（计算机应用技术专业论文）基于混合模式档案管理信息系统研究.pdf

中文摘要 在校园网络日益应用成熟的今天，高校的档案管理工作也 相继要求在网络上能得以实现。档案管理系统的开发主要包括数 据库管理及应用程序开发。 本文分别介绍了客户机服务器模式和浏览器服务器模式 的组成及特点，并通过对两种模式进行比较，提出了开发基于客 户机服务器和浏览器n 务器相结合的档案管理系统的实现技 术。另外，本文对几种典型的w e b 数据库动态访问技术结构特点 实现方法及应用进行了分析、比较和评述，以及a s p 技术在系统 开发中的实现。 本文以高校档案管理信息系统为背景，结合作者对软件生 存期理论的研究和项目的开发实践，对客户机服务器模式和浏 览器n 务器环境下数据库应用系统的方案设计、网络建设、和 关键技术进行了研究和探讨。 关键词：档案管理、管理信息系统、浏览器n 务器、客户机 服务器、数据库 a b s t r a c t b e c a u s et h en e t w o r ko f s c h o o l y a r da p p l ym a t u r ei n c r e a s i n g l yt o d a y t h ea r c h i v e sm a n a g e m e n to f u n i v e r s i t ya s k sa p p l i c a t i o ni nt h en e t w o r k i n s e q u e n c e t h ea r c h i v e sm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mm a i n l yi n c l u d e s b u i l d i n gu p d a t a b a s ea n dt h e a p p l i c a t i o np r o g r a m i t g i v e s ad e t a i li n t r o d u c t i o na b o u tt h et r a i t sa n ds t r u c t u r e so f c l i e n t s e r v e r c o m p u t i n g m o d ea n db r o w s e r s e r v e r c o m p u t i n gm o d e b yc o m p a r i n gt h e s et w om o d e s ，t h ea u t h o rp r e s e n t st h et e c h n i q u et o i m p l e m e n t a r c h i v e sm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mb a s e do nt h em i xo f c l i e n t s e r v e rc o m p u t i n gm o d ea n db r o w s e r s e r v e rc o m p u t i n gm o d e i n a d d i t i o n ，t h i s p a p e rd i s c u s s e s s e v e r a l p o p u l a r w e b d a t a b a s ea c c e s s m e t h o d s ，a n a l y z i n g a n d c o m p a r i n g t h e i r s t r u c t u r e ，c h a r a c t e r i s t i c s ， a p p l i c a t i o nf e a t u r e s ，a n da p p l i c a t i o na b o u ta s p a d ot e c h n o l o g yi nt h e d e v e l o p m e n t o f t h e m a n a g e m e n ts y s t e m t h i st h e s i si sb a s e do n u n i v e r s i t y a r c h i v e so f m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e m c o m b i n i n gt h ea u t h o r sr e s e a r c ha b o u tt h et h e o r yo f s o f t w a r el i f e c y c l ew i t ht h ew o r k i n gp r a c t i c e sd u r i n gt h ed e v e l o p m e n to f t h ep r o j e c t i td i s c u s s e st h ep r o j e c td e s i g n ，n e t w o r kb u i l d i n ga n dk e y d e v e l o p m