（船舶与海洋结构物设计制造专业论文）船舶信息网络数据库系统的研究与开发.pdf

大连理工大学硕士学位论文 摘要 船舶领域内多年来的设计成果是广大设计师们的智慧结晶，也是界内的宝贵财富， 这些成果资料的收集汇总不但是对过去工作的总结和管理，同时也将为未来更多的工作 提供参考和帮助。所以，船舶设计领域需要一个数据完整、检索方便、可以共享的船舶 信息综合数据库。随着计算机技术在造船方面应用的不断扩大和深入，以及网络和数据 库技术的发展，使得上述问题的解决以及合理维护成为可能。本文根据船舶工业的实际 需要，研究和开发了船舶信息网络数据库系统。 结合国内外船舶数据库以及网络数据库技术的发展状况，在系统的研究和开发过程 中采用软件工程思想：首先对船舶领域应用数据库的特殊性以及船舶信息数据、系统功 能和系统安全性三方面的需求进行分析；其次按照需求分析的结果对系统进行总体设 计：最后应用现在流行的编程技术完成系统的开发，并将船舶信息网络数据库系统发布 在网上。系统选用w i n d o w s2 0 0 0 为软件开发平台，a s p n e t 用于开发前端网络页面， i i s 5 0 作为后台服务器，s q ls e r v e r2 0 0 0 作为后台数据库管理系统，c # 为编程语 言。 本文完成了将大量优秀船舶的各项属性信息存入后台数据库的工作并采用基于 b s ( 浏览器朋务器) 的网络体系构架，建立网络版船舶信息数据库系统。该系统使多个 用户可以分别在异地按照自己定义的查询方式，同时通过浏览器访问服务器数据库中的 船舶信息数据；并且使系统管理员可以实现对系统的远程维护，包括数据的维护管理及 数据库结构的维护管理等。 船舶信息网络数据库系统使船舶设计工作节省了人力物力，从而提高工作效率：并 且该系统的成功开发将有利于推动计算机技术在船舶设计领域的应用，符合船舶工业与 计算机技术相结合的发展趋势。 关键词：船舶；网络数据库系统；b s 体系结构；a s p n e t 船舶信息网络数据库系统的研究与开发 r e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n to fn e t w o r ko a t a b a s es y s t e mf o r s h i pi n f o r m a t i o n a b s t r a c t t h ed e s i g na c h i e v e m e n t si nn a y a la r c h i t e c t u r e 丘e l do ft h ep a s ty e a r sa r en o to n l yt h e i n t e l l i g e n c ed e p o s i t i o n , b u tt h em a r v e l o u st r e a s u r e si nt h el m e t oc o l l e c ta n dg a t h e rt h e s e a c h i e v e m e n t s h e l p s t os u m m a r i z ea n d m a n a g e 也e w o r kc o n t f i b u t e di nt h ep a s t , a tt h es s 2 f l et i m e o f f e r sr e f e r e n c ea n da s s i s t a n c et ot h ei n c m a s e df u t u r et a s k s t h e r e f o m ，a l li n t e g r a t e da n d s h a r a b l es h i pi n f o r m a t i o nd a t a b a s ew i t hc o m p l e t ed a t a , c o n w 岛- d e n ts e a r c h i n gf u n c t i o ni sn e e d e d i nt h en a v a la r c h i t e c t u r ef i e l d ，w h i c hh a sb e c o m ep o s s i b l et ob es e tu pa n dm a i n t a i n e dw i t ht h e e n l a r g e da n df u r t h e ru s i n g o fc o m p u t e rt e c h n o l o g yi n s h i p b u i l d i n g l i n ea sw e l la st h e d e v e l o p m e n t o f n e t w o r ka n dd a t a b a s et e c h n o l o g y 。