（机械电子工程专业论文）基于web的机械部件结构分析与设备选型研究.pdf

摘要 5 1 8 3 i 本论文主要研究了基于w e b 进行机械结构分析和设备 选型的方法。 首先以水处理设备刮泥机的承载梁部件为例，进行了分 析、优化设计研究之后，设计开发了一套运行于w e b 服务 器端、以网络浏览器作为用户界面、可以进行水处理设备远 程计算分析的软件。 水处理设备平流池、浓缩池、二沉池的刮泥机承载梁属 于杆梁结构。文中采用了有限单元法对其进行研究，并且给 出了有限单元法的基础理论和分析过程。文中还介绍了序列 优化法和坐标轮换法。序列优化法是一种化非线性问题为线 性问题的一种方法，论文详细地论述了这种方法的基本思路 及数学推导；坐标轮换法是一种将一多维问题简化为多个 维问题的优化方法，这种方法的优点是概念清晰，浅显易懂， 便于软件实现。 作为现代设计方法之一的远程在线计算方法，具有可方 便实现设计资源共享的优点。笔者以w i n d o w s2 0 0 0s e r v e r 和i i s5 0 为开发和运行平台，基于m i c r o s o f t 的a s p 技术， 使用w b s c r i p t 语言编写了一套可通过w w w 服务器提供水 处理设备远程结构分析和优化服务的软件。并且针对3 种梁 的典型结构进行了与a n s y s 6 0 的计算结果对比测试，对这 套软件进行了评估。测试结果表明：这套软件在计算结果的 正确性方面表现较好，只是由于单元数目较少，导致计算结 果偏大，但是这是属于比较安全的方案。 在今后，如果w e b 应用程序的开发技术能够提供更好 的方法来简化用户建模过程，机械结构在线分析一定能够得 到更好地实现。 然后，以矿井提升设备为例，开发了一套基于w e b 进 行机械设备选型设计的软件。 关键词：有限元，结构分析，优化设计，在线计算，设 备选型，a s p a b s t r a c t i nt h i sp a p e r , am e t h o dw h i c hc a nd om e c h a n i c a ls t r u c t u r e a n a l y s i sa n de q u i p m e n tl e c t o t y p eb a s e d o nw e bi sb e e nb r o u g h t f o r w a r d f i r s t ，t h ec a r r i e rb a ro ft h ew a t e rp r o c e s s i n ge q u i p m e n t t h em u d s c r a p e r i sa n a l y z e da n d o p t i m a l l yd e s i g n e d ；t h e n ，as u i t o fs o f t w a r ei sd e s i g n e d i tc a nc a l c u l a t ea n da n a l y s et h ew a t e r p r o c e s s i n ge q u i p m e n tl o n g - d i s t a n t l y 。i tf i m c t i o n s a tw e bs e r v e r a n di t si n t e r f a c ei sw e bb r o w s e r t h ec a r r i e rb a ro ft h em u ds c r a p e ri nh o r i z o n t a lf l o w b a s i n ，c o n c e n t r a t i o n t a n ka n d s e c o n d l yp r e c i p i t i n g b a s i ni s b l o n g st op o l ea n db e a ms t r u c t u r e i nt h i sp a p e r , t h em e t h o do f f i n i t ee l e m e n ti su s e dt oa n a l y z et h es t r u c t u r e ，a n dp r o v i d e st h e b a s i ct h e o r ya n dt h ep r o c e s so f a n a l y s i s a tt h es a m et i m e ，t h e p r o v i d e ds e q u e n c eo p t i m a lm e t h o da n dt h e m e t h o d ew h i c h c h a n g e sc o o r d i n a t ea r ea l s op r e s e n t e d t h ep r o v i d e ds e q u e n c e o p t i m a lm e t h o d e i saw a yw h i c ht u r n sn o n l i n a rp r o b l e mt o l i n a r p r o b l e m a n dt