（计算机科学与技术专业论文）电子政务系统中分布式异构数据交换平台的研究与设计.pdf

摘要 建设信息高速公路与规划信息网络以推动政治 经济 文化的发展已成为世 界各国政府的共识 电子政务作为政府信息化的重要标志 成为信息高速公路的 首要应用领域 近年来我国电子政务的发展遇到的一个突出问题是 信息孤岛 问题 即由于政府各部门应用系统的异构性 因此各应用系统间难以实现数据交 换和共享 使得各系统间不能有效地协同工作 不能面向最终用户提供 一站式 服务 所以迫切需要为电子政务系统建立数据交换平台以解决该问题 x m l 是w 3 c 提出的数据格式和数据交换标准 而x m lw e b 服务又是下一代分 布式系统的核心 本文在此标准和技术的基础上 将面向服务架构 s o a 设计 思想引入课题研究当中 提出了电子政务系统中基于 o a 的分布式异构数据交换 平台设计思想 利用 n e t 开发平台构建了一个分布式异构数据交换平台系统原 型 设计并实现了数据交换平台中关键的组件 工作流管理中心 实现了异构 系统闻数据的传输 共享以及异构应用系统问业务流程重组 在此基础上 为某化工园区电子政务系统建立了一个多级数据交换平台系 统 实现不同政府部门之间的数据交换 提高政府办事效率和透明度 为企事业 和公众提供更方便快捷的服务 关键词 电子政务 数据交换 x m l w e b 服务 面向服务架构 a b s t r a c t b u i l d i n g i n f o b a h na n dp l a n n i n gi n f o r m a t i o nn e t w o r kt o i m p r o v e t h e d e v e l o p m e n to f p o l i t y e c o n o m y c u l t u r eh a v ea l r e a d yb e c o m et h ee n n l n l o n v i e wo f t h e g o v e r n m e n t so fa 1 1c o u n t r i e si nt h e w o r l d t h ee g o v e r n m e n tt h a tb e c o m et h ec h i e f l y a p p l i c a t i o n f i e l do fi n f o b a h n i nr e c e n ty e a r s t h ed e v e l o p m e n to f0 1 1 1 c o u n t r y e g o v e r n m e n tc o m e sa c r o s sa l lo u t s t a n d i n gp r o b l e mw h i c hi st h e i n f o r m a t i o n i s o l a t e di s l a n d t h a ti st os a y b e c a u s eo ft h ed i f f e r e n ts t r u c t u r e sb e t w e e nt h e s e a p p l i e ds y s t e m st h a tb e l o n gt od i f f e r e n tg o n v e m m e n t t h e s ea p p l i e ds y s t e mi sh a r dt o c a l r yo u td a t ae x c h a n g e sw i t he a c ho t h e r c a n tm a k ee a c hs y s t e mb ei nc o n j u n c t i o n w i t haw o r k a v a i l a b l y c a n t f a c et oe n dc u s t o m e rt o p r o v i d e a n o n e s t o p s e r v i c e t h e r e f o r i ti su r g e n tt oe s t a b l i s hd a t ae x c h a n g ep l a t f o r mf o re g o v e r n m e n tt o s o l v et h a tp r o b l e m x m li st h ed a t af o r m a ta n dd a t ae x c h a n g es t a n d a r dt h a ti sp u tf o r w a r db yw 3 c t h ex m lw e bs e r v i c e si st h ec o r e so f n e x tg e n e r a t i o nd i s 仃i b u t es y s t e m b a s eo nt h e s e s t a n d a r d s t e c h n o l o g ya n ds o ad e s i g nm e t h o d t h ea u t h o rp r o p o s e dt h et h o u g h to f d i s t r i b u t ed a t ae x c h a n