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中文摘要 论文题目： 专业： 硕士生： 指导教师： x ) d l 技术在钻井信息管理中的应用研究 计算机应用 宁刚( 签名) 张宁生、刘 摘要 随着石油企业计算机技术运用的不断深入，传统的基于i n t r a n e t 的钻井信息管理造 成的平台和数据结构的异构性使得不同部门及合作的石油企业间的钻井信息难以交换和 共享。数据集成和共享是当务之急。 根据x m l 的特性，把x m l 应用于钻井信息管理系统中，使用x i v i l 作为企业内部 和外部用户公用的钻井信息数据模型是解决以上问题的重要思路。针对以上情况，在钻 井信息系统的设计实现中为企业内部用户提供了x m l 数据w e b 报表功能。同时设计了 基于s o a p 和w s s e c u r i t y 的w i t s m l ( w e l l s i t ei n f o r m a t i o nt r a n s f e rs t a n d a r dm a r k u p l a n g u a g e ) 数据集成接1 ：3 ，即 v v i t s m l d i i b s w ( w i t s m ld a t ai n t e g r a t i o ni n t e r f a c eb a s e d o ns o a p & w s s e c u r i t y ) 。这个接口的作用是提供一个统一的查询手段、查询界面和x m l 查询结果，实现企业不同部门和企业间基于i n t e m e t 的信息集成。 w i t s m l d i i b s w 在信息集成系统、信息安全理论和技术基础上，采用x m l 作为 集成层的公共数据模型，将w i t s m l 应用于钻井信息管理，用基于x m l 的统一的表达 方式表示钻井数据；利用w e bs e r v i c e s o a p 技术提供独立于平台的数据集成接口：并使 用w s s e c u r i t y 技术保证了数据的安全性。 本文简述了x m l 数据的网页浏览功能，详细阐述了w i t s m l d i 3 s w 模块的体系 结构、工作流程、各模块的实现策略，和其中关键技术的实现。 关键词：x m lw i t s i ls o a pw s s e c u r i t y 钻井信息数据集成信息安全 论文类型：应用研究 ( 本文得到“无线传输、有线接入”钻井信息管理系统课题的资助) 英文摘要 s u b j e c t ： s p e c i a l t y ： n a m e ： 1 n s t r u c t o r ： a s t u d yo na p p l i c a t i o no fx m l i nd r i l l i n gi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t c o m p u t e ra p p l i c a t i o n n i n gg a n g ( s i g n a t u r e ) z h a n gn i n g s h e n g ，l i n 加 a b s t r a c l w i t ht h ed e v e l o p m e n to fc o m p u t e ra p p l i c a t i o n si ne x p l o r a t i o n p r o d u c t i o nc o m p a n i e s h e t e r o g e n e i t yo fp l a t f o r m sa n dd a t as t r u c t u r ec a u s e db yt r a d i t i o n a ld r i l l i n gd a t am a n a g e m e n t o nt h eb a s i so fi n t r a n e tm a k e si td i f f i c u l tt oe x c h a n g ea n ds h a r ed r i l l i n gi n f o r m a t i o na m o n g d i f f e r e n ts e c t i o n sa n do i lc o m p a n i e s i n t e g r a t i o na n ds h a r eo f d a t am u s tb ec o n s i d e r e d a c c o r d i n gt ot h ef e a t u r e so fx m l ，u s i n gx m l a st h ec o l r l l t l o nd a t am o d e lb o t hi n s i d e a n do u t s i d ee n t e r p r i s ei sa ni m p o r t a n ts o l u t i o nt oo v e r c o m i n gt h ea b o v ed i f f i c u