（教育技术学专业论文）互联网广播的应用模式及adma的设计与实现.pdf

东南大学硕t 学位论文 摘要 题名：互联网广播的应用模式及a d m a 的设计与实现 硕士研究生姓名：孟宁 导师姓名：吉逸 学校名称：东南大学 正文： “互联网广播的应用模式及a d m a 的设计与实现”论文旨在通过无线网络数字媒体播放 器a d m a ( a u d i od i g i t a lm e d i aa d a p t e r ) 项目的研究与开发，拓展互联网广播的接入途径， 从而推动互联网广播应用的发展和普及。其中具体研究了可扩展标记语言x m l 及x m l 信息传 输、流媒体传输协议、流媒体数据格式与w m a 解码器的改进研究等互联网广播系统所涉及的 多个关键环节。 论文从互联网广播的应用模式入手，分析了国内外互联网广播应用模式的现状，包括互 联网广播“超市模式、p o d c a s t i n g 与语音博客( v o i c eb l o g s ) 、国内的一些互联网广播 应用以及互联网广播在教育技术领域的应用：然后，介绍了可扩展标记语言x m l 以及x m l 分 析器i x m l ，并介绍了基于h t t p 协议的x m l 信息传输；分析了流媒体传输、r t p r t c p 协议和 r t s p 协议；在理解流媒体数据的压缩格式、文件格式和发布格式基础上分析了a s f 流媒体文 件格式，并具体结合a d m a 的实现进行了w m a 解码器的改进研究；详细阐述了a d m a 产品的系 统设计与实现，包括a d m a 产品的需求分析、总体设计、以及网络访问代理、菜单主控制器和 v l c 播放器等核心部件的设计与实现等；最后论文总结了a d m a 的研发工作，并对a d m a 进一 步改进和完善进行了探讨。 关键词：互联网广播教育技术a d m a 身：南大学硕士学位论文 a b s t r a c t i n t e r n e tr a di0a n di m p le m e n to fa d m a m e n gn i n g d i r e c t e db yj iy i s o u t h e a s tu n i v e r s i t y ”i n t e r n e tr a d i oa n di m p l e m e n to fa d m a ”，t h r o u g hd e s i g na n dd e v e l o p m e n to fa d m a ，e x p a n d c h a n n e l so fa c c e s s i n gt ot h ei n t e r n e tr a d i o ，t h e r e b yp r o m o t i n gt h ed e v e l o p m e n to f i n t e r n e tr a d i op o p u l a r i z a t i o n f o rt h ed e v e l o p m e n to fa d m a t h ee x t e n s i b l em a r k u p l a n g u a g e ( x m l ) ，s t r e a m i n gm e d i at r a n s m i s s i o np r o t o c o l ，s t r e a m i n gm e d i ad a t af o r m a t s a n dw m ad e c o d e rp e r f o r m a n c ep r o m o t i o ni ss t u d i e d t h e s i ss t a r tw i t ha na n a l y s i so ff o r e i g ni n t e r n e tr a d i oa p p l i c a t i o n ，i n c l u d i n gt h e i n t e r n e tr a d i o ”s u p e r m a r k e t ”m o d e l ，p o d c a s t i n ga n dv o i c eb l o g s ，a sw e l la sd o m e s t i c i n t e r n e tr a d i 0a p p l i c a t i o n s ，a n da p p l y i n gt oe d u c a t i o nf i e l d t h e n ，i n t r o d u c t i o no f x m l ，i x m l ( x m lp a r s e r ) a n dx m li n f o r m a t i o nt r a n s m i s s i o nb a s e do nh t t pp r o t o c 0 1 s t r e a n f i n gm e d i at r a n s m i s s i o ni sm e n t i o n e d ，a n dr t p r t c pa n dr t s pp r o t o c o l sa r e e x p a t i