（大气物理学与大气环境专业论文）j2ee技术在气象信息系统中的应用研究.pdf

南 京信息工程大学硕士学位论文 j 2 e e 技术在气象信息系统中的 应用研究 中文摘要 随着我国 气象部门 信息化工程的建设和发展，各研究机构都建立了 各自 的信息处理系 统， 而这些信息系统却是在建立在不同的 平台 上， 使用不同的 语言进行开发的， 数据库的模 式也不尽相同。由于历史和技术的原因， 各系统之间缺少统一规划、 统一标准， 彼此之间很 难实 现信息共享， 导致信息化建设中 形成了 大量孤岛 式的 业务 应用系统。 因 此， 在各部门的 信息系统之间建立统一、 规范的 接口 ， 通过计算机网络进行信息的 交换和共享， 最终实现一 站式、 一体化、 协同 办公的 综合气象信息系统就显 得尤为重要。 另一方面， 还要解决如何将 新开发仪器的探测资料实时地添注到综合数据库中的问 题， 因为在以 往的数据库中， 这些数 据是不存在的， 如能见度等探测项， 而且，以 后还会有更多的 新设备投入使用， 系统要具备 更高的扩展性能， 提供标准的 应用接口 。 为了 适应气象服务发展的需求， 大力集成现有的异 质应用系统和数据库， 加强存储数据 检索与数据共享方面的建设， 本文针对气象信息系统在整合现有数据资源， 构建统一的信息 平台时的要求， 分析了1 2 e e 对于开发多 层结构气象信息系统的 适应性， 搭建了 基于j 2 e e 的 气象信息系统的基本结构， 利用j d b c 技术对异构、 分散数据库进行统一管理，并 运用j a r s 和数字加密技术加强了 信息共享过程中 系统和数据信息的安全，讨论了j 2 e e 在建立分布、 动态的气象信息系统中的应用。 关键词:j 2 e e ，气象信息系统， 多层， 信息安全 南京信息工程大学硕士学位论文刀 e e 技术在气象信息系统中的应用研究 ab s t r a c t a c c o r d i n g t h e r e q u i r e m e n t o f m e t e o r o lo g i c a l s e r v i c e s , m a n y u n i t s h a v e b u i lt t h e i r d a t a s y s t e m s w h i c h u s e d d i ff e r e n t d e s i g n i n g t e c h n o l o g y a n d d a t a b a s e t y p e s , b a s e d o n d i ff e r e n t c o m p u t e r p l a t f o r m . a n d w it h t h e h i s t o r i c a n d t e c h n o lo g i c a l f a c t o r s , t h e r e e x i s t e d l o ts o f i s o l a t e d a p p l i c a t i o n s y s t e m s b e c a u s e u n i f i c a t io n d e s i g n a n d s t a n d a r d b e t w e e n t h e s y s t e m s w e r e l e s s f o r s h a r i n g t h e i n f o r m a t i o n w it h o t h e r s y s t e m s . s o i t i s c r i t i c a l t o c o n s t i t u t e t h e u n i f o r m n o r m a t i v e i n t e r f a c e s b e t w e e n t h e d i s p a r a t e s y s t e m s , t o e x c h a n g e a n d s h a r e t h e d a t a v i a c o m p u t e r n e t w o r k , t o r e a l i z e t h e c o n s o l i d a t e d a n d o n e - p o r t m e t e o r o l o g i c a l i n f o r m a t i o n s y s t e m u l t i m a t e l y . s i m u lt a n e o u s l y , h o w t o p u t t h e d a t a d e t e c t b y t h e n e w a p p a r a t u s i n t o t h e s y n t h e t i c a l d a t a b a s e s h o u l d b e s o l v e d b e c a u s e t h e n e w r e s o u r c e s s u c h a s v i s i b i l i t y d a t a w e r e a b s e n c e i n e x i s t e d d a t a