（环境科学专业论文）基于组件式gis的区域污染源管理信息系统开发.pdf

t h ed e v e l o p m e n to fr e g i o nm i sf o rp o l l u t i o n s o u r c eb a s e do nc o r n g i s e n v i r o n m e n t a is c i e n c e p o s t g r a d u a t ew a n g b i n s u p e r v i s o r l u ow e n f e n g w i t ht h ed e v e l o p m e n to fm o d e r ns o c i e t y i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g i e sw e r e w i l d l yu s e da n dq u i c k l ys p r e a d e n v i r o n m e n t a li n f o r m a t i o ns y s t e m 团s p l a y sam o r ea n dm o r ei m p o r t a n t r o l ei nt h ei n f o r m a t i o ns o c i e t y t h e d e v e l o p m e n to fe n v i r o n m e n t a li n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yo f f e r sn e wt h o u g h t s a n dw a y st ot h ee n v i r o n m e n t a lm a n a g e m e n t a n dp r o m o t e st h eu p g r a d eo f e n v i r o n m e n t a lm a n a g e m e n t t h em a n a g e m e n to fp o l l u t i o ns o u r c ei sab a s i ct a s ko fe n v i r o n m e n t a l m a n a g e m e n t t h er e a l i z a t i o no fi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t a n a l y z i n ga n d v i s i b l ee x p r e s s i o no fe n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o ns o u r c ei sa ni m p o r t a n ts y m b o l f o ra d v a n c i n gt h ei n f o r m a t i o no fu r b a ne n v i r o n m e n t a lm a n a g e m e n ta n d e n v i r o n m e n t a ld e c i s i o n b a s e do nc o m g i s t h ea u t h o ri n t e g r a t e dm a p o b j e c t sw i t hv i s u a lb a s i c t o d e v e l o pt h es y s t e m a n da t t a i n e d t h e d e s i g n e do b j e c t s o fa r e a m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mf o rp o l l u t i o ns o u r c e a f t e rt h es e c o n d t i m ee x p l o i t a t i o n t h es y s t e mc r e a t e df r i e n d l yi n t e r f a c e a n dc o n v e n i e n to p e r a t i o nm e n u a n df u l f i l l e dt h ec o n s t r u c t i o n m a n a g e m e n t a n a l y z e v i s i b l ee x p r e s s i o no fs p a t i a ld a t ea n d a t t r i b u t ed a t eo fe n v i r o n m e n t a l i n f o r m a t i o n a tt h es a m et i m ei tf u l f i l l e dt h ec o n n e c t i o n e x c h a n g ea n du p d a t e b e t w e e ns y s t e ma n dp e r i p h e r a li n s t a n td a t a t h er e a l i z a t i o no fo t h e r f u n c t