（电力电子与电力传动专业论文）动态交互式web站点的研究与开发.pdf

a b s t r a c t a b s t r a c t w w wi st h em o s t p o p u l a r i n f o r m a t i o ns e a r c hs y s t e mi ni n t e r n e t f r o me d u c a t i o n a la n ds c i e n t i f i c r e s e a r c hw e b s i t et oc o m r n e r c i a l w e b s i t e t h e h i g h s p e e dd e v e l o p m e n t o fw w w p r o m o t e s t h e d e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o ni n d u s t r yi no u rc o u n t r y , a c c e l e r a t e st h e c o u r s eo fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g ya d v a n c e m e n ta n di n f o r m a t i o n s o c i e t y n o w a d a y s ，d y n a m i ca n di n t e r a c t i v ew e b s i t ei st h et r e n do f w e b s i t e i nt h ec o u r s eo fd e v e l o p i n gw e b s i t eo fc o m m u n i c a t i o n r e s e a r c hi n s t i t u t ef o rc o n f i n e ds p a c e s ，w ei n v e s t i g a t e dt h e o r ym o d e l s a n da d v a n c e d t e c h n i q u eo f d y n a m i c a n di n t e r a c t i v ew e b s i t e f i r s t l y , t h ep a t t e r n s o fc o m p u t a t i o ni s l u c u b r a t e d ，a n dt h e c h a r a c t e r i s t i c so fc l i e n t s e r v e r ( c s ) a n db r o w s e r s e r v e r ( b s ) p a t t e r n si sa n a l y z e di nt h ep a p e r a c c o r d i n gt ot h ea c t u a lc o n d i t i o n a n dd e v e l o p i n gr e q u i r e m e n t , t h er e a s o no fc h o o s i n gb sp a t t e r ni s d e e p l yd i s c u s s e d s e c o n d l y , w ea p p l i e d t h en e wn e t w o r kd a t a b a s e t e c h n o l o g y a s w a d 0t o i m p l e m e n t d a t a b a s ea c c e s s a s p a d 0w h i c hi s d e v e l o p e db y m i c r o s o f ti sai n t e g r a t e ds o l u t i o nt on e t w o r kd a t a b a s e ， i tc a na c c e s s b a c k g r o u n d d a t a b a s e t h r o u g h s t a n d a r dd a t a b a s e i n t e r f a c eo d b c ，e x p l a i na n dr e l e a s ei n f o r m a t i o n d u r i n gt h et i m eo f d e v e l o p i n g ，w ed e s i g n e ds e v e r a l i n f o r m a t i o nr e t r i e v a l a p p r o a c h e s ， t h ec l i e n t sc a ne x p e d i e n t l ys e a r c hi n f o r m a t i o nw h a ti sn e e d e d a tt h e s a m et i m e ，t h en e t w o r kf l o wi sr e d u c e