（计算机应用技术专业论文）基于共享数据库科研管理系统的设计与实现.pdf

摘要 科研活动是高校中一项非常活跃的主体 科研管理信息化是高校管理信息化的重要 组成部分 随着高校信息化进程的不断加快 科研管理信息系统不仅可以大大提高管理 效率 还可以为管理层的决策提供科学依据 如何建立基于校园网的高校科研管理系统 并能够实现科研数据库与公共数据库的数据共享 是一个需要深入探讨和急需解决的问 题 管理信息系统常采用c s 和b s 两种架构方式 与c s 结构相比 b s 结构具有较 高的可维护性和灵活性 所以 系统采用了基于b s 架构的w e b 模式 为了弥补b s 架 构的不足 提高其表现力和交互性 系统设计采用了基于a j a x 的b s 结构 使得系统 的数据处理能力更加高效 本文在对基于a j a x 的b s 模式分析的前提下 以河北师范大学科技处日常工作为 模型 对基于共享数据库的科研管理系统的体系结构 功能模块及公共数据库和科研数 据库的关系 数据同步进行了分析 设计和实现 主要工作如下 1 详细分析了科研管理系统的业务流程 完成了系统的总体架构设计和系统功 能结构设计 系统功能包括 科研机构管理 人员管理 成果管理 项目管理和系统维 护管理 2 在分析了各模块工作流程和数据流的基础上 完成了各数据库的设计和各功 能模块的编程实现 系统开发采用a s p n e t 技术 后台采用s q ls e r v e r2 0 0 5 数据库 3 本系统运用w e bs e r v i c e s 技术 利用现有 一卡通 系统的统一身份认证平 台完成用户认证 既保证了系统的安全性 也以达到与共享数据库数据同步的目的 设 计了五种角色身份可登陆系统 不同级别的用户对各功能模块的使用权限不同 4 研究了公共数据库和科研数据库的数据交换方式 在确定数据来源与流向的 基础上 设计了与科研管理系统相关的数据的u c 矩阵 实现了科研数据库数据与公共 数据库之间数据的共享和同步 达到了保证全校的数据信息完整 一致的目的 该系统的功能贯穿了科研管理全过程 并通过了测试 即将投入学校科研管理工作 中 系统的使用将为科研人员项目成果的申报及科研管理人员对科研数据信息的管理和 维护提供极大的方便 i l l 在对所开发的高校科研管理系统进行详细分析和全面总结的基础上 论文对本系统 提出了将来发展方向 从总体来说 该系统平台对于一般高校的网络化科研管理具有一 定的理论意义和实践价值 关键字 科研管理系统a s p n e t 共享数据库w e bs e r v i c e s a b s t r a c t t h es c i e n t i f i cr e s e a r c hi sav e r ya c t i v es u b j e c t a n di t si n f o r m a t i o n i z a t i o ni sav e r y i m p o r t a n tp a r to ft h ei n f o r m a t i o n i z a t i o no ft h eu n i v e r s i t ya n dc o l l e g em a n a g e m e n t w i t ht h e r a p i dd e v e l o p m e n to fu n i v e r s i t y si n f o r m a t i o n s c i e n t i f i cr e s e a r c hm a n a g e m e n ts y s t e mn o t o n l yi m p r o v e st h ee f f i c i e n c yo ft h em a n a g e m e n t b u ta l s op r o v i d e ss c i e n t i f i cb a s i s e sf o r a d m i n i s t r a t o r s h o wt oe s t a b l i s ht h es y s t e mt h a tb a s e do nc a m p u sn e t w o r ka n di m p l e m e n tt h e d a t as h a r i n gb e t w e e ns c i e n t i f i cr e s e a r c hd a t a b a s ea n dp u b l i cd a t a b a s ei sa l lu r g e n tq u e s t i o n m a t m u s tb ed i s c u s s e da n ds o l v e d i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e ma d o p t st w oa r c h i t e c t u r ew a y si n c l u d i n gc sa n db s b si sm o r em a i n t a i n a b l ea n df l e x i b l et h a nc s t h e r e f o r e i th a db e e nu s e di nt h es y s t e m