l t i e s i nt h e d e s i g na n dr e a l i z a t i o no fd r i l l i n gd a t am a n a g e m e n ts y s t e m ，x m lw e br e p o r ti sp r o v i d e df o r i n t r a n e tu s e r s a n dw i t s m l ( w e l l s i t ei n f o r m a t i o nt r a n s f e rs t a n d a r dm a r k u pl a n g u a g e ) d a t a i n t e g r a t i o ni n t e r f a c eb a s e do ns o a p & w s s e c u r i t y ( w i t s m l d i i b s w ) i sp u tf o r w a r d w i t s m l d i i b s wp r o v i d e sau n i f i e dr e t r i e v a lt e c h n i q u e ，q u e r yi n t e r f a c ea n dx m lr e s u l ts e t t or e a l i z ed a t ai n t e g r a t i o na m o n gs e c t i o n sa n dc o m p a n i e so ni n t e m e t a c c o r d i n gt ot h et h e o r i e sa n dt e c h n o l o g yo fd a t ai n t e g r a t i o na n df e a t u r e so fx m l ，x m l d a t am o d e li s a d o p t e da st h ec o m m o nd a t am o d e la n dw e bs e r v i c e s o a pt h a ti sp l a t f o r m i n d e p e n d e n ti sa d o p t e da sd a t ai n t e g r a t i o ni n t e r f a c e b a s e do nt h et h e o r yo fi n f o r m a t i o n s e c u r i t y w s s e c u r i t yt e c h n o l o g yi su s e dt op r o t e c ta n ds e c u r et h ed a t at r a n s p o r t e do ni n t e m e t t h et h e s i si n t r o d u c e dx m lw e br e p o r ti nb r i e fa n dd e s c r i b e di nd e t a i lt h ea r c h i t e c t u r e ，t h e w o r k f l o w , t h ei m p l e m e n t i n gs t r a t e g yo fw i t s m l - d i i b s wa n dt h er e a l i z a t i o no fk e y t e c h n i q u e s k e y w o r d s ：x m l ，w i t s m l ，s o a p ，w s s e c u r i t y , d r i l l i n gi n f o r m a t i o n ，d a t ai n t e g r a t i o n ， i n f o r m a t i o ns e e u r i t y t h e s i s ：a p p l i c a t i o ns t u d y ( t h ep a p e ri ss u p p o r t e db yt h ep r o j e c to f r a d i ot r a n s m i s s i o n ，n e t w o r ki n p u t ”d r i l l i n g i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m ) i i 学位论文创新性声明 本人声明所呈交的学位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石油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。 论文作者签名：绷 学位论文使用授权的说明 本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读 学位期问论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、 公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接 相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。 