e n tt e c h n i q u e s o fd a t a b a s e a p p l i c a t i o ns y s t e m b a s e do nt h e m i x i n gc o m p u t i n g m o d eo fc l i e n t s e r v e ra n db r o w s e r s e r v e r k e yw o r d s ：a r c h i v e sm a n a g e m e n t ，m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ( m i s ) ，b r o w s e r s e r v e rc l i e n t s e r v e r , d a t a b a s e 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得墨生盘茎或其他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。 学位论文作者签名：善开存袅 签字日期：加，年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解墨洼盘鲎有关保留、使用学位论文的规定。 特授权苤生盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：i 千毒&导师签名：许羊禾凑 签字日期：砌年占月舌日 签字日期：2 年f 月日 第一章绪论 第一章绪论 1 1 问题的提出 信息是未来最重要的国家经济资源，关系到国家未来的竞争力。信息 经济已成为当代世界经济新的动力和增长点，如何善于运用信息技术是各 国迈向新世纪的发展关键。在信息经济来临之际，作为重要信息部门的档 案机构，必须充分意识到信息化对档案工作的影响，正确认识自己在国家 信息化建设中的地位，充分发挥自身的作用。在信息时代，档案机构的社 会角色将发生重大转变其功能将由传统的以档案实体管理为中心转变为 档案信息管理为中心：从能存取信息转变到能选择最相关的信息；从集中 式的信息系统转变为分散式信息系统：从对开放档案信息的国家信息网发 布转变为全球互联网发布；由对个别技术的应用转变为对多种有关科技的 整合与利用。但目前我国的档案管理现代化水平还很低，这由外在因素与 自身内在因素决定的，外在因素是由国家的经济与现代技术发展水平来决 定的，内在因素是其档案管理自身特殊性，决定了很难利用一种统一的标 准化软件进行规范性管理。 各级各类档案馆都担负着管理和服务两种职能，是社会的重要信息 资源之一。特别是高等院校档案馆，由于他的馆藏特点和他面对的特殊用 户群体决定了他直接为教育事业服务，起着更加重要的作用。随着校园网 的开通，利用网络进行信息的查询、修改和发布已成为学校现代化管理的 象征之一，也是学校科学化和正规化管理的重要条件。但一直以来我校使 用传统半手工方式管理档案，这种方式查询效率低，档案保存寿命短、档 案信息利用效果差、管理不规范。而且，用户需要查询档案信息时必须到 该系统运行的软硬件环境下，采用相应的查询方法，需要掌握各种查询命 令及参数，这给档案部门及广大的用户之间的工作交流和信息共享带来极 大的不便，并造成许多档案信息系统的经济效益和社会效益得不到充分的 发挥。我校档案馆由档案收整指导部、档案利用部、人事档案部以及下属 各院系、校机关与校直属单位的二级档案室组成，专业的与兼职的档案员 共1 0 0 多人。馆藏档案有文书、科研、教学、人事、财务、声像等门类档 案，共7 万多卷，每卷平均等2 0 份文件。 第一章绪论 具体分析现有的系统，存在以下几方面问题：一、数据分散，仅局限 于某些门类档案数据单独操作，不能进行统一管理。二、只有某些门类档 案进行案卷级查询，与当前的需求不相适应。三、没有一个完整的数据库， 有很多数据表没有建立，某些已有数据表在结构上设计不合理。四、没有 建立统一的网络环境和应用系统，业务处理处于半计算机化、半手工化的 状态。五、各类信息相互割裂、信息不能共享，存在重复建设现象。这是 与我校信息化建设需要不相适应的，因此，为了把我校档案馆建设成为一 个数字化档案馆，我们决定开发一个c 1 i e n t s e r v e r 模式与 b r o w s e r s e r v e r 模式相结合的混合模式的高校档案管理信息系统。 1 2 论文作者所做的工作 具体分析研究了c 1 i e n t s e r v e r 模式与b r o w s e r s e r v e r 模式的特 点，并通过天津大学档案管理信息系统的设计、开发，总结出实施基于 c 1 i e n t s e r v e r 模式与b r o w s e r s e r v e r 模式相结合的混合模式的档案管 理信息系统开发的具体方法，以及一些开发经验。 研究了软件生存期理论，我们选择采用复合的开发策略，将生命周 期法与原形法结合、以原型演化法作为系统开发的过程模型，以面向功能 开发方法为主，结合面向对象和基于构件的方法进行开发档案管理信息系 统。 