b a s e s y s t e m s . mo r e o v e r , m o r e n e w e q u i p m e n t s w i l l b e e m p l o y e d t h a t d e m a n d t h e s y s t e m s h o u l d p r o v i d e h i g h e r e x t e n s i b i l i t y a n d m o r e s t a n d a r d a p p l i c a t i o n i n t e r f a c e s . t o a c c o m m o d a t e t o n e w r e q u i r e m e n t o f w e a t h e r s e r v i c e s , t h e i n t e g r a t i o n b e t w e e n t h e c u r r e n t d i ff e r e n t a p p l i c a t i o n s y s t e m s a n d d a t a b a s e s s h o u l d b e e n f o r c e d , t h e s e a r c h o f d a t a m e m o r i z e d a n d t h e s h a r e o f d a t a a l s o s h o u l d b e e n h a n c e d . a i m i n g a t t h e d e m a n d i n i n t e g r a t i n g t h e e x i s t i n g d a t a r e s o u r c e s , c o n c e iv i n g t h e u n i f o r m in f o r m a t i o n p l a t f o r m , w e e v a l u a t e d t h e a p p l i c a b i l i t y o f j 2 e e i n b u i l d i n g t h e m u l t i - l a y e r m e t e o r o l o g i c a l i n f o r m a t i o n s y s t e m , s e t t h e b a s i c s k e l e t o n o f t h i s s y s t e m b a s e d o n j 2 e e , u t i l i z e d j d b c t o p u t u p t h e c o n s o l i d a t e d o p e r a t i o n a m o n g t h e d i ff e re n t a n d d i s p e r s i v e d a t a b a s e s . b y m e a n s o f j a a s a n d e l e c t r i c s i g n a t u r e , w e s t r e n g t h e n e d t h e s e c u r i t y o f t h e w h o l e s y s t e m a n d d a t a d u r i n g t h e p r o c e s s o f s h a r e , a n d d i s c u s s e d t h e a p p l i c a t i o n o f j 2 e e t e c h n o l o g y i n c o n s t r u c t i n g t h e d i s t r i b u t e d a n d d y n a m i c m e t e o r o l o g i c a l i n f o rm a t i o n s y s t e m . k e y w o r d s : j 2 e e， me t e o r o l o g i c a l i n f o r m a t i o n s y s t e m， m u lt i - l a y e r , i n f o r m a t i o n s e c u r it y i v 学位论文独创性声明 本 人郑 重 声 明 坚持以 “ 求实、创新”的科学精神从事研究工作。 本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得 、 il91 的研 究成果 。 3 、本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是 真实 的 。 4 、本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其 它机构 己经发表或撰写过 的研 究成果 。 5 、其他同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了声明 并表示 了谢 意 。 作者签名 日 期 厂争邸.