（计算机软件与理论专业论文）基于net的科研管理系统的设计与实现.pdf

摘要 科研管理是一个科研机构、高等院校内部管理的重要组成部分，建立一套完 善的科研管理业务系统可以极大地提高管理效率，为领导的决策提供科学的依 据。随着i n t e m e t - i n t r a n e t 的快速发展，校园网络的逐步形成，建立一个适应需求 变化，同时具有很强的可扩充性、可重用性、可靠性和可维护性的网上科研管理 信息系统是各高校的迫切要求。 本文在对n e t 关键技术分析的基础上，根据科研工作的具体流程，对科研 管理系统的体系结构，开发方法进行探讨，主要做了以下工作： ( 1 ) 分析了n e t 开发平台的体系结构及关键技术，认为在n e t 平台基础上开 发三层架构的w e b 应用程序具有可管理性强、可伸缩性好、可重用性好，易于 构建等优点，决定采用n e t 作为系统的开发平台。 ( 2 ) 通过对科研管理系统的功能目标，使用人员进行分析，设计了科研管理 系统的体系架构，采用以三层架构为基础，b s 和c s 相结合的方式来构建科研 管理系统。 ( 3 ) 用面向对象和组件化开发相结合的设计方法，借助r o s e 工具，用u m l 语言，进行可视化建模，从系统需求、系统设计、系统实现三个方面，对科研管 理系统进行了具体的分析与设计。对系统的数据层进行了详细设计，对业务层组 件进行了规划和设计。利用w e b 服务来实现组件的封装。 经实际开发应用，这种面向对象和组件化开发方法相结合的设计方法，可以 有效的降低开发难度，加快开发速度。w e b 服务的使用，一方面可以满足应用系 统的可扩充性、可重用性、可靠性和可维护性，另一方面通过w e b 服务很方便 地和其他系统交流信息，数据共享，便于网络环境下的高校管理信息系统的集成， 有一定的实用价值和理论意义，对其他校园管理系统的开发具有借鉴作用。 关键宇：科研管理数据库u m l 组件w e b 服务 i a b s t r a c t s c i e n t i f i cr e s e a r c h a d m i n i s t r a t i o ni sa ni m p o r t a n tp a r to fm a n a g e m e n t o fs c i e n t i f i cr e s e a r c hi n s t i t u t i o n sa n dc o l l e g e s s oe s t a b l i s h i n gas e t o f p e r f e c ts c i e n t i f i cr e s e a r c hm a n a g e m e n ts y s t e mc a ni m p r o v et h e e f f i c i e n c yo fm a n a g e m e n ta n do f f e rm o r es c i e n t i f i cb a s i sf o rt h el e a d e r s d e c i s i o n w i t ht h er a p i d l yd e v e l o p m e n to ft h ei n t e r n e ta n dt h ew i d e l y u s e f u lo fc a m p u sn e t w o r k ，i ti sg r e a t l yn e c e s s a r yt oc o n s t r u c ta n s c i e n t i f i cr e s e a r c hm a n a g e m e n ts y s t e mt om e e td e m a n df o ri tw i t h e x t e n s i b i l i t y 、r e u s a b i l i t y 、r e l i a b i l i t ya n dm a i n t e n a n c e o nt h eb a s i so fm a i nt e c h n 0 1 0 9 i c a la n a l y s i st o n e t ，a c c o r d i n gt ot h e p r o c e d u r eo fs c l e n t i f i cr e s e a r c hm a n a g e m e n t ，t h i sp a p e rd i s c u s s e st h e a r c h i t e c t u r ea n dm e t h o do fs c i e n t i f i cr e s e a r c hm a n a g e m e n ts y s t e m m ym a i n w o r ki sf o l l o w s ： ( 1 ) t h i sa r t i c l ed i s c u s s e sf r a m e w o r ka r c h i t e c t u r ea n dk e yt e c h n o l o g y o f n e tp l a t f o r m t ot h i n ki th a sb e e nm