i o n s s u c ha st h ew e bp r o m u l g a t i n go fi n s t a n ti n f o r m a t i o n t h ed a t a e x c h a n g eb a s e do nw e b n e e d st or e a l i z ei naf u r t h e rd e v e l o p m e n t 四川大学硕士学位论文 i no r d e rt om a n i p u l a t ea n dt r a n s f e r t h i sp a p e ro p t i m i z e st h es y s t e m i n t e r f a c e r e l a t i v e l yc e n t r a l i z et h em e n u so fm o d u l e sw h i c hh a v ec o r m l a t i v e f u n c t i o nd u r i n gt h ed e s i g no fs y s t e m i nt h ec o n s t r u c t i o no fd a t a b a s e t h i s p a p e r c o l l e c t st h eb a s i cm a n a g e m e n ti t e m st h a th a v eh i g h e ru s ef r e q u e n c y w h i c hi m p r o v et h ee f f i c i e n c yo fm a n a g e m e n ta n dd e p r e s st h ed i f f i c u l t yo f m a n a g e m e n t i nt h ea s p e c t so fp e r i p h e r a ld a t ae x c h a n g ea n dj o i n t h e c o n s t r u c t i o no fd a t a b a s eb a s e do na c c e s se m e n d st h eu s eo fe a r l yd a t a p e r i p h e r a ld a t ao u t l e tb a s e do ng p sm a k e si te a s yt ou p d a t eb a s i cd a t ao f t h es y s t e m t h ee f f e c t i v ei n t e g r a t i o nb e t w e e nc o m p o n e n tt e c h n o l o g ya n d v i s u a lb a s i cl a y sag o o df o u n d a t i o nf o rt h ed e v e l o p m e n to ft h es y s t e m k e yw o r d s g e o g r a p h i c a li n f o r m a t i o ns y s t e m c o m g i s m a p o b j e c t s t h e a r e am a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mf o rp o l l u t i o ns o u r c e m 四川大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 课题的背景与意义 随着社会经济的不断发展 环境保护工作在全球范围内日益受到重视 实 现环境与经济 社会的协调发展成为全人类的共同目标 我国足一个发展中国 家 既要保持经济持续快速地发展 又要在财力 物力有限的条件下维持和改 善环境质量 这就要求强化环境管理 而提高环境管理水平的重要保证是管理 效率的提高 这在很大程度上依赖于真实 可靠的环境信息 我国在环境信息方面的工作起始于2 0 世纪7 0 年代初 经过二十多年的努 力 已经积累了大量的经验和信息资源 建立起了一系列包括信息采集 传输 处理 存储 展示和应用的环境信息软件系统和网络环境 当前的环境管理工 作很大程度上依赖于这些环境信息系统 但是 目前的环境信息和环境信息系 统工作中还有许多问题急待解决 比如 环境信息采集方式的不规范 环境信 息资源利用不充分 环境信息处理效率低下 环境信息系统建设起步晚等 区域 是个相对的地域概念 相对于全球而言 一个国家或一个地区就是 一个区域 相对于一个国家而言 一个省 一个市 一个流域 一个湖泊等也 是一个区域 因此所谓区域 其面积必须有一定的大小 同时在这个区域中还 必须有相对独立的自然生态系统 结合我国行政区划实际和污染分布现状 以 城市级区域进行环境信息系统的研究显得尤为必要 随着传统意义下城市化模式在全球范围的迅速发展 城市作为一个特殊的 生态系统和载体 在显示出对经济发展和社会进步的巨大推动作用的同时 也 不断暴露出一系列由它引发的严重的环境问题 严重影响了城市的可持续发展 和人民生活水平的提高 因此 加紧和加强对城市级环境信息系统的建设 显 得尤为必要和迫切 中国环境信息系统的基本框架共有四级 国家级 省级 城市级和区县级 