（计算机应用技术专业论文）基于xml的ms+office操作型试题自动评测模型及应用研究.pdf

i f i i j i | j | f | j i f j i | f f | 洲| j i i i 东南大学学位论文独创性声：- y 1 7 5 4 2 8 0 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： 雌日期：芈、叶 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：雌导师签名：期：吲，1 1 1 摘要 摘要 m so 衢c e 操作题是高中信息技术课程必修部分的重要组成部 现，不仅可以让教师从繁重的手工阅卷中解脱出来，而且可以让学 既减轻了教师的工作强度，又提高了学生学习的效率，对信息技术 算机的无纸化考试中对m so 伟c e 操作题的评分方法多集中于应对 要编写不同的试题和不同的评分程序，系统缺乏通用性和扩展性。 的m so 伍c e 操作型试题的自动评测模型。其基本思想是：教师以可视化的形式进行题库建设，为每 一道试题创建一个x m l 文档，记录试题信息及评分点，学生考试结束后，分析沮。文档的评分点信 息进行自动评测，对某些操作引入模糊贴近度进行判定，最终给出阅卷结果，真正实现了试题和阅卷 代码的分离。本模型利用舭文档记录数据结构，使数据传输高效、准确，实现了瘦客户端的目的。 v 【l 文档还可以表示数据之间复杂的逻辑关系，使数据结构更加严谨，判定更加准确。 本文的主要工作是构建了一个基于x m l 的m so 伍c e 操作型试题自动评测模犁，并对该模型进行 了应用研究，分析并设计实现了一个基于m ，的m so 俪c e 操作型试题自动评测系统，对其中题库建 设模块和考试阅卷模块进行了详细的论述。该系统采用c s 体系结构，将实现环境限定在计算机机房 局域网内，实现工具是d e l p h i 7 。 本文共分六章。第一章介绍了计算机考试阅卷系统的现状，提出了研究本课题的意义所在，说明 了本论文的研究内容，论文结构。第二章介绍模型研究的相关技术，阐述了x l 咀。的相关技术，对x m l d o m ，诳。s c 陋m a 技术进行研究，详细介绍了3 a 等相关技术。第三章主要研究基于皿。的 m so 币c e 操作型试题自动评测模型的构建。详细介绍了x m l 的评分规则文件及对应的文件解释系统， 对评分规则文件的生成和解释进行了详细的阐述。第四章是模型的应用设计和实现，介绍了系统的总 体设计方案，分析了自动评测系统的业务逻辑和功能模块。并详细说明了系统的实现过程，给出了具 体的实现方案。第五章通过两个具体的样例对模型进行了测试和验证。第六章总结了模型的研究、设 计、实现过程，简要介绍本文的主要特色及系统有待完善之处，展望了m so 币c e 操作型试题自动评 测模型的发展趋势。 关键词：x m lv b am so f f i c e 操作题 自动评测模糊贴近度 摘要 a b s t r a c t m so 伍o p e 础o n a lt e s ti s 柚i m p o r t a n t 锄dc o m p u l s 0 d rp a no fi n f o m a t i o nt e c h n o l o g yc o u r i nh i g h h 0 0 1 t h es t i j d yf o ri 协a l i t o m a t i c 鲫i n gm o d e l i st 0 丘et l l et e a c h e 体丘d m l eh e a v yh 柚di i lm 骶i ( i n go u t 锄d 即a b l em l d e n t st 0 d e r s 诅n dt t l es i t u a t i o no fm 嬲t e r i n gi ( n o w l e d g e t h a ti sn o to n l yt 0 剃u c e 廿l e 、v o r k j o a do ft e h e r s ，b u ta l s ot 0i i i l p r o v es t u d e n 乜l e 锄i r i ge f f i c i 朗c y hi so fg r e a 士p 嘲i c a l 砌u ef 0 r t e a c h i n gm f o 啪鲥o nt e c h n o l o 舒c o u r a tp r e s e 峨t l l ec o m p u t e rt e s t i i l gw i t h o l i tp