二 碑 学位论文使用授权声明 本人完全 了解南京气象学院有关保 留、使用学位论文的规 定，学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送 交论文的电子版和纸质版;有权将学位论文用于非赢利目的的 少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅;有权将学位论文 的内容编入有关数据库进行检索;有权将学位论文的标题和摘 要 汇编 出版 。保密 的学位论文在解密后适用本 规定。 作者签名 日 期 心丛 盛 止马 南京信息工程大学硕士学位论文i 2 e e 技术在气象信息系统中的 应用研究 第一章前言 1 . 1现状分析及研究意义 气象部门是由国 家、 省、 地、 县四 级气象机构组成的公益性事业单 位， 经过多 年的建设， 形成了 一整套气象业务技术管理体系， 气象科学数据共享又是整个气象部门 信息化工作的重 要组成， 所以 推进气象科学数据共享要与气象信息系统规划和建设相衔接， 构成科学、 合理、 流畅的 信息系统。 深入开展气象科学数据共享必 须涵盖气象科学数据的各个领域， 包括基本 气象资料、 卫星气象资料、 气象科研资料、 各种专业科研资料和省级气象资 料: 不仅要推进 信息化资料的数据共享， 也要统筹考虑、 适时启动珍贵历史资料抢救工程。 制定全面的科学 数据共享规划，设计共享方案。 气象部门虽然有较丰富的数据资源， 但是业务系统产生的 大多是观测报文和未经过规范 加工处理和严格质量控制的原始数据， 并不能直接提供共享服务， 也不适合科学研究和决策 评估等工作。 气象科学数据范围 广泛、 种类繁多、 基础差异很大， 为了迅速开展公益性气象 科学数据共享服务， 只能先选择基础较好的常规观测资料和实时气象资料提供服务， 同时全 力组织新数据集的研制， 为用户提供更多、 更好的气象科学数据产品。另外， 气象科学数据 与其他领域的数据一样， 也存在着不同的保密级别， 如何既开展数据共享服务， 又遵守国家 的保密规定，也是我们需要考虑的问题。 许多学者在以上领域进行了卓有成效的研究， 开发建设了多种信息处理系统促进气象科 学数据工作的发展， 努力发挥气象科学数据的应用价值， 进一步为用户提供更为完善的实时 和历史气象数据服务， 使其充分发挥效益。 其中王素娟等开发了基于i n t e r n e t / i n t r a n e t的 气象卫星资料检索系统， 利用现有的网 络资源和存档卫星资料资 源， 通过对卫星历史资料的 检索、 下载及实时卫星产品的联机浏览、 卫星资 料的网上订购等服务来满足广大用户日 益增 长的资料需求。 张孝峰等介绍了自 动气象站信息数据库业务系统的结构和主要功能， 在资料 实时收集、格式化和写入数据库方面做了改进。何健等通过对自 动站资料实时采集、整理， 并在窗口显示数据，使用户方便直观地了 解自 动站资料的时空分布，通过利用分布式结构， 实现了对庞大数据资料的 有效管理和检索。 王红霞等系统将多个气象观测站逐旬的气温、 降 水、日 照、大风日 数、 气温极值等项内容的观测资料建立气象信息数据库进行统一管理， 方 便了对历史气象资料的查询和统计。 李集明等尝试构筑了面向大众的 气象信息共享平台， 重 点 对数据标准规范建设、 数据共享策略研究、 数据集研制和共享平台开发等领域进行了 探索。 李明还对气象资料网络服务中的信息安全问题进行了研究， 着重从数据加密、 数据压缩和文 件完 整 性 检查 等 三 个 方面 探 讨了 如 何 加 强 气象 信息 资 料 文 件 的 安 全 保 护问 题川 、 圈 。 但制约气象科学数据共享的关键问题依然存在， 主要表现在以 下几个方面: 首先， 气象 资 料的信息化程度还很低， 大量历史资料仍需规模化的数字化处理才能 够应用: 其次， 综合 数据集产品匾乏， 先前介绍的几种数据库系统应用仍是建立在单一数据库系统之上， 对广大 南京信息工程大学硕士学位论文i 2 e e 技术在气象信息系统中的 应用研究 第一章前言 1 . 1现状分析及研究意义 气象部门是由国 家、 省、 地、 县四 级气象机构组成的公益性事业单 位， 经过多 年的建设， 形成了 一整套气象业务技术管理体系， 气象科学数据共享又是整个气象部门 信息化工作的重 要组成， 所以 推进气象科学数据共享要与气象信息系统规划和建设相衔接， 构成科学、 合理、 流畅的 信息系统。 深入开展气象科学数据共享必 须涵盖气象科学数据的各个领域， 包括基本 气象资料、 卫星气象资料、 气象科研资料、 各种专业科研资料和省级气象资 料: 不仅要推进 信息化资料的数据共享， 也要统筹考虑、 适时启动珍贵历史资料抢救工程。 制定全面的科学 数据共享规划，设计共享方案。 气象部门虽然有较丰富的数据资源， 但是业务系统产生的 大多是观测报文和未经过规范 加工处理和严格质量控制的原始数据， 并不能直接提供共享服务， 也不适合科学研究和决策 评估等工作。 气象科学数据范围 广泛、 种类繁多、 基础差异很大， 为了迅速开展公益性气象 科学数据共享服务， 只能先选择基础较好的常规观测资料和实时气象资料提供服务， 同时全 力组织新数据集的研制， 为用户提供更多、 更好的气象科学数据产品。