a n ya d v a n t a g e ss u c ha sm a n a g e r i a l ， e x t e n s i b i l i t y ，r e u s a b i l i t ya n dc o n s t r u c t i o ne a s i l yi nt h et h r e e t i e r a r c h i t e c t u r eo f n e tp l a t f o r m ，s oa d o p t n e ta st h ed e v e l o p i n gp l a t f o r m o fs c i e n t i f i cr e s e a r c hm a n a g e m e n t ( 2 ) t h r o u g ha n a l y s e st h ef u n c t i o na n du s e ri nt h es c i e n t i f i cr e s e a r c h m a n a g e m e n ts y s t e m ，t h i sp a p e rd e s i g n st h ea r c h i t e c t u r eo fs c i e n t i f i c r e s e a r c hm a n a g e m e n ts y s t e mb ym e a n so fb sa n dc st e c h n o l o g yb a s i so n t h et h r e e t i e ra r c h i t e c t u r e ( 3 ) t h isp a p e ru s e sam e t h o dc o m b i n e dc o m p o n e n tt e c h n o l o g yw i t ho o t ， u t i l i z eu m ll a n g u a g et oc o n s t r u c tv i s u mm o d e lb yr a t i o n a lr o s e ，a n a l y s e s a n dd e s i g n ss c i e n t i f i cr e s e a r c hm a n a g e m e n t s y s t e mf r o ms y s t e md e m a n d ， s y s t e md e s i g n ，s y s t e mr e a l i z a t i o ne t c ，a n dd e s i g n st h ed a t al a y e ra n d a r r a n g e st h ec o m p o n e n t so nb u s i n e s sl a y e r c o m b i n e s c o m p o n e n tt e c h n o l o g y w i t ho c tc a ne f f i c i e n c yd e c r e a s e c o m p l e x i t y ，a n da c c e l e r a t et h es p e e di nd e v e l o p m e n t a p p l i c a t i o no fw e b s e r v i c e sc a nm e e tt h ee x t e n s i o n ，t h er e u s a b i l i t ya n dt h em a i n t e n a n c eo f s v s t e m o nt h eo t h e rh a n d 。i tc a ne x c h a n g ei n f o r m a t i o na n ds h a r ed a t aw i t h o t h e rm a n a g e m e n ts y s t e mt h r o u g hw e bs e r v i c e s ，b e n e f i tt h ei n t e g r a t i o no f t h em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mo fu n i v e r s i t yu n d e rt h ec i r c u m s t a n c e o ft h en e t w o r k t h em e t h o di so fg r e a tv a l u en o to n l yi np r a c t i c eb u ta l s o i nt h e o r y m e a n w h i l e ，t h em e t h o dc a na p p l yf o ro t h e rm a n a g e m e n ts y s t e m d e v e l o p m e n t k e yw o r d s ：s c i e n t i f i cr e s e a r c hm a n a g e m e n t ，d a t a b a s e ，u m lc o m p o n e n t ， w e bs e r v i c e 露 v 7 ；i 6 8 互 西北大学学位论文知识产权声明书 本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读 学位期间论文工作的知识产权单位属于西北大学。