（计算机应用技术专业论文）电子政务公文交换业务系统设计与实现.pdf

西北工! 火学顺十学位论文 摘要 摘要 电子政务是公共行政管理改革和衡量国家竞争力水平的显著标志之，被列 为世界各国积极倡导的“信息高速公路”的五个应用领域的首位。 电子政务的目标是以网络技术为基本手段，利用先进技术实现政府网上信息 交换、信息发布、信息共享和信息服务，提高政府效率，为社会公众提供开放、 便捷、高效的多元化服务，推动和加速整个社会的信息化进程。许多发达国家和 地区都积极的对电子政务实施中采用的技术手段进行研究与开发，并取得了相应 的成效。而电子政务协同办公则是电子政务系统的核心。 与传统的办公自动化系统不同，电子政务协同工作强调工作的协同性、资源 的共享性、对外接1 3 的一致性等。它作为连接政府各部门现有的业务处理系统和 “数据孤岛”的桥梁，整合现有业务流程和数据，实现面向政务的协同工作机制。 根据课题的要求，本文对未央区政务协同办公中电予公文交换业务的关键技术进 行研究，为各政府部门之间电子公文的畅通流转及协同办公的技术保证。本论文 的主要贡献在于以下几点： l 、对传统公文处理流程进行了详细的分析，在此基础上提出了基于j 2 e e 的 电子政务公文交换系统架构。 2 、对政府公文格式进行了详细的分析，并在此基础上提出了基于x m l 的电子公 文的结构化表示方法。 3 、对电子公文交换中的交换方式以及交换流程进行了研究。 4 、针对电子公文交换中的安全问题。提出了一些解决方法。 关键词：电子政务卧同办公电子公文交换j 2 e ex m l 西北丁业人学硕上学位论文摘要 a b s t r a c t t h ee - g o v e r n m e n ti sp u b l i ca d m i n i s t r a t i o nr e f o r ma n do n eo ft h er e m a r k a b l e s i g n so f w e i g h i n gt h en a t i o n a lc o m p e t i t i v e n e s sl e v e l ，a r r a n g e dt h ef i r s tp l a c eo ff i v e a p p l i c a t i o n so f ”i n f o r m a t i o ns u p e r h i g h w a y ”a d v o c a t e da c t i v e l yi nt h ec o u n t r i e sa l l o v e rt h ew o r l d t i l eg o a lo ft h ee g o v e r n m e n ti st or e g a r dn e t w o r kt e c h n o l o g ya st h eb a s i c ，m a k e u s eo fa d v a n c e dt e c h n o l o g yt oi m p l e m e n tg o v e r n m e n t so n l i n ei n f o r m a t i o ne x c h a n g e ， i n f o r m a t i o ni s s u e ，i n f o r m a t i o ns h a r i n ga n di n f o r m a t i o ns e r v i c e ，i m p r o v e g o v e r n m e n t se f f i c i e n c y , o f f e rt h eo p e n ，c o n v e n i e n t ，h i 曲一e f f i c i e n tp l u r a l i s t i cs e r v i c e t ot h ep u b l i c ，p r o m o t ea n da c c e l e r a t et h ei n f o r m a t i o n b a s e dp r o c e s so ft h ew h o l e s o c i e t y t h er e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n t a r ec a r r i e do nw h e ni m p l e m e n t i n gt h e e g o v e r n m e n ti nal o to fd e v e l o p e dc o u n t r i e sa n dr e g i o n s ，a n dh a v em a d et h e c o r r e s p o n d i n ge f f e c t i ti st h ec o r eo f t h ee g o v e r n m e n ts y s t e mt oh a n d l eo f f i c i a l b u s i n e s si nc o o r d i n a t i o ni ne g o v e r n m e n t d i f f e r e n tf r o mt r a d i