a p e rmm so 衔c e o p e m t i o n a lt e s ti sm o 他c o n n 仇l t i 甜c o p i n gw 曲as p e c i f i ce x 锄i n a l i o no fa d i f f e r e n te ) 【a mw h i c hn e e d s t 0w r i t ed i f f b r 朗tq u e s t i o i 坞a n dd i 行b 心n t 僦n gp r o c e d u r e s ，锄ds y s t e m si a c ko f 蚍i a b i l i t ) r 鲫du n i v e r 蛆i f 0 r t 量l i sr e 鹤o n ，t l l i sp a p e ri s 西v e nam o d e lo f 卸t o m a t i c 伊a d i n gf 1 0 rt h em so 历c co p e r 撕o n a lt e s tb 嬲e d0 nx m l t h em a i l li d i s ：t e a c h e 硌m a l ( en 他t e s tq s t i o 舾b yv i s u a l i z a t i 锄dc 陀a 土e v i ld o c u m e n t 他c o r d i n g i n f l o m a t i 伽t e s ts c o r e sf b r c ht e s tq u e s t i o 璐a f b e rt l l es t i j d e n te 础n i i l a t i o 玛锄脚y z i i l gxmi ，d o c 岫e n t s o 陀p o i n ti n f o 咖a t i f o r 卸幻m a t i ce v a l u a t i o no fc e r t a i no 删i o 邶c a 币e do u tt 0d e 咖i i l et l l e i i l _ 讯 d u m i o no f 丘豇目7n e 锄e s sd e 黟t l l i st r u l y p a r a t e st l l ea u t o m 撕c 胂d i n gc o d e 卸dt e s tq u e s t i o i l s t h e p 陀s e n tm o d e l 啪x m ld o c 啪e n t st or e c o r dd a t as t r l l 曲姗：，l a t 疵嘲i s s i o ne 街c i e 鸸c u r a t e 趾d h i e v e 廿l ep u r p o s eo ft i l i nc l i e n _ t s x 1 ld o c u m e n t sc 锄a l s ob es a i d 廿l ec o m p l e xl o 西c a l 佗l 撕o m 醅t 、v e l ed a ：t a 锄dm a | 汜d a t a 蚰m 咖sm 0 他s t r i n g e n t 锄dd e t e n n i n em o 陀c 眦t c 1 1 1 em a i nt a s ko f t h i sp a p e ri st 0b u i l dam o d e lo f 棚撕cg m i n gf o r l em so 伍哨删i o 舱lt c s t b 舔c d x m l ，锄d 忙m o d e l 印p l i e dr e s e a r c h ，锄a l y s i s ，柚dd 商印e d 锄di m p l e m 朗t | e d 锄x m i ，- b 舔e dm s o 伍c eo p e 棚a lq 昵s t i o 璐孤l t 0 吼a t i ce v a l u a t i o ns y 咖mf o rm em ei t e mb a i l l 【b u i l d i n gm o d u l 器t i l e q u e s t i o nb a n l ( c 0 t 吲r 删m o d u l e 锄dm e 龇t o m a t i c 粤砸i n gm o d u l ea r ed i s c u s s e di i ld 喇1 t h es y s t e m u s 髓c s 删t c c t u r e 锄dm a l ( 懿n l ee n v i m 咖e mb el i i i l i t e dt o1 0 c a la r e an e 觚o