另外， 气象科学数据 与其他领域的数据一样， 也存在着不同的保密级别， 如何既开展数据共享服务， 又遵守国家 的保密规定，也是我们需要考虑的问题。 许多学者在以上领域进行了卓有成效的研究， 开发建设了多种信息处理系统促进气象科 学数据工作的发展， 努力发挥气象科学数据的应用价值， 进一步为用户提供更为完善的实时 和历史气象数据服务， 使其充分发挥效益。 其中王素娟等开发了基于i n t e r n e t / i n t r a n e t的 气象卫星资料检索系统， 利用现有的网 络资源和存档卫星资料资 源， 通过对卫星历史资料的 检索、 下载及实时卫星产品的联机浏览、 卫星资 料的网上订购等服务来满足广大用户日 益增 长的资料需求。 张孝峰等介绍了自 动气象站信息数据库业务系统的结构和主要功能， 在资料 实时收集、格式化和写入数据库方面做了改进。何健等通过对自 动站资料实时采集、整理， 并在窗口显示数据，使用户方便直观地了 解自 动站资料的时空分布，通过利用分布式结构， 实现了对庞大数据资料的 有效管理和检索。 王红霞等系统将多个气象观测站逐旬的气温、 降 水、日 照、大风日 数、 气温极值等项内容的观测资料建立气象信息数据库进行统一管理， 方 便了对历史气象资料的查询和统计。 李集明等尝试构筑了面向大众的 气象信息共享平台， 重 点 对数据标准规范建设、 数据共享策略研究、 数据集研制和共享平台开发等领域进行了 探索。 李明还对气象资料网络服务中的信息安全问题进行了研究， 着重从数据加密、 数据压缩和文 件完 整 性 检查 等 三 个 方面 探 讨了 如 何 加 强 气象 信息 资 料 文 件 的 安 全 保 护问 题川 、 圈 。 但制约气象科学数据共享的关键问题依然存在， 主要表现在以 下几个方面: 首先， 气象 资 料的信息化程度还很低， 大量历史资料仍需规模化的数字化处理才能 够应用: 其次， 综合 数据集产品匾乏， 先前介绍的几种数据库系统应用仍是建立在单一数据库系统之上， 对广大 南京信息工程大学硕士学位论文 j 2 e e 技术在气象信息系统中的应用研究 分 布 存 放的 分 类 别 数 据不能 进 行 有 效的 统 一 检 索 l7 1 191 : 第 三， 与己 有 系 统 互 联的 问 题， 在 开 发新系统时不能充分利用以 前的 大量i t 投资， 造成很大的浪费; 第四， 随着大量新研发探 测仪器的投入使用， 需要在系统中留有统一的、 规范的应用接口，满足功能扩充的需要;另 外， 面向 社会的 气象数据共享平台的建设还未完善， 基于w e b 的数据信息服务中的安全问 题 有 待 进 一 步 加 强 (io1 为了满足该应用中既要保留 大部分工 t 资源，又要实现高可靠性、扩展性、可用性、分 布性、动态的需求，我们采用j 2 e e 平台技术构建整体架构，采用模块化的设计模式作为松 散料合分布式应用架构的基础， 跨平台、 跨操作系统地对分散的、异构的数据库进行整合， 连通相关的 信息中心， 在各部门的 信息系统之间建立统一、 规范的 接口 ， 实现行业间的 信息 交换与信息共享， 通过计算机网络进行数据存储检索与数据共享， 最终实现一站式、 一体化、 协同办公的综合气象信息系统，为多方面提供气象信息服务。 1 . 2 j 2 e e提供的支持 近年来， 应用分布式对象计算技术， 基于组件进行开发的多层结构成为 主要趋势。 多层 结构的系统能够很好地解决以 往气象信息系统的问 题，并满足网 络化新趋势的要求。j 2 e e 为开发多层结构的 企业应用定义了一组标准， 提供了 标准化模式化的组件以 及对组件的一套 完 整服务， 并能 够自 动处 理许多 应用细节， 从而 简化了 基于 组 件构建的 企业应用， ” 。 j 2 e e体系结构提供中间层集成框架以 满足无需 太多费 用而又有更高可用性、高可靠性 以 及可扩展性的应用需求。 通过提供统一的 开发平台， j 2 e e降低了 开发多 层应用的费用和 复杂性，同时对现有应用程序集成提供强有力的支持， 有良 好的向 导支持打包和部署应用， 添 加目 录 支 持 ， 增 强 了 安 全 机 制 ， 提 高 了 性 能 z1u s j 2 e e 提供了以 下机制来支持构建具有可伸缩性、灵活性且易维护的 气象信息系统: ( 1 )平台的无关性。由于j a v a 语言本身的平台无关性， 基于j 2 e e 标准构建的气象信息 系统大部分的业务逻辑可以方便地在平台间迁移， 减少系统运行的成本， 这就使得现有的软 硬件资源最大限度地得到保留，从而节省了开发费用。 ( 2 )开发过程高效便捷。 j 2 e e 允许把一些通用但繁琐的服务端任务交给中间 件去完成， 这样开发人员就可以 把精力集中到创建气象信息系统的业务逻辑上，相应地缩短了开发时 间。j 2 e e的多层结构体系和各层之间的 相对独立性， 使得代码复用更容易实现。 在软件实 现过程中， 我们把业务逻辑集中 在业务层实现， 把其它可复用的、 与具体业务关系不大的功 能在其它层次实现， 在开发气象信息系统的 其它系统时可以 达到较高程度的复用。 ( 3 )系统的 可扩展性和易维护性。 j 2 e e 固有的 可扩充性和易维护性， 使得可以 在系统的 任意层次增加新功能， 而不影响原有系统。 