t i o n a lo f f i c ea u t o m a t e ds y s t e m t h ee - g o v e r n m e n tw o r k sa n d e m p h a s i z e si nc o o r d i n a t i o no f w o r k ，s h a r i n go f r e s o u r c e ，c o n s i s t e n c yo f t h ei n t e r f a c e ， e t c i ti sa sj o i n i n gt h ee x i s t i n gb u s i n e s sp r o c e s ss y s t e mo fe v e r yd e p a r t m e n to ft h e g o v e r n m e n ta n db r i d g eo f ”d a t ad e t a c h e di s l a n d ”，c o m b i n ee x i s t i n gb u s i n e s s p r o c e d u r ea n dd a t a ，a c h i e v ec o o r d i n a t i o nw o r k i n gm e c h a n i s mi ng o v e r n m e n ta f f a i r s a c c o r d i n gt ot h er e q u e s to f p r o j e c t ，t h i st h e s i sf o c u s o nt h ek e y t e c h n o l o g yi n e l e c t r o n i co f f i c i a ld o c u m e n te x c h a n g ei nd i f f e r e n td e p a r t m e n to fg o v e r n m e n t ，t h e m a i nc o n t r i b u t i o no ft h i st h e s i sc o n s i s t st h ef o l l o w i n gs e v e r a lp o i n t s ： 1 ，g i v et h ed e t a i l e da n a l y s i st ot h et r a d i t i o n a lo f f i c i a ld o c u m e n t ，h a sp r o p o s e d t h eo f f i c i a ld o c u m e n te x c h a n g es y s t e mf r a m e w o r ko fe g o v e r n m e n tb a s e do nj 2 e e 2 ，g i v et h ed e t a i l e da n a l y s i st ot h ef o r mo ft h eg o v e r n m e n td o c u m e n t ，a n do n t h i sb a s i s ，w eh a sp r o p o s e dt h es t r u c t u r eo fe l e c t r o n i co f f i c i a ld o c u m e n tb a s e do n x m l 3 ，m a d et h er e s e a r c hi nt h ep a t t e r no fe x c h a n g i n ga n de x c h a n g ep r o c e d u r eo ft h e e l e c t r o n i co m c i a ld o c u m e n t 两北工业丈学硕士学位论文摘型 4 ，a i m e da tt h es e c u r i t yq u e s t i o ni ne x c h a n g i n go ft h ee l e c t r o n i co f f i c i a l d o c u m e n t ，w eh a sp r o p o s e ds o m es o l u t i o n s k e y w o r d s ： e g o v e r n m e n t ，c o o r d i n a t i o n ，o f f i c i a ld o c u m e n te x c h a n g i n g ，j 2 e e ，x m l - 1 i i 西北r 业大学硕上学位论文 第一章绪论 第一章绪论 本章将介绍论文的研究背景、课题来源以及本文的主要工作、研究意义和章节 安排。 1 1研究背景 1 1 1 电子政务定义 随着信息革命的兴起和网络技术的快速发展，世界范围内正在掀起一场迅猛的 信息化浪潮，呈现出以信息化为根本特征的崭新面貌。在这一新的发展机遇与历史 抉择面前，许多国家纷纷确立以推进信息化为特征的发展战略。在国家信息化体系 建设中，政府信息化又成为整个信息化中的关键，在提高政府行政质量和效率以及 科学决策、宏观调控能力上也初显成效。