（通信与信息系统专业论文）基于net分布式数据操作框架研究与实现.pdf

中文摘要 基于n e t 分布式数据操作框架研究与实现 摘要 数据的操作是信息管理系统的基本，随着计算机软、硬件技术的发展特别是 计算机网络的飞速发展，企事业单位对信息化管理的需求不断增加，这样对软件 开发来说，势必面临着巨大的工作量，如：重复开发，代码重用率低等。但是在 众多的信息管理系统中，数据操作必然存在一定的相似性。因此，本文着重研究 并部分实现了基于n e t 分布式系统的数据操作框架。 本文结合“甘肃省公共卫生突发事件应急处理系统”的开发进行研究， 以，n e t 框架为开发平台，运用w e bs e r v i c e s 技术，根据实际需求，建立了“甘 肃省公共卫生突发事件应急处理系统”的分布式n 层体系结构。并将“数据通 用操作框架”合理的部署到分布式n 层体系结构中，使软件的开发效率和易维 护性得到较大提高。并且以数据操作框架的研究为重点，从软件开发过程中数据 的可操作性和易维护性方面开辟了一个新的研究方向，在管理信息系统的开发中 表现尤为突出。 该系统实现了疫情信息发布、查询、分析、疫情的上报等功能，并且能够迅 速、准确、安全、可靠地实现甘肃省公共卫生突发事件信息的迅速、准确交换。 实现省内疫情的预测分析、决策管理的全面信息支持，为政策的制订、管理的科 学化提供有力的技术保证。 关键宇：面向对象；表间关系；样例驱动；软件框架：数据操作框架：体系结构 分布式：n e t ：管理信息系统 a b s t r a c t d a t a m a n i p u l a t i o n f r a m e w o r ko fd i s t r i b u t e ds y s t e m b a s e0 n n e tf r a m e w o r k a b s t r a c t t h ed a t am a n i p u l a t i o ni st h eb a s i so fi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m w i t ht h e d e v e l o p m e n t o fc o m p u t e rs o f t w a r ea n dh a r d w a r ea n dt h ef a s t d e v e l o p m e n t o f c o m p u t e rn e t w o r k ，t h er e q u i r e m e n to fe n t e r p r i s ea n dw o r k i n g a r e af o ri n f o r m a t i z a t i o n m a n a g e m e n ti sc o n t i n u o u s l yi n c r e a s e d a sar e s u l t t h es o f t w a r e e x p l o i t u r em u s tb e f a c e dw i t hh u g el o a d ，s u c ha sr e p e a t e de x p l o i t u r ea n dt h el o wr e p e t i t i o nr a t eo fc o d e a n ds oo n ，b u ti nt h en u m e r o u si n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m s ，t h e r em u s te x i s t c e r t a l n c o m p a r a b i l i t y i nd a t a m a n i p u l a t i o n s o i n m i s p a p e r , g e n e r a l d a t a m 8 1 1 i d n a t i o nf r a m e w o r ko fd i s t r i b u t e ds y s t e mb a s e0 n n e tf r a m e w o r k i ss t u d i e d e m p h a t i c a l l ya n d r e a l i z e dp a r t i a l l y i nt h i s p a p e r , t h es t u d yi sc o m b i n e dw i t ht h ee x p l o i t u r eo f t h es y s t e mf o r e m e r g e n c yh a n d l i n go fa b r u p ta f f a i r si nt h ep u b l i ch y g i e n eo ft h eg a n s up r o v i n c e a c c o r d i n gt ot h ep h y s i c a ld e m a n d ad i s t r i b u t e da r c h i t e c t u r ew i t l lnl a y e