论文作者签名：兰纽j 导师签名： 同期：矿、r s 1 矿 到南 日期：监土匿 第一章绪论 第一章绪论 1 1 石油企业信息化发展现状 国外现状及特点 2 0 世纪末的9 0 年代以来，是信息技术高速发展的时代。由于信息技术所特有的先 导性、渗透性，使信息技术在世界石油领域的发展呈现以下特点【1 j ： 1 ) 投资重点向信息技术装备转移。 2 ) 信息基础设施超前实施。 3 ) 信息集成系统已经成熟为统一的模式。随着社会、国民经济、企业不同层次和 不同范围的信息化的发展，国外石油公司均重视信息集成技术的应用，纷纷构架工厂级、 公司级甚至超公司级的信息集成系统。 4 ) 重视生产经营决策的科学化。 5 ) 扩展到供应链管理。随着市场的全球化，企业问的竞争日趋国际化。着眼于企业 内部的e r p 思想和技术已经暴露出明显的缺欠。因此e r p 将变为企业商务管理的一个 子系统，企业商务管理的方向将以改善供应链管理为主并培育跨国跨企业的更大范围和 规模的广泛协作，即电子协作。 6 ) 电子商务发展迅猛。1 9 9 5 年前，已经兴起了e d i ( 电子数据交换) 技术，为电 子商务打下了基础，但使电子商务得到迅猛发展普及的直接原因仍归功于i n t e m e t 。大多 数的世界石油、石化公司己经采用电子商务。 由面向业务变为面向用户，将是电子商务的主要特征。随着网络时代、网络经济的 发展，电子商务将演变为含义更广泛的电子业务和电子协作。 7 ) 重视知识管理和知识管理系统。它们是知识经济和信息技术在2 1 世纪初叶的一个 主题。 8 ) 重视实时企业的概念和技术。实时企业又称零等待企业，是由中间件和应用系统 集成而实现的自动化程度很高、对经济环境变化响应很快的经营模式。在线闭环控制系 统与在线分析系统的集成，将是实时企业的标志。 实时企业的目标是加快不同类型、不同部门、不同地点问的相关信息的传递、交流、 共享和处理，自动进行工作流程控制，对市场、外部环境及企业内部生产、经营要素变 化的迅速( 即实时) 响应或反馈，最大限度地减少等待时间和决策时间。 国内发展状况 石油工业也是我国国民经济的重要支柱产业，为国民经济各部门提供能源和基础原 材料及配套产品，在经济建设、国防事业和人民生活中发挥着极其重要的作用。由于石 油行业在全国工业的重要地位，因此，石油行业的信息化工作更加重要，企业信息化的 实现将更有利地带动我国经济快速地发展。 近年来，在我国石油工业迅速发展的同时，石油企业信息技术应用也有了长足的进 西安石油大学硕士学位论文 步。为应对经济全球化和w t o 的挑战，最大限度地提高企业竞争力，赢得新发展，石 油和化工企业对信息化工作十分重视，各石油企业积极采用先进的电子信息技术改造和 提升石油传统产业，信息化工作有了较大发展，取得了较好的效益，在资金投入、装备 水平、应用广度和深度、人员素质等方面，都有明显的提高。信息技术已经渗透到各个 企业中，对改造传统模式、加快结构调整起到了重要作用，一批重点企业竞争力明显增强， 出现了一批信息技术应用较成功的典型。 中国石油企业信息化工作已经越过起步阶段，进入发展提高阶段。信息技术应用已 经步入到从点到面、从单项到系统、从单机到网络、从局域网到广域网再到因特网、从 微机到服务器、从分散到局部集成、从生产到经营、从提高管理效能到提高经济效益的 阶段，并取得了可喜的成绩。数据文字处理、制表、单项业务处理等基本实现计算机化； 以微机、工作站、小型机服务器和局域网为基础的各种生产经营业务管理信息系统应用 已在大部分企业实现；部分特大型企业实现了以广域网为基础的企业级管理信息系统。 由于观念、机制、人员和技术等诸多因素的限制，中国石油企业与发达国家大石油 企业相比，在计算机装备、网络覆盖面、信息技术应用深度等方面，还存在较大差距，信 息技术应用仍处于相对初级阶段，技术积累差，低水平重复开发现象严重。目前石油和 化工企业信息化工作发展还不平衡，有的企业对信息化工作重视程度还不够，有的企业 在推动企业信息化的时候盲目效仿国外企业，投入很大，效果不够理想【2 】。 1 2 问题及发展趋势 2 1 世纪世界将全面进入知识经济时代。2 1 世纪初叶主导知识经济社会的仍是信息经 济。信息系统是资金投入的重点，把数据转换为信息，把信息转换为知识，把知识转换 为智慧，把智慧转换为科学决策的方法以及对信息、知识的应用、管理、存储和传递将 是石油企业竞争能力的关键。改进和加强信息系统仍然占据石油工业发展战略中的核心 位置，只有这样才能使整个石油工业高效经济地运行。 但是随着石油企业计算机技术运用的不断深入，不同软件、不同部门及合作的石油 企业间的数据信息往往不能共享，设计、管理、生产的数据也难以进行交流。即便是现 在做得比较好的勘探系统和开发系统，数据库建设和综合开发、共享也还是有差距的， 基本上是一些局部的、分散的，没有形成规模【3 1 。数据出现脱节，即产生“信息孤岛“。 这势必给企业的运行带来以下不便： 1 ) 信息需要重复多次的输入。 2 ) 信息存在很大的冗余。 3 ) 大量的垃圾信息。 4 ) 信息交流的一致性无法保证。 “信息孤岛”的问题已经严重的阻碍了企业信息化建设的整体进程。石油工业的一个 主要目标就是将专业信息系统集成为大系统，使信息能够超企业、跨地区的自由流通， 开发开放式系统。因为单个公司已经难以面对全球市场激烈竞争的现实，只有合作，才 2 第一章绪论 能生存和发展。要建立国家级的数据库群和国家级的网络。数据将作为资产，只一次进 入，对所有人员和程序都共享，提高所有人员的工作效率，各种文件都联机使用。 从数据集成和共享来看，无缝数据集成和共享是当务之急。如果勘探开发数据存放 在不同的数据库，甚至远隔千里都能够做到动态数据集成，而且应用实施之后的结果可 以随意存放到异地异构的数据库或数据仓库，这个难题在国际上是典型的行业挑战。长 久以来，各油田一直致力于油田勘探开发数据的数据集成和共享。 国际上数十个石油公司和技术服务公司早在九十年代初期就开始p o s c ( p e 订o t c c h n i c a lo p e ns o f t w a r ec o r p o r a t i o n ) 开放式数据库的共同研究开发，试图解决石油行业种 类各异、难以兼容的难题。 p o s c 成立于1 9 9 0 年，是一个非盈利的组织，专注于推进国际石油行业的勘探生 产的集成的商业过程和计算技术。p o s c 目前有超过1 0 0 家成员，中国石油天然气集团 公司( c n p c ) 也是其中之一。p o s c 的注意力是为勘探生产的软件应用和数据管理系统 制定规范。这套规范描述了软件应用，数据库管理系统，工作站，用户间的标准接口。 这套规范使得数据在应用程序间顺畅流动。现在p o s c 用术语应用程序的互操作和有意 义的数据交换来描述这些概念。p o s c 当前的和未决的活动项目包括i n t e m e t 交换标准工 作( 主要是基于x m l 的数据标准) ，实用勘探生产标准工作、数据管理标准工作等。 目前国际对p o s c 的研究利用方兴未艾，也提出了一些原型系统，但实用系统并不 多。国内目前有大庆石油学院、胜利油田等单位在进行这方面的研究，胜利油田国家十 五“8 6 3 ”计划项目 m e s 为基础的数字油田p e t r o d w 研发及应用”也将利用p o s c 标准提 交原型软件。总体上看国内对p o s c 的研究和利用才刚刚兴起。 1 3 论文的研究耳的及意义 将x m l 应用于钻井信息管理，用基于x m l 的统一的表达方式表示钻井数据。利用 w e bs e r v i c & s o a p 技术提供独立于平台的数据集成接口，消除石油企业“信息孤岛”，实 现企业内部资源整合和企业间的信息集成。使用x m l 显示钻井数据。利用x m l 数据内 容与显示分离的特点，实现x m l 数据在本地的灵活多样化显示；解决h t m l 缺乏对数 据结构的描述、应用程序难以理解文档内容、抽取语义信息的缺点为进一步的利用钻井 数据打下基础。 1 4 论文的构思和主要工作任务 1 4 1 论文的框架内容 第一章：绪论。概要的介绍了国外石油企业信息化建设基本情况，同时介绍了国内 石油企业信息化建设的现状及存在的问题，从而引出本课题应用研究的目的及实现意义。 第二章：扩展标记语言x m l 。简要介绍了x m l 的发展过程，x m l 的定义及其特 点、优点，与x m l 相关的处理技术。接着简要介绍了基于x m l 的专用于描述石油钻井 数据的p o s cw i t s m l 技术。 第三章：简单对象访问协议s o a p 。简要介绍了w e b s e r v i c e 技术的定义、架构、关 西安石油大学硕士学位论文 键技术。着重讲述了s o a p 技术中的一些重要概念。 第四章w e b 服务安全性语言w s s e c u r i t y 。简要介绍了安全技术基础，信息安全、 对称密钥密码体制，公钥密码体制，数字签名的概念。着重介绍了x m l 签名，x m l 加 密，w s s e c u r i t y 安全性语言的概念、语法语义。 第五章钻井信息管理系统数据集成接口的设计。简要介绍了钻井信息管理系统的总 体框架。在比较各种相关技术的基础上，重点介绍了钻井信息交换与集成的接口模块 w i t s m l d i i b s w 的技术路线和框架模型、各主要功能部件、安全性解决方案及工作流 程。 第六章钻井信息管理系统数据集成接口的实现。详细描述了基于j 2 e e 的 w i t s m l - d i i b s w 具体实现。详细介绍了基于密码体制及x m l 签名、x m l 加密、 w s s e c u r i t y 语言的数据加密，签名，认证的实现。 第七章结论与展望。对所做的工作进行了总结，指出工作的价值、特点、创新及不 足；同时对论文的后续工作进行了展望。 1 4 2 主要工作任务 1 ) 通过对论文的研究背景和研究现状的分析给出论文研究的必要性。通过对相关领 域理论与技术的研究，找出适合系统的技术路线。 2 ) 研究p o s ci n t e r n e t 交换标准( 主要是w i t s m l 标准) 的应用。 3 ) 研究x m l 数据的存储方式，关系数据库与x m l 之间数据转换的基本原理及方 法。实现x m l 数据存取。 