a t e do n i nu n d e r s t a n d i n go fs t r e a m i n gm e d i af o r m a t s ，i n c l u d i n gd a t a c o m p r e s s i o n ，f il ef o r m a t sa n dd i s t r i b u t i o nf o r m a t s ，t h e na s f ( a d v a n c e ds t r e a m i n g f o r m a t ) i sc o v e r d ，a sw e l la sr e s e a r c ho ni m p r o v i n go fw m ad e c o d e r f i n a l l y ，d e s i g n a n dd e v e l o p m e n to fa d m ai sd e s c r i b e di nd e t a i l ，i n c l u d i n gn e e d sa n a l y s i s ， a r c h i t e c t u r ed e s i g na n di m p l e m e n to fn e t w o r ka c c e s sa g e n t ，t h eu i c o n t r o l l e ra n dv l c p l a y e r k e y w o r d s ：e d u c a t i o nt e c h n o l o g y 、i n t e r n e tr a d i o 、a d m a 东南大学学位论文独创性声明 本人声明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取得的研究成果。 尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过 的研究成果，也不包含为获得东南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了谢意。 研究生签名： 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印 件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质 论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括 刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研究生院办理。 研究生签名：越导师签期：胪弘。 第一章绪论 1 1 研究的背景 第一章绪论 互联网广播( i n t e r n e tr a d i o ) 是运用计算机网络技术和多媒体技术实现信息传播的一种 方式。互联网广播已经广泛应用于新闻发布、广告宣传、远程教育等人们日常生活的各个领 域，现在己成为公认的“第四媒体”，而且逐渐超过三大传统媒体，成为最重要的传播媒 体和很多人同常工作生活必不可少的信息交流工具。 由于互联网广播的访问设备( 接入终端) 局限于个人计算机，而个人计算机操作复杂， 无法像电视机、收音机那样使用简便，因此在一定程度上限制了互联网广播的普及，究其根 本原因是计算机设备在人机界面上不够简单化和人性化。要进一步扩展互联网广播的普及程 度就需要研究和开发操作更加简单和人性化的计算机人机界面。从另一个角度来看，由于个 人计算机的价格较高，又需要一定的计算机操作技能等等原因，于是把一个非常庞大的社会 群体阻挡在了互联网社区之外，使得互联网广播在大众教育、远程医疗等涉及到普通大众根 本利益的应用上无法推广，这就迫切需要价格低廉、操作简便的小型化专用设备满足社会的 各种特殊需要。因此为了满足多元化的社会需要，互联网广播的应用模式也要跳出基于个人 计算机的互联网广播应用模式，开创适应各种不同需求和环境的互联网广播应用模式。 a d m a ( a u d i od i g i t a lm e d i aa d a p t e r ) 就是当前流行的众多d m a ( d i g i t a lm e d i aa d a p t e r ) 产品的一种，它是可以满足家庭教育和娱乐需要的多功能无线网络收音机。由于a d m a 产品价 格低廉、操作简便、无线接入互联网、支持x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ) 数据格式、 支持多种流媒体传输协议和多种音频解码标准等众多优点，可以作为一种常用的家庭教育和 娱乐的网络接入终端。 1 2 论文的项目来源与研究目标 “互联网广播的应用模式及a d m a 的设计与实现”是结合c a m e o 公司中国研发中心的“无 线网络数字媒体播放器a d m a ”项目进行的。 本文主要的研究目标为：研究互联网广播的应用模式及其在教育技术中的应用，设计并 实现无线网络数字媒体播放器a d m a 产品。 