（计算机应用技术专业论文）基于web+services的网络课件管理系统应用研究.pdf

摘要 随着w e b 应用和i n t e r n e t 的不断发展，课件也由最初的单机版发展到如 今能够在网络上运行的课件，即“网络课件”。目前，各式各样的网络课件如 雨后春笋不断涌现，但是大多数网络课件存在着很多问题，如不便于修改和 管理，不能随时更新，从而造成了各种资源的浪费。如果能做成一个通用平 台，将单机课件直接应用到该平台上，这样就避免了重复开发，不但节省人 力、物力资源，而且给网络课件制作和升级带来更大的方便。基于x m l 技 术的w e bs e r v i c e s 架构正是解决这些问题的有效手段。它为动态网络课件管 理的实施提供了有效的技术支持。w e b 服务突出的优势就在于它是利用通用 的i n t e r a c t 协议和数据格式来实现服务的访问，而w e b 服务的请求方也可以 基于任何平台，使用任何编程语言，只要它们能遵照w e b 服务接口的定义发 送和接收消息。如今w e b 服务已经成为r r 业的焦点所在，各大主要技术提供 商都在关注和推动w e b 服务的发展。对于网络课件管理系统的应用研究实质是 研究如何利用w e b 服务进行应用程序的开发。 本文首先就网络课件管理系统使用的w e bs e r v i c e s 技术架构进行了研 究。从总体上介绍并分析了w e bs e r v i c e s 架构，阐述了w e bs e r v i c e s 的概念， 模型和协议栈；接着，阐述了几种实现w e bs e r v i c e s 架构需要的关键技术： 第一，核心技术x m l ；第二，服务的通讯和消息传递协议s o a p ；第三，服 务描述语言w s d l ；第四，服务的发布和发现u d d i 。随后文章介绍了一款 非常出色的w e bs e r v i c e s 框架软件a x i s 。它有j a v a 和c + + 两个版本。与j a v a 版的a x i s 相比，a x i s c + + 在安装和配置方面复杂很多。鉴于在l i n u x 操作系 统下c c + + 语言的执行效率高，笔者主要阐述a x i sc + + 的相关配置和应用。 最后文章使用w e bs e r v i c e s 解决方案设计实现了网络课件管理系统。该系统 具有课件上传下载功能，课件内容的更新( 增加、删除、修改) 功能以及任 意课程的课件管理功能。其中，利用w e bs e r v i c e s 技术来通信贯穿该系统始 末，通信中的数据均为x m l 数据。当然，本文中提出的基于w e b s e r v i c e s 的 网络课件管理平台及其框架还存在许多不足，譬如对整个框架的消息传递的安 全性问题欠缺考虑等。该课件管理系统体现了w e bs e r v i c e s 技术的跨平台互 操作性、穿越防火墙、功能的复用性、业务的可扩展性。 关键词：w e bs e r v i c e s ，网络课件，a x i sc + + ，互操作 a b s t r a c t w i t ht h e u n c e a s i n gd e v e l o p m e n to fw e ba p p l i c a t i o na n di n t e m e t t h e q 3 u r s e w a r ea l s om o v e di n t on e t w o r kw h i c hb yt h ei n i t i a lw a ss i n g l ep l a n ev e r s i o n a tp r e s e n t ，a l lk i n d so fn e t w o r kc o u r s e w a r ee m e r g e ，b u tm o s to ft h e mh a v em a n y p r o b l e m s ，s u c ha st h e ya r en o ta d v a n t a g e o u sf o rt h em o d i f i c a t i o na n dm a n a g e m e n t , a n dc a n n o tu p d a t ea ss o o na sp o s s i b l e s om a n yr e s o u r c e sa r ew a s t e d 1 fw ec a n m a k eag e n e r a lp l a t f o r ma n da p p l yt h es i n g l ep l a n ec o u r s e w a r ei nt h i sp l a t f o r m d i r e c t l y i tw i l la v o i dt h er e p e t i t i o nd e v e l o p m e n t s ow e nn o to n l ys a v et h eh u m a n a n d p h y s i c a lr e s o u r o g ，b u t a l s o b r i n gb i g g e r c o n v