h eb a s i ct r a i no ft h o u g h ta n dm a t h s d e d u c t i o na r ed i s c u s s e di nd e t a i l ；t h em e t h o d ew h i c hc h a n g e s c o o r d i n a t ei sa w a yw h i c hs i m p l f i e d am a n yd i m e n s i o n s p r o b l e m t om a n y p r o b l e m so f o n ed i m e n s i o n a n d 也ea d v a n t a g e o ft h i sm e t h o di sc l e a rc o n c e p t e a s yt ou n d e r s t a n da n dc r e a t p r o c e d u r e a so n eo fm o d e md e s i g nm e t h o d s ，l o n g d i s t a n c eo n l i n e c a l c u l a t i o ni sam e t h o dw h i c hc a nb ee a s yt of u l f i ls h a r i n gt h e r e s o u c eo fd e s i g n h e r ep e n m a nc o m p i l e das u i to fs o f t w a r e p r o v i d i n gt h es e r v i c eo f s t r u c t u r ea n a l y s i sa n do p t i m i z ef o rt h e w a t e rp r o c e s s i n ge q u i p m e n tb yw w ws e r v e r i t sp l a t f o r mt o d e v e l o pa n dr u ni sm i c r o s o f tw i n d o w s2 0 0 0s e r v e rw i t hi i s 5 o t h e t e c h n o l o g y i sb a s e do nm i c r o s o f ta sp i a n dt h e p r o g r a m m i n gl a n g u a g e i s v b s c r i p t t h e n ，t h e r e i sac o n t r a s t c a l c u l a t i o nt e s tb e t w e e nt h i ss u i to fs o f l w a r ea n da n s y s6 0f o r t h er e p r e s e n t a t i v es t r u c t u r eo ft h e3k i n do fb e a m t h ei n t e n ti s t oe v a l u a t et h es u i to fs o f t w a r e t h er e s u l ti n d i c a t e s ：i t s c o r r e c t n e s so fc a l c u l a t i o nr e s u l ti sb e t t e r ；o n l yf o rt h ea m o u n to f 3 t h ee l e m e n ti s t o o f e w , t h e l a r g e s ot h i si sas a f es c h e m e c a l c u l a t i o nr e s u l t i s r e l a t i v e l y f o rt h e f u t u r e ，i ft h e d e v e l o p m e n tt e c h n i q u e o fw e b a p p l i c a t i o n c a n p r o v i d e m o r eb e t t e r m e t h o dt o p r e d i g e s t m o d e l i n gp r o c e s s ，t h eo n l i n ea n a l y s eo fm e c h a n i s ms t r u c t u r e m u s tb er e a l i z e d p e r f e c t l y ih e i l , as u i t eo fs o f t w a r ew h i c hc a n p r o c e s sm e c h a n i c a l e q u i p m e n tl e c t o t y p e ( m i n eh o i s t ) i sb e e nd e v e l o p e d k e y w o r d s ：f i n i t e e l e m e n t ，s t r u c t u r ea n a l y s i s ， o p t i m a ld e s i g n ，o n l i n ec a l c u l a t i o n ， q u i p m e n tl e c t o t y p e ，a s p , 4 1 1 研究目的与意义 第1 章绪论 水是生命的源泉。