1 3 论文的章节安排及主要研究内容 本论文的主要研究内容为：1 ) 互联网广播的应用模式；2 ) 互联网广播在教育技术中的应 用；3 ) 可扩展标记语言x m l 及x m l 信息传输；4 ) 流媒体传输协议；5 ) 流媒体数据格式与 w m a 解码器的改进研究； 6 )“无线网络数字媒体播放器a d m a ”项目的系统设计与实现。 论文章节安排如下： 第一章绪论。介绍了论文背景、项目来源、章节安h i n d u 主要研究内容： 第二章互联网广播的应用模式。分析了国内外互联网广播的应用现状； 第三章互联网广播在教育技术中的应用。研究了在传统的以“教”为主的教学模式中的 应用和在以“学”为主的教育模式中的应用，并展望了互联网广播在教育技术领域的应用前 景； 第四章可扩展标记语言x m l 及x m l 信息传输。分析了x m l 语言的语法规范，介绍了x m l 文档解析工具i x m l 的使用方法，以及x m l 信息运用h t t p 协议传输的方法。 第五章流媒体传输协议。分析了流媒体传输技术，并分别介绍了r t p r t c p 和r t s p 流媒 体传输协议，其中还结合a d m a 分析了r t s p 协议的操作。 1 乐甬大芋硕j 芋位论文 第六章流媒体数据格式与w m a 解码器的改进研究。分析了a s f 流媒体数据文件格式，重 点研究了w m a 解码器，发现w m a 解码器的浮点运算不能适应嵌入式系统的性能要求，接着介 绍了w m a 解码器的改进方法。 第七章a d m a 的系统设计与实现。对a d m a 进行了需求分析、总体设计，并分别对软件部 分的网络访问代理、菜单主控制器和v l c 播放器等核心部件进行了具体的设计与实现。 第八章结束语。 致谢 参考文献 作者简介( 包括发表论文和参与项目情况) 2 第二章且联网广播的心用模，i ： 第二章互联网广播的应用模式 互联网广播的应用是当今国内外信息技术产业发展新的增长点，也是现代传媒的主流发 展方向，因此新的互联网广播的应用层出不穷。互联网广播具有地域广泛性、技术复杂性、 文化多样性等特点，使得网民拥有的大量的信息资源难以实现共享，不同的系统也难以互相 沟通。虽然现行的网络技术己为各种数据和资源在低水平上的自治与共享( 通过h t t p 和 h t m l ) 、数据传输( 通过各种流媒体传输协议) 提供了基本技术和条件，但是允许网民拥有 的大量的信息资源和知识经验发布到网上进行资源共享也才是近几年才流行起来， “发布 ( u p l o a d ) 使得互联网的面貌焕然一新，诞生了众多新的互联网广播的应用，它们又各有 特点，有着不同的应用模式。 互联网广播的应用模式即是在互联网广播的应用和实践中，通过制订新的技术标准、开 发新的网络应用功能、改善用户的参与程度等实践活动，使整个互联网信息沟通更流畅，在 这些应用和实践的过程中所形成的一些技术、标准和概念。以音频视频为主要媒体类型的互 联网广播应用模式的传播过程包括三个重要的环节： 入 互联网广播资源的描述和管理，如通过x m l 语言来描述音频视频等资源； 入互联网广播内容的传输，如使用r t p r t c p 和h t t p 传送实时非实时的音频视频广播 节目； 入互联网广播内容的表示与呈现，如w m a 、m p 3 等编解码标准、a s f 流媒体文件格式等。 不同的互联网广播的应用模式都是在这三个重要的环节基础上或改进了性能或合理的组 合搭配以提高用户参与度，总之是不断优化用户体验，使信息更畅通。 目前国内外众多的信息技术高科技企业和团体致力于互联网广播应用的开发和新的应用 模式的探索，并且已经诞生了众多风迷全球的互联网广播服务，有些已得到了广泛的应用。 2 1 国外互联网广播的应用模式现状 国外互联网广播的听众较多，特别是欧美国家有着稳定的听众群体，因此长期以来欧美 国家在互联网广播应用领域引领潮流。当前国外互联网广播早已摆脱了单一电台对听众的网 络电台模式，已经发展到了互联网广播“超市”模式。在“超市”模式的基础上，部分有兴 趣有能力的听众开始尝试自己制作广播节目并上传到网站上供其他听众收听，另外用户还可 以将订阅的广播节目自动下载到m p 3 便携式音乐播放器中，大大方便了听众移动收听广播， 因此诞生了p o d c a s t i n g 模式，并迅速流行起来。 2 1 1 互联网广播“超市”模式 互联网广播“超市”模式就是门户网站将众多的网络电台集中起来供听众选择收听，门 户网站就像个超市，网络电台就像供应商，听众就像购物的消费者。典型的互联网广播门户 网站如v t u n e r c o m 、l i v e 3 6 5 c o m 等。这种模式最主要的优点是将互联网广播资源使用x m l 语言来描述，可以对音频视频文件进行分类、按内容查询、按关键字查询等；而且可以将访 问量等统计数据实时更新到描述该资源的x m l 文件中去，可以实现用户访问量排行等功能。 互联网广播“超市”模式的主要特点是提高了听众访问的便捷性，另外在一定程度上统 一了互联网广播资源的描述和管理。 2 1 2 p o d c a s t i n g 与语音博客( v o i c eb l o g s ) p o d c a s t i n g 译为播客。