d 【o ft l l ec o m p u t e rr o o m d e l p h i 7 i s m e t | 0 0 1 1 1 1 i sa n i c l ei sd i v i d e di n t os i ) 【c h a p t c 稿n ef i r s tc h 印t e ri n 仃o d u o 鹪廿l ep r e s e n ts i t u 撕o fc o m p u t e r 咖a l i cg r a d i n gs y s t e m 锄dp m p o s e s 廿l es i 印i f i c a i l c et 0s t u d y 廿l i st o p i c 觚ds h o w sm ec o n 锄1 to f 廿l es t u d y 锄dt 1 1 es 加l c t u 佗o fp 暑i p i 既t h es e c o n dc h 印t e rd e s c r i b 鼯他l a t e dt e c t l i l o l o g yf o rm o d e ls t | 帕y 锄dd e s c r i b 髂 ) ( 1 儿- r e l 砷e dt e c h l o 酉e s 锄d 陀a 佗h 懿x m l ，x m ld o m ，x m ls c h e m a ，锄dv b ai l ld e t a i l c h 叩瞬 i i lm a i n l y 麟；e a r c h e sm so 硒c eo p e r a t i o n a lq u e s t i o n sa u t 0e v a l u 加gm o d e lc o n s 仃u 硎o nb 丛e d 伽x m l ni 曲州u c e st l l ex l l 伊a d i n gn l l ed o c u m e n t 鲫dm ec o f 佗s p o n d i n gd o c 啪e n te x p l 锄a t i o ns y s t e mi 1 1d e t a i l c h a p t e ri vi sd e s i 印觚d 硎i 刎o no ft l l em o d e l i ti 曲o d u c e sn l es y s t e mo v e m l lp r o j e c td e s i 印锄d 锄a l y z 鼹 l o 舀c 锄dt t l e 劬c t i o nm o d u l eo ft h e 批m a t i c 删i n gs y s t e m 1 ta l s od 矧l s l es y s t e mi m p l e m e n t a t i o n p m c c s s 锄d 西v 懿ac o n c 础e 他a l i 刎0 no fm ep m 舒锄c h a p t e rvt e s 协锄dv e r i f i 伪t t l em o d e lb y “v 0 c o n c r e t ee x a m p l e s c h 印t e rv is 哪su pt h em o d e l sr e s e a r c h ，d e s i g l l ，t 1 1 ep r o c e s so f 他a l i 2 a t i o n 锄ds i m p l y i n t r o d u c e st h em a i nc h a 珊舵r i s t i ca n dd e f i c i 舶c i e so ft h i sp a p e r 锄d1 0 0 l sf o n v a r dt 0 l em so f f i c e o p e 髓l i o n a lt b s t 肌t o m a t i cg m d i n gm o d e li n 仙en e 盯胁陀 k e ) r w o r d ：x m l ，a ，m so m c eo p e n t i o n a lt e s t ，a u t o m a t i cg m d i n g ，f l 比珂p m x i m i 哆 i i 目录 目录 第一章绪论l 1 1 本课题的研究意义l 1 2 国内外研究情况1 1 3 研究目标和主要工作内容2 1 4 论文结构安排2 第二章模型相关技术的研究4 2 1x m l 简介4 2 1 1x m l 概j 苤4 2 1 2x m l 的基本语法4 2 1 3x m ls c h e m a 5 2 1 4x m ld o m 6 2 1 5x m l 数据交换8 2 2 3 a 简介9 2 2 1v b a 概述1 0 2 2 2v b a 与宏。