建立电子网络政府，推动电子政务的发展， 成为一种世界性潮流。各国政府纷纷明确战略目标和行动计划，建立集成、有效、 安全的政府门户网站，创造数字时代的社会基础，分阶段推进电子政务发展。 所谓电子政务是指政府机构运用现代计算机和网络技术，将其管理和服务职能 转移到网络上去完成，同时实现政府组织结构和工作流程的重组优化，超越时间、 空间和部门分隔的制约，向全社会提供高效优质、规范透明和全方位的服务。核心 内容是建构一个虚拟状态的政府及其部门机构体系，实现政府内部政务活动的信息 化；同时，为社会和公众提供全天候的一站式在线服务，在根本上改变传统政府的 行为方式，使政府管理和服务业务计算机化、网络化、信息化，大幅度提高行政效 率。 1 1 2 国外发展现状 将现代信息技术应用于政府的各项业务，实现政府业务流的训算机化，在发达 国家已经有了近5 0 年的历史。近5 0 年来，计算机在政府中的应用从技术上来说，经 历了主机、微机加局域网、互联网三个阶段；从处理内容来说，由数据管理、信息 管理、逐步走向知识管理：从覆盖的范围来说，由政府内部的管理职能走向政府外 西北r 业夫学砸上学位论文 第一v 帝绪论 第一章绪论 夺章将介绍论文的研究背景、课题来源以及本文的土要工作、研究意义和章节 安排。 1 1 研究背景 1 _ 1 1 电子政务定义 随着信息革命的兴起和网络技术的快速发展，世界范围内正在掀起一场迅猛的 信息化浪潮，呈现出蚪信息化为根本特征的崭新面貌。在这一新的发展机遇与历史 抉择面前，许多国家纷纷确立以推进信息化为特征的发展战略。在国家信息化体系 建设中，政府信息化又成为整个信息化中的关键，在提高政府行政质量和效率以及 科学决策、宏观调控能力i 二也初显成效。建立电子网络政府，推动电子政务的旋展， 成为一种1 廿界性潮流。各国政府纷纷明确战略目标和行动计划，建立集成、有效、 安拿的政府门户网站，创造数字时代的社会基础分阶段推进电子政务技艉。 所诮电子政务是指政府机构运用现代计算机和网络技术，将其管理和服务职能 转移到网络上去完成，同h , i 实现政府组织结构和工作流程的重组优化，超越时间、 空间和部门分隔的制约，向全社会提供高效优质、规范透明和仝方位的服务。核心 内容是建构一个虚拟状态的政府及其部门机构体系，实现政府内部政务活动的信息 化；同时，为社会利公众提供全天候的一站式在线服务，在根本上改变传统政用的 行为方式，使政府管理和服务业务计算机化、网络化、信息化，大幅度提高行政效 率。 1 12 国外发展现状 将现代倍息技术应用于政府的各项业务，实现政府业务流的训算机化在发达 国家已经有了近5 0 年的历史。近5 0 年来，计算机在政府中的应用从技术上来说，经 历了主机、微机加局域网、互联网三个阶段；从处理内容来说，“j 数据管理、信息 管理、逐步走向知识管理：从覆盖的范围来说，南政府内部的管理职能走向政府外 管理、逐步走向知识管理：从覆盖的范围来说，由政府内部的管州职能走向政府外 两北工业人学i i - l ：学位论文 第一章结论 部的服务职能，取得了相当可观的成就。与2 0 世纪9 0 年代初期相比，电子政务近几 年有了很大发展。在全球电子政务的浪潮中，各国政府纷纷明确战略目标，加大电 予政务建没的力度。以欧盟为例，它还专门制定了信息社会行动纲领，其成员国也 分别制定了本国的信息社会行动计划和电子政务规划，并积极付诸行动，电子政务 发展方面也取得了长足进步。与此同时，我们也看到各国电子政务发展水平的层次 不一。 在众多实施电子政府的发达国家之中，美国是起步较早、发展最为迅速的国家， 目前已进入扩建和推广实施阶段，已实现政府办公的无纸化作业，使美国公民与其 政府的互动关系充分实现了电子化。据美国佛里斯特研究公司发表报告称，预计到 2 0 0 6 年时，美国各级政府就将能从网上接收3 3 3 亿份来自企业和民众的各种申请和 报告，并将在政府网站上推出i 4 万种网上申请服务项目。届时，是美国电子政府 及电子政府时代真正到来之日。 英困政府进行了电子政务大量基础研究和建设工作。英国政府提出其总体目标 是：至, j 2 0 0 5 年，所有的政府服务必须实现上网。德国在信息技术的发展方面显得相 对滞后。但n 2 0 0 5 年，德国联邦政府的一切公共服务都将能够从刚上获取。日本政 府于2 0 0 0 年3 月正式启动了“电子政务工程”。这项电子政务工程的主要内容是通 过互联网办理各种申请、申报、审批等手续，实施政府网上采购计划。该工程目前 全面投入实际使用，可在网上办理申报税金、递交有价证券报告、核电站建设、出 口产品审批等政府各部门的3 0 0 0 多项业务，政府网上采购计划也全面实现。 综观发达国家电子政务发展的状况，我们可以看到：电子政务的发展应与政府 改革紧密地结合：在电子政务开发中，国家政府需要制定统一的规划和技术标准， 以此来规范电子政务的发展；注重实际应用，并把为企业、公众服务、实现资源共 享放在重要地位；在具体实施方面，发达国家普遍实行分阶段实施的策略，由简单 到复杂，由易到难。 1 1 3 国内发展现状 早在1 9 9 2 年，国务院办公厅就提出建设全国行政首脑机关办公决策服务系统 的目标和具体实施方案，并在全国政府系统推行办公自动化。2 0 0 1 年。