据百度百科，p o d c a s t i n g 的英文全称叫p e r s o n a lo p ti o n a l d i g i t a lc a s t i n g ( 个性化的可自由选择的数字化广播) ，这是一种让用户自由地在互 联网上发布文件，并允许用户采用订阅f e e d 的方式来自动下载文件的技术和理念，是 3 乐南大学硕士掌位论文 一种全新的广播形式心1 。播客与其他音频内容传送的区别在于其订阅模式，它使用r s s2 0 文件格式传送信息。该技术允许个人进行创建与发布，这种新的传播方式使得人人可以说出 他们想说的话。订阅播客节目可以使用相应的播客软件，这种软件可以定期检查并下载新内 容，并同步到用户的便携式音乐播放器中。 p o d c a s t i n g 模式从互联网广播应用模式的三个重要的环节来看有如下几点改进： 入 改善了互联网广播内容的传输方式，可以通过r s s 订阅和播客软件自动下载互联网广 播内容； 入 方便了移动收听，自动下载的互联网广播内容可以自动同步到用户的便携式音乐播放 器中； 入 重组了互联网广播应用模式的传播过程中包括的三个重要环节( 见本章开始部分) ， 提高了听众的参与度，打破了传统的仅仅下载收听的模式，用户可以主动上传广播内 容。 但是上传广播内容需要用户懂得如何录制和编辑音频文件，并要通过某种方式发布到互 联网上，这对普通的听众有着较大的难度，因此p o d c a s t i n g 模式流行的根本原因是r s s 订阅 和自动下载这种内容推送方式的运用。 如果说p o d c a s t i n g 模式下进行创建与发布音频文件还显得过于复杂和笨拙的话，那 s n a p v i n e c o m 提供的v o i c eb l o g s 功能就灵巧多了，只要通过浏览器和话筒就可以将自己说 的话发布到互联网上。s n a p v i n ev o i c eb l o g s 使用f m s ( f l a s hm e d i as e r v e r ) 作为服务器， 并使甩f l a s h 制作在w e b 页面上可以运行的录音机，这样它就可以通过w e b 页面上运行的 f l a s h 录音机录音并将音频数据以流式数据的形式传送给f m s 服务器，服务器将数据保存下 来。这样也就不需要使用专门的录音软件录音然后上传音频文件这么复杂的过程了，用户只 要打开w e b 页面点击开始、结束，就可以把自己想说的话保存在服务器上供网友r s s 订阅下 载收听。 2 2 国内互联网广播的应用现状 从技术的角度来看国内互联网广播的发展几乎与国外同步，因为互联网广播新的应用模 式所需的开发技术并非高深莫测，大多也仅仅是做了些改进或者换一种新的应用方法。但是 我国互联网广播的普及和应用要落后于欧美发达国家，原因大致有以下几点： 入 长期以来我国的广播媒体受到电视媒体的挤压，听众成萎缩趋势； 入 网民多为年轻人，追求多媒体感官效果； 入 传统无线电广播的忠实听众条件所限很难接入互联网； 入 中国互联网广播还没有找到适合中国国情和中国人生活习惯的应用模式。 综合以上几点，其中有现实的客观原因，也有中国互联网广播从业人员没能找到适合国 人的应用模式的原因。但是中国互联网广播也在不断地探索和尝试中发展，其中就有一些应 用值得注意： ( 1 ) 使用电话来传送语音到服务器的方式运作的语音博客。这种方式充分利用我国手机 电话普及率较高，使用频繁的特点，通过拨打一个服务电话，由语音博客服务器来自动完成 语音的录制和发布。但由于这种方式需要支付一定的服务费用，应用不是特别广泛1 。 ( 2 ) 使用基于w e b 的语音录制插件录音，并上传音频文件的方式来发布语音博客。这种 方法也有部分网友尝试使用，但是由于基于w e b 的语音录制插件不能自动上传录制的音频文 件，需要用户手动发布，使用方便性欠佳，也没有得到广泛运用m 1 。 ( 3 ) 音频视频的在线点播和共享应用最为广泛，出现p 2 p 点播，音频视频资源门户网站 也得到了网民的热情访问。 4 笙：至! 壁塑堡塑坐里垡盛 总体上来说，我国互联网广播应用最为广泛的还是互联网广播“超市”模式，p o d c a s t i n g 和语音博客没有得到普及有经济发展水平不高的情况下网民的原创能力有限的原因，也有我 国p o d c a s t i n g 和语音博客服务在使用上不够方便的原因。 5 东南大学硕。 = 学位论文 第三章互联网广播在教育技术中的应用 互联网广播可以应用于教育领域，以促进教育效果的最优化。互联网广播在教育技术中 的应用一般可以从两种不同角度来切入：一是从教师“教”的角度研究运用互联网广播优化 教学效果；二是从学生“学”的角度研究运用互联网广播提高学习效率。 3 1 在传统以“教 为主的教学模式中的应用 以“教”为主的教学模式，由于其有利于教师主导作用的发挥，有利于按教学目标的要 求来组织教学，有利于大班级授课，以及以“教”为主的教学系统设计理论和方法经过几十 年众多专家的深入研究与发展，己形成一套比较完整、严密的理论体系而且可操作性强等原 因，它仍是目前教学的主流。因此，如果能很好地将播客模式为代表的互联网广播应用于传 统以“教”为主的教学中，进步发挥传统教学模式的优势，将是一件很有意义的事情西1 。 