然而，人类生存和工业生产所必需的淡水资源 却日渐减少，淡水资源缺乏是世界各国普遍面临的难题。为了充分利 用水资源，缓解淡水资源缺乏的紧张局势，对生活污水进行回收利用 是一项行之有效的方法。 刮泥机承载梁是水处理设备中的关键，其设计水平将直接影响水 处理设备的性能。为了确保设备能够正常运行，提高承载梁的可靠性， 在设计时应该把承载梁的应力分析作为一项主要的内容。不过，传统 的解析计算方法无法有效、准确的对结构的应力及应变求解；在实际 的设计工作中，工程技术人员多数是凭借以往的设计经验来设计设备 的结构，先设计出产品然后通过实验来进行强度校核，这样的设计方 法导致设计周期变长，同时，又可能出于安全性考虑，增大了结构设 计的冗余量，造成了原材料的浪费。 有限元法是大型复杂结构或多自由度体系分析的有力工具，近2 0 年来已广泛的应用于工程结构、传热、流体运动、电磁等连续介质的 力学分析中，并在气象、地球物理、医学等领域得到应用和发展。电 子计算机的出现和发展，使有限元法在许多实际问题中的应用变成现 实，并具有广阔的前景。 在我国，计算机正在各个领域得到推广应用。作为一个科技工作 者，了解有限元法的基本知识，掌握计算机程序的编制方法和计算机 的使用方法，就能使自己的工作效率得到成倍的提高。 近两年来，随着i n t e r n e t 和宽带网的迅速普及，网络带给广大用 户越来越多的方便。以往要使用某一个软件，迫于上网条件和网络带 宽的限制，大多数人都是会先下载软件安装程序，在离线情况下再安 装好软件来使用。这种使用方法方面是需要安装和设置，另一方面 还需要考虑本机的操作系统和硬件配置是否能够满足要求。 在有限元软件领域，有很多比较成熟的商业软件，其中大部分都 是通用有限元计算软件：而一般使用此软件的科技人员都是用于某一 特定专业，甚至只是某种特定结构问题。而这样套商业软件的价 格决不是一个小数目，并不是每个用户都承担得起的。而自己编写 又需要具备一定的软件开发能力，即使开发出来正确与否还需要大量 的测试工作。 使用w i n d o w s2 0 0 0s e r v e r 作为w e b 服务器和a s p 技术的出现， 给了广大科技工作者通过i n t e r n e t 发布和使用软件的新思路。利用 a s p 技术，非计算机专业的人士也可以编出大量高质量的w e b 应用程 序。这样的软件对客户计算机的软硬件要求都很低：可以安装w i n d o w s 9 5 以上的操作系统和i e 4 ，0 以上的浏览器就可以了。无须下载、安装； 只要在浏览器内输入自己的数据，所有计算在服务器上完成，然后就 可以得到自己所需的结果。 这种软件的专业性和针对性更强，通过广大网络用户的使用，也 可以更多的发现程序中的不足之处，使其得到更好的完善，也可以更 好的为广大用户服务。 矿井提升设备是矿井中的重要设备之一，它担负着升降人员、提 升矿物、运送材料以及升降生产设备和工具等的任务，是沟通矿井地 面与井下的运输设备；若矿井提升设备在工作中一旦发生故障，就会 严重影响矿井的正常生产，甚至造成人身事故【2 】。所以，矿井提升设 备的选型对煤矿安全、可靠和经济运行具有重要意义。 在本文中，笔者将矿井提升设备的选型设计计算过程使用a s p 技 术开发了种基于w e b 的计算程序。这样，即可以检验现有的选型设 计知识，还可以共享做到资源共享，减少重复劳动。 1 2 国内外研究现状 有限元法是求解数理方程的种数值计算方法，是解决工程实际 问题的一种有力的数值计算工具。它是随着大型高速数字计算机的出 现而发展起来的一种数值方法。它首先起源于对杆系结构的矩阵分析， 最初这种方法被用来研究复杂的飞机结构中的应力，把每一个杆件作 为一个单元，把结构看成是单元的集合体，通过单元分析与集合建立 结构方程组，然后利用电子计算机进行求解。它是将弹性理论、计算 数学和计算机软件有机的结合在起的一种数值分析技术；后来由于 这一方法的灵活、快速和有效性，使其迅速发展成为求解各领域的数 理方程的一种通用的近似计算方法。目前，它在许多学科领域和实际 工程问题中都得到广泛的应用，因此，在工科院校和工业界受到普遍 的重视。 有限元软件的发展也很快，我国已引进的主要有：s a p 5 、s a p 7 、 s a p 8 4 、s u p e rs a p 、a d i n a 、a d i n a t 、a n s y s 、m s c n a s t r a n ，a s k a 等。 有些软件还具备了前后处理功能。这样，不仅解题的速度提高，还极 大的方便了使用者，对有限元法的普及与应用必然起了很大的促进作 用。 同时，互联网的迅速普及使得科技工作者之间的交流变得更加方 l o 便。人们已不在满足于只是通过电子邮件或是b b s 来相互交流，而a s p 、 7 s p 、x m l 等创建动态网页的新技术，使得设计基于w e b 的软件变的更 加方便。 