db yt h ev a l i d a t i o no fr e t r i e v a l c o n d i t i o n - t h i s p a p e r f u r t h e r d e v e l o p e d r e s e a r c ha c h i e v e m e n to f e l e c t r o m a g n e t i cc o m p a t i b i l i t y i n m i n i n g e l e c t r i c a l a p p a r a t u s i n i n t e r n e t w ef i r s t l ya p p l i e dt h et e c h n o l o g yo fa s p a d ot os c i e n t i f i c c a l c u l a t i o no fe l e c t r o m a g n e t i cc o m p a t i b i l i t y , i nac r e a t i v ew a y , w e 太原理工大学硕士学位论文 a d o p t e do n - l i n ec a l c u l a t i o nt or e p l a c ec o m m o nd a t a b a s eq u e r yf o r r e s u l t sw h a th a v eb e e n p r e s a v e di nt h ed a t a b a s e t h e s es e a r c h e da f t e r an e w a p p r o a c ho fe x p a n d i n gw e b s i t ef u n c t i o n d u r i n gt h et i m eo f d e v e l o p i n g ，i n o r d e rt ov i s u a l i z et h e r e l a t i o n s h i p o fd e p e n d e n t v a r i a b l e sa n di n d e p e n d e n tv a r i a b l e s w eu s e da c t i v e xc o n t r o lw h i c h i sd e v e l o p e db yv bt or e a l i z et h i sf u n c t i o n ，a n de d u c e db s t h e o r y m o d e lb a s e do na c t i v e x t h ea n a l o g u er u n n i n go fw e b s i t em a k e s i t ， t h ew e b s i t ec a nm a k ee n g i n e e r sa n dt e c h n i c i a n s e x p e d i e n t l y u s e r e s e a r c ha c h i e v e m e n t o f e l e c t r o m a g n e t i cc o m p a t i b i l i t yi ni n t e m e t k e y w o r d s ：b s a r c h i t e c t u r e ， w e b d a t a b a s e ，a s p , a d o ， a c t i v e xc o n t r o l 太原理工大学硕士学位论文 第一章概述 w w w 风起云涌，w w w 站点高速发展，人们对于动态交互 式w e b 站点的要求以及网络语言、数据库技术的发展使得动态交 互式w e b 站点的开发和研究成为当今开发w e b 应用的主流。通过 对各种动态交互式w e b 站点的技术分析并结合实际情况，在开发 限定空间通信研究所站点的过程中，采用动态交互式站点j 最新相 关技术，建立了一个动态交互式站点并通过网络加以发布。 1 1 建立w e b 动态交互式站点 的必要性及可能性 w o r l dw i d ew e b ( w w w 、w e b 、3 w ) 是当前i n t e m e t 上最受 欢迎、最为流行、最新的信息检索服务系统，然而从1 9 8 9 年3 月 w w w 概念的提出到现在，它所经历的时间不过十年多一点。我 国i n t e m e t 从1 9 9 4 年起步并得到了迅速的发展，中国互联网信息 中心( c 盯c ) 1 9 9 7 年中国互联网发展情况统计数字显示，当时 中国w w w 站点数约为1 5 0 0 个，网上各种信息流量的比例为： w w w7 8 3 ，e m a i l1 0 7 ，f t p8 4 ，t e l n e t1 6 ，其它1 。 统计结果表明，w w w 在我国同样是信息的主要来源。近几年来， 我国w w w 站点从最初的教育科研站点逐步发展到商业站点，并 且在规模、数量等方面均达到了一定的水平。