（电力系统及其自动化专业论文）跨平台的变电站监控信息web发布系统的设计与实现.pdf

华北电力大学( 北京) 硕士学 位论文摘要 摘要 本文设计并实现了跨平台的变电站监控信息w e b 发布系统软件。论文简要介绍 比较了三种主要的监控信息发布系统实现方法， 指出采用we b 发布信息的优越性; 详 细阐述了j a v a 的跨平台及网络服务器开发技术。 分析了w e b 应用软件体系结构， 并将 基于j a v a 平台的三层软件体系结构作为指导思想，通过软件编程实现了系统各部分 功能模块。最后对系统的运行环境进行了配置，总结了优化j a v a 编程实现和提高数 据库访问效率应注意的几个问题。总之，采用j a v a 技术进行跨平台的变电站监控系 统信息w e b 发布系统软件开发有着切实的适用前景。 关键词:跨平台，监控系统，j a v a , we b 服务器，j s p abs t r act t h e d e s i g n a n d i m p l e m e n t a t i o n o f c r o s s 一p l a t f o r m s u b s t a t i o n s u p e r v i s o r y c o n t r o l i n f o r m a t i o n p u b l i s h i n g s y s t e m i s i n t r o d u c e d i n t h i s t h e s i s . a m o n g t h r e e p u b l i s h i n g m e t h o d s , t h e o n e w h i c h u s e we b t e c h n o l o g y h a s m o r e s u p e r i o r i t y t h a n t h e t r a d i t i o n a l . t h e t h e s i s e x p o u n d s p a r t i c u l a r l y t h e c r o s s 一p l a t f o r m o f j a v a , a n d s u c h k e y t e c h n o l o g y a s we b s e r v e r d e v e l o p me n t t e c h n o l o g y a n d s o f t w a r e s y s t e m s t r u c t u r e a r e d i s c u s s e d . t h e t h r e e - t i e r s t r u c t u r e b a s e d o n j a v a p l a t f o r m i s t h e n s e l e c t e d a n d t h e s o u r c e c o d e o f e a c h f u n c t i o n m o d e l i s d e v e l o p e d , f i n a l l y , t h e r u n n i n g e n v i r o n me n t o f t h i s s y s t e m i s d i s p o s e d a n d s o m e p r o b l e m s i n o p t i m i z a t i o n o f j a v a p r o g r a m mi n g a n d i m p r o v e m e n t o f d a t a b a s e a c c e s s e f f i c i e n c y a r e s u m ma r i z e d .i n a w o r d ,u s i n g j a v a t e c h n o l o g y t o d e v e l o p t h e c r o s s 一p l a t f o r m s u b s t a t i o n s u p e r v i s o r y c o n t r o l i n f o r m a t i o n p u b l i s h i n g s y s t e m h a s w e l l f o r e g i a n d i n p r a c t i c e l u c h u n y a n ( e l e c t r i c p o w e r s y s t e m a n d i t s a u t o m a t i o n ) d i r e c t e d b y p r o f z h a n g z h e n h u a k e y wo r d s : c r o s s 一p l a t f o r m, s u p e r v i s o r y c o n t r o l s y s t e m , j a v a ， we b s e r v e r , j s p 声明 本人郑重声明；所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取 得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外本学位论文的研究成果不包含任 何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均 已在文巾咀明确方式标明。 