a n d i no r d e rt om a k eu pf o rt h ed i s a d v a n t a g eo fb sa n de n h a n c et h er e p r e s e n t a t i o na n d i n t e r a c t i o n u s i n gt h eb sa r c h i t e c t u r eb a s e do na j a xr e i n f o r c e dt h ea b i l i t yo fd a t ap r o c e s s i n g b a s e do nt h ea n a l y s i so ft h eb sm o d ew h i c hb eb a s e du p o na j a x 谢 ls c i e n c ea n d t e c h n o l o g yo f f i c eo fh e b e in o r m a lu n i v e r s i t yr o u t i n ew o r k t h i sp a p e ra n a l y z e dt h a tt h e s t r u c t u r ea n df u n c t i o nm o d u l e so fs c i e n t i f i cr e s e a r c hm a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do nt h e s h a r i n gd a t aa n di m p l e m e n t e di t t h em a i nw o r ko ft h ep a p e ri sa sf o l l o w s f i r s t b ya n a l y z i n gi nd e t a i ls c i e n t i f i cr e s e a r c hm a n a g e m e n ts y s t e ms e r v i c ef l o w t h e s y s t e mo v e r a l lc o n s t r u c t i o nd e s i g na n d t h ef u n c t i o ns t r u c t u r a ld e s i g nh a db e e nc o m p l e t e d t h e m a i nf u n c t i o n a ls t r u c t u r ew a sg i v e n d e p a r t m e n t m a n a g e m e n t p e r s o n n e lm a n a g e m e n t p r o d u c t i o nm a n a g e m e n t s c i e n t i f i cr e s e a r c hp r o d u c t i o nm a n a g e m e n t s y s t e mm a i n t e n a n c e m a n a g e m e n t s e c o n d b a s e do nt h ew o r kp r o c e s s e sa n dd a t af l o w so ft h ee a c hm o d u l e t h ed e s i g n i n go f d a t a b a s ea n dt h ec o d i n go ft h ee a c hp r o c e s sh a db e e ni m p l e m e n t e d t h es y s t e md e v e l o p m e n t u s e dt h ea s e n e t t e c h n o l o g ya n ds q l s e r v e r2 0 0 5d a t a b a s e t h i r d w i t ht h et e c h n o l o g yo fw e bs e r v i c e sa n dt h ee x i s t i n gu n i f o r mi d e n t i t y a u t h e n t i c a t i o np l a t f o r mb u i l tb ye c a r ds y s t e m w ec a nl o g i nt h es y s t e m i nt h i sw a y w ec a l l g e tt h es e c u r i t yo ft h es y s t e ma n dt h es y n c h r o n i z a t i o nw i t ht h es h a r i n gd a t a b a s e f i v eu s e r v r o l e st h a th a v ed i f f e r e n ta u t h o r i t i e si nd i f f e r e n tm o d u l e sw e r e g i v e n i nt h es y s t e m f o u r t h b ys t u d y i n gi nt h