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摘要 在企业中采用产品数据管理系统( p d m s ) ，在一定程度上提高了企业的竞争 力。但是随着网络和数据库技术的飞速发展，产品数据管理系统已不能满足企业 新的需求。因此，结合现有的先进的产品数据管理思想、数据库技术和计算机技 术，将p d m 系统建立在w e b 的基础上，具有开放性好、实施过程简单、直观易 操作等多种优点。 本文分析了基于w e b 的p d m 系统的体系结构及面向对象技术、数据库技术 和w e b 技术等关键技术。提出了数据库与x m l 结合的技术，主要对x m l - - r d b m s 数据转换的接口技术的实现作了详细的分析与研究。充分利用x m l 技术 在数据交换中的优势，在系统开发过程中，能够减少代码冗余，提高系统的开发 效率，同时采用面向对象的模块设计技术，使系统具备更大的柔性来适应不同类 型企业的需求，用户可以根据自己的需要添加模块或更改模块。本文也研究了x m l 技术的w e b 安全性，保证了x m l 数据在w e b 上传输的安全性，同时x m l 作为 p d m 的传递数据基础，实现了用户在w e b 网络上高效的浏览与编辑。本文理论 研究的结果，结合了先进性和实用性的特点，开发了企业管理信息化系统，验证 了这种技术的可行性与稳定性。 关键词：产品数据管理，w e b ，可扩展标记语言，数据库接口，安全技术 a b s t r a c t p r o d u c td a t am a n a g e m e n ts y s t e m ( p d m s ) h a sb e e nw i d e l ya d o p t e dt oi m p r o v e t h ec o m p e t i t i o no fe n t e r p r i s e s a l o n gt h e r a p i d l yd e v e l o p e dw e ba n dd a t a b a s e t e c h n o l c l g i e s ，p d m sc a l ln o ts a t i s f yt h en e wr e q u i r e m e n t so ft h ee n t e r p r i s e s t h e r e f o r e ， p d m si sd e v e l o p e db a s e do nw e b ，i n c o r p o r a t i n gt h ep r e s e n tp d m t h o u g h t s ，d a t a b a s e t e c h n o l o g y , a n dt h en e w e s tc o m p u t e rt e c h n o l o g y i th a st h ea d v a n t a g e so fg o o d o p e n n e s s ，e a s yd e p l o y m e n t ，i n t u i t i v i s ma n de a s ym a n i p u l a t i o n t h i sp a p e ra n a l y z e st h es y s t e ms t r u c t u r ea n dt e c h n i q u e ss u p p o r t i n gt h ep d m s b a s e do nw e b i tg i v e sap o i n to fc o m b i n i n gt h ed a t a b a s ea n dx m la n dm a i n l y a n a l y z e st h ex m l - r d b m sd a t a b a s e i n t e r f a c et e c h n i q u e b ym a k i n gu s eo ft h e a d v a n t a g e so fx m l d u r i n gt h ea p p h c a f i o n d e v e l o p i n gp r o c e s s ，i tc a nr e d u c et h e r e d u n d a n tc o d i n g , a n dr a i s et h ed e v e l o p i n ge f f i c i e n c y i ta d o p t st h eo b j e c to r i e n t e d t e c h n o l o g y t om a k et h es y s t e mm o r es t r o n gt os a t i s f yt h en e e d so ft h ev a r i o u s e n t e r p r i s e s i ta l s os t u d i e st h ex m ls e c u f i t y ，w h i c hi n s u r e st h es e c u r i t yo fd e l i v e r i n g