（计算机应用技术专业论文）基于j2ee和aop技术的数字图书馆的研究.pdf

论文题目：基于j 2 e e 和a o p 技术的数字图书馆的研究 专业：计算机应用技术 硕士生：孙少斌 ( 签名) 列芝热 指导教师：刘金碹 ( 签名) 童l 一至亟一 摘要 现代软件开发都要把整个系统按功能分解为小的单元，然后组合这些单元为一个完 整的系统；但是系统中有很多非核心需求，这些需求无法很好地封装在单个模块中，它 们分散在整个系统中，这样就降低了模块的重用性以及系统的维护性，所以需要分离并 模块化这些非核心需求。面向方面编程( a s p e c t - o r i e n t e dp r o g r a m m i n g ，简称a o p ) 作为一 种新的软件开发技术，它是针对面向对象编程( o b j e c t o r i e n t e dp r o g r a m m i n g ，简称o o p ) 在处理横跨多个模块的非核心需求时所表现出来的不足而提出的。 数字图书馆是一个十分复杂庞大的系统，有很多非核心需求，且这些非核心需求往 往横切整个系统，如日志、性能问题、上下文相关错误处理等。传统的系统分析设计方 法难以保证开发的效率和质量，这就要引入面向方面的开发方法，以设计更为合理的系 统。 当今社会不断增长的信息，要求图书馆调整自身的馆藏结构和服务方式，这就促使 了数字图书馆的出现。大型的数字图书馆系统的建设涉及到图书馆学、计算机科学以及 信息处理等众多学科的多方面的知识。为了开发出更合理、更具有扩展性的数字图书馆 系统，本系统采用了当前较为流行的j 2 e e 体系结构作为开发平台，基于 m v c ( m o d e l v i e w c o n t r o l l e r ) 模式的s t r u t s 框架开发实现的，并且将面向方面的编程技术 应用到系统的开发中，设计并实现了基于j 2 e e 和a o p 技术的图书馆管理系统，该系统 实现了图书馆管理系统的系统设置、读者管理、图书管理以及图书借还等各项功能，较 好地封装了系统的横切代码，降低了模块的耦合性，提高了代码的重用性，开发的系统 更加具有扩展性，为将来的数字图书馆的发展方向提供了参考。 关键词：j 2 e e ；面向方面的编程( a o p ) ；数字图书馆；j a v a 语言；a s p e c t j 语言 研究类型：应用研究 s u b j e c t ：t h es t u d yo nd i g i t a ll i b r a r yb a s e do nj a v a2p l a t f o r m e n t e r p r i s ee d i t i o na n da s p e c t o r i e n t e dp r o g r a m m i n g s p e c i a l t y ：c o m p u t e ra p p l i c a t i o nt e c h n o l o g y n a m e ：s u ns h a o b i n i n s t r u c t o r ：l i uj i n x u a n a b s t r a c t ( s i g n a t ur e ) ( s i g n a t u r e ) w h e nu s i n gm o d e ms o f t w a r ed e v e l o p m e n tm e t h o d ，d e v e l o p e r so f t e nd e c o m p o s es y s t e m i n t os m a l lu n i t s t h e nc o m p o s et h e s eu n i t si no r d e rt og e taf u l ls y s t e m b u tt h e r ea r es o m e n o n c o r ec o n c e r n sw h i c hc r o s s c u tw h o l es y s t e ma n dc a n tb ew e l le n c a p s u l a t e di n t oas i n g l e m o d u l e t h e s ea s p e c t sa r es c a t t e r e da n dt a n g l e di nw h o l es y s t e m ，d e c r e a s i n gs o f t w a r e r e u s a b i l i t ya n ds y s t e mm a i n t e n a n c e s ot h e s en o n - c o r ec o n c e r n ss h o u l db es e p a r a t e da n d m o d u l a r i z e d a s p e c t o r i e n t e dp r o g r a m m i n gi san e wt e c h n o l o g yo fs o f t w a r ed e v e l o p m e n t ， w h i c hi sb r o u g h tf o