g ep l a t f o r ms y s t e mb a s e do ns o r e a l i z e dd a t ae x c h a n g e p l a t f o r ms y s t e mp r o t o t y p ew i t h n e ts o f t w a r ed e v e l o p m e n tp l a t f o r m d e s i g n e da n d c a r r i e do u tt h ek e ym o d u l en a m e do fd a t ae x c h a n g ep l a t f o r mw h i c hi sc a l l e dw o r k f l o wm a n a g ec e n t e r s o t h ed a t ae x c h a n g ep l a t f o r ms y s t e mh a sr e a l i z e dt h ed a t a s h a r i n ga n de x c h a n g i n gp r o g r e s sb e t w e e nd i f f e r e n tl o c a la r e a sa p p l i e ds y s t e ma n dt h e r e s t o r i n gt h e i rb u s i n e s sp r o c e s s b a s e d0 1 1t h ea b o v er e s e a r c h t h et h e s i sh a sb u i l tam u l t i s t a g ed a t ae x c h a n g e p l a t f o r mf o rs o m e w h e r ec h e m i c a li n d u s t r yg a r d e na r e ae g o v e r n m e n ts y s t e m i tc a n r e a l i z i n gt h ed a t ae x c h a n g eb e t w e e nt h ed i f f e r e n td e p a r t m e n t s f a c i l i t a t i n gw o r k r a i s i n gt h eg o v e r n m e n th a n d l e sa f f a i r se f f i c i e n c ya n dp r o v i d i n gm o r ec o n v e n i e n ta n d f a s ts e r v i c ef o rb u s i n e s se n t e r p r i s ea n dp u b l i c k e yw o r d s e g o v e r n m e n t d a t ae x c h a n g e x m l w e bs e r v i c e s s o a i l l 西北工业大学 学位论文知识产权声明书 本人完全了解学校有关保护知识产权的规定 即 研究生在校攻凄学位 期间论文1 作的知识产权单位属于毡北工业人学 学校有权保留并向国家有 关部门或机构送交论文的复印件和电子版 本人允许论文被查阅和借阅 学 校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索 可以采州 影印 缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文 同时本人保证 毕业 后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西北工业大学 保密论文待解密后适用本声明 学位论文作者签名指导教师签名 投嘭文足 2 和7 年2 月2 1 日多献刁年 乙月纱日 j 西北工业大学 学位论文原创性声明 秉承学校严谨的学风和优良的科学道德 本人郑重声明 所呈交的学位 论文 是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果 尽我所知 除文 中已经注明引用的内容和致谢的地方外 本论文不包含任何其他个人或集体 已经公开发表或撰写过的研究成果 不包含本人或他人已中请学位或其它j f j 途使用过的成果 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体 均已在文中以 明确方式标明 本人学位论文与资料若有不实 愿意承担一切相关的法律责任 学位论文作者签名 二 曩 年加己r 口 两北r 业人学硕十学付论文第一章绪论 1 1 研究背景及意义 第一章绪论 全球性的信息化 网络化进程正在改变着人们的生活方式 互联网技术及其 应用以及电子商务的爆炸性增长为人们的工作和生活带来了深刻的影响 时至今 日 全球已经初步形成了涉及政治 经济 文化各方面的国际信息竞争格局 建 设信息高速公路与规划信息网络以及推动政治 经济 文化的发展已成为世界各 国政府的共识 而政府信息化则被公认为社会信息化的基础 电子政务作为政府 信息化的重要标志 成为信息高速公路的首要应用领域 而电子政务的最终目标 就是实现电子政府 