x m ld a t ai nw e b c u s t o m e rc a nm a k eh i g h e f f i c i e n c yo p e r a t i o no nd a t ai nw e b b r o w s e rb yu s i n gx m la st h eb a s eo fd e l i v e r i n gd a t ai n p d m s f i n a l l y , u s i n g x m l - r d b m sd a t a b a s ei n t e r f a c et e c h n o l o g y , a ne n t e r p r i s em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n s y s t e mi sd e v e l o p e d a n dt h ep e r f o r m a n c eo ft h i ss y s t e ms h o w st h ep r a c t i c a b i l i t ya n d v a l i d i t yo ft h i st e c h n i q u e k e yw o r d s ：p r o d u c td a t am a n a g e m e n t , w e b ，e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ， d a t a b a s ei n t e r f a c e ，s e c u r i t yt e c h n i q u e 创新性声明 y 8 5 8 6 3 5 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大 学或其它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做了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：塑叁照墟 日期鲤：! ：型 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生 在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕业 离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学 校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部 或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。( 保密的论文在 解密后遵守此规定) 本人签名：逖垂醛 导师签名；蚴 日期垒：2 ：21 日期鱼：三型 第一章绪论 1 1p d m 技术产生及定义 企业在经营过程中通常要存储和管理大量的数据，同时由于计算机技术的飞 速发展和在企业中越来越广泛的应用，需要把各种不同的应用系统集成起来以实 现企业信息化的集成甚至实现过程的集成，建立一个高效的产品开发和生产环境， 为此人们做出了各方面的努力。 在2 0 世纪8 0 年代，数据库技术尤其是关系数据库技术得到了飞速的发展。 数据库系统能够记录数据项之间以及记录之间的联系，处理结构化数据非常方便。 同时，数据库系统能够考虑相关应用要求的数据结构，把数据的定义和描述从应 用程序中分离开，提供了存储结构与逻辑结构、数据的总体逻辑结构与某类应用 所涉及的局部逻辑结构之间的双重映像和转换功能，数据的存取管理交由数据库 管理系统负责，用户不必再考虑存取细节以及数据库共享资源的完整性、一致性 和安全性等问题，从而简化了应用程序的设计和开发。几乎所有的数据库系统都 提供了结构化查询语言s o l 和友好的人机界面，易于学习和使用，极大地方便了 用户。所有这些特点都为数据库技术在企业中的广泛应用提供了基础，人们也因 此而期望将商用数据库用于工程数据的管理，支持企业的各种工程应用，如工程 数据文件、材料明细表等。但是由于关系数据库在工程数据管理方面力不从心， 因此需要作进一步的努力，作为这种努力的结果，出现了一些研究性的工程数据 库管理系统。 工程数据库系统是满足工程设计与制造、生产管理与经营决策支持环境的数 据库系统，虽然在普通的数据技术上有所突破，但是最终并没有在实际中得到广 泛的应用，这是因为工程数据库仍然存在着对工程应用支持不够的弱点，主要表 现在： ( 1 ) 对工程应用的数据表示不够充分，不能全面描述数据类型之间分类、组 合、继承和引用关系。 ( 2 ) 对应用集成的支持能力不强，难于做到产品信息和应用程序的完全集成。 ( 3 ) 应用开发接口能力差。 从工程数据库的发展历史和现状可以看出，工程数据管理的任务非常庞大， 采用单独的工程数据库系统是无法胜任的，比较合理的办法是划清功能界限，各 司其责，开发些功能相对独立的应用模块，同时采用面向对象技术，以面向对 象技术所提供的分解、组合和继承特性来描述工程数据，实现对数据的层次化管 理。正是基于以上思想，产品数据管理( p d m ) 系统应运而生。 