3 1 1 互联网广播对教师教学的帮助 教师在课堂上用录音笔等录音设备把教学过程的声音同步录制下来，并用音频编辑软件 编辑生成m p 3 格式的文件，然后发布到网站上，学生可以下载这些课堂录音文件到自己的电脑 或m p 3 播放器中去听。通过这种播客模式的方法使教师课堂教学得到延伸，因为学生可利用这 些m p 3 文件来温习和补充笔记峥1 。 教师还可以在网上找到些与自己教学有关的互联网广播内容作为自己教学内容的补充， 丰富、扩充课堂教学内容。通过以上两种方式使教学得到深度和广度的扩充峥1 。 3 1 2 互联网广播对学生学习的帮助 传统以“教”为主的教学主要采用的是教师讲授的方式，教师对教学内容的呈现主要通 过文本呈现( 如黑板板书、幻灯片投影等) ，将音视频等信息引入教学，加强对学生多感官的 刺激，对调动学生的学习兴趣将有积极的促进作用旧1 。 学生也可以把自己制作的一些学习资料、学习心得做成m p 3 文件，与其他同学共享。这 样不仅调动学生的学习积极性，也使学生享受到了创造知识的乐趣。使学生的学习由被动接 受变成主动建构憎1 。 另外有了语音博客支持的音频流媒体数据实时上传功能，还可以在教师上课的同时利用 手机、电脑等上网设备实时记录和传送数据到语音博客网站，学生在异地及时收听可以达到 近乎现场直播的效果。这样可以满足无法到现场上课的同学的学习需要。 3 2 在以“学”为主的教育模式中的应用 3 2 1 建构主义学习 教育本质上是知识的传播，长期以来教育领域将这一知识的传播过程理解为教育者( 教 师) 主动向受教育者( 学生) 传播知识，受教育者处于被动接受知识的地位，实际上这种认 识源于把学生看作知识灌输对象的行为主义学习理论，心理学上称为“刺激一反应”学说。近 二十年来，行为主义学习理论丌始让位于把学生看作是信息加工主体的认知学习理论，随着 心理学家对人类学习过程认知规律研究的不断深入，认知学习理论的一个重要分支建构 主义学习理论在逐渐流行，而且随着多媒体计算机和i n t e r n e t 网络教育应用的飞速发展，建 构主义学习理论j 下愈来愈显示出其强大的生命力，并在世界范围内同益扩大其影响1 。 6 第三章互联嗍广播亿教育技术中的麻用 建构主义认为，学习是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人( 包括教师和 学习伙伴) 的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得的，也就是需要学习者 积极的参与和内在的消化吸收知识，学习者要完全处于学习的主动地位u 0 。 实践证明互联网广播应用于教育教学当中去可以有效地提高学习者的主动性，网络环境 的交互性和网络的多媒体特性可以有效吸引学，学习的注意力，互联网广播资源的超链接组 织方式可以有效地引导学生主动地探究学习。 3 2 2 研究性学习 研究性学习是指学生在教师的指导下，通过选择一定的课题，以类似科学研究的方式， 进行主动探究的一种教学方式。研究性学习作为一种学习方式，在互联网广播中开展具有其 独特的优势。这是因为互联网广播可以作为一个网上社区，在这个社区中，可以让教师、学 生、家长和更多的人一起参与，这样就可以拓宽研究视角，开发学生思维广度与深度，并通 过广泛合作与共享，使学生在更大范围内体会到探究知识的乐趣。在研究性学习中互联网广 播的又一作用是可提供相对便捷且生动的交互，交互在研究性学习中是相当重要的。因为， 其实知识的分享者也是知识的产生者，通过与其他人的交流可以产生新的东西，或者使得问 题的阐述更加清晰。与广播相比博客需要较强的书面表达能力，这种能力并不是每个人都具 有的，而说话却人人都会，因此人们可以将自己的见解录下来，制作成m p 3 格式发布到互联 网广播网站上，就可实现与他人的交互和共享旧1 。 3 3 互联网广播在教育技术领域的应用展望 互联网广播在教育技术领域的应用还是一个较新的研究课题，还需要在多个不同层面深 入广泛地开展研究： 九 互联网广播与校园网的结合：由于校园网具有虚拟教育功能，是学生课外学习与交流 的重要虚拟社区，将互联网广播的播客模式引入校园网，不仅可以丰富学校的学习资 源也可为学生交流和共享知识提供一个有利的场所； 九 播客上传音频方式与b b s 结合：可以为想要学习的人们提供更丰富的资源和交流空 间； 九互联网广播与“问一答 平台结合：网上学习，最重要的就是交互，就目前而言，“问 一答”平台是理想的交互以及问题解决工具。任何人都能通过这个基于w e b 的服务系 统提出问题，等待访问者留下他的答案。如果能将互联网广播应用到该平台中，则能 打破通过文字交流的方式，提供更便捷的交互方式，同时也可提供更丰富的信息资源。 入 互联网广播与手机结合，丰富移动学习：在所有的信息传播工具中手机的普及率高、 而且使用时问长、使用几率高。手机上应用音频服务最符合人的信息接受习惯，将互 联网广播与手机结合，将大大拓宽手机的使用范围，对使用手机进行移动学习也必将 起到积极地推动作用。 入互联网广播与远程教育平台结合：互联网广播与远程教育结合，能为远程教育受众提 供丰富的音视频资源，以及便捷的交互手段，对提高远程教育的教育教学质量有积极 作用引。 7 东南大学硕士学位论文 第四章可扩展标记语言x m l 及x m l 信息传输 现有的基于w w w 的互联网广播系统，大部分都是以h t m l 页面形式存在的。