r sf o r t h e s y s t e mf o re m e r g e n c yh a n d l i n go fa b r u p ta f f a i r si nt h ep u b l i ch y g i e n eo f t h eg a n s u p r o v i n c e i s s e tu p w h i c hu s e sn e tf r a m e w o r ka sp l a t f o r ma n d w e bs e r v i c e s t e c h n o l o g y i no r d e rt oi m p r o v et h ee x p l o i t u r ee m c i e n c ya n dt l l em a i n t a i n a b i l i t yo f s o f h , v a r e d a t am a n i p u l a t i o nf r a r n e w o r k i sd e p l o y e dr e a s o n a b l yt ot h ed i s t r i b u t e d a r c h i t e c t u r ew i t hn l a y e r s t h es t u d yo nt h ed a t am a n i p u l a t i o nf r a m e w o r ki s t h e k e y s t o n e an e wr e s e a r c hd i r e c t i o na b o u tt h em a n e u v e r a b i l i t ya n dm a i n t a i n a b i l i t y d u r i n g t h e e x p l o i t u r e o fs o f t w a r ei s i n a u g u r a t e d w h i c h i s o u t s t a n d i n g i nt h e e x p l o i t u r eo 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 埘s s y s t e mp e r f o r m ss u c hf u n c t i o na st h er e l e a s e t h es e a r c h t h ea n a l y s i sa n d t h e r e p o r t o ft h ei n f o r m a t i o na b o u te p i d e m i cs i t u a f i o n i ti sa b l et or e a l i z e 也e e x c h a n g eo f i n f o r m a t i o no ft h eg a n s u p r o v i n c ep u b l i ch y g i e n eo f t h ea b r u p ta f f a i r s f i e 州y ，w e l la n dt r u l y , s a f e l ya n dr e l i a b l y i ta l s or e a l i z e st h ei n f o r m a t i o ns u p p o nf o r p r e d i c t i o na n a l y s i sa n dm a n a g e m e n td e c i s i o no fe p i d e m i cs i t u a t i o ni no u rp r o v i n c e r o u n d l ya n dp r o v i d e sp o w e r f u lm a i n t e n a n e el o g i s t i c sf o rt h ee s t a b l i s h m e n to fp o l i c y a n dr a t i o n a l i z a t i o no f m a n a g e m e n t k e y w o r d s ：o b j e c t o r i e n t e d ；r e l a t i o no f t a b l e s ；e x a m p l ed r i v e n ；s o f t w a r ef r a m e d a t a m a n i p u l a t i o nf r a m e w o r k ；a r c h i t e c t u r e ；d i s t r i b u t i o n ；n e t ； 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 原创性声明 本人声明，所里交的学位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，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，浍文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得兰州理工大学或其他单位的学位 或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作 了列确的说明。 