结合天津大学档案馆的软件硬件条件与具体各部门所处地理位置， 分析研究了局域网建设理论，选购了服务器、网线、交换器等网络设备， 完成了档案馆的局域网构建。 结合自己的实际工作，对天津大学档案馆的管理情况进行了调研、系 统需求分析、系统概要设计、系统详细设计、网络建设、数据库设计、关 键软件的开发。 第二章软件丁程学理论研究 第二章软件工程学的理论研究 计算机系统中的程序、文档和数据，合起来称为软件。而软件工程 是一类求解软件的工程。它应用计算机科学、数学及管理科学等原理，借 鉴传统工程的原则、方法、创建软件以达到提高质量，降低成本的目的。 软件工程是一门指导计算机软件开发和维护的工程学科。 软件生存期是从时间角度对软件的开发和维护问题进行分解，把软 件生存期划分为若干个阶段，每个阶段有相对独立的任务，每个阶段也 有相应的软件工程方法。一般来说，软件生存期包括六个步骤：制定计 划、需求分析、设计程序、编码、测试及运行维护期，给每个阶段赋予 确定然而有限的任务就能够简化每一步的工作内容，使因为软件规模增 大而大大增加软件的复杂性变得较易控制和管理。生存期的划分应适应 软件生产工程化的需要。 软件生存期模型是从软件项目需求定义直至软件经使用后废弃为 止，跨越整个生存期的系统开发、动作和维护所实施的人全部过程、活 动和任务的结构框架。不同于软件方法，软件生存期模型的主要作用是： 确定软件开发或演化所涉及的各个阶段的顺序；建立阶段之间的过渡准 则，包括标志当前阶段完成的准则和进入下一阶段的选择准则。软件生 存期模型的重要意义在于对软件开发实践的全局指导作用，它的发展有 本质上体现了人们对软件开发过程认识的提高。随着研究的深入、经验 的积累以及软件工程其他领域的发展人们对软件过程的本质的认识在 不断地提高。到现在为止，已经提出了多种软件生存期模型，如瀑布模 型、快速原型模型、演化模型、螺旋模型以及面向对象的软件生存期模 型喷泉模型等等。 2 1 传统的瀑布模型 瀑布模型把软件自上而下的生命周期划分为计划、开发和运行三个时 期，每个时期又分为若干阶段，如图2 1 为适用于结构化开发技术的典 型的瀑布模型。恰如奔腾不息拾级而下的瀑布，总是从上面的台阶 第二章软件工程学理论研究 f 一 一划 时期 开发 时期 运行时期 _ 】l 一 图2 - - 1 典型的瀑布模型 依次流向下面的台阶。 瀑布模型具有阶段间的顺序性和依赖性，如果某阶段出现了问题。 往往要追溯到在它之前的一些阶段。它过于强调在系统开发的早期就详细 列出用户的需求，但实际上，用户在系统的早期可能会对用户的需求了解 得不够透彻，所以瀑布模型已不能适应开发现代软件的需要。 2 2 原型模型 1 9 8 8 年，著名软件工程专家b o e h m 提出了软件生命周期的螺旋模型 以及原型化开发方法。在螺旋模型中，开发人员可以很快地根据用户需求 生成个最早的版本，然后让最终用户使用一小段时间，评估其正确性与 可用性并给出反馈，这样最终用户便融入软件开发的过程中。这种在很短 的时间内完成的版本称为原型( p r o t o t y p e ) ，它可以在软件的下一版本出 来之后被抛弃。原型在功能上仅近于最终的版本，但是缺少细节，对原型 进一步进行细节开发和修改后可以形成下一个版本。如此反复多次后，最 终的版本就是软件的成品。具体过程包括问题定义、可行性研究、需求分 析、原型开发、原型评价、目标系统设计与目标系统实现。 原型法类似于工程产品的开发中使用样机的思想。建造样机通常有两 第二章软件工程学理论研究 个主要目的：检验关键设计方案的正确性及系统是否真正满足用户的要 求。在软件系统的开发中采用原型系统的主要目的是使用户通过实践获得 关于未来的系统如何工作的更直接具体的概念，可以更准确地提出和确定 他们的要求。与传统生命周期法相比，采用这一方法的主要理由为： 1 由于人类认识能力的局限、不可能预先指定所有要求。 2 在用户和系统分析之间存在固有的通信鸿沟。 3 用户需要一个“活的”系统模型，以获得实践经验。 4 在开发过程中重复和反复是必要的和不可避免的。 5 目前有支持建立快速原型的工具。 2 3 实行软件工程化开发及采用复合的开发策略 档案管理信息系统的建设是一项系统工程，必须按照软件工程的规 律来组织系统的开发，必须建立严格的软件工程控制方法，要求开发组的 每个人都要遵守软件工程规范。在此系统的开发过程中，以软件质量控制 为核心，紧紧抓住软件生产方法、系统分析、系统设计、系统实现、系统 测试、验证与确认、评审和管理等各个主要环节，规范系统开发过程中的 全部活动。 系统开发策略是将系统开发过程与采用的开发方法的有机结合所构 成的集成策略，反映了信息系统开发的综合特征是信息系统开发成败的主 要影响因素。系统开发策略的选择受系统特征、开发环境、开发人员和用 户等因素的影响。对于本档案管理信息系统的开发，我们选择采用复合的 开发策略，将生命周期法与原型法结合、以原型演化法作为系统开发的过 程模型，以面向功能开发方法为主，结合面向对象和基于构件的方法进行 开发，在系统分析、设计与实现中借鉴项目管理这种科学的管理思想。 1 生命周期法与原型法相结合，实行用户参与的原型演化。 在信息系统的开发过程中，人们认识总是解决问题有不同的方法、 不同的过程。目前比较成熟的开发方法有生命周期法和原型法，两者各有 特点。