，该系统达到了国际先进水平。这些软件相对早期的分类数据库 管理软件来说，采用面向对象语言，结合数据库和多媒体技术，运用软件工程原理模块 化设计，界面更加友好，维护升级方便。卢慧甍等( 2 0 0 3 ) 丌发的“中国蝗总科分类、 查询及鉴定专家系统( e s c a ) ”，也是多媒体数据库软件，是国内蝗总科分类鉴定领域的 首套专家系统，不过也是单机版本。 目前国外己经开发出了比较成熟的建立分类数据库和检索系统的平台( l u c i d ( h t t p ：w w w 1 u c i d c e n t r a l c o r n ) ，d e l t a ( h t t p ：b i o d i v e r s i t y b i o u n o e d u d e l t a ) 。相对于传 统的基于二项式检索表进行分类鉴定。l u c i d 采用多途径的分类检索，从而使鉴定工作 更加灵活，对使用者的要求也大为降低。国际上已经有许多c d 产品用此软件进行丌发， 国内的“葡萄害虫的识别与诊断”、“仓库害虫的识别与防治”、“植物检疫信息管理和辅 助决策网络系统”也采用该系统作为鉴定和诊断检索的开发工具( 孙冠英等，2 0 0 2 ) 。 而d e l t a 系统是处理植物分类学描述语言的国际标准，其交互式标本鉴定和信息检索程 序i n t k e y 是d d t a 系统中最复杂的实用程序，它不是其他鉴定程序那样按程序设计者 固定好的步骤，一步一步的进行匹配直至获得结果。它在设计过程中考虑得非常复杂、 全面，程序包含的指令非常丰富，程序运行非常灵活，分类工作者也很容易获得满意的 结果，不过学习使用该系统相对比较困难。该系统在国外现已得到广泛的应用，国外的 i ：多植物数据库就是利用d e l t a 系统整理后形成的，用户可使用这些现有的数据进行标 本鉴定等工作( 李健钧，1 9 9 6 ) 。 中国科学院下设的中国生物多样性信息中心动物学分部，建有中国动物物种编目数 据库( h t t p ：m o n k e y i o z a c c n d i v i s i o n d a t a s e a r c h i n d e x 4 h t m l ) ，但该数据库由于不以分类、 鉴定为主要目的，因此只包括了物种的种名、所属属名和分布等信息，没有物种形态特 征