软件体系采用多层结构， 实现了各层之间的松祸 合， 在用户业务规则发生变化时可以 及时 低成本地实现软件升级， 可以 在某些层次提供接口 以供用户进行二次开发。另外，各个资料子系统所使用的 数据库不尽相同，利用j 2 e e 提供 南京信息工程大学硕士学位论文 j 2 e e 技术在气象信息系统中的应用研究 分 布 存 放的 分 类 别 数 据不能 进 行 有 效的 统 一 检 索 l7 1 191 : 第 三， 与己 有 系 统 互 联的 问 题， 在 开 发新系统时不能充分利用以 前的 大量i t 投资， 造成很大的浪费; 第四， 随着大量新研发探 测仪器的投入使用， 需要在系统中留有统一的、 规范的应用接口，满足功能扩充的需要;另 外， 面向 社会的 气象数据共享平台的建设还未完善， 基于w e b 的数据信息服务中的安全问 题 有 待 进 一 步 加 强 (io1 为了满足该应用中既要保留 大部分工 t 资源，又要实现高可靠性、扩展性、可用性、分 布性、动态的需求，我们采用j 2 e e 平台技术构建整体架构，采用模块化的设计模式作为松 散料合分布式应用架构的基础， 跨平台、 跨操作系统地对分散的、异构的数据库进行整合， 连通相关的 信息中心， 在各部门的 信息系统之间建立统一、 规范的 接口 ， 实现行业间的 信息 交换与信息共享， 通过计算机网络进行数据存储检索与数据共享， 最终实现一站式、 一体化、 协同办公的综合气象信息系统，为多方面提供气象信息服务。 1 . 2 j 2 e e提供的支持 近年来， 应用分布式对象计算技术， 基于组件进行开发的多层结构成为 主要趋势。 多层 结构的系统能够很好地解决以 往气象信息系统的问 题，并满足网 络化新趋势的要求。j 2 e e 为开发多层结构的 企业应用定义了一组标准， 提供了 标准化模式化的组件以 及对组件的一套 完 整服务， 并能 够自 动处 理许多 应用细节， 从而 简化了 基于 组 件构建的 企业应用， ” 。 j 2 e e体系结构提供中间层集成框架以 满足无需 太多费 用而又有更高可用性、高可靠性 以 及可扩展性的应用需求。 通过提供统一的 开发平台， j 2 e e降低了 开发多 层应用的费用和 复杂性，同时对现有应用程序集成提供强有力的支持， 有良 好的向 导支持打包和部署应用， 添 加目 录 支 持 ， 增 强 了 安 全 机 制 ， 提 高 了 性 能 z1u s j 2 e e 提供了以 下机制来支持构建具有可伸缩性、灵活性且易维护的 气象信息系统: ( 1 )平台的无关性。由于j a v a 语言本身的平台无关性， 基于j 2 e e 标准构建的气象信息 系统大部分的业务逻辑可以方便地在平台间迁移， 减少系统运行的成本， 这就使得现有的软 硬件资源最大限度地得到保留，从而节省了开发费用。 ( 2 )开发过程高效便捷。 j 2 e e 允许把一些通用但繁琐的服务端任务交给中间 件去完成， 这样开发人员就可以 把精力集中到创建气象信息系统的业务逻辑上，相应地缩短了开发时 间。j 2 e e的多层结构体系和各层之间的 相对独立性， 使得代码复用更容易实现。 在软件实 现过程中， 我们把业务逻辑集中 在业务层实现， 把其它可复用的、 与具体业务关系不大的功 能在其它层次实现， 在开发气象信息系统的 其它系统时可以 达到较高程度的复用。 ( 3 )系统的 可扩展性和易维护性。 j 2 e e 固有的 可扩充性和易维护性， 使得可以 在系统的 任意层次增加新功能， 而不影响原有系统。 软件体系采用多层结构， 实现了各层之间的松祸 合， 在用户业务规则发生变化时可以 及时 低成本地实现软件升级， 可以 在某些层次提供接口 以供用户进行二次开发。另外，各个资料子系统所使用的 数据库不尽相同，利用j 2 e e 提供 南京信息工程大学硕士学位论文j 2 e e 技术在气象信息系统中的 应用研究 的j d b c 技术，系统可以 很便捷地同各种数据库连接， 而不局限于某一种数据库。基于3 2 e e 平台开发的多层结构的系统， 能够使数据与应用、 表示与业务 逻辑都相应分开， 这样使得维 护可以 仅针对某个层面的 某个局部， 而无需影响其它层面， 系统的 维护性大大提高， 同时也 利于系统扩 展和各 种数据 标准的 制定和统一川 。 ( 4 )支持异构环境。 j 2 e e能够开发部署在异构环境中的可移植程序。基于j 2 e e的应用 程序不依赖任何特定操作系统、中间件和硬件设备，因 此设计合理的 基于j 2 e e 的 程序只需 开发一次就可部署到各种平台，这在典型的异构计算环境中是十分关键的。 j 2 e e标准也允 许将与j 2 e e 兼容的 现成组件部署到异构环境中， 节省了 从头制定整个方案所需的费用。 ( 5 )安全性。 我们所设计开发的此气象信息系统是应用于网络/ 分布式运算环境的， 为此 应大力突出j 2 e e 的安全性，以 确保建立无病毒且不会被侵入的系统。 j a v a 的验证技术是以 公钥加密法为基础的，在安全构建上有很大的优势。 从以 上分析可见， 基于j 2 e e 的多层结构性能上拥有很多优势，同 时开发相对容易， 对 于气象信息系统的要求具有很强的适应性。 1 . 3论文各部分的主要内容 论文主要分四 个部分。