1 9 9 9 年启动的“政 府上网工程”和随之而来的“企业上网工程”的成功实旌，以及更 多科研院所、高等院校站点的建成，我国w w w 站点建设取得了 长足的进展。c n n i c l 9 9 9 年7 月份发布的新一次调查统计报告称， 截至1 9 9 9 年6 月3 0 日，我国w w w 站点数已达到9 9 0 6 个。两年 间，我国w w w 站点数增加了近6 倍，而且还在呈现增长趋势。 第一章概述 2 随着w w w 站点如雨后春笋般的高速发展，它全面推动了我国信 息产业各部门的发展，加速了科技的腾飞和社会信息化进程，对经 济增长和社会进步有巨大促进作用。 目前w w w 站点在提供对静态文档信息的管理和访问方面， 技术已十分成熟，并已广泛使用。其基本工作方式是用户通过客户 浏览器( 如n e t s c a p e 或e x p l o r e r 等) 与w e b 服务器连接，然后用 鼠标点超链接浏览相关的页面。在此过程中，基本是服务器向客户 端单方向的信息传递，随着服务需求的不断扩大，这种单纯的单方 向传递信息的静态页面己不能满足用户的需求。不论是服务提供方 还是用户，都希望服务器将信息发送到用户的同时，客户端也能将 信息发送到服务器端，实现服务器与用户的交互，建立基于w e b 的动态交互式站点。然而w w w 上的信息是按h n 也方式组织的， 而h t m l 不是编程语言，只是一种描述语言。用h t m l 语言编制 的文档实质上是一种静态的文本文件，虽然其中可以包含声音、图 像甚至活动的影视片段，但这是由设计者预先编制好的，客户每次 浏览到的都是同一画面，除非w e b 管理员对其不断修改更新。所 以它不能提供实时的动态信息，不能直接实现动态查询、统计等数 据库应用，也不具备计算功能。 另一方面，经过2 0 多年的发展，数据库管理系统已从最初的 层次型数据库、网状型数据库发展到今天相当成熟的第二代关系型 数据库。关系型数据库能对大量的数据( 包括复杂的声音、图像、 视频或其他用户定义的数据) 进行有效的存储管理和迅速地查询。 因此将w w w 与数据库相结合，提供对动态文档的管理和访问就 成为了目前研究的主要课题，且已存在许多相关技术和产品。 随着网络语言的发展，使得创建动态交互式站点成为可能，而 动态交互式站点所表现出来的优越性，则使得由静态w e b 站点到 动态w e b 站点的发展成为大势所趋。借助于w w w ，通过动态交 互式的信息发布，使得诸如网上查询、网上购物、网上书店等一系 列在线服务系统得以盛行，这些系统都离不开数据库管理系统 d b m s 、用户与数据库交互的动态w 曲应用程序等技术。 太原理工大学硕士学位论文 1 。2w e b 动态交互站点技术综述 w e b 站点是相关w e b 文档的集合，它们由一个或多个w e b 服 务器来发布。w e b 动态交互式站点的w e b 页面不是固定地存放在 服务器上，而是由服务器根据客户的不同请求来动态地产生客户所 需的h t m l 页面。w e b 动态交互站点的建立，一方面增强了w 曲 站点与用户的交互能力，减少了在服务器上的文件冗余，另一方面， w e b 站点的管理者对于服务器中所存储内容的管理工作也更加方 便。 要实现动态交互式站点，所需增加的有两项：交互式页面和用 户输入信息处理程序。交互式页面即有输入信息的编辑框，可以利 用h t m l 的内置表单控件如文本框、单选按钮等建立，以提供用 户输入信息。用户输入信息则交由用户信息处理程序处理，信息处 理程序可以实现对数据库的动态查询、统计以及输入数据的计算、 图形显示等多种功能。 目前，w e b 动态交互式站点的开发可以从以下几方面考虑： 1 2 1 客户端对数据库的访问 客户端对数据库的访问实际上是通过w e b 服务器进行的，即 将w e b 服务器与数据库连接起来以实现对动态文档的访问。w e b 访问数据库的方法大体上可分为两类：一类是w e b 服务器端通过 中间件连接w e b 服务器与数据库服务器；另一类是把应用程序下 载到客户端直接访问数据库。 中间件是客户机棚务器应用结构中的胶合物，它在客户机与 服务器之间提供通信接口。实现w e b 服务器与数据库服务器连接 的中间件技术有c g i ( 公共网关接口) 、a p i ( 应用编程接口) 和 a s p ( 动态服务器页面) 等。 客户端访问数据库技术主要包括j a v a s c r i p t 、v b s e r i p t 、j a v a a p p l e t 、a c t i v e xc o n t r o l 等。 通过对数据库的访问，客户端用户可以实现对数据库信息的查 第一章概述 4 询、更新、修改和删除，并在客户端根据用户需求生成动态定制页 面。 1 2 2a c t i v e x 控件和a c t i v e x 脚本 利用标准a c t i v e x 控件可建立交互式页面，同时可以利用 a c t i v e ? ( 开发工具开发适合自己需要的a c t i v e x 控件，还可把已有 的应用程序转化为a c t i v e x 控件的形式来扩展w e b 服务器的功能。 a c t i v e x 脚本处理是在v b s c r i p t 、j a v a s c r i p t 中配合使用了 a c t i v e x 控件的处理过程。