4 ) 实现基于x m l 的网页浏览。 5 ) 研究s o a p 技术在石油企业数据交换、数据集成中的应用。 6 ) 研究基于x m l 、w s s e c u r i t y 的数据交换、集成的安全性。 7 ) 基于x m l 、p o s c 、s o a p 、w s s e c u r i 哆等标准，建立保证x m l 数据安全性的 数据交换与集成接口。 4 第二章扩展标记语言x m l 第二章扩展标记语言x m l 2 1x m l 的产生背景 自从第一个h t m l 版本后，预定义的h t m l 元素已经得到了极大的扩展，但是 h t m l 仍然无法适用于已定义的众多文档类型。h t m l 在高级w e b 应用中有它固有的一 些缺点例如： 1 ) 它是一种表示技术，它包含了关于如何显示信息的标签，但是标签和数据是结合 在一起的，很难进行分割，h t m l 是描述格式的无法描述语义。 2 ) 它的标记集合是固定的，你不能在自己的应用中扩展h t m l 标记，而且h t m l 是 ”扁平”式的结构，你不能指定数据的层次结构。 3 ) 它不允许用户对数据进行变换以便进一步进行处理，h t m l 实际上是由服务器产 生的，客户端从某种意义上只是起到显示的作用。 4 ) 它对数据只提供了一个“视图”，如果你想要得到不同的视图的话，你必须重新生 成一个h t m l 网页。 h t m l 的格式既不适合机器分析也不适合人阅读它的源码，而且它的格式要求比较 松散，h t m l 解释器采用的是尽量解释的机制。这样造成同一个页面在不同的浏览器中 可能显示的结果大不相同。 s g m l ( s t a n d a r dg e n e r a l i z e dm a r k u pl a n g u a g e ) 可以作为描述w e b 文档的扩展语 言。然而s g m l 太复杂、太麻烦，无法有效地在w e b 上传递信息。s g m l 所提供特性 的灵活和冗余使得编写需要在w e b 浏览器中处理和显示s g m l 信息的软件变得困难。 1 9 9 6 年，w 3 c ( w o r l dw i d ew e bc o n s o r t i u m ) 的x m l t 作组( x m lw o r k i n gg r o u p ) 开发了专门为在w e b 上传递信息而设计的经过改进的s g m l 子集，并把它命名为扩展 标记语言( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ，x m l ) 。2 0 0 4 年2 月4 号w 3 c 推出了蛆l 1 0 ( t 1 1 i r a e d i t i o n ) 和x m l l 1 版。x m l l 0 ( t h i r de d i t i o n ) 代替1 9 9 8 年2 月1 0 号发布的x m l l 0 版。 x m l l 1 增加了一些新的特性。如果不需要x m l l 1 的新特性，鼓励创建x m l l 0 文档【4 】。 2 2x m l 的定义 x m l 是为w e b 优化的s g m l 的简化版本。x m l 允许在描述一个特定的文档时设计 自己的元素。个人或者一个标准体可以定义一个x m l 应用( 词汇表) ，它是一个可以 用来描述特定文档类型的通用元素集和文档结构。x m l 语法提供了t l s g m l 更少的选 项，使得人们阅读x m l 文档和程序员编写用来访问、显示文档信息的浏览器、脚本和 w c b 页更容易。 w 3 c 的x m l 工作组是这样描述该语言的：“扩展标记语言( x m l ) 是s g m l 的子 集，其目标是允许普通的s g m l 在w e b 上以目前h t m l 的方式被服务、接收和处理。 x m l 被设计成易于实现，且可在s g m l 和h t m l 之间互相操作。”这段话是从正式的 x m l 规范1 0 版本中引述的，该规范是x m l 工作组在1 9 9 8 年2 月完成的。下面是一个 西安石油大学硕士学位论文 x m l 的例子，它的标记清楚的说明了这使一口油井并说明了油井的编号、名字、位置。 初探井 q 3 2 3 l 的正式目标 下面是t h ew o r l dw i d ew 曲c o n s o r t i u m ( w 3 c ) 的x m l l 0 ( t h i r de d i t i o n ) 式规范中 阐述的x m l 的1 0 个设计目标【5 】： 1 ) x m l 应该可以直接用于i n t e m e t 。x m l 的主要设计目标是在w e b 上保存并传 递信息。 2 ) x m l 应该支持各种应用程序。尽管x m l 的主要目的是通过服务器和浏览器程 序在w e b 上传递信息，但是它还可以被其他类型的程序使用。 3 ) x m l 应该与s g m l 兼容。x m l 是s g m l 的专用子集。这种特性的一个好处是 s g m l 软件工具可以很容易地适用于x m l 。 4 ) 编写处理x m l 文档的应用程序应该很简单。 5 ) x m l 中可选特性的数目应该尽可能地少，理想情况是零。