学校有权保留并向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和 借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同 时，本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作 者单位为西北大学。 保密论文待解密后适用本声明。 学位论文作者签名：煞拯童指导教师签名： 动。亨年6 月o 日年月日 西北大学学位论文独创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我所知。除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 本论文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 北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作了明确的说明并表示谢 意。 学位论文作者签名：必振篷 。f 年6 月，口日 基于n e t 的科研管理系统的设计与实现 第一章绪论 1 1 研究科研管理系统的目的与意义 高等院校的主要任务是搞好教学和科研，科研管理是一个科研机构、高等院 校内部管理的重要部分，它包括人员档案、机构设置、项目申报、科研评估、成 果管理、专利管理、经费管理、科技统计等多项信息管理职能。 要实现对研究所、高校等单位科研情况的有效管理以及对科研活动的全程跟 踪，定期对科研人员的科研状况进行统计汇总，向上级主管部门汇报，同时将科 研工作作为年度考核的一项内容，建立一套完善的科研管理业务系统是十分必要 的。该系统为科研管理人员和科研工作者服务，既能实现对科研信息的高效率管 理和控制，又能满足学院的领导对科研活动的宏观管理与决策的需要，为学院对 科研人员的评价提供依据，还能够为学院科研人员提供必要的信息与服务。可以 极大地提高管理效率，为领导的决策提供较科学的依据。一套较完善的科研管理 系统应以项目管理为中心，涵盖计划、合同、成果、专利、资金、人员、设备等 方面，并可关联到办公、人事、财务、设备等其它业务系统，整个系统庞大而复 杂。 目前，大多数高校都建立有自已的科研管理系统，每个学校的情况不同，开 发的科研管理系统所采用的工作环境、体系结构、编程语言、开发方法等各不相 同，由于科研管理系统的复杂性，各校开发的管理系统大都自成体系，并没有融 入到整个高校管理信息系统中。现存的科研管理系统大多存在一些不足，主要体 现在： 跨平台性差，不同开发工具开发的应用程序一般不能到其它客户平台上运 行。 维护、升级非常不便。 对客户端软硬件要求较高，尤其是软件的不断升级，对硬件要求不断提高， 增加了整个系统的成本。 缺乏开放性，难以方便地与i n t e m e t 接轨，系统之外的用户难以访问系统 资源，系统内的客户机也不便访闯系统外资源。 可以说目前大部分高校没有能够为用户提供网络环境下的综合性集成办公 基于n e t 的科研管理系统的设计与实现 的管理系统，从而使得各级办公和管理人员方便、灵活地在系统应用环境下处理 事务、充分利用各种资源信息。 近年来，随着i n t e m e t i n t r a n e t 的快速发展，数据库技术及动态网页技术的进 一步成熟，高校规模的扩大和校园网络环境的逐步建成，建立一套完善的高校管 理信息系统成为许多高校信息化的目标之一。高校管理信息系统的建设是一个庞 大的系统工程，由于在建设初期没有r r 全局战略和方向，缺乏一个标准的r r 环 境，所以建立起来的各个系统是分散的。比如人事管理系统负责管理有关教炳的 信息，但是在财务、设备、教务管理系统中同样也都需要教师的信息。 实际上，各个系统都是相互交叉、相互调用的，但是在系统实现中，由于编 程语言、开发技术等的限制，使得各个系统无法相互直接进行调用，无法共享数 据，只能通过传统的手工方式进行数据交换。这样不但效率低下，而且各系统间 的数据无法及时更新。高校管理信息系统建设的趋势是对现有的和将要开发的系 统进行集成，使得各个系统能够共享数据，无缝衔接。信息只有集中统一，才能 成为资源，才能为学校各部门所共享，达到其最大的效益。 在这种环境下，探讨科研管理系统的设计技术，研究如何建立一个既满足科 研管理部门管理的需要，又能为科研人员提供方便的服务，并为其它系统提供必 要的信息，进行及时的数据交换的系统，不仅是科研部门管理的需要，而且是校 园信息化建设的需要。 本文主要探讨了在n e t 环境的体系结构，提供的关键服务，以及开发一个 w e b 应用程序所涉及的主要技术，对科研管理系统的需求进行了分析，设计了科 研管理系统的主要功能模块，对科研管理的系统的架构进行了设计，采用n e t 平台的三层结构来架构科研管理系统。运用u m l 建模语言对系统进行分析，对 数据层进行了设计，规划了主要的业务层组件。