生命周期法是开发立于全局、开发阶段分明、便于开发管理，但不 利用户参与、难于适应需求变化、维护困难、开发周期长。原型法的主要 是便于用户的参与、合作，较好的满足用户要求，有助于缩短开发文档难 第二章软件工程学理论研究 统一，易导致维护困难。 针对档案管理信息系统的特征以及用户的实际情况，在系统的开发 过程上应将生命周期法与原型法相结合，按照生命周期法来划分开发阶 段，在每个阶段的后期，快速建立反映该阶段成果的原型系统，通过原型 系统与用户交互。及时得到反馈信息，验证该阶段的成果并及时纠正错误， 实行用户参与的原型演化。 2 以面向功能开发方法为主，结合面向对象和基于构件的开发方法。 目前，信息系统的开发方法主要有面向功能的开发方法、面向对象 的开发方法和面向数据的开发方法三大类。这些方法各有其优缺点和不同 的应用领域。 面向功能的方法强调模块化、层次化和自顶向下等设计思想。这些 思想的根本目的是对复杂问题的解决采用一个简化过程以获得满意的答 案。通过这种简化，纵有千头万绪也能理得清清楚楚。 面向对象的方法强调封装和继承，能提高软件的可重用性，将错误 和缺憾局部化，同时还利于用户的参与，这些对提高信息系统的质量都大 有益处。 基于构件的开发方法，又被称为“即插即用编程”方法，是从计算 机硬件设计中吸收过来的优秀方法。这种编程方法是将编制好的“构件” 插入已做好的框架中，从而形成一个大型软件。构件是可重用的软件部分， 构件既可自己开发，也可使用其他项目的开发成果，或直接向软件供应商 购买。当发现某个构件不符合要求时，可只针对这个构件进行修改，并不 影响其他构件和整个系统功能的实现和测试。就如同整修一座大楼中某个 房间，不会影响其他房间的使用和整个楼房的结构和功能。 第三章计算机模式比较与应用 第三章计算机模式比较与应用 3 1 客户端服务器结构模式 客户端服务器( c 1 l e n t s e r v e r ) 体系结构出现在8 0 年代，分为两层结 构和三层结构两种，其中两层结构是最典型、最普遍的一种形式，也是目 前最为成熟的m i s 应用软件体系结构。但随着i n t e r n e t 的飞速发展， c 1 i e n t s e r v e r 结构的m i s 应用软件越来越显示出它的缺点，而越来越多企 事业开始采用i n t e r n e t 的协议标准和w e b 技术构筑单位内部网 一i n t r a n e t ，基于w e b 开发企事业的m i s 软件，实现信息发布与数据共享。 3 1 1 客户端服务器结构的特点 客户端服务器体系结构具有硬件和软件两方面的含义，即客户机与服 务器，客户机软件与服务器软件。无论从硬件还是从软件上讲， c 1 i e n t s e r v e r 的工作方式是一种合作的工作方式，它是由两台或多台处理 机共同完成一个指定的任务。在合作计算环境下，把一个具体的应用分成 多个独立的进程，并把这些独立的进程分配到不同的处理机上。在执行应 用时，进程间进行通信，彼此交流数据。给最终用户的印象好像是应用就 在一台处理机进行。 c 1 i e n t s e r v e r 模式具有以下一些特点： 1 )c l i e n t s e r v e r 系统中，c 1 i e n t 与s e r v e r 之间的关系是请求 与服务之间的合作关系。当c 1 i e n t 需要服务时，即向s e r v e r 发出一 个服务请求，s e r v e r 接到c 1 i e n t 发来的服务请求后，就执行服务， 并向c 1 i e n t 返回服务结果。而且最重要的是这种服务不是像早期的共 享设备那样只完成简单的一种功能，而是具有更多的应用处理，即与 客户机合作完成应用处理。 2 )资源共享：为节省资源，在c 1 i e n t s e r v e r 系统中，一般都存 在多个c 1 i e n t 和一个或多个s e r v e r ，每个服务器不只是向一个客户 机提供服务，而是向多个客户机提供服务，从而达到资源共享的目的。 3 )用户透明性：在c 1 i e n t s e r v e r 系统中，s e r v e r 在什么位置， 用什么平台，对用户来说是完全透明的，用户使用服务器资源就像在 自己的机器上一样。 7 第三章计算机模式比较与应用 4 ) 不对称性：在c 1 i e n t s e r v e r 系统中，总是由客户机先向服务 器提出服务请求服务器响应客户机的请求后才把服务结果返送到客户 机。服务器从不主动与客户机发生关系。客户机还可以并发地向多个 服务器提出服务请求，从这个意义上讲，客户机总是主动的，服务器 总是被动的，因而是不对称的。 5 )消息传送机制：在c 1 i e n t s e r v e r 系统中，c 1 i e n t 向服务器申 请服务时，都是通过向服务器发送一个消息来完成的。消息中包含有 客户机的请求类型，需要完成的任务以及客户本身的特征等。服务器 要按消息的要求完成返回即可。 6 )服务的封闭性：在c 1 i e n t s e r v e r 系统中，s e r v e r 如何完成一 个服务，对客户是封闭的，这使得服务器只要保持外部特性不变，内 部变动如修改、升级等，都不会对客户产生影响。 