特此申明。 签名 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保管、并向有关 部i 、j 送交学位沧文的原件与复印件；学校可毗采用影印、缩印或其它复制手段复制井保存学 位论文；学校可允许学位论文被查甑或借阅：学校可以学术交流为目的，复蒋赠送和交换学 侍论文：同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或帮分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定、 作者签名：勉导师签名：墨鱼瑶聋 一一 兰韭皇垄丛堂g ! 壅2 堡主兰竺堕墨 主要符号表 英文名称英文全称 中文全称 j v mj a v av i r t u a im a c h i n ej a v a 虚拟机 j 2 旺 j a v a2s t a n d a r de d i t j o l 7 1j a v a2 平台标准版 j 2 e ej a v a2p l a t f o r me n t e r p r i s ee d i t i o nj a v a2 p 台企、i k 版 j s pj a v as e r v e rp a g e j a v a 服务器页面 ls o r r i e rs e r v l e t 服务器小程序 【a p ! z l e ta p p l e t客户端小程序 lj d b c j a v ad a t a b a s ec o n n e c t i v i t y j a v a 数据库连接 b sb r o w s e r s o r v e r 浏览器服务器模式 ic 塔c l i e n u s e r v e r 客户机，服务器模式1 华 北 电 力 大 尝 ( fi r 京 ) b oa 士 尝 些 竺 左一 第一章 引言 变电站监控系统的发展 变电站是电力企业的动力心脏，其监控系统的发展经历了几个不同阶段。 在早期，变电站没有办法及时地了解和监视各个变电站的运行情况，更谈不上 对线路和设备进行直接控制。全站设备运行情况，线路的电流，电压，功率等情况 调度中心都不能及时掌握，调度员和变电站的联系主要是电话，由变电站值班人员 定时打电话向调度员报告本站的电流，电压， 功率等数据， 调度员需根据情况汇总， 分析，花费很长时间才能掌握系统运行状态的有限信息。严格说来，这些信息己经 属于 历史” 了。调度员只能根据事前通过大量人工手算得到的各种系统运行方式， 结合这些有限的。 历史” 性信息，加上个人的经验，选择某种运行方式，再用电话通 知各个车间值班人员进行调整控制。 一旦发生事故， 也不能及时了解事故现场情况， 及时进行事故处理。需要较长的时间，才能恢复正常运行。显然，这种落后的状况 直接影响电力企业的安全运行。 监控系统的第二个发展阶段，是远动技术的采用。安装于各个变电站的远动装 置，采集负荷情况、线路电流，电压，功率等实时数据，以及各开关的实时状态， 然后通过控制电缆传给调度中心并直接显示在调度台的仪表和模拟屏上。调度员可 以随时看到这些运行参数和全系统运行方式，还可以立刻“ 看到” 开关等设备的事故 跳闸 ( 模拟屏上相应的图形闪光) 。调度中心可以有效地对全局供电系统的运行状 态进行实时的监控。调度员还可以在调度中心直接对某些开关进行投入和切除的操 作。这种布线逻辑式的装置的采用，使变电站的监控系统可以实现遥测、遥信、遥 控、遥调的功能。 监控系统的第三个发展阶段，是电子计算机在工业控制系统中的应用。现代电 力企业生产规模越来越大，对电能质量及供电可靠性的要求越来越高，由于能源紧 张，人们对系统运行的经济性也越来越重视。全面解决这些问题，就需要对大量数 据进行复杂的分析和计算。监控系统需要装备类似人的“ 大脑” 的设备，这就是电子 计算机。利用计算机对变电站的各种动态参量加以组织分析，再以数据，图表，色 彩及音响等形式形象直观地呈现在值班人员面前。借助于该系统，值班人员能提前 发现事故隐患，作到防患于未然。万一发生事故也能迅速找出事故原因，及时处理 缩短停电时间减少经济损失。还可对有限的电力资源合理分配使用，为科学管理， 经济调度提供理论依据和现代化手段【 了 。 华 北 电 力 大 学 ( 北 京 ) r 士 !ml ie 立 1 . 2建立变电站监控信息 w e b 发布系统的必要i1 及意义 二十世纪末到二十一世纪初，计算机网络技术和运用得到了迅猛的发展，互联网 ( i n t e r n e t ) 的出 现并日 渐成为最为方便快捷和极具活力的载体。 越来越多的 组织、 团 体和个人通过互联网发布和收集各种信息，而万维网，即w w w ( w o r l d w i d e w e b ) ，也称 为w e b 则是其最主要的方式。 