鉴于系统的复杂性，本文并没有 全面阐述整个系统的实现过程，只介绍了整个科研管理系统所包含的功能模块， 体系结构，涉及到的主要技术等。 采用n e t 平台的三层结构，用w e bs e r v i c e s 来对组件进行封装，这种方案 的优点在于一方面可以通过成熟的技术来实现一个稳定的、高效率的科研管理系 统供管理人员及科研人员使用，另一方面可以通过发布w e b 服务的方式来让校 园信息系统的其余子系统在应用上集成科研系统的数据。 基于n e t 的科研管理系统的设计与实现 1 2 本文做的主要工作 论文分析了n e t 开发平台的主要技术，设计了科研管理系统的体系结构， 探讨了系统的开发方法，用u m l 建摸语言对系统进行了分析和设计。本文的主要 工作如下： ( 1 ) 分析了n e t 开发平台的框架及主要技术，讨论了n e t 框架下的三层体 系结构的特点，对w e bs e r v i c e 的体系结构，相关标准与技术进行了研究，指出 利用w e b 服务向外部提供服务，进行信息的交换是科研管理系统和其他学校信息 管理系统进行信息共享的重要方式。 ( 2 ) 设计了科研管理系统的体系结构，采用三层结构为基础，b s 和c s 模式相结合来构建科研管理系统的体系结构。对系统的开发方法进行了研究，用 面向对象的开发方法进行组件的设计，采用w e b 服务和c o m 技术对组件进行封装。 ( 3 ) 用u m l 建模语言对系统进行了分析，确定了科研管理系统的总体功能， 主要对系统的用例图、时序图、合作图与类图的创建进行了探讨。最后对科研管 理系统的数据层进行了详细设计，对业务层组件做了规划和分析。 ( 4 ) 探讨了n e t 环境下w e b 服务的创建和部署方法。研究了系统多模块数 据库之间的配置问题，提出了一个有效的解决方法。 1 3 全文概要 第一章简要介绍研究该课题的目的与意义，本文所作的主要工作，文章的章 节安排。 第二章研究了n e t 框架的体系结构，对a s p n e t 技术，a d o n e t 技术和w e b 服务技术进行了分析，说明了本系统采用的主要技术及原因。 第三章对科研管理系统的功能目标，使用人员进行了分析，设计了科研管理 系统的体系结构。这种基于n e t 平台的三层结构，具有结构清晰，可扩充性强， 易于实现的优点。 第四章研究了科研管理系统中使用的主要技术，设计了主要功能模块。用砥 向对象的方法，通过u m l 建模语言对科研管理系统进行了分析和设计，建立了系 统的用例图、交互图、类图。 第五章陈述了系统的实现过程，对系统的数据层进行了详细设计，并规划了 誊j 基于n e t 的科研管理系统的设计与实现 业务层组件，对组件的实现作了具体的说明。 第六章是结束语，分析了系统的特点，指出了系统的不足之处，对今后的改 进方向以及发展进行了展望。 | 4 基于n e t 的科研管理系统的设计与实现 第二章n e t 框架概述 科研管理信息系统一方面要满足科研管理工作的需要，为用户提供一个方便 快捷的信息平台，另一方面又要融入整个高校管理信息系统中，便于和其它系统 集成。它不是静止的，应随着科研工作的变化而不断地完善，因此系统应该具有 很好的跨平台性、可维护性、可扩充性、易使用性。也不是孤立的，需要和其它 系统进行信息的交换。选择一个合适的开发环境是顺利完成系统设计与实现的重 要基础。 微软公司的n e t 框架以其优越的性能，使建立w e b 服务及网络应用程序变 得更加简单，它支持松散的整合组件，支持多种编程语言，提供完善的数据安全， 特别是n e t 提供的应用程序模型及关键技术，使w e b 服务的开发、部署更加容 易。它完全能够满足科研管理系统的需求，系统采用了n e t 环境的三层结构组 织体系，通过组件来实现对数据和应用逻辑的封装，用w e b 服务向外部提供信 息，用a s p n e t 和w i n d o w sf o r m s 来设计用户界面，用a d o n e t 实现对数据的存 取，使整个设计得以简化，加快了开发进度。系统中用到的技术主要有以下几个 方面： 2 1 n e t 框架 m i c r o s o f t n e t 绘开发人员带来了一种全新的开发框架n e t 框架( n e tf r a m e w o r k ) 。在n e tf r a m e w o r k 发布之前，程序是以w i n 3 2a p i 及c o m 对 象为接口，a s p 网页则是以a s p d l t 所提供的对象为接口，但n e tf r a m e w o r k 发布之后，不管是程序或网页都是以n e tf r a m e w o r k 所提供的类库为接口【1 】，如 图2 1 所示 基于n e t 的科研管理系统的设计与实现 图2 1 n e tf r a m e w o r k 的层次结构 n e t 的技术架构主要包括以下几个主要组成部分：首先是整个开发框架的 基础，由2 个核心模块组成：通用语言运行( c l r ) 和统一类库( c l a s sl i b r a r y ) ， 在开发技术方面，。