作者签名：啦 f | 期：垣年上月l 闩 关于学位论文使用授权说明 名：笋跏馘圄蹶垣一 第一章结论 1 1 论文背景 第一章绪论 2 0 0 3 年在我国部分地区爆发的s a r s 牵动了全国亿万人民的心。虽然疫情 已经得到了控制，但在这期间无疑也看到了我们在公共卫生应急方面存在着一些 问题。这些问题也同样存在于近年来发生在南京的“毒鼠强”事件，辽宁海城的 几千小学生中毒等事件中。其中最为突出的就表现在缺乏对重大自然灾害引发的 疾病爆发流行以及急性中毒等突发卫生事件的应急反应能力。 因此，为了解决以上问题，兰州理工大学软件工程中心承接了“甘肃省公共 卫生突发事件应急处理预测系统”大型软件系统的开发研制工作。在这些项目的 研制开发过程中，遇到了很多问题，其中作者认为比较重要的问题在于软件开发 过程中软件的复用率比较低，很多工作是在不断重复进行，这些不断重复进行的 软件开发过程又会引起新的问题，例如：软件的可靠性降低，软件的可维护性减 弱。如何才能消除软件的重复开发所带末的混乱和问题，如何提高软件的复用性， 如何才能达到最大限度的软件复用，这是在开发大型软件过程中所遇到的现实而 又迫切的问题。作者在开发该项目的过程中对这问题进行了思考，有意识的将 自己有关软件框架开发理论的一些思想加以应用，通过实践加以验证。 在将有关软件框架的理论知识应用于实践过程中，作者发现，在追求软件最 大限度的可复用性，即构造软件框架的过程中，有若干关键问题需要解决：首先 一个闯题就是如何发现可复用性，其次是如何实现可复用性，如何使用可复用性， 以及如何度量复用收益。 另外针对i n t e m e t i n t r a n e t 迅猛发展的现状与本系统的实际要求，本系统采用 m i c r o s o f t n e t 的下一代软件和服务战略，使其利用以互联网为基础的分布式计 算和通信激增的特点，通过先进的n 层分布式软件构架，从而提供更简单、更 为个性化和更有效的互联网服务。 1 2 论文意义 随着数据库软件在各个行业应用的不断发展，各行业也对数据库软件提出的 更高的要求，数据量也急剧增加，对于管理这些数据的复杂度也随之增加，而且 各企业所使用的软硬件也有不小的差异，这给各开发企业管理软件的厂商带来了 巨大的工作量，如果能够有效的解决这个问题，即使用同模块管理操作不同的 表格、数据，对不同表格进行查询、插入、删除和修改等操作，也即对企业简单 的应用实现即插即用的功能，那么就能大大的减少软件开发的维护和更新费用， 缩短软件的开发周期。 为了解决以上问题，作者在实践中运用面向对象软件框架的设计思想，结合 本项目的分布式软件体系结构，设计并完成数据操作框架，并且大量应用在本项 目中。 1 3 论文工作 本文中详细介绍了m i c r o s o f t n e t 以及基于m i c r o s o f t n e t 的分布式系统。 第一章绪论 结合“甘肃省公共卫生突发事件应急处理预测系统”的分布式特点，运用面向对 象软件框架开发方法，自主研发了数据操作框架，并对实现该框架的技术细节作 了深入的阐述。最后对该数据操作框架的扩展应用、发展前景等作了总结。 1 4 论文结构 本文共分为五个章节： 第一章绪论： 介绍了本文的研究本经以及研究的意义。 第二章m i c r o s o f t n e t 技术： n e t 是微软公司提出的一种分布式运算的框架，以x m l 为基础，以 w e b 服务为核心，辅以其他各种技术实现，意在利用i n t e m e t 上强大的计算资源和丰 富的带宽资源。提高工作效率。本章将详细介绍m i c r o s o f t n e t 技术。 第三章基于n e t 的分布式系统： 随着网络技术的飞速发展和应用的日益普及，大型系统正迅速由单一的集成 模式走向分布式系统。一个在物理和地理上分布的应用程序之间通信与合作的网 络底层基础结构正逐渐建立起来。结合n e t 平台在w e b 应用程序上众多优势， 本章着重介绍基于n e t 平台的分布式系统。 第四章面向对象软件框架： 基于软件框架的开发技术己经成为软件开发的主流技术，目前，无论是软件 自动构造技术，可视化的软件开发技术，基于部件的软件开发技术，这些都是以 软件框架技术为基础而发展起来的。在目前和今后的很长一段时间内，软件框架 技术仍然是提高软件开发效率的最重要的技术之一。本章介绍面向对象软件框架 的一些概念，并介绍了本项目所采用的面向对象框架的开发方法样例驱动的 软件框架开发方法。 第五牵系统实现原形： 基于n e t 分布式系统数据操作框架研究过程也就是“甘肃省公共卫生突发 事件应急处理预测系统”的开发过程，本章结合该项目详细介绍了基于n e t 分 布式系统数据操作框架的实现方法和技术展望。 第二章m i c r o s o f t n e t 技术 第二章m l o r o s o f t n e t 技术 m i c r o s o f t n e t 是微软推出的下一代基于互联网平台的软件开发构想，其背 后的基本理念就是：不再关注单个的网站和单个设备，而是要让所有的计算机群、 相关设备和服务商协同工作，提供更加广泛和丰富的解决方案。