在页面中使用脚本程序，可以进行客户 端验证，实现计算功能，控制页面内容，从而给页面带来更多的动 态和交互性。脚本程序分为客户端脚本程序和服务器端脚本程序， 分别运行于客户端和服务器端。脚本程序可分为两种类型，一种是 嵌入式脚本，即当页面被浏览器下载时执行的脚本，另一种是事件 脚本，即对操作所触发的事件( 如鼠标单击、双击页面某个对象) 作出响应的脚本程序。 脚本语言是基于对象概念的语言，它把网页上许多单元和特性 都视为对象，如背景色、框架、表单和历史等。脚本语言的主要任 务是处理网页对象，从而加强了网页的机动性。h t m l 脚本对象 模型如图1 1 所示。 太原理工大学硕士学位论文 图1 1h t m l 脚本对象模型 h t m l 文件由客户端载入之后，最上层的对象w i n d o w 随即 形成，其中包含了许多附属的对象，如d o c u m e n t ，h i s t o r y 和l o c a t i o n 等。脚本对象视h t m l 文件的描述而产生。 w i n d o w 对象位于脚本对象层次结构的最高层，是所有其它对 象的容器，脚本对象模型中其它所有对象都可以作为w i n d o w 对象 的属性。 d o c u m e n t 对象表示浏览器窗口中或者一个框架显示的h t m l 文档。它是脚本层次结构中最重要的对象。它又包含了三种不同的 对象：l i i l k 对象、a n c h o r 对象和f o r m 对象。l i i l l 【对象由 铂 标签定义而成，它可以是文字也可以是图像，在 d o c u m e n t 对象里它形成一个数组( a r r a y ) 。a n c h o r 对象由 来定义，其中可以省略h r e f = 的描述，所以说a n c h o r 对象是作为h t m l 文件的内部连接( i n t e r n a ll i n k ) 之用，而l i n k 对象则是作为网络或文件的u r l 连接( e x t e r n a ll i n k ) 之用。a n c h o r 对象也会自己形成一个数组。f o r m 对象有十个元件属性即b u t t o n 、 第一章概述6 c h e c k b o x 、h i d d e n ，p a s s w o r d ，r a d i o ，s e l e c t ，r e s e t 、s u b m i t ，t e x t 和t e x t , a r e a 。f o r m 对象在d o c u m e n t 对象内部以数组形式存在。 f r a m e 对象属于w i n d o w 对象的子对象，它的性质与w i n d o w 对象相同，唯一的区别是它在浏览器的窗口里是以分割的画面呈现 出，每一框架区域用来显示一份主页。 h i s t o r y 对象是一个不可视的对象，前前后后所探访过的u r l 形成了h i s t o r y 对象，通过文档的历史记录来浏览文档，它提供了 浏览器导航按钮的功能。 l o c a t i o n 对象提供当前文档的u r l 信息。 n a v i g a t o r 对象返回关于浏览器的信息。 s c r i p t 对象返回h t m l 文档中所使用的脚本信息。 1 2 3j a v a 技术 j a v a 语言是s u nm i c r o s y s t e m s 公司开发的新一代面向对象的 程序设计语言，特别适合开发具有高度交互能力和安全性的应用程 序。用j a v a 语言可以写单独的应用程序，也可以写只能通过浏览 器执行达到的小应用程序j a v aa p p l e t 。独立的j a v a 应用程序无法 在测览器中执行，只有j a v aa p p l e t 可运行于w e b 页面中。j a v a 语言是通过在h t m l 页面中嵌入j a v aa p p l e t 来实现交互的。 j a v aa p p l e t 的执行码是一个独立的文件，当它由浏览器执行 时会在h t m l 的页面上占有一块特定的区域，用户与j a v aa p p l e t 的交互及执行结果都呈现在该区域，如果离开了特定的区域，用户 便无法向j a v aa p p l e t 输入诸如按下鼠标按钮、键盘输入等信息， 因而j a v aa p p l e t 可作h t m l 页面里一个特别的附加对象。利用 j a v aa p p l e t 可以将查询数据库所得到的结果图形化显示，增加页 面的动态性。 太原理工大学硕士学位论文 7 1 3 基于b s 模式和a e t i v e x 技术 的w e b 动态交互式站点 我国现有5 0 0 0 多个研究所，分属于中国科学院、各部委、各 工业部门、各省市，在国家的支持下，中国科技网c s t n e t 和中 国科研网分别与1 9 9 4 年和1 9 9 5 年相继建成并连接了相当一部分 科研院所、科研管理部门、高等院校。