e n i e n c ef o rc o u 删a r e m a n u f a c t u r ea n dp r o m o t i o n t h ee f f e c t u a lm e t h o dt os o l v et h i s p r o b l e mi sw e b s e r v i c e sb a s e do nx m lt e c h n i c a l hh a sp r o v i d e dt h ee f f e c t i v et e c h n i c a ls u p p o r tf o r t h ed y n a m i cn e t w o r kc o u r s e w a r em a n a g e m e n ti m p l e m e n t a t i o n t h ep r o m i n e n t s u p e r i o r i t yo fw e bs e r v i c e sl i e si nt h a ti tu s e sg e n e r a li n t e r a c ta g r e e m e n ta n dd a t a f o r m a tt of c a l i z et h ea c c e s st os e r v i c e a n dt h ed e m a n d e rt ow e bs e r v i c e sc a nb a s e o na n yp l a t f o r m ，u s ea n yp r o g r a m m i n gl a n g u a g e ，o n l yi ft h e yu s et h ed e f i n i t i o no f i n t e r f a c et ow c bs e r v i c e st os e n da n dr e c e i v em e s s a g e n o ww e bs e r v i c e sa l r e a d y b e c o m e st h e1 ti n d u s t r yf o c a lp o i n t , a n da l l g r e a t l ym a i nt e c h n i c a lp r o v i d e r sa r e i m p e l l i n ga n dp a y i n ga t t e n t i o nt ot h ed e v e l o p m e n to fw e bs e r v i c e s t h ee s s e n c eo f t h er e s e a r c ho no d i l r s e w a r em a n a g e m e n t sa p p l i c a t i o ni st h er e s e a r c ho nw e b s e r v i c e s t h i sp a p e rf i r s ti n t r o d u c e sw e bs e r v i c e st e c h n o l o g yc o n s t r u c t i o nw h i c hu s e d i nt h er e s e a r c ho fn e t w o r kc o u r s c w a r em a n a g e m e n ts y s t e m t h e p a p e ra n a l y z e sw e b s c r v i e e sc o n s t r u c t i o na saw h o l e ，a l s oe l a b o r a t e st h ew e bs e r v i c e sc o n c e p t , t h e m o d e la n dt h ea g r e e m e n ts t a c k l a t e r , i te l a b o r a t e ss o m ek e yt e c h n o l o g i e sw h i c h w e bs e r v i c e s c o n s t r u c t i o nt on e e d , s u c ha sx m l 、s o a p 、w s d l 、u d d i a f t e r w a r d st h ep a p e ri n t r o d u c e so n ee x t r e m e l y s p l e n d i dw e bs e r v i c e sf l a m e s o f t w a r e - - a x i s i th a st w oe d i t i o n s ，j a v aa n dc + + c o m p a r e dw i t hj a v ae d i t i o na x i s , a x i sc + + i sv e r yc o m p l e xi ni n s t a l l m e n ta n dd i s p o s i t i o na s p e c t i nf a c t , t h ec