ep u b i cd a t a b a s ei ne x c h a n g ew i t hs c i e n t i f i cr e s e a r c hd a t a b a s e t h eu cm a t r i xb a s e do nt h ec o r r e l a t i o nb e t w e e nt h ep u b l i cd a t a b a s ea n dt h es c i e n t i f i cr e s e a r c h d a t a b a s eh a db ed e s i g n e d t h ed a t a s h a r i n ga n ds y n c h r o n i z a t i o nb e t w e e nt h es c i e n t i f i c r e s e a r c hd a t a b a s ea n dt h ep u b l i cd a t a b a s eh a dc o m et r u e a n dt h eg o a lo fd a t ai n t e g r i t ya n d c o h e r e n c eh a db e e na c h i e v e d t h es y s t e mf u n c t i o mp a s s e dt h r o u g ht h es c i e n t i f i cr e s e a r c ht om a n a g et h ee n t i r ep r o c e s s w h i c hh a d p a s s e dt h et e s t a n dw o u l db eu s e di nt h eu n i v e r s i t ys c i e n t i f i cr e s e a r c hm a n a g e m e n t u s i n gt h es y s t e mw o u l dp r o v i d ee n o r m o u sc o n v e n i e n tf o r t h es c i e n t i f i cr e s e a r c h e rd e c l a r i n g p r o j e c tp r o d u c t i o na n dt h es c i e n t i f i cr e s e a r c hm a n a g e rm a n a g i n ga n dm a i n t a i n i n gt h e s c i e n t i f i cr e s e a r c hd a t a b a s eo nd e t a i l e da n a l y s i sa n dt h es u m m a r i z a t i o no ft h es c i e n t i f i cr e s e a r c hm a n a g e m e n t s y s t e m t h ed i r e c t i o no fd e v e l o p m e n th a db e e np o i n t e do u ti nt h ep a p e r a saw h o l e i ti so f c e r t a i nt h e o r e t i c a lv a l u ea n dp r a c t i c a l s i g n i f i c a n c e t on e t w o r k e ds c i e n t i f i cr e s e a r c h m a n a g e m e n t k e yw o r d s s c i e n t i f i cr e s e a r c h m a n a g e m e n t a s p n e t s h a r i n gd a t a b a s e 胁s e r v i c e s v i 学位论文原创性声明 本人所提交的学位论文 基于共享数据库科研管理系统的设计与实现 是在导师 的指导下 独立进行研究工作所取得的原创性成果 除文中已经注明引用的内容外 本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果 对本文的研究做出重要 贡献的个人和集体 均已在文中标明 本声明的法律后果由本人承担 论文作者 签名 矽r 年i 月 日 j 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解河北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学 位论文的复印件和磁盘 允许论文被查阅和借阅 本人授权河北师范大学可以将学位论 文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索 可以采用影印 缩印或其它复制手段保 存 汇编学位论文 保密的学位论文在 年解密后适用本授权书 论文作者 签名 妒嘧年琴窍 b 指导教师 签名 飞年墨只 1 绪论 1 1 论文背景和意义 近年来 随着我国高等教育的快速发展 高校科技项目不断增多 科技成果不断涌 现 