r w a r dt or e s o l v et h ef l a w st h a to b j e c t o r i e n t e dp r o g r a m m i n gr e p r e s e n t s w h e nh a n d l i n gt h en o n c o r er e q u i r e m e n t st h a to f t e nc r o s s c u tal o to fm o d u l e s t h ed i g i t a ll i b r a r yi sas oc o m p l e xs y s t e mw i t hm a n yn o n - f u n c t i o n a lc o n c e r n s ，s u c h a s l o g g i n g ，p e r f o r m a n c ea n a l y s i s ，c o n t e x tr e l a t e de r r o rh a n d l i n g s o i ti sv e r yd i f f i c u l t yt o g u a r a n t e et h ee f f i c i e n c ya n dq u a l i t yo ft h e s o f t w a r ew i t ht r a d i t i o nm e t h o d so fs y s t e m s a n a l y s i sa n dd e s i g n w ea d o p tt h ea s p e c t - o r i e n t e ds o f t w a r ed e v e l o p m e n tt od e s i g n m o r e l o g i c a ls y s t e m c u r r e n ts o c i e t yi n c r e a s i n g l yi n f o r m a t i o nr e q u e s t st h el i b r a r yt oa d j u s ti t so w n c o l l e c t i o n s t r u c t u r ea n dt h es e r v i c em o d e ，w h i c hh a su r g e da p p e a r a n c eo ft h ed i g i t a ll i b r a r y t h e l a r g e s c a l ed i g i t a ll i b r a r ys y s t e m s c o n s t r u c t i o ni n v o l v e st ov a r i o u sk n o w l e d g eo fl i b r a r y s c i e n c e ，t h ec o m p u t e rs c i e n c e ，t h ei n f o r m a t i o np r o c e s s i n ga n ds oo n i no r d e r t od e v e l o pm o r e r e a s o n a b l ee x t e n d e dd i g i t a ll i b r a r ys y s t e m ，t h i ss y s t e mu s e dt h ec u r r e n t m o r ep o p u l a r j 2 e e t h i ss y s t e mi sd e v e l o p e db a s e do nm v c ( m o d e l - v i e w - c o n t r o l l e r ) m o d e lu n d e rt h e s t r u t sf r a m e ，a n du s i n ga s p e c t - o r i e n t e dp r o g r a m m i n gt e c h n o l o g yl i b r a r ym a n a g e m e n ts y s t e m b a s e do nj 2 e ea n dt h ea s p e c tt e c h n o l o g yi sd e s i g n e da n dr e a l i z e d t h i ss y s t e mr e a l i z e st h e l i b r a r ym a n a g e m e n ts y s t e m sa l lt h ef u n c t i o n ，s u c ha ss y s t e ms e t t i n g ， r e a d e r sm a n a g i n g ， b o o k sm a n a g i n ga sw e l la sb o o k sb o r r o w i n ga n dr e t u r n i n ga l s oa n ds oo n ，t r a n s v e r s ec o d e s “名m l e n c a p s u l a t e dw e l l ，t h em o d u l ec o u p l i n gr e d u c e d ，t h ec o d er e u s i n ge n h a n c e d ，c e r t a i n l yt h e s y s t e mi s e x t e n dm o r ee a s i l y i th a sp r o v i d e dt h er e f e r e n c ef o rf u t u r ed i g i t a ll i b r a r y s d e v e l o p m e n td i r e c t i o n 。 