c + + r u n sm o r ee f f i c i e n t l yu n d e rt h el i n u xo p e r a t i n gs y s t e m ，s ot h i sp a p e rm a i n l y i n t r o d u c e st h ec o r r e l a t e dd i s p o s i t i o na n da p p l i c a t i o no fa x i sc + + a tl a s t t h i sp a p e r u s e sw e bs e r v i c e ss o l u t i o nt o d e s i g na n dr e a l i z et h en e t w o r kc o u g s e w a g e m a n a g e m e n ts y s t e m t h i ss y s t e mh a st h ef u n c t i o no fu p l o a d i n ga n dd o w n l o a d i n g c o u l s c w a r e ，t h ef u n c t i o no fu p d a t i n gc o u i s e w a r ec o n t e n t ，s u c ha sa d d i n g , d e l e t i n g , m o d i f y i n g , a n dt h ef u n c t i o no fm a n a g ea n yc o u r s e w a r e t h ew e bs e r v i c e s t e c h n o l o g yc o m m u n i c a t e si nt h ew h o l es y s t e m , a n dt h ef o r m a to fd a t ai sx m l b u t t h ec o u l s c w a r em a n a g e m e n ts y s t e mh a sm a n yd e f i c i e n c i e s ，s u c ha st h a ti td o n tt a k e s e c u r i t y i n t oa c c o u n t t h i sc o l h s e w a g e m a n a g e m e n ts y s t e m s h o w s m a n y c h a r a c t e r i s t i co fw e b s e r v i c e s , i n c l u d i n gi n t e r o p e r a b i l i t yc r o s s e dp l a t f o r m ，p a s s i n g t h r o u g ht h ef i r e w a l l ，t h ef u n c t i o nr e u s a b i l i t y ，t h es e r v i c ee x t e n d i b i l i t y k e yw o r d s ：w e bs e r v i c e s ，n e t w o r kc o u r s e w a r e ，a x i sc + + 。i n t e r o p e r a b i l i t y m 独创性声明 本人声明，所呈交的论文是本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，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育 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。 签名：主丝扛e t 期：丑女 葺生目 关于论文使用授权的说明 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权 保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部 或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：迸蓝导师躲毕日期：幽 武汉理工大学硕士学位论文 1 1 网络课件概述 1 1 1 网络课件的发展 第1 章绪论 。课件”即“c o u r s e w a r e ”，它的本意是课程软件，在概念上它属于具有特 定课程内容的教学软件，是根据教学目标设计的、反映某种教学策略和教学内 容的计算机软件。随着i n t e m e t 的普及，已经出现了可在网络上运行的课件。“网 络课件”的概念是相对于单机多媒体c a i 课件而言的一个专用名词。 网络课件是基于b r o w s e r s e r v e r ( 浏览器服务器) 模式开发，能在i n t e m e t ( 互联网) 或i n t r a n e t ( 局域网) 上发布的c a i 课件，其本质是一种w e b 应用 程序1 1 】。