科研信息同新月异 使科研管理部门任务越来越繁重 不仅增大了工作量 更增大 了工作难度 管理工作跟不上 便无法及时 准确地掌握高校内部的科研状况 更无法 跟踪 引领世界高新技术发展前沿 而科研活动是高校一项非常活跃的内容 科研与教 学工作向来是相辅相成的 以科研促教学 以科研拉动学校 学科的发展已成为高等院 校办学的一项基本战略 它体现了高校发展的综合实力 因此 科研管理信息化是高校 管理信息化的重要组成部分 河北师范大学科研管理平台 就是在这种要求下应运而 生的 科研水平逐渐成为衡量一个高校实力的重要指标 高校作为重要的科研机构 如 何对学校大量的科研信息进行高效 安全的保存 处理 统计 加工等管理操作 将日 常的科研管理工作更加规范化 科学化 建立高校科研管理系统进行科研管理工作是每 一个高校必由之路 高校科研项目与成果的网络化 信息化管理 对于提升高校综合实 力 有着极其重要的意义 1 2 研究现状 为了改进高校科技管理手段 教育部科技司与社政司曾配发过高校科技统计年报表 生成软件 各个省 市 区 科技主管部门也曾配发过科技管理方面的软件 不少高校 也自行研制开发过一些软件 对加强高校科技管理起到了一定的作用 积累了一些经验 但是 这些软件在实际使用过程中 存在不少缺陷 主要体现在以下几个方面 其一 功能不完整 未能涵盖科技管理工作的各个环节 已有的部分软件自身不完善 之间又 缺乏有机连接 其二 适用性不强 大量特殊问题得不到有效的解决 其三 没有充分 利用校园网实现真正的数据共享 无法将繁重的科研管理工作分散到各个院系部门 到目前为止 绝大多数高校没有一套完整 先进 实用的科研管理系统在实际运行 造成这种状况的原因是多方面的 不仅仅是软件研发的难度和复杂度问题 更重要的是 观念和认识的问题 以及管理不统一 不规范的问题 随着我国高等教育改革的不断深 化和教育管理现代化的不断推进 全面实现科研管理网络化 信息化 现代化已迫在眉 睫 许多高校在经历了以硬件投资为主的校园网建设以后 在需求的拉动之下 开始新 一轮注重软件建设 以 强调应用 为主题的校园网升级改造 展开了 数字校园 的 建设热潮 由于种种原因 当前各高校进行校园网升级改造 建设各自的 数字校园 时 面 临了许多问题 例如由于过去建设校园信息应用系统时 缺乏整体架构观念 各职能部 门各自为 战 独立建设 以及系统开发采用的技术平台不同 开发人员变化等原因 导致校园内已建成的应用系统形成大量 信息孤岛 各应用系统之间不能进行信息交 换 用户操作繁琐 业务数据不一致 相关流程难以真正实现自动化 给学校的教学 管理工作带来诸多不便 在这样的情况下 建设一个基于共享数据库的校园科研管理系 统平台 实现基础数据的全部共享 已成为建设数字化校园的必经之路 1 3 研究工作的内容 本文以构建基于共享数据库的科研管理系统平台为目标 从科研管理平台的体系结 构 系统设计 异构数据库共享问题的研究以及所使用的关键技术着手对系统的设计与 实现进行了探讨 本文对以下内容进行了深入研究 首先介绍了b s 相对于c s 结构的优点及采用 b s 结构进行科研管理平台的搭建的原因 并在此基础上分析了传统的w e b 网络结构及 其存在弊端 引入了a j a x 的思想 采用了基于a j a x 的b s 结构 将a j a x 的思想应用 于b s 结构的应用系统中 则将大大提升b s 结构的优势 然后介绍了异构数据库的概 念 分析了异构数据库数据的特点 以及科研管理系统各个子功能的特点和数据流程 实现了基于共享数据库的科研管理平台的设计与实现 1 4 论文的组织 本文内容由六章组成 组织安排如下 第一章本文的绪论部分 主要给出了论文的研究背景和意义 当前研究现状 主 要研究工作的内容 以及论文的组织结构 第二章相关技术综述 首先介绍了本系统采用的b s 体系结构和a s p n e t 开发环 境的优点 以及异构数据库系统的定义 体系结构 数据特点并由此提出了数据同步过 程中的问题 第三章系统的总体设计目标 介绍了系统的设计目标 系统的设计原则 系统的 2 功能目标以及系统的业务流程 第四章科研管理系统的分析与详细设计 在系统业务的分析和设计基础上 以业 务流程中的时序说明各子系统的实现 第五章科研管理系统及基于数据共享技术的实现 首先分析了数据库访问及前台 设计的实现 接着针对科研数据的特点及本系统所处环境 给出了系统的详细设计及利 用w e bs e r v i c e s 技术实现的统一用户认证和数据的共享 第六章总结与展望 对全文进行总结 并对下一步的研究进行展望 2 相关技术综述 2 1 软件体系结构 软件的体系结构是具有一定形式的结构化元素 是一系列构件的集合 它包括处理 构件 数据构件和连接构件 软件体系结构在最初期 为与大型主机相适应 最初的体 系结构也是m a i n f r a m e 结构 该结构下客户 数据和程序被集中在主机上 通常只有少 量的g u i 界面 对数据的操作也比较困难 随着p c 的广泛应用 出现了c s c l i c n t s c r v c r 客户和服务器体系结构和b s b r o w s e r s e r v e r 浏览器和服务器结构 2 1 1 c l i e n t s e r v e r 结构 8 0 年代中期出现了c l i e n t s e r v e r 客户朋艮务器模式 