现在，国内外已有不少的科研及商业机构已经将自己的设计开发 软件加入到他们自己的网页中供用户用浏览器调用。这种方式与过去 那种下载软件、安装、使用的传统方式相比，显得更加方便。 国内比较知名的能够实现在线计算的学术网站“教育部现代设计 与制造网上合作研究中心”，就已经作了很多“支持设计资源服务”， 包括产品性能在线设计，产品性能试验服务，支持产品设计数据库在 线查询。 还有北京飞箭软件有限公司办的“网上有限元计算互动平台”， 这是一家中外合资的高科技公司，主要提供网上计算服务及个性化工 程与科学计算软件。其主要产品是： 有限元程序自动生成系统( f e p g 3 0 ) ，其特点是把f e p g ( 有限元 程序自动生成系统) 安装在服务器上，用户通过i n t e r n e t 网或局域网 使用这一系统。用户无须在每一台p c 机上安装这一系统。 这一系统的工作原理是：客户端用户通过p c 机上的界面程序描述 有限元问题并传送给服务器，由服务器相应的生成f o r t r a n 源程序， 送回客户端，p c 机并自动编译和运行。由于由服务器生成源代码量不 大，一般不超过1 0 0 k 字节，因此服务器的运行时间及送回客户端所需 的时间很短，一般在数秒钟内即可完成。用户使用f e p g 网络版，与使 用安装在自己的p c 机上的单机版，感觉上是完全一样的。该软件不受 领域、问题和算法的限制，适用于各种领域的各种有限元问题，有限 元编程人员只需输入有限元问题所需之数学表达式( 如微分方程表达 式、形函数表达式、算法表达式等) ，即可通过这一系统由计算机自动 产生相应的有限元程序，从而免除了大量的、重复的有限元编程。但 是这种实现方式依然需要用户自己进行编译，比较麻烦。 而设备选型设计的在线计算更是很少。可以说，现阶段的工程计 算软件的还是以单机安装运行的模式居多，完全借助w e b 实现的工程 计算软件是很少。本文将对基于w e b 的结构分析和选型设计的实现进 行研究和探索。 1 3 主要研究内容 本论文的主要任务是基于a s p ( a c t j v es e r v e rp a g e s ) 技术对基 于w e b 的机械结构分析和设备选型方法进行研究，并以水处理设备 中的关键部件一刮泥机的承载梁和矿井提升设备为例，开发了相应 的服务器端软件。 为了系统地阐明系统的开发过程，第二章将对基于w e b 的多种 应用程序开发方法进行介绍，并重点讲解了a s p 技术的开发背景、 运行原理以及开发工具。第三章介绍了有限元方法及其软件技术， 目的是给不太了解有限元方法的读者提供一定的基础知识。第四章 介绍了机械结构优化设计的两种方法。第五章详细地给出了基于 w e b 的结构分析软件中各个环节的程序流程图。第六章简要介绍结 构分析系统的使用界面，并给出了利用商用有限元软件( a n s y s 6 0 ) 与本系统对现有三种结构进行分析的结果对比。第七章介绍了基于 w e b 的机械设备选型方法，并以矿井提升机为例，进行了软件开发 与测试。第八章提出了对基于w e b 的工程计算软件方法的总结，并 对改进和未来的发展前景给出了一些看法。 1 4 小结 本章主要介绍了课题的研究目的、意义，课题相关领域的国内外 研究动态和论文的主要内容。 1 2 第2 章w e b 应用程序开发技术 进入2 0 世纪9 0 年代以后，基于t c p i p 协议的国际互联网络 i n t e r n e t 在全球以十分迅猛的速度发展了起来。 最初w e b 上的信息是静止的，信息内容只有在站点管理人员的更 新后才发生变化，用户能够获取的信息由信息提供者决定，用户是完 全被动的，用户之间、用户与提供者之间缺少交互性。 2 1 w e b 应用程序开发技术特点1 1 我们知道，w e b 信息的标准文件格式是h t m l 文件。但是，h t m l 在浏览器里是静态的，即使是h t m l 的最新标准4 0 版中，依然无法解 决这个问题【2 j 0 要使w e b 信息的交流能够和应用程序那样具有交互功 能，最初的实现方式是c g i 。 2 1 1c g i l 3 c g i 的中文名称是“通用网关接口( c o m m o ng a t e w a yi n t e r f a c e ) ”， 它是一种在服务器端与外部脚本或程序之间进行交互的方法。它的主 要原理是：c g i 从w e b 服务器上接收信息，然后创建一个子过程以便 为c g i 脚本处理或存储从服务器上接收的信息。通过c g i ，用户可以 在w e b 页面上添加一些程序，向访问者提供一种方法来存储信息和执 行一些外部程序，访问数据库。另外，用户还可以通过c g i 动态的修 改页面以适应不同的访问者。 c g i 运作的主要步骤如下： 1 ) 首先根据u r l 的第一和第二部分，浏览器向w e b 服务器的某一端 口( 通常是8 0 ) 发出建立连接请求； 2 ) 然后，浏览器将u r l 的其余部分提供给w e b 服务器，w e b 服务器将 u r l 转换成路径和文件名； 3 ) 当w e b 服务器意识到u r l 指向一个程序而不是一个静态文件时， 服务器将执行c o l 脚本； 4 ) c o l 脚本执行，读取环境变量和输入的信息，处理后，输出正确的 信息，然后脚本终止： 5 ) 服务器发现脚本执行完毕，关闭与浏览器的连接； 6 ) 最后，浏览器显示脚本的执行结果。 