t 1 1 et h e s i si sd e d i c a t e dt os t u d ya n dd e v e l o p t h en e t w o r kd a t a b a s es y s t e mf o rs h i pi n f o r m a t i o na c c o r d i n gt ot h ep r a c t i c a ld e m a n do fs h i p i n d u s l s y c o m b i n i n gt h ed e v e l o p i n gs t a t u so fs h i pi n f o r m a t i o nd a t a b a s ea n dn e t w o r kd a t a b a s e t e c h n o l o g y o v e r s e a sa n di nd o m e s t i c ，t h es o f t w a r ee n g i n e e r i n gi d e ai sa d o p t e di nt h ep r o c e s so f t h es y s t e ms t u d y i n ga n dd e v e l o p i n g ：f i r s t l yad e m a n da n a l y s i si sd o n ef r o mt h ea s p e c t so f s h i p i n f o r m a t i o nd a t a , f u n c t i o no f t h es y s t e ma n ds e c u r i t yo f t h es y s t e m ；n e x tt h eg e n e r a ld e s i g no f t h es y s t e mi sm a d ei na c c o r d a n c ew i t ht h er e s u l t so ft h ed e m a n da n a l y s i s ；l a s t l yt h ec u l t e l l t p m g a m m i n gt e c h n o l o g y i sa p p l i e dt or e a l i z et h es y s t e m , a n dt h en e t w o r kd a t a b a s es y s t e mf o r s h i pi n f o r m a t i o n i sr e l e a s e d0 1 1i n t e r n e t 1 h es y s t e mi ss e l 印b y u s i n gw i n d o w s 2 0 0 0a st h e s o t w a r ed e v e l o p i n gp l a t f o r m , u s i n ga s p n e tt od e v e l o pt h ef o r e g r o u n dn e t w o r kp a g e , u s i n g h s 5 0a st h eb a c k g r o u n ds e r v e r , u s i n gs q ls e r v e r2 0 0 0 a st h ed a t a b a s em a n a g e m e n t s y s t e m a n d u s i n g 础a s t h ep r o g r a m m i n g l a n g u a g e ， 1 ct h e s i sf u l f i l l e dt h ew o r k o f s t o r i n g m i s c e l l a n e o u s p r o p e r t y i n f o r m a t i o no f a g r e a td e a l o f s u p e r i o rs h i p si n t ot h ed a t a b a s e ，a n da c h i e v e d t os e tu ps h i pi n f o r m a t i o nd a t a b a s es y s t e mo f n e t w o r kv e r s i o nb y a d o p t i n gt h en e t w o r ks y s t e mf r a m e w o r kb a s i n go nb s 国r o w s e r s e r v e r ) 啊他a b o v es y s t e me n a b l e sm u l t i u s e r st ov i s i tt h es h i pi n f o r m a t i o nd a t ai nt h es 髓v e rd a t a b a s ea t t h es a l t l et i m eb u ts e p a r a t ep l a c e st h r o u g ht h eb r o w s e rw i t ht h ei n q u i r i n gm o d ed e f i n e db y t h e m s e l v e s ；a n de n a b l e st h es y s t e mk e e p e rt or e a l i z et h el o n g - d i s t a n c em a