目前，我国对因特网要求最 迫切、使用效果最明显的当属科研院所，各个科研院所站点的建成， 不仅实现了国内、国际联机数据、论文、科研成果等检索服务，而 且可以实现网上交流、科研成果在线使用等一系列服务，大大提高 了科研成果的传播和转化速度，避免了不必要的人力、财力的浪费， 为全面提高我国的科研水平提供了良好的通信能力和信息资源。 本课题旨在建立动态交互式的限定空间通信研究所站点。科研 院所站点与其它站点相比，在内容上有很大不同。在开发中，我们 着重于对研究所已有的大量科研成果和发表的论文进行了网上发 布，目的在于使更多的人认识我们的研究所，关注我们的研究所， 并可供研究开发人员共享研究成果，方便人们对已有研究成果的使 用。 限定空间通信研究所站点的主要结构如下： 限定空问通信研究所站点 论文 找电 按著者查找按发表时间查找 公共地线电阻电感性干扰 耦合传导干扰 站点的前三部分“研究所简介”、“学术队伍”、“科研成果”利 第一章概述 用静态w e b 页面实现，对研究所的基本情况进行了介绍。 后两部分“学术论文”和“计算软件”是本课题研究和开发的 重点。动态交互式站点的实现需要有理论模型的支持，通过对各种 计算模型的深入分析和研究，考虑到站点的建立需要有数据库的支 持，我们在开发中采用了最新的浏览器n 务器( b s ) 三层结构模 式。在这一模式的指导下，通过对w e b 数据库访问技术的研究， 利用完整的a s p a d o 网络数据库开发方案对限定空间通信研究 所论文查询系统进行了开发。在开发中，为方便用户进行查询，设 计了多途径检索和模糊查询方式，并利用检索条件的验证处理减少 网络传输量，省切表单处理程序，从而加强了系统的健壮性。开发 过程表明，a s p a d o 网络数据库解决方案不仅开发速度快，开发 难度不大，而且还可利用各种技术扩展其功能，是较好的数据库开 发方案。 本文创新性地将a s p a d o 数据库访问技术应用于矿用电器 测控微机电磁兼容性研究成果的科学计算，利用a s p a d o 技术将 在线计算结果实时存储，实时显示。该方法大大减少了数据库的数 据存储量，从而减轻了服务器的负担、加快了查询速度。为了更形 象地表示有关计算结果与自变量的关系，利用a c t i v e x 控件技术实 现了计算结果的图形化显示。本论文第三章和第四章对这两部分的 开发过程进行了详细的论述。 太原理工大学硕士学位论文 9 第二章计算模式的选择 随着通信技术、计算机技术、网络技术和数据库技术的不断进 步，计算机系统经历了一个从简单到复杂，从低级到高级的过程， 计算模式也经历了从主机批处理一主机哑终端一工作站p c 文件 服务器一客户机服务器( c s ) 一浏览器服务器( b s ) 等几种工 作模式。 2 1 几种较为初级的计算模式 2 1 1 主机批处理模式 ， 早期的计算机系统首先使用的是批处理模式，终端用户只能和 计算机系统有极少的交互。当计算机正在处理前一个批任务时，终 端用户输入的数据被汇总成一“批”并被制成卡带，由操作者将之 输入到主机，主机处理完任务后产生出结果送给终端用户。这种批 处理过程中没有用户交互，若发生错误只有重来，而这往往要花费 很长的时间。所以该模式系统资源的利用率和工作效率都极低。 2 1 2 主机，哑终端模式 该模式是一种分时多用户系统，形成于6 0 年代后期。在该模 式中，用户可在操作系统的支持下通过与主机相连的字符终端以交 互方式提交作业，主机轮流为每个用户服务。在这类应用系统中， 终端没有计算处理能力，几乎所有的计算都是由主机来完成的。主 机哑终端模式由于采用了将多个作业集中到一台计算机上的集中 处理方式而使主机系统资源得到了最大的应用；同时用户等待主机 轮流送给终端信息并和数据进行交互的时延与主机批处理模式相 比有了很大幅度的下降，从而使得工作效率得到了提高。但由于主 机大部分精力都花费在机器指令上，因此造成主机负荷过重、效率 第二章计算模式的选择o 低、扩展性差，终端用户使用不方便。主机哑终端模式系统结构 如图2 1 所示。 终端 f t e r m i n a l ) 终端 ( t e r m i n a l ) 终端 ( t e r m i n a l ) 主机 h o s t ) 图2 1 主机哑终端系统结构图 2 1 3 工作站p c 文件服务器模式 7 0 年代微处理器的出现，使得微机得n t 迅速的推广和普及， 微机具有一定的计算处理能力，但微机不能共享数据以及一些重要 的资源( 如磁盘机、打印机和调制解调器) 。在这样的情况下，出 现了文件服务器系统。该系统通过以太网或环形网把若干微机与一 个或若干个服务器连接起来，从而使得微机可以通过网络共享服务 器资源。在这种模式中，当p c 机查询服务器数据库信息时，需从 网络上读取要查询的全部信息，而当向服务器写信息时，p c 机要 先独占数据库，并把数据库信息读到p c 机上，在指定位置插入数 据，然后把数据库送回服务器。因此该模式造成网络信息流量很大， 降低了系统的性能，同时该模式也不提供多用户应用要求的数据并 发性( 即多个用户同时对一个单独的数据进行访问) 。工作站p c 文件服务器模式系统结构如图2 2 所示。 