3 。1 2开放数据库互连( o d b c ) 在c l i e n t s e r v e r 体系结构中，客户机和服务器是相对独立的，它们 的职责完全分开，服务器负责组织管理数据，客户机通过查询语言操作数 据。一个综合信息系统的各部门由于需求差异等原因，往往会存在多种数 据库，它们之间的互联访问成为一个棘手的问题，特别是当用户需要从客 户机访问不同数据库服务器时。微软提出的开放式数据库互连 ( o p e n d a t a b a s e c o n n e c t i v i t y 即o d b c ) 成为目前一个强有力的解决方 案。o d b c 实际上是一个数据库访问接口，它只提供一个统一的应用编程接 口( a p i ) 。这样，利用o d b c 可以避免应用程序随数据库的改变而改变。o d b c 通过使用数据库驱动程序获得数据库独立性，驱动程序所提供的标准接口 允许应用程序开发者和驱动程序提供者在应用程序控制和数据源之问传递 数据。 1 o d b c 的基本思想 o d b c 的本思想是为用户提供简单、标准、透明的数据库连接的公共编 程接口，开发厂商根据o d b c 的标准去实现底层的驱动程序，这个驱动对用 户是透明的，并允许根据不i n 的d b m s 采用不l 司的技术加以优化实现，这就 利于不断吸收新的技术而趋于完善。 第三章计算机模式比较与应用 传统方式o d b c 方式 图3 - 3 数据互连方式的转换 2 o d b c 的特点 o d b c 带来了数据库连接方式的变革，如图3 - 3 所示。在传统方式中， 开发人员要熟悉多个d b m s 及其a p i ，一旦d b m s 端出现变动，则往往导致用 户端系统重新编建或者原代码的修改，这给予开发和维护工作带来很大困 难。在o d b c 方式中，不管底层网络环境如何，也无论采用何种d b m s ，用户 在程序中都使用同一套标准代码，无需逐个了解各d b m s 及其a p i 的特点。 源程序不因底层的变化而重新编建或修改，从而减轻了开发维护的工作量， 缩短了开发周期。概括起来o d b c 具有以下灵活的特点： 使应用程序具有很高的互操作性，相同的目标代码适用于不同的 d b m s 。 由于o d b c 的开放性，它为程序集成提供了便利，为c 1 i e n t s e r v e r 结构提供了技术支持。 它实现了应用程序和d b m s 逻辑上的分离，增强了数据库的独立性。 3 o d b c 的体系结构和实现 o d b c 是靠分层结构来实现的，可保证其标准性和开放性。图3 4 为o d b c 的体系结构，共分为四层：应用程序( a p p l i c a t i o n ) 、驱动程 序管理器( d r i v e rm a n a g e r ) 、驱动程序( d r i v e r ) 和数据源( d a t a s o u r c e ) 。各层的功能分别为： 1 ) 应用程序层 使用o d b c 接口的应用程序可执行以下任务： 第三章计算机模式比较与应用 请求与数据源的连接 向数据源发送s q l 请 对s q l 请求的结果定 请求结果； 处理错误； 如果需要，把结果返 对事务进行控制，请 终止对数据源的连接 和会话( s q l c o n n e c t ) 求( s q l e x e c u t e ) ； 义存贮区和数据格式； 回给用户； 求执行或回退操作 ( s q l d is c o n n e c t ) ： 图3 4o d b c 体系结构 2 ) 驱动程序管理器 由微软提供的驱动程序管理器是带有输入库的动态连接库 o d b c d l l ，其主要目的是装入驱动程序。此外还执行以下工作： 处理几个o d b c 初始化调用 为每一个驱动程序提供o d b c 函数入口点 为o d b c 调用提供参数和次序验证 3 ) 驱动程序 驱动程序是实现o d b c 函数和数据源交互的d l l ，当应用程序调用 s q lc o n n e c t 或者s q l d r i v e rc o n n e c t 函数时，驱动程序管理器装入 相应用的驱动程序，它对来自应用程序的o d b c 函数调用进行应答，按 其要求执行以下任务： 建立与数据源的连接 第三章计算机模式比较与应用 向数据源提交请求 在应用程序需求时，转换数据格式 返回结果给应用程序 将运行错误格式化为标准代码返回 3 2 浏览器服务器结构模式 随着i n t e r n e t 飞速发展，w e b 技术日渐成熟，9 0 年代的分布计算处理 的网络系统是以b r o w s e r s e r v e r 模式为主流。b r o w s e r s e r v e r 网络结构模 式是基于i n t r a n e t 的需求而出现并发展的。i n t r a n e t 是应用t c p i p 协议 建立的企事业单位内部专用网络，它采用诸如t c p i p 、h t t p 、s m t p 和h t m l 等i n t e r n e t 技术和标准，能为企事业单位内部交换信息提供服务。