k e yw o r d s ：j 2 e ea s p e c t - o r i e n t e dp r o g r a m m i n g ( a o p ) t h ed i g i m ll i b r a r y j a v a a s p e c t j t h e s i s ：a p p l i c a t i o nr e s e a r c h 姿错技夫擎 学位论文独创性说明 本人郑重声骧：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 及其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不 包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科 技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。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。 学位论文作者签名：引、少磷日期。2 抑罗多，以 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安科技大学。学校有权保圈并向国家有关部 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安科技大学。 保密论文待解密后适用本声明。 学位论文作者签名：猢、少铆 指导教师签名：办j 三、抄乏 o ，硝多年多胃，刍尽 1 绪论 1 绪论 随着当代信息技术的飞速发展，以印刷型书刊资料为主要收藏载体的传统图书馆难 以适应信息社会不断增长的信息需求，信息量的激增、信息传输速度的提升以及信息利 用的网络化，要求图书馆调整自身的馆藏结构和服务方式，这就促使了数字图书馆的出 现。n 1 1 1 面向方面编程的研究现状 a o p 概念最先是由g r e g o rk i c z a l e s 领导的施乐公司帕洛阿尔托研究中心( x e r o x p a l oa 1 t or e s e a r c hl a b ，即p a r c ) 一个研究小组于1 9 9 7 年提出，并随后又申请了a o p 的专利 u s 0 6 4 6 7 0 8 6 瞳3 。但是，a o p 思想产生己经有相当长的时间了，早在1 9 9 0 年开始 的时候，p a r c 的研究人员就对面向对象思想的局限性进行了分析，形成了a o p 概念的雏 形，甚至还有其他人声明更早的时候就做过与a o p 类似思想和方法论的研究，如i v a r j a c o b s o n ，于1 9 8 6 年发表的论文 l a n g u a g es u p p o r tf o rc h a n g e a b l el a r g er e a l t i m e s y s t e m s 中提到：不修改已有代码如何扩展已有系统功能口1 。随着研究的深入，a o p 被 越来越多的人关注，i b m 一个项目组近年来也一直花大力量研究a o p ，还有很多关于a o p 的开源项目得到了i b m 的支持，如目前最成熟a o p 技术a s p e c t j 语言也得到了i b m 相关 项目组的支持，b e a 公司也推出了他们的a o p 框架a s p e c t sw o r k 。目前a s p e c t j 和a s p e c t z w o r k 合并成了a s p e c t j 5 。a o p 也引起了微软公司相当大的关注，他们也正在加大力量对 a o p 进行研究，在n e t 体系中已经不同程度应用了类似a o p 的思想。 a o p 正在逐渐形成一套完整的程序设计思想，各种平台a o p 的技术也应运而生。j a v a 平台是a o p 应用最早的，也是目前运用最为成熟的，出现了很多支持a o p 的框架如j b o s s a o p ，s p r i n ga o p ，a s p e c t zw o r k 和基于j a v a 的扩展语言a s p e c t j ，这里列举的四种 a o p 工具都是基于j a v a 的a o p 实现，它们被公认为是走在a o p 的前列。然而，a o p 作为 一种新的编程思想和模式仍有待进一步探讨研究，基于a o p 设计开发的相关理论目前也 很欠缺，a o p 的具体实现技术还有很多不成熟的地方，更没有一个真正的a o p 语言，所 有这些导致a o p 距离广泛应用仍然有相当大的距离。 