i n t e n a n c et ot h e s y s t e m ，i n c l u d i n g t h em a i n t e n a n c ea n dm a n a g e m e n tt ob o t hd a t aa n dd a t a b a s es t m c t t t r e t h en e t w o r kd a t a b a s es y s t e mf o r s h i p i n f o r m a t i o ns a v e sl a b o ra n dm a t e r i a la n d b r i n g s t h eh i 曲e f f i c i e n c y ；i na d d i t i o n , t h es u c c e s s f u ld e v e l o p m e n to f t h es y s t e mw i l lp r o p e lt h e a p p l i c a 矗o no f t h ec o m p u t e rt e c h n o l o g y i nt h ef i e l do f n a v a la r c h i t e c t u r e ，w h i c ha c c o r d st ot h e d e v e l o p i n gt r e n do f c o m b i n a t i o nb e t w e e ns h i pi n d u s t r ya n dc o m p u t e r s c i e n c e k e yw o r d s ：s h i p ；n e t w o r k d a t a b a s e s y s t e m ；b sm o d e ；a s p n e t 一 独创性说明 作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究 工作及取得研究成果。尽我所知，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的研究成果，也不包含为获得 大连理工大学或其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作 的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢 意。 作者签名：! 壑墼日期：塑堕。 大连理工大学硕士学位论文 1 绪论 1 1 课题背景及研究意义 信息是人类文明的三大支柱之一。随着社会的发展，信息在人类生产和经营管理中 的重要性越来越显著，在管理者看来，对生产和经营的管理实际上就是对其信息的管 理。因此近年来，人们已经把信息当作继不可再生资源和可再生资源之后的第三种资源 来加以开发、传播和利用。 在船舶设计领域，信息同样占有极其重要的地位。在该领域的信息中，一个重要的 组成部分是用来描述优秀船舶的属性的信息，这些优秀船舶可能是已经存在或者曾经存 在过的。大量船舶信息的汇总就是一种经验和技术资料的汇总，这将成为几乎所有船舶 设计工作都将依赖的一个平台。譬如说，利用优秀母型船技术资料确定主尺度、型线变 换后再通过船模试验验证、优化总体布置等是船舶设计工作的重要手段和方法，另外， 各类船型的技术评价等很多工作都要依靠已有船舶的信息作为参考。 所以，一个功能完善的船舶信息数据库在船舶领域的地位是非常重要的，所谓的功 能完善主要包括信息数据完整、准确，检索方便，可计算和可更新等方面内容。当今世 界上著名的船舶设计公司几乎都以采集量丰富的优秀船型数据库作为其重要的技术支撑 之一。从船舶设计的管理角度讲，建立船舶信息数据库是传统的技术档案管理的升级， 使之计算机化、系统化和科学化。一旦拥有一个结构安排合理、数据存取方便的船舶信 息数据库，并且将数据库内容不断充实和扩大，就相当于积累了大量可利用的经验资 料。类似新船船模试验这样的一些工作就可以通过查询得到的相应母型船资料来代替， 这样不但可缩短设计周期，还节省一笔可观的开支，使工作更有效率。 此外，随着网络的迅猛发展，互联网已经不仅仅是娱乐工具，而是成为一个统一的 通讯和信息体系的核心。人们期望在互联网上将全世界的信息汇总、分析和交流，使全 球经济得以更加高效的运转，从而产生出更高的经济效益。因此数据库技术在网络上的 应用越来越受到人们的重视，网络数据库技术得到了飞速的发展。 网络数据库有如下特点n ，： 1 ) 数据丰富，品种齐全，增长快速数据库更新及时。 2 ) 网络数据库使用便捷，界面友好，无时空限制，可同时供多人取用。 3 ) 网络数据库制作数据标准、规范、多元，采用先进的信息处理技术，采取多途径 多功能检索模块，检索功能强，检索显示与输出结果灵活多样。 一3 一 船舶信息网络数据库系统的研究与开发 4 ) 网络数据库系统具有扩展整合功能，可以借助互联网，利用超文本技术，在不同 的信息资源之间进行链接，将原来相互独立、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，用户只需透过同一晃面，就可查找 到自己所需的信息。 