采用i n t e r n e t 和w e b 改变传统的 信息传递方式， 从i o m b p s 共享式网络升为 1 0 0 m b p s , 1 0 0 0 m b p s交换式网络，软件系统从客户/ 服务器模式迁移到 浏览器/ 服务器模式。 随着变电站自动化水平的不断提高， 相当数量的变电站采用或拟改造为无人职守 方式，电力用户要求通过本地浏览器， 从局域网和广域网上都能查看变电站的实时及历 史运行信息，这些用户需要得到电力系统的运行状况以进行决策、 安排生产，但无需直 接进行控制。目 前由于通讯规约和主站的限制， 变电站当 地监控数据中只有部分数据上 传， 远方调度端无法实时查看变电站当地监控的全部信息，而工程师站的许多功能无法 便捷地实现远方调用。随着计算机、网络通信等高新技术的飞速发展和广泛应用， 特别 是随着 i n t e r n e t技术的发展，迫切的需要实现数据共享，以提供给相关部门进行快速 决策和实时管理。这使得在变电站监控中增加w e b 发布功能变得越来越迫切。 开发变电站监控信息we b 发布系统的目的是:充分运用现代计算机网络技术、 通信技术、信息处理技术和应用开发技术的基础上，实现变电站告警信息、实时数 据显示、事件查询、报表显示、各种图形显示，通过网络浏览器从i n t e rne t 获取以上信 息，以提供给相关部门进行快速决策和实时管理， 并要求系统具有较高的安全性和可靠 险o 1 . 3变电站监控信息w e b 发布系统的现状 目 前已经有许多企业开始了监控信息发布系统的研发工作， 相继出现了采用专业远 程监控软件、 基于局域网 和基于w e b 技术的 监控信息发布方式， 并在实际中 得到应用12 ) 采用专业远程监控软件，如s y m a n t e 。 公司的p c a n y w h e r e 、国内著名的共享软件超 级间谍等。 将软件分别安装在主控计算机与被控计算机上，即可通过直接电缆连接、 拨 号方式或局域网， 在被控计算机与主控计算机之间建立类似于电视机与遥控器的关系。 管理者在主控端可真实地看到被控端的屏幕显示， 可进行各种操作， 如同坐在被控端亲 自 操作一样。该方式实现简单、 操作方便、 运行可靠。 但每台主控计算机均需安装相关 软件，安装、维护困难。软件的管理权限大，误操作可能导致数据丢失甚至程序错误， 影响在线监测系统正常运行。 基于局域网的变电站监控系统大都是基于客户机/ 服务器 ( us ) 结构设计的， 将监 华 北 电 力 大 学 ( 北 京 ) r 士 !ml ie 立 1 . 2建立变电站监控信息 w e b 发布系统的必要i1 及意义 二十世纪末到二十一世纪初，计算机网络技术和运用得到了迅猛的发展，互联网 ( i n t e r n e t ) 的出 现并日 渐成为最为方便快捷和极具活力的载体。 越来越多的 组织、 团 体和个人通过互联网发布和收集各种信息，而万维网，即w w w ( w o r l d w i d e w e b ) ，也称 为w e b 则是其最主要的方式。 采用i n t e r n e t 和w e b 改变传统的 信息传递方式， 从i o m b p s 共享式网络升为 1 0 0 m b p s , 1 0 0 0 m b p s交换式网络，软件系统从客户/ 服务器模式迁移到 浏览器/ 服务器模式。 随着变电站自动化水平的不断提高， 相当数量的变电站采用或拟改造为无人职守 方式，电力用户要求通过本地浏览器， 从局域网和广域网上都能查看变电站的实时及历 史运行信息，这些用户需要得到电力系统的运行状况以进行决策、 安排生产，但无需直 接进行控制。目 前由于通讯规约和主站的限制， 变电站当 地监控数据中只有部分数据上 传， 远方调度端无法实时查看变电站当地监控的全部信息，而工程师站的许多功能无法 便捷地实现远方调用。随着计算机、网络通信等高新技术的飞速发展和广泛应用， 特别 是随着 i n t e r n e t技术的发展，迫切的需要实现数据共享，以提供给相关部门进行快速 决策和实时管理。这使得在变电站监控中增加w e b 发布功能变得越来越迫切。 开发变电站监控信息we b 发布系统的目的是:充分运用现代计算机网络技术、 通信技术、信息处理技术和应用开发技术的基础上，实现变电站告警信息、实时数 据显示、事件查询、报表显示、各种图形显示，通过网络浏览器从i n t e rne t 获取以上信 息，以提供给相关部门进行快速决策和实时管理， 并要求系统具有较高的安全性和可靠 险o 1 . 3变电站监控信息w e b 发布系统的现状 目 前已经有许多企业开始了监控信息发布系统的研发工作， 相继出现了采用专业远 程监控软件、 基于局域网 和基于w e b 技术的 监控信息发布方式， 并在实际中 得到应用12 ) 采用专业远程监控软件，如s y m a n t e 。 公司的p c a n y w h e r e 、国内著名的共享软件超 级间谍等。 将软件分别安装在主控计算机与被控计算机上，即可通过直接电缆连接、 拨 号方式或局域网， 在被控计算机与主控计算机之间建立类似于电视机与遥控器的关系。 管理者在主控端可真实地看到被控端的屏幕显示， 可进行各种操作， 如同坐在被控端亲 自 操作一样。该方式实现简单、 操作方便、 运行可靠。 