1 0 2 2 3 a 与v b 1 0 2 2 4v b a 的特征。1 l 2 2 5 j a 的功能。l l 2 2 6 a 和o 伍c e l l 2 3 本章小结1 3 第三章基于垤l 的m so 佑c e 操作型试题自动评测模型1 4 3 1 基于x l 帆的m s o f f i c e 操作型试题自动评测模型的提出1 4 3 2 基于x m l 的m so 伍c e 操作型试题自动评测模型的构建1 5 3 2 1 评分点的描述1 5 3 2 2x m l 评分规则文件的描述1 7 3 2 3x m l 评分规则文件的生成( 题库建设) 一1 8 3 2 4x m l 评分规则文件的解释( 自动阅卷) 2 2 3 3 本章小结2 4 第四章模型的应用设计与实现。2 6 4 1 结构分析与设计。2 6 4 2 功能模块的设计与实现2 6 4 2 1 题库管理模块2 7 4 2 2 考试阅卷模块3 0 4 3 数据库的设计3 4 4 5 本章小结。3 6 第五章模型的测试与验证3 7 5 1 样例一3 7 5 1 1 试题编制3 7 i 目录 5 1 2x m l 评分规则文件3 8 5 1 3 学生考试4 0 5 1 4 自动阅卷4 0 5 1 5 阅卷过程及结果分析4 0 5 2 样例二4 2 5 2 1 试题编制4 2 5 2 2x m l 评分规则文件4 3 5 2 3 学生考试4 5 5 2 4 自动阅卷4 5 5 2 5 阅卷过程及结果分析4 5 5 3 本章小结4 7 第六章总结与展望4 8 6 1 总结4 8 6 2 展望4 8 致谢4 9 参考文献5 0 作者简介5 2 i i 第一章绪论 1 1 本课题的研究意义 第一章绪论 根据高考政策的调整，信息技术成绩以百分计入高考成绩，并有向无纸化考试形式发展的趋势，无 纸化考试以其命题快捷、组卷科学、组考方便、阅卷客观公正、成绩统计高效等优点而得到越来越多的 应用。目前计算机的无纸化考试中对客观题的评分已经很容易做到，对主观题的评分也有许多方法，然 而这些方法多集中于应对某一次特定的考试，不同的考试需要编写不同的试题和不同的评分程序，系统 缺乏通用性和扩展性，而且相对于考试系统的练习系统却相对的较少。作为一线的教师，练习系统的应 用能够减少重复批改作业的工作量，减少学生抄袭的可能性，而对学生而言，练习系统的虑用不仅能提 高操作的熟练度，而且成绩的实时反馈有利于学生更好的检验知识点的掌握程度。随着高考脚步的的临 近，各种各样的练习系统也应运而生，而传统的练习系统总逃不脱考试系统的影子，采用同定的试题， 同定的答案，对于一线的教师而言，不利于知识点的调整和题库的更新，练习系统起到的作用也就变得 很有限，因而开发一套适用于一线教师平时教学及测评的系统就显得非常的及时和有意义。 高中信息技术课程包括必修与选修两个部分，必修部分只有“信息技术基础”一个模块，该模块 的实践部分主要是m so 币c e 操作题，对m so 伍操作型试题自动评测模型研究及实现，不仅可 以让教师从繁重的手工阅卷中解脱出来，而且可以让学生实时的了解知识点的掌握情况，教师也可以 统计学生知识点的掌握程度以便于调整教学进度和策略，因而模型的研究和应用可以有效的提高教学 质量和教学效率，具有很强的实用价值。 1 2 国内外研究情况 近几年来，互联网与计算机软硬件发展迅速，各类考核中使用的传统手工阅卷已经逐步走向计算机 自动测评。国内对于计算机考试与自动评卷系统的应用开发较早，主要应用在计算机证书考试中，如全 国计算机等级考试、各省的计算机会考系统等。目前的一些自动测评系统已经能很好地完成对常见客观 型试题的自动阅卷t 作，但是对于一些主观性很强的试题，还没有很好的自动阅卷的方案【l 】。 目前，我国对可视化界面的软件测试发展很迅速。其自动阅卷功能人致通过以下四条思路来实现【2 3 ，4 】： ( 1 ) 构造一个被测试软件的仿真系统，这要求仿真系统不仅能模拟该软件的环境界面，而且能够 记录考生的操作步骤，然后通过分析考生的操作步骤米进行自动阅卷。 ( 2 ) 在被测试软件中直接将考生的操作步骤记录下来，然后分析考生的操作步骤，以判定考生操 作是否正确【5 6 1 。 ( 3 ) 通过分析考生操作的结果特定格式的文件，来判定考生的操作结果是否正确【8 l 。 ( 4 ) 通过v b a 进行阅卷的方法具有一定的通用性，通过相应的对象，实现对被测试软件的自动阅 卷功能1 7 1 。 