电子政务是政府在国民经济和社会信息化的背景下 以提高政府办公效率 改善决策和投资环境为目标 将政府的信息发布 管理 服务 沟通功能向互联 网上迁移的系统解决方案 同时结合了政府管理流程再造 构建和优化政府内部 管理系统 决策支持系统 办公自动化系统 为政府信息管理 服务水平的提高 提供强大的技术和咨询支持 电子政务包括3 个方面的内涵 一是政府机构各部门实现行政自动化 网络 化和信息化 帮助提高政府在行政 管理和服务方面的效率 积极推动机构精简 和程序简化等的业务流程和管理模式 二是利用政府内建立的网络 信息资源和 现代化手段 为社会公众提供多种方式 任何地点 任何时间 a n y h o w a n y w h e r e a n y t i m e 的3 a 优质服务 三是以政府的信息化加强政府部门的协作 并推动和 加速整个国家和社会的信息化进程 电子政务的实质是将数据的需求和服务在应用层上通过数据交换匹配 一切 电子政务活动都可以归结为公众和政府之间 企业和政府之间 政府和政府之间 的数据交换u 一般而言 电子政务的建设可以分为四个阶段 起步阶段 政府与用户的单 向互动阶段 政府与用户的双向互动阶段和网上事务的政府驱动阶段 在起步阶 段 电子政务主要实现的是政府内部的办公系统和政府信息的静态发布 在政府 和用户的单向互动以及双向互动阶段 政府的信息实现了动态发布 并且用户可 以通过政府部门的网站完成日常事务 在前三个阶段中 政府与用户之间的关系 并没有根本性的转变 所改变的只是交流的手段 在第四阶段中 随着政府部门 两北 业人学硕十学付论文第一章绪论 之间数据集成的实现 将实现由用户驱动到政府驱动韵根本性转变 1 我国的政府信息化工作目前还主要集中在前两个阶段 即起步阶段 政府和 用户的单向互动以及双向互动阶段 实现了政府内部的办公系统和政府信息的静 态发布 动态发布以及简单的日常事务处理 但在我国政府信息化建设过程中 各政府职能部门常常根据自身的情况与需要 建立了自己的信息和办公自动化系 统 这些系统往往是在不同时期 由不同的公司 利用不同的工具 在不同的开 发平台采用不同的技术标准开发出来的 并且运行在不同的操作系统和不同的数 据库平台之上 而且客户端与服务器之间通常会有防火墙或者代理服务器 这些 跨平台异构系统形成了一个个 信息孤岛 随着电子政务的进一步发展 各个 系统在数据交换与共享方面存在的局限越来越大 主要体现在 1 无法适应政府发展的需要 随着电予政务的发展 为公众提供 一站式 服务的要求 就需要解决信息 孤岛问题 实现这些大量的不同位置 不同格式的数据的共享和互相访问 进而 集成相关的业务数据 为企业 公众和内部政务系统提供统一和一致的服务 2 无法实现真正的协同工作 在应用系统中 根据实际工作的需要 经常要进行数据的交换实现协同工作 比如公文的流转 单证传递处理等 都需要从一个系统传递数据到另外的系统 由于系统本身相对独立的建设方式 导致无法合理地将数据传递或交换过去 也 就无法实现真正意义的协同工作 3 无法实现在线业务处理 大多数业务系统的过程不是僵化不变的 必须根据实际的工作情况进行具体 问题具体处理 这就要求相关应用系统也必须能够满足这样的功能要求 4 存在安全隐患 传统方式应用系统的安全结构无法实现真正的业务整合方式的安全 不能根 据业务的实际情况集成安全机制和方法 达到整个业务过程全面的安全控制和管 理 在这种情况下 如果不采取一定的措施加以改善 电子政务的实施将无法利 用已有的系统 只能推倒重来 造成前期投资的浪费 从而失去了电子政务建设 和实施的意义 为了加快政府信息化建设进程 节约成本 就需要在不破坏现有系统的情况 下 将各种应用系统集成起来 发挥自己的优势 实现政府部门的业务系统的整 合 使各系统能协同工作 实现各业务系统之间的数据交换和共享 满足电子政 务发展的需要 2 西北r 业人学硕十学何论文 第一章绪论 本文所架构的某地化工园区的电子政务可以实现该园区信息资源的管理 园 区管理委员会可以很方便地管理该园区的所有企业 管委会借助于这个综合管理 平台可以实时进行网上文件的审批 办公事务管理 文件下发以及人事管理等 真正实现无纸办公 要在该电子政务系统中实现网上文件的审批 办公事务管理等 一站式 服 务 这就需要园区的政务内网和企业网之间进行交互 实时传输文件或资料等信 息 而这些信息在两个网络上的数据格式有可能是不相同的 并且双方的应用体 系结构有可能也是不同的 所以 需要跨越网络 跨越异构平台实现不同格式数 据的交换 基于以上原因 课题组研究建立数据交换平台来传输 整合 共享电 子政务中的数据和资源 建立数据交换平台可以避免电子政务重复建设 同时可以有效地消除电子政 务 信息孤岛 因此 建立一个高效的数据交换平台成为电子政务和企业应用 集成越来越广泛的需要 1 2 国内外研究现状 数据交换技术到目前为止大致经历了三个发展阶段 1 以e d i 电子数据互换 e l e c t r o n i cd a t ai n t e r c h a n g e 技术为基础的 电子数据交换 2 以多层结构w e b 技术为基础的信息发布 3 以x m l 等第二代w e b 技术为代表的数据交换 数据交换的研究包括采用传统传输协议f t p e m a i l 等 或编写专用传输接口 如w e b 上传等 近年来提出采用分布式组件方式如d c o m e