人们将能够控制 何种信息、在何时、以何种方式传递给自己。 2 1m i c r o s o f t n e t 简介1 3 2 1 1m i c r o s o f t n e t 组成 m i c r o s o f t n e t 包括： 1 用来建立m i c r o s o f t n e t 体验的软件平台。此平台指的是运行数据库的 服务器、w e b 服务器，以及其他些系统。 2 编程模型和一些工具，以用来建立和集成w e bs e r v i c e s 和网络应用程序。 这个模型就是常说的n e tf r a m e w o r k 3 可编程w e bs e r v i c e s 。用户可以使用任何设备访问这些w e bs e r v i c e s 它 们其实是编程模型、工具和平台的最终结果。 2 1 2 m i c r o s o f t n e t 具体技术简介 1 n e tf r a m e w o r k 在系统架构中，n e tf r a m e w o r k 的位置位于n e t 工具f 例如v i s u a l s t u d i o n e t ) 之下，而在n e t 所用的通讯协议( 例如x m l ，s o a p ) 之上。n e t f r a m e w o r k 使开发人员可以更容易建立网络应用程序和w e bs e r v i c e s ，它提供了 生成、部署、扩展和维护这些w e bs e r v i c e s 的途径。n e tf r a m e w o r k 的组成如 图2 1 所示。 图2 1 n e tf r a m e w o r k 组成 n e t 对于各种语言是完全独立的。这一点与j 2 e e 不同：j 2 e e 只能使用j a v a 语言来开发，而n e t 除了j a v a 语言，基本上所有其他语言都可以混用，开发人 员可以选择自己最擅长的程序语言来解决问题。 2 a s p n e t 第二竞m i c r o s o rn e t 技术 a s p n e t 是m i c r o s o f t n e t 中的网络编程结构，它使得建造、运行和发布 网络应用变得非常方便和高效。可以从以下几个方面来了解a s r n e t 。 f 1 ) a s r n e t 网络表单 a s r n e t 网络表单的设计目的就是使得开发者能够非常容易的创建网络表 单。它有以下几个特色： 它把v b 中的快速开发模型引入到网络开发中来，各种控件可拖曳，从而大 大简化了网络应用的开发。 a s p n e t 采用c o d e b e h i n d 方式，将代码和内容分开，从而避免了现在的 a s p 开发中内容和脚本交错导致的维护困难，同时也使得开发人员和设计人员能 够更好的分工合作，提高了开发效率。 a sp n e t 中引入了服务器端控件，大大提高了构建网络表单效率。此外， 服务器端控件是可扩展的，开发者可以建造自己需要的服务器端控件。 陀) a s p n e t w e bs e r v i c e s 如前所述，w e bs e r v i c e 是下代可编程网络的核心。在a s p n e t 中，建造 和使用w e bs e r v i c e s 都非常方便w e bs e r v i c e s 的建造者不需要了解s o a p ， x m l 的细节，只需要把精力集中在自己的服务本身，这也为独立软件服务开发 商提供了很好的机会。 ( 3 ) a s e n e t 应用框架 a s e n e t 不再是解释执行，而是由j i t o u s t i n t i m e ) 编译器编译运行，再加 上灵活的缓冲技术，从根本上提高了性能。并且，由于a s e n e t 的应用框架基 于c l r ，发布一个网络应用，仅仅是一个拷贝文件的过程，即使是组件的发布 也是如此，更新和删除网络应用，可以直接替换删除文件；开发者可以将应用 的配置信息存放x m l 格式的文件( w e b c o n f i g ) q b ，管理员和开发者对应用程序 的管理可以分开进行。此外，a s p n e t 提供了多样的认证和安全管理方式，在 可靠性等多方面都有很大提高。 本章2 3 节将详细介绍a s r n e t 网络应用服务。 3 新一代的数据库访问技术a d o n e t a d o n e t 是m i c r o s o f t 公司在，n e t 平台下提出的新的数据库访问模型，与 a d o 相比a d o n e t 与a d o 有很大的不同。它是一个全新的数据访问模型。 a d o n e t 遵循更通用的原则，不再仅仅专门面向数据库。 a d o n e t 集合了所有允许数据处理的类，这些类表示具有典型数据库功能 ( 如索引、排序和视图) 的数据容器对象。 