国务院办公 西北工业人学硕士学位论文第一章鳍论 厅又制定了全国政府系统政务信息化建设的5 年规划。对我国政府信息化的指导思 想、方针、政策等做出了明确规定。 然而，与其他发达国家的电子政务相比较，我国的电子政务才刚刚起步，电子 政务的理论和政策研究应用还处于探索阶段。一方面，我们的政府信息化还处于初 级发展阶段，立法滞后致使电子交易、电子签名和电子支付等合法性缺乏法律依据； 另一方面，我们与主要信息技术发达国家的差距很大，缺乏统一的建设依据和安全 标准，难以统一规划。但随着信息技术的不断发展，我国对推进电子政务、加快政 府信息化建设高度重视。 1 9 9 9 年1 月2 2 日，由最高人民检察院、外交部、国家经济贸易委员会、信息 产业部等4 7 家部委办局信息主管部门共同倡议发起的“政府上网工程”正式启动。 这一工程，标志着我国电子政务建设全面展开。到2 0 0 4 年，我国信息化建设不断 取得新突破，电子政务建设水涨船高，异军突起，在软件市场环境度低迷的状态 下，电子政务市场成为一匹不小的黑马，给i t 产业孕育了新的希望。与此同时， 开展已j 年之久的我国电子政务建设也具备了相当的法律基础。 2 0 0 3 年1 月1 日，中华人民共和国政府采购法正式颁布实施。2 0 0 4 年7 月 1 日，中华人民共和固行政许可法正式实施，该法的实施，无异于中国政府的一 声“自我革命”，它对提高政府机构执政水平、改变执政方式、管理方式提出了很 大的要求。同时，将大大提高政府部门的办事效率，逐渐改变人们的生活方式，而 电子政务在这个转变中起着举足轻重的作用。因此，该法也将直接推动我国电予政 务的快速发展。下一步，我国在近期内将陆续推出包括电子政府法、电子交易 法、电子签章法、个人信息保护法、远距离医疗法、电子投票法、通讯 多媒体法等相关法律，以构筑我国电子政务法律框架。陕西省和西安市电分别制 定了电子政务建设的发展规划，并进入电子政务的实际应用阶段。 1 2课题来源 按照西安市政府政务信息化建设“十五”发展规划，至2 0 0 5 年，依托电子政 务协同工作平台，西安市各区县部门应能够实现网上办公。本文依托西安市未央区 政务信息化建设前期研究课题，研究区县政府电子政务系统中的予系统一电子政务 西北工业人学坝 学位论文 第一誊绪论 公文交换业务系统的关键问题。 1 3研究内容 电子政务的研究涉及到体系架构、应用标准、流程设计、信息安全等诸多理论 与技术方面的内容。政府各部门的电子政务协同办公系统是一个庞大而复杂的系 统，其中涉及到的公文及其处理错综复杂，办公过程中必然伴随着大量的电子公文 交换，而且依据协同办公的要求，还需要对电子公文进行电子化的处理( 登记、审 批、归档等) 。 根据课题的要求，本文主要对未央区政务协同办公巾电子公文处理流程关键技 术进行研究，以便满足上述这些应用需求，提供各政府部门之间数据( 主要是公文) 的畅通流转及协同办公的技术保证。研究内容主要包括以下几个方面： 1 、电子公文标准化的研究。 2 、电子公文交换技术的研究。 3 、电子公文的安全性研究。 1 4 研究意义 本文的研究将对西安市未央区政府系统政务信息化建设起十分重要的指导作 用，将探索电子政务协同办公中电子公文交换的标准模式和交互方法。本课题将在 统一的交换、处理、存储标准的前提下，对如何建立区县政府的电子政务协同办公 系统基础设施作有益的探讨，并根据网上办公的特点，发挥信息技术在资源共享、 业务集成方面的优势，对现有的办公流程作合理的优化。 本课题从理论和技术上指导、规范和统一电子政务协同办公应用的建设，使政 府各部门的系统之间具有良好的数据传输和数据交互能力，资源的共享，具备协同 工作能力，真正达到“网上协同办公”的建设目标。 1 5论文结构 本文第一章( 即本章) 为绪论，介绍了课题的背景、来源和主要研究内容及研 究意义。正文部分包括第二章到第四章。 西北孙i k 人学硕士学位论文第一章绪论 第二章对本文使用的相关技术做了简要的介绍。 笫三章对政府的公文流转进行了详细的分析，并在此基础之上提出了电子公文 交换流程，并给出了区县级电子政务公文交换业务系统的设计。 第四章对该业务系统实现的关键技术进行了详细的研究。 第五章对本文进行了总结。 西北 j 业大学硕士学位论文 第二章相关技术 2 1 2 e e 技术 2 1 1j 2 e e 概念 第二章相关技术 j 2 e e 是一种利用1 a v a2 平台来简化多级系统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 旨在简化和规范多层分布式应用系统的开发和部署。 j 2 e e 方案的实施可显著地提高系统的可移植性、安全性、可伸缩性、负载平衡和可 重用性。j 2 e e 的出现标志着中间件技术在经历多年的不断摸索和经验总结后，正逐 步走向成熟。 j 2 e e 的核心是一组规范和指南，定义了一个使用j a v a 语言开发多层分布式应 用系统的标准平台。开发人员可在这些规范和指南的基础上开发企业级应用，同时 由1 2 1 ：e 供应商确保不同的j 2 e e 平台之间的兼容性。由于基于规范的各个j 2 e e 平 台之问具有良好的兼容性，因此j 2 e e 应用系统可以部署在不同的应用服务器上， 无需或只需进行少量的代码修改。 