h t m l 页面把内 容和表现形式融和在一起，不能轻易把有用信息提取出来使用，从而限制了便携式设备如a d m a 访问这些资源信息，因此互联网广播摆脱基于p c 访问的限制以实现更大范围的普及需要一种 与平台无关、与应用程序无关的标准化资源信息格式，来统一描述互联网广播中种类繁多的 资源，可行的方案便是用可扩展标记语言x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ) 来描述，由 于x m l 具有良好的语义和清晰的结构，可以用来描述互联网广播资源。这样就为如a d m a 产品 的个性化专用化的网络接入设备访问互联网广播资源提供了标准化的接口互联网广播资 源的) ( m l 描述文件。 4 1 。x m l 语言简介 4 1 1 x m l 简介 x m l 是s g m l 的一个子集，是一种可以用来创建自己标记的元语言，所以可以定义一组无 限制的x m l 标记。与主要用于控制数据的显示和外观的h t m l 不同，x m l 提供了一种描述结构 化数据的方法，用于定义数据本身的结构和数据类型。x m l 使用一组标记来描绘数据元素。 每个元素封装可能十分简单也可能十分复杂的数据1 。例如，可以创建一个x m l 文件，在文 件中自定义些x m l 标记来描述互联网广播中的资源信息，如站点i d 、站点名称、站点的u r l 地址和站点的描述信息等等，下面是一个描述互联网广播站点资源的x m l 文件 c h i n a - c l a s s i c a l r e s o u r c e x m l u ： s t a t i o n 2 6 8 0 0 中国经典音乐广播 h t t p ：w w w n a m e c o m s t a t i o n 中国经典音乐广播 c 1 a s s i c a l c h i n a 6 4 y n d a 4 1 2 文档类型定义d i d 文档类型定义d t d 是一套关于标记符的语法规则。d t d 定义可以在x m l 文档中出现的元素、 这些元素出现的次序、它们可以如何相互嵌套以及x m l 文档结构的其他详细信息。d t d 是最 初的x m l 规范的一部分。它可以是x m l 文档的一部分，但是它通常是一份单独的文档或者一 系列文档。x m l 本身并没有一个通用的d t d ，使用x m l 文档时可以定义自己的d t d 文件。 d t d 文件包含d t d 声明和文档类型声明两个部分，文档类型声明出现在x m l 文档中，紧跟 在x m l 声明之后，将x m l 文档与d t d 关联起来。d t d 声明包括： 入元素类型声明：定义元素的名称和元素可能的内容； 8 翌! ! 翌型塑壁堡笙堕童圣竺竺墨兰竺生堕璺竺塑 入 属性列表声明：定义元素是否可以包括属性，属性的名称、类型及其默认值。可供定 义的属性类型有：c d a t a 、e n u m e r a t e d 、n m t o k e n 、n m t o k e n s 、i d 、i d r e f 、i d r e f s 、 e n t i t y 、e n t i t i e s 和n o t a t i o n ： 入 实体声明：类似予常见的常量的定义，用于为内容片段命名，以便在x m l 文档及d t d 中使用它们； 九 记号声明：记号用于描述非x m l 格式的数据，该声明将被传递给x m l 文档处理程序， 以便处理程序决定如何处理这些数据1 1 1 。 下面是定义c h i n a - c l a s s i c a l - r e s o u r c e x m l 文件结构的d t d 文件 c h i n a c l a s s i c a l 一r e s o u r c e d t d 副： 该d t d 文件定义了c h i n a c l a s s i c a 卜r e s o u r c e x m l 文件中的所有元素。它定义了一个根 元素 元素，该元素包括 ， ， ， ， ， ， ， 和 九个子元素。子元素括号里的# p c d a t a 代表已解析字符数据，所以这九个子元 素不能再包含子元素，并且这九个子元素要按照c h i n a c l a s s i c a 卜r e s 伽r c e d t d 中定义的顺 序出现。尽管d t d 很简单，但它清楚地说明了什么样的元素组合是合乎规则的。值得注意的 是d t d 语法不同于普通的x m l 语法。 4 1 3 x m ls c h e m a 尽管d t d 能简单、清楚地说明什么样的元素组合是合乎规则的，但它也有缺陷。比如它 本身不是用x m l 语言写的、它的语法不同于普通的x m l 语法、并且它不支持名称空间。d t d 提供的数据类型也非常有限，它不能表达元素中字符数据的数据类型。d t d 的这些缺点促使 了x m ls c h e m a 的产生。x m ls c h e m a 是定义x m l 的数据定义文件，以x s d 作为文件的扩展名。 s c h e m a 这个术语最早是被微软使用的，现己成为w 3 c 定义的s c h e m a 的原型。