x m l 技术在基于w e b 的产品数据管理中的应用 随着网络、数据库技术的发展，以及客户机n 务器与面向对象技术的应用， 最近几年p d m 技术得到了突飞猛进的发展。从狭义上讲，p d m 仅管理与工程设 计相关的领域内的信息，而从广义上讲，它可以覆盖到整个企业中从产品的市场 需求分析、产品设计、制造、销售、服务与维护等过程，即全生命周期中的信息。 因此，对于p d m 可给出如下定义： 产品数据管理( p d m ) 是以软件为基础，是一门管理所有与产品相关的信息 ( 包括电予文档、数字化文件、数据库记录等) 和所有与产品相关的过程( 包括 工作流程和更改流程) 的技术。它提供产品全生命周期的信息管理，并可在企业 范围内为产品设计与制造建立一个并行化的协作环境。 1 2p d m 的主要功能 p d m 系统的功能日趋强大，它的主要功能有以下几个方面圳。1 ： ( 1 ) 电子仓库和文档管理 电子仓库是p d m 的核心，它一般建立在关系型数据库系统的基础上，通过 权限控制来保证数据的安全性和完整性，并支持各种查询与检索功能。通过面向 对象的数据组织方式，允许用户迅速地访问全企业的产品信息，面不必考虑用户 和数据的物理位置。文档管理的对象包括工程设计与数据分析、产品模型数据、 产品图形信息、工艺数据、加工数据、以及产品的性能指标、试验测试结构等。 p d m 可以对文档进出电子仓库进行管理，它主要包括文档分类与归档、文档的出 库以及对这些操作的安全管理。归档包括入库及编辑( 如复制、删除、文档的转 库等) 两部分。 ( 2 ) 产品结构与配置管理 产品结构和配置管理也是p d m 的核心功能之一，可以对产品结构、配置信 息和b o m ( b i l lo f m a t e r i a l ) 进行管理。它包括产品结构管理和产品配置管理，产 品结构管理考虑产品之问的层次结构关系和产品数据与文档之间的关系，对其进 行维护和管理：产品配置管理包括单一产品配置，系列产品配置和产品结构多视 图。 ( 3 ) 工作流程管理 工作流程管理，它用来定义和控制数据操作的基本过程，并对已建立的工作 流程进行运行、维护、控制工作状态以及对工作历史过程进行记载，使产品数据 与其相关的过程有机地结合起来。它主要管理用户对数据进行操作时的人与人之 间或活动与活动之间的数据流向，以及在一个项目的生命周期内跟踪所有事务和 数据的活动。在企业中，过程管理广泛用来跟踪和控制产品的设计和修改过程， 以增强产品丌发过程的自动化程度。 第一章绪论 ( 4 ) 分类及检索功能 p d m 系统需要管理大量的数据，为了较好的建立、使用与维护这些数据，p d m 系统提供了快速方便的分类技术。常用的分类技术有：使用智能化的零件序号、 成组技术、搜索检索技术、零件建库技术。通常是建立开放式企业编码系统。编 码系统模块结构通常包括：编码规则定义、编码规则查询及更改、编码值录入及 编辑、编码查询浏览、编码库维护工具。 ( 5 ) 项目管理 项目管理是在项目实施过程中实现其计划、组织、人员及相关数据的管理与 配置，能够为管理者提供每分钟项目和活动的状态信息，完成计划的反馈。目前 p d m 对项目管理考虑较少，许多p d m 系统只能提供工作流程活动的状态信息。 1 3 产品数据管理的发展现状 目前，国内外很多厂家都在研制或改进p d m 产品，使其更加适应社会的发展 需求，更加适应企业的要求。下面对国内外的主要p d m 产品及其特点作简单说明“3 。 譬3 1 国际主要p d m 产品及其特点 ( 1 ) 美国e d s 公司开发的商用p d m 软件i m a n 系统：该系统主要用于汽车、 航空、机械制造和家电等行业。它是面向对象的信息管理和控制系统，由一个窗 口界面、一组实用程序、一个集成工具箱和一个关系数据库管理系统组成。i m a n 采用客户机服务器方式，将同种机或异种机( p c 机、工作站) 问的数据完全集成 在一个逻辑上相同的数据库中，对用户透明，实现了真正的全局数据集成。 ( 2 ) 美国s d r c 公司开发的m e t a p h a s e 软件：该软件涵盖了一般p d m 系统应具 备的主要功能模块，提供了面向对象的系统定制和集成开发工具，是一个典型的 p d m 系统。该软件具有很强的数据管理功能。通过它提供的面向对象的集成开发 工具，可以实现外部应用系统与该软件系统的封装。同时，运用该软件系统提供 的定制工具，还能对系统初始数据模型进行扩展，满足不同企业的特殊需求。该 软件提供各种操作平台的安装版，支持客户机朋臣务器结构。 ( 3 ) i b m 公司的e n o v i a p m ：其主要优点是它与s a p 商业管理软件产品可以 兼容，还有w t c ( w o r k g r o u pt e c h n o l o g yc o r p o r a t i o n ) 的p r o d u c t c c n t e r ，其解决方 案能为公司开发、制造和市场各部门之间提供复杂c a d c a m 文件的协作和共享。 ( 4 ) p t c 公司的产品：p r o p d m 用来管理p r o e 西n e e r 模型，包括零部件、关 系和所有相关的信息。