第一部分介绍了j 2 e e 体系结构和相关的 主要技术，以 及针对气 象信息系统的应用策略，接下来在第二部分设计出基于j 2 e e 平台技术的 气象信息系统的框 架结构和各层的 设计模式， 第三部分以 具体的 数据库操作为实例， 展现了 各模块的 实际实现， 最后在第四部分，在对系统的性能优化和信息安全方面做了 相应的改善。 南京信息工程大学硕士学位论文j 2 e e 技术在气象信息系统中的 应用研究 的j d b c 技术，系统可以 很便捷地同各种数据库连接， 而不局限于某一种数据库。基于3 2 e e 平台开发的多层结构的系统， 能够使数据与应用、 表示与业务 逻辑都相应分开， 这样使得维 护可以 仅针对某个层面的 某个局部， 而无需影响其它层面， 系统的 维护性大大提高， 同时也 利于系统扩 展和各 种数据 标准的 制定和统一川 。 ( 4 )支持异构环境。 j 2 e e能够开发部署在异构环境中的可移植程序。基于j 2 e e的应用 程序不依赖任何特定操作系统、中间件和硬件设备，因 此设计合理的 基于j 2 e e 的 程序只需 开发一次就可部署到各种平台，这在典型的异构计算环境中是十分关键的。 j 2 e e标准也允 许将与j 2 e e 兼容的 现成组件部署到异构环境中， 节省了 从头制定整个方案所需的费用。 ( 5 )安全性。 我们所设计开发的此气象信息系统是应用于网络/ 分布式运算环境的， 为此 应大力突出j 2 e e 的安全性，以 确保建立无病毒且不会被侵入的系统。 j a v a 的验证技术是以 公钥加密法为基础的，在安全构建上有很大的优势。 从以 上分析可见， 基于j 2 e e 的多层结构性能上拥有很多优势，同 时开发相对容易， 对 于气象信息系统的要求具有很强的适应性。 1 . 3论文各部分的主要内容 论文主要分四 个部分。第一部分介绍了j 2 e e 体系结构和相关的 主要技术，以 及针对气 象信息系统的应用策略，接下来在第二部分设计出基于j 2 e e 平台技术的 气象信息系统的框 架结构和各层的 设计模式， 第三部分以 具体的 数据库操作为实例， 展现了 各模块的 实际实现， 最后在第四部分，在对系统的性能优化和信息安全方面做了 相应的改善。 南京信息工程大学硕士学位论文j 2 e e 技术在气象信息系统中的 应用研究 第二章 j 2 e e 体系结构及关键技术简介 2 . 1 j 2 e e的概念 i n t e r n e t 和” ，为企业提供了 构建信息化的 坚实基 础和平台， 在这种全新的 模式下， 为了 利用i n t e r n e t 的优势， 各 种大小企业开发能够融入i n t e r n e t 的 企业信息系统已 成为一 种必然趋势。 但开发这样的应用系统面临着新的 挑战， 它 不同 于一般应用系统， 不仅要保留 传统的 信息系统， 而且要确保所有的 关键性的功能都能 够进行计算机管理， 能够频繁更新信 息和服务， 以 适应外界的 变化。 这就要求实现这些系统在更高 层次上的 集成， 并增加对分散 的数据源整合数据的能力， 从而服务于特定的战略需要。 此外， 在信息化经济的竞争环境里 企业应用的响应时间 在企业中的价值不可低估， 因此需要采用一些方法简单而有效地将这些 应用程序集成到现有的企业信息系统中去。 所有这些因素都极大地影响了企业对竞争环境的 响应能力， 因而， 构建企业级应用软件要在考虑维护和发挥现有商业系统价值的同时， 分别 从响应速度、 开发效率、 系统集成和自 由 选择4 个方面来迎接开发一 个企业应用系统所面临 的 挑战， 跟上信息 经济 环境的 快速的 竞争步 伐u si j 2 e e 就是这种背景下的产物。j 2 e e 的目 标是定义一个功能标准，以 帮助人们适应这些 挑战。j 2 e e 不只是一种计算机语言， 它是s u n m i c r o s y s t e m s 公司继j a v a 技术之后又推出 的一个更高层的全方位、多功能的企业应用开发环境。 它包括了当 今软件工业界许多最新、 最重要的 软件技术。 j 2 e e 平台包含有一整套的 服务、 应用程序接口 和协议， 是j a v a 技术的 整体解决方案。 j 2 e e平台 通过基于组件的应用程序模型大大简化了开发过程，同时 还支持 任何分布式体系和多层次的 应用开发。随 着越来越多的 第三方对刃e e 的支持和标准认证， j 2 e e己 被 广泛 应用于开发 企 业级 应用软件、中 间 件技 术和组 件技 术116 1 。 它所 支持的 应用 程 序范围从传统的企业内联网的客户一 一 服务器应用程序，到i n t e r n e t 上的电子商务w e b 站 点。 作为一个可以 置于广泛的 现有企业系统 数据库管理系统、 事物监督系统、 名字和目 录服务系统等之上的 标准， j 2 e e 打破了 现有系统之间的固 有障碍， 统一的j 2 e e 标准以 一个 集成的、 基于组件的 应用模型包揽了多 层应用所需要的资 源， 这也为解决企业应用的战略需 求提供了下一代的组件、 工具、 系统和应用。由 于具有简单性、 可移植性、 可升级性和可集 成性，使得j 2 e e 成为企业及解决方案的最佳平台之一。 2 . 2 j 2 e e的优势 近年来， 应用分布式 对象计算技术， 基于组件进行开发的多层结构成为主要趋势。 