太原理t 大学硕l 学位论文 文件服务器 髟髟髟 工作站p c工作站p c工作站p c 图2 2工作站p c 文件服务器系统结构图 2 2 客户机，服务器( c ，s ) 模式与浏览嚣， 服务置( b ，s ) 模式的比较 2 2 1 客户机，服务器( c s ) 模式 8 0 年代，人们针对文件服务器存在的问题提出了客户机朋艮务 器这一新的分布式计算模式。这一计算模式把应用程序所要完成的 任务分派到客户机和服务器上。 2 2 1 1 两层c ，s 结构 一个功能强大的客户应用程序和一个多用途的用于传送客户 请求到服务器的结构是整个两层结构的核心。客户机端的应用程序 包括给用户表示信息的形式逻辑、接受用户输入的机制、客户端数 据交换逻辑以及业务逻辑，服务器端的应用程序存储了被用户访问 的数据。当客户机需要存取服务器上的数据时，即向服务器发出请 求，服务器上的数据库引擎负责处理客户机发出的请求。这种请求 大多使用类似于s q l 的语言。要把s q l 请求从客户机传送到服务 器必须能识别服务器的标识符或由一个应用程序接口来完成，还必 须知道服务器的位置，数据组织形式以及数据如何定义。在服务器 第二章计算模式的选择 2 中，请求还将得到存储逻辑和处理上的优化，例如使用权限、数据 完整性和保密性等，数据返回后会在客户机上得到处理，以适应进 一步的查询、商业应用、预测分析和报表等各种要求。两层客户机 i n 务器模式系统结构如图2 3 所示，其主要的处理( 逻辑和计算) 存于客户机层。 客户机 ( g u i 和应用 程序模块) 请求 + - 一 结果 服务器 ( 数据存取模块) 图2 3两层客户机，服务器系统结构图 2 2 1 2 三层c ，s 结构 三层结构在两层结构的基础上，产生了一个中间服务层，将两 层结构中客户机上的业务逻辑和数据逻辑驻留在中间层服务器上， 数据存储放置于数据库中。当客户机需要计算或进行数据存取时， 便产生一个调用传给中间层服务器，这一层进行计算或象客户机一 样发出请求对数据库中的数据进行存取。中间层功能性服务器是多 线程的( m u l t i t l a c a d i n g ) ，可以提供多用户访问，并能由多个独立 的应用平等共享。三层客户机服务器模式系统结构如图2 4 所示， 其主要的处理( 逻辑和计算) 由中间层服务器控制。 客户机 ( g u i ) 请求 一 结果 中间层服务器数据库 图2 4三层客户机，服务器系统结构图 目兰躲 太腺理工火学硕士学位论文 2 2 1 3 两层和三层c s 结构的比较 1 、开发工具方面 两层结构的最大优点是开发速度快。利用两层结构可以在相当 短的时间内开发出一个适用方便，但不是十分灵活的应用系统。而 三层结构目前的开发工具相对而言还不够成熟，需要更复杂的第三 代语言用于产生中间层代码。 2 、在网络流量和系统反应速度方面 由于两层结构主要的处理( 逻辑和计算) 存在于客户机层，客 户端往往过于庞大、负载过重，相当肥，而服务器一端则相当瘦， 为了完成系统的各种功能，往往不得不从服务器上将大量的数据传 送到客户端上再进行各种处理( 逻辑和计算) ，另外，客户与服务 器所用到的s q l 操作也会加重网络的负担，在这种肥客户端的情 况下，系统的反应速度较慢。 而三层结构由于数据在发送之前首先由功能性服务器过滤，网 络通信量会因此下降：多服务请求和复杂数据访问，分散地来自中 间层而不是来自客户端，进一步降低了网络的通信量；再者，由于 目前个人计算机客户端被定位为形式逻辑的最低端，使得对内存和 外存容量的需求得到缓解。 3 、可移植性方面 由于两层结构的客户机开发工具和s q l 中间层软件是高度专 业化的，因此带来了实现上的复杂性和潜在的远期冲突等问题。从 一种专用技术向另一种专用技术的转移意味着原有投资的巨大浪 费，因为不同工具之间的代码是互不兼容的。 而三层结构中按标准化设计的组件可以被多个应用重复使用。 可重用逻辑降低了二次开发的劳动强度，减轻了维护工作的负担， 并能节省当客户应用变化时的移植开支。 4 、安全性方面 由于两层结构中一个用户可以为每个s q l 服务器存取申请一 个独立的口令，这使得系统保密性在c s 环境中变得非常复杂。终 端用户查询工具的增加也使得数据库服务器的保密性降低。 第二章计算模式的选择4 而在三层结构中，在中间层的功能服务器中提供的加密核心技 术较好地克服了以上两层结构中的安全性问题。 5 、灵活性和独立性方面 在三层结构中，从客户机到服务器的调用比两层结构中s q l 调用具有更大的灵活性。这是因为在三层结构中，进行请求的客户 端只需简单地传送基本要求给请求，并选择专用的机构来接收返回 值就可以了。三层结构的客户机不需要使用s q l ，因此后端数据 的组织、命名、甚至所有的结构，都可以直接转换而无须转换成基 于个人机的形式。由于整个处理被高度分离到三层逻辑组成部分 中，改变任一层的逻辑都不会影响到其它两层的逻辑变化，这种分 离为g u i 的设计带来了极大的灵活性，并使软件具有很高的独立 性。 6 、资源的动态定位方面 三层结构提供了比两层结构更灵活的资源定位。中间层功能性 服务器具有高度的可移植性，可以被动态地定位，并随着组织需求 的改变而变化。 2 2 2 测览器，服务器( b s ) 模式 9 0 年代以来，w e b 技术风起云涌，面向对象技术、分布式计 算技术发展迅速，出现了新的以w e b 技术为基础的计算模型即浏 览器，服务器( b ，s ) 模式。