j b r m i c o r b a 方式 这些方案均在某一方面拥有独特的优势 但不可避免的存在这样和那样的问题 其中共有的问题包括系统耦合性强 不适于松散系统的集成 连接成本较高 多 数方案需要专门配置以穿越网络防火墙实现互连 个别情况下甚至需要专用线路 或者特殊连接方式如v p n 才能实现互连 其高昂的成本抑制了应用范围 特别是 在异地环境下的应用 1 x m l w e b 服务技术的出现 为人们寻找一种廉价 简单 有效的交换方式 提供了可能的技术基础 其中x m l 数据规范为运行于广域网不同节点的应用系统 间进行数据交换奠定了基础 w e b 服务又使这些应用程序间进行功能的调用成为 可能 而w e b 服务采用s o a p 协议可以基于h t t p 协议通讯 由于h t t p 在网络中 广泛应用 使得为w e b 服务提供几乎无限的互连成为可能 从而可以轻松地穿越 3 两北t 业人学硕十学何论文 第一章绪论 绝大多数的防火墙 而与 m l 结合使其具有了数据交换的能力 采用基于 m l w e b 服务技术实现跨越网络异构数据交换 也就成了理想的数据交换方式 使建 设跨网络的协同工作环境成为可能 因此基于w e bs e r v i c e s 技术和x m l 数据结 构的数据交换方法其先进性毋庸簧疑 1 当前许多国外知名的大公司进军数据交换领域 在这一方面已经出现了一批 成熟的产品 i b m 提出了w e b s p h e r ei n f o r m a t i o ni n t e g r a t o r 数据整合方案 s y b a s e 提出了s y b a s ed x p 数据交换平台 s y b a s ed x p 数据交换平台为电子政务 系统内及系统间的信息交互和共享提供了一个集成化数据交互和共享空间 具有 较好的开放性 可同时满足用户各类平台 数据源及应用间的数据交换需求 1 许多国内公司也不甘示弱 也推出了一些成熟的产品 如 鼎天软件提出了 基于j 2 e e 和x m l 技术的数据交换平台 根据政府行业的应用特点 在通用的消 息中间件上封装面向应用系统的功能软件 呈现给用户的是一组a p i 接口 中 创软件设计的基于e a i 的数据交换平台 北大方正技术研究院推出了面向信息 资源整合的跨地域 跨部门应用技术框架 为横跨各政府机构的服务 监管职能 的业务实现和同 机构内多个部门不同业务系统之间的数据整合和协同办公提 供了进行有效转换和交流的安全信息 数据交换平台 方正汇通 福建省凯 特科技有限公司推出的基于 n e t 开发 以瑚l w e bs e r v i c e s 为基本技术手段 以实现不同应用系统的数据交换 共享和集成为目标的觊特s e c e x c h a n g e 一数据 交换平台 1 1 3 本文研究内容 本文的主要内容是在全面分析总结现有数据交换技术以及上述成熟的解决 方案的基础上 从客观的角度来审视目前建设电子政务数据交换平台时所用到的 设计思想 开发方式与框架结构 探索将x m l w e b 服务技术应用于电子政务数 据交换的可行性 及其对系统开发与集成所带来的影响 阐述如何利用w e b 服务 构建一个基于s o a 架构的电子政务数据交换平台 本文实现的数据交换平台提供 了异构数据的交换 共事功能 以及政府部门问业务系统的集成和业务流程的重 组功能 4 两北i l p 大学硕十学付论文 第一章绪论 1 4 论文的组织结构 本文主要分以下几个章节来组织 第一章简要介绍课题研究背景 研究意义及国内外研究的现状和成果 明确 了本论文的研究范围 最后给出论文组织结构 第二章介绍x m l 的定义 特点及应用 以及与x m l 应用相关的d t d x s l d o m 等关键技术 并且根据国家标准 给出一个基于x m l 通用电子公文格式 第三章介绍分布式应用系统的体系结构 对4 种主流分布式对象技术进行比 较 然后介绍了m i c r o s o f t n e t 分布式应用开发平台 及其关键组成部分 n e t f r a m e w o r k 最后介绍了与 n e t 应用开发平台相关a d o n e t a s p n e t 技术 第四章在对电子政务数据交换平台进行需求分析的基础上 提出了基于s o a 架构的电子政务数据交换平台的设计思想及实现方法 最后 给出该数据交换平 台的系统结构和系统各部分的功能说明 第五章详细介绍数据交换平台重要组成部分 工作流管理中心的结构 组 成部分及功能 并结合实例给出了具体的实现方法 然后 给出在此数据交换平 台上进行数据交换的模型 最后 对用户数据注册时的步骤 以及数据处理中心 提供的数据处理服务执行时的步骤进行了简要说明 第六章论述了数据交换平台在某市某地化工园区的电子政务系统中的应用 最后对构建的电子政务数据交换平台系统作了一些概括和总结 另外对电子 政务数据交换技术的发展进行了展望 西北t 业大学硕十学伊论文第二章 m 及相关技术 2 1x m l 技术 2 1 1x m l 的定义 第二章x m l 及相关技术 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 即可扩展标志语言 是一种具有数据描 述功能 高度结构性及可验证性的置标语言 经w 3 c 组织审阅已成为w e