多层 结构的系统能够很好地解决以往气象信息系统的问题，并满足网络化新趋势的要求。j 2 e e 为开发多层结构的企业应用定义了一组标准， 提供了标准化模式化的组件以及对组件的一套 完整服务，并能够自 动处理许多应用细节，从而简化了基于组件构建的企业应用。 南京信息工程大学硕士学位论文j 2 e e 技术在气象信息系统中的 应用研究 第二章 j 2 e e 体系结构及关键技术简介 2 . 1 j 2 e e的概念 i n t e r n e t 和” ，为企业提供了 构建信息化的 坚实基 础和平台， 在这种全新的 模式下， 为了 利用i n t e r n e t 的优势， 各 种大小企业开发能够融入i n t e r n e t 的 企业信息系统已 成为一 种必然趋势。 但开发这样的应用系统面临着新的 挑战， 它 不同 于一般应用系统， 不仅要保留 传统的 信息系统， 而且要确保所有的 关键性的功能都能 够进行计算机管理， 能够频繁更新信 息和服务， 以 适应外界的 变化。 这就要求实现这些系统在更高 层次上的 集成， 并增加对分散 的数据源整合数据的能力， 从而服务于特定的战略需要。 此外， 在信息化经济的竞争环境里 企业应用的响应时间 在企业中的价值不可低估， 因此需要采用一些方法简单而有效地将这些 应用程序集成到现有的企业信息系统中去。 所有这些因素都极大地影响了企业对竞争环境的 响应能力， 因而， 构建企业级应用软件要在考虑维护和发挥现有商业系统价值的同时， 分别 从响应速度、 开发效率、 系统集成和自 由 选择4 个方面来迎接开发一 个企业应用系统所面临 的 挑战， 跟上信息 经济 环境的 快速的 竞争步 伐u si j 2 e e 就是这种背景下的产物。j 2 e e 的目 标是定义一个功能标准，以 帮助人们适应这些 挑战。j 2 e e 不只是一种计算机语言， 它是s u n m i c r o s y s t e m s 公司继j a v a 技术之后又推出 的一个更高层的全方位、多功能的企业应用开发环境。 它包括了当 今软件工业界许多最新、 最重要的 软件技术。 j 2 e e 平台包含有一整套的 服务、 应用程序接口 和协议， 是j a v a 技术的 整体解决方案。 j 2 e e平台 通过基于组件的应用程序模型大大简化了开发过程，同时 还支持 任何分布式体系和多层次的 应用开发。随 着越来越多的 第三方对刃e e 的支持和标准认证， j 2 e e己 被 广泛 应用于开发 企 业级 应用软件、中 间 件技 术和组 件技 术116 1 。 它所 支持的 应用 程 序范围从传统的企业内联网的客户一 一 服务器应用程序，到i n t e r n e t 上的电子商务w e b 站 点。 作为一个可以 置于广泛的 现有企业系统 数据库管理系统、 事物监督系统、 名字和目 录服务系统等之上的 标准， j 2 e e 打破了 现有系统之间的固 有障碍， 统一的j 2 e e 标准以 一个 集成的、 基于组件的 应用模型包揽了多 层应用所需要的资 源， 这也为解决企业应用的战略需 求提供了下一代的组件、 工具、 系统和应用。由 于具有简单性、 可移植性、 可升级性和可集 成性，使得j 2 e e 成为企业及解决方案的最佳平台之一。 2 . 2 j 2 e e的优势 近年来， 应用分布式 对象计算技术， 基于组件进行开发的多层结构成为主要趋势。 多层 结构的系统能够很好地解决以往气象信息系统的问题，并满足网络化新趋势的要求。j 2 e e 为开发多层结构的企业应用定义了一组标准， 提供了标准化模式化的组件以及对组件的一套 完整服务，并能够自 动处理许多应用细节，从而简化了基于组件构建的企业应用。 南京信息工程大学硕士学位论文 m e 技术在气象信息系统中的应用研究 j 2 e e体系结构提供中间 层集成框架以 满足无需太多费用而又有更高可用性、 高可靠性 以 及可扩展性的 应用需求。通过提供统一的开发平台， j 2 e e降低了 开发多 层应用的费用和 复杂性，同时对现有应用程序集成提供强有力的支持， 有良 好的向导支持打包和部署应用， 添加目 录支持，增强了安全机制，提高子性 能。 j 2 e e为搭建具有可伸缩性、灵活性、易维护性的商务系统提供了良 好的机制: 1 .保留现存的 i t资产 由 于企业必须适应新的商 业需求， 利用己 有的 企业信息系统方面的投资， 而不是重新制 定全盘方案， 所以 集成和再开发就变得很重要。 由 于基于 j 2 e e平台的 产品 儿乎能够在任何 操作系统和硬件配置上运行， 现有的操作系统和硬件也能 被保留 使用。 并且 j 2 e e平台可以 充分利用用户原有的应用系统的 投资。 这之所以 成为 可能是因为 j 2 e e拥有广泛的 业界支持 和一些重要的企业计算领域供应商的参与。 每一个供应商都 对现有的 客户提供了 不用废弃已 有投资， 进入可移植的j 2 e e领域的 升级 途径洲。 2 .高效的开发 j 2 e e允许公司把一些通用的、很繁琐的 服务端任务交给中间 件去完成。这样开发人员 可以集中精力 在如何创建商业逻辑上， 相应地缩短了 开发时间。 