网络课件是在网络环境下让不同地域、不同年龄、不同阶层的人通过 网络途径在任何时段获取教学内容的教学工具，也是学生自主学习和获取信息 的一种手段。其学习的主体是学生，使用课件的主体也就是学生本人。网络课 件强调发挥教师的教学主动性和学生的积极参与性，主张给教师提供教学“组 件”而不是提供成品，使教师用它可以灵活地组织教学，学生用它可以灵活地 选择学习，与“教无定法，学无定法”的规律相适应，是推进素质教育的现代 化的教学辅助工具。网络课件是网络化远程教学资源建设的重要组成，是网上 教学真正走进学习者学习过程中，实现终身学习的重要支撑，其既可以实现传 统课件的功能，又具有网络优势，因此是未来课件的发展方向。 目前学校多媒体课件制作软件大致有如下几种：p o w e r p o i n t 、a u t h o r w a r e 、 f l a s h 、几何画板、方正奥思等，对于近来刚兴起的网络课件，可以利用a s p 、 j a v a s c r i p t 或v b s c r i p t 来实现数据的实时交互与网络共享。总体来说，在应用 软件上，已经形成了一定的阶梯，从单机应用到网络共享，从简单动画到脚本 语言，出现了百花齐放的格局1 2 】。网络技术的日新月异，给教师的教学活动提 供了新的方法和手段。丰富多彩的电子课件则给学生提供了灵活多样的学习感 受氛围，深刻影响着教学效果和质量。网络课件管理系统则为教师的教学备课、 课件和作业发布以及学生的自主学习提供了一个交流的网络平台，拓展和延伸 武汉理工大学硕士学位论文 了课堂教学，成为提高教学效果和质量的有力助手。 为了全面认识网络课件，这里将通过表1 - 1 研究网络课件和单机c a i 课件 之间的区别1 3 】。 表1 - 1 网络课件和单机c a i 课件异同 单机多媒体c a i 课件网络课件 相1 教学指导理论 同2 设计过程相似 点 3 交互性与多媒体呈现 单机运行，以c d r o m 方式发布网络环境，以i n t e r n e t 方式发布 没有教师指导的活动有教师指导成分在内 不信息资源有限 信息资源无限 同共享性差共享性好 点灵活性差灵活性好 开放性差开放性好 可以说，网络课件是信息时代教学发展的必然需要。根据不同的运行平台 划分，网络课件可分为两类，一类是网络版的课件，另一类是通过网络下载运 行的课件。网络课件是依靠多媒体技术来呈现信息的，它的表现形式生动活泼， 内容丰富。通过计算机网络将处在全世界各地的人和资源联系起来，最大程度 地实现资源共享。 我国教育部高等教育司颁布的现代远程教育技术标准体系和1 1 项试用标 准中指出，网络课程是“通过网络表现的某门学科的教学内容及实施的教学 活动的总和，它包括两个组成部分：按一定的教学目标、教学策略组织起来的 教学内容和网络教学支撑环境”。这是我国教育工作者根据我国的实际多年实践 的高度总结，也正在指导着我国网络课程开发的实践【4 l 。网络课程首先的属性 是“课程”，它应该包含“课程”的一切特征，如教育目标、教学内容，教学活 动、教学评价等等。其次，它一定要体现“网络”的属性。网络课程是以互联 网作为传播的媒介，通过计算机呈现。因此，计算机多媒体技术应该是网络课 程的重要特征，常用的网络链接、导航、搜索乃至与网上注册和缴费等功能也 应充分地体现，互联网海量的资源应该得以充分的利用，这样才可体现出网络 课程的优势。再次，网络课程应该体现网络教学的特征。网络教学的特征是非 面授教育，教与学的双方在时空上是分离的。因此，相应的教学理念、课程的 2 武汉理工大学硕士学位论文 教学设计也必须发生相应的变化。要站在学习者的角度，以学习者为中心来考 虑一切问题。 1 1 2 网络课件的特点、优势和目前网络课件的不足 从某种意义上讲，网络课件和学科主题网站是同一概念，即为某- - i 学科 或该学科的某一章节内容的教学服务的网站阁。 ( 1 ) 网络课件的特点 课件体积小，传输速度快，功能强大；基于b s 的模式、在客户端 无需安装和维护；可以提供海量的知识资源、庞大的智慧资源；实时交 互性强，信息反馈快；既可助教又可助学；源程序开放，开发迅速，可 以自由修改，重新组合，真正符合组件的思想。 ( 2 ) 网络课件的优势 由于网页具有多媒体超文本实现能力，并且有良好的交互和动态特性， 能模拟出比传统课堂更加“民主”的互动功能。 网络课件还实现了超媒体结构。超媒体是基于超文本支持的多媒体，多 媒体的表现可使超文本的交互晃面更为丰富，由多媒体和超文本结合发展而成 的超媒体系统目前已成为一种理想的知识组织结构和管理方式。 网络课件强调发挥教师的教学主动性和学生的积极参与性，主张给教师 提供教学“组件”而不是提供成品。网络课件运行在服务器上，客户只需用浏 览器访问就行了，在客户端真正做到了“免安装、免维护”。 总之，基于b s 的特征决定了网络课件的价值，跨平台、跨地域、超文本、 交互性、支持数据库等先进的特征决定了网络课件的强大功能，“互动”教学和 新课标提倡的过程性评价更是决定了网络课件在信息技术和学科整合中的重要 地位。 ( 3 ) 目前网络课件制作上的不足 目前大部分的网络课件都以网页形式呈现，这是符合网络教育特点的，也 是我们网络教育课程开发的一个趋势旧。然而目前大部分的网页都以静态方式 展现，其组织方式也是线性的，其更新频率也不够快。