a d o n e t 是n e t 数据库应用程序的权威解决方案，而且从总体设计上来 看，它不和a d o 模型那样以数据库为中心一样，而采纳了以数据为中心的原则， 例如，在a d o 中，开发人员惯于使用游标从数据库中抽取表的记录，但a d o n e t 不支持游标的显式实现，它提供了新的编程接口从数据源中抽取数据。这是 a d o n e t 的一大特点。 4 功能强大的基础类库。 类库是n e t 提供给开发人员的编程接口。它与通用语言运行环境紧密接合 在一起。该类库里面包括了对a d o n e t 、x m l 、s q l 、安全性和多线程处理等 等的支持。基础类库也能够访问操作系统提供的服务，如网络、多线程、图形和 加密机制。应该指出n e t 的强大是与它的类库分不开的。 5 通用语言运行环境，即c l rf c o m m o n l a n g u a g er u n t i m e ) 。 n e t 给开发人员带来了一种全新的开发框架，而c l r 是这个框架的基础和 第二章m i c r o s o f l , 、n e t 技术 核心。c l r 具有如下的功能和特性： 统一和简化的编程模型，用户不必再迷惑于w i n 3 2a p i 和c o m 这样复杂的 编程模型。 提供完善的安全系统和配置系统，有效地避免了“遭遇d l lh e l l ，即 d l l 的版本和更新问题，从而大大简化了应用程序的发布和升级。 由于c l r ，n e t 才得以消除编程语言的差别，例如我们甚至可以在v b n e t 中使用c 十十，n e t 编写的类。这是由于n e t 中基于c l r 开发的是受控代码，它 的运行步骤大致为：首先使用一种c l r 支持的编程语言编写源代码，然后将之 编译成独立于机器的m i c r o s o f t 中m s i l 语言( m i c r o s o f ti n t e r m e d i a t el a n g u a g e m s i l ) ，同时产生所需的元数据，在代码运行时，再使用j i t 编译器生成具体的 机器代码执行。这种运行方式，保证了n e t 的编程语言独立性。 2 1 3 n e t 的技术特征及其优势 n e t 包括4 个重要技术特征： 1 软件变服务 软件服务是来自因特网的服务，它替用户安装、更新和跟踪这些软件，并让 它们和用户一同在不同的机器间漫游。它为用户存储自己的信息和参考资料。这 些就是软件和软件服务各自不同的风格。 2 基于x m l 的共同语言 x m l 是从s g m l 语言演化而来的一种标记语言。作为元语言，它可以定义 不同种类应用的数据交换语言。在n e t 体系结构中，x m l 作为一种应用间无缝 接合的手段，用于多种应用之间的数据采集与合并，用于不同应用之间的互操作 和协同工作。具体而言，n e t 通过x m l 语言定义了简单对象访问协议( s o a p ) 、 w e b 服务描述语言( w s d l ) 和w e b 服务发现协议( d i s c o ) 。s o a p 协议提供了在 无中心分布环境中使用x m l 交换结构化有类型数据的简单轻量的机制。w s d l 协议定义了服务描述文档的结构，如类型、消息、端口类型、端口和服务本身。 d i s c o 协议定义了如何从资源或者资源集合中提取服务描述文档、相关服务发 现算法等。 3 融合多种设备和平台 随着i n t e m e t 逐渐成为一个信息和数据的中心，各种设备和服务已经或正在 接入和融入h a t e m e t ，成为其中的一部分。n e t 谋求与各种i n t e m e t 接入设备和 平台的一体化，主要关注在无线设备和家庭网络设备及相关软件、平台方面。 4 新一代的人机界面 新代人机界面主要体现在“智能与互动”两个方面。包括通过自然语音、 视觉、手写等多种模式的输入和表现方法。 2 2a d o n e t 0 2 1 2 2 。1a d o n e t 简介 a d o n e t 扩展丰富，并且支持结合松散的数据访问需求、多层w e b 应用程 序及w e b 服务。通常，它利用许多扩展丰富的对象模型，a d o n e t 提供了多种 方法用于解决一个特定问题。 a d o n e t 是重要的应用程序级别的接口，用于在m i c r o s o f t n e t 平台中提 供数据访问服务。a d o 。n e t 是专为基于消息的w e b 应用程序而设计的，同时还 第二章m i c r o s o t i n e t 技术 能为其他应用程序结构提供较好的功能。通过支持对数据的松耦合访问， a d o n e t 减少了与数据库的活动连接数目( 即减少了多个用户争用数据库服务 器上的有限资源的可能性) ，从而实现了最大程度的数据共享。 a d o n e t 提供几种数据访问方法。如果w e b 应用程序或x m lw e bs e r v i c e s 需要访问多个源中的数据、需要与其他应用程序( 包括本地和远程应用程序) 相互 操作或者可受益于保持和传输缓存结果，则数据集是一个极好的选择。作为一种 替换方法，a d o n e t 提供数据命令和数据读取器以便与数据源赢接通讯。使用 数据命令和数据读取器直接进行的数据库操作包括：运行查询和存储过程、创建 数据库对象、直接更新和删除。 