c g i 脚本语言大致可分为两大类：解释型和编译型。解释型脚本 语言是一种不需要预先编译的语言，它完全依赖于解释器来完成任务， 例如p e r 、u n i xs h e l l 等。这种语言通俗易学，能够被广泛应用。但 是，由于这种语言的源代码是a s c i i 编码的文本文件，用户能够看到 脚本，所以安全性较差。同时，由于解释型语言都是在执行的时候才 进行解释，所以执行效率比较低。编译型脚本语言是一种需要预先编 译、能够生成二进制代码的语言，例如c 、c + + 、v i s u a lb a s i c 等。由 于这种语言需要编译环境，所以它依赖于具体的操作平台。但是这种 语言可以降低因装载解释器造成的服务器负载过量，同时，由于这种 语言生成了二进制代码，所以安全性较高。 在进行c g i 编程之前，必须创建c g i 的编程环境。与其他编程环 境的创建一样，我们要考虑硬件、操作系统等因素。以p e r l 语言为例， 在使用p e r 语言进行编程之前，必须安装它的解释环境。我们可以从 网上下载符合开发环境的p e r l 语言解释器，然后开始安装。一旦安装 成功，就可以使用p e r l 开发动态服务。如果需要使用p e r l 语言访问 数据库，例如o r a c l e ，则需要安装p e r l 语言与o r a c l e 之间的接口。 编写完p e r 程序后，必须能够让用户通过浏览器的方式访问到这 个程序。这时，在w e b 服务器上必须设置p e r l 程序所放置的目录。通 过在w e b 服务器中设置p e r l 程序目录，当服务器接收一个请求后，它 就能够知道访问的是否是p e r l 程序的目录，如果是，则创建子进程， 采用相应的解释器解释执行这个程序，否则就直接传送文档。 因为c g i 程序是可执行的，这就意味着全世界的人均可以在你的 系统上运行这个程序，一般c g i 程序极容易成为黑客攻击的目标，这 些黑客都企图通过攻击c g i 程序以获得非法权限，因此当我们在编写 c g i 程序时必须了解一些安全性问题。 同时，作为最早出现的w e b 应用程序开发技术的c g i 技术也存在 着一些十分明显的缺点： 1 ) 服务器端相当复杂，需要大量的额外编程，且编程较复杂，执行 效率与编程技巧有关，同时服务器端还需要复杂和技巧性很强的 维护。 2 ) 扩展受限：每一个客户访问都需要单独占用服务器进程执行c g i 程序，因此w e b 服务器就成为系统的瓶颈，并且加在服务器上的 一切限制，比如连接的最大数目等，都会限制c g i 系统的可扩展 性，同时，数据库服务器的利用率和性能也要受到限制。 3 ) 速度缓慢：c g i 程序是作为独立的外部程序来执行的，它将与w e b 服务器的其他进程竞争处理器资源，必将导致运行速度缓慢；另 外，用户每发出个请求，服务器都将创建一个事务或c g i 程序 的一个拷贝，当有多个用户访问时，将会降低服务器的响应速度 和执行效率，加重服务器的负担。 4 ) 安全隐患：虽然可通过i p 地址确认、用户名口令验证来保证一 定的安全性，但是同时也留下了安全隐患。例如：在所填的f o r m 表单中，有的是由h t m l 编写的，而不是由c g i 程序返回的，其页 面是静态的，有固定的u r l ，只要使用者记住此u r l ，跳过权限验 证页面即可执行c g i 程序所完成的功能，这样就使恶意入侵者有 机可乘，破坏系统。 5 ) 可移植性差：每个c g i 程序必须用某个特定数据库服务器专用的 s o l 来手工编写数据库接口程序，因此会影响到c g i 程序的移植。 6 ) 事务处理能力：每次通过w e b 服务器访问c g i 程序时，c g i 程序都 会启动来执行处理任务，然后退出，断开连接。每次发出请求时 数据库都必须重新打开，客户端没有与数据库服务器直接交互， 而是通过w e b 服务器来传递的，是单步连接。因此应用程序就无 法识别一个事务的状态，也就是无状态性。这样就很难实现复杂 的多步交互的事务提交机制【4 1 。 为了解决c g i 的一些缺陷，m i c r o s o f t 和n e t s c a p e 等公司开发了 专用的w e b 服务器应用程序接口，如n e t s c a p es e r v e ra p i ( n s a p i ) 和i n t e r n e ts e r v e ra p i ( i s a p i ) ，他们均利用d l l ( 动态链接库) 技 术，允许开发人员编写程序来扩展服务器的功能。与c g i 相比，a p i 应用程序与w e b 服务器结合更紧密，占用的系统资源也要少的多，但 其运行效率却大大提高，同时还能够提供更好的保护和安全性。 但是，由于各种a p i 之间的兼容性差，缺少一个统一的业界标准， 因此a p i 应用程序往往只能工作在专用的w e b 服务器和操作系统上。 另外，开发a p i 应用程序也比开发c g i 应用程序复杂得多，需要专门 的程序员开发。 