综上所述，在专业领域中应用先进的现行计算机技术，将船舶信息数据库的实用价 值和网络数据库技术的突出特点二者完美地结合在一起，建立一个完善的船舶信息网络 数据库系统，这项工作在船舶设计领域有其实际意义，也将为船舶设计的专业技术工作 带来飞跃和生机。拥有了一个灵活可用的船舶信息网络数据库系统，就相当于拥有了一 个可以多人同时远程访问及远程维护的工作平台，不仅仅有利于总结以往的工作，也将 极大地方便于今后的工作。在这个平台上可以检索到船舶的多个属性信息，而且信息可 以“越查越旧”，即追溯到久远的历史，也可以“越查越新”，即跟随时间的脚步及时 更新。 因此，如何建立并建好这个平台的问题，即船舶信息网络数据库系统研究与开发问 题，是当今各受关注的科研课题之一。 1 2 国内外文崩黜 结合船舶信息网络数据库系统的研究与开发所涉及的领域和技术，本节主要综述网 络数据库、船舶数据库及网络数据库解决方案的发展现状。 1 ，2 。1 网络数据库的发展概况 数据库技术产生于2 0 世纪6 0 年代中期，到今天己发展了约4 0 年，经历了第一代 的网状、层次数据库系统，第二代关系数据库系统以及第三代以面向对象为主要特征的 数据库系统，应用领域也广泛涉及到办公信息系统、g i s 系统( 地理信息系统) 、知识 库系统和实时系统等。其发展速度之快、应用范围之广，是其它技术远远不及的。与此 同时，随着计算机技术的发展，网络、分布式处理、并发执行技术也逐渐成为计算机研 究的热点“。 数据库技术与网络通信技术、面向对象技术、并行计算技术、多媒体技术、人工智 能技术等相互渗透，相互结合，成为当前数据库技术的主要特征。特别是当数据库技术 与网络技术集合在一起，便形成了又一新的领域一网络数据库系统。目前w e b 应用还主 要在于向人们展示信息，但事实上人们需要的不仅仅是从网上被动地浏览信息，更多的时 候需要根据自己的应用需求去检索信息，例如电子商务、应用程序的设计和开发等都离 4 一 大连理工大学硕士学位论文 不开对网上数据的访问。因此单纯的展示信息已经远远不能满足用户需求，而能够方便 检索的网络数据库技术越来越得到人们的重视。 网络数据库有如下几种常见的体系结构0 1 ： 1 ) 早期的集中式体系结构：2 0 世纪6 0 7 0 年代，一般以大、中、小型机及其终 端组成集中式体系结构，客户端没有应用逻辑，只是终端。由于投资大、功能单 一，所以只在些大型企业中使用，现在这种体系结构已基本被淘汰。 2 ) c s ( c l i e n t s e r v e r ，客户服务器) 体系结构：由于网络的出现，给数据库技 术提供了理想的平台。c s 体系结构就是建立在局域网( l a n ) 的基础上，将客 户和服务器连在一起。 3 ) 基于w e b 的应用体系结构：随着i n t e r n e t 的出现和浏览器的使用，给客户机和 服务器之间架起了w e b 的桥梁。将w e b 技术和数据库技术结合在一起，便产生 了w e b 数据库。其中应用最广泛的当属b s ( b r o w s e r s e r v e r ，浏览器服务 器) 体系结构。 从网络数据库的使用方面来看，国外的数字产品有数十年的发展历史，有相当规模 的数据库生产商和数据服务商，在互联网发展之前，有非常发达的商业化或非营利性的 大型联机检索系统，这些使得国外的网络数据库一开始就有一个很高的起点，近年来随 着互联网的扩展和升级，更是有了迅猛的发展。例如号称世界上最大学术电子出版物供 应商的e l s e v i s e rs c i e n c e ，通过s c i e n c ed i r e c t 可以在线提供多个数据库产品服 务，包括一个综合性的学术期刊全文数据库、多个专题数据库、1 2 种参考工具书及1 5 个书目数据库，可检索、浏览的信息资源包括1 5 0 0 多种全文学术期刊、5 9 0 0 万条文摘 记录、2 0 0 万篇学术期刊论文。此外，网络数据库品种繁多、内容丰富，主要包括产品 数据库、报刊新闻数据库、电子期刊数据库和科技信息数据库几大类别。例如s c i 、 i s t p 、b a 、e i 等都是国外著名的电子期刊网络数据库，这些数据库信息量丰富并且更 新速度快、周期短，一般的印刷版和光盘版文献为每季度或每月更新，而网络版数据库 通常是每周更新。在我国国内还可以看到有很多引进的国外先进网络数据库正在运 行，例如，全国文理文献信息中心和北京大学图书馆近几年相继引进了美国u m i 公司的 博硕士论文数据库、美国e b s c o 公司的商业资源数据库以及学术全文数据库等田。 相对而言，国内的网络数据库还在起始、摸索阶段，但是就发展以来的十年里来 看，发展速度还是相当迅速的。1 9 9 4 年4 月，我国与因特网正式连通，其后随着国内 四大互联网的建成与发展，网络应用也逐步推广普及。我国的信息服务部门抓住这一历 史机遇，通过建立信息服务网站，把所建的多种数据库推上网，向用户提供检索服务 一5 船舶信息网络数据库系统的研究与开发 。妇。国内有几家实力雄厚的数据公司集中人力、物力、财力开发大型网络数据库，比如 万方数据有限公司的万方数据库就是一个具有晶牌效应的中文检索工具。