而高级中间 件供应商提供以 下 这些复杂的中 间 件服务is 7 i )状态管理服务 一使开发人员编写更少的代码， 不用关心如何管理状态， 这样能够更 快地完成程序开发。 2 )持续性服务 一让开发人员不用对数据访问 逻辑进行编码就能编写应用程序， 能生成 更轻巧，与数据库无关的应用程序，这种应用程序更易于开发与维护。 3 ) 分布式共享数据对象 c a c h e服务 一让开发人员编制高性能的系统， 极大提高整体 部署的伸缩性。 3 .支持异构环境 j 2 e e能够开发部署在异构环境中的 可移植程序。 基于 j 2 e e的 应用程序不依赖任何特 定操作系统、中间 件、 硬件。因 此设计合理的基于 j 2 e e 的程序只需开发一次就可部署到各 种平台。j 2 e e标准也允许客户订购与 j 2 e e兼容的第三方的现成的组件，把它们部署到异 构环境中， 节省了由自 己 制订整个方案所需的费 用。 4 .可伸缩性 企业必须要选择一种服务器端平台， 这种平台应能提供极佳的可伸缩性去满足那些在他 们系统上进行商业运作的大批新客户。 基于 j 2 e e平台的应用程序可被部署到各种操作系统 上。 j 2 e e领域的供应商提供了 更为广泛的负载平衡策略。 可以允 许多台 服务器集成部署， 来消除系统中的 瓶颈。 这种部署可达数千个处理器， 实 现可高度伸缩的系统， 满足未来商业 应用的需要。 5 .稳定的可用性 因为 工 n t e r n e t是全球化的、 无处不在的， 若是意外停机， 那会有灾难性后果。 所以要 南京信息工程大学硕士学位论文 j 2 e e 技术在气象信息系统中的 应用研究 求一个服务器端平台， 必须能 全天候运转以 满足公司客户、 合作伙伴的需要。 j 2 e e部署到 可靠的操作环境中，它们支持长期的可用性。一些 j 2 e e部署在 w i n d o w s环境中，客户也 可选择健壮性能更好的操作系统如 s u n s o l a r i s 、工 b m o s / 3 9 0 . 2 . 3 m e的体系结构 2 . 3 . 1 j 2 e e的四层模型 j 2 e e使用多层的分布式应用模型， 应用逻辑按功能划分为组件，各个应用组件根据他 们所在的层分布在不同的 机器上。 事实上， s u n设计 j 2 e e的初衷正是为了解决两层模式 ( c l i e n t / s e r v e r ) 的弊端， 在传统模式中，客户端担当了过多的 角色而显得臃肿，在这种模 式中， 第一次部署的时候比 较容易， 但难于升级或改进， 可伸展性也不理想， 而且经常基于 某种专有的 协议一一通常是某种数据库协议， 它使得重用业务逻辑和界面逻辑非常困 难。 现 在j 2 e e的多层企业级应用模型将两层化模型中的不同 层面切分成许多层。 一个多 层化应用 能 够为不同的 每种服务提 供一 个独立的 层，以 下是 j 2 e e典型的四 层结构【， ， ( 如图2 . 1 ) : . 运行在客户端机器上的 客户层组件 今 运行在j 2 e e 服务器上的w e b 层组件 令 运行在j 2 e e 服务器上的业务逻辑层组件 令 运行在e i s 服务器上的企业信息系统( e n t e r p r i s e i n f o r m a t i o n s y s t e m ) 层软件 1 ) j 2 e e 应用程序组件 j 2 e e 应用程序是由组件构成的. j 2 e e 组件是具有独立功能的软件单元，它们通过相关 j 2 e e j m 应 用 理 序 i朋 2 ” 司锣 图2 . 1 j 2 e e 的四层模型 南京信息工程大学硕士学位论文 j 2 e e 技术在气象信息系统中的 应用研究 求一个服务器端平台， 必须能 全天候运转以 满足公司客户、 合作伙伴的需要。 j 2 e e部署到 可靠的操作环境中，它们支持长期的可用性。一些 j 2 e e部署在 w i n d o w s环境中，客户也 可选择健壮性能更好的操作系统如 s u n s o l a r i s 、工 b m o s / 3 9 0 . 2 . 3 m e的体系结构 2 . 3 . 1 j 2 e e的四层模型 j 2 e e使用多层的分布式应用模型， 应用逻辑按功能划分为组件，各个应用组件根据他 们所在的层分布在不同的 机器上。 事实上， s u n设计 j 2 e e的初衷正是为了解决两层模式 ( c l i e n t / s e r v e r ) 的弊端， 在传统模式中，客户端担当了过多的 角色而显得臃肿，在这种模 式中， 第一次部署的时候比 较容易， 但难于升级或改进， 可伸展性也不理想， 而且经常基于 某种专有的 协议一一通常是某种数据库协议， 它使得重用业务逻辑和界面逻辑非常困 难。 现 在j 2 e e的多层企业级应用模型将两层化模型中的不同 层面切分成许多层。 一个多 层化应用 能 够为不同的 每种服务提 供一 个独立的 层，以 下是 j 2 e e典型的四 层结构【， ， ( 如图2 . 1 ) : . 运行在客户端机器上的 客户层组件 今 运行在j 2 e e 服务器上的w e b 层组件 令 运行在j 2 e e 服务器上的业务逻辑层组件 令 运行在e i s 服务器上的企业信息系统( e n t e r p r i s e i n f o r m a t i o n