同时， 它具有连接i n t e r n e t 的功能和防止外界入侵的安全措施。另一方面，由于 数据库具有强大的数据存储和管理能力，并且能够动态地进行数据输入和 输出，如果把数据库应用于i n t r a n e t 上，不仅可以实现大量信息的网上发 布，而且能够为广大用户提供动态的信息查询和数据处理服务，进而加强 企事业单位内部部门之间、上下级部门之间、企事业单位与客户之间以及 企事业单位之间的信息交流，降低企事业单位的日常工作成本，提高企事 业单位的经济效益。 3 2 1b s 计算模式 1 w e b 服务器 w w w 服务器是指在i n t e r n e t 上的各种服务器，包括h t t p 服务器、传统 的f t p 、g o p h e r 、n n t p 、t e l n e t 服务器。w w w 并没有改变传统t c p i p 服务 器的行为，只是在浏览器端综合了这些服务器的访问方式，它新引入的是 h t t p 服务器。 h t t p 服务器是指利用h t t p 协议提供超文本多媒体文件浏览服务的服务 器，它提供了对象权限控制、安全管理、存取日志、连接数据库、文件查 询，以及即时广播等多媒体服务，如图3 5 所示。 2 w e b 浏览器 w e b 浏览器综合了传统网络服务及多媒体文件浏览服务，用户通过直 观的图形界面就能获得各种服务。w e b 浏览器的主要功能是通过h t t p 协议 第三章计算机模式比较与应用 向w e b 服务器访问多媒体文件。并以最佳方式显示出来。 3 h t t p 协议 h t t p 是一个属于应用层的面向对象协议，由于其简捷、快速 图3 - 5w e b 服务器功能 的方式，适用于分布式超媒体信息系统。h t t p 的主要特点有： 支持客户机n 务器模式。 简单快速：客户向服务器请求服务时，只需传送请求方法和路径。 请求方法常用的有g e t 、h e a d 、p o s t 几种，每种方法规定了客户与 服务器联系的类型不同。 无连接：其含义是限制每次连接只处理一个请求，服务器处理完客 户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。采用这种方式可以 节省传输时间。 无状态：无状态是指协议对于事务自理没有记忆能力。缺少状态意 味着如果后续自理需要前面的信息，则它必须重传，这样可能导致 每次连接传送的数据量增大。另一方面，在服务器不需要先前信息 时它的应答就较快。 灵活：h t t p 允许传输任何类型的数据对象，正传输的类型由 c o n t e x t t y p e 加以标记。 4 h t t p 的客户服务响应 h t t p 协议是基于请求响应范式的。客户机与服务器建立连接后， 第三章计算机模式比较与应用 发送一个请求给服务器，请求方式的格式为，统一资源定位符、协议版本 号以及m i m e 信息。服务器接到请求后，给予相应的响应信息，其格式为一 个状态行，包括信息的协议版本号、一个成功或错误的代码，后面是m i m e 信息，包括服务信息、实体信息和可能的内容。其信息交换分为四个过程， 建立连接、发送请求信息、发送响应信息、关闭连接，如图3 - 6 所示。 建立连接 发出请求信息 发出响应信息 关闭连接 图3 6h t t p 信息交换过程 在w w w 中，“客户”与“服务器”是一个相对的概念，只存在于一个 特定的连接期间，即在某个连接中的客户在另一个连接可能作为服务器。 w w w 服务器在运行时，一直在t c p 8 0 端口( w w w 缺省端口) 监听，等待连接 的出现。其基于客户服务器模式的信息交换过程为： 建立连接：连接的建立是通过申请套接字来实现的。客户打开一个 套接字并把它约束在一个端口上，如果成功，就相当于建立了一个 虚拟文件，以后就可以在该虚拟文件上写数据并通过网络向外传 送。 发送请求：打开一个连接后，客户机把请求消息送到服务器的停留 端口上，完成请求动作。 发送响应：服务器在处理完客户的请求后，要向客户机发送响应消 息。 关闭连接：客户、服务器双方都可以通过关闭套接字来结束t c p i p 对话。 h t t p 客户、服务之间可以直接互连，也可能其间存在某些中介，可 能的连接模式如图3 7 所示，其中上方是客户、服务直接以h t t p 连接 1 1 第三章计算机模式比较与应用 的模型，下方是客户、服务间存在中介器的模型，中介器可以是网关、 代理或通道。实际上，一个中介器或服务器可同时接受许多客户端的请 求。 l 用户代理器i 。 h t t p 服务器 i ( u s c r a g e n f ) | ( s e r v e r ) 卜h r r p 请求 + h t t p 响应 h r m 或其它协议的请求 ，h t t p 或其它协议的响应 图3 7h t t p 客户、服务链接 3 2 2 浏览器服务器模式模型结构与特点 b r o w s e r s e r v e r 模式，即浏览器服务器模式是一种从传统的二层 c l ie n t s e r v e r 模式发展起来的新的网络结构模式，其本质是三层结构 c l i e n t s e r v e r 模式，共分为浏览器、w e b 服务器( 应用服务器) 和数据库 服务器三个层次如图3 8 所示。