p r o i n t r a l i n k 是一种智能型可扩展的系统，旨在为用户提供 一种工具，用于管理和增强并行工程开发环境。其独特的开放式结构及w e b 的可 存取性，使得所有参与产品开发各部门的相关人员能够共享产品开发的信息。另 4 x m l 技术在基于w e b 的产品数据管理中的应用 外，该公司还推出了最新的p d m 产品w i i l d c h j l l ，与其它产品相比，w i n d c h i l l 的 w e b s e 作能力更加强大。 ( 5 ) c v 公司的o r ，t e g r a ：它一直处于p d m 市场的前列，其目标是企业的产品 数据管理，同时支持并行工程的实施。o p t e g r a 在统一的框架下由各功能模块分别 打包封装而成，因此，用户可以根据自己的需求，选用某些模块去替换另一些功 能模块。另外该产品具有与a u t o c a d ，c a t i a ，p r o e 等c a d c a m 软件的集成接 口。 1 3 2 国内主要p d m 产品及其特点 ( 1 ) 北京高华计算机有限公司开发的g h p d m s 2 6 ：解决了c a d 图纸归档、 查询、编码、变更控制等问题，实现了企业工作流、物料流管理的计算机化。 g i - i p d m s 是企业通向c i m s ，实现企业信息化的桥梁。 ( 2 ) 南京同创系统集成有限公司自行研制开发的同创p d m 系统：该系统面向 制造业和工程设计领域，集中管理产品设计过程中的各种数据，实现在网络上对 各类技术信息透明地调用、编辑、处理、检索、输出等集成管理功能。软件开发 结合了产品的零部件及物料编码等工作，不仅能满足工程设计及产品研究开发的 需求，而且可促进企业标准化和信息化的基础工作。同创p d m 采用先进的三层体 系结构( c l i e n t w e bs e r v e r d bs e r v e r ) ，运用面向对象及数据库技术，以满足不同 用户的需求，较好地实现了p d m 应具有的各种功能。同时充分考虑了系统的开放 性、通用性及与其他信息系统的可靠集成性。 ( 3 ) 武汉华中软件公司的企业级产品数据管理系统i n t e p d m ：i n t e p d m 采用 面向对象技术和客户机服务器体系结构，面向与产品相关的所有数据和所有过 程，通过任务驱动的过程管理，以项目管理的方式将产品数据、设计活动、人员 组织和应用工具统一组织和管理起来。它是国内最早开发并投入市场的商品化 p d m 系统。 ( 4 ) g s p d m 系统是浙江大天公司推出的一个面向企业级的、通用的、开放 式产品数据管理系统，是帮助企业实施产品数据管理工程、推进企业信息化进程 的有效工具。 ( 5 ) 博通p d m 是设计过程控制和产品数据管理的现代化管理工具，是实现并 行设计、促使产品快速开发和业务过程快速变化、快速响应市场需求的有效手段， 是企业c a d 应用走向网络化、工程化的应用平台。博通p d m l 9 9 8 年列入国家级火 炬计划项目。它是一个软件框架，以此框架为基础，高度集成各种应用而组成的 系统。可使制造者全面管理，紧密跟踪，适度控制，实施和查看围绕产品设汁、 开发及整个工程过程中的所有与产品相关的数据。从产品来看，博通p d m 系统可 帮助组织产品设计，完善结构修改，跟踪进展中的设计概念，及时方便地找出存 筇一章绪论 档数据以及相关产品信息。 ( 6 ) 开目p d m 系统是开目系列软件中具有核心地位的图档管理软件，开目 p d m 系统通过与开目c a d 、开目c a p p 的配合，可以进行整个产品生命周期的信息 管理，并与开目m i s 系统实现信息交换，从而实现完整的企业级解决方案。 虽然我国出现了这些p d m 产品，但由于推出较晚，在产品规模上与国外产品 尚有一定的差距。另外，我国的p d m 产品一般基于微机的w i n d o w s9 5 n t 平台，主 要适用于中小企业。 1 4 产品数据管理的发展趋势 当前p d m 正向以下几个方向发展“。： ( 1 ) 提供企业信息建模方法论和相应工具的支持p d m 不只是一个简单的技 术模型，实旌p d m 必须站在企业管理的高度，并给企业提供相应的方法论，建立 一个正确的信息模型，为系统的实施打下坚实的基础。 ( 2 ) 广泛应用面向对象的系统分析和设计技术面向对象的方法因其抽象性 和封装性的特点，能更好地确定系统的范围和目标，并能很好地适应未来的发展。 未来p d m 系统的开发将广泛应用面向对象的方法。 ( 3 ) 基于i n t e m e t i n t r a n e t 平台的p d m 产品未来企业的商务活动将越来越多 的在i n t e m e t 和企业i n t r a n e t 平台上进行，作为企业信息平台的p d m 产品的开发将越 来越多地基于i n t e m e t i n t r a n e t 平台。 ( 4 ) 从传统的客户机服务器结构转向三层结构三层体系结构是二层体系 结构的发展和延伸，它把系统从逻辑上分为三层：用户服务层( 完成描述逻辑) ， 应用处理层( 完成业务处理逻辑) ，数据存取层( 完成数据存取逻辑) 。三层体 系结构较好地解决了二层结构所固有的问题，从而导致p d m 的开发从传统的客户 机服务器结构转向三层结构。 ( 5 ) 系统的开放性p d m 是集成的技术，集成是其重要的特征。作为企业信 息集成平台的p d m ，必须管理企业各种应用系统产生的数据，使应用系统之间达 到信息的交流与共享。 ( 6 ) 支持快速定制和开发客户化系统现在p d m 的实旌还处在“量身定做” 的阶段，开发周期长，耗费大量的人力、物力。由此可以看到，进行p d m 系统标 准化、模块化的开发，使p d m 系统支持快速定制和开发客户化系统将是未来的研 究方向之一。 ( 7 ) 分布式技术基于网络的分布式计算技术也是近年来获得很大进步的技 术之一。以分布式计算技术为基础，基于构件的系统体系结构将逐渐取代模块化 的系统体系结构。 x 扎技术在基于w e b 的产品数据管理中的应用 1 5 实现p d m 系统的几项支持技术 ( 1 ) 数据库技术 数据库系统是计算机系统的重要组成部分。数据库是借助于计算机保存和管 理大量复杂的数据和信息的软件工具。数据库技术研究的主要问题是如何科学地 组织和存储数据，如何高效地获取数据、更新数据和加工处理数据，并保证数据 的安全性、可靠性和持久性。 ( 2 ) 客户机服务器技术 客户机服务器具有如下特点：系统构造灵活、分布式处理、良好的开放性和 可扩充性、良好的性能价格比。总之，采用客户机服务器方式构造应用系统的好 处是非常明显的。采用了客户机服务器体系结构的p d m 系统能够通过合理的安 装和配置满足不同企业要求，以适应从工作级、部门级到企业级范围的业务需要。 因此客户机服务器成为当前p d m 系统体系结构的必然选择。 ( 3 ) 邮件与传输技术 当前的各种商用p d m 系统广泛地采用了电子邮件和文件传输技术。由于 p d m 系统通常都是工作组级、部门级或者是企业级的，拥有数量众多的用户，这 些用户在地理位置上又可能是分散的，在工作中，需要建立有效的信息交流手段， 及时地交换各种意见，如发布各种通知消息，处理冲突并协调工作进程等，电子 邮件正好满足了这种要求，因此电子邮件成为当前p d m 系统的必备功能。另外， 作为p d m 系统基本功能之一的文档管理，其实现离不开文件传输技术。 ( 4 ) 面向对象技术 面向对象技术在信息系统建模方面的应用越来越普遍，p d m 系统作为信息管 理系统的一个分支，采用面向对象技术，不仅因为面向对象是目前信息系统普遍 采用的建模方法和实现基础，更重要的是，p d m 系统是一个面向工程信息管理的 集成平台或集成框架。它要适应不同企业的不同工程信息管理的需求，而这种需 求是千变万化的，任何一个p d m 系统都不能保证其提供的功能可以不加调整就 能适应各种用户的需求。事实上，作为管理系统，各种p d m 只能提供一些基本 的功能，同时提供一些带半成品性质的管理框架，它们必须有很好的开放性，便 于应用开发，才能将不同用户的管理思想和管理需求反映到这一系统中来，以满 足不同企业的应用需求。用户要把企业的管理思想落实到p d m 系统的具体功能 中，既要对p d m 系统的原有功能有清醒的认识，又要对待扩展或待开发的功能 有明确的把握，而这些都依赖对p d m 系统的原有信息模型有足够、清醒的理解， 只有这样，用户才能借助系统的开放性和开发】具，有效地将自身的需求通过扩 展信息管理模型反映到原模型中。总之，在p d m 系统中，既要系统建模的可扩 第一章绪论 充性和继承性，又要保证系统功能的相对稳定性，而这些正是面向对象技术所具 有的基本特点。 ( 5 ) 安全技术 对于企业来说保证企业信息的安全是至关重要的。因此，在企业中要确保无 关人员不能读取系统数据，更不能修改其中的信息，甚至无权访问其中模块，防 止一些人员对数据的恶意破坏，以及确保数据库中数据的安全性。近些年来，开 发的p d m 系统普遍采用三层保密机制，即：操作系统保密、数据库保密、p d m 系统保密。 1 6 论文的研究内容及结构安排 p d m 作为一门技术，它是依托r r 技术实现企业最优化管理的有效方法，是 科学的管理框架与企业现实问题相结合的产物，是计算机技术与企业文化结合的 一种产品。现代企业把企业的p d m 解决方案与w e b 的优势( w e b 节点的可扩 充性和易维护性，w e b 技术的独特联合式分布模式等等) 结合在一起。在两者 结合的过程中，一个最重要的问题是如何实现数据的交互，即客户端和服务器端 双向数据交流。因为，基于w e b 的应用系统对数据库的访问十分频繁，这方面 的工作量相当大，对于产品数据管理系统来说尤其如此。目前w e b 系统对同 构数据库的访问有好几种方法，例如，通过a s p 、j s p 等建立与关系数据库的 连接，执行对数据库的操作。但是，当前所面对的是一个物理上分散的、异源 的、异构的数据环境，方便地从这些数据中取得所需要的信息极为重要。x m l 满足这一要求，它可以将各种类型的数据转换成x m l 文档，然后对x m l 文档进 行处理，处理完毕后，再将x m l 数据转换为某种方式存储。本文主要就这个问 题做了详细的分析，在此基础上实现了一个实际的企业管理信息系统。 本文的章节安排如下： 第一章绪论：概述p d m 技术，简单介绍了p d m 的产生背景及定义、p d m 系统的主要功能、国内外主要p d m 产品及其特点、p d m 的发展趋势、实现p d m 系统的支持技术；然后介绍了本论文的结构组织安排。 