分布式应用体系结构 通过它 可以充分利用客户端和服务器两端硬件环境的优势 并将任务合理分配到两端来实现 从而大大降低了系统的通信开销 1 1 这种c s 结构由于其能够充分发挥客户端的p c 处 理能力 很多工作可以在客户端处理后再提交给服务器并且对客户端的响应快 因此被 广泛的应用于各种信息管理系统中 但随着信息系统结构的规模和复杂度的日益扩大 这种具有较强针对性的c s 结构的局限性也逐渐暴露出来 主要有以下几个方面 1 c l i e n t s e r v e r 是建立在局域网或专用的小范围网络环境中 适应范围相对较小 2 c l i e n t s e r v e r 结构缺少通用性 系统维护工作是软件生命周期中 开销最大且最 重要的环节 而c l i e n t s e r v e r 结构由于其程序的整体性 当软件使用中出现问题或者系 统升级时 要进行整体的版本更换 并且每台客户机都要进行重新的安装或者升级 其 维护和升级成本非常高 3 c l i e n t s e r v e r 结构缺少通用性 4 c l i e n t s e r v e r 结构的数据更新缺少实时性 2 1 2b r o w s e r s e r v e r 结构 随着i n t e r n e t 技术的兴起和发展 尤其是基于w e b 的信息管理系统以及网络分布式 对象技术的飞速发展 导致了很多应用系统的体系结构从c s 结构向更加灵活的b s 多 级分布结构演变 使得软件系统的网络体系结构跨入了一个新的阶段 首先 b s 结构克服了上述由c s 结构造成的缺陷 在b s 结构中 用户界面完全 通过w w w 浏览器实现 一部分逻辑在浏览器端实现 但是主要事务逻辑在服务器端 4 实现 它采用三层 客户层 中间层 服务器层结构 用户通过浏览器向分布在网络上的 服务器发出请求 服务器对用户的请求进行处理 再将用户所需信息返回到浏览器 采用这种b s 结构 如数据请求的接受 处理 结果返回和对数据库的访问及操作 以及应用程序的执行等工作将全部由w e bs e r v e r 完成 b s 结构系统示意图如下图所示 图2 1b s 结构示意图 2 1 3b s 结构相对于c s 结构的优势 1 开发和维护成本口1 c s 结构开发和维护成本较高 对不同客户端要开发不同的程序 编程工作量较大 如果应用程序要进行安装 维护或升级 均需要在所有的客户机上进行 非常复杂而且 麻烦 而对于b s 结构 只需要在客户端安装通用的浏览器 无需对客户端进行任何改 变 所有的维护与开发工作都是在服务器上执行的 因此大大降低了开发和维护的成本 2 客户端的负载 c s 结构的客户端具有显示与处理数据的功能 负载过重 如果要提高客户端的配 置 则会加重投资的成本 而b s 结构的客户端把事务处理逻辑部分分给了服务器端 不再负责处理复杂计算和数据访问等事务 只需进行显示 使客户机变得很 瘦 3 灵活性 c s 结构体系模块中每一部分的变动均要关联到其他模块的变动 使系统很难升级 5 灵活性差 而b s 结构中层与层之间相互独立 任何一层的改变不会影响到其他层的功 能 系统的改进变得相对容易 而且可以用不同厂家的产品来组成性能更佳的系统 4 移植性 c s 结构移植困难 不同开发工具开发的应用程序 一般来说互不兼容 难以移植 到其他平台上运行 对于b s 结构 在客户端安装的是通用浏览器 不存在移植性问题 5 用户界面 c s 结构的用户界面是由客户端所安装的软件所决定的 用户界面各不相同 而b s 结构只需要在客户端安装通用的浏览器就可以访问程序 浏览器的界面统一友好 易于 使用 综上所述 b s 结构与c s 结构相比 其优越性是显而易见的 系统具有良好的扩 展性和伸缩性 开发模块好 维护方便 网络负载轻 因为系统中所有复杂的数据计算 操作都放在服务器端实现 浏览器和服务器之间传送的仅仅是计算的条件和结果 大大 降低了网络通信量 减轻了网络的负载 服务器提供的动态页面生成的能力 客户访问 安全性 处理逻辑以及数据库访问等功能 也使得b s 结构成为当前w e b 应用开发中 采用的主流体系结构 2 1 4 基于a j a x 的b s 结构w e b 模型 尽管b s 结构的w e b 相对于c s 结构具有较明显的优越性 但它也存在自身的弱 点 即b s 结构采用的h t m l 语言 其表现能力和交互能力较弱 众所周知 b s 结构 的系统与用户之间是一个同步交互的过程 用户通过浏览器向服务器提交请求 服务器 端接收到请求后 执行相应的操作 然后再向客户端的用户返回响应的结果 即一个 h t m l 页面 这种交互过程在服务器负载较大时 服务器端的响应时间就大大加长 更有甚者返回的却是一个因超时产生的错误消息 另一方面 有些时候用户只是想改变 页面中的一小部分数据 而传统的b s 结构在实现过程中 浏览器仍然需要重新加载整 个页面的数据 显而易见 这种操作是费力且不讨好的 为了提高b s 结构应用系统的访问效率 提出了a j a x a s y n c h r o n o u sj a v a s c r i p ta n d x m l 异步j a v a s c r i p t 和x m l 的概念 若将a j a x 的思想应用于b s 结构的应用系统 中 则将大大提升b s 