但每台主控计算机均需安装相关 软件，安装、维护困难。软件的管理权限大，误操作可能导致数据丢失甚至程序错误， 影响在线监测系统正常运行。 基于局域网的变电站监控系统大都是基于客户机/ 服务器 ( us ) 结构设计的， 将监 华北电力大学( 北京) 硕士学位论文 测信息传入变电站内的服务器， 位于管理部门的客户机可通过网络快速查询设备运行数 据，实现原始数据加工分析、统计汇总、归纳整理、图形分析、输出报表等。网络只传 输客户请求和一般结果，不是整个文件，负担轻， 效率高， 但有安装、升级、维护较困 难: 不能异地互访;软件设计周期长、 适应性差; 系统生命周期短， 移植困难等局限性。 基于w e b 技术的浏览器/ 服务器( b / s ) 模式可有效克服c / s 模式的缺点， 可在企业网 上运行， 接入互联网， 实现异地和远程访问。 b / s 是一种全新的体系结构， 解决了 跨平 台问题，通过浏览器可访问几个应用平台，形成一点对几点，多点对多点的结构模式。 b / 5 的特点在于:它是一种瘦客户机模式，易于管理和维护，无需开发客户端软件，开 发效率高、 周期短， 平台无关化和开放性。 基于w e b 技术的监控信息发布系统大多采用 微软公司的a s p ( a c t i v e s e r v e r p a g e ) 进行程序的开发和设计，服务器和客户机只能运 行在w i n d o w s 操作系统之上。 虽然它可以 通过增加控件而在l i n u x 下使用， 但是其功能 最强大的d c o m 控件却不能使用3 1 由于局域网越来越大，里面的服务器、客户机数量和操作系统种类也越来越多，而 且服务器和客户机所使用的操作平台也各不相同。 s u n 公司适应这一要求， 在j a v a 的基 础下开发出的j s p ( j a v a s e r v e r p a g e s ) ，实现了动态页面与静态页面的分离，脱离了 硬 件平台的束缚，以及编译后运行等方式，大大提高了其执行效率，逐渐成为 工 n t e r n e t 上的主流开发工具。 1 . 4本论文的研究内容 本论文在分析己有监控系统信息发布方式的基础上， 实现跨平台的变电站监控信息 w e b 发布系统。在设计和实现过程中， 重点考虑以 下几个方面: 1 系统的跨平台性和可移植性。 2 .信息发布的高效性和实时性。 3 .系统的易维护性和使用方便性。 本论文完成的工作主要有: 1 .通过比 较各种w e b 开发技术，选择j a v a 作为系统的开发语言，利用j s p , s e r v l e t , j d b c , j a v a b e a n 等j a v a 网 络相 关技 术进行开发。 2 .深入探讨w e b 应用软件的体系结构， 并根据实际工作对于系统伸缩性和高效 率的要求，将 s u n公司提出的基于 j a v a平台的三层软件体系结构作为本课题设计 与实现的指导思想。 3 通过对系统特点的分析，提出系统实现的设计模式、功能模块、难点以及关键 技术。 4 .考虑了变电站监控系统信息发布的安全问 题。 华北电力大学( 北京) 硕士学位论文 测信息传入变电站内的服务器， 位于管理部门的客户机可通过网络快速查询设备运行数 据，实现原始数据加工分析、统计汇总、归纳整理、图形分析、输出报表等。网络只传 输客户请求和一般结果，不是整个文件，负担轻， 效率高， 但有安装、升级、维护较困 难: 不能异地互访;软件设计周期长、 适应性差; 系统生命周期短， 移植困难等局限性。 基于w e b 技术的浏览器/ 服务器( b / s ) 模式可有效克服c / s 模式的缺点， 可在企业网 上运行， 接入互联网， 实现异地和远程访问。 b / s 是一种全新的体系结构， 解决了 跨平 台问题，通过浏览器可访问几个应用平台，形成一点对几点，多点对多点的结构模式。 b / 5 的特点在于:它是一种瘦客户机模式，易于管理和维护，无需开发客户端软件，开 发效率高、 周期短， 平台无关化和开放性。 基于w e b 技术的监控信息发布系统大多采用 微软公司的a s p ( a c t i v e s e r v e r p a g e ) 进行程序的开发和设计，服务器和客户机只能运 行在w i n d o w s 操作系统之上。 虽然它可以 通过增加控件而在l i n u x 下使用， 但是其功能 最强大的d c o m 控件却不能使用3 1 由于局域网越来越大，里面的服务器、客户机数量和操作系统种类也越来越多，而 且服务器和客户机所使用的操作平台也各不相同。 s u n 公司适应这一要求， 在j a v a 的基 础下开发出的j s p ( j a v a s e r v e r p a g e s ) ，实现了动态页面与静态页面的分离，脱离了 硬 件平台的束缚，以及编译后运行等方式，大大提高了其执行效率，逐渐成为 工 n t e r n e t 上的主流开发工具。 1 . 4本论文的研究内容 本论文在分析己有监控系统信息发布方式的基础上， 实现跨平台的变电站监控信息 w e b 发布系统。在设计和实现过程中， 重点考虑以 下几个方面: 1 系统的跨平台性和可移植性。 2 .信息发布的高效性和实时性。 3 .系统的易维护性和使用方便性。 