b 应用标 准之一 4 一种专门在w o r l dw i d ew e b 上传递信息的语言 x m l 允许用户自行 定义标记和属性 并且标记不相互重叠正确地嵌套起来 以一定的层次结构化地 表示数据 然后可以依照所定义的标记与属性的语法来开发应用程序 这种灵活 的文本数据存储形式可方便地用于任何平台 并为不同语言及组件之间的数据存 取 处理 交换与转换等操作提供了方便 x m l 是一个s g m l 的一个受限子集 它摒弃了s g m l 语言的复杂性 将s g m l 语言的灵活性和强大性与已经被广泛使用的h t m l 语言的简单性 易懂性结合起 来 x m l 虽延续了h t m l 简单 易懂的语法 但是却有了更大的灵活性和扩展能 力 x m l 标记描述的是文档的结构和意义 与h t m l 相比它不描述页面元素的格 式化 可用样式单为文档增加格式化信息 文档本身只说明文档包括什么标记 而不是说明文档看起来是什么样的 此外 由于可以通过标记来描述数据 或配合属性来辅助描述数据 因此 x m l 十分适用于作为对象的描述语言 并且由于可以借助验证规则来规范一个 x m l 文件的内容和结构 所以x m l 又很适合用于做b 2 b 或b 2 c 的数据交换格式 2 1 2x m l 的特点 1 简单性 x m l 是一个精简的s g m l x m l 的设计初衷之一是避免s g m l 的复 杂性 因此x m l 数据格式设计简单 不仅方便计算机处理 人也可以很容易地读 懂 格式上的简单便于应用程序编写 浏览 移植和传输 2 自描述性 x m l 可用于明确地表示一个数据模型的各个部分的意义 这 就是自描述性 即就是 可以通过察看x m l 文档中特定数据旁的标记 知道该数 据的意义 如文本 李江 说明李江是一本书的作者 因为它的 7 两北t 业大学硕十学付论文 第二章x l v f l 及相芙技术 自描述性 文档里的数据可以由支持x m l 的应用来创建 查询和更新 与处理传 统的关系数据库和面向对象数据库里的数据相似 x m l 甚至还能用来表示那些以 前不被看作文档但是对传统的数据库来说过于复杂而难以处理的数据 3 可扩展性 x m l 让使用者创建和使用他们自己的标记 而不是仅限于使 用有限词汇表 可扩展性是至关重要的 因为不仅企业希望用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 甚至各个行业也希望能够定义它们所在 行业的标记语言 以作为行业的信息共享和数据交换的标准 4 灵活性 x m l 提供了一种结构化的数据表示方式 使得用户界面与结构 化数据相分离 在x m l 中 可以使用样式表 如x s l e x t e n s i b l es t y l es h e e t l a n g u a g e 可扩展样式语言 将数据呈现到浏览器中 另外 x m l 文档之间的超 链接功能由独立的x l i n k e x t e n s i b l el i n k i n gl a n g u a g e 可扩展链接语言 来支持 所有这些方面都可以相互独立地改进并同时发展 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 随着s o a p 的引入 x m l 可支持各 种分布式应用程序m 5 开放的国际化标准 x m l 是由w 3 c 定义的 是一种公开的标准 它不依 赖某厂商 独立于平台 并且x i l 具有标准的域名说明方法 支持文档对象模型 标准 可扩展类型语言标准 可扩展链按语言标准和x m l 指针语言标准 因此使 用x m l 可以在不同的计算机系统间交换信息 2 1 3x m l 的应用 一 设计之初 x m l 的目标之一是取代h t m l 为新出现的复杂的w e b 应用提供标 准的i n t e r n e t 语言 然而 由于x m l 在可扩展性 可移植性和结构性等方面的 突出优点 它的应用范围早己突破了h t m l 所达到的范围 随着x m l 相关技术的 发展 它的应用领域越来越广泛 目前x m l 应用于以下一些方面 1 作为行业信息标准化的工具 x m l 被广泛的应用于数据格式标准的制定 2 同一x m l 数据以多种显示方式 以应用在不同场合 x m l 一大优点是将显示格式从数据内容中独立出来 保存在x s l 文件中 这 样 如果需要改变文档的显示方式 只要修改x s l 文件就足够了 通过将结构 内容和表现分离 同一个x m l 源数据可以用不同的方法表现出来 比如显示在计 算机屏幕上 显示在手机的显示屏上 在为盲人服务的设备上还可以把同一个 x m l 源数据翻译成语音 等等 8 两北t 业人学硕十学付论文第二章x m l 及相天技术 3 数据交换 数据交换是x m l 最重要的用途之一 由于其可扩展性和文档中使用元数据的 特点 x m l 使得不同计算机应用系统之间交换数据变得非常容易 尤其在下列领 域有重要应用 e d i e l e c t r o n i cd a t ai n t e r c h a n g e 简称电子数据交换 2 0 多年来 e d i 着重于合作伙伴之间的事务处理标准化 传统的电子数据交换机制依靠不同 商业之间的强大计算机系统来实现压缩的数据传输 