随着软件系统的用户需求的不断发展，o o p 日益显出了自身的不足，o o p 技术中最 重要的概念是类和对象。类对数据及其相关操作进行了封装，封装带来了隐藏实现细节 的好处，但同时也限制了设计开发的灵活性和系统的扩展性。o o p 只能从业务流程的单 一方向设计和实现系统，而实际应用系统中业务繁多，很多业务都需要执行共同的操作。 日志就是一个典型的例子，基于传统o o p 实现的系统，会出现日志类似操作的相关调用 代码分散在程序中多处，引起代码混乱，对系统维护和理解造成较大困难，同时也增加 西安科技大学硕士学位论文 了开发人员额外的负担。o o p 这种编程模式还使得在多个类的方法中扩展类似操作变得 非常困难，丧失良好的扩展性。针对o o p 编程模式的不足，人们提出了面向方面编程 ( a s p e c t o r i e n t e dp r o g r a m m i n g ，简称a o p ) ，它把实现类似日志这样的操作看作一个横 切面，利用a o p 可以很好地解决这种横切问题，被很多人看好，认为是继o o p 之后计算 机编程道路上又一场重大的革命，a o p 力求站在一个更高的角度分解应用系统，更接近 真实世界架构系统，解决o o p 所处的困境h 1 。 1 2 数字图书馆系统 尽管数字图书馆已经成为当今的一个研究热点，然而关于数字图书馆至今未有公认 的定义，也缺乏公认的基础理论，国内外众说纷纭，下面提供一些代表性的观点，主要 包括国外以研究图书馆协会( a r l ) 、美国数字图书馆联盟( d l f ) 和美国十大数字图书 馆专家之一阿姆斯( w i l l i a ma r m s ) 为代表的观点，以及国内以高文、刘炜等为代表的 观点。 研究图书馆协会( a s s o c i a t i o no fr e s e a r c hl i b r a r i e s ，简称a r l ) 是由美国、加 拿大的1 2 1 个主要学术图书馆组成的一个专业协会，以每年公布a r l 统计报告闻名。该 协会于1 9 9 5 年1 0 月给出了一个要素列举式的数字图书馆定义： “数字图书馆定义有多种，电子图书馆和虚拟图书馆常用作同义词。数字图书馆的 公认元素有： 数字图书馆不是一个单一的实体： 数字图书馆需要链接许多信息资源的技术； 多个数字图书馆及信息机构之间的链接对最终用户透明； 全球范围存取数字图书馆与信息服务是一个目标； 数字图书馆的收藏并不局限于文献的数字化替代品，还扩展到不能以印刷形式表示 或传播的数字化人造品。”1 美国数字图书馆联盟( d i g i t a ll i b r a r yf e d e r a t i o n ，简称d l f ) 是由美国一些主要 的大学和重要图书馆联合成立的图书馆学术组织，d l f 于1 9 9 8 年提出的数字图书馆的定 义是： “数字图书馆是一个拥有专业人员等相关资源的组织，该组织对数字式资源进行挑 选、组织、提供智能化存取、解译、传播，保持其完整性和永存性等工作，从而使得这 些数字资源能够快速且经济地被特定的用户或群体所利用。”哺1 美国著名数字图书馆专家阿姆斯认为： “数字图书馆是具有服务功能的整理过的信息收藏，其中信息以数字化格式存储并 可通过网络存取。该定义的关键在于信息是整理过的。 国内对于数字图书馆的认识也首先体现在定义问题上。 2 1 绪论 l 中国科学院高文等人认为：“数字图书馆是以电子格式去存储海量的多媒体信息并 能对这些信息资源进行高效的操作，如插入、删除、修改、检索、提供访问接口的信息 保护等。” 上海图书馆刘炜等人认为可以为数字图书馆下一个比较宽泛的定义：“数字图书馆 是社会信息基础结构中信息资源的基本组成形式，这一形式满足分布式面向对象的信息 查询需要。” 目前建设数字图书馆的实践表明，建设数字图书馆是一项浩大的社会工程，需要社 会各界的支持与参与，我们还有很多工作要做，实现图书馆信息化还有很长的一段路要 走。在这一过程中，图书馆数字化资源建设、信息资源共建共享、专业人才( 比如图书 馆学科、计算机学科等) 的培养以及图书馆信息化建设的规范化等方面还需要我们着力 研究。 数字图书馆将改变目前图书馆的工作方式和服务模式。数字图书馆可以更好地履行 图书馆在倡导、组织和服务全民读书中的重要职能。图书馆馆员将成为捕捉和整理信息 的专家，读者可以在世界各地通过网络阅览数字图书馆中的丰富信息口1 。 1 2 1 数字图书馆关键技术 把现有图书馆的馆藏资料“数字化 ，使广大读者通过网络和计算机共享人类文化 财富，是数字图书馆资源建设的一项重要工作。但是，传统图书馆馆藏资料的数字化绝 不是数字图书馆的真正内涵和潜力所在。数字图书馆是用互联网连接到一起的分布式数 字资料库，用户只要能上网，就可以利用这些资料库；为人类提供一个开放、灵活、没 有围墙、不受时空限制、取之不尽、用之不竭的知识宝库嵋1 。 建设数字图书馆是一个复杂的系统工程，涉及到计算机、网络、信息处理、人工智 能与图书情报等多个学科领域。总的说来，建设数字图书馆要解决以下关键技术： 1 ) 超大规模内容数据的管理技术旧1 ：首先是海量数据的组织，分类、索引、存储是海 量数据管理的关键问题，又是检索的基础。