n e t 提供了全新的数据库访问技术a d o n e t ，以及网络应用 开发技术a s p n e t 和w i n d o w s 编程技术w i nf o r m s ；在开发语言方面，n e t 提 供了v b 、c + + 、c 择以及j s c r i p t 等多种语言支持；而v i s u a ls t u d i o n e t 则 是全面支持n e t 的开发工具。 2 1 1 通用语言运行c l r ( c o m m o nl a n g u a g er u n t i m e ) c l r 是n e t 框架的运行环境。c l r 是一个软件引擎，建立在操作系统上最 底层的服务，用来加载应用程序，管理代码的执行，进行相应的安全许可验证， 并提供了一些使编程更加容易的服务机制。c l r 运行环境为基于n e t 平台的一切 服务提供一个跨所有编程语言的统一的运行环境。c l r 通过中间语言( 1 l ) 等机制 实现基于n e t 的编程语言的无关性。另外，c l r 也为n e t 框架带来潜在的平台 无关性。 2 1 - 2 n e t 类库( c l a s sl i b r a r y ) n e tf r a m e w o r k 类库由一组广泛的、面向对象的、可以继承的、可被开发者 用于任何编程语言的可重用类集合组成，向程序员提供软件组件以编写在c l r 的控制下运行的代码。它将核心w i n 3 2a p i 最常用的功能和外挂s d k 功能封装 6 基于n e t 的科研管理系统的设计与实现 到一个统一的包中，这些类由被称为命名空间的容器组织起来，按照单一有序的 分级组织提供了一个庞大的功能集，包括从文件系统到对x m l 功能的网络访问 的每一项功能。在此之上是n e t 提供的许多应用程序模板，这些模板为开发网 络站点和网络服务提供特定的高级组件和服务，不管是传统的命令行程序还是 w i n d o w s 图形界面程序，或是面向下一代互联网分布式计算平台的a s p n e t 或 w e b 服务应用。 2 2 n e t 的应用程序开发技术 a s p n e t 是n e t 开发平台的一个部件，用来开发驻留在微软的i i s 上并且 使用诸如h t i p 和s o a p 等i n t e m e t 协议的w e b 应用程序。a s p n e t 使两种类 型的w e b 应用程序的开发和部署更为容易。 w e b 表单( w e bf o r m s ) 应用程序：包括用于动态内容的从脚本生成的w e b 页和向一个客户( 例如浏览器) 显示u i 或表单的w e b 页。 w e b 服务( w e bs e r v i c e s ) , 用于显示其他应用程序和“智能”客户端的功能， 使应用程序可以交换信息。 a s p n e t 是使用n e t 框架提供的编程类库构建丽成的，它不仅仅是通用语 言运行环境的宿主，它还是使用受控代码开发w e b 站点和i n t e m e t 对象的一整套 结构。w e b 窗体和w e b 服务都将i i s 和a s p n e t 作为应用程序的发布机制，并 且在n e t 框架中都分别具有支持类。 a s p n e t 提供的w e bf o r m s 模式使创建、管理和部署w e b 应用程序变得 非常容易。开发人员可以直接用a s p n e t 服务器端控件，这些控件封装了公共的、 用于h t m l 用户界面的各种元素( 如文本框、下拉菜单等) 。在服务器上，控件负 责将面向对象的编程模式提供给w e b 开发者，这种编程模式能提供面向对象编 程技术的丰富功能。a s p n e t 还允许开发人员将软件作为一项服务来提供。通过 使用a s p n e t 的w e b 服务功能，开发人员只需进行简单的业务逻辑编程，而由 a s p n e t 基本结构负责通过s o a p 来提供服务。基于a s p n e t ，采用合理的开发 设计模型就能够得到结构合理、易于维护的w e b 应用程序解决方案。 z 基于n e t 的科研管理系统的设计与实现 2 2 2w i n d o w sf o r m s 传统的基于w i n d o w s 的应用( w i nf o r m s ) 仍然是m i c r o s o f t n e t 战略中 不可或缺的一部分。在m i c r o s o f t n e t 中开发传统的基于w i n d o w s 的应用程序 时，除了可以利用现有的技术如a c t i v e x 控件以及丰富的w i n d o w s 接口外，还 可以基于通用语言运行时开发，可以使用a d o n e t 、网络服务等，这样也避免 诸如d l lh e l l 、多语言支持等问题。 2 3 n e t 的数据访问技术a d o n e t 2 3 1a d o n e t 的体系结构 a d o n e t 是微软在n e t 平台上对数据存取问题的解决方案【2 】，完全融入了 x m l 的精髓，a d o n e t 是对数据对象( a d o ) 的重大改进，它提供了平台互操作性 和灵活的数据访问。利用可扩展标记语言( x m l ) ，a d o n e t 可以确保向任何平台上 的任何应用程序进行有效的数据传输，因此可以大大地提高数据访问的效率，也 可以很容易地开发数据库应用系统。