每一条信息在传输中必须编 码 它要求所有的合作伙伴都必须有唯一的解决方案和基于严格事务处理的标准 集 它提供一系列标准的消息和格式 如a n s ix 1 2 和e d i f a c t 这些信息标 准格式使得e d i 缺乏灵活性和简便性 使用 m l 程序能够理解在交换数据中所 表示的商务数据及概念 根据明确的商务规则进行数据处理并给出适当的响应 所以x m l 和现有的e d i 系统相结合 必将改变e d i 的现状 a g e n t 智能体 构造一个a g e n t 所面临的挑战之一是如何理解接受到 的数据 好的a g e n t 能智能地解释这些数据 然后作出相应的反应 如果传送到 a g e n t 的是x m l 结构化的数据 a g e n t 就很容易理解这些数据的含义及与它己有 知识的关系 m l 技术的发展必将推动a g e n t 及移动a g e n t 技术的发展 软件设计元素的交换 1 i l l 也可以用来描述软件设计中有关的设计元素 如对象模型等 这些基于x m l 的设计元素可以借助w e b 在开发组内进行交换 在 不同的开发工具之间交换 x m l 不依赖于平台和某应用程序 因此可以被应用于 异构平台和不同应用程序闻的数据交换和集成 4 数据集成 m l 能用来描述包含在不同应用中的数据 从w e b 页面到数据库中的记录 w e b 应用的中间层服务程序可以容易地将这些用 a i l l 表示的数据组合起来 直接 传送给客户或提交其它服务程序进行进一步处理 5 分布式计算 可将大量运算负荷分布在客户端 减轻服务器压力 客户可根据自己的需求 选择制作不同的应用程序来处理数据 而服务器只须发出同一篇x m l 文档 m l 将处理数据的主动权交给客户 服务器所要做的只是尽可能的将数据完善准确的 封装成x m l 文档 x m l 文档的自解释 使客户端在收到数据的同时也理解数据的 逻辑结构含义 从而使广泛通用的分布式计算成为可能 6 作为其它技术的基础 x m lw e bs e r v i c e s 是通过标准的w e b 协议 h t t p 可编程访问的w e b 组件 它最大的特点是将分布式计算从局域网扩展到i n t e r n e t 之上 w e bs e r v i c e s 成 9 两j i l t 业大学硕十学位论文第二章x m l 及相关技术 功的关键之一是采用了 m l 语言 首先 为w e bs e r v i c e s 提供信息注册的规范 u d d i 统一描述 发现和集成协议 它注册使用的核心信息模型就是由x m ls c h e m a 定义的 w e bs e r v i c e s 的接口描述文档w s d l 也是x m l 格式的 另外 w e bs e r v i c e s 的传输协议s o a p 采用了将x m l 格式的数据嵌入到h t t p 消息中的形式 使w e b s e r v i c e s 能够跨越防火墙调用 达到其在i n t e r n e t 上实现分布式计算的目的 关于w e bs e r v i c e s 的详细介绍将在下一章给出 2 1 4x m l 文档 一个x l l 文档 如图2 1 所示有两个主要组成部分 序言 p r o l o g 和文档 元素 d o c u m e n te l e m e n t 文档元素也就是众所周知的根元素 如图2 1 所示 可以看出这个x m l 文档的序言部分第一行是 m l 声明 它说明这是一个x m l 文档 并且给出版本号 x m l 声明是可选的 尽管规范中说应该包括它 如果没有包括 x 札规范 那么必须出现在文档的开头 序言的第二行是注释 给x m l 文档添加 注释是可选的 但是这样可以增强文档的可读性 注释以 字符结束 你可以在这两个字符组之间输入任何文本 除了一之外 x m l 处理 器忽略这些文本 第二部分为用户自己定义的各种文档元素 也是该x m l 文件的 主体部分 下面是创建格式正确的x m l 文档的主体部分时一些基本规则 1 有而且只有一个根元素 文档元素或根元素 所有其他元素必须嵌入 到其中 2 o 元素必须被正确地嵌套 也就是说 如果一个元素在另一个元素中开始 那么它必须在同一个元素中结束 3 每一个元素必须同时拥有起始标签和结束标签 与h t m l 不同 x m l 不 允许忽略结束标签 4 起始标签中的元素类型名必须与相应结束标签中的名称完全匹配 5 元素类型名是大小写敏感的 实际上 x m l 标记中的所有文本都是大小 写敏感的 例如 下列元素是非法的 因为起始标签的类型名与结束标签的类型 名不匹配 l e a v e so fg r a s s 6 元素定义不重复 对于一个元素来说 没有多个相同名称的属性的实例 元素大小写敏感 7 属性 a t t r i b u t e 有唯一的名称 并且被正确地包括在某一元素中 西北r 业人学硕十中何论文第二章x l v f l 及相关技术 序言 文档元素 根元素 m 1v e r s l o n i 0 e n c o d i n g g b i 一文件名 d o c u m e n t 0 6 1 0 1 3 x m l 一 眉首 陕西省人民政府 文件 标志后缀 陕政发 2 0 0 6 4 5 号 