万方数据库集 中了1 2 类1 2 3 个数据库，有综合性的学位论文库、学术会议论文库，也有专业性很强 的科技文献数据库，其中有的是万方数据公司开发的，有的是万方数据公司购买的，不 过统一在万方的网站上，使用同一个检索软件，给用户带来很大的便利”。再比如由清 华同房光盘股份有限公司、光盘国家工程研究中心和中国学术期刊电子杂志社共同建设 的中国期于4 网专题全文数据库，它在原中国学术期刊( 光盘版) 的基础上发展而来， 目前已收录理工、农医、哲学社会科学、信息科学类期刊5 3 0 0 多种，1 9 9 4 年至今的期 刊论文全文6 3 0 多万篇。以单篇文献为单位集成，通过专用浏览器c a j v i e w e r 阅读和下 载，每日更新，以建立镜像站点、网上包库等方式提供服务。 总体看来，我国的网络数据库市场没有像国外那样充分发育，还存在一定的问题 o ”：数量少、规模小、商业化水平低：缺乏整体规划意识，标准不统一，兼容性差；数 据库的发展水平低，数据年限短，数据完整性差；国家重视程度不够，资金投入不足， 数据资源垄断严重。网络数据库的发展趋势是大型化、全文化、网络化，所以就我国的 实际情况来说，只有加快与国际数据库生产商的合作，各级政府加大数据库建设力度， 增强自我发展能力，才能加快我国信息化发展的进程，形成规模效应。 1 2 2 船舶数据库的发展概况 目前在船舶领域内，国内外都有许多成功的数据库案例，数据库的内容及功能则各 自有所侧重。 国外船舶数据库的发展以劳氏船级社的一张数据光盘为例进行说明：作为电子资源 的数据库按载体形态，可分为磁盘版、光盘版、联机版、网络版。英国劳氏船级社的 l l o y d sr e g i s t e ro fs h i p so nc d - r o m 即为光盘版的船舶信息数据库“。2 0 0 1 年4 月，l l o y d sr e g i s t e ro fs h i p so nc d - r o m 升级为2 3 版本，这张光盘最初汇总了 1 0 4 1 6 1 条船舶的相关信息，同时还集中了5 7 0 0 0 家船东的详细描述，而随着网络更新 程序的工作，光盘中的数据还在不断的更新和扩充。除了信息量丰富的特点以外，劳氏 船级社的这张数据光盘还以一个强有力的数据库应用软件为主，使用户可以方便地进行 查询、排序、导出等操作。 在国内，我国也有一些自己开发的船舶信息数据库。截止到2 0 0 2 年，上海船舶研 究设计院收集、汇总1 9 9 1 年至2 0 0 0 年l o 年间世界优秀船型主要尺度与参数，建立了世 界优秀船型数据库。在预研开发新船型、进行方案报价设计和为国内外船东提供咨询服 务中，这些船型资料是重要的技术基础工作“。此外，近几年，c c s 开发了目前全国最 6 大连理工大学硕士学位论文 大、最完整的入级船舶检验数据库船舶检验管理信息系统，集入级数据管理、检验 信息管理、船东管理、船舶机损管理和计算机发证等功能于一身，无论在体系结构、网 络应用、运行环境还是在系统功能上，均达到了国际先进船级社同类信息管理系统的水 平，在船舶及检验信息查询统计功能的处理上，在国际船级社中处于领先地位；汇集港 口国检查机构对c c s 级船舶滞留动态信息的港口国控制管理信息系统，实现了与 船舶检验管理信息系统的数据共享，通过该系统，验船师可以方便地查询到港口国 检查机构、扣船地点、扣船日期、缺陷、纠正措施等一系列信息“”。除了这些大型的数 据库以外，在中国船舶网“( h t t p ：w w w c h i n a s h i p c n ) 上还收录了另外一些船舶信息 数据库的连接。例如：世界游艇厂商数据库，收集了有关世界游艇厂商及配套厂商的通 讯录和主要产品及相关产品图片，内容准确翔实，不定期更新：国际新船市场行情库， 收集了有关国际新船市场的价格、船型、吨位、船厂、船东、交船日期以及国际新船市 场的一周简评。该数据库每周更新，及时、准确地提供国际新船市场的最新资讯及市场 行情；国际新船市场租价库，收集了有关国际船舶市场新船租价的最新行情，包括船 型、万载重吨、最新租价以及年最高、最低新船租价等数据；二手船舶交易库，收集了 有关未成交的二手船舶的价格、船型、船龄、吨位、建造国、入籍、主辅机参数等相关 有价值的字段3 0 多个，可为业内人士提供二手船舶的信息咨询服务；世界港口库，收 录了中国及世界1 5 0 多个国家所属的港口情况。 综上，国内外现存的这些数据库当中有的实现了网络功能，有的则只适用于单机使 用。所以结合目前船舶信息数据库的概况可以发现，能容纳更多更全的信息，并且使用 方便的数据库仍然有待研究开发。 1 2 3 网络数据库系统解决方案的综述 网络数据库系统使客户端使用浏览器，通过i n t e r n e t 访问服务器端数据库的数 据，在网络数据库发展的历程当中出现了如下数种常见的解决方案“司“。： 1 ) c g i ( c o n m o ng a t e w a yi n t e r f a c e ) ：这是一种传统的方式。首先在客户端浏览 器上填好表单( f o r m ) 的输入数据并提出h t t p 请求，请求在网络服务器端执行 一个表单所设定的可执行c g i 应用程序。网络服务器收到请求后，c g i 程序分 析表单( f o r m ) 的输入数据并访问数据库，然后将访问完成的结果以h t m l 语言 的格式传送给拉4 览器。 