结构的优势 3 1 1 4 1 6 w e b 服务器数据库 图2 2a j a xw e b 应用程序模型 与传统b s 结构的w e b 模型相比 基于a j 觚的b s 结构的工作原理相当于在用户 和服务器中间加了一个中间层 可称之为a j a x 引擎 客户端的脚本就能够异步的与服 务器进行对话 并且用户仍能继续输入数据 这种技术 除了对用户透明之外 这样的 异步意味着服务器可以有更多的时间来处理请求 大大降低了网络传输和服务器的负 载 浏览器端 雹 血 用户界面 h t t p s 传输 h t t p 服务器 自应用服务器 数据库 目 服务器 l 一 服务器端 4 服务器端 篙 j a v a s c r 缅t 调用 用户界面 a j a x 弓l 擎 h t t p s 传输 h t t p 或x m l 服务器 a j a xw e b 应用模型 数据 图2 3 传统w e b 应用模式和基于a j a x 的w e b 应用模式的比较 7 釜聂据 2 2a s p n e t 框架简介 相对于关注工作的过程化程序语言设计 面向对象语言这种新兴的程序设计方法其 基本思想是使用对象 类 继承 封装等基本概念来进行程序设计的 它从客观存在的 事务 即对象 出发来构造软件系统 并在系统构造中尽可能运用人类的自然思维方式 强调直接以现实世界中的事务为中心来思考问题 认识问题 并根据这些事务的本质特 点来解决问题 使得解决问题的方法更加直接且有效 由此 面向对象的编程方法将长 期是一种主要的编程方法 a s p n e t 框架最重要的一个特性就是它完全支持面向对象编程 而c 撑 n e t 则是一 种完全面向对象的编程语言 这意味着它支持面向对象编程的四个原则 抽象 封装 继承和多态 用c 撑 n e t 创建的对象存在于a s e n e t 框架 a s e n e t 框架是一个用来 开发应用程序的平台 并且这平台支持像x m l h t t p 和s o a p 等开发的标准和协议 它还包含一个丰富的公共语言运行库 在该库中的任何语言都可以使用它的服务 除此 之外 a s e n e t 框架还具有如下的优点 1 使用开发式i n t e r n c t 标准和协议 如册 x m l 和s o a p 的分布式计算 2 能够支持企业级的服务 如对象池 消息传递 安全性和事务 3 能够简化可重用的跨语言兼容组件 可以在i n t e m e t 上部署 的开发工作的基础 设施 4 使用开放标准的简化的w e b 开发 5 完全的语言集成 使得在不同语言间继承类 捕获异常和调试成为可能 a s e n e t 提供了一种新的软件开发模型 它允许用不同程序设计语言创建的应用程 序能够相互通信 这种跨语言的程序设计方法得益于a s e n e t 的公共语言运行库 c o m m o nl a n g u a g er u n t i m e c l r 另一方面 a s p n e t 的与平台的无关性也决定了 它为软件的开发和设计及使用开辟了广阔的新前景 在这点上 a s p n e t 类似于j a v a j a v a 使用j a v a 虚拟机 j a v av i r t u a lm a c h i n e j v m 的运行库才能够完成j a v a 代码到多 平台及其语言的转换 但这个前提是转换前的代码必须用j a v a 语言编写 而a s p n e t 支持多种语言 无论使用哪种语言 如v i s u a lc n e t c 样 v i s u a lb a s i c 和其他许多 语言 编写程序 程序都将被编译为中间语言 i n t e r m e d i a t el a n g u a g e i l a s p n e t 还提供了c l s c o m m o nl a n g u a g es p e c i f i c a t i o n 允许第三方编写编译器 在明确定义 的规则下与a s p n e t 语言进行交互 8 w e b 应用程序 浏览器 远程系统 任何硬件 o s 桌面应用系统 w i n d o w s 系统 图2 4a s p n e t 框架结构 a s p n e t2 0 是建立在 n e t 框架2 0 版本之上 并扩展了a s p n e t1 0 和1 1 的 功能 其核心是基于控件 事件驱动的体系结构 这就意味着用户可以随时看到动 态的效果 并能够及时响应用户的输入 a s p n e t2 0 主要提供控件 页面框架 服 务与a p i s 等三方面的技术特性 并且在a s p n e t2 0 中 向导不再是一个窍门程序 而是只需把一个新的向导控件添加到可视化设计器中 设置其属性即可 a s p n e t2 0 新增了数十个服务器控件 1 4 1 7 1 根据控件功能特征 可分为 数 据控件 包括数据源控件和数据绑定控件 登录系列控件 w e b 部件 站点导航控 件和其他控件等 这些服务器控件对于提高工作效率 降低开发成本有着重要的作 用 在页面框架方面 a s e n e t2 0 同样做出了重大改进 主要体现在以下四项技术 特性 母版页 主题和皮肤 编译机制和本地化 母版页特性在大型w e b 站点中应 用广泛 它能够在一定程度上替代框架页功能 从而迅速建立具有统一布局和外观 