统一索引方法和分类标准非常重要，否则需 要针对不同的分类方法制作不同的搜索工具。此外，不同的媒体类型还需要不同的分类 体系和索引机制。海量数据的搜索效率( 最优解) 与速度是管理系统面临的最大挑战。其 次是管理系统的体系结构。面向对象、开发群体，是发展趋势。以汇聚内容、方法和权 限管理的数字对象为基础的体系结构，有其合理性和先进性。 2 ) 多媒体技术：数字图书馆多媒体数据必须进行压缩，然后保存在数据库中；否则， 数据库的规模很难保持在可管理的范围内，数据的存储成本亦难以承受。利用多媒体可 以将很多信息直接、可视化地用图形、图像、语音等表现出来，使人们对信息的感悟倍 增。从数字图书馆的海量数据中挖掘到目前为止人们还不了解的知识和规律，并用多媒 体技术描述这些知识，使不同知识表现之间可以相互转化，再利用信息可视化技术、虚 3 西安科技大学硕士学位论天 拟现实技术表现各种各样的知识。在多媒体检索时，应该有一种快速图像浏览的技术， 即多媒体解的分层传输机制：例如用户检索到多幅图片，系统将找到的图片分成若干层， 将最粗的那层传给用户，用户确认选择后，或者逐渐细化，或者随时结束。与多媒体压 缩、编码、检索相关的m p e g 系列标准、技术是多媒体技术的前沿领域。交互界面是数 字图书馆与用户交流的窗口。人们可以用鼠标、键盘、手写、语音等各种方式实现人机 交流，这样将极大地降低人们进入网络的门槛，降低用户使用的难度。充分利用图形、 语音等融为一体的多媒体技术，将设计出友好、直观、方便的用户界面，并具有自然、 和谐的人性化特点，使用户用起来得心应手。交互界面设计的技术核心是如何吸引用户 的注意力和为用户的操作提供最方便的支持。 3 ) 人工智能技术n 们：数字图书馆应充分应用目前行之有效的技术，进一步实现基于 内容的资源组织，对多维信息的资源内容进行正确、高效的索引，然后针对用户的背景、 兴趣、意图等特性进行个性化的主动服务。数字图书馆汇集了大规模的海量信息，但人 们真正渴望的是知识、是解决问题的方案。为了能真正实现源于信息获取知识，最重要 的当属知识发现的理论和技术。在知识挖掘的基础上建立社会知识库，并实现对定性和 定量知识的表示、组织和维护机制以及高效率的推理机制，实现知识联网和全社会的知 识共享。一个好的检索工具，提供给用户的信息恰恰是用户需要的，不需要的则一条也 不提供。无论是中文搜索、图像搜索，还是语音搜索、智能搜索，其中涉及大量人工智 能技术的支持，是一个长期的研究问题。新一代数字图书馆中的服务需要实现人人合作、 人机合作和机机合作。a g e n t 是一种自主性的软件实体，它能较好地理解人的意愿和实 现计算机的功能。因此，它是有效实现手段。数字图书馆是全球化的信息资源网，其信 息、电子书必然为英语、汉语等多种语言。为了真正让人们能够方便共享各种语言的图 书资料，需要提供机器翻译能力。因此，研究自然语言理解、机器翻译问题、多语言浏 览器等问题是至关重要的。 4 ) x m l 技术：x m l n 蛆将成为数字图书馆的最重要的基础性语言。x m l 通过d t d ( d o c u m e n tt y p ed e f i n i t i o n ，文档类型定义了文档的词法、语法和部分语义，x s l 规定 了文档的表现形式，而x l i n k 和x p o i n t e r 定义了文档之间的关系，从而为基于w e b 的 各种应用提供了一个描述数据和交换数据的有效手段。如果说，h t m l 提供了显示全球数 据的通用方法，那么x m l 进一步提供了处理全球数据的通用方法。x m l 继承了s g m l 的强 大功能，又充分采取了h t m l 的易用原则。它实现国际性的媒体无关的电子出版，使工 业界能够定义平台无关的数据交换协议，特别是电子商务中的数据交换协议。资源标注、 编目和描述是数字图书馆信息查找的基础，结构化的资源和资源的描述框架互相配合， 将大大提高信息查找效率。) 【m l 简化元数据的提取工作，从而协助人们寻找信息，并协 助信息生产者和信息消费者的相互发现。如果说在网络的支持下，h t m l 语言解决了在异 构平台问传送数据和文档，那么，基于x m l 的v r m l ( v i r t u a lr e a l i t ym o d e li n gl a n g u a g e ， 4 1 绪论 虚拟现实模型语言) 和s m i l ( s y n c h r o n i z e dm u l t i m e d i ai n t e g r a t i o nl a n g u a g e ，同步多 媒体集成语言) 解决了在异构平台间传送感受的可能性问题。使用x m l ，人们可以利用设 备的智能去访问不同的数字图书馆，并对信息进行集中处理。 5 ) 多媒体数字化技术：主要解决数据采集、加工；网络信息采集与自动摘要；音频 视频采编与处理等问题。 6 ) 分布式异构数据查询与检索技术：数字图书馆作为逻辑集中、物理分散的知识中 心，是一个集成各种数据资源和软硬件环境的大规模分布式系统，其运行平台必然是一 个综合网络、操作系统、数据库等各种各样的运行软件的异构环境，如何在分布式异构 数据环境中实现高效的统一查询与检索，是数字图书馆关键技术之一。 