2 ) t r i l o g yr d a w e b ：t r i l o g y ( 三慧科技) 公司所开发的t a n g r a mr d a w e b ，是一 个i n t e r n e t 及数据库的应用软件开发工具，不需要写c g i 程序，使用标准与 一7 一 船舶信息网络数据库系统的研究与开发 扩充的h t m l 标记( 叫作t e m p l a t e ) 与s q l 指令，能快速产生一个可以访闯数据 库的c g i 应用程序，通过o d b c 驱动程序，访问支持o d b c 的数据库。 3 ) s y b a s ew e b s q l ：专业的大型数据库公司s y b a s e 从数据库的角度，开发出一 个网络数据库软件w e b s q l ，与网络服务器搭配使用，使用标准与扩充的h t m l 标记、简易的p e r ls c r i p t 语言与s q l 指令，即可通过i n t e r n e t 访问网络大 型数据库的数据。 4 ) m i c r o s o f ta d c ( a d v a n c e dd a t ac o n n e c t o r ) ：提供一个数据处理的a c t i v e x c o n t r o l ，在用户端的浏览器上实现数据访问功能，是m i c r o s o f t 提供的频繁 数据访问的解决方案，可以访问支持o d b c 的数据库。用户使用支持a c t i v e x 的浏览器，例如i e 4 0 5 0 。 5 ) m i c r o s o f ta s p 与a d o ：w i n d o w sn ts e r v e r 的i i s 4 o 5 0 提供a s p ( a c t i v e s e r v e rp a g e s ) 与a d o ( a c t i v e xd a t ao b j e c t ) 在服务器端执行v b s c r i p t 或 j a v a s c r i p t ，是m i c r o s o f t 提供的完整网络数据库访问的解决方案，访问支持 o d b c 的数据库，适用于i i s 3 0 网络服务器。 6 ) o r a c l ew e ba p p l i c a t i o ns e r v e r ：是大型数据库公司的龙头o r a c l e 公司所提 供的网络数据库处理解决方案，可访问o r a c l e 大型数据库和支持o d b c 的数据 库。提供w i n d o w sn t 和u n i x 版本。 以上各种网络数据库的解决方案所适用的服务器工作平台和网络服务器各不相同， 也有着各自的特征。近年来，m i c r o s o f t 的a s p 与a d o 以其特有的优势逐渐被更多的开 发人员采用。因为i i s 与n ts e r v e r4 0 的集成意味着w e b 服务器的安装与管理成为操 作系统的一部分。并且a s p 直接建立在w e b 服务器中，作为w e b 服务器的一个服务运 行，支持多用户、多线程，它在记忆、安全、访问数据等诸多方面为网络数据库系统的 开发提供了极大的方便。 而a s p n e t 则是一个革命性的产品，它在a s p 的基础上发展起来，但是和以前的版 本又截然不同。a s p n e t 的首次面世是在1 9 9 9 年，地点是华盛顿的w r o x 厅，在那里该 产品的现场演示大受欢迎，这表明观众是非常喜欢它的。2 0 0 0 年7 月，a s p n e t 在p d c 迎来了它的首次公开发布，发布会上约6 0 0 0 名开发人员感受到了n e t 所带来的强烈震 撼。 使用a s p n e t 开发网络数据库系统有如下优点o 。： 1 ) 增强的性能：a s p n e t 是在服务器上运行的编译好的公共语言运行库代码。与 以前的解释性不同，a s p n e t 可利用早期绑定、实时编译、本机优化和丰富的 8 大连理工大学硕士学位论文 缓存服务( 包括内置服务和缓存a p i 两种) ，这相当于在编写代码行之前便显著 提高了性能。 2 ) 世界级的工具支持：a s p n e t 框架补充了v i s u a ls t u d i o 集成开发环境中的大 量工具箱和设计器。 3 ) 威力和灵活性：由于a s p n e t 基于公共语言运行库，因此w e b 应用程序开发人 员可以获利于整个平台的威力和灵活性。 4 ) 简易性：从简单的窗体提交和客户端身份验证到部署和站点配置，a s p n e t 使 执行常见任务变得容易很多。 5 ) 可管理性：a s p n e t 采用基于文本的分层配置系统，简化了服务器环境和w e b 应用程序的设置和应用。 6 ) 可缩放性和可用性：a s p n e t 在设计时考虑了可缩放性，增加了专门用于在聚 集环境和多处理器环境中提高性能的功能。 7 )自定义性和扩展性：a s p n e t 随附了一个设计周到的结构，它使开发人员可以 在适当的级别“插入”代码。 8 ) 安全性：借助内置的w i n d o w s 身份验证和基于每个应用程序的配置，可以保证 应用程序是安全的。 