a d o n e t 主要由两个核心组件组成：n e t 数 据提供程序( d a t ap r o v i d e r s ) 和数据集( d a t a s e t ) 。前者实现数据操作和对数 据的快速访问，厢者代表实际的数据。a d o n e t 的对象体系f 3 j 如图2 2 所示。 晰。 a d o n e r 数据使用程序 数 据 l w i n f o r m i 集 ic o m 幽n n i 山c 。f w e b f o r m f id a 蛾妇i l o 也e r l 图2 2a d o n e t 的对象体系 在a d o n e t 中，各个对象封装着特定目的的操作，使a d o n e t 的结构非常清 虐 基于n e t 的科研管理系统的设计与实现 2 3 2 数据提供程序 数据提供程序组件提供了对底层数据源的访问，并发出作用到该连接的指令 而创建的一组类，是数据源特有的。目前，n e t 框架包含两种数据提供程序： s q ls e r v e r 数据提供程序( 即s q ls e r v e r n e t ) ：这个提供程序只在连接 s q l s e r v e r 数据库时使用，它优化了对s q l s e r v e r 7 0 或更高版本数据库的访问。 并利用s q l s e r v e r 内置的数据转换协议直接与s q l s e r v e r 通信【4 1 。 o l e d b 数据提供程序( 即0 l ed b n e t ) ：这个提供程序允许对所有其他数 据源的访问，包括a c c e s s 、s y b a s e 、o r a c l e 、d b 2 等。它也可以用来访问s q l s e r v e r7 0 或者更高版本，在这种情况下使用s q ls e r v e r 数据提供程序更加有效。 因为在与数据库通信时，它需通过o l e d b 层进行呼叫。 a d o n e t 依靠n e t 数据提供程序的服务，而此服务是由d a t ap r o v i d e r 包 含的四个主要对象来实现的，它们是：c o n n e c t i o n 、c o m m a n d 、d a t a r e a d e r 以 及d a t a a d a p t e r 。 2 3 3d a t a a d a p t e r 对象 在数据提供程序当中，数据适配器( d a t a a d a p t e 0 是功能最复杂的对象，它 是c o n n e c t i o n 对象和数据集之间的桥梁，代替连接和用来连接并返回数据的 c o m m a n d 对象。d a t a a d a p t e r 的实现是针对某个托管提供器的。 正是由于d a t a a d a p t e r 的存在使得将d a t a s e t 与数据源完全分离开成为可能， 因为它承担了与合适的管理提供程序的所有交互操作。d a t a a d a p t e 包含4 个命令 对象：s e l e c t c o m m a n d 、u p d a t e c o m m a n d 、i n s e r t c o m m a n d 和d e l e t e c o m m a n d 。 数据适配器用s e l e c t c o m m a n d 对象来填充数据集，其他3 个对象在需要时用来 改变数据源中的数据。 2 3 4d a t a s e t 数据集 d a t a s e t 是a d o n e t 引入的种全新处理数据的方式，它是一个分离的用 于表示数据集合的独立实体，不使用连接方式，而使用一种新的类似于消息的机 制。d a t a s e t 负责把数据读入本地缓存，然后把数据丢弃或同步送回数据源这 可以使得连接更早被释放。因此d a t a s e t 是完全脱机的。它屏蔽了底层数据源的 9 基于n e t 的科研管理系统的设计与实现 细节，不知道任何有关数据源的内容。与数据源的所有通信都是通过数据提供程 序来完成的，而这些数据源可能用于对其进行填充。 d a t a s e t 提供对x m l 的支持，可以描述更健壮的数据类型，因c o m 调度 带来的低效率也被消除。同时，它也可作为x m l 数据流被序列化，可以很容易 被看作一个x m l 文档。d a t a s e t 的这种x m l 基础，表明它可以通过超越h t i v 协议来通过防火墙，或者被集成到w e bs e r v i c e s 中。因而非常适合于不同类型平 台问的数据传输。 d a t a s e t 对象是a d o n e t 的核心，d a t a s e t 代表一套包含关系表、约束和 表间关联的完全数据集合。d a t a s e t 并不连接到数据源上，它为数据源置入其内 部的数据做了一个备份。所以可以把d a t a s e t 看成是内存中的关系数据库。它提 供了多表格、d a t a s e t 内部的关系、主键、视图、排序等等。 d a t a s e t 是个或多个d a t a t a b l e 对象表示的表以及表之间的关系的集合。 