a d o n e t 引入的一个重要变化是，用d a t a t a b l e 、d a t a s e t 、d a t a a d a p t e r 和 d a t a r e a d e r 对象的组合代替了a d or e c o r d s e t 对象。d a t a t a b l e 表示来自一个表 的行集合，在这方面它与r e c o r d s e t 类似。d a t a s e t 表示d a t a t a b l e 对象的集合， 及与其它表绑定在一起的关系和限制。实际上，d a t a s e t 是具有内置的扩展标记 语言( x m l ) 支持的内存中的关联结构。 d a t a s e t 的一个主要特点是，它对底层的数据源一无所知，而这些数据源可 能用于对其进行填充。这是一个分离的用于表示数据集合的独立实体，并且它可 通过多层应用程序的不同层由一个缀件传递到另一组件。它也可作为x m l 数据 流坡序列化，因而非常适合于不同类型平台间的数据传输。 完整的d a t a s e t 对象模型如图2 2 所示。 。d a t a s e t 图2 2d a t a s e t 对象模型 2 2 2a d o n e t 中的数据供应器( d a t ap r o v i d e r ) a d o n e t 依靠n e t 数据供应器的服务。它们提供了对底层数据源的访问， 包括四个主要对象( c o r m e e t i o n 、c o m m a n d 、d a t a r e a d e r 及d a t a a d a p t e r ) 。且前， a d o n e t 只发行了两个供应器： 1 s q ls e r v e r n e t 数据供应器。这是用于m i c r o s o f ts q ls e r v e r2 0 0 0 及其 以后版本数据库的供应器，它优化了对s q ls e r v e r 的访问，并利用s q ls e r v e r 内置的数据转换协议直接与s q ls e r v e r 通信。 2 o l ed b n e t 数据供应器。这是一个用于管理o l ed b 数据源的供应 器。它的效率稍低于s q ls e r v e r n e td a t ap r o v i d e r ，因为在与数据库通信时，它 6 第二章m i c r o s o f tn e t 技术 需通过o l ed b 层进行呼口q 。注意，此供应器不支持用于开放数据库链接( o d b c ) 和m s d a s q l 的o l ed b 供应器。对于o d b c 数据源，应使用o d b c n e t 数 据供应器。 2 2 3 使用a d o n e t 对象 数据库交互最终是通过c o m m a n d 对象来完成的，c o m m a n d 对象包含有关如 何读取或更新数据库中的数据的指令。这些指令可能是动态s q l 语句，也可能 是调用存储过程所需的信息。 读取数据通常有两种方法。其一是d a t a s e t 对象，它提供一个可以使用的、 抽象的、断开连接的数据副本。d a t a s e t 由d a t a a d a p t e r 对象填充，d a t a a d a p t e r 对象又与基础c o m m a n d 和c o n n e c t i o n 对象进行交互。 第一种方法是d a t a a d a p t e r 使用一个名为d a t a r e a d e r 的对象从数据库中实际 获取数据。然后，这些数据将被用来填充d a t a s e t 对象。如图2 3 所示。 d a t a a d a p t e r 图2 3 由d a t a s e t 读数据 第二种读取数据的方法是直接使用d a t a r e a d e r ，从而绕过整个d a t a s e t 和 d a t a a d a p t e r 技术。这种方法在创建w e b 页或x m lw e b s e r v i c e s 时尤为有用，因 为通常只是从数据库中提取数据，然后简单地将其复制到页面或x m l 输出结果 中。将数据复制到d a t a s e t ，然后再将其复制到页面或x m l 结果需要花费额外 的时间。如图2 4 所示。 图2 4由数据命令读数据 第二章m i c r o s o t t n e t 技术 2 3a s p n e t 网络应用服务0 1 2 3 1a s p n e t 概述 a s e n e t 是在微软花费3 年时间所提出新想法的基础上，在c l r 基础上， 在其它n e t 技术的基础上构建的。它为开发人员高效地开发可靠的基于w e b 的 应用和服务提供全新框架，是n e t 开发平台核心服务之一。 2 3 2a s p n e t 体系结构 a s r n e t 是n e t 开发平台的一个部件，用来开发驻留在微软的i i s 上并且 使用诸如h t t p 和s o a p 等i n t e m e t 协议的w e b 应用程序。a s e n e t 使两种类 型的w e b 应用程序的开发和部署更为容易。 