b s 模式把传统三层c s 结构中的中间 层服务器部分分解为一个应用服务器( w 曲服务器) 和一个或多 个数据库服务器，客户端运行浏览器软件。b s 模式的结构如图2 5 所示： 太原理工大学硕士学位论文 表示层中间层数据层 图2 5w e b 的三层结构 b s 模式中，浏览器端只有形式逻辑，将c s 模式中存在多种 界面的情况统一为一种界面格式，业务逻辑和数据逻辑驻留在应用 服务器( w e b 服务器) 上，数据存储放置于数据库服务器上，从 而解决了c s 模式中维护升级差、跨平台差等缺点。w e b 服务器 作为中间层，并不直接承担表示层或数据层的工作，而是起着沟通 和协调两层关系的作用。 浏览器朋艮务器系统模式与传统客户机假务器模式相比，具有 以下几个优点： l 、c s 模式必须根据客户端所使用的操作系统及访问的后台 应用的不同安装不同的软件：而b s 模式中，只需要一个客户端软 件( w e b 浏览器) ，即可完成一切。 2 、c s 模式需要混合多种协议，而b s 模式都使用t c p i p 协议和h t t p 协议进行通讯。 3 、c s 模式中往往需要客户端运行庞大的应用程序，因此， 客户端很“肥”；而在b s 模式中，客户端很“瘦”，它只需运行操 作系统和w e b 浏览器，由服务器执行数据的处理、查询和显示。 4 、c s 模式需要不断地使用新的软件版本，用以更新最终用 户系统：而b s 模式只需在w e b 服务器端进行系统维护。 对以上几种计算模式进行比较( 表2 1 ) ，可以看到，b s 模式 提供的动态h t m l 页面生成能力、三层客户访问、安全性、处理 逻辑以及数据库访问等功能，使得b s 模式成为当前开发w e b 应 用的主流技术。 第一章计算模式的选择 6 表2 - 1几种计算模式的比较 主机工作站p c 客户机浏览器 终端文件服务器服务器服务器 应用程序主机或主机或 存储于 主机用户p c 服务器服务器 客户端软件终端或终端常规客户端 浏览器或 需要仿真程序 浏览器或n c 软件n c 用户界面字符 g u ig u ig u i 网络交互 需求次数 几次几次 一次或几次一次 在开发限定空间通信研究所站点的过程中，我们深入地研究 了各种计算模式，详细比较了各模式的优缺点，并结合实际开发情 况选用了浏览器朋臣务器( b s ) 模式，这主要是考虑了以下几点： 1 、客户机在配置、性能上有很大的不同。由于客户机所使用 的操作系统及所安装的软件有很大的不同，所以必须采用b s 模式 统一客户端软件； 2 、用户在层次上有很大的差异。建立站点的目的是使不同水 平和层次的人都可以进行访问，因此必须保证即使最低水平的人都 可以很容易地使用有关软件对站点内容进行浏览，在客户端安装浏 览器软件，用户学习起来简单，而且适应性强： 3 、界面的设计可以和程序的开发可以用不同开发工具进行独 立开发； 4 、扩展性。由于站点内容需要不断进行更新，而且随着访问 人数的不断增多，还需要在软件、硬件上对系统设备进行升级和更 新，采用b i s 模式，只需对服务器端进行相应的升级和维护，无须 对客户端进行任何调整，从而大大降低了系统成本。 5 、网络传输速度。一个站点的访问速度是很重要的，采用由 w e b 应用性服务器过滤，网络通信量会因此下降；多服务请求和 复杂数据访问，分散地来自w e b 服务器而不是来自客户端，进一 步降低了网络的通信量，从而提高了站点访问速度。 太原理工大学硕士学位论文 7 第三章基于b s 模式的w e b 数据库访问及实现 随着i n t e m e t 技术的飞速发展，w w w ( w o r l dw i d ew e b ) 成 为i n t e m e t 上最流行的信息服务。w w w 是i n t e m e t 应用中的“王 牌”，将现有应用转化到w e b 上或直接开发新的w e b 应用是每个 w e b 开发人员的迫切任务。浏览器朋展务器( b s ) 三层模式的优越 性已被越来越多的有识之士所关注，也为越来越多的开发人员所采 用。目前b s 三层模式的相关开发技术和解决方案以及基于此方案 开发的应用系统层出不穷。b s 三层结构模式中，解决应用服务器 ( w e b 服务器) 对后台数据库的访问是目前开发和研究的核心问 题。 3 1w w w 与数据库互连的背景及必要性 w w w 是一个基于i n t e m e t 的全球分布的多平台交互式图形超 文本系统，它采用超链接的方式，以文件的形式传递各种不同类型 的数据，为信息交换和共享提供了有史以来最经济实用的手段。 w w w 具有用户界面简单、一致、友好，资源丰富，访问方便， 允许巨大传输量的传输协议非常健壮等优点，但同时它也存在着以 下问题： l 、w w w 上的数据量大，类型多，组织管理不足。目前w e b 上的数据主要由静态h t m l 表达，虽然表现能力强，操作简单， 链接跳转灵活，但结构自由度大，造成了整个w e b 上信息多而结 构杂乱不堪的现状； 2 、静态网页的交互性、动态性和实时性差。静态网页上的数 据发布采用的是w e b 浏览器和w e b 服务器组成的双层系统结构的 第三章基于b s 模式的w e b 数据库访问及实现 发布模式。