j 2 e e 为多层w e b 应用系统提供了容器平台。j 2 e e 应用框架使同样的程序构件 在一个w e b 程序之内能够根据其部署的方式实现不同的功能。它由多种基于j a v a 的技术组成：e n t e r p r i s ej a v a b e a n s ( e j b ) 、j a v as e r v e rp a g e s ( j s p ) 、s e r v l e t 、 j a v an a m i n ga n dd i r e c t o r yi n t e r f a c e ( j n d i ) 、j a v at r a n s a c t io na p i ( j 1 a ) 、 c o r b a 、j d l 3 c 等。 j 2 e e 运行在j a v a 虚拟机( j v m ) 上，利用j a v a 本身的跨平台特性，独立于硬件 配置和操作系统。j a v a 运行环境( j r e ) 一j v m 的可安装版本加上其他一些重要组件， 几乎可以运行于所有的硬件o s 组合。因此，通过采用j a v a 及j 2 e e 技术，可以避 免高昂的硬件设备和操作系统的再投资，保护已有的i t 资源。 2 1 2j 2 e e 应用架构 j 2 e e 应用架构框架如图2l 所示： 西北d 大学硕士学位论文 第= 章相关技术 图2 1j 2 e e 应用架构 j 2 e e 采用多层体系结构，即用户层( c 1 l e n t s i d ep r e s e n t a t i o n ) ，w e b 服务器 层( s e r v e r s i d ep r e s e n t a t i o n ) ，商业逻辑层( s e r v e r s i d eb u s i n e s sl o g f c ) 以及 数据库服务器层( e n t e r p r is ei n f o r m a t i o ns y s t e m ) 。用户可以通过浏览器来查看 w e b 页而，下载j a v aa p p l e t ，可以使用j a v a 应用程序，或者使用手机等其他j 2 e e 客 户端。w e b 服务器层由j a v & s e r v l e t ，j s p ，其他j 2 e e 平台等组成。商业逻辑是通过 叮b 组件来实现，而企业资料是存储在o r a c l e 等数据库系统中。 使用、1 2 e e 架构，用户在浏览器上通过i i t t p 协议发送查询请求，w e b f l e 务器通过处 理用户请求来调用商业逻辑层的e j b 组件，e j b 组件根据需要来存耿数据库。 j s p 其实是一种高层的s e r v l e t 。它与其他网页编写脚本有很大的相似性，只是 在执行时有一些区别。 s p 6 1 擎将它和它所在的h t m l 文件一起合并成s e r v l e t 代码， 然后它的执行就和s e r v l e t - - 样了：先编译成c l a s s 文件，然后由支持j a v a 虚拟机 的服务器来执行，最后输出结果。在j s p q b 还可以利用已_ 丌发的j a v a b e a n s 组件进行 更加灵活的处理。 s e r v l e t 可以被看作是服务器端的a p p l e t ，它通过s e r v l e tr e s p o n s e 以及 s e r v l e tr e q u e s t 这两个对象来输出和接收用户传递的参数，然后在内部的方法中 执行操作，如访问数掘库、访问别的s e r v l e t ，调用e j b 等，然后将处理结果返回给 两北工业夫学硕上学位论文 第二章相关投术 客户端。可以通过集成化的开发工具来进行开发，在一般的工具中都已经构件好一 个框架，程序员只需要熟悉h t m l 标签以及熟悉一般的j a v a 语言就可以进行开发了。 e j b 是用于开发和部署多层结构的、分布式的、面向对象的j a v a 应用系统的跨 平台的组件。e j b 必须也只能在容器内活动。为了可以让客户进行透明调用，而不 必关心位置，e j b 还必须有一个本地和远程接口，同时还有一个相关的配置文件告 诉容器它如何活动。对于开发人员来说，j s p 、s e r v l e t 属于提供给客户的用，1 接口， 要求美观，使用性强，便于操作，e j b 具有可重用性的包含商业逻辑的组件，也就 是说，e i b 主要是进行企业的商业逻辑的处理，要求- j f 发程序的健壮，充分注意商 业逻辑的独立性和组合性。 2 1 3j 2 e e 优点 概括起来j 2 e e 体系结构有以下优点： l 、j 2 e e 是由s u n 引导，各厂商共同发起的，并得到广泛认可的：【：业标准，业内 的大企业( 女u i b m 、b e as y s t e m s 、o r a c l e 等) 都有参与，很多应用软件开发商也把自 己的产品转移到】2 e e 平台上来，使之成为事实的工业标准。因此，它拥有良好的市 场和旺盛的生命力； 2 、j a v as e r v l e t 和j s p 中可以完全使用j a v a 进行编程，可以完成许多简单的 商业逻辑，特别是j s p 可以直接书写h t m l ，因此简化了页面的输出，这样就保留了 脚本语言易于使用的优点。