d a t a s e t 由两个基本对象组成：d a t a t a b l e c o l l e c t i o n 和d a t a r e l a t i o n c o l l e c t i o n o 。 d a t a t a b l e c o l l e c t i o n 对象包含零个或多个d a t a t a b l e 对象，而d a t a t a b l e 对象又由 3 个集合组成：c o l u m n 集合、r o w 集合和c o n s t r a i n t 集合。一个d a t a t a b l e 代表 一个驻留内存的数据表【副。 开发人员可以在运行时增加d a t a t a b l e 来手工创建d a t a s e t ，或者也可以使用 d a t a a d a p t e r 的f i l l o 方法，通过从数据源返回数据，动态的创建d a t a t a b l e 。当使 用数据库填充一个d a t a s e t 时，打开一个连接，选中数据并把它返回到d a t a t a b l e 中，然后关闭连接。应用程序可以通过任意方式与d a t a t a b l c 交互。 2 4 n e t 的分布式组件w e b 服务 2 4 1 w e b 服务体系架构 w e bs e r v i c e 是微软提出的基于互联网的开发模型，一经提出即受到业界的广 泛推崇，w c b j 覆务是松散藕合的、可重用的软件模块，w e b 服务技术是一种在 i n t e m e t 环境下松散藕合的w e b 应用之间进行互相调用和互相集成的技术框架。典 型的w 曲服务的体系架构【6 l 如图2 3 所示。 基于n e t 的科研管理系统的设计与实现 图2 3w 曲服务的体系架构 服务的提供者：服务提供者实现了一个w e b 服务，置于在线服务器上供别 人使用，同时发布到服务注册中心问。 服务的请求者：服务请求者尝试在服务注册中心发现所需的w e b 服务，获 取合适的w e b 服务的技术信息引用，并通过这些引用找到真正的w e b 服务及其 相关的技术信息，从而完成服务请求者和服务提供者之间的技术绑定。 服务的注腮处：这是可搜索的服务描述注册中心，服务的提供者向这里发布 他们的服务说明，而服务的请求者在这里找到服务，并得到与服务绑定的信息， 在丌发时刻实现静态绑定或在运行时刻实现动态绑定。对于静态绑定的服务请求 者，服务注册处是体系结构中的可选角色，因为服务提供者可以把描述直接发送 给服务请求者。 2 4 2w e bs e r v i c e s 相关标准和技术 w e bs e r v i c e 平台需要一套协议来实现分布式应用程序的创建。要实现互操作 性，w e bs e r v i c e 平台必须提供一套标准的类型系统，用于沟通不同平台、编程语 言和组件模型中的不同类型系鲥羽。w 曲服务技术主要有基于x m l 的x m l s c h e m a 9 1 ( x m l 模式) 、s o a p 1 0 l ( 简单对象访问协议) 、w s d l 1 1 】( w e b 月艮务描述语 言) 和u d d i 【1 2 l ( 统一描述、发现和集成) 。x m l s c h e m a 为不同应用之间交换数据 提供了一个核心的数据建模工具；s o a p 为在不同系统之间实旋平台无关的交互 定义了一套基本的元规则；w s d l 是描述w e b 服务界面的基本工具：u d d i 贝i j 用 于动态服务集成。下面简要介绍组成w e bs e r v i c e 平台的四个技术。 x m l 可扩展的标记语言( x m l ) 是w e bs e r v i c e 平台中表示数据的基本格式。除了 n 基于n e t 的科研管理系统的设计与实现 易于建立和易于分析外，x m l 主要的优点在于它既是平台无关的，又是厂商无 关的。x m l 解决了数据表示的问题，但它没有定义一套标准的数据类型，更没 有说怎么去扩展这套数据类型。w k 制定的x m ls c h e m a ( x s d ) 定义了一套标准 的数据类型，并给出了一种语言来扩展这套数据类型。w e bs e r v i c e 平台就是用 x s d 来作为其数据类型系统的。当用某种语言( 如v b n e t 或c 的来构造一个w e b s e r v i c e 时，为了符合w e bs e r v i c e 标准，所有的数据类型都必须被转换为x s d 类型1 1 3 1 。 s o a p 简单对象访问协议( s o a p ) 提供了标准的r p c 方法来调用w e bs e r v i c e ，它是 一个基于x m l 的协议，可以用来在不同的计算机体系结构、不同的语言和不同 的操作系统之间进行通信。可以把w e bs e r v i c e 写成一系列的c 函数，并仍然使 用s o a p 进行调用。s o a p 规范定义了s o a p 消息的格式，以及怎样通过h t t p 协议来使用s o a p ，s o a p 也是基于x m l 和x s d 的，x m l 是s o a p 的数据编 码方式。 