前二种机制都要求记录考生的操作过程，一个操作的实现可以有多种途径，同时在操作中会存在撤 销、反复的过程，因此，必须考虑的因素多而复杂，提高阅卷准确性的难度比较大。第三种机制要求特 定格式的文件，要求文件格式的转换，技术要求高，通用性不大。第四种机制往往针对每一个试题开发 相虑的阅卷程序段，形成程序段和试题一一对应的关系。这种方法的阅卷准确率高，但是，当试题进行 修改添加时，考试系统的阅卷部分都必须重新开发，因此，系统的使用率低，造成软件复用量小，开发 周期长，开发工作量大，开发费用高等缺点，而且系统中遗留的错误比较多【9 】。 目前的在线考试系统采用的比较流行的两种网络开发模式分别是c s 与b s 模式【l o f l l l 。 第一章绪论 c s 模式即c l i e 州s e r v e r ，以局域网作为考试环境旧乃】：题库、考试管理监控系统、成绩分析系 统等放在服务器端，考试程序放在各考试用客户机上。考生登录后，服务器端确认考生身份，并按一 定的组卷策略抽题、组卷，并将题目下传到客户机。考试结束后，考试系统自动评分，并将考试成绩 和相关考试文档上传到服务器保存。目前，很多学校开发的“无纸化考试系统”、“计算机辅助考试 系统”都属于这类系统。此种结构是传统的结构，系统功能比较完善，考试管理易于实现，适合应用 于各种类型的考试，技术非常成熟，具有安全的存取模式，网络通信量低，响应速度快。缺点是必须安 装客户端程序，维护难度大、成本高，考生必须在指定的时间和地点参加考试，系统对同时参加考试 的人数也有限制，不能用于远程考试。 b s 模式即b r 0 哪料腮e r v e r ，是基于w e b 的远程考试系鲥1 4 1 5 1 6 l ：b s 模式是一种以w e b 技术 为基础的新型的m j s 系统平台模式。把传统c s 模式中的服务器部分分解为一个数据服务器与一个 或多个应用服务器( w e b 服务器) ，从而构成一个三层结构的客户服务器体系。此种结构是适用因特网 的发展而出现的，与传统的二层模型的c s 考试系统相比，它简化了客户端软件的安装，只要有i e 就 能运行，简化了系统的开发和维护，使系统具有较好的可移植性，作为后台服务的数据库与w e b 服务 器进行信息交流，而不直接与客户端打交道，从而能降低系统的通讯量，减轻网络负载。因此它适合 于远程考试，用户界面更友好、通用。最大的缺点是数据安全性低，对服务器要求高，数据传输速度慢， 一些相对复杂的功能实现比较困难。 1 3 研究目标和主要工作内容 目前的考试系统大多都是针对某一次考试进行试题的编制和阅卷程序代码的编写，缺乏一定的通 用性和扩展性，而学校平时教学所用的练习系统却少之又少，所以迫切需要一个可以由用户自行进行 题库建设和实现自动评测的系统来应用于日常教学。本文就此课题展开研究，希望能为m so f f i c e 操作型试题自动评测模型研究及实现提供一种思路，满足学校、教师、学生等应用需要，其目的是更 好地服务于教学，对教师的工作有一定的辅助作用，提高学生的学习效率。 本课题的研究目标是：在局域网环境下对基于讯。的m so 历c e 操作型试题自动评测模型进行 研究并实现应用，其特点是：能够实现教师对于题库的可视化建设和管理，学生的练习和自测，系统 的自动评分和统计等基本功能。 本课题的主要工作内容是： ( 1 ) x m l 相关技术的研究和应用。包括诅。d o m 、叽s c h e m a 等。 ( 2 ) a 的研究和应用。利用。俪c e 自带的“对象库”，采用a 编程实现。a 由微软开 发，嵌入在。仃i c e 的各个组件中，并能方便地被其它应用程序以o l e 的形式调用和控制。 ( 3 ) 基于x m l 的m so 伍c e 操作型试题自动评测模型研究。基于x m l 的自动评测模型将阅卷 代码和试题分离，教师在进行题库建设时，编辑题目要求，导入原始文档和答案文档，设置知识点和 分值，由评分规则文件解释系统为试题生成x m l 评分规则文件，阅卷代码进行阅卷时，评分规则文 件解释系统解释评分规则，完成阅卷。评分规则文件解释系统成为试题和阅卷代码之间的桥梁，实现 了试题和阅卷代码的分离。 ( 4 ) 以所研究的自动评测模型为核心，设计实现包括教师试题编制，题库管理，学生考试，自动 阅卷等模块的局域嗣环境卜的自动评测系统，并以d e l p h i 7 为开发平台，实现系统原型。 1 4 论文结构安摔 本文共分六章。 第一章绪论，介绍了计算机考试阅卷系统的现状，提出了研究本课题的意义所在，说明了本论文 的研究内容，论文结构。 2 第一章绪论 第二章模型研究的相关技术，阐述了x m l 的相关技术，对x m ld o m ，x m ls c h e m a 技术进 行研究，详细介绍了3 a 等相关技术。 