网络技术的核心是其强 大的交互性，但纵观现在常见的网络课件大都是使用静态的h t m l 语言开发， 根本无法体现出交互功能。惟存教育实验室柳栋老师认为：“如果我们仅仅通过 静态网页发布教学内容，让学习者仅仅接受这些结论；或通过网络视音频将一 3 武汉理工大学硕士学位论文 个教室内的讲授课共享给另外一个教室。这样的技术运用方式，与通过电视播 送一节讲授型课有什么区别? 与通过黑板上的大量板书和滔滔不绝的单向灌输 讲课有什么区别? ”既然教学是一项双向互动的交流过程，那么网络课件必须 要体现出交互性的特点，才可以满足人机交互，教师与学生之间、学生和学生 之间互动的需要。现今教育资源得不到共享，低水平、不合理重复开发课件的 情况还十分严重，同一门课程有十几个、几十个单位重复研制单机版课件的情 况并不少见，浪费了大量的人力财力。 1 2 课题的研究目的和意义 随着计算机网络的普及，网上教学逐渐成为师生交互和远程教学的主要方 式，而网络课件是网上教学的知识来源，网络课件制作的好坏，直接影响到整 个网络教育培训的质量。随着网络技术的发展和现代教育技术的广泛应用，网 络课件在辅助教学中发挥越来越重要的作用。如何选择合适的课件制作工具制 作课件，并把测试后的课件发布到w e b 服务器上，提供给学生下载或是在网络 上阅读，是网络课件管理系统的核心内容。在我国目前的教育培训领域中，网 络课件已是相当热门，并且呈现出供求两旺的局面。网络课件以动态的网络为 载体，可以随时更新，并以更新率为课件质量的重要衡量指标。 目前，各式各样的网络课件如雨后春笋不断涌现，但是大多不便于修改 和管理，不能随时更新，造成了各种资源的浪费。如果能做成一个通用平台， 将单机课件直接应用到该平台上，这样就避免了重复开发，不但节省人力、 物力资源，而且给网络课件制作和升级带来更大的方便。利用平台的网络教 学中，课件是作为一种课程资源来呈现并进行管理的。平台可根据不同性质学 科的特点，将该学科的教学模式抽象为可直接套用的模板，并给予相应资源库 的支持。有了丰富的资源库和使用简单的教学设计模板，就可以方便地完成课 件对交互性的要求。基于网络教学平台的网络课件制作，从总体的教学设计到 具体的教学方法，从界面设计到对象属性设置，每一步都有模板和提示支持， 不同学科的教师只要经过较短时间的学习就可轻松完成课件的编写工作，可大 大减少网络课件的制作难度。 w e b 服务提出了一种新的面向服务的体系结构，它结合了面向组件方法 和w e b 技术的优势。w e b 服务就像一个黑匣子，可以被任何应用系统、在任 4 武汉理工大学硕士学位论文 何地方动态访问，而不必考虑服务的具体实现。w e b 服务突出的优势就在于 它不像传统的组件技术那样依赖特定的对象模型协议( 如d c o m 、r m i 、 c o b r a 等) ，而是利用通用的i n t e r n c t 协议和数据格式来实现服务的访问， 如h t r p 传输协议、x m l 数据格式。而w e b 服务的请求方也可以基于任何 平台，使用任何编程语言，只要它们能遵照w e b 服务接口的定义发送和接收 消息。所以利用w e b 服务框架结构，能帮助企业抛开各类应用系统的对象体 系、运行环境、开发语言等技术方面的束缚，打破企业间的界限。w e b 服务 已经成为r r 业的焦点所在，各大主要技术提供商都在关注和推动w e b 服务的 发展。对于网络课件管理系统的应用研究实质是研究如何利用w e b 服务进行应 用程序的开发。 1 3 论文的研究内容 w e b s e r v i c e s 是未来网络应用的发展方向，s o a p 和w s d l 是w e b s e r v i c e s 的核心协议，是开发跨平台、跨语言应用程序的首选，同时也是电子商务中 企业应用集成( e a i ) 的有效途径。全文分五个部分，其主要内容安排如下： ( 1 ) 绪论 随着网络的发展，单机版课件逐渐被网络课件所代替。本章从目前网络课 件的发展现状入手，针对网络课件的特点及其不足，推出具有高度可交互性的 w e bs e r v i c e s 技术。 ( 2 ) w e bs e r v i c e s 技术体系 对于网络课件管理系统的应用研究实质是研究如何利用w e b 服务进行应用 程序的开发。本章对网络课件管理系统使用的w e bs e r v i c e s 技术架构进行了研 究。从总体上介绍并分析了w e bs e r v i c e s 架构，阐述了w e bs e r v i c e s 概念、模型 和协议栈，并对实现w e bs e r v i c e s 架构需要的关键技术进行了研究。最后本章介 绍了w e bs e r v i c e s 工作流程以及基于不同平台的w e bs e r v i c e s 技术。 ( 3 ) 基于a x i sc + + 构建w 曲服务 a x i s 给出了一个很好的s o a p 实现，它使得开发w e bs e r v i c e s 省掉了底 层技术细节，变得轻松高效。本章从a x i s 体系结构入手，介绍了a x i sc + + 的运 行环境和相应配置，并给出了基于a x i sc + 4 - 构建w e b 服务的详细流程。 