由此可见，在目前计算机发展的水平下，开发网络数据库系统的工作中是有着优秀 计算机技术作基础保障的，在船舶设计领域，完全可以应用现行的技术提高专业领域内 的工作效率。 1 3 论文研究内容 针对目前船舶领域大量使用船舶信息数据的问题，结合计算机技术及网络技术的发 展现状，本文研究并开发出船舶信息网络数据库系统。系统的设计要符合实际应用的需 求，后台数据库要求信息量丰富且结构良好，船舶信息覆盖面尽量广泛，数据完整性要 好；前台应用程序实现可查询和开放性的功能特点，即用户可以方便、准确地通过浏览 器查询船舶信息，而管理员可以远程对数据库进行维护管理，包括数据的管理和数据库 结构的管理。 船舶信息网络数据库系统结构概述如图1 1 所示。 。9 船舶信息网络数据库系统的研究与开发 “1 一 口困 图1 1 船舶信息网络数据库系统结构概述 f i g 1 1s t r u c t u r eo f n e t w o r k d a t a b a s e s y s t e m f o r s h i p i n f o r m a t i o n 论文按照软件工程的思想进行船舶信息网络数据库系统的研究与开发，主要研究内 容概括如下： 1 ) 系统分析： 首先对船舶领域应用数据库的特殊性进行分析，其次对船舶信息数据、系统功 能、系统安全性等方面做出需求分析，从而得出论文的研究方法及实现本系统 所采用的关键技术。 2 ) 系统设计： 包括船舶信息数据的整理及分类、系统功能定义、后台数据库结构设计、b s 体系结构的建立以及数据安全性的保证技术。这一部分内容的研究是根据系统 分析的结果进行的，设计的结果将成为系统实现的依据。 3 ) 系统实现： 根据系统分析和系统设计的结果，完成船舶信息网络数据库系统的实际开发。 系统选用w i n d o w s2 0 0 0 为软件开发平台，a s p n e t 用于开发前端网络页面， i i s 5 0 作为后台服务器，s q ls e r v e r2 0 0 0 作为后台数据库管理系统，c # 为 编程语言。系统的实现与系统分析和设计首尾呼应，解决前文提出的问题。 4 ) 系统发布： 最终将开发完毕的系统在网络上发布，以便用户使用。 1 0 大连理工大学硕士学位论文 1 4 本章小结 本章概述了船舶信息网络数据库系统的选题背景和研究意义，对论文研究所涉及到 的网络数据库、船舶信息数据库及网络数据库系统解决方案的国内外文献进行了综述， 最后简述了论文的主要研究内容。 从本章的论述可以看出，船舶信息网络数据库系统的研究不仅具有学术理论意义， 而且具有工程应用价值。 船舶信息网络数据库系统的研究与开发 2 技术综述 船舶信息网络数据库系统的工作原理如图2 1 所示： 图2 1 船舶信息网络数据库系统工作原理 f i g 2 1t h e o r y o fn e t w o r kd a t a b a s e s y s t e m f o r s h i pi n f o r m a t i o n 从图2 1 可以看到，在船舶信息网络数据库系统的研究与开发过程中，使用到如下 的技术支持：1 ) b s 体系结构，2 ) i i s ，3 ) a s p n e t a d o n e t ，4 ) c # 编程语言和5 ) s q l 结构化查询语言。本章将就此5 项技术展开讨论。 2 1 网络数据库系统的b s 体系结构 由于i n t e r n e t 技术的应用和发展，w 槲服务已经成为核心服务，用户足不出户通过 浏览器( b r o w s e r ) 就可以漫游世界。浏览器作为操作系统的一种扩展，充当的是用户计 算机与i n t e r n e t 之间的一个接口，它的不断增强使其有望成为将来大部分应用程序运 行的主要环境外壳。对于浏览器而言，程序和数据的具体位置已变得不那么重要，只需 要知道它们的统一资源定位器( u r l ) 就行。通过u r l ，不仅能进行超文本的浏览查询，而 且还能收发电子邮件，进行文件上下传输等工作。于是基于b s ( b r o w s e r s e r v e r ) 计算 模式的系统应运而生，它继承了c s ( c l i e n t s e r v e r ) 模式的所有优点而摒弃了其固有 的缺点，不受具体的操作系统和硬件的制约，可以很容易的构筑大型实用的网络，不需 要一个统一的客户机和服务器的操作系统。b s 结构防止了客户机“过胖”现象，非常 容易实现不同网络间的连接“”。 在b s 模式中，客户端的标准配置是浏览器，如i e ：业务功能处理由独立的应用 服务器处理，w e b 服务器成为应用处理的标准配置；数据处理仍然由数据库服务器完 成。b s 模式构成和数据处理方式如图2 2 所示。从图2 2 可见，b s 模式系统主要是 通过浏览器以超文本的形式向w e b 服务器提出访问数据库的请求，w e b 服务器接收客户 1 2 大连理工大学硕士学位论文 请求后，激活对应的c g i 程序，将超文本h t m l 语言转化为s q l 语法，把这个请求交给 数据库，数据库服务器得到请求后，验证其合法性，并进行数据处理，然后将处理结果 集返回给c g t 程序。c g i 再将结果集转化为h t m l ，并由w e b 服务器发给请求方的浏览 器。 