w s d l w s d l ( w e bs e r v i c ed e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) ，即w e bs e r v i c e 描述语言是一个 基于x m l 的语言，用于描述w e bs e r v i c e 及其函数、参数和返回值。因为是基 于x m l 的，所以w s d l 既是机器可阅读的，又是人可阅读的。一些最新的开发 工具既能根据w e bs e r v i c e 生成w s d l 文档，又能导入w s d l 文档，生成调用 相应w e bs e r v i c e 的代码。 使用w s d l 规范描述某个w e b 服务的文本将是这个w e b 服务的服务说明， 称为该w e b 服务的w s d l 文档。程序可以读懂这个w s d l 文档，并解析出其中 的信息。w s d l 文档是对一个w e b 服务位置、协议和接口的详细且明确的说明。 它由w e b 服务的开发者提供，而如今有许多w e b 服务开发工具，譬如n e t 己经 可以根据代码自动生成w s d l 文档。 u d d i u d d i ( u n i v e r s a ld e s c r i p t i o n ，d i s c o v e r ya n di n t e r g r a t i o n 统一描述，发 现与集成) ，具备了s o a p 和w s d l 以后，跨平台的分布式通信虽已经可以实现，但 在i n t e r n e t 上如何查找、定位相应服务的问题却并没解决，为此，i b m m i c r o s o f t ，a r i b a 等公司共同提出，由w 3 c 通过并公布了u d d i 协议。u d d i 是 基于n e t 的科研管理系统的设计与实现 w e b 服务登记、查找和调用的组合。它是a r i b a 、i b m 和微软公司共同制订的基 于分布式w e b 服务信息注册的规范，也是一套执行规范的实施办法，其目的是让 w e b 服务的提供者注册他们的w e b 服务信息，以便i n t e r n e t 上的其他用户能够 方便地找到这些信息。这是一个彻底的新计划，意图建立一个全球化的、与平台 无关的、开放式的架构。 2 5 。n e t 的三层系统体系结构 w i n d o w sd n a 以”表现层事务逻辑层数据服务层”三层体系结构为构架1 1 4 】， 并将c o m 概念应用于i n t e r a c t ，利用c o m 组件对象在中间层进行事务逻辑服务， 处理各种复杂的商务逻辑计算和演算规则。其中使用一系列普通的服务，包括 w e b 服务、组件服务和信息服务，而这些服务都通过c o m 以一种统一的方式展 示出来，使诸多应用之间易于交互操作和共享组件。按d n a 的思想，应用系统 结构可由图2 4 描述。 囤2 4w i n d o w sd n a 的三层体系结构 1 、表示层 在表示层中，n e t 是由a s p n e tw e bf o r m s 来实现的。w e bf o r m s 是c l r 的程序模型。基于服务器端的动态页面技术，可以在服务器端根据客户端请求和 提交的信息，动态地生成与客户端浏览器类型无关的通用h t m l 页面，也可以 根据客户端浏览器类型，生成特定的数据表现形式( 因此这里的表示层是指面向 d n a 体系结构中的表示层，即是面向浏览器的) 。w e bf o r m s 控件负责生成用户 接口。它提出了一种将应用程序代码和用户接口内容分离的更加结构化的方法， 使a s p n e t 网页能动态地编译到受控类中，用以提高性能。每个引入的h t r p 请 求都被传递到一个新的网页实例，因此开发人员不需要关心代码中的线程安全 性。a s p n e tw e bf o r m s 框架的设计，解决了a s p 模式的不足。 1 3 基于m e t 的科研管理系统的设计与实现 2 、应用逻辑层 在应用逻辑层，分布式业务组件负责企业应用的商业逻辑部署。由于这些业 务组件经常负责处理数据库连接、网络资源、线程等高昂的资源，因此一直是三 层多层架构的关键和企业应用的核心。n e t 平台内建了对w e bs e r v i c e 的支 持。w e bs e r v i c e 是基于网络、分布式的模块化组件，它执行特定任务，遵守具 体的技术规范，这些规范使得w e bs e r v i c e 能与其他兼容的组件进行置操作。 w e bs e r v i c e 体系结构是面向对象分析与设计( o o a d ) 的- - 种合理发展。和 面向对象系统一样，封装、消息传递、动态绑定、服务描述和查询也是w e bs e r v i c e s 中的基本概念。而且，w e bs e r v i c e 另外一个基本概念就是：所有东西都是服务， 这些服务发布一个a p i 供网络中的其他服务使用，并且封装了实现细节。 3 、数据层 n e t 框架使用a d o n e t 完成对数据库的访问。a d o n e t 技术是一个基于标 准的、面向创建分布式数据共享应用程序的编程模型，是a d o 技术延伸和发展， 带来了比a d o