第三章基于x m l 的m so 伍c e 操作型试题自动评测模型研究，主要研究基于x m l 的m so 俑c e 操作型试题自动评测模型的构建。详细介绍了x m 吐的评分规则文件及对应的文件解释系统，对评分 规则文件的生成和解释进行了详细的阐述。这是本论文的主要研究工作。 第四章模型的应用设计和实现，介绍了系统的总体设计方案，分析了自动评测系统的业务逻辑和 功能模块。并详细说明了系统的实现过程，给出了具体的实现方案。 第五章模型的测试和验证，通过二个具体的样例对模型进行了测试和验证。 第六章总结和展望，对系统的设计开发过程进行了总结，简要介绍本文的主要特色及系统有待完 善之处，同时对m so 伍c e 操作型试题自动评测模型的发展趋势进行了展望。 3 第二章模型相关技术的研究 第二章模型相关技术的研究 研究基于x m l 的m s o f f i c e 操作型试题自动评测模型，完成o f f i c e 操作题自动阅卷且功能完善， 同时在性能上有伸缩性，具有一定的通用性，易扩展，安全性高的测评系统，我们将涉及剑下列技 术，下面一一介绍。 2 1 垤l 简介 目前，对o 塌c e 操作题的计算机自动阅卷多采用“属性探测法”，即利用o f f i c e 提供的a p p l i c a t i o n 对象中的方法和属性，读取o 衔c e 文档中指定的内容，并与标准答案比较。采用“属性探测法”阅 卷，必须解决两个问题：一是根据a p p l i c a t i o n 对象提供的属性和考试的要求，怎样直观、规范地描 述考题的标准答案；二是根据标准答案描述文档，怎样准确地探测到答题结果文档中指定的内容，并 完成评分操作。通过对a p p l i c a t i o n 对象结构的分析和对x m 吐技术的研究，发现利用沮，技术可 以较方便地解决上述两个问题【l7 。 2 1 1x m 巴概述 x m l 是可扩展标示语言( e x t e i l s i b l em a 水u pl 锄g u a g e ) 的缩写。x m l 标准是由“全球信息网 标准制定组织”( w 3 c ) 制定，并于1 9 9 8 年2 月成为推荐标准，它既具备了s g m 吐的强人功能和 可扩展性，同时又具有h t m 吐的简单性。目前已有许多家厂商采用，且视为关键性技术。例如： a d o b e ，i b m ，微软，n 眺啪p e ，o r l e ，s 岫及这个领域中的重要厂商。目前许多的新版的软件， 例如：n a v i g a t o r ，i n t e m e te x p l o f e r 及r l p l a y 盯，都已经在软件内部使用) 【l 帆的技术了i 埽j 。咀。 虽然也是一种标记语言，但v i l 并不象h t m l 那样，提供了一组事先已经定义好了的标签，而是 一套定义语义标记的规则，这些标记将文档分成许多部件并对这些部件加以标识。) ( i 诅。提供了一个 标准，利用这个标准，你可以根据实际需要定义自己的新的置标语言，并为你的这个置标语言规定 它特有的一套标签。准确的说，x m l 是一种源置标语言，它允许你根据它所提供的规则，制定各种 各样的置标语言【l 们。x m l 的设计宗旨是传输数据，而非显示数据。x m l 是不作为的，它被设计用 来结构化、存储以及传输信息，我们需要编写软件或者程序，才能传送、接收、显示和处理这个文 档。 x m l 是以文本形式来描述的一种文件格式，对语法有严格的要求，所有x m l 的文件都必须经 过严格的“验证”过程才算完成。由于x m l 是以文本形式描述的，语法简单，可以被所有的机器 解读，义可以在各种平台上使用，所以适合于各种平台环境的数据交换，同样由于使用文本来描述 内容，对数据的管理相当方便，任何系统都可以通过x m l 的解析器来读取x m l 数据。 2 1 2 ) 【i l 的基本语法 一个格式正规的x m l 文档由三个部分组成【2 0 l ： ( 1 ) 可选的( 并且是推荐的) 序言，它包括x m l 声明以及文档类型定义。 ( 2 ) 根元素( 也称为文档元素) ，它包括文档中的其他所有标记和字符数据。 ( 3 ) 可选的( 不是推荐的) 注释和其他非元素标记的各种组合，它们位于根元素结束之后。 序言用来表示x m l 数据的开始，描述字符的编码方法，为x m l 解析器和应用程序提供其他一 些配置线索。 文档的主体是由一个或多个元素组成的，元素是x l l 文档的基本组成部分。