第二章x m l 技术综述：简要介绍x m l 及其相关技术，包括x m l 的产生背 景、主要特征、x m l 相关技术( 结构定义、解析技术、显示技术) 以及x m l 的 安全机制，其中详细介绍了x m l 加密和x m l 数字签名。 第三章基于w e b 的p d m 系统的体系结构研究：首先分析了传统c ，s 模式 和p d m 系统的一般结构，随着w e b 技术的广泛应用，p d m 系统的体系结构也 要发生相应地变化以适应企业的需求，由此产生的基于w e b 的p d m 系统，介绍 了该系统的优越性。并详细分析了其结构特点及实现的关键技术。 瑚l 技术在基于w e b 的产品数据管理中的应用 第四章x m l 在基于w e b 的p d m 系统中的应用：论述了x m l 在基于w e b 的p d m 系统中的应用。提出了结合x m l 与数据库两种技术共同为w e b 服务的 思想。分析了x m l 与数据库技术结合的三种方式：传统数据库提供对x m l 的技 术支持、x m l 纯数据库管理系统、x m l - r d b m s 数据转换接口技术。重点对 x m l - r d b m s 数据转换接口技术做了详细的分析与研究，提出了基于模板和基于 模型的两种方式，并详细分析了实现过程。 第五章企业管理信息化系统的设计与实现：分析了企业的需求，应用本文 提出的理论，在开发过程中应用了基于x m l 的数据库接口技术。给出了该系 统的硬件配置环境及相关功能模块的介绍。 第六章总结与展望：对论文的工作进行了总结，讨论了相关技术的发展方向 以及进一步工作的重点。 第二章m l 技术综述 本章首先介绍了x m l 产生的背景及特点，然后对x m l 的基本语法进行说明， 讨论了x m l 文档的处理及显示技术，最后讨论了x m l 的应用问题。为后面分析 研究x m l 技术在基于w e b 的p d m 系统中的应用奠定基础。 2 1x m l 的产生背景及特点 i n t e r n c t 的流行主要归功于w e b 的出现及普及。i n t e r n e t 提供了世界范围内的 网络互连和通信，w e b 则是一个名副其实的环球信息资源库。w e b 由无数的页 面组成，而w e b 页面主要用h t m l 编写的。h t m l 最初于1 9 8 9 年由c e r n ( 欧 洲孩子物理研究中心) 设计，它是s g m l 语言的一个小的子集”。h t m l 语法简 单，易学易用，很快获得了广泛的应用，但随着w e b 的应用越来越广泛和深入， h t m l 的弱点也越来越明显了。主要表现在： 1 ) 数据和数据的显示方式无法分离。 h t m l 把数据和数据的显示方式混在了一起，在这样的文档资料中搜索目标 时需要对全部页面的所有内容进行扫描，往往会检索出一大堆与主题词无关的内 容。而且h t m l 不支持信息嵌套体系结构，因而限制了全文检索功能，造成搜索 时间长且效率不高。同时，h t m l 对于数据只能提供一种显示方式，如果需要不 同的显示方式，就必须在服务器端重新产生这些数据和完整的h t m l 页。 2 ) 不可扩展性：h t m l 使用固定的标记或属性，不允许用户根据在w e b 上 表达一些特殊数据的需要去定义专用的标记或属性。 3 ) 数据结构简单：h t m l 并不支持表达数据库结构或面向对象的分级结构 所需要的深层次结构的规范。h t m l 只支持有限数量的数据结构，它没有提供真 正的分级或对象显示机制，并且需要额外的插件或扩展来使得结构被理解或控制。 4 ) 无有效性约束：h t m l 并不允许利用应用来检查数据的结构上的有效性。 由于h t m l 已经不能满足f ：；i i 益增多的w e b 应用，人们开始寻求替代它的页 面制作语言。由于h t m l 是s g m l 的子集，很自然考虑用s g m l 替代h t m l 。 但s g m l 有其自身的缺点，它十分庞大，既不容易学，又不容易用；它对于日常 的网络应用过于复杂，不易实现；并且几个主要浏览器厂商都拒绝支持。在这种 形势下，自然想到结合h t m l 和s g m l 的优点，设计一种精简的适合互联网应 用的s g m l 版本。这样一种新的置标语言x m i _ ( c x t e n s i b l cm a r k u pl a n g u a g e ， 可扩展标记语言) 就产生了，它既要具有s g m l 的强大功能和可扩展性，又具有 1 0 x l l 技术在基于w e b 的产品数据管理中的应用 h t m l 的简单性。 w 3 c 中列出的关于x m l 的最早的工作草案叫做“e x t e n s i b l em a r k u p l a n g u a g e ( x m l ) ”可扩展标记语言，日期为1 9 9 6 年1 1 月1 4 日。它指出x m l 将 是一个极其简单的s g m l 版本，将允许通用的s g m l 像h t m l 一样在w e b 上 被存储、接收和处理。x m l 文档被作为数据对象存储在计算机上，它们由实体组 成。