本论文完成的工作主要有: 1 .通过比 较各种w e b 开发技术，选择j a v a 作为系统的开发语言，利用j s p , s e r v l e t , j d b c , j a v a b e a n 等j a v a 网 络相 关技 术进行开发。 2 .深入探讨w e b 应用软件的体系结构， 并根据实际工作对于系统伸缩性和高效 率的要求，将 s u n公司提出的基于 j a v a平台的三层软件体系结构作为本课题设计 与实现的指导思想。 3 通过对系统特点的分析，提出系统实现的设计模式、功能模块、难点以及关键 技术。 4 .考虑了变电站监控系统信息发布的安全问 题。 华北电 力大学 ( 北京) 硕士学位论文 5 .编程实现了本系统。 1 . 5本论文的结构安排 本论文的结构安排如下: 第一章是绪论， 通过分析变电 站监控系统的发展、 建立变电站监控信息w e b 发布系 统的必要性以及变电站监控信息w e b 发布系统的现状，提出 本论文的研究内容。 第二章探讨j a v a 的跨平台及网络服务器开发技术， 选择j a v a 语言作为本系统的开 发语言。 第三章介绍了基于j a v a 平台的w e b 应用软件体系结构， 通过各种体系结构的比较， 论述了采用基于j a v a 平台的w e b 三层应用软件体系结构来开发本系统的优势。 第四章给出跨平台的变电站监控信息w e b 发布系统的设计和实现细节。 第五章介绍系统的运行环境配置。 第六章是对全文的总结，指出本系统的特点，以及需要完善的地方。 华北电 力大学 ( 北京) 硕士学位论文 5 .编程实现了本系统。 1 . 5本论文的结构安排 本论文的结构安排如下: 第一章是绪论， 通过分析变电 站监控系统的发展、 建立变电站监控信息w e b 发布系 统的必要性以及变电站监控信息w e b 发布系统的现状，提出 本论文的研究内容。 第二章探讨j a v a 的跨平台及网络服务器开发技术， 选择j a v a 语言作为本系统的开 发语言。 第三章介绍了基于j a v a 平台的w e b 应用软件体系结构， 通过各种体系结构的比较， 论述了采用基于j a v a 平台的w e b 三层应用软件体系结构来开发本系统的优势。 第四章给出跨平台的变电站监控信息w e b 发布系统的设计和实现细节。 第五章介绍系统的运行环境配置。 第六章是对全文的总结，指出本系统的特点，以及需要完善的地方。 华北电 力大学( 北京) 硕士学位论文 第二章 j a v a的跨平台及网络服务器开发技术 2 . 1 j a v a 概述 2 . 1 . 1 j a v a 的诞生与发展 j a v a 语言源于 s u n公司在商用电子产业领域的发展。1 9 9 1 年4月，s u n公司 的g r e e n小组认识到需要独立于平台的开发环境来开发商用电子设备，成员 j a m e s g o s l in g 开发了 一 种新的 语 言o a k ， 后 来改 为j a v a l4 ) o g o s l in g 开 始 写j a v a 时， 并 不 局限于扩充语言机制本身，更注重于于语言所运行的软硬件环境。他要建立一个系 统这个系统运行于一个巨大的、分布的、异构的网络环境中，完成设备之间的通信 与协调工作。设计中采用了虚拟机器码方式，即j a v a 语言编译后产生的是虚拟机， 虚拟机运行在一个解释器上， 每种操作系统均有一个解释器，从而实现j a v a 语言的 平台 无 关 性 15 1 1 9 9 4 年9 月， www快速发展， s u n公司完成了不依赖于任何硬件和软件平台 的w e b 浏览器h o t j a v a 。 不久， a r t h u r v o n h o f f 用j a v a 语言实现了j a v a自身的编译 器，表明j a v a 己经是一个完备的语言。 1 9 9 6 年，a d o b e , b o r l a n d , i b m, mi c r o s o f t , o r a c l e 等许多大公司把 j a v a 加入 他们的桌面产品、操作系统和开发工具中，这样各类开发人员就能容易地选择多种 平台来使用j a v a 语言编程，不同的用户也就可以脱离w e b 浏览器来运行j a v a 应用 程序， 这无疑是很受广大用户欢迎的， 也为j a v a 语言的应用开拓了极为广阔的前景。 j a v a 语言有了实质性的补充， 新的a p i 给j a v a 环境提供了高级图形、多媒体、网络 和安全改进。世界各地掀起了开发与应用 j a v a 语言的热潮。有人预言; j a v a 将是 网络上的世界语” ，正在逐步被证实。 1 9 9 8 年， s u n公司推出j a v a 2 ， 大大提高了j a v a 的可移植性、 安全性和功能性。 一系列新技术如 e j b , s e r v l e t , j s p , c o r b a, x ml , j n d i 等等的引入以及 j v m 自身的安全策略完善、效率提高，新一轮j a v a 热潮再次被掀起。日前，国内电子商 务、 金融、 证券、 邮电、 电信等行业的大部分系统几乎都正在或者准备采用部分j a v a 技术来实现。 