2 13 采用客户端的脚本语言或应用程序 可以采用多种客户端的脚本语言如v b s c r i p t 、j a v a s c r i p t 、 j s c r i p t 等实现简单的用户交互和动态页面。这种方法的优点是开发 简单，可以很好地与h t m l 语言结合。但是这种方法功能有限，无法实 现比较复杂的交互式应用，并且不同的浏览器程序对脚本语言的支持 不同，造成了对浏览器程序使用的限制性。例如：用v b s c r i p t 语言开 发的w e b 页面，必须使用微软的的i e 浏览器才能顺利运行。 此外可以通过w e b 浏览器把应用程序下载到客户端运行。客户端 的应用程序主要包括：j a v aa p p l e t ，a c t i v ex ，p l u g i n 等，其 中最典型的就是j a v aa p p l e t 。通过j a v aa p p l e t 可以方便地实现与 用户的交互，特别是j a v a 是一种与平台无关的编程语言，因而它具有 极强的可移植性。但j a v aa p p l e t 也存在着速度较慢，并且开发比较 复杂等缺点。 2 1 4a s p 针对c g i 技术中的各种缺陷，微软公司在其开发的服务器软件 i n t e r n e ti n f o r m a t i o ns e r v e r3 0 及其后的版本中加入了一种新的 服务器端动态脚本技术一a s p ( a c t i v es e r v e rp a g e s ) 。 在微软的有关文档中是这样描述a s p 技术的：一个服务器端的脚 本环境，可以生成和运行动态的、交互的、高性能的w e b 服务器应用 程序。从此可以看出，a s p 既不是一种语言，也不是一种开发工具， 而是为生成动态的、交互的w e b 应用程序提供一种方法和技术。 与c g l 不同的是：a s p 技术可以与h t m l 完全集成，因此易于生成， 只需掌握一门脚本语言，如v b s c r i p t 、j a v a s c r i p t 就可以方便的使用。 同时，a s p 可以通过使用a e t i v e x 技术方便地扩展脚本语言的能 力。脚本语言不支持数据库的连接，不能使用网络或访问服务器文件 系统等功能。而a c t i v e xs e r v e rc o m p o n e n t s 通过提供一个可重用的 获取访问信息的机制扩展了脚本语言的功能，可以从任何支持 a u t o m a t i o n ( a c t i v e xs e r v e r c o m p o n e n t s ) 的脚本语言中调用 c o m p o n e n t s 。a s p 本身自带了五个a c t i v e x s e r v e rc o m p o n e n t s ，其中 最重要的两个是数据库访问构件a d o d b 和文件访问构件 f i l e s y s t e m o b j e c t 。此外，为了满足开发者的特殊需要，可以使用v b 和v c 等开发工具自行设计出一些构件，或购买、下载一些开发好的构 件。 a s p 的主要特性就是能够把h t m l 文件、脚本、基于c o i 标准的组 件有机的组合在一起，形成一个能够在服务器上运行的动态w e b 应用 程序，并能把按用户要求制作的标准h t m l 页面送给客户端浏览器。 由于是微软的i i s 提供的技术，所以a s p 是可以很好的运行在w i n d o w s 9 x ( 需要另外安装p e r s o n a lw e bs e r v e r4 0 ) 、w i n d o w sn t4 o 、w i n d o w s 2 0 0 0 、w i n d o w sx p 以及w i n d o w s n e t 组建的w e b 服务器上。不过通 过c h i l is o f t 的插件，我们也可以在u n i x 下支持a s p ，但是a s p 本 身的功能有限，必须通过a s p + c o m 的组合来扩充，u n i x 下的c 0 m 实现 起来非常困难。 本文要介绍的基于i n t e r n e t 的水处理设备承载梁有限元分析软 6 件就是用a s p 技术开发的。下面我们来了解一下a s p 技术的基本原理。 2 2 a s p 技术的基本原理1 5 2 2 1 基本概念 a s p 是一个w e b 服务器端的脚本编写环境，使用它可以将h t m l 语 言，脚本语言和a c t i v ex 构件组合在一起，创造出交互的w e b 页面和 基于w e b 的动态的、交互的、功能强大的应用程序。a s p 技术属于a c t i r e x 技术中的服务器端技术。a s p 中的脚本和命令是在服务器端解释运行 的，服务器将完成所有的工作，包括产生动态的w e b 页面并送到客户 端的浏览器。 a s p 文件是以a s p 为扩展名的文本文件，这个文本文件可以是文 本、h t m 标记和a s p 脚本命令的任意组合。a s p 文件相当于一个可执 行文件，因此它必须放在w e b 服务器上具有执行脚本权限的目录中1 2 。 