城市级环境信息系统是全国环境信息系统的主要焦点 它负责采集 分析 存 储 传输各类城市环境数据 是国家和省级系统的数据源 目前大部分城市环 保局收集 分析和处理环境信息的手段比较落后 不能满足城市环保局环境管 理与决策的需要 因此 建设城市级环境信息系统已成为全国环境信息系统建 四川丈学硕t 学位论文 设的当务之急 1 2 课题研究的主要内容 该课题将研究组件式e i s 技术与污染源环境管理业务相结合 利用先进的 组件思想和技术来实现对污染源的环境管理 它既拓展了e i s 的应用领域 又 提高了现有环境管理技术的水平和层次 符合目前环境管理信息化的趋势 对 区域污染源可以进行各种数据查询 更新 地图显示 数据管理与分析 统计 及可视化表达等管理业务 方便当地环保部门开展工作 l 本文共分六章 具体安排如下 第一章为序论 简要介绍了课题的背景及 意义 课题研究的主要内容和技术方法 第二章为城市级环境信息系统 简要 介绍了环境信息信息系统的概念 基于组件技术的城市级环境信息系统设计 基于m o 组件技术的区域污染源管理信息系统技术路线 第三章主要阐述组件 式软件技术的概念与原理 组件式对象模型 c o m 分布式组件对象模型 d c o m o l e 及自动化技术 o c x 与a c t i v e x 控件 第四章介绍了组件式e i s 技术 上要包括组件式g i s 技术的发展 特点与结构 重点介绍了e s r i 公司 的组件式e i s 工具软件m a p o b j e c t s 第五章介绍了区域污染源管理信息系统的 建设意义 设计目标 开发思想 系统设计 数据库建设 程序设计以及在污 染源管理方面的应用实现 第六章为结束语 1 3 课题研究的技术手段 形象地说 组件开发的基本思想就是 搭积木 的方法 把e i s 的各大功 能模块划分为若干个组件 控件 每个组件 控件完成不同的功能 它们之间通 过接口的属性 方法和事件等进行相互之间的通信和作用 而通过可视化的软 件开发工具就可以把各个e i s 控件及其他非e i s 控件方便地集成起来 形成最 终的e i s 应用 通过将m a p o b j e c t s 组件嵌入到v i s u a lb a s i c 的开发环境中 二次开发组件 与可视化编程环境的集成 让g i s 组件做g i s 的工作 其他功能让其他的非 g i s 组件去完成 g i s 组件与其他组件之间的通讯平台由可视化的通用开发语 言 如v i s u a lb a s i c 来建立 这些开发语言建立了应用系统的框架 c o m g i s 组 四川大学硕七学位论文 件和其他组件提供了实现具体功能的 砖头 这些 砖头 在框架的组织下构 成e i s 系统 c o m g i s 提供了实现g i s 功能的组件 专业模型则可以使用这些 通用开发环境来实现 也可以插入其他的专业性模型分析控件 从而实现高效 无缝的系统集成 既可以完成对数据和图形的有效管理 又可以实现结合数据 和图形的可视化表达 图i 1 可视化开发环境 四川大学硕士学位论文 第二章城市级环境信息系统 2 1 城市级环境信息系统概述 城市级环境信息系统 u e i s 可以看作是一个空问型的环境信息系统 以 城市区域生态系统为基础 把人口 资源 经济及环境等有关数据 按其空间 位置或地理坐标输入计算机 进行存储更新 查询检索 模型分析 显示打印 及绘图输出 为城市区域环境管理提供了一种现代化的手段 城市级环境信息 系统在发挥自身管理作用的同时 对国家级和省级环境信息系统起着巨大的支 撑作用 加紧对城市级环境信息的建设已经成为我国环境信息系统建设的重要 任务嘲 3 1 2 1 1 城市级环境信息系统的需求 对于城市级环境信息系统 需求主要定位在以下几个方面 数据集中统一管理 数据管理是整个环境信息系统建设的基础 城市级环境信息系统的中心任 务是将目前分散保存的数据导入到以数据仓库技术为基础的环境数据中心之 中 实现环境数据的集中统一管理 并将数据转化为面向分析和决策的结构 为数据查询 分析等深层应用提供基础 目前 除国家下发的几套环境管理软 件采用相同的数据格式外 各地自主开发的管理软件都不具备开发的数据接口 所以为达到充分利用已有数据的目的 环境数据中心要具有比较灵活的数据兼 容性 可将不同格式的数据融入到系统的数据仓库中 并采用统一的表达界面 将表示层与数据层分离 以达到信息共享和交换的目的 数据的深层分栀 环境数据分析目前基本处于简单统计和汇总的水平 而环境数据分析工作 足辅助环境决策的重要手段 这就要求环境数据分析系统应同时具有以下几种 特征 复杂的环境专业分析逻辑隐藏在简单界面之下 紧密结合环境数据中心 利用联机分析处理 o l a p 的多维数据模型实现对数据的高效率访问 使用户 很容易就能选择 浏览和研究数据 灵活的数据表达 四川大学硕士学位论文 环境监测数据和统计信息除具有时间性和动态性外 还具有空间属性 最 适于采用g i s 系统进行表达 在城市环境管理信息系统中 g i s 的优势可以在 城市环境质量现状评价 城市环境功能区达标现状分析 污染源排放 治理 达标现状分析 自然生态现状分析 建设项目管理 城市质量考核等方面得到 充分的发挥 浏览器是大多数用户熟悉的界面 综合利用包括动态w e b 技术 a s p 和y u i l 等i n t e r n e t i n t r a n e t 技术 采用多层体系结构将环境信息灵活地 