h t m l 文件为w e b 数据的主要载体，目前对h t m l 文 件主要采用静态页面的新版本或局部更新方法，它们均采用对文件 加锁和解锁的方式，因此动态性不好： 3 、w w w 在处理复杂的数据转换、分析、计算时有些力不从 心。 而数据库管理系统( d b m s ) 经过2 0 多年的发展，具有严格 数学基础的第二代关系型d b m s 已经发展到相当成熟的阶段并已 成为数据库的主流，它们能对大量的数据( 包括复杂的声音、图像、 视频或其他用户定义的数据) 进行有效地存储管理和迅速地查询， 而且有很好的安全性、强大的授权机制以及控制事物和维护数据完 整性等优点。与此同时，数据库技术也已深入到社会生活的各个领 域当中，各个部门都利用各种数据库开发了大量的管理信息系统 ( m i s ) 。然而与w e b 的优势相比，数据库管理系统( d b m s ) 却 显得严谨有余而灵活不足。 因此，若将w 、- w r 技术和数据库技术有机地结合起来，不仅 可把w w w 与数据库的所有优点集中在一起形成一个新型的计算 机系统，使得这样的计算机系统具有数据库、网络、多媒体和超文 本等功能，而且可充分利用大量已有的数据库系统中的宝贵资源。 用户可以在浏览器上方便地检索和浏览数据库中的内容。 总之，w w w 与数据库相结合，以形成一个广域的、分布的、 有序的、可以迅速检索、查询并可根据连接条件互相跳转的信息系 统已成为当今进一步开发w e b 应用的热点。 3 2w w w 与数据库互连的模式及技术要求 传统的i n t e m e t 服务都采用同一种结构，即c l i e n t s e r v e r 模式， w w w 服务也是如此。客户端浏览器将用户u r l 请求转换为 h t m l 语言，通过m i 甲协议与w e b 服务器建立连接，发送请求， 服务器接受并解释请求，执行相应操作，并将结果以h t m l 页面 形式返回客户端。 太原理t 人学硕士学位论文 1 9 w w w 与数据库互连模式是对传统c l i e n t s e r v e r 结构的改革， 可视为一种高级三层c l i e n t s e r v e r 结构( 又称c l i e n t s e r v e r s e r v e r 结构) 。处在第二层的w e b 服务器成为w e b 客户与数据库服务器 的缓冲，即二级c l i e n t s e r v e r 模式的中介。w e b 服务器既是w e b 客户的服务器方同时又是第三层数据库服务器的客户端，客户端用 户通过浏览器访问w e b 服务器上的页面( 及其相关的应用程序) 来访问数据库服务器( 又可称之为b s 模式) 。 客户 浏览器 u r l 请求 h t m l 页 h t m l 页 w e b 服务器 特定标记或 u r l 参数 含有结果的 r 呲页 查询r 一 w e b r _ 叫数据库 网关l 一服务器 i 结果l 一 图3 1w w w 与数据库互连模式 w w w 与数据库互连模式如图3 1 所示，其工作过程为：首先 在客户端的浏览器中填写查询请求表格，然后附加到u r l 上发送 给w e b 服务器。w e b 服务器根据u r l 参数启动相应的c g i 或a p i 等程序，该程序能登录到数据库服务器上，按条件进行查询，将结 果格式化成h t m l 页返回给客户机。在w e b 服务器与数据库服务 器之间的c g i 、a p i 等程序统称为w e b 网关。 w w w 与数据库的互连，关键在于实现由w e b 服务器到数据 库服务器的访问，二者集成的技术要求有： 1 、访问的可互操作性( o p e r a b i l i t y ) 。包括：开放性：一个客 户可以透明地访闯后端多个分布的异构数据库平台中的数据；交互 性：w e b 服务器要能及时动态地提供后端数据库的最新信息，对 于某些应用，还要求能实现客户与数据库的交互访问，即用户不仅 可以查询后端数据库的内容，还能进行更新处理。 2 、访问的透明性( t r a n s p a r e n c y ) 。分布于i n t e m e t 各个结点 上的后端数据库系统所支持的数据模型可能是不同的( 可能是关系 第三章基于b s 模式的w e b 数据库访问及实现 型或非关系型的，即使同是关系型的，其数据格式、数据库语言等 也可能不同) ，w e b 服务器要能提供浏览器到后端数据库的透明访 问，用户只须通过统一的浏览器界面提出请求，而不必去考虑后端 数据库的物理和逻辑特性( 传送协议、物理位置、数据格式或数据 库语言等) 的差异。 3 、系统的可扩展性( s c a l a b i l i t y ) 。扩展性是c s 结构的一大 优点，基于w w w 的c s 结构中，服务器要具有扩展性以及持异 构客户机的增长。 4 、访问数据库系统的安全性、完整性和并发控制。由w w w 访问后端分布的异构数据库，必然会涉及到这些问题。 3 3w w w 与数据库互连的方法选择 随着w e b 技术的发展，w e b 与数据库互连的方法也日趋完善