这一草案指出实体可以包含文本或二进制数据。文本实体可以包含内容文本 和标记。在1 9 9 7 年1 2 月8 日，作为计划建议w 3 c 发布了x m l l 0 。x m l 具有 以下显著的特点： 1 1 可扩展性 x m l 保留了s g m l 的可扩展功能，允许各种不同的专业开发与自己的特定 领域有关的标记语言。在x m l 中，用户新创建的标签可在文档类型定义中加以 描述，并由相关的样式单文件提供这些标记的显示。对于浏览器开发商来说，不 需要对特定的领域提供特殊的支持，也不需要提供复杂的插件。企业可以用x m l 为电子商务等应用定义自己的标记语言，甚至特定的工业界一起来定义该领域的 特殊的标记语言，从而形成在该领域内信息共享与交换的基础。 务自描述数据 x m l 文档通常包含一个文档类型声明，因而x m l 文档是自描述的，不仅人 能读懂x m l 文档，而且计算机也能处理。x m l 文档中的数据可以被任何能够对 x m l 数据进行解析的应用所提取、分析、处理，并以所需格式显示。 x m l 表示数据的方式真正做到了独立于应用系统，并且这些数据能重用，所 以x m l 适合开放的信息管理。x m l 甚至还能用来表示那些以前不被看作文档但 是对传统的数据库来说又过于复杂而难以处理的数据。所以，x m l 文档被看作是 文档的数据库化和数据的文档化。x m l 使用的是非专有的格式，不受版权、专利、 商业秘密或是其他种类的知识产权的限制。特别是，基于自我描述的特点，x m l 数据能够被方便的交换和处理。 3 ) 结构化和集成的数据 x m l 能够很好地表现许多复杂的数据关系，并能够使不同来源的结构化的数 据很容易的结合在一起。目前，搜索多样的不兼容的数据库实际上是不可能的。 但x m l 使得文档从无结构的，变成了半结构化的，过去的搜索完全是基于文本， 现在则可以指定搜索某个标记内的值，因此基于x m l 的应用程序可以在x m l 文件c ，准确商效地搜索相关的数据内容，忽略其它不相关部分，从而引发更有意 义的搜索。 4 ) 数据和数据的显示方式实现分离 般束说，一篇文档包括三个要素：数据、结构以及显示方式。x m l 的数据 存储 * 式小受显示格式的制约，它提供了一种结构化的数据表不方式，使得文档 第：章x m l 技术综述 的三要素独立开来，分别处理。x m l 数据的显示，可以使用样式单，如x s l 和 c s s ，将数据呈现到浏览器中。这样对于同一个文档，如果需要改变其显示方式， 只需要修改它的样式单文件就可以了。另外，x l i n k ( x m l l i n k i n g l a n g u a g e ，x m l 链接语言) 标准定义了创建到外部资源链接的标准方法。x l i n k 使用x m l 语法来 在资源( 文件) 间提供链接，并提供实现双向链接甚至更复杂连接的能力。一个相 关的标准x p o i n t e r ( x m l p o i n t e rl a n g u a g e ) ，在x m l 文档内部提供了链接嘲。 5 ) x m l 具有较好的保值性 x m l 在般情况下使用的是非常简单的数据格式：可以用纯a s c i i 文本来 书写，也可以用几种其他定义好的格式来书写。a s c i i 文本是几乎不会“磨损” 的。丢失一些字节甚至是相当多的字节，剩下的数据还是可以读取的。这就与许 多格式形成了鲜明的对比，如压缩数据或是串行的j a v a 对象，这些数据即使丢失 一个字节，剩余的数据也变得不可读取了。 x m l 作为一种可扩展性标记语言，其自描述性使之非常适用于不同应用闯的 数据交换，并且这种交换是不以预先规定一组数据结构定义为前提，因此具备很 强的开放性，有着广阔的应用前景。这一切将使x m l 成为数据表示的一个开放 标准，这种数据表示独立于机器平台、提供商和编程语言。它将为数据交换带来 新的机遇，并有希望可以充当网际语言，成为数据和文档交换的标准机制。 2 2x m l 语法基础 构造x m l 文档的基本成分是元素( h e m e n t ) ，元素由标签( t a g ) 定义，由起 始标签、元素内容和结束标签组成。它的语法格式为： 文本内容( 标签 。 和h t m l 有所不同，在x m l 中，标签可以由用户自己创建。 x m l 支持元素的嵌套，无论x m l 文本内容有多长或多复杂，x m l 元素中 还可以再嵌套别的元素，这使得相关信息构成等级结构。但x m l 不像h t m l 那 样允许元素交迭，x m l 文档中的元素之间不是简单的前后次序关系，而是具有明 确的从属、依赖等关系，也正因为此，x m l 支持丰富数据结构。 下面的例子中， 的元素中包括了所有产品的信息，每件产品都由 元素来描述，而 元素中又嵌套 、 等元素。 轴 j 1 i 件 1 2 x g l 技术曲：基于w e b 的产品数据管理中的应用 p r o d u c t 齿轮 3 j i 件 | p r o d u c t ) f a i l 文档的元素形成一种层次结构，如果一个元素从文件头的序言部分之后 开始一直到文件尾，包含了文件中的所有的数据信息，则称之为根元素。根元素 包含了所有其他元素。) f i m l 元素是嵌套的，那么称被嵌套在内的元素为子元素。 