2 . 1 . 2 j a v a 的应用领域 伴随着技术的进步，j a v a 语言不断向计算技术的核心地带前进。今天的技术正 华北电 力大学( 北京) 硕士学位论文 第二章 j a v a的跨平台及网络服务器开发技术 2 . 1 j a v a 概述 2 . 1 . 1 j a v a 的诞生与发展 j a v a 语言源于 s u n公司在商用电子产业领域的发展。1 9 9 1 年4月，s u n公司 的g r e e n小组认识到需要独立于平台的开发环境来开发商用电子设备，成员 j a m e s g o s l in g 开发了 一 种新的 语 言o a k ， 后 来改 为j a v a l4 ) o g o s l in g 开 始 写j a v a 时， 并 不 局限于扩充语言机制本身，更注重于于语言所运行的软硬件环境。他要建立一个系 统这个系统运行于一个巨大的、分布的、异构的网络环境中，完成设备之间的通信 与协调工作。设计中采用了虚拟机器码方式，即j a v a 语言编译后产生的是虚拟机， 虚拟机运行在一个解释器上， 每种操作系统均有一个解释器，从而实现j a v a 语言的 平台 无 关 性 15 1 1 9 9 4 年9 月， www快速发展， s u n公司完成了不依赖于任何硬件和软件平台 的w e b 浏览器h o t j a v a 。 不久， a r t h u r v o n h o f f 用j a v a 语言实现了j a v a自身的编译 器，表明j a v a 己经是一个完备的语言。 1 9 9 6 年，a d o b e , b o r l a n d , i b m, mi c r o s o f t , o r a c l e 等许多大公司把 j a v a 加入 他们的桌面产品、操作系统和开发工具中，这样各类开发人员就能容易地选择多种 平台来使用j a v a 语言编程，不同的用户也就可以脱离w e b 浏览器来运行j a v a 应用 程序， 这无疑是很受广大用户欢迎的， 也为j a v a 语言的应用开拓了极为广阔的前景。 j a v a 语言有了实质性的补充， 新的a p i 给j a v a 环境提供了高级图形、多媒体、网络 和安全改进。世界各地掀起了开发与应用 j a v a 语言的热潮。有人预言; j a v a 将是 网络上的世界语” ，正在逐步被证实。 1 9 9 8 年， s u n公司推出j a v a 2 ， 大大提高了j a v a 的可移植性、 安全性和功能性。 一系列新技术如 e j b , s e r v l e t , j s p , c o r b a, x ml , j n d i 等等的引入以及 j v m 自身的安全策略完善、效率提高，新一轮j a v a 热潮再次被掀起。日前，国内电子商 务、 金融、 证券、 邮电、 电信等行业的大部分系统几乎都正在或者准备采用部分j a v a 技术来实现。 2 . 1 . 2 j a v a 的应用领域 伴随着技术的进步，j a v a 语言不断向计算技术的核心地带前进。今天的技术正 华北电力大学( 北京) 硕士学位论文 沿着网络渗入各个应用领域。j a v a 语言的执行方式己经不仅仅是解释执行方式，即 时编译器 j i t c , j u s t - i n - t i m e c o m p i l e r ) 技术和原型编译技术己 经被许多厂家采用， 包括s u n , i b m. o r a c l e 以 及n e t s c a p e 等公司在内的 技术提供商正在利用这些技术 逐步提高 j a v a的执行速度，其中 i b m 公司将 j a v a虚拟机 ( j v m, j a v a v i r t u a l m a c h i n e ) , 操作系统和硬件的特性有机结合在一起， 非常有效地提高了l a v a 的执行 效率。 企业计算是 j a v a 1 9 9 8年最重要的技术主题。s u n 公司发布了企业 j a v a b e a n ( e j b , e n t e r p r i s e j a v a b e a n )的规范，随后众多公司开始开发企业应用领域的j a v a 技术。 i b m公司为w i n d o w s n t开发了i b m h p c j ( h i g h p e r f o r m a n c e c o m p i l e r f o r j a v a ) ， 同 时研制了i b m j d k ( j a v a d e v e l o p m e n t k i t ) 1 . 1 . 6 f o r w i n d o w s n t , n o v e l l 公司也宣布了一个新的服务器端的企业j a v a 平台，而 s u n公司也在积极开发自己 地j d k系统。这个形式表明， j a v a 正在稳步走向企业高端计算i s l 嵌入式 j a v a是一个潜力巨大的应用技术，该技术充分发挥了j a v a小巧灵活的 特点。