5 武汉理工大学硕士学位论文 ( 4 ) 课件管理系统的设计与实现 本章首先从总体上介绍并分析了系统架构，阐述了w 曲服务开发生命周期 以及四种常见的开发方案，总结出本系统的开发设计方案以及功能模块的划分； 接着，对课件管理系统进行详细的设计与实现，包括运行环境的搭建，数据库 设计、界面设计；最后给出了创建、部署、调用w e b 服务的部分实现代码。 ( 5 ) 总结与展望 6 武汉理工大学硕士学位论文 第2 章w e bs e r v i c e s 技术体系 2 1w e bs e r v i c e s 概括 w e bs e r v i c e s 是下一代i n t e r n e t 的发展方向，是自包含、自描述、模块化 的应用，可以在网络( 通常是w e b ) 中被描述、发布，查找以及通过w e b 来 调用【7 l 。从外部的使用者的角度而言，w e b 服务是一种部署在w e b 上的对象、 组件，它具备完好的封装性，使用协议的规范性，使用标准协议规范的特性。 w e b 服务平台提供一套标准的类型系统实现互操作，用于沟通不同平台、编 程语言和组件模型中的不同类型系统。在传统的分布式系统，基于界面的平 台提供了一些方法来描述界面、方法和参数。w e b 服务平台使用协议实现分 布式应用程序创建的技术以及各种应用的实现。 w e b 服务中的“服务”指的是面向服务的体系结构( s e r v i c e - o r i e n t e d a r c h i t e c t u r e 简称s o a ) 。s o a 是分布式信息处理技术中的最新开发项目i s l 在此项目中，应用程序可以通过网络调用其他应用程序的功能。在s o a 中， 功能发布在网络上，因为网络提供了两个重要的功能“发现”( 找到功能 的能力) 以及“绑定”( 连接功能的能力) 。在w e b 服务体系结构中，这些 活动对应于三个角色：服务提供者、服务请求者、服务注册中心( 分别对应 于面向服务的体系结构中“发布”、“查找”和“绑定勺。 w e b 服务使用动态绑定。这意味着使用w e b 服务的应用程序可以动态 设计，并在运行时将客户绑定到服务器上。w e b 服务本身使用的编程语言并 不重要；作为w e b 服务发布的各种功能的实现可以独立于平台和编程语言。 如果发布者希望从根本上改变他们实现功能或者发布能被w e b 服务请求者 找到( 发现) 的新功能的方式，那么w e b 服务体系结构可以提供这个能力。 在w e b 服务出现之前，应用程序通信通常使用静态绑定。静态绑定意味着 应用程序的集成缺乏灵活性，因为正在通信的应用程序( 以及他们的r r 部门) 必须对使用哪种对象类型和编程语言达成一致。 以前的技术( 例如c o r b a 、d c o m 和j a v ar m i ) 都要求更多的协定， 并共享业务系统的上下文。所提供的功能常常被直接链接到用于实现该功能 7 武汉理工大学硕士学位论文 的软件对象中，这并不意味着这些技术是无用的，只是w e b 服务的粗粒度 集成可能更适合于开放的i n t e r n e t 上的分布式信息处理。本章引入的w e b 服 务技术( u d d i 、w s d l 和s o a p ) 正是为了使s o a 能够在开放的i n t e r n e t 上运行而创建的。 w e bs e r v i c e s 体系结构基于三种角色( 服务提供者、服务请求者、服务注 册中心) 之间的交互1 9 】【埘。交互具体涉及到发布、查找和绑定操作。这些角色 和操作一起作用于w e bs e r v i c e s 组件；w e bs e r v i c e s 软件模块及其描述。在典 型情况下，服务提供者提供可通过网络访问的软件模块( w e bs e r v i c e s 的一个 实现) 。服务提供者定义w e bs e r v i c e s 的服务描述，并把它发布到服务请求者或 服务注册中心。服务请求者使用查找操作从本地或服务注册中心搜索服务描述， 然后使用服务描述与服务提供者进行绑定，并调用相应的w e bs e r v i c e s 实现， 同它交互。服务提供者和服务请求者角色是逻辑结构。图2 1 展示了w e b s e r v i c e s 体系架构模型，这是一种面向服务的架构。 图2 - 1w e bs e r v i c e s 体系架构模型 服务提供者( s e r v i c ep r o v i d e r ) 。从企业的角度看，这是服务的所有者。 从体系结构的角度说，这是托管被访问服务的平台。它创建w e bs e r v i c e s 服务 实体，为其他服务和用户提供服务功能，服务提供者在实现服务之后可以发布 服务，并且可以响应其服务的调用请求。 服务请求者( s e r v i c er e q u e s t o r ) 。从企业的角度看，这是要求满足特定 功能的企业。从体系结构看，这是寻找并调用服务，或者启动与服务交互的应 用程序。服务请求者角色可以由浏览器充当。它是w e bs e r v i c e s 功能的使用者， 可以利用w e bs e r v i c e s 注册中心查找所需的服务，并且向w e bs e r v i c e s 提供者 8 武汉理工大学硕士学位论文 发送请求以获得服务。 