陕西省人民政府贯彻国务院关于落实科学发展观加强环境保 护的决定的实施意见 各市 县 区人民政府 省人民政府各工作部f 1 各直属机构 为了认真贯彻落实 国务院关于落实科学发展观加强环 境保护的决定 国发 2 0 0 5 3 9 号 以下简称 决定 陕西省人民政府 2 0 0 6 1 0 1 3 省委各部f 1 省纪委办公厅 图2 1 名为d o c u m e n t 0 6 1 0 1 3 的x m l 文件的部分代码 l l x m l 声明 注释 嵌套在文 档元素中 的元素 两北丁业大学硕十学仃论文第二章x m l 及相犬技术 2 2x m l 相关技术 x m l 相关概念和核心技术很多 也很复杂 为了更好的理解这些概念和技术 我们做了一个分类 如图2 2 共分为三大部分 x m l 核心和基础标准 x m l 相 关标准和x m l 应用标准 即 x m l 核心和基础标准包括 m ln a m e s p a c e x m lb a s e x m l i n f o r m a t i o ns e t c a n o n i c a lx m l x 札i n c l u s i o n s 等 m l 相关标准 官掰d t d x m ls c h e m a x l i n k x p a t h x p o i n t e r d o m s a x x s l t x q u e r y c s s x s l x f o r m s r d f 等 x m l 应用标准包括x h t m l w m l v o i c e x m l e b x m l r d f w e bs e r v i c e 等 下面我们重点介绍几个x m l 相关标准 早 i 鉴 ii 燮i 固固 固固 回园 国固 固回 i d l 呦o n s e t i 固固 回回 i 型fl 坠竺i 冈冈团 i 翌竺 ii 竺l i h d m l ii 燮l l t v w e b f l 洲儿li 型 ii w a p lj 枷 i o e e l l 恤捌 i c c j p p i 一 ml p i pi i w a i l 2 2 1d i d 和x m ls c h e m a 图2 2 删l 相关标准 删l 有效性是指x m l 文档中的数据符合特定的规则 如哪些元素是必需的 哪些是可选的 元素可能包含哪些属性 除了元素本身信息外 在元素的结构方 面 一个元素可以嵌套哪些元素 子元素出现的个数和次序如何 元素内容的数 据类型有何规定等等 文档类型定义 d o c u m e n tt y p ed e f i n i t i o n s 简称d t d 1 2 西北t 业人学硕 学位论文 第二章x m l 及相 之技术 和x m ls c h e m a x m l 模式 是用来验证x m l 文档有效性的 v a l i d 即使用d t d 或x m ls c h e m a 来确保x m l 文档数据遵循特定的结构 以便应用程序能用可预知 的方式来接收数据 下面给出d t d 和x m ls c h e m a 两个具体实例加以说明它们之 间的各自的特点 文档类型定义 d t d d o c u m e n tt y p ed e f i n i t i o n 就是用x m l 表示特定类 型文档的规则集 d t d 使用自己的一套特殊的文法来结构化x m l 数据的规则 下面一段是本章前面提到的那个名为d o c u m e n t 0 6 1 0 1 3 的x m l 文档的d t d e l e m e n t 公文 眉首 主体 版记 e l e m e n t 眉首 秘密等级 紧急程度 e l e m e n t 发文机关标识 发文机关名称 e l e m e n t 标志后缀 p c d a t a 发文机关标识 发文字号 签发人 标志后缀 1 3 两北t 业大学硕十学仃论文 第 章x m l 及相关技术 w 3 c 推出的x m ls c h e m a 规范提供了除d t d 以外的又一种控制文档结构的方 式 x m ls c h e m a 的基本意思是说为x m l 文档制定的一种模式 s c h e m a 相对于d t d 文档类型定义 的明显好处是x m ls c h e m a 文档本身也是x m l 文档 而不像d t d 那样使用自成一体的语法 这就方便了用户和开发者 因为可以使用相同的工具 来处理x m ls c h e m a 和其他x m l 信息 而不必专门为s c h e m a 使用特殊工具 s c h e m a 简单易懂 懂得x m l 语法 规则的人都可以立即理解它 x m ls c h e m a 的文件后 缀是 x s d 文件 一个 m ls c h e m a 中的定义分为两部分 型 t y p e 定义和元素 e l e m e n t 定义 此外 s c h e m a 规定了更丰富的数据类型 功能更强大 而且 使用灵活 下面就是x m l 文档的x m ls c h e m a x s e e m e n tn a m e 秘密等级 t y p e x s s m n g m i n o c c m s w 肛 x s e l e m e n tn a m e 紧急程度 t y p e x s s t r i n g m