嵌入式设备依靠一个实时操作系统来处理某一个实实时生效的事件，j a v a 被 嵌入这些设备以后，通过实时扩展 ( r e a l - t i m e e x t e n s i o n )开始发挥作用，使没备具 有了一定的智能性，增强了嵌入设备的可管理性和可用性，大大提高了设备的工作 效率。 2 . 2 j a v a 语言的特点 2 . 2 . 1 j a v a 的解释执行 j a v a 语言和其它高级语言一样，编写的程序运行之前需要把它翻译成机器可以 理解和执行的指令代码，这个过程称为编译。高级语言分为编译型高级语言和解释 型高级语言。 编译型高级语言如c 十 ， 其程序编译的结果是直接生成后缀为e x e的 可执行文件，这种可执行文件可以直接地在操作系统平台上运行。不再需要其它的 系统软件。但同时它对整个操作系统，乃至计算机硬件的依赖性都比较强。这种可 移植性差的缺点使得在一台机器上编译生成的 e x e文件到了另一台机器上可能就 无法正常运行。由于计算机网络是由不同软硬件平台的机器连接而成的，所以网络 上的应用应该有很好的跨平台性和可移植性，这对于编译型高级语言来说是难以达 到的。 解释型高级语言是由解释器逐句地解释成操作系统可以接受的指令，边解释边 运行。 j a v a 就属于解释型的高级语言， 负责解释、 运行j a v a 程序的系统软件称为.l a v a 解释器。 但j a v a 还不同于传统的解释型高级语言， j a v a 的源程序不是直接交给解释 华北电力大学( 北京) 硕士学位论文 沿着网络渗入各个应用领域。j a v a 语言的执行方式己经不仅仅是解释执行方式，即 时编译器 j i t c , j u s t - i n - t i m e c o m p i l e r ) 技术和原型编译技术己 经被许多厂家采用， 包括s u n , i b m. o r a c l e 以 及n e t s c a p e 等公司在内的 技术提供商正在利用这些技术 逐步提高 j a v a的执行速度，其中 i b m 公司将 j a v a虚拟机 ( j v m, j a v a v i r t u a l m a c h i n e ) , 操作系统和硬件的特性有机结合在一起， 非常有效地提高了l a v a 的执行 效率。 企业计算是 j a v a 1 9 9 8年最重要的技术主题。s u n 公司发布了企业 j a v a b e a n ( e j b , e n t e r p r i s e j a v a b e a n )的规范，随后众多公司开始开发企业应用领域的j a v a 技术。 i b m公司为w i n d o w s n t开发了i b m h p c j ( h i g h p e r f o r m a n c e c o m p i l e r f o r j a v a ) ， 同 时研制了i b m j d k ( j a v a d e v e l o p m e n t k i t ) 1 . 1 . 6 f o r w i n d o w s n t , n o v e l l 公司也宣布了一个新的服务器端的企业j a v a 平台，而 s u n公司也在积极开发自己 地j d k系统。这个形式表明， j a v a 正在稳步走向企业高端计算i s l 嵌入式 j a v a是一个潜力巨大的应用技术，该技术充分发挥了j a v a小巧灵活的 特点。嵌入式设备依靠一个实时操作系统来处理某一个实实时生效的事件，j a v a 被 嵌入这些设备以后，通过实时扩展 ( r e a l - t i m e e x t e n s i o n )开始发挥作用，使没备具 有了一定的智能性，增强了嵌入设备的可管理性和可用性，大大提高了设备的工作 效率。 2 . 2 j a v a 语言的特点 2 . 2 . 1 j a v a 的解释执行 j a v a 语言和其它高级语言一样，编写的程序运行之前需要把它翻译成机器可以 理解和执行的指令代码，这个过程称为编译。高级语言分为编译型高级语言和解释 型高级语言。 编译型高级语言如c 十 ， 其程序编译的结果是直接生成后缀为e x e的 可执行文件，这种可执行文件可以直接地在操作系统平台上运行。不再需要其它的 系统软件。但同时它对整个操作系统，乃至计算机硬件的依赖性都比较强。这种可 移植性差的缺点使得在一台机器上编译生成的 e x e文件到了另一台机器上可能就 无法正常运行。由于计算机网络是由不同软硬件平台的机器连接而成的，所以网络 上的应用应该有很好的跨平台性和可移植性，这对于编译型高级语言来说是难以达 到的。 解释型高级语言是由解释器逐句地解释成操作系统可以接受的指令，边解释边 运行。 j a v a 就属于解释型的高级语言， 负责解释、 运行j a v a 程序的系统软件称为.l a v a 解释器。 但j a v a 还不同于传统的解释型高级语言， j a v a 的源程序不是直接交给解释 华北电力大学( 北京) 硕士学位论文 沿着网络渗入各个应用领域。