的页面 并且有效降低维护人员的功能强度 主题和皮肤是a s p n e t2 0 的一项新 增功能 使用此功能可以一次性设置一种类型的服务器控件外观样式 该外观可方 便的应用于单个页面 整个w 曲应用程序 甚至整个服务器 在应用程序编译方面 a s p n e t2 0 在本地化方面也做出了一些改进 9 在服务及a p i s 部分包括的新特性在a s e n e t2 0 中占有较大比例 主要包括成 员资格管理 角色管理 用户配置 数据缓存 配置与管理工具等 利用这些功能 可以快速实现用户和角色管理 个性化用户配置 数据缓存 应用程序可视化配置 等任务 a s e n e t2 0 新特性如下图所示 图2 5 a s p n e t2 0 新特性 2 3 异构数据库及w e bs e r v i c e s 技术概述 随着传统的数据库技术日益成熟 计算机网络技术的飞速发展和应用范围的不断扩 充 数据库应用已经普遍建立于计算机网络之上 传统的集中式数据库系统明显表现出 了系统可扩充性差和数据存储不灵活等缺点 在这种形势下 集中式的数据库向分布式 的数据存储概念发展 分布式的数据库系统就是在集中式系统的基础上发展而来的 分 布式数据库是数据库技术与网络技术结合的产物 随着计算机网络技术的飞速发展 分 布式数据库管理系统日趋成为数据库领域的主流方向 2 3 1 分布式数据库系统的定义 分布式数据库是由一组分布在计算机网络的不同计算机上的数据组成的 网络中的 每个结点具有独立处理数据的能力 称为场地自治 并可以执行局部应用 也就是说 每个场地都是独立的数据库系统 拥有自己的数据库 自己的用户 自己的c p u 运行 i 0 自己的d b m s 执行局部应用 具有高度的自治性 同时各个场地的数据库系统又相互 协作组成一个整体 这种整体性的含义是 对于用户来说 一个分布式数据库系统逻辑 上看如同一个集中式数据库系统一样 用户可以在任何一个场地执行全局应用 分布式数据库系统归纳起来 有如下特点 5 1 1 6 1 1 7 1 数据的物理分布性 分布式数据库的数据不是集中存储在一个站点上 而是分散地存放在由计算机 网络连结起来的多个站点上 2 数据的逻辑性 分布式数据库中的数据在物理上虽然分布在不同的站点上 但是这些分散的数 据并不是互不关联的 它们在逻辑上却是一个整体 被分布式数据库中的所有用户 全局用户 共享 并由一个分布式数据库管理系统统一管理 3 场地之间的协作性和自治性 系统中的每个站点都具有独立性 各站点上的数据由本地的d b m s 管理 具有 自治处理能力 能执行局部的应用请求 各个站点虽然具有高度的自治性 但是又 相互协作构成一个整体 可通过网络处理全局的应用请求 4 数据的分布透明性 在用户看来 整个数据库仍然是一个集中的数据库 用户不关心数据物理位置 分布的细节 也不关心数据副本的一致性 分布的实现完全由系统来完成 5 数据的冗余性 与集中式数据库不同 分布式数据库中需要存在适当的冗余来提高系统处理的 效率和可靠性 依据分布式数据库系统中的各站点的局部数据库管理系统的数据模型对d d b s 进 行分类 可以分为同构同质型d d b s 同构异质型d d b s 和异构型d d b s 它们可满足 不同的应用需求 分布式数据库可分为 1 同构同质型d d b s 各个场地都采用同一类型的数据模型 譬如都是关系型 并且是同一型号的d b m s 2 同构异质型d d b s 各个场地采用同一类型的数据模型 但是d b m s 的型号不 同 譬如d b 2 o r a c l e s y b a s e s q ls e r v e r 等 3 异构型d d b s 各个场地的数据模型的型号不同 甚至类型也不同 随着计算 机网络技术的发展 异种机联网问题已经得到较好的解决 此时依靠异构型d d b s 就能存取全网中各种异构局部库中的数据 2 3 2w e bs e r v i c e s 技术概述 w e bs e r v i c e s 是一种用户分布式应用程序之间的通信接口技术 是一个新的w e b 应 用程序分支 它构建在i n t e r n e t 标准协议栈及x m l s o a p s i m p l eo b j e c ta c c e s s p r o t o c 0 1 w s d l w e bs e r v i c e sd e s c r i p t i o nl a n g u a g e w s f l w e bs e r v i c e sf l o w l a n g u a g e 等技术之上 提供了一种b 2 b b u s i n e s st ob u s i n e s s 应用程序的耦合方式 w e bs e r v i c e s 的基本思想是把软件当作一种服务 我们可以将w e bs e r v i c e s 看作是一种 部署在w e b 上的对象或者是组件 它具有良好的封装性 只要w e bs e r v i c e s 的调用接口 不发生变化 用户在调用过程中w e bs e r v i c e s 的任何变更对于用户而言都是透明的 对 于w e bs e r v i c e s 并没有严格意义上的定义 m m 认为w e bs e r v i c e s 是能够被描述 发布 定位和通过网络调用的自包含的模块化的应用 