w e b 表单( w e bf o r m s ) 应用程序：包括用于动态内容的从脚本生成的w e b 页 和向一个客户( 例如浏览器) 显示u i 或表单的w 曲页。 w e b 服务( w e bs e r v i c e s ) ：用于显示其他应用程序和“智能”客户端的功能， 使应用程序可以交换信息。 a s e n e t 是使用n e t 框架提供的编程类库构建而成的，它不仅仅是通用语 言运行环境的宿主，它还是使用受控代码开发w e b 站点和i n t e m e t 对象的一整套 结构。w e b 窗体和w e b 服务都将i i s 和a s p n e t 作为应用程序的发布机制，并 且在n e t 框架中都分别具有支持类。如图2 5 所示表明了a s en e t 体系结构概 念上的示意图。 图2 5a sp n e t 体系结构 从a s e n e t 体系结构图中我们可以看出，a s p 和a s en e t 可以共存于同 样的a s p n e t 通过i s a p i ( i n t e m e ts e r v e ri n t e r f a c e s ) 与i i s 通信，a s p 同样。i i s 将对于a s p 页面的请求指向a s p ，将对于a s r n e t 的请求指向a s r n e t 。 a s p n e t 提供的w e bf o r m s 模式使创建、管理和部署w e b 应用程序变得非 常容易。开发人员可以直接用a s p n e t 服务器端控件，这些控件封装了公共的、 用于h t m l 用户界面的各种元素( 如文本框、下拉菜单等) 。在服务器上，控件负 责将面向对象的编程模式提供给w e b 开发者，这种编程模式能提供面向对象编 程技术的丰富功能。a s e n e t 还允许开发人员将软件作为一项服务来提供。通 第二章m i c m s q p c n e t 技术 过使用a s e n e tw e bs e r v i c e s 功能，开发人员只需进行简单的业务逻辑编程，而 由a s e n e t 基本结构负责通过s o a p 来提供服务。基于a s e n e t ，采用合理的 开发设计模型就能够得到结构合理、易于维护的w e b 应用程序解决方案。 2 3 3w e bf o r m s 技术组成结构 w e bf o r m s 弥补了传统的a s p 程序设计上的不足。它通过提供一个可视化 的技术，把控件拖拉到页面上，并提供该控件的事件代码，w 曲f o r m 为w e b 开 发带来了一个非常熟悉的界面。， 鋈囊羹亘霾翳啪。邈麴 抖i 琢袭 s y s t e mw e bl iw e h 震 图2 6a s p , n e t 服务器控件的名称空间结构 w e bf o r m s 由两部分组成一部分是在设计视图中能够看到的可视化元 素。另一部分是控件页面和代码。在用户的浏览器中，可视化元素形成模板以表 示w 曲页面。当加载页面时，代码就会在服务器运行以响应事件。这样在开发 系统时，则先可以通过先实现w 曲界面的外观，再编程实现其具体功能。关于 a s e n e t 服务器控件的名称空间如图2 6 所示。 如图所示，a s e n e t 服务器控件是从s y s t e m w e b u i c o n t r o l 直接或闻接派 生的。此基类属于s ”t e m w e b u 1 名称空间，该名称空间包含所有a s p n e t 服 务器控件共有的元素。三个常用控件( p a g e 、u s e r c o n t r o l 和l i t e r a l c o n t r 0 1 ) 属于 s y s t e m w e b u i 。虽然p a g e 很重要( 因为每个a s p 甲n e t 页被a s p n e t 页框架 编译为p a g e 控件) ，但是，控件开发人员通常并不实例化p a g e 或从p a g e 派生。 通常，控件开发人员也不使用u s c r c o n t r o l 。在这里用户控件是使用与a s p n e t 页相同的编程模型开发的，并且保存为u “文本文件。控件开发人员广泛使用 u t e t a l c o n t r o l ，这是因为它允许将文本封装为一个控件。而提供用户界面的 a s p n e t 服务器控件被组织成两个名称空间s y s t w e b u i h t m l c o n h o l s 和 s y s t e m w e b u i w e b c o n t r o l s 。h t m l 服务器控件直接映射到h t m l 元素上，而 w 曲服务器控件则提供更丰富并且更抽象的用户功能。 2 4 本章小结 本章首先介绍了m i c r o s o f t n e t 技术，然蜃对a s e n e t 技术与a d o , n e t 技 术分别进行介绍，最后讨论了用a s e n e t 技术实现动态w e b 页的特点及优点。 