j a v a 语言的执行方式己经不仅仅是解释执行方式，即 时编译器 j i t c , j u s t - i n - t i m e c o m p i l e r ) 技术和原型编译技术己 经被许多厂家采用， 包括s u n , i b m. o r a c l e 以 及n e t s c a p e 等公司在内的 技术提供商正在利用这些技术 逐步提高 j a v a的执行速度，其中 i b m 公司将 j a v a虚拟机 ( j v m, j a v a v i r t u a l m a c h i n e ) , 操作系统和硬件的特性有机结合在一起， 非常有效地提高了l a v a 的执行 效率。 企业计算是 j a v a 1 9 9 8年最重要的技术主题。s u n 公司发布了企业 j a v a b e a n ( e j b , e n t e r p r i s e j a v a b e a n )的规范，随后众多公司开始开发企业应用领域的j a v a 技术。 i b m公司为w i n d o w s n t开发了i b m h p c j ( h i g h p e r f o r m a n c e c o m p i l e r f o r j a v a ) ， 同 时研制了i b m j d k ( j a v a d e v e l o p m e n t k i t ) 1 . 1 . 6 f o r w i n d o w s n t , n o v e l l 公司也宣布了一个新的服务器端的企业j a v a 平台，而 s u n公司也在积极开发自己 地j d k系统。这个形式表明， j a v a 正在稳步走向企业高端计算i s l 嵌入式 j a v a是一个潜力巨大的应用技术，该技术充分发挥了j a v a小巧灵活的 特点。嵌入式设备依靠一个实时操作系统来处理某一个实实时生效的事件，j a v a 被 嵌入这些设备以后，通过实时扩展 ( r e a l - t i m e e x t e n s i o n )开始发挥作用，使没备具 有了一定的智能性，增强了嵌入设备的可管理性和可用性，大大提高了设备的工作 效率。 2 . 2 j a v a 语言的特点 2 . 2 . 1 j a v a 的解释执行 j a v a 语言和其它高级语言一样，编写的程序运行之前需要把它翻译成机器可以 理解和执行的指令代码，这个过程称为编译。高级语言分为编译型高级语言和解释 型高级语言。 编译型高级语言如c 十 ， 其程序编译的结果是直接生成后缀为e x e的 可执行文件，这种可执行文件可以直接地在操作系统平台上运行。不再需要其它的 系统软件。但同时它对整个操作系统，乃至计算机硬件的依赖性都比较强。这种可 移植性差的缺点使得在一台机器上编译生成的 e x e文件到了另一台机器上可能就 无法正常运行。由于计算机网络是由不同软硬件平台的机器连接而成的，所以网络 上的应用应该有很好的跨平台性和可移植性，这对于编译型高级语言来说是难以达 到的。 解释型高级语言是由解释器逐句地解释成操作系统可以接受的指令，边解释边 运行。 j a v a 就属于解释型的高级语言， 负责解释、 运行j a v a 程序的系统软件称为.l a v a 解释器。 但j a v a 还不同于传统的解释型高级语言， j a v a 的源程序不是直接交给解释 华 北 电 力 大 学 ( 北 京 男 弹 士 一一 位 it 左一一一一一一一一一一一 器解释， 而是先经过一个与编译型语言相似的编译过程， 把j a v a 源程序编译成一种 特定的二进制字节码文件，再把该字节码文件交给j a v a 解释器来解释执行。 编译型源程序可 # ,it 程 序 . e x e止s it 撰 操作系统 、 硬件 平 台 1.1廿.les.、ee 解释器 j a v a 源程序 编译 l j e v a s m . # ! 件 平 台 图2 . 1编译型程序和j a v a 程序的运行过程比较 2 . 2 . 2 j a v a 语言的特点 j a v a 语言具有能独立于平台而运行、 面向对象、 可对动态画面进行设计与操作、 坚固性等特点，又具有多线程、内置检验器用来防止病毒入侵等功能，所以用来在 i n t e r n e t 上研制与开发软件时，特别受到用户的欢迎。 j a v a 语言的优点表现主要表现在以下方面: ( 1 )简单 由于 j a v a的结构类似于c和 c * + ，所以一般的熟悉 c与 c 语言 的编程人员稍加学习就容易掌握j a v a 的编程技术。 j a v a 所具有的自 动内存管理机制 也大大简化了j a v a 程序设计开发。 ( 2 )面向对象 面向对象设计是一种以数据 ( 对象)以及其接口为重心的程序 设计技术，面向对象的设计可以说是定义程序模块如何 “ 即插即用”的机制。j a v a 提供了简单的类机制和动态的架构模型， 对象中封装了它的状态变量和方法( 函数、 过程) ，实现了模块化和信息隐藏;而类则提供了一类对象的原型，通过继承和重 载机制，子类可以使用或者重新定义父类或者超类所提供的过程，从而实现代码的 复用。 ( 3 )自 动内存管理 j a v a 的自 动无用内存回收集 ( a u t o g a r b a g e c o l l e c t i o n ) 实 现了内 存的自 动管理， 因 此简化了j a v a 程序开发的 工作， 早期的回收集g c ( g a r b