x m l 中可选特性的 数目最少使得编写处理x m l 文档的程序更容易。 6 ) x m l 文档应该便于人阅读而且相当清晰。人们可以很容易地阅读x m l 文档， 因为它是用纯文本编写的，而且具有类似树型的逻辑结构。你可以通过为文档元素、属 性和实体选择有意义的名字，并且增加有用的注释来增强x m l 的可读性。x m l 被设计 为混合语，以便在用户和程序之间交换信息。可读性可通过允许人们( 以及特殊的软件 程序) 编写和阅读x m l 文档来实现目标。这种便于人阅读的特性使x m l 区别于大部分 被数据库和字处理文档所使用的专用格式。 7 ) x m l 设计应该很快地准备好。 8 ) x m l 的设计应该正式而且简洁。 9 ) x m l 文档应该易于创建。要让x m l 成为一种适用于w e b 文档的实用标记语 言就要求x m l 文档本身必须很容易创建。 1 0 ) x m l 标记的简洁是最不重要的。为了满足前面目标6 的要求( ) 0 v i l 文档应该 便于人阅读且相当清晰) ，x m l 标记不应过于简洁，以致于含义模糊。 2 4x m l 的优点 1 ) x m l 可以用于本地计算的数据。传递到桌面的数据可以进行本地计算。x m l 解 第二章扩展标记语言x m l 析器可以读取数据，并将它递交给本地应用程序( 例如浏览器) 进一步查看或处理。数 据也可以由使用x m l 对象模型的脚本或其他编程语言来处理。 2 ) 可以为用户提供正确的结构化数据视图。传递到桌面的数据可以以多种方式表示。 本地数据集，可以根据用户喜好和配置等因素，以适当的形式在视图中动态表现给用户。 3 ) 允许集成不同来源的结构化数据。一般情况下，使用代理，在中间层服务器上集 成来自后端数据库和其他应用程序的数据，使该数据能够传递给桌面或者其他服务器， 做进一步聚合、处理和分布。 4 ) 描述来自多种应用程序的数据。由于x m l 是可扩展的，因此它可以用于描述 来自多种应用程序的数据，从描述w e b 页面集合到数据记录。由于数据是自描述的， 因此不需要数据的内置描述，也能够接收和处理数据。 5 ) 通过粒度更新来提高性能。x m l 允许粒度更新。开发人员不必在每次有改动时 都发送整个结构化数据集。有了粒度更新后，只有改变的元素才必须从服务器发送到客 户机。改变的数据可以在不必刷新整个页面或表的情况下显示。 2 5x m l 相关标准 文档类型定义( d t d ) 一项文档类型定义应规定元素清单、属性、标记、文档中的实体及其相互关系。d t d 为文档结构制定了一套规则。d t d 以元素、实体、属性和记号的标记声明来做到这一点。 d t d 可以包括在包含它描述的文档的文件中，或者与外部的u r l 相链接。这些外部d t d 可以被不同文档和网站所共享。d t d 为应用程序、组织和兴趣组提供了共同遵循的方法， 同时也以文档形式阐述了标记标准并强制遵守此标准。 x m ls c h e m a x m ls c h e m a 是d t d 之后第二代用来描述x m l 文件的标准。提供了定义x m l 文 档的结构、内容和语义的方式【6 l 。x m ls c h e m a 经过不断的修改和完善，w 3 c 组织于2 0 0 1 年5 月2 日确定了s c h e m a 的推荐标准，它主要有以下几个特点： 1 ) 一致性。s c h e m a 使得对x m l 的定义不必再利用一种特定的形式化的语言，而是 直接借助x m l 自身的特性，利用x m l 的基本语法规则来定义x m l 文档的结构，使得 x m l 达到了从内到外的完美统一，也为x m l 的进一步发展奠定了坚实的基础。 2 ) 扩展性。s c h e m a 对d t d 进行了扩充，引入了数据类型、命名空间，从而使其具备 较强的可扩展性。 3 ) 互换性。利用s c h e m a ，能够书写x m l 文档以及验证文档的合法性。另外，通过特 定的映射机制，还可以将不同的s c h e m a 进行转换，以实现更高层次的数据交换。 4 ) 规范性。同d t d 一样，s c h e m a 也提供了一套完整的机制以约束x m l 文档中置标 的使用。相比之下，后者基于x m l ，更具有规范性。s c h e m a 利用元素的内容和属性来定义 x m l 文档的整体结构，如哪些元素可以出现在文档中，元素间的关系是什么，每个元素有 哪些内容和属性，以及元素出现的顺序和次数等，可一目了然。 西安石油大学硕士学位论文 x s l 变换 可扩展的样式语言( e x t e n s i b l es t y l el a n g u a g e ，x s l ) 包括变换语言( t r a n s f o r m a t i o n l a n g u a g e ) 和格式化语言( f o r m a t t i n gl a n g u a g e ) 。每种语言都是一个x m l 应用程序。变 换语言提供定义规则的元素如何将x m l 文档变换成另一个x m l 文档。被变换的x m l 文档可能使用原文档的标记和d t d ，或者使用一组完全不同的标记。特别是，可能会使 用x s l 第二部分( 格式化对象) 定义的标记。