图2 2b s 模式构成和数据处理方式 蕾喀2 2s t r u c t u r ea n d d a m p r o c e s s i n g i nb $ m o d e b s 模式有如下3 种工作方式： 1 ) 简单式 即基于浏览器的b s 模式，利用h t m l 页面在用户的计算机上表示信息。利用h t m l 几乎任何计算机上的编程者都可以毫不困难地提供信息。在静态网页中，w e b 浏览器需 要一个唧l 页时就提交一个u r l 地址到w e b 服务器。w e b 服务器从i n t e r n e t 上检索到 所需的本地或远程的网页，并将所需也返回到w e b 浏览器。 浏览器打开一个和服务器的连接，服务器返回页面结果后关闭连接。这其实只是一 个简单的c s 应用，由w e b 浏览器来充当客户机。i e ，n e t s c a p e 是常用的浏览器。w e b 浏览器显示由h t 眦写成的文档、图片、声音和图像，而w e b 服务器则是将w e b 页发送 至浏览器的具有特殊目的的文件服务器。该模型只限于使用i e t p 协议进行通信，通常 只提供对静态文档的管理和访问。 2 ) 交互式 该方式下，浏览器显示的不只是静态的、被动的页面信息。在打开与服务器的连接 及传输数据以前，h t m l 页面显示获取用户输入的表单、文本域、按钮等，通过这些内 容来取得与用户的交互。h t t p 服务器将输入信息传递给用户服务器程序或脚本进行处 理，接着返回浏览器一个新的显示页面，最后中断浏览器与服务器的此次连接。该模式 允许用户从各种后端服务器中请求信息。 h t t p 服务器将信息传递给客户服务器程序或脚本进行处理，w e b 服务器再从d b m s 服务器中检索数据，然后将结果返回给浏览器，最后中断浏览器与服务器的连接。通过 使用h t t p 作为中间件，利用调用c o i 服务器程序或脚本，这种模型已具有三层结构 - 1 3 船舶信息网络数据库系统的研究与开发 了，它与数据库系统相结合，提供对动态文档的访问和显示，但所访问的数据通常是只 读的，如帮助文件、文档、用户信息等。 3 ) 分布式 该模型将机构中目前已有设施与分布式数据源结合起来，以代替真正开放的c s 应 用程序。它无需下载h t m l 页面，客户机程序是可下载的j a v aa p p l e t ( 由j a v a 语言编 写的小应用程序) ，它可运行在任何支持j a v a 的浏览器上。当h t t p 服务器将含有 j a v aa p p l e t 的页面下载到浏览器时，这些小程序在测览器中运行并通过构件支持的通 信协议与传输服务器上的小服务程序通信会话。这些小服务程序按构件的概念撰写，它 收到信息后，经过j d b c ，o d b c 或本地方法向数据服务器发出请求，数据服务器接到命 令后，再将结果传送到4 , n 务程序，最后将结果传送至浏览器显示出来。 总体说来，b s 这种新型的计算模式继承和共融了原来传统c s 计算模式中的网络 软、硬件平台和应用，但它具有传统c s 计算模式所不及的很多特点。传统的c s 模式 是一种二层或三层的结构模式，其客户端集中了大量的应用软件，而b s 模式是一种基 于h y p e r l i n k ( 超连接) 、h t m l 、j a v a 的三级或多级c s 结构，客户端仅需单一的浏览 器软件，是一种全新的体系结构。它解决了跨平台问题，通过测览器可以访问几个应用 平台，形成一种一点对多点或多点对多点的结构模式。b s 模式的优点体现在：b s 模 式是一种瘦客户机模式，客户端软件仅需安装浏览器软件，硬件配置要求低；易于管理 和维护，b s 模式中，客户浏览器界面风格单一，使工作变得简单易行，以服务器为中 心的管理降低了成本，减少了客户端的维护工作，无需开发客户端软件；开发s s 应用 效率高、周期短、见效快，对于开发人员的技术要求低，其版本更新只需集中维护放在 服务器端的 f r m l 、j a v a 、j d b c 代码即可，在构筑好的w 聊上进行信息发布是大多数技 术人员都能胜任的：平台无关性，具有极强的伸缩性，可选择不同厂家的设备和服务； 开放性，采用公开的标准和协议，系统资源冗余度小，可扩充性良好；可使已有的软硬 件投资得到良好的保护，从原有系统平滑地升级到i n t e r n e t 。 2 2i i s ( i n t e r n e ti n f o r m a t i o ns e r v e r ) ii s 即i n t e r n e t 信息服务器，a s p n e t 技术就是微软开发的基于w i n d o w sn t s e v e r 和i i s 服务器端的脚本运行环境，用于取代c g i 的技术。通过这种环境，用户可 以创建和运行动态的交互w e b 服务器应用程序，如交互式的动态网页，包括使用h t m l 表单收集和处理信息，上传和下载等等，就像用户在使用自己的c g i 程序一样，并且比 c g i 更简单。i i s 的主要特征表现在： 1 ) 通过支持h t t p l 1 的功能创建了一个标准的w e b 服务器。 1 4 大连理工大学硕士学位论文 2 ) l l s