同时j a v as e r v l e t 和j s p 都要编译为j a v ac l a s s 才作为 s e r v l e t 运行，因此执行性能会明显提高。 3 、复杂的商业逻辑以构件的形式部署在e j bs e r v e r 中，由于e j bs e r v e r 提供 了多种构件事务服务，使系统更能够应付大量的并发用户和管理复杂的事务逻辑。 并i ；i e j bs e r v e r e p 集成的构件命名服务可以使构件位置透明化。简化了构件的部署 和客户端应用的维护。 4 、j 2 e e 提供了一个企业级的计算模型和运行环境用于开发和部署多层体系结 构的应用。它通过提供企业计算环境所必需的各种服务，使得部署在j 2 e e 平台上 的多层应用可以实现高可用性、安全性、可扩展性和可靠性，同时j 2 e e s e 持分布式 计算、支持多种终端，可以缩短系统开发的删间，具有良好的开放性和移植性，它 西北工业太学碳十学位论文 第二章相关技术 可保留已有的信息资源，并可适应未来的变化； 5 、j 2 e e 技术的基础是核心j a v a 平台或j a v a2 平台的标准版，越于j 2 e e 标准开 发的应用可以跨平台地移植；j a v a 语言非常安全严格这使开发者可以编写出非 常可靠的代码；j 2 e e 不仅巩固了标准版中的许多优点，例如编写次到处运行的 特性，方便存取数据库的j d s ca p i ，c o r b a 技术以及能够在i n t e r n e t ；蓝用中保护数据 的安全模式等等，同时还提供了对e j b 、e n t e r p r i s ej a v a b e a n s 、j a v as e r v l e t 、 j s p 以及x m l 技术的全面支持。 因而，在j 2 e e 平台上升发电予政务的应用，具有可扩展性、可靠性和可移植性 并能保证电子政务系统的稳定运行。 2 2u m l 建模技术 u m l ( 统一建模语言，u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ) 是一种建模语言，是第三 代用来为面向对象开发系统的产品进行说明、可视化和编制文档的方法。它由信息 系统( i s ，i n f o r m a t i o ns y s t e m ) 和面向对象领域的三位著名的方法学家：g r a d y b o o c h ， j a m e sr u m b a u g h 和i v a rj a c o b s o n 提出的。这种建模语言得到了“u m i 伙 伴联盟”的应用与反馈，并得到了工业界的广泛支持，由o m g 组织( o b j e c t m a n a g e m e n tg r o u p ) 采纳作为业界标准。u m l 取代目前软件众多的分析和设计方法 ( b o o c h ，c o a d ，j a c o b s o n ，o d d l ，r u m b a u g h ，w i r f s b r o c k 等) 成为一种标准， 这是软件界的第一次有了一个统一的建模语言。 2 2 1u m l 技术的主要内容 u m l 是一种标准的图形化建模语言，它是面向对象分析与设计f f 勺一种标准标识。 它不是种可视化的程序设计语言，而是一种可视化的建模语言；不是工具或知识 库的规格说明，而是一种建模语言的规格说明，是一种表示的标准：不是过程，也 不是方法，但允许任何一种过程和方法使用它。 u m l 的定义包括u m l 语义和u m l 表示法两个部分。u m l 语义通过其元模型来严格 地定义。元模型为u m i 。的所有元素在语法和语义上提供了简单、致、通用的定义 性说明，使开发者在语义上取得了一致，消除了各种因人而异的表达方法所造成的 西北丁业人学硕士学位论文 第二章相关技术 不良影响。此外，u m l 语义还支持对元模型的扩展定义。u m l 表示法定义了u m l 的 表示符号，为建模者和建模支持工具的开发者提供了标准的图形符号和正文语法。 这些图形符号和文字所表达的是应用级的模型：在语义上它是u m l 元模型的实例。 使用这些图形符号和正文语法为系统建模就可建造标准的系统模型。 标准建模语言u m i 。的重要内容可以由下列五类图( 共9 种图形) 来定义： 第。类是用例图，从用户角度描述系统功能，并指出各功能的操作者。 第二类是静态图( s t a tj cd i a g r a m ) ，包括类图、对象图和包圈。 其中类图描述系统中类的静态结构。不仅定义系统中的类，表示类之间的联系 如关联、依赖、聚合等，也包括类的内部结构( 类的属性和操作) 。类图描述的是一 种静态关系，在系统的整个生命周期都是有效的。 对象图是类图的实例，凡乎使用与类图完全相同的标识。他们的不同点在于对 象图显示类的多个对象实例，而不是实际的类。一个对象图是类图的一个实例。由 于对象存在生命周期，因此对象图只能在系统某一时间段存在。 包图由包或类组成，表示包与包之间的关系。包图用于描述系统的分层结构。 