x m ls c h e m a 本身就是一个x m l 文档。所不同的是，x m ls c h e m a 文档描述的是引用它的x m l 文档的元素和 属性的具体类型。x m ls c h e m a 提供了许多新的特色：丰富的数据类型，包括句尔型、数字、 同期时问、浮点型等，而且还支持由这些简单类型生成的复杂类型；用户可定义自己的数据 类型；对名称空l 日j 的支持；这样一个x m l 文档可以有多个x m l s c h e m a 与其对应。 与d t d 相比，x m ls c h e m a 有下列几大优势：x m ls c h e m a 是一种内容“开放”的模型，可 扩展、功能强。而d t d 是内容“封闭”的模型，可扩展性差；x m ls c h e m a 支持丰富的数据类 型，完全能够满足网络应用特别是电子商务的需求，而d t d 不支持元素的数据类型，对于属 性的类型定义也很有限；x m ls c h e m a 支持名称空间机制，而d t d 不支持：x m ls c h e m a 可以针 对不同情况分别对整个x m l 文档或者是文档局部进行验证，而d t d 缺乏这种灵活性：x m l s c h e m a 的语法完全遵循x m l 规范，可以和d o m 技术结合使用，功能强大。而d t d 语法自成一 体，比较难以学习。所以x m ls c h e m a 很有可能取代d t d 成为验证x m l 文档合法性的新标准。 9 力南大学硕士学位论文 下面是定义c h i n a c l a s s i c a l - r e sc ，u r c e x m 文件结构的x m ls c h e m a 文件 c h i n a c l a s s i c a l r e s o u r c e x s d u 引： x s ：e l e m e n t r e f = 。s t a ti o n u r l “b x s ：e l e m e n tr e f = “s t a t i o n f o r m a t “b x s ：e i e m e n tn a m e = “s t a t i o n d e s c t y p e = “x s ：s t r i n g b 虽然d t d 已经获得了广泛的支持，例如所有的s g m l 、很多文件形式、许多x m lt 具都支 持d t d ，但是x m ls c h e m a 已经逐渐取代了d t d 。 4 2 解析) 【m l 文档 为了避免分析原始x m l 文档的困难，几乎所有处理x m l 文档的程序都利用x m l 分析器来 读取文档。分析器是一个软件库，读取x m l 文档并检查其格式的合法性，并通过调用分析器 a p i 中定义的方法从x m l 文档中获得所需要的信息。 x m l 分析器使客户应用程序看不到所有与x m l 无关的复杂细节，包括：将文档转码成 u n i c o d e 编码；将文档中分成多个实体的不同组件汇编起来；解析字符引用；检查几百个格 式合法性限制；在每个元素的范围中维护名字空问列表；用d t d 或x m ls c h e m a 检验文档；将 非分析实体与特定u r l 和类别相关联；指定属性类型等等复杂的分析细节。 目前有很多种x m l 分析器得到广泛应用，而且其中很多x m l 分析器都是免费且开放源代 码的。大多数x m l 分析器实现一个或几个标准a p i ，如d o m 、s a x 等。 选择具体的a p i 主要取决于具体问题的适用性： 1 0 里! ! 雯! ! 堡壁堡垡堡量兰竺生丝圣竺竺笪璺! ! 丝 入 s a x 是基于事件的a p i ，适用于局部处理的文档，即科序同时需要的所有信息通常在 文档中很接近引，如果程序需要随机访问文档中的各个不同部分，则更适合选用d o m 或j d o m 之类的树式a p i 。 入d o m 将每个x m l 文档表示成树形结构柬处理，这就使d o m 更适合随机访问x m l 文档的 各个不同部分u 引。 九i x m l 是1i b u p n p - 1 6 0 的一部分，它建立在d o m 2 - c o r e 推荐标准上的一个树式a p i ， 它没有实现所有d o m 2 一c o r e 推荐的接口a p i ，但是定义了d o m 2 一c o r e 推荐标准中最常 用的一组接口a p i u “。 如果开发人员要在内存中跟踪整个文档，以便对整个树进行随机访问，则d o m 这个基于 树的a p i 非常有用。但是由于d o m 的几个设计缺陷和局限，使其不如i x m l 更加适合a d m a 。 这些问题u 包括： 九d o m 要与第三代w e b 浏览器中使用的没有计划好的对象模型向下兼容。 入d o m 是由一个委员会设计的，要在n e t s c a p e 、m i c r o s o f t 和其他厂家实现的不同对象 模型之间折中。d o m 委员会需要一个与每个厂家都保持最基本可接受性的方案，从而 得到对每个厂家都不太理想的a p i 。 