这种系统在服务器端集中了所有应用逻辑， 在客户机上通过直观、易于使用的浏览器来从w e b 服务器上获取信息。w e b 服务器通过h t t p 建立了内部页面和各相关后端数据库的超文本链接，所以 最终可以用浏览器查询所有网络服务器上的信息。其中浏览器构成了系统 的表示层，w e b 服务器及应用服务器构成了系统应用层，而数据库服务器构 成了系统的数据层，因此也可以说b r o w s e r s e r v e r 模式的信息系统由表示 层、应用层和数据层组成。 b r o w s e r s e r v e r 计算模式的核心部分是w e bs e v e r ，它接收远程( 或本 地) 的h t t p 查询请求，然后根据查询的条件到数据库服务器获取相关数据， 再将结果翻译成h t m l 和各种s c r i p t 语言传送回提出查询请求的测览器。 同样，浏览器也会将更改、删除、新增数据汜录的请求申请至w e b 服务器， 由后者与数据库联系完成这些工作。严格的三级结构中，数据库服务器完 成所有的数据操作，w e b 服务器接收h t t p 请求，再到数据库里 1 4 第三章计算机模式比较与应用 w e b 殷务器 惮w e b 7 应用l ，l 数据库 i 服务器 服务器 | f 客户层应用层数据层 图3 8b s 模式工作原理图 查询后一予以“答复”。这里，w e bs e r v e r 和d a t a b a s es e r v e r 的关系 就是以前c 1 i e n t s e r v e r 的关系，w e bs e r v e r 可以说就是一个类似由 v is u a lb a s i c 编写的客户端应用，只不过输入数据的不是用户，而是h t t p 请求。d a t a b a s es e v e r 同时也并不在乎提出数据要求的到底是不是v is u a l b a s i c 或p o w e rb u i l d e r 等等。只要交流的语言统一，如o d b c 等，就没有 问题。对于浏览器和w e b 服务器的关系，则可以认为是一种动态的h t m l 技 术。早期的浏览器获取有h t m l 语言都是固定不变的，而在这种三级结构模 式下，每次浏览器提出的申请不同( u r l 不同，技术上称为g e t ) ，w e b 服务 器就根据不同的申请重新“书写”一遍h t m l ( 内容是从数据库服务器中获 得的) ，这样客户端就间接获得了数据库服务器的数据。同样。用户如果需 要个性添加、删除数据，浏览器就会把更新数据的请求包含在h t t p 请求中 ( 技术上称为p o s t ) ，由w e b 服务器告知数据库服务器，完成相应的更改工 作。 b r o w s e r s e r v e r 模式在i n t e r n e t i n t r a n e t 上构建数据库应用其实 质上是三级c 1 i e n t s e r v e r 结构的一个特例，它不仅具有三级 c 1 ie n t s e r v e r 结构的全部优点，与三级c 1 i e n t s e r v e r 结构相e b ，还有如 上优势： 成本低：客户端不需开发用户界面而采用浏览器作为g u i ；浏览器 产品如i e 和n e t s c a p e 等都免费提供；浏览器的使用者无需培训即 可使用系统。 标准化：浏览器对所有应用都提供一个公共的接口，而 c 1 ie n t s e r v e r 模式对各种应用有不同的用户接口。 b r o w s e r s e r v e r 系统基于的i n t r a n e t 网络易于设置、使用和管理。 第三章计算机模式比较与应用 3 2 3 w e b 数据库访问技术的分析和比较 1 c g i 技术 c g i 是c o m m o ng a t e w a yi n t e r f a c e 的简称。其主要的功能是在w w w 环境下，即从客户端传递一些信息给w w ws e r v e r ，再由w w ws e r v e r 去启动 所指定的程序来完成特定的工作。所以更明确的说，c g i 仅是在w w ws e r v e r 上可执行的程序，而它的工作就是控制信息要求而且产生并传回所需的文 件。基于c g i 的w e b 数据库访问如图3 9 所示： 含有c g i 串的变量 w e b u i l l 的请求赋值 查询 数 w e b 叫c g i 应用程序r 据 浏服库 览务服 器含有结果的器 结果 务 h t m l 页面器 图3 - 9 基于c g i 的w e b 数据库访问 其访问过程如下：客户端通w e b 浏览器输入数据库的查询条件：浏览 器通过h t t p 协议向w e b 服务器发出带有查询信息的请求：服务器将此请求 的参数置于标准输入或一组环境变量中并传递给相应的c g i 程序；由该程 序依标准输入或环境变量向数据库服务器提出查询要求；查询结果转换为 h t m l 返回w e b 服务器，再由w e b 服务器返回给客户浏览器。 