变换和格式两部分可相互独立地起作用。 可扩展的样式语言( e x t e n s i b l es t y l el a n g u a g e ，x s l ) 的第二部分是格式化语言。这是 x m l 应用程序，用来描述如何将内容显示给读者。一般地说，样式单使用x s l 转换语 言，将x m l 文档转换成使用x s l 格式化对象符号集的新的x m l 文档。x s l 格式化对 象提供了比h t m l + c s s ( 甚至c s s 2 ) 更为高级的可视化布局模型。 x l i n kx p o i n t e r x l l ( 可扩展的链接语言，e x t e n s i b l el i n k i n gl a n g u a g e ) 分为两部分：x l i n k 和 x p o i n t e r 。x l i n k ( 即x m l 链接语言，x m ll i n k i n gl a n g u a g e ) 定义一文档如何与另一 文档的链接。x p o i n t e r ( 即x m l 指针语言，x m lp o i n t e rl a n g u a g e ) 定义文档的各部分 如何寻址。x l i n k 指向u r i ( 实际为u r l ) ，以指定特定的资源。此u r l 可能包含x p o i n t e r 部分，更明确地标识目标资源或文档所期望的部分或节。 命名域 x m l 的用途不是单一的。但是将不同的x m l 应用程序的标记混合，并进行匹配时， 可能会发现同个标记已用于两个不同对象。命名域( n a m e s p a c e ) 可以解决这些问题， 它是将u r i 与各标记集相关联，并在每个元素前加上一个前缀，以表示它属于哪个标记 集。 d o m x m ld o m ( 文档对象模型) 对象提供了一个标准的方法来操作存储在x m l 文档中 的信息，这就是d o m 应用编程接口( a p i ) 函数。它是应用程序和x m l 文档之间的桥 梁。d o m 包含两个关键的抽象概念：一个是树状的层次结构，另一个是用来表示文档 内容和结构的节点集合。树状层次包括了所有节点，节点本身也可以包含其他的节点。 这样的好处是可以通过这个层次结构来找到并修改某一特定节点的信息。 x p a t l l x p a t h 是为x m l 定义的查询语言，它提供在文档中选择节点子集的简单语法。通 过x p a t h ，通过指定类似于目录的路径( 即名称) 以及路径中的条件，可以检索元素集 合。 s a x ( s i m p l e a p if o r x m l ) s a x 分析器，它针对处理大型文档和高吞吐量的情况进行了优化的。s a x 是基于 事件的分析器，它读取文档并将分析事件( 例如元素的开始和结尾) 直接报告给应用程 序。用户创建的应用程序实现了处理不同事件的处理程序。 第二章扩展标记语言x m l 2 6 井场信息传输标准标记语言w i t s m l 国际上各石油勘探开发公司都采用了集成的，可共享的i t 技术以提高公司的管理决 策水平。在油田生命周期的各个阶段都有大量的数据要从服务公司传输到勘探和开发公 司。在不同公司问实现数据的无缝交流将极大的方便公司的决策。 w i t s m l ( w e l l s i t ei n f o r m a t i o nt r a n s f e rs t a n d a r dm a r k u pl a n g u a g e ) 是基于x m l 的井 场信息传输标准标记语言，其目的是井场数据在o p e r a t o r s 和s e r v i c ec o m p a n i e s 之间适时 的( r i 曲t t i m e ) 无缝流动以加速和提高决策【7 。现在w i t s m l 仍在不断的完善当中。 w i t s m l 产生于w i t s ( w e l l s i t ei n f o r m a t i o nt r a n s f e rs p e c i f i c a t i o n ) 但包含了现代数据展 现的标准( ) 口l ) 。w i t s 定义了数据对象的结构和内容，同时也提供了好几种不同的数 据传输方式。在国外w i t s 曾在8 0 年代后被广泛使用，它把预定义的数据对象通过串 口线或t c p i p 协议从一个点传输到另一个点。大部分服务公司支持w i t s 数据记录的产 生。而油田公司则使用接收应用程序来接收数据。虽然w i t s 有种种优点但已跟不上现 代钻井技术的发展。它有以下几个缺点 8 】o 1 ) 过时的m w d ( m e a s u r e m e n tw h i l ed r i l l i n g ) 数据格式。 2 ) 数据是记录驱动的不是对象驱动的。 3 ) 用不同的测量单位操作数据很不灵活 4 ) w i t s 可扩展但无法自描述。 5 ) 使用二进制无法实现平台独立性 由于以上缺点2 0 0 0 年1 0 月由b p ，s ta _ c o i l 与一些主要的服务公司发起了w i t s m l 项 目。