当浏览器向w e b 服务器请求调用a s p 文件时，同时启动了a s p 。w e b s e r v e r 开始调用a s p ，将被请求的a s p 文件读出并执行，然后动态生 成一个h t m l 页面并送到浏览器。使用任何文本编辑器都可以创建a s p 文件，但使用微软公司推出的具有a s p 增强支持的编辑器将更能提高 效率，如m i c r o s o f tv i s u a li n t e r d e v ，m i c r o s o f tf r o n t p a g e 等。 2 2 2 a s p 的基本使用方法1 6 i i 、a s p 语法 a s p 提供了一个运行a s p 文件中脚本语言的环境，它包括自己的 语法规则。a s p 的语法主要包括以下几个部分。 a ) 定界符( d e l i m i t e r s ) a s p 通过定界符与h t m l 的其他标签相区别。a s p 使用定界符 括起脚本命令。例如： 本页面最磊更耨于( = v o w v b s c r i p t 函数n o w 返回当前的日期和时间。w e b 服务器处理该页 时，会使用当前的日期和时间替换 并且将该页返回到浏览 器： 本页面最磊更额于9 9 9 3 01 6 ：2 0 ：0 9p m 在a s p 定界符中可以包含任何在主脚本语言中合法的语句、表达 式、过程和操作。 b 1h t m l 标签 a s p 页面中允许包含h t m l 语言的各种表达式。例如： i f t i m e 上午好! 您好l c ) 脚本标志 a s p 定界符中的脚本语言必须是你默认的主脚本语言。a s p 默认的 主脚本语言是v b s c r i p t 。如果你准备使用其他的脚本语言，需使用 h t m l 的标签 和 ，以及r u n a t 和l a n g u a g e 属性。 例如： f u n c t i o nm y f u n c n o n 0 r e s p o n s e i w r i t e ( 。m y f u n c t i o nc a l l e d ) 2 、a s p 的内建对象 a s p 提供了五个内建对象，用来提供更高级的w e b 功能。 r e q u e s t 对象：从用户获取信息； r e s p o n s e 对象：发送信息给用户： s e r v e r 对象：控制a s p 执行环境； s e s s i o n 对象：存储一个用户会话的信息： a p p l i c a t i o n 对象：多个用户之间共享同一个应用程序的信 息。 使用方法为：o b j e c t m e t h o dp a r a m e t e r s 3 、使用a c t i v e x 服务器构件 a s p 可以通过调用a c t i v ex 服务器构件大大增强其功能。它本身 提供了五个a c t i v ex 服务器构件： 数据库访问构件： 广告牌翻转构件： 浏览器功能构件； 文件访问构件； 内容连接构件。 使用服务器构件的方法如下： 首先产生构件s e to b j e c t = s e r v e r c r e a t e o b j e c t ( “p r o g i d ”) ， 然后就可以使用这个构件o b j e c t m e t h o d 。( p r o g l d 是构件标识) 。 2 2 3a s p 的开发语言1 7 1 1 、脚本语言简介_ 1 网络编程技术一般都是采用脚本语言作为编程语言，a s p 技术也 不例外。脚本语言具有和传统的编程语言相似的语法结构和风格，只 是为了方便网络应用程序的设计，对传统的编程语言( 如c ，v c ，v b 等) 进行了简化。例如，脚本语言允许用户在使用变量之前不需要声明 变量类型，变量类型直接由变量值决定，并且在使用过程中可以自由 更改变量类型。脚本语言的另外一个显著特点就是可以结合h t m l 语言 共同使用。脚本语言与h t m l 语言具有非常好的兼容性，使用者可以直 接在脚本代码中加入h t m l 标签，或者在h t m l 标签中加入脚本代码从 而更好地实现页面控制，提供更加丰富的功能。 脚本语言编写的代码必须通过适当的解释器执行。目前较流行的 脚本语言主要有两种：j a v a s c r i p t 和v b s c r i p t j 。这两种也正好是 a s p 支持的两种脚本语言。下面我们来分别了解一下这两种脚本语言。 2 、j a v a s c r i p t 语言 j a v a s c r i p t 可以说是w e b 上的第一种脚本语言，它是由n e t s c a p e 公司在1 9 9 5 年的n e t s c a p e2 0 中首次推出，其发展的目的就是为了 加强h t m l 的表达能力，提高网页的交互性。随后几年中被大多数浏览 器所支持，从最初投入市场到今天，经过几次升级，不断地增加了一 些新的特性，加强了网络的安全性，同时也增强了服务器端编程的能 力，目前的j a v a s c r i p t 已是一个较成熟的产品。 