上例中的 就是 的子元素。除了元素，x m l 文档中能出现的有 效对象是：处理指令、注释和属性。 1 ) 处理指令 处理指令给x m l 解析器提供信息使其能够正确解释文档内容，它的起始标 签是“ ”。 在所有x m l 文档的第一行都有一个x m l 声明： ， x m l 声明就是一个处理指令，这个声明表示这个文档是一个x j v i l 文档，它遵循 的是哪个x m l 版本的规范。 处理指令还可以有其它的用途，比如定义文档的编码方式是g b 码还是 u n i c o d e 编码方式，或是把一个样式单文件应用到x m l 文档上用以显示。 2 ) 注释 注释是x m l 文件中用作解释的字符数据，x m l 处理器不对它们进行任何处 理。注释是用“ ”括起来的，可以出现在x 2 d l 元素问的任何地方， 但是不可以嵌套。 3 ) 属性 属性给元素提供进一步的说明信息，它必须出现在起始标签中。属性以“名 称廒值对”出现，属性名不能重复，名称与取值之问用等号分隔，并用引号把取 值括起来。通常建议尽量不使用属性，而将属性改成子元素，因为属性不易扩充 和被程序操作。 一个x m l 文档首先应当是“格式良好”的，这是x m l 中一个重要的概念， 在x m l 中它不是指代码排列整理美观之类，而是具有明确的定义。“格式良好” 的x m l 文档要求： 1 ) 必须以一个x m l 声明开始； 2 ) 起始标签和结束标签必须匹配，结束标签是必不可少的； 3 ) 每个x m l 文档必须有唯一的根元素； 4 ) 元素应当正确嵌套，子元素应当完全包括在父辈元素中； 第二章x m l 技术综述 5 ) 保留字符必须用x m l 中特定的编码来表示； 6 ) 空元素的表示，一个标签以 符号结尾就表示空元素； 7 ) 大小写应一致，x m l 对字母的大小写是敏感的； 8 ) 属性必须包括在引号中：元素中的属性不允许重复。 不遵从上述规则将导致x m l 文档缺乏可处理性。任何x m l 解析器如果发现 x m l 数据中存在格式不良好的结构，就会向应用程序报告致命错误，它不一定导 致解析器终止操作，但不会再以正常方式向应用程序传递x m l 结构和数据。 x m l 这种允许自由地创建标签和属性的特点为应用带来了极大的方便。实际 上也正是由于x m l 可扩展的优点，x m l 文档在各个领域( 如科技词典、法律词 汇表、医学词汇表、计算机词汇表等) 的标准化建设中得到了广泛的应用。 然而，x m l 文档很多时候被用于数据交换，x m l 的自描述性和可扩展性使 之能够被广泛地用于在应用程序对象之间、不同平台应用中，甚至是i n t e r n e t 上 交换数据。然而，当用户想要与其他的不熟悉其文档结构的客户或者应用程序交 换x m l 文档时，所有这些参与者( 包括平台、应用程序及人) 是否都能正确理解 和使用这些x m l 文档，文档中用户自定义的标签能否被识别，这都将成为问题 所在。如果每个人都可以使用不遵循任何命名规范的标签来创建x m l 文档，其 他人怎样才能够使用这些文档呢? 下一章节将详细介绍x m l 的相关技术，来解决 这个问题和x m l 文档与其他应用的接口处理问题。 2 3x m l 相关技术 上一节，介绍了x m l 的基本语法知识，但是仅有上面的基础是不够的。定 义了一个x m l 文档，怎样在实际中应用呢? 所以还要了解相关的技术，例如： 有效性验证。测览与显示，解析器技术等等。下面就详细介绍这些相关的技术。 1 x m l 文档的结构定义：d t d 和x m l s c h e m a ” x m l 文件本质上是保存信息的结构化载体。为了得到x m l 文件的有效性， 你必须明确文件中的信息必须遵守哪些结构。这是通过s c h e m a 来实现的，s c h e m a 是一种描述x m l 文件中信息结构的模型。在x m l 中，s c h e m a 被用来建立某类 数据的模型。旦数据模型适合特定的数据类，我们就可以创建遵守该模型的结 构化x m l 文件。有两种基本的方法来定义x m l ：d t d 和x m ls c h e m a 。 文件内容模型极其重要的，因为它决定了元素的顺序和嵌套。这是d t d 控 制的首要约束，而这是源于s g m l 的传统解决方案规划，d t d 不具有约束数据 类型的功能，高级的x m l 数据s c h e m a 支持数据类型约束，而这在提供数据更高 程度合法性方面比d t d 方法具有更大的优势。 下面就列出了这两种方法之间的区别，供大家在使用的时候选择： 1 4 x m l 技术在基fw e b 的产品数据管理中的应用 1 ) d t d 基于专门语法，而x m l s c h e m a 基于x m l ； 2 ) x m ls c h e m a 基于x m l ，因此它们可以像其它x m l 文件一样被解析和 管理； 3 ) d t d 很简洁，但x m l s c h e m a 却相反； 4 ) 有很多工具可用来处理有d t d 的x m l 文件，而存在很少工具可用于x m l s c h e m a ： 5 ) x m l s c h e m a 支持大量的数据类型( 整数、浮点数、布