在浏览器中表达是解决信息查询 交流和共享的最佳途径 现代化办公 城市环保局另一项重要工作是处理环境政务 改交传统办公方式 实现办 公自动化是提高工作效率的重要手段 发展方向足将国家 省级和城市级的公 文系统联网 实现公文下发和工作等工作流的自动流转 4 1 2 1 2 城市级环境信息系统的现状 随着国民经济的发展及对外开发的加强 环境管理工作在范围 深度 手 段等方面正不断地深化 并开始由定性管理向定量管理转变 环境信息量也与 日俱增 以环境统计 环境调研 环境监测为主线的环境信息为城市环境管理 规划 决策提供了大量依据嘲 1 6 1 尽管如此 目前城市级环境信息系统对于环 境信息的收集 整理和分析处理仍然或多或少存在以下问题 工作效率低 数据量大 数据重复性多 数据出自多个部门等问题 出错现 象时有发生 环境信息的利用和加工质量不高 数据缺乏统一的标准格式 不能实现广泛的环境数据共享 软件的开发不规范 不统一 大量的人力 物力 财力消耗在简单重复的劳 动上 环境信息不能满足及时性要求 2 1 3 城市级环境信息系统的开发方式及主要优缺点 为了提高工作效率 使环境信息更好地为环境管理 计划 规划 决策部门 四川大学硕士学位论文 服务 城市级环境信息系统急需提高建设水平 为此 许多城市都开发了或正 在开发城市环境信息系统 这些系统在开发方式上和特点上都不尽相同 从开 发方式来看 大致可以分为三类 1 以现有的数据库管理软件为基础开发的办公自动化城市环境管理信息 系统 该系统只能对文档信息进行简单的存储 查询等操作 对图形信息无能 为力 基本上没有g i s 功能 2 跨平台开发 即m i s 功能在数据库管理软件平台上开发 g i s 功能在 g i s 平台上开发 这样就将一个完整的u e i s 人为地分割成两个频繁切换的部分 不仅容易导致系统不稳定 浪费计算机的宝贵资源 而且会增加系统的开销和 成本 造成用户的开发费用大幅度提高 还使系统的扩充性受到限制 系统的 可维护性也将大大降低 这是一种传统的开发方式 3 以单一的g i s 平台为基础开发u e i s 这种方式一般难度较大 开发 周期较长 但开发出的u e i s 具有较高的实用性 可靠性和可扩展性 是新一代 u e i s 开发的重点发展方向 2 2 基于组件技术的城市级环境信息系统设计 随着社会的迅速发展 作为信息技术的一个重要组成部分 环境信息系统 在信息社会中占据越来越重要的地位 而组件式软件技术是继面向对象技术后 发展起来的一种新的软件技术 是面向对象技术的延伸 已经成为当今软件技 术的潮流之一 组件式g i s 是基于组件技术的新一代g i s 是面向对象技术和 组件技术在g i s 中的应用 它具有许多传统g i s 无法比拟的优点 为传统g i s 所面临的问题提供了新的解决思路和方法 是未来g i s 发展的重要趋势 组件 式g i s 不依赖于某一种开发语言 一般利用环境信息系统控件实现环境信息系 统功能 专业应用功能则直接在通用平台上开发或是插入其它专业模型分析控 件来实现 基于组件技术来构建城市级环境信息系统 对数据采取集中处理存放 分 散调用的方式 这是系统构建方式上的创新 因为这样既避免了大型地理信息 系统的大量的简单的使用 又节约了成本 对于各个末端子系统 根据其功能 需求 可以通过办公自动化 0 a 管理信息系统 m i s 及其它构建方式的独 四川大学硕士学位论文 立或者结合使用来完成 既满足了使用要求和管理需求 又节省了费用和提高 了效率 克服了传统城市级环境信息系统 u e i s 的诸多弊端 实现了空问和 属性数据的双向调用 数据的统一管理 数据的可视化表达 数据的有效融合 等功能 基于组件技术构建的城市级环境信息系统 克服目前的城市级环境信 息系统开发中的硬伤 使城市级环境信息系统更有效地为城市环境信息管理服 务 地囊嘲篮隧嫩 勘逝毖毯 一 综合查询其它子系统 l fi l g l s 空间数据库方 去库 数据中心 图2 1 基于组件技术的城市级环境信息 2 3 基于m 0 组件的区域污染源管理信息系统的技术路线 污染源管理是环境管理业务的基础工作 实现环境污染源信息管理和分析 统计的可视化是城市级环境管理与环境决策信息化走向纵深发展的重要标志 区域性的环境污染源的许多数据具有地理特征 客观上要求数据的处理和操作 采用时空处理的手段 而e i s 技术的发展适应了这样的需要 为环境管理 包 括污染源管理 和规划提供了从简单的污染源查询 污染现状制图 到区域环 境综合整治和环境建摸 空间分析与决策支持等广阔的应用前景 e i s 强大的 四川丈学硕士学位论文 空问数据管理和分析功能 是政府部门制定环境保护政策及环境应用的关键技 术 为保护环境和进行有效 合理的规划和评价提供了丰富的科学的信息管理 分析和决策手段 研究e i s 在污染源环境管理信息系统中的应用有利于我国的 环境信息化进程 进而有利于我国的环境保护工作 通过对目前的城市级环境信息系统的优缺点了解 借鉴组件技术的优势 面对目前污染源管理信息系统建设中的问题 提出区域污染源管理信息系统的 技术路线 新的技术路线可以实现良好的环境管理功能 具备了图形和数据的 融合 属性数据与空间数据的相互调用 现状的可视化表达 数据的统一管理 良好的用户界面 低廉的成本等优点 克服了以往在开发方面的诸多不足 而且 二次开发的污染源管理信息系统 避免了对大型地理信息系统 a r c i n f o 或a