m i c r o s o f t 认为w e bs e r v i c e s 是一个通过 标准的协议访问的可编程的应用逻辑 一般认为 w e bs e r v i c e s 是通过w e b 调用的应用 逻辑或功能 具有自包含 s e l f c o n t a i n e d 自描述 s e l f d e s c r i b i n g 以及模块化的特 点 可以通过w e b 发布 查找和调用 它具有以下特点 嘲 9 m 阳 1 普遍性 利用i n t e m e t 标准协议和x m l 数据格式 任何支持这些技术的设备都 可以调用和访问w 曲s e r v i c e s 2 可以和其它的服务组合在一起形成新的服务 3 互操作性 任何w e b 服务都可以与其他w e b 服务进行交互 4 行业支持 所有主要的供应商都支持s o a p 和w e bs e r v i c e s 如m i c r o s o f t 的 n e t 就是基于w e b 服务的 w e bs e r v i c e s 的体系结构基于服务提供者 服务代理者 w e b 服务注册中心 和服 务请求者三种角色之间的交互 交互涉及发布 查找和绑定三种基本操作 这些角色和 操作一起作用于w e b 服务构件 w e b 服务软件模块及其描述 服务 s e r v i c e s 并不是 新概念 像p r c c o m c o r b a r m i 等都可以称之为面向服务 s e r v i c e s o r i e n t e d 的系统 w e bs e r v i c e s 中的服务主要是指利用i n t e m e t 协议提供给需求者按一定规则使 用的一个软件模块 它部署在由服务提供者提供的可以通过网络访问的平台上 l l 服务 描述包含服务的接口和实现的细节 主要包括服务的数据类型 操作 绑定信息和网络 1 2 位置 还可能包括方便服务请求者发现和利用的分类及其它数据 服务描述可以被发布 给服务请求者或服务注册中心 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 服务注册中心 服务请求者使用查找操作来从本地或服务代理者检索服务描述 然后使 用服务描述与服务提供者进行绑定并调用服务实现或同它交互 服务提供者和服务请求 者角色是逻辑结构 因而服务可以表现两种特性 1 2 w e bs e r v i c e s 中的三种角色 1 服务提供者它是指服务的所有者为其他服务和用户提供己有的功能 从体系结 构上看 它是指提供服务的访问的平台 2 服务请求者它是指需要某种特定服务的企业或个人 是服务功能的使用者 从 体系结构上看 它是指查找和调用服务的客户端程序 3 服务代理者它是指用来存储服务描述信息的信息库 是服务提供者发布服务和 服务请求者查找服务并获取服务的绑定信息的场所 它充当管理者的角色 w 曲s e r v i c e s 体系结构中的三种基本操作 1 发布 服务提供者对服务进行一定的描述并发布到服务注册库中 2 查找 查找就是指服务注册库 s e r v i c er e g i s t r y 中的服务如何能够被服务请求 者发现 注册服务器需要提供规范接口来接受服务请求者的查询请求 对于服务请求者 可能会在两个不同的生命周期阶段中牵涉到查找操作 在设计时为了程序开发而检索服 务的接口描述 而在运行时为了调用而检索服务的绑定和位置描述 3 绑定 它是指如何实现对服务的调用 在绑定操作中 注册服务器反馈给服务 请求者所请求服务的详细要求 包括服务的访问路径 服务调用的参数 返回结果 传 输协议 安全要求等 服务请求者使用服务描述中的绑定细节来定位 联系和调用服务 从而在运行时调用或启动与服务的交互 w e bs e r v i c e s 实际上是一个应用程序 向外界暴露出一个能够通过w e b 进行调用的 a p i 同时平台也是一套标准 定义了应用程序如何在w 曲上实现互操作性 1 3 你可以 用任何你喜欢的语言 在任何你喜欢的平台上构建w e bs e r v i c e s 只要我们可以通过标 准对这些服务进行查询和访问 所以 w e bs e r v i c e s 平台需要一套协议来实现分布式应 用程序的创建 任何平台都有它的数据表示方法和类型系统 要实现互操作性 w e b s e r v i c e s 平台必须提供一套标准的类型系统 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中 基于界面的平台提供了一些方法来描述界 1 3 面 方法和参数 如c o m 和c o r b a 中的语言 同样 w e bs e r v i c e s 平台也必须提供 一种标准来描述w e bs e r v i c e s 让客户可以得到足够的信息来调用这个w e bs e r v i c e s 最后 必须有一种方法对这个w e bs e r v i c e s 进行远程调用 这种方法实际就是一种远程 过程调用协议 p r c 为了达到互操作性 这种r f c 协议还必须与平台和编程语言无 关 1 4 3 科研管理系统的总体设计 3 1 系统设计目标 通过熟悉了解科研管理的基本工作流程 并结合软件开发的理论知识 设计并提出 一套