7 ) 数据安全与w e b 加速技术：在提供信息服务的同时，如何保证系统和数据的安全， 以防非法访问和恶意破坏；针对臼趋增加的并发访问用户，如何加快w e b 响应速度，提 高系统服务效率，这也是数字图书馆必须解决的问题。 8 ) 数字水印技术与版权保护：如何开发和利用数字水印技术防止数字化信息的非法 拷贝，有效地保护知识产权，也是数字图书馆面临的严峻课题。 1 2 2 有关国家和地区数字图书馆 进入九十年代中期，互联网得到迅速发展。为在新世纪抢占政治、经济主导权， 各国纷纷提出发展的战略措施。1 9 9 3 年美国提出了“国家信息基础结构”( n i i ) 行动计 划，继而提出了建设n 2 h 全球信息基础设施”( g i i ) 的主张：1 9 9 4 年欧盟宣布在欧洲建立 信息社会的计划，确定了欧洲信息社会应用领域；俄罗斯在1 9 9 4 成立了俄联邦信息政 策委员会，俄杜马1 9 9 5 年通过了俄罗斯信息、信息化和信息保护法：日本、加拿大、 法、英、南非等国家也都以政府行为采取了相应的对策和行动。为在竞争中处于领先地 位，不少国家和地区的图书馆在政府的大力支持下积极行动起来，配合n i i 的建设开展 数字图书馆的研究和建设，并取得相当的成效。 ( 1 ) 美国：美国数字图书馆建设走在世界各国的前列。并且，对于建设数书馆的意 义也同益重视。 美国政府“国家计算、信息、通信指导办公室 ( n c of o rc 1 c ) ，自1 9 9 4 年以来每 年发表一本“蓝皮书 ，这是一种正式的重要研究与发展的官方报告，近年来，报告对 数字图书馆战略意义的描述越来越重视。 1 9 9 5 年的蓝皮书“用于国家信息基础设施的技术 列出了九项n i i 应用的国家级挑 战，依次为：数字图书馆、危机及应急管理、教育及终身学习、电子商务、能源管理、 环境控制和废品最小化、保健、加工处理和产品、公众存取政府信息。报告指出，数字 图书馆是无墙的知识中心的基础，并强调数字图书馆技术将被用于所有其它的国家级挑 战应用之中。 5 西安科技大学硕士学位论文 1 9 9 6 年蓝皮书“高性能计算和通信：用于未来美国信息的基础”介绍了1 8 个在美国 进行的数字图书馆项目状况及i p 地址。 1 9 9 7 年蓝皮书“推进信息技术的前沿明确将数字图书馆列入有效技术之中。 1 9 9 8 年蓝皮书“用于2 1 世纪的技术”则又将数字图书馆在c i c ( 计算、信息、通信) 的六个研究发展重点项目中名列于第一位。 现在，美国数字图书馆项目中的“美国n s f d a r p a n a s a 数字图书馆倡议”已全部 完成，该项目共六个子项目，涵盖大规模文献库，空问影像库、地理图像库、声像资源 库；另一个项目“美国国家数字图书馆项目”也已完成，它包括美国历史及文化科技成 就，有1 5 个研究图书馆与档案馆参加。其他项目也进展较快。 ( 2 ) 法国：法国国家图书馆数字化工程。数字资源己达3 0 0 0 g g b 以上，书目数据8 3 0 万条； ( 3 ) 英国：英国国家图书馆存储创新倡议。共2 0 个项目，大部分已完成，并在因特 网上提供服务； ( 4 ) 德国也有一些数字图书馆项目在进行中。 ( 5 ) 日本：日本小规模试验型数字图书馆项目。包括国家联合目录8 8 0 万条数据的网 络试验：数字图书馆实践试验和日本国会图书馆1 0 0 0 万页馆藏的数字化。 日本国会图书馆关西馆工程。该馆将成为同木最大的数字图书馆及亚洲地区的文献 提供中心，日本政府投资4 亿美元，2 0 0 2 年完成一期工程。 从上述项目可以看出，这些国家和地区对于数字图书馆的投入有以下特点： 1 ) 各国在数字图书馆项目或其网络工程中，均由国家投资建立了小规模数字图书馆 试验基地，为直接取得第一手经验，提供了充分的试验条件。 2 ) 组织国家级的资源单位( 如国家图书馆、国家档案馆、国家博物馆) 将其资源精华， 发展为数字式资源库。这些资源库具有极强的本国特色，并通过因特网向全球传播。 3 ) 组织国家级资源发展多媒体历史资源库，利用光盘或网络对中小学生及广大公众 进行生动的爱国主义教育。 4 ) 政府信息的数字化资源在美国、日本得到优先发展，促进了政府与国民的沟通。 1 2 3 我国数字图书馆 相比之下，我国数字图书馆研究虽然起步较晚n 引，但随着近两年图书馆界国际交流 与合作的增加与扩大，已有不少图书馆和科研机构着手进行相关试验和提出相关计划。 1 9 9 6 年，北京图书馆开始致力于馆藏文献数字化，将1 0 0 万页中文全文数据放在其网站 上，到1 9 9 8 年已建有3 0 0 万页全文资料及5 0 0 万条书目数据的基础。由文化部倡议， 国家图书馆( 原北京图书馆) 牵头，联合上海图书馆、南京图书馆、深圳图书馆等国内主 要公共图书馆实施建设的试验示范项目“中国国家试验型数字图书馆计划”，自1 9 9 7 年 6 1 绪论 以来已取得良好的进展。该计划的目标是构建一个在内容上和技术上都具有一定典型意 义的数字图书馆原型，集中国家图书馆和地方图书馆中有一定特色或典型示范性的馆藏 资源，通过遍布全国的数字通信网，向个国乃至全球提供示范性的中国国家数字化图书 馆服务，并为我国大规模建设数字图书馆工程提供样板。 