第三类是行为图( b e h a v i o rd i a g r a m ) ，描述系统的动态模型和组成对象间的交 互关系。其中状态图描述类的对象所有可能的状态以及事件发生时状态的转移条 件。通常，状态图是对类图的补充。在实用上并不需要为所有的类画状态图，仪为 那些有多个状态其行为受外界环境的影响并且发生改变的类画状态图。而活动图描 述满足矧例要求所要进行的活动以及活动间的约束关系，有利于识别并行活动。 第四类是交互图( i n t e r a c t i v ed i a g r a m ) ，描述对象间的交互关系。其中顺序图 显示对象之间的动态合作关系，它强调对象之间消息发送的顺序，同时显示对象之 问的交互：合作图描述对象间的协作关系，合作图跟顺序图相似，显示对象间的动 态合作关系。除显示信息交换外，合作图还显示对象以及它们之m 的关系。如果强 调时问和顺序，则使用顺序图：如果强调上下级关系，则选择合作图。这两种图合 称为交互图。 筇i 类是实现图( i m p l e m e n t a t i o nd i a g r a m ) 。其中构件图描述代码部件的物理 西北工业大学颁士学位论立 协二章相关挫术 结构及各部件之间的依赖关系。一个部件可能是一个资源代码部件、一个二进制部 件或一个可执行部件。它包含逻辑类或实现类的有关信息。部件图有助于分析和理 解部件之间的相互影响程度。 配置图定义系统中软硬件的物理体系结构。它可以显示实际的计算机和设备( 用 节点表示) 以及它们之间的连接关系，也可显示连接的类型及部件之间的依赖性。 在二j ，点内部，放嚣可执行部件和对象以显示节点和可执行软件单元的对应关系。 2 2 2u m l 建模技术的应用 u m 。的目标是以面向对象图的方式来描述任何类型的系统，具有很宽的应用领 域。其中最常用的是建立软件系统的模型，但它同样可以描述非软件领域的系统， 如机械系统、企业机构或业务过程，以及处理复杂数据的信息系统、具有实时要求 的工业系统或工业过程等。总之，u m l 是一个通用的标准建模语言，可以对任何具 有静态结构和动态行为的系统进行建模。 从应用的角度看，当采用面向对象技术设计系统时，首先是描述需求：其次根 据需求建立系统的静态模型，以构造系统的结构：第三步是描述系统的行为。其中 在第一步与第二步中所建立的模型都是静态的，包括用例图、类图( 包含包图) 、对 象图、组件图和配置图等五个图形，是标准建模语言u m i 。的静态建模机制。其中第 三步中所建立的模型或者可以执行，或者表示执行时的时序状态或交互关系。它包 括状念图、活动图、顺序图和合作图等四个图形，是标准建模语言u m l 的动态建模 机制。因此，标准建模语言u m l 的主要内容也可以归纳为静态建模机制和动态建模 机制两大类。 2 2 3u m l 优点 u m l 与其它建模方法相比具有以下优点： 1 、易于使用、表达能力强，进行可视化建模； 2 、与具体的表现无关，可应用于任何语言平台和平台工具； 3 、与具体过程无关，可应用于任何软件开发的过程； 西北工业大学埘j 二学位论文 第二章相关挫术 4 、简单并且可扩展，无须对核心概念进行修改； 5 、为面向对象的设计与开发中涌现的高级概念( 例如协助、框架、模式和组 件) 提供支持，强调在软件开发中，对架构、框架、模式和组件的重用： 6 、与最好的软件工程实际经验集成； 7 、可升级，具有广阔的适用性和可用性； 2 3 x m l 技术 2 3 1 什么是x m l x i v i l 是e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ( 可扩展的标识语言) 的缩写，是w 3 c 组织 于1 9 9 8 年2 月发布的标准。正像它的英文名称中所指出的那样，它是一种标识 ( m a r k u p ) 语言。在这点上，它类似于h t m l 。但x m l 关注的不是数据在浏览器中如何 布局和显示，而是关注于怎样描述数据内容的组织和结构，以便数据在网络l 进行 交流和处理。w 3 c 组织制定x m l 标准的初衷是定义一种互联网上交换数据的标准。 w 3 c 采取了简化s g m l 的策略，在s g m l 基础上，去掉语法定义部分，适当简化d t d 部分，并增加了部分互联网的特殊成分。因此，x m l 电是一种标识语言，基本上是 s g m l 的一个子集。 与s g m l 类似，x m l 是一种元标记语言，使用者可按需创建新的标记，x m i 。的可扩 展性就在于此。带标记的元素是) 【m l 文档的构造块，这种元素可以有若干个属性， 并可以包含零个或多个子元素。这些子元素可以使文本数据，也可以是带标记的元 素。x m i 。强调的是描述数据内容的组织存放结构。你可以用x m l 来定义在你的数据文 件中，数据是如何组织和安排的。通过这些组织结构信息，可以来引导不同的数据 的使用者将其关心的数据内容提取出来用于各自的目的。x m l 能够成功的一个关键 就是其将数据内容与应用分开从而提高效率的思想。当初数据库提出的思想就是为 了将数据以独立于数据使用目的方式存放，以达到被不同的应用程序使用的目的。 在这罩我们可以看到，x m l 与数据库有异曲同工之妙，只不过x m l 是应用在提高网络 上的数据可重用性和数据交换的效率方面。 