服务注册中心( s e r v i c er e # s 埘) 。这是可搜索的服务描述注册中心，服 务提供者在此发布服务描述，服务请求者可从服务注册中心搜索已发布的w e b s e r v i c e s 。在静态绑定开发或动态绑定执行期间，服务请求者查找服务并获得服 务的绑定信息( 在服务描述中) 。对于静态绑定的服务请求者，服务注册中心是 体系结构的可选角色，因为服务提供者可以把服务描述直接发送给服务请求者。 同样，服务请求者可以从服务注册中心以外的其它来源得到服务描述，例如本 地文件、f t p 站点、w e b 站点、广告和服务发现( a d v e r t i s e m e n ta n dd i s c o v e r yo f s e r v i c e s ，a d s ) 或发现w e b 服务( d i s c o v e r yo f w e bs e r v i c e s ，d i s c 0 ) 。 对于利用w e bs e r v i c e s 的应用程序，必须发生以下三个行为：发布服务描 述、查询或查找服务描述以及根据服务描述绑定或调用服务，这些行为是可以 单次或反复出现的，要以一种可互操作的方式执行发布、发现和绑定这三个操 作，必须有一个包含每一层标准的w e bs e r v i c e s 协议栈1 1 1 】这些协议和技术的 基本层次结构如图2 2 所示。上面的几层建立在下面几层提供的功能之上，垂 直的条表示在协议栈中每一层必须满足的需求，左面的文本表示协议栈的那一 层所应用的标准技术。其中，最下面一层是目前已经定义好的并且广泛使用的 传输层和网络层的标准：口、h 兀甲、s m t p 等。中间四层是目前开发的w e b 服务的相关标准协议，包括服务调用协议s o a p 、服务描述协议w s d l 和服务 发现集成协议u d d i 以及服务工作流描述语言w s f l 。最上面两层是更高层的 待开发的关于路由、可靠性以及事务等方面的协议。右边的垂直层是各个协议 层的公用机制，这些机制一般由外部的正交机制来完成。 ( 空)待定 j _*” “! r o u t i n g , r e l i a b i l i t ya n d ；o i t r a n s a c t i o n 待定 ；兰 c j 巳 w s f lw b r k t l o w 篁 翟一 u d d l 服务发现和集成 嚅 o 2 ； h ：。 蓉 l 乏 w s d l 服务描述 ，耋 薯 s o a p ) 【m l消息协议 再 o ， h r r p ，s m i p ，f r p ，h r i 甲s 各种网络传输协议 。g 图2 - 2w e bs e r v i c e s 协议栈 9 武汉理工大学硕士学位论文 2 2w e bs e r v i c e s 关键技术 w e bs e r v i c e s 是建立可互操作的分布式应用系统的新平台，包含有一整 套的技术标准来规范程序之间如何实现互操作性。其中最为关键的有x m l 、 s o a p 、w s d l 和u d d i 等【1 2 1 。当然，w e b 服务的具体实现并不局限在这几 种协议和技术上，任何支持w e b 标准的系统都能支持w e b 服务。 w e b 服务中的s o a 发布，查找、绑定功能依赖于x m l 。因此，我们首 先介绍x m l 。 2 2 1w e bs e r v i c e s 的基石- x m l 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 ) 即可扩展标记语言，是由s g m l s t a n d a r dg e n e r a l i z e dm a r k u p ( 标准化通用标记语言) 发展而来，是s g m l 的 一个简化子集，它以一种开放的自我描述方式定义数据结构，在描述数据内 容的同时能突出对结构的描述，从而体现出数据之间的关系x m l 是一种标 记语言，和h t m l 相比，它不再使用固定的标记，而允许定义数量不限的标 记来描述文档中的资料，允许嵌套的信息结构，提供了一个直接处理w e b 数 据的通用方法，注重描述w e b 页面的内容，它可以被不同的数据使用者从中 提取所关心的不同数据内容，用于各自的目的。因此，x m l 提供了在w e b 上的结构化信息的交换机制，从而将w e b 从发布媒体转换为一个应用程序处 理环境。 模式描述文件是x m l 的重要要素之一，x m l 的模式描述语言主要包括 d t d ( d o c u m e n tt y p ed e c l a r a t i o n ，文档类型定义) 和x m ls c h e m a ，其中 x m l s c h e m a 是定义x m l 文档数据模型的标准，规定了x m l 文件的逻辑结 构，定义了x m l 文件中的元素，元素的属性以及元素和元素属性之间的关 系。根据模式验证x m l 文档的有效性是由解析器来执行的。