我国其他已经完成和正在实施的国家级数字图书馆计划或者项目有：中国高等文献 教育保障系统，由c a l l s 管理中心组织实施；中国数字图书馆工程项目；国家教育部数 字图书馆攻关计划；中关村科技园区数字图书馆群，课题研究项目以及高校图书馆、公 共图书馆开展的数字图书馆研究和建设等。 尽管国内外已经提出并实施了多项数字图书馆计划或者工程并取得了相当大的成 绩。但目前这领域的研发工作处于探索阶段，数字图书馆建设任务仍然很艰巨，还有许 多问题值得探讨。不论是在我国还是在国外，数字图书馆都是个不断发展的新领域，不 断会有新的课题和新的研究热点出现。在未来的几年甚至更长的时间里，数字图书馆仍 然是世界各国信息科学研究的重点。 作为知识经济的重要载体，数字图书馆是国家信息基础设施重要组成部分，目前已 成为评价一个国家信息基础水平的重要标志。对于我国来说，数字图书馆的研发起步较 晚，因此，建设数字图书馆更加具有必要性和紧迫性。其重要意义在于： 1 ) 数字图书馆将改变以往信息存储、加工、管理、使用的传统方式，借助网络环境 和高性能计算机等实现信息资源的有效利用和共享。它的建设将使我国在综合国力的竞 争中抢占先机，掌握发展的主动权，实现跨越式发展。 2 ) 数字图书馆建设的核心是以中文信息为主的各种信息资源，它将迅速扭转互联网 上中文信息匾乏的状况，形成中华文化在互联网上的整体优势。我们要通过数字书馆的 建设，将我国悠久的历史、灿烂的文化，特别是当代建设的成就通过互联网向全世界展 示，让世界了解中国，让中国走向世界。 3 ) 数字图书馆的建设将促进我国信息技术的发展，同时带动与之相关的计算机技 术、网络技术、通讯技术和多媒体技术等各项高新技术的迅速发展。这些高新技术迅速 转化为现实生产力，将对我国知识创新体系的建立起到极大的促进作用。 4 ) 数字图书馆建设是“科教兴国 战略的源泉和动力，也是实现公民终身教育的大 课堂。数字图书馆以其对信息资源的整理加工和有序组织，为“科教兴国 战略提供了 最为便捷、有效的发展环境。同时，数字图书馆可以最大限度地突破时空限制，营造出 进行全民终身教育的良好环境，对于我国国民素质教育将起到巨大的提升作用。 5 ) 数字图书馆将改变目前图书馆的工作方式和服务模式。数字图书馆可以更好地履 行图书馆在倡导、组织和服务全民读书中的重要职能。图书馆馆员将成为捕捉和整理信 息的专家，读者可以在世界各地通过网络阅览数字图书馆中的丰富信息。图书馆的发展 将进入一个前所未有的新阶段，发生根本性的变化。 7 西安科技大学硕士学位论文 中国数字图书馆工程是运用现代高新技术所支持的国家级数字资源系统工程，涉及 信息资源加工、存贮、检索、传输和利用的全过程，是国家信息化建设不可缺少的重要 内容，是知识经济的重要载体，是一项跨地区、跨部门、跨行业的宏大的民族文化工程。 中国数字图书馆工程是一项宏大的系统工程，科技含量极高，它的建设必将有力推 动科教兴国战略的实施和知识经济的发展，必将带动以信息技术为核心的相关技术开发 和应用，并通过知识的有效传播，最终关联到各行各业，在建设社会主义现代化强国过 程中发挥不可估量的作用，其社会效益巨大，经济效益十分明显。 1 3 论文研究的目的和意义 在信息技术飞速发展，网络、数据库等技术日益普及的今天，传统的图书馆固有的 缺点不能满足人们的生活和学习的需要，传统的图书馆正在向网络化、数字化的方向发 展，这也是当前信息技术研究的热点之一。数字化图书馆的建设涉及到图书馆学、计算 机科学、信息处理等方面的科学知识，比如信息数字化、多媒体数据库、分布网络等知 识。如何把这些新的信息技术应用到数字图书馆的建设中来在数字图书馆的建设中起着 举足轻重的作用。 在数字图书馆系统里有许多横切的特征，当前的数字图书馆的建设多采用面向对象 的设计方法，o o p 可以成功的对核心关注点实现模块化，并降低模块间的耦合度；而a o p 可成功的对横切关注点实现模块化，并降低横切模块与核心模块间的耦合度。那么对于 数字图书馆这样复杂庞大的系统难免会出现面向对象设计方法无法解决或解决不好的 问题，这就要引入面向方面的开发方法，以设计更为合理的系统。 本文就是把面向方面的编程技术应用到数字图书馆的研究中，作为一种新的编程技 术，面向方面的编程( a o p ) 弥补了面向对象的编程( o o p ) 在跨越模块行为上的不足并引进 了a s p e c t ，它将影响多个类的行为封装到一个可重用模块中，它允许程序员对横切关注 点进行模块化，从而消除了o o p 引起的代码混乱和分散问题，增强了系统的可维护性和代 码的重用性。将面向方面的开发方法应用于数字图书馆建设，可以加速开发进程，改进 软件的质量，方便地集成已有的数字图书馆信息资源，减轻数字图书馆开发的复杂性。 1 4 本文用到的主要知识技术 1 面向方面的编程，本文是在e c l i p s e 集成开发平台下，利用a j d t ( a s p e c t j d e v e l o p m e n tt 0 0 1 ) 对面向方面的编程进行研究的。 2 j s p 、s e r v l e t 、j a v a s c r i p t 、h t m l 、x m l 、s t r u t s 等与j 2 e e 技术规范相关的 技术。 3 数据库管理系统m y s q l 、w e b 服务器。 