i n o c c l l l s o 卢 x s e l e m e n tn a n 1 e 发文机关名称 t y p c x s s t r i n g m i l l o c a l f s 1 卢 x s e l e m e n tn a i n e 标志后缀 t y p e x s s t r i n g m i n o c c u r s 0 卢 x s e l e m e n tn a m e 发文字号 t 僻 x s s t r m g m m o c c u r s 1m a x o c c u l b 1 修 x s e l e m e n t m 发文序号 t y p e x s s t r i n g m i n o c c u r s 0 芦 1 4 两此t 曲人学硕十学何论文第二章x m l 及相关技术 x s e l e m e n tm m e 发文年份 t y p f x s d a t a t t m e m m o c c u r s 1 m a x o c c u r s 1 修 x s e l e m e n tn a m e 主体 x s e l e m e n tn a h l e 标题 t y p e x s s t r i n g m i n o c c u r s o 卢 x s e l e m e n tn a m f 主送机关 t y p e x s s t r i n g m i n o c c u r s o m a x o e c u r s u n b o u n d e d 扫 x s e l e m e n tn a m e 成文日期 t y p e x s d a t e t i m e m i n o c c t l r s o 肛 1 x s e l e m e n tf l a m e 主题词 t y p e x s s t r i n g m i n o c c u r s o 肛 x s e l e m e n tn a l l l f f 印制版记 m m o c c o 肛 1 5 两北t 1 业人中硕十学付论文第二章x m l 及相关技术 k s e l a m e i i p 2 2 2x s l 和x s l t x s l e x t e n s i b l es t y l es h e e tl a n g u a g e 可扩展样式语言 是一种基于x m l 的语言 它被设计用来转换x m l 文档到另一种x m l 文档或转换x m l 文档为可翻译对 象 由w 3 c 组织制定 该语言用于规定式样表 由式样表为x m l 数据提供格式化 指令 当应用使用式样表实际转换x m l 文档时 将使用x s l t 后者是x s l 的扩展 也就是说x s l 语言是一种可以用来把x m l 转化为其它形式文档的工具 如果需要将 x m l 文档转化为另外的具有不同s c h e m a 的x m l 文档 就需要在两个文档之间建立一 种映射关系 这种映射关系可以使用一个x s l 文件来描述 然后利用x s l t 处理器 输入要处理的x m l 文档和表示了转化规则的x s l 文件 输出就是己经转化的x f l l 文 档 x s l t 由w 3 c 组织制定 该语言旨在把x m l 文档转换成其它格式的文档 例如 h t m l 应用可以按照x s l 风格表内的格式化指令转换文档 但它也可以独立地使 用x s l t 不需依靠x s l x s l t 是x s l 的子集 x s l 用于定义x m l 文档的格式 而x s l t 包含选择和操纵数据结构的模板和命令 x s l t 是一种用来转换x m l 文档结构的语 言 其正式推荐标准于1 9 9 9 年1 1 月1 6 日问世 现在一般所说的x s l 大都指的是 x s l t x s l t 的一大优点是它本身就是一个x m l 文档 它是通过x m l 进行定义的 遵守 x m l 的语法规则 是x m l 的 种具体应用 因此系统可以使用同一个x m l 解释器对 x m l 文档及其相关的x s l t 文档进行解释处理 x s l t 的原理 x s l t 主要的功能就是转换 它将一个没有形式表现的x m l i 为容 文档作为一棵源树 将其转换为一个有样式信息的结果树 在x s l t 文档中定义了 与x m l 文件中各个逻辑成分相匹配的范本 以及匹配转换方式 它可以很好地描 述x m l 文档向任何一个其它格式的文档转换的方法 例如转换为另一个逻辑结构 的x m l 文件 h t m l 文档 x h t m l 文档 v f a f l 文档 s v g 文档等等 转换过程如图2 3 所示 西北丁业大学硕十学侍论文第二章x m l 及相芙技术 图2 3 数据转换图 x m l 技术用于在异构系统间传输数据 当数据通过x m l 文件从一个系统传输到 另一个系统后 由于用户的不同 其所想得到的数据表示方式也不同 如有的客 户想将数据转换成h t m l 格式方便浏览器阅读 有的希望转换成p d f 格式方便打印 x m l 在数据表示转换方面提供了很好的解决方案 b p x s l t 技术 因此x s l t 在x m l 数据交换中起到重要的作用 2 2 3d o m 和s a x d