文档对象模型 d o m ( d o c u m e n t o b i e c tm o d e l ) 是x m l 文档内容和结构访问的接口，包括 从x m l 文档中读取数据，以及通过添加新元素等来修改数据和该表结构， 它与语言无关，因而可以用各种语言在各种平台上实现。d o m 把文档表示 为节点( n o d e ) 对象树。节点被冠以相应的名称以对应它们在树中相对其他 节点的位置：节点对象不但表示了文档中的x m l 元素，而且代表了在一个 文档之内的其他所有内容，从最顶端的文档元素自身到单独的内容要素，比 武汉理工大学硕士学位论文 如属性、注释以及数据等等都包括在内每一个节点都有其专门的接口，这 些接口对应于节点所代表的x m l 内容，但这些接口其实在本质上也是节点。 利用d o m 规范，可以实现d o m 文档和x m l 之间的相互转换，遍历、操作 相应d o m 文档的内容。可以说，要自由地操纵x m l 文件，就要用到d o m 规范。w 3 c 已于2 0 0 0 年1 1 月1 3 日推出了规范d o m l e v e l 3 。 x m l 继承了s g m l 的许多特性，首先是可扩展性1 1 3 1 。x m l 允许使用者 创建和使用他们自己的标记而不是h t m l 的有限词汇表。这一点至关重要， 企业可以用x m l 为电子商务和供应链集成等应用定义自己的标记语言，甚 至特定行业一起来定义该领域的特殊标记语言，作为该领域信息共享与数据 交换的基础。 其次是灵活性。h t m l 很难进一步发展，就是因为它是格式、超文本和 图形用户界面语义的混合，要同时发展这些混合在一起的功能是很困难的。 而x m l 提供了一种结构化的数据表示方式，使得用户界面分离于结构化数 据。所以，w e b 用户所追求的许多先进功能在x m l 环境下更容易实现。 第三是自描述性。x m l 文档通常包含一个文档类型声明，因而x m l 文 档是自描述的。不仅人能读懂x m l 文档，计算机也能处理。x m l 表示数据 的方式真正做到了独立于应用系统，并且数据能够重用。x m l 文档被看作是 文档的数据库化和数据的文档化。 除了上述先进特性以外，x m l 还具有简明性。它只有s g m l 约2 0 的 复杂性，但却具有s g m l 功能的约8 0 。x m l 比完整的s g m l 简单得多， 易学、易用并且易实现。另外，x m l 也吸收了人们多年来在w e b 上使用h t m l 的经验。x m l 支持世界上几乎所有的主要语言，并且不同语言的文本可以在 同一文档中混合使用，应用x m l 的软件能处理这些语言的任何组合。所有 这一切将使x m l 成为数据表示的一个开放标准，这种数据表示独立于机器 平台、供应商以及编程语言。它将为网络计算注入新的活力，并为信息技术 带来新的机遇。目前，许多大公司和开发人员已经开始使用x m l ，包括b 2 b 在内的许多优秀应用已经证实了x m l 将会改变今后创建应用程序的方式。 从1 9 9 8 年开始。x m l 被引入许多网络协议，以便于为二个软件提供相 互通信的标准方法。简单对象访问协议( s o a p ) 和x m l - r p c 规范为软件 交互提供了独立于平台的方式，从而为分布式计算环境打开了大门。几乎所 有主要的软件厂商都支持s o a p 。s o a p 的快速成功史无前例地提高了软件 武汉理工大学硕士学位论文 的互操作潜力当今，w e b 服务革命正在兴起，而s o a p 正是其基础协议。 h t m l 始终是最成功的标记语言。您几乎可以在任何设备( 从掌上电脑 到大型机) 上查看最简擎的h t m l 标记，并且您甚至可以用合适的工具将 h t m l 标记转换成语音和其它格式。既然h t m l 成功了，为什么w 3 c 还要 创建x m l 昵? h t m l 的问题在于它是为人设计的。即使不用浏览器查看上面的h t m l 文档，您和我也会知道那是某个人的邮政地址。( 具体而言，它是美国某个人 的邮政地址；即使您一点也不熟悉美国邮政地址的格式，您可能也会猜出这 表示什么。) 作为人，您和我具有理解大多数文档的含义和意图的智慧。遗憾 的是机器不能做到。尽管这个文档中的标记告诉浏览器如何显示该信息，但 标记没有告诉测览器信息是什么。您和我知道它是一个地址，但机器不知道。 x m l 和h t m l 的主要区别有【1 4 】： x m l 是用来存放数据的；x m l 不是h t m l 的替代品，x m l 和h t m l 是两种不同用途的语言，x m l 是被设计用来描述数据的，重点是：什么是数 据，如何存放数据。h t m l 是被设计用来显示数据的，重点是；显示数据以 及如何显示数据更好上面。h t m l 是与显示信息相关的，x m l 则是与描述信 息相关的。 w e bs e r v i c e s 的一切都建立在x m l 技术基础上，包括w e bs e r v i c e s 的消 息、描述和服务实现的各个环节。利用x m l 可以有效地解决新旧系统、不 同应用系统之间或者不同数据源之间的数据共享与交互问题。 2 2 2w 曲s e r v i c e s 信息传递协议一s o a p 目前，大多数平台已经有了能够使用x m l 的处理器，使用x m l 重新描 述和包装各自的远程组件访问协议，