c g i 是一种成熟的数据库访问技术。它的开发工具丰富，可用p e r l 、v b 、 c c + + 等多种语言编写。c g i 的跨平台性能很好，在d o s 、w i n d o w s9 x 、w i n d o w s n t 、u n i x 等操作系统上皆可运行，几乎基于各种平台的w e b 服务器都支持 c g i 。但它也存在很多局限性：对于每个用户请求，c g i 都要在服务器中 创建一个新进程。而且，由于c g i 方式在两个调用之间进程不能保持，所 以c g i 在每次调用时必须重建数据库连接资源。这样，当用户请求数量相 当多时，大量的c g i 程序就会消耗可观的系统资源，从而造成c g i 的运行 效率下降。另外，c g i 的开发难度较大，而且不具备事务( t r a n s a c t i o n ) 处理功能，从而限制了它的应用。 第三章计算机模式比较与应用 2 i s a p i 和n s a p i 鉴于c g i 的不足，些大型软件制造商就推出了自己专用的a p i ( a p p l i c a t i o np r o g r a mi n t e r f a c e ) 来扩展w e b 服务器的功能，以加强对 数据库的访问。基于a p i 的w e b 应用程序的结构如图3 一l o 所示： i s a p i 查询 数 w e b 含有x s a p i 的 n s a p l ， 据 浏 h 1 v i 甲请求 库 览 结果 服 器w e b 务 服务器器 含有结果的 图3 - 1 0 基于a p i 的w e b 数据库访问 在基于a p i 的w e b 数据库应用中，最典型的有m i c r o s o f t 的i s a p i ( i n t e r n e ts e r v e ra p i ) ，n e t s c a p e 的n s a p i ( n a y i g a t es e r v e ra p i ) 。 由于n s a p i 和i s a p i 应用程序十分相似，下面只讨论i s a p i 。 i s a p i 的工作原理和c g i 基本相同，都是通过交互式页面获取用户的 查询信息，然后提交到w e b 服务器中进行处理。但是二者的实现机制却大 相径庭。一个i s a p i 应用程序通常是以动态连接库( d l l ) 的形式存在的， w e b 服务器用线程方式运行之。当客户端产生h t t p 请求调用这个i s a p id l l 后，w e b 服务器就从它的线程池( t h r e a dp 0 0 1 ) 中取出一个线程分配给这 个d l l 使用。当执行结果回送到客户端后，此线程也将被送回线程池。 基于专用a p i 的w e b 数据库访问技术同c g i 相比，它对于每一个请求 创建的是线程而不是进程，因此系统开销小、速度快。另外，由于这些a p i 是针对某个特定的w e b 服务而开发的，因此可充分发挥w e b 服务器的技术 优点，提高该w e b 服务器性能，但是，a p i 的进程和w e b 服务器的进程处于 同一系统进程空间，因此，如果a p i 扩展程序的健壮性不强就可能导致w e b 服务器的崩溃。而且，由于可移植性差、编程复杂，也使目前专用a p i 的 应用相对减少。 3 i d c i d c ( i n t e r n e td a t a b a s ec o n n e c t o r ) 是m i c r o s o f t 的w e b 服务器i i s 第三章计算机模式比较与应用 上的一个专用a p i 。它通过o d b c ( o p e nd a t a b a s ec o n n e c t iv i t y ) 接口来 访问各种数据库。i d c 使用两种文件：i d c 和h t x 文件i d c 文件主要负责数 据库的连接和查询，h t x 文件是h m l 的扩展文件，它负责把i d c 执行的s q l 语句的查询结果格式化后回送到客户端。基于i d c 的w e b 数据库访问如图 3 一l l 所示： w e b 服务器i i s 接收到用户发送的h t t p 请求后，即装载h t t p o d b c d l l ： h t t p o d b c d l l 读取i d c 文件，建立用户所要求的s q l 语句再通过o d b c 连接 数据库，并执行查询；然后h t t p o d b c d 1 1 根据i d c 文件中指定路径的h t x 文件将查询结果进行h t m l 文档的格式化，返回给w e b 服务器i i s ，再由i i s 将结果返回客户端。 由于i d c 使用的是服务器上的一个动态连接库h t t p o d b c d 1 1 ，支持多 线程，因而当为库代码驻留内存后就可以同时为多个请求服务，从而占用 系统资源少、执行效率高。另外，i d c 的编程简单，只需掌握定的h t m l 和s q l 语言即可。但i d c 技术只能运行于m i e r o s o f t 的i i s 平台上，故跨 平台性能差。 4 j d b