j a v a s c r i p t 是一种功能强大的语言，有一套完整的内置功能和命 令，结合h t m l 后，可控制h t m l 页面，对页面中某些事件作出响应， 如在页面表单提交时进行数据有效性的验证，创建生动的用户界面， 在数据量不大、几十条数据中进行检索时，可将数据存在页面中，用 户填入关键词后并不送往服务器，而是在客户端直接进行查找，然后 直接在客户端将检索结果反馈给用户，减少了用户的等待时间，减轻 了用户的等待时间，减轻了服务器的负荷。 j a v a s c r i p t 是一种安全性语言，它不允许访问本地硬盘，不能把 数据存入到服务器上，不允许网络文档进行修改和删除，只能通过浏 览器实现信息浏览或动态交互，有效地防止数据地丢失，并具有跨平 台性，它依赖浏览器本身，与操作环境无关，只要是支持j a v a s c r i p t 的浏览器的计算机就可正确执行。 j a v a s c r i p t 含一套日期和时间功能，可以产生时钟、日期和时间 信息文档，并可以用j a v a s c r i p t ，并可以用j a v a s c r i p t 来测试是否 有浏览器插件程序出现，如用户没有浏览器页面所需的插件程序， j a v a s c r i p t 就引导用户到另一个页面上。j a v a s c r i p t 还提供了许多内 置的对象和浏览器的对象，运用这些对象，可方便地进行脚本地编写， 实现了一些语言无法实现的功能。 3 、v b s c r i p t 语言f 1 0 1 v b s c r i p t 是m i c r o s o f t 公司在风靡全球的v i s u a lb a s i c 语言的 基础上开发出来的，它基本可以看作是v i s u a lb a s i e 语言的一个子集， 其程序设计与v i s u a lb a s i c 或v b a 基本相同，但v i s u mb a s i c 或v b a 的一些强大的功能，如a p ic a l l s 和c 1 3 s s 等，在v b s c r i p t 中被删除 了，这当然是为了使v b s c r i p t 语言的可转移性及安全性。v b s c r i p t 不仅是一种代表着用户系统的脚本语言，它还是安全的开发工具。 v b s c r i p t 提供了相当完备的内置函数和命令，不仅能创建生动的 用户界面；对数据进行有效性的验证：数据的查找；甚至可以操作各 类插入在网页中的a c t i v e x 控件。带有v b s c r i p t 脚本的网页在每次下 载到浏览器时都可以是不同的，并可对用户的操作做出反应。 v b s c r i p t 也可作服务器端编程语言。服务器端编程语言就是在服 务器上执行的语言，服务器作为一个站点提供文件，而浏览器接受这 些文件，作为服务器端编程语言的好处是不受浏览器的限制，v b s c r i p t 脚本在网页通过网络传送给浏览器之前执行，w e b 浏览器收到得只是 标准的h t m l 文件。 4 、两种脚本语言的比较 j a v a s c r i p t 和v b s e r i p t 具有许多相同的优点，简单易学，使用 方便，可以用于数学计算、播放音乐、打开其他的u r l 新窗口等，且 都是动态的，都可以作为a s p 技术的脚本语言，开发现在最流行的w e b 数据库，直接访问服务器后台的数据库，增添网页的交互处理能力。 j a v a s c r i p t 与v b s c r i p t 的主要区别在于： 1 ) 语法格式：j a v a s c r i p t 与c c + + 语言的语法相似，v b s c r i p t 是 v is u a lb a s i c 或v b a 的子集，使用的是v i s u mb a s i c 的语法。 v b s c r i p t 可以定义函数过程和子程序过程，而j a v a s c r i p t 只能定 义函数。 2 ) 语言的可升档性：可升档性是j a v a s c r i p t 和v b s e r i p t 之间的一 个主要差别。掌握了v b s c r i p t 后，就可顺利地学习v i s u a lb a s i c f o ra p p l i c a t i o n ( v b a ) ；反过来，如果已经掌握了v i s u a lb a s i c 或v b a ，实际上也就掌握了v b s c r i p t 。而j a v a s c r i p t 的情况不同， 尽管j a v a s c r i p t 与j a v a 和c + + 都有相似之处，但它是一种新的语 言。 3 ) v b s c r i p t 只有在m i c r o s o f t 的i e ( i n t e r n e te x p l o r e r ) 及 n e t s c a p ec o m m u n i c a t o r 中较新的版本才支持( 而且并不完全支 持) 。而j a v a s c r i p t 则不管是i e 还是n e t s c a p e 两种浏览器都可 以正确无误地执行，这是j a v a s c r i p t 的一大优点。 总之，j a v a s c r i p t 和v b