剩一 fmf_h苣 第三章基于n e t 框架的分布式系统 第三章基于n e t 框架的分布式系统 基于n e t 框架的分布式系统是将n e t 框架技术和分布式计算结合起来，利 用分布式系统的多层体系结构，将应用组件化，并以w e b 服务的方式把应用逻 辑暴露给客户，以此来满足在复杂的分布式环境中不断增长的系统需求，从而有 效的控制分布式系统的开发、管理以及系统维护的复杂性。 3 1 分布式系统体系结构h 3 早期的计算机系统都是单机系统，所有的工作由同一台计算机完成。随着任 务的复杂性越来越高，原有的单机系统己不能满足用户的需要。因为所有大型软 件系统都依赖一种持久性存储机制来维护程序调用的状态，在这种软件系统中处 理过程可以分为两个不同的方面： 1 支持持久数据的存取和并发访问持久存储的处理过程。 2 软件系统内的其它处理。 这种划分为在多台计算机之间分配任务提供了良好的基础，同时由于业务数 据往往是大多数公司都拥有的重要财富，所以在与客户机分离的服务器上维护数 据库具有更好的安全性、可靠性以及运行性能，而且还极大地减小了单机系统地 高额开销。 因此客户n 务器( c l i e n t l s e r v e r ) 模式应运而生，最早出现的是两层c s 体系 结构，如图3 ，1 所示。在此体系结构中，服务器层( 即数据层) 通常为数据库服务 器，进行数据库的统一管理，例如数据库存储过程的使用就可以使客户和服务器 之间的数据降到最小，从而大大降低网络拥塞程度，同时减轻了客户的负担：而 对客户具体数据的处理和人机界面的设计则放在客户层完成。这样既可以方便、 统一地对数据进行管理，又可以合理有效地利用现有的硬件资源，平衡系统的负 荷。 数据库服务器 客尸客户客户 图3 1 典型的2 层c s 结构 但是两层c s 结构并不能适用所有的情况，因为某些业务不能依赖软件厂家 提供的特定功能，如存储过程，因为存储过程是特定于数据库开发商的，这样的 程序就很难进行移植，所以我们必须建立一种新的工作分配方式。最好的方法就 是进一步分离客户层，使客户机上的所有处理过程不直接操作数掘库管理系统。 第三章基于n e t 框架的分布式系统 这样就可以把客户端的处理分为应用程序和业务逻辑处理。这种处理导致了三层 c s 结构的出现。如图3 2 所示。 数据库服务器 客户 客户客户 图3 2 典型豹3 层c ，s 结构 客户层负责可视化界面，进行人机交互处理；中间层进行业务逻辑处理，而 服务器层则负责持久数据的管理。采用三层c s 结构有以下优点： 1 可以对任务进行合理分配。 2 有利于提高系统的性能，使中间层的业务逻辑处理与数据层的业务数据 紧密结合在一起，而无需考虑客户的具体位置。 3 添加新的中间层服务器能够满足新增客户机的需求，可以大大提高三层 系统的可伸缩性。 4 在客户机的应用程序和数据层的数据库之间增加中间层，可以使客户机 的应用程序独立于数据层的数据库。 5 可以将业务逻辑集中到一起，有利于系统的实施。 在三层系统体系结构中，客户层和数据层都已被严格定义，而中间层则并未 明确定义。因为中间层包括了所有与应用程序界面和持久数据存储无关的处理， 我们可以把中间层划分为许多服务程序，将每一个服务程序都视为独立的层，这 样原来的三层体系结构就变为n 层体系结构。典型的n 层结构就是基于w e b 的 应用程序，如图3 3 所示。 第三章基十n e t 框架的分布式系统 国娥帐铺 薯产薯户客户 图3 3 基于w e b 的n 层分布式结构 因为客户，服务器应用程序跨越了多台计算机，所以需要一种像t c p i p 或者 i p x 这样的网络协议来连接应用程序的各个节点。 在2 层系统中，对网络协议进行抽象比较容易。关系数据库开发商提供了一 些专用库和驱动程序来访问数据库，由这些专用程序对不同的网络协议进行抽 象。因为关系模型提供了一种结构化的、通用的方法来访问数据库，所以在2 层系统中对网络协议的抽象并不难。而n 层系统需要更复杂的基础设施来实现 跨网络的通信。因为在客户应用程序和中间层服务之间不能像2 层系统那样以一 种通用的结构化的方式实现。相反，客户应用程序需要一种通信模型来协调实现 客户应用程序的不同开发平台。当这种模型实现之后，这就为客户应用程序的中 间件提供了标准。 最早被广泛认同的中间件技术是远程过程调用( r e m o t e p r o c e d u r e c a l l ) ，使用 远程过程调用，客户应用程序可以调用在远程计算机上执行的c 语言函数。随 着面向对象编程语言的流行，分布式中间件正向分布式对象方向演化。 3 2 分布式对象技术 3 2 1 概述 所谓分布式对象，是指其位置透明( 可存在于网络的任何地方) 、并能被远程 客户应用以方法调用的形式访问的实体。至于分布式对象是使用何种程序设计语 言和编译器所创建，对客户应用来说也是透明的。分布式对象技术采用面向对象 概念组织、管理网络计算，支持面向对象的多层客户机服务器模型，可在不同 机器的对象阅相互传递消息，共同协作实现系统功能。目静三项具有代表性的主 流分布式对象技术是c o r b a ，j a v a r m i 和d c o m c o m 。 分布式对象计算技术出现于9 0 年代，己成为分布式计算的热点研究内容， 并取得了成功，且目趋成熟。分布式对象技术为网络计算平台上软件的开发提供 第三章基于n e t 框架的分布式系统