第一阶段已经定义了以下数据对象模式：w e l l 、w e l l b o r e 、l o c a t i o n 、u n i t s 、l o g s 、 r e a lt i m e 、t r a j e c t o r y 、t a r g e t 。下一阶段将定义更多的数据对象。2 0 0 2 年颁布了 w i t s m l l 1 版，2 0 0 3 年2 月颁布了w l t s m l l 2 版，2 0 0 5 年3 月1 6 号颁布了w i t s m l l 3 版。在1 2 版颁布时w i t s m l 的管理权被移交给了p o s c ( p e t r o t e c h n i c a lo p e l ls t a n t a r d s c o n s o r t i u m ) 。w i t s m l 未来的目标是： 1 ) 强化对最初的钻井领域的用例支持 2 ) 扩展在钻井领域内的实施范围以支持余下的用例 3 ) 扩展到其他井场工作领域，例如完井，测井等。 4 ) 寻求与其他相关工业标准的对接。 5 ) 密切关注与其相关的底层技术的发展，如x m l ，s o a p w s d l 等。 2 - 2 节的x m l 例子也是w i t s m l 油井对象的例子，由于篇幅的原因省略了一些标 记。 西安石油大学硕士学位论文 第三章简单对象访问协议s o a p 3 1 分布式技术简介 分布式系统是为解决单个问题而紧密结合在一起工作的多处理机的集合。它可能意 味着一个由地理上分散的各自独立的处理机组成的计算机网络，这些处理机连接在一起 以实现对不同资源的共享 9 i 。分布式对象技术目前已经成为建立多层的服务应用框架和 软件构件的核心技术，在开发大型分布式应用系统中表现出强大的生命力，逐渐形成了 4 种具有代表性的主流技术，即m i c r o s o f t 的c o m d c o m c o m + 技术、s u n 公司的j a v a 技术、o m g 的c o b r a 技术以及i b m 、s u n 和m i c r o s o f t 等公司共同发布的w e bs e r v i c e 技术。0 1 。 3 2 、b 服务技术 w e bs e r v i c e 是一种分布式的计算技术，是一系列标准的综合，包括x m l ，s o a p ， u d d i ( u n i v e r s a ld e s c r i p t i o nd i s c o v e r ya n di n t e g r a t i o n ，通用描述，发现和集成) ，w s d l ( w 曲s e r v i c ed e s c r i p t i o nl a n g u a g e ，w e b 服务描述语言) 等。w e bs e r v i c e 利用这些标准 提供了一个松散耦合的分布式计算环境。服务提供者将其商业应用服务封装成一个个相 对独立的w e bs e r v i c e ，服务消费者在i n t e m e t 或者i n t r a n e t 上通过绑定到h t t p 的s o a p 协议来访问商业应用服务。 w e bs e r v i c e 架构 w e bs e r v i c e 使用s o a ( 面向服务的体系结构，s e r v i c eo r i e n t e d a r c h i t e c t u r e ) ，它 能够通过因特网来描述、发布、定位以及调用。在w e bs e r v i c e 的体系架构中包括三个 角色：服务提供者( s e r v i c ep r o v i d e r ) 、服务请求者( s e r v i c er e q u e s t o r ) 、服务注册器( s e r v i c e r e g i s t r y ) 。角色间主要有三个操作：发布( p u b l i s h ) 、查找( f i n d ) 、绑定0 3 i n d ) 。如图3 一l ： f b i n d 卜_ 卜 图3 1 s o a 架构 w e b s e r v i c e 中涉及服务本身和对服务的描述两个部分。典型的应用过程是：服务提 供者开发一个通过网络可以被访问的服务，然后将服务的描述注册到服务注册器或者发 送给服务请求者：服务请求者通过查找动作在本地或服务注册器中检索服务描述，找到 后，通过绑定就可以使用该项服务。 第三章简单对象访问协议s o a p w e bs e r v i c e 技术平台基于x m l & x s d ( x m ls c h e m ad e f i n i t i o n ) 、s o a p 、w s d l 、 u d d i 标准来实现分布式应用系统的创建。主要内容如下1 ： 1 ) 提供标准数据表示方法( x m l ) 和类型系统( x s d ) ，从而实现不同平台、编程 语言和组件模型中的不同类型系统的互操作性。 2 ) 提供对w e bs e r v i c e 进行远程调用的方法，这种方法实际是一种远程过程调用协 议( r p c ) ，而且这种r p c 协议与平台和编程语言无关。 3 ) 提供一种标准来描述w e bs e r v i c