它们可以包含其 4 第二章模型相关技术的研究 他的元素、字符数据、字符引用、实体引用、处理指令、注释和c d a t a 部分这些合在一起被 称作元素内容。 元素使用标记( t a g ) 进行分隔由一对尖括号( “”) 同住元素类型名( 一个字符串) 。每 个元素都必须由一个开始标记和一个结束标记分隔开，只有空元素例外。空元素既可以使用起始 结束标记对，也可以使用短小精悍的混合形式空元素标记。元素必须正确嵌套。在这里需特别 指出的是，每个x l 儿文档只有一个根元素。 下面简单解释一些术语： ( 1 ) 字符数据 字符数据就是任何不是标记的文本，它是元素和属性值的文本内容。 属性是附着在元素上的信息，它包含一个名称和值组合，使用以下两种形式： 删b u t en a m e _ ，a 蜘b u t ev a i u e ， a t t r i b u t en 锄e = a ：t t r i b u t ev a l u e ( 2 ) 字符引用 字符引用是一个字符文字形式的替代品，当对字符的文字形式直接处理会导致违反x l 沮。对格 式正规的要求时，它会起到非常重要的作用。字符引用用来表示一个可显示的字符，它由十进制或 十六进制的数字前面加上“& 群”或“& 搬”，后面紧跟分号( ；) 组成： & 朴小小小j ： & 撑x ) ( ) ( ) 0 【： 上面的字符串“卜小除附”和“) c o ( ) ( ”对应着任何x m l 允许的统一代码字符值。 ( 3 ) 实体引用 在x m l 文档中，构成元素内容或属性的字符一般可以用它本身来表示，但对于诅。中的保留 字符如：“ ”等就不适用了，这时就要利用实体引用方式来表示了。前面有一个“”，后面 跟着一个( ；) ： & n 锄e ： 除了) ( 也规范中定义的五个实体外，其它的所有实体都必须在文档中使用前予以定义。 ( 4 ) 处理指令 处理指令是为处理x m l 应用程序提供指示的方法。处理指令以“ ”结束： ”。 2 1 3x m ls c h e m a x m ls c h e m a 是2 0 0 1 年5 月正式发布的、3 c 的推荐标准，经过数年的人规模讨论和开发，如 今，它已成为全球公认的x m l 环境f 首选的数据建模上具。x m ls c h e m a 按标准x m l 规则编写， 用一套预先规定的x m l 元素和属性创建的，这些元素和属性定义了文档的结构的内容模式。 ( 1 ) s c h e m a 的格式 一个x s d l ( x m i ，s c h e m ad e f m i t i o nl a n g u a g e ) 文档由元素、属性、名称空间和x m l 文档中 的其他节点构成，并且至少要包含s c h 哪a 根元素、x m l 模式名称空间的定义和元素定义。 5 第二章模型相关技术的研究 s c h e m a 根元素：在x s d 中必须定义有且仅有一个s c h e m a 根元素。根元素不但表明了文档类 型，而且还包括模式的约束、x m l 模式名称空间的定义，以及其他名称空间的定义、版本信息、语 言信息和其他一些属性。定义如下： ：? ) 【m lv e 幅i o n = ”1 o ”e n c o d i n 罢f ”曲2 3 1 2 ” ，x s d ：s c h e m 驴 其中，n 锄e 属性指定s c h 锄a 名称，也可以不需要。x m l m 指定所属名称空间，紧跟在后面的 x s d 则是该名称空间的名称，名称空间“h t t p ：叭删w 3 o 舭0 0 1 ) ( m l s c h e m ”被映射到】s d 前缀。 e l e m e n t 元素：x s d 中的元素是利用e l e m e n t 标识符来声明的。其中，n 锄e 属性是元素的名字， 必须以字母或下划线开头，而且只能包含字母、数字、下划线、边接符和句号。t y p e 属性是元素值 的类型，是必须的，在这里可以是x m ls c h 啪a 中内置的数据类型或其他类型。具体定义如下： 铋d ：e l 啪e n tn a m e _ ，a 删h 吖b 妒”x 9 d ：s 缸i i i 雪诊 在元素的定义中还有两个属性：m i n o c c u r s 和m a x c i c c u r s 。其中m i n o c c u r s 定义了该元素在父元 素中出现的最少次数( 默认为l ，值为大于等于0 的整数) ，m 舭u r s 定义了该元素在父元素中出 现的最多次数( 默认为1 ，值为大于等于o 的整数) ，岫b o 岫d e d 表示最多次数没有限制。 s c h e m a 属性声明：用于命名属性，并使之与某个特定的简单类型相关联。