西北工业人掌坝一l 学位论文 第= 章相关挫术 2 3 2x m l 特点 x m l 以其良好的数据存储格式、可扩展性、高度结构化等优势将在许多领域一 强身手，便于软件开发人员和内容创作者在网页上组织信息。不仅能满足不断增长 的网络应用需求，而且还麓够确保在通过网络进行交互合作列，具有良好静可靠性 与互操作性。它具有以下特点： 1 、x m i 。文档是纯文本，因此可用从文本编辑器甚至可视化开发环境的任何- 1 ：具 创建和编辑，程序可以更简单。而在需要存储大量数据的场合，一个数据库的x m l 前端裁可以满足需要，因此x m l 提供了从小配置文件到企业级数据仓库的可扩展性。 2 、格式简单易懂，易于处理。x m l 的设计初衷其一是避免s g m l 的复杂性，因此 x 札数据格式设计简单，不仅方便计算机处理，人也可以很容易地读懂。格式上的 简单便于应用程序编写、浏览、移植和传输。同时x m l 对格式的定义更为严格，并 具有层次结构，处理起来更加容易。它是与厂商无关的标准，可以任选一个解析器 来处理。 3 、x m l 文档本身只定义了数据的结构和内容，并没有定义数据的显示方式。至 于数据以怎样的形式显示在终端设备上是由c s s ，x s l 等其他技术来做，这样做便于 信息显示方式的修改，便于数据的搜索，使内容和显示各司其职，更加灵活。因此 针对同- - x i l 文档，可以使用不同的c s s 或x s l 。以提供多种表现形式，这样便于在 不同终端设备，或者面向不同的用户显示相应的内容。 4 、x h l 标记是使用者自定义的，因此开发人员根据应用程序的需要定义标记。 因此，x 札文档具有可扩展性。这是x m l 最重要的特征。同时x m l 是公开的标准，不 依赖某厂商的应用程序。x m i 。独立于平台，这也是x m l 应用广泛的原因之一。 2 3 3x m l 技术规范 x m l 推荐标准1 o 版发布于1 9 9 8 年2 月，之后迅速在全球掀起了x m l 应用的浪潮。 自从x m l l 0 舰范发布之后x m l 的有关技术规范不断涌现。w 3 c 在1 9 9 9 年先后推出了 n a m e s p a c e sx m l ( x m l o p 的命名空间) ，c s s 2 ，a s s o c i a t i n gs t y l es h e e t sw i t h x m l ( 将样式表关联至u x m l 文档) 等推荐标准。与x m l 有关的重要技术规范还包括d o m ， 西北r 业人学硕士学位论文 第二章捆必技珠 x s l ，x l l ，x 1 i n k ，d t d x m ls c h e m a 矛h x q u e r y 等。 2 3 4x m l 应用 x m l 是一种界定文本数据的简单而标准的方法。它曾经被人称作“w e b 上的a s c i i 码”。就好像用户可以使用自己喜爱的编程语言来创建任何一种数据结构，然后同 其他人在其他计算机平台上使用的其他语言来共享一样。x m l 的标记用来说明你所 描述的概念，而属性则用来控制他们的结构。所以，用户可以定义自已所设计出的 语法并同其他人共享。 设计之初，x m l 的目标之是取代h t m l ，为新出现的复杂的w e b 应用提供标准的 i n t e r n e t 语言。然而，由于x m l 在可扩展性、可移植性和结构性等方面的突出优点， 它的应用范围早已突破了h t m l 所达到的范围。随着x m l h 关技术的发展，它的应用 领域越来越广泛。目前，x m l 主要应用于以下一些方面： i 、数据格式标准的制定 x m l 被广泛的应用于数据格式标准的制定。例如，e b x m l 是全球基于x m l 的电子 商务信息交换框架，它定义了商务活动中，各业务文档和业务流程的规范。通过这 些技术规范，不同地域和规模的企业能够通过交换基于x m l 格式的信息开展业务。 在日本，x m l 联盟策划制订了“c o n t a c t x m l ”和“t r a v e l x m l ”。”c o n t a c t x m 。” 规范用于i n t e r n e t 描述和交换联络信息，”t r a v e l x m l ”则用于处理旅游公司、交通 设施、住宿设施以及各种服务设施之间的各种交易信息等。还有v o i c e x m l ，被用来 连接w e b 与电话，是全球支持最广的语音标准。 2 、以不同的方式显示同- - x m l 数据，以应用在不同场合 通过将结构，内容和表现分离同一个x m l 源数据可以用不同的方法表现出来。 比如显示在计算机屏幕上，显示在手机的显示屏上，在为盲人服务的设备上还可以 把同一个x m l 源数据翻译成语音等等。 3 、异构平台不同系统应用程序之间的集成 x m l 不依赖于平台利某应用程序，因此可以被应用于异构平台和不同应用程序 间的数据交换和集成。 西北j 二业大学坝上学位论文 第二二章相关技术 4 、分枷式计算 x m lw e bs e r v i c e s 是通过标准的w e b 协议( h t t p ) 可编程访问的w e b 组件。它最大 的特点是将分布式计算从局域