入d o m 是用i d l 定义的跨语言a p i ，因此只限于所有编程语言都提供的特性和类，包括 不完全面向对象的脚本语言，如j a v a s c r i p t 和v i s u a lb a s i c 。这样的a p i 肯定不是 最佳的做法。 入d o m 要处理h t m l 和) 【m l 。 总结以上几个主要问题，可以发现d o m 需要兼容不同厂家的不同产品和不同的语言规范 的命名规则和编码标准，这就使得d o m 异常复杂，需要消耗大量的系统资源来处理这些兼容 性问题，这些限制使d o m 太过繁琐和不易使用，并且嵌入式系统也无法满足其系统资源的需 求。i x m l 也是基于树式处理x m l 的a p i ，它比d o m 简单、简洁。 i x m l 是建立在d o m 2 - c o r e 推荐标准上的一个树式a p i ，它没有实现所有d o m 2 - c o r e 推荐 的接口a p i ，但是定义了d o m 2 一c o r e 推荐标准中最常用的一组接口a p i ，因此i x m l 是d o m 的 一个子集。i x m l 的内部逻辑结构基本上与d o m 的相同，比如具有d o c u m e n t 、e l e m e n t 、c o m m e n t 等文档节点类型，其中每一个i x m l 文档必须有一个d o c u m e n t 节点，作为节点树的根节点， 根节点可以有子节点或者叶子节点如c o m m e n t 、t e x t 等。i x m l 文档中的每一个节点类型均对 应格式良好的x m l 文档中的每一个元素。这些都与d o m 相同。 i x m l 接口a p i 的简单使用方法u 副如下： ( 1 ) 将x m l 文件转换成i x m l d o c u m e n t 类型的树式数据结构 入对于本地文件使用 i x m ld o c u m e n t * i x m l l o a d d o c u m e n t ( c h a r * x m l f il e 序本地文件的路径和文件名奉 ) ： 入 对于利用h t t p 协议下载并缓存的x m l 数据使用 i x m l d o c u m e n t * i x m l p a r s e b u f f e r ( c h a r * b u f f e r木利h jh t t p 协议卜载并缓存的x m l 数据拳 ) ： ( 2 ) 根据标签获取该标签下一级的节点列表 i x m l n o d e l is t * i x m l d o c u m e n t g e t e l e m e n t s b y t a g n a m e ( i x m l d o c u m e n t * d o c ， 书文档指针宰 d o m s t r i n gt a g n a m e 宰要奄找的标签名宰 ) ： ( 3 ) 计算节点列表中节点的个数 u n s i g n e dl o n g 1 1 东南大学硕士学位论文 i x m l n o d e li s t l e n g t h ( i x m l _ n o d e l i s t * n l i s t ) ： ( 4 ) 获取节点列表中指定的节点 i x m l n o d e * i x m l n o d e l i s t i t e m ( 】) 珊l n o d e l i s t * n l i s t ， u n s i g n e d l o n gi n d e x ( 5 ) 获取节点的子节点列表 i x m l _ n o d e l is t * i x m l n o d e g e t c h il d n o d e s ( i x m l _ n o d e * n o d e p t r ) ： ( 6 ) 获取节点的值 d o m s t r i n g i x m l n o d e g e t n o d e v a l u e ( i x m l n o d e * n o d e p t r ) ： 牛1 7 点歹u 表指针宰 宰节点列表指针木 胁节点索引号术 拇苛点指钛卑? ：i ：节点指针木 运用以上6 个接口就可以获取x m l 文件中任意一个节点的值。a d m a 访问互联网广播门户 网站时就需要i x m l 来解析描述互联网广播资源的x m l 描述文件，具体会在a d m a 的设计与实 现章节中介绍。 4 3 x m l 信息传输 x m l 信息传输用于在i n t e r n e t 上的机器与机器之间通过h t t p 协议交换信息，使广泛分布 的系统可以在标准h t t p 协议上相互通信，利用h t t p 协议可以使客户和服务器在不同的系统 中运行。利用x m l 语言可以使交换的数据达到任何复杂程度，很少会有x m l 无法提供明显信 息编码方法的情形。 h t t p 是所有w e b 浏览器和服务器使用的超文本传输协议，用h t t p 传输x m l 文档有以下几 个好处1 6 1 ： ( 1 ) h t t p 得到客户机与服务器程序中j a v a 、p e r l 、c 和许多其他语言库的广泛支持，从 而大大减少了开发人员的开销； ( 2 ) h t t p 是