在x s d l 中，实现 的方法是使用a ：t t m u t e 元素。在x l 帆s c h 锄a 文档中可以按照定义元素的方法定义属性。但受限制 的程度较高，它们只能是简单类型，只能包含文本，且没有子属性。定义属性的方法如下： x s d ：砷胁疵n 锄一a u t h 吖t y p e 。”) 【s d ：矧n 护 s c h e m a 的数据类型：预定义简单类型和复杂类型。简单类型只能包含数据，既不能包含子元素， 也不能带有任何属性，复杂类型中的内容可以包含其他元素或属性。 s c h e m a 的名称空间：提供一种避免元素命名冲突的方支，为x m l 中使用的名称提供一个容器。 其使用语法如下： x m l n ：n 栅e s p 刮- p r e f i ) f ，n a m 嚣p 锄c e ” 在x s d l 中使用的名称空间主要有：目标名称空间，是每个模式文档的名称空间；) m f ls c h 锄a 名称空间，其名称空间的名称为h t t p ：肌n w w 3 o 舭0 0 1 x m l s c h e m ；实例名称空间，其名称空间名 称为h t t p ：，州州w 3 o 砭蛇0 0 1 ) ( m l s c h 咖i n s 咖c c 。 ( 2 ) s c h e m a 的作用 s c h e m a 文档是用于验证x l 沮。文档的正确性，并且判断实例是否符合模式中所描述的所有约束 的，包括检查实例中所有的元素和属性。主要检验如f 内容：验证数据的显示格式正确及是否超出 值的范围，验证所有必需的信息是否都存在，确保不同使用者对文档理解的方式相同。s c h e m a 文档 在一定程度上扩充实例：为元素和属性添加默认值和同定值，使具有简单类型的元素和属性值中的 空白符规范化j 。 2 1 4x m ld o m d o m 是d o c 啪e n to b i e c tm o d e l 的缩写，意为文档对象模型。d o m 是由w 3 c 组织定义并公 布的一个标准，该标准为多重平台和语言使用d o m 提供一致的a p i 。对于x m l 文档的应用和开发 来说，d o m 就是一个对象化的x m l 数据接口，一个与语言无关、与平台无关的标准接口规范。 d o m 使用不同的对象来代替x m l 文档的不同组成部分，利用这些对象的方法和属性米创建访问所 链接的x m l 文档。在应用程序开发过程中，应h j 程序并不是直接对x m l 文档进行操作的，而是首 先由x m l 分析器对x m l 文档进行分析，然后应用程序通过) ( 1 。分析器所提供的d o m 接口对分 析结果进行操作，从而间接地实现对沮。文档的访问。如图2 1 所示： 6 第二章模型相关技术的研究 ，t x m l， x m l x m 【l 应 i d o m 接口 户 分 文 用析 程 器 档 序 图2 1d o m 接口在应用程序开发过程中所处地位 ( 1 ) d o m 基本接口 在d o m 接口标准中，有四个基本的接口：d 0 c 啪e n t 、n o d e 、n 0 d e l i s t 以及n 锄e d n 0 d e m 印。 d o c 岫e n t 接口：是对文档进行操作的入口，它是从n 0 d e 接口中继承过来的。d o c 啪e n t 接口提 供了创建其他节点对象的方法，通过d o c 啪e n t 节点，可以访问到文档中的其他节点，在一棵d o m 树中，d o c 嘲e m 节点可以包含多个处理指令、多个注释作为其子节点，但文档类型节点和x m l 文 档根元素节点都是唯一的。 n o d e 接口：n o d e 接口在整个d o m 树中具有举足轻重的地位，d o m 接口中有很大一部分接口 是从n o d e 接口继承过来的，例如：e l e m e n t 、a t t r 、c d a t a s e c t i o n 等接口，都是从n o d e 继承过来 的。在d o m 树中，n o d c 接口代表了树中的一个节点。 n 0 d e l i s t 接口：提供了对节点集合的抽象定义，它并不包含如何实现这个节点集的定义。 n 0 d e l i s t 用于表示有顺序关系的一组节点，比如某个节点的子节点序列。n o d e l i s t 的对象是l i v e 的， 对文档的改变，会直接反映到相关的n 0 d e l i s t 对象中。n o d e l i s t 的每个i t | 咖都可以通过一个索引来 访问，该索引值从0 开始。 n 锄e d n o d e m