8 2j 2 e e ( j a v a2p l a t f o r me n t e r p r i s ee d i t i o n ) 概述 2j 2 e e ( j a v a2p l a t f o r me n t e r p r i s ee d i t i o n ) 概述 2 1j 2 e e 平台简介 为了推动基于j a v a 的服务器端的应用开发，s u n 公司发起了一项称j a v a2p l a t f o r m e n t e r p r i s ee d i t i o n ( j 2 e e ) 的技术创新，旨在将j a v a 平台的范围扩展到大规模服务器 环境n4 l 。1 9 9 9 年底s u n 推出了j a v a 2 技术及相关的j 2 e e 规范，目标是提供平台无关的、 可移植的、支持并发访问和安全的，完全基于j a v a 的开发服务器端中间件的标准。它 提供了一个多层次的分布式应用模型和一系列开发技术规范。多层次分布式应用模型是 根据功能把应用逻辑分成多个层次，每个层次支持相应的服务器和组件，组件在分布式 服务器的组件容器中运行( 如s e r v l e t 组件在s e r v l e t 容器上运行，e j b 组件在e j b 容 器上运行) ，容器间通过相关的协议进行通讯，实现组件间的相互调用。遵从这个规范 的开发活动将得到行业的广泛支持，使企业级应用的开发变得简单、快速。 j 2 e e 技术和目前其他的主流技术，如微软的n e t 技术相比，其优势主要体现在跨 平台和可移植性方面。j 2 e e 本身是以j a v a 语言为基础的来实现的n5 1 ，因此它具有良好 的跨平台和可移植性，可以在所有的j v m ( j a v av i r t u a lm a c h i n e ) 平台上执行。同时， j 2 e e 的所有标准都是公开的，许多厂商和组织都提供与之兼容的产品和开发工具。 而n e t 则只能在w i n d o w s 上运行，理论上支持多种语言，但其核心技术( 如a s p + ，w i n d o w s f o r m ， w e bf o r m ) 都被微软所垄断。 2 2j 2 e e 的多层体系结构 随着三层多层信息系统结构的深度发展和下一代分布式计算模型w e b 服务的出现， 信息系统应用中关于平台、框架、语言的竞争也愈演愈烈。j 2 e e 平台在过去一直引领企 业应用的潮流，但微软强力推出的n e t 平台也开始吸引着众多i t 企业和开发人员的注 意力，向j 2 e e 平台提出了强有力的挑战。信息化应用领域的技术对抗也因此拉开了架 势。 j 2 e e 是一种利用j a v a 2 平台来简化诸多与多级企业解决方案的开发、部署和管理相 关的复杂问题的体系结构。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成组 件，各个组件根据它们所在的层分布在不同的机器上，一般分为客户层组件、w e b 层组 件、业务逻辑层组件和信息系统层组件。这种基于组件、具有平台无关性的j 2 e e 结构 使得j 2 e e 程序的编写十分简单，因为业务逻辑被封装成可复用的组件，并且j 2 e e 服务 器以容器的形式为所有的组件类型提供后台服务，这些后台服务包含安全、事务管理和 远程连接等服务。与组件类型相对应，容器类型也含有应用程序客户端容器、w e b 容器、 9 西安科技大学硕士学位论文 e j b 容器和企业信息系统层软件。 j 2 e e 平台提供了一个基于组件的方法，来设计、开发、装配及部署企业应用程序。 j 2 e e 平台提供了多层的分布式应用模型、组件重用、一致化的安全模型以及灵活的事务 控制。不仅可以比以前以更快的速度向市场推出创造性的客户解决方案，而且基于组件 的j 2 e e 解决方案不会被束缚在任何一个厂商的产品和a p i 上。j 2 e e 规范定义了以下种 类的组件：应用客户端组件( a p p l i c a t i o n c 1l e n t c o m p o n e n t s ) 、e n t e r p r i s e j a v a b e a n s ( e j b ) 组件、s e r v l e t 和j a v as e r v e rp a g e s ( j s p ) 组件以及a p p l e t s 。一个 多层的分布式的应用模型意味着应用逻辑根据功能而划分成组件，并且可以在同一个服 务器或不同的服务器上安装组成j 2 e e 应用的这些不同的组件。一个应用组件应被安装 在什么地方，取决于该应用组件属于多层的j 2 e e 环境中的哪一层。这些层包括客户层、 w e b 层、业务层以及企业信息系统层( e i s ) n 引，如图2 1 所示： 客户层 w e b 层 业务层 e i s 层 图2 1 基于j 2 e e 标准的多层体系结构示意图 ( 1 ) 客户层：用来与用户交互，并把来自系统的信息显示给用户。j 2 e e 平台拥有不同 类型的用户，包括h t m l 用户、j a v aa p p l e t ，和j a v a 应用等。 ( 2 ) w e b 层：w e b 层产生表示逻辑，并接受来自客户端的用户反馈。在所接收的客户 端请求的