r c v i e w 的简单 重复的使用 通过m 0 和可视化开发语言集成 开发的界面 用户可以方便实现对于数据的管理和共享 空间和属性数据良好 的结合和表达 图2 2 区域污染源管理信息系统的技术路线 四川大学硕士学位论文 第三章组件技术 近年来 r r 业界新概念和新产品的层出不穷 组件式软件技术以其代码 可重用 定制应用程序方便等特点 已经成为当今软件技术的潮流之一 组 件技术的出现是近年来面向对象技术进入到成熟实用化阶段的具体表现 在组 件技术的概念模式下 一个软件系统可以被视为由若干个相互协同工作的对象 集合而成 其中每个对象都能提供特定的服务和功能 并且以标准 开放的形 式公布出来 以便和其他对象通信和被调用 由于组件技术的出现 软件产业的形式也将会有所改变 大量组件生产商 会涌现出来 并推出各具特色的组件产品 软件集成商则利用适当的组件快速 生产出用户需要的某些应用系统 大而全的通用产品将逐步减少 很多相对较 为专业 但用途广泛的软件 如g i s 语音识别系统等 都将以组件的形式组 装和扩散到一般的软件产品中 为了适应这种技术潮流 g i s 软件像其他软件一样 发生了革命性的变化 组件式g i s c o m p o n e n tg i s 简称c o m g i s 等新兴技术应运而生 g i s 组件化 趋势日益明显 已经成为g i s 重要的发展方向之一 3 1 组件式软件技术的概念和原理 组件式软件技术 是面向对象技术和分布式计算在软件工程中应用的深化 和融合 在软件领域 何谓组件 c o m p o n e n t 如何标识组件的基本属性 目 前还没有定论 不同学者亦有不同理解 如 组件是软件的基本量子 组件是 一个可替换的 封装了设计决策的软件单元 组件是一个独立于语言的 即插 即用 的独立对象 组件是一种按特定工业标准开发的 经过严格检测并且可 重构的标准应用程序子集 1 刖 1 9 9 6 年e c o o p e u r o p e a nc o n f e r e n c eo n o b j e c t o r i e n t e dp r o g r a m m i n g 会议从技术和工程两方面对组件下了如下定 义 as o f t w a r ec o m p o n e n ti sau n i to fc o m p o s i t i o nw i t hc o n t r a c t u a l l ys p e c i f i e d i n t e r f a c e sa n de x p l i c i tc o n t e x td e p e n d e n c i e so n l y as o f t w a r ec o m p o n e n tc a l lb e d e p l o y e di n d e p e n d e n t l ya n d i ss u b j e c tt oc o m p o s i t i o nb yt h i r dp a r t i e s 比尔 益茨在中国微软专业开发者大会 p d c 上的讲话 1 9 9 7 年1 2 月 一9 四川大学硕士学位论文 根据这些理解和解释 可以总结出组件的两个基本属性 1 组件可以在二进制级别上进行集成和重用 这保证了组件独立于开发语 言 甚至操作系统 2 组件必须按照共同的标准被独立地生产 获得和配置 与环境和上下文 无关是组件封装性的体现 概括地讲 组件 c o m p o n e n t 是指应用系统中可以明确辨识的 具有一定 功能的构成模块 其中可复用组件 r e u s a b l ec o m p o n e n t 1 是指那些功能独立 可复用的组件 随着对软件复用理解的深入 组件的概念已不再局限于源代码 组件 而是延伸到软件系统的需求规约 构架 文档 测试计划 测试案例和 数据以及其他对开发活动有用的信息 组件技术是支持软件复用的核心技术 足近几年来迅速发展并受到高度重视的一个学科分支 其主要研究内容包括组 件获取 组件模型 组件描述语言 组件分类与检索 组装 标准化 1 为规范化功能各异的组件 实现组装目的 需对组件模型作以描述 组件 模型定义了组件的本质属性 规定了组件接口的结构以及组件与软件构架 组 件与组件之间的交互机制 通常还提供创建和实现组件的指导原则 在众多的组件模型中 3 c 模型是学术界普遍认同的一个具有指导性作用的 组件模型 该模型从概念 c o n c e p t 内容 c o n t e n t 和环境 c o n t e x t 三个不同 方面来描述组件 2 0 1 概念 包括接口规约和语义描述 2 内容 概念的具体实现 3 环境 组件和外围环境在概念级和内容级的关系 为组件的选用和适应 性修改提供指导 由组件的第二个基本属性 组件必须按照特定的标准 即组件模型实现规 范 进行开发 发布和使用 不同的软件工业标准形成了不同的组件体系 目 前 最流行的组件标准主要有以下三种 微软制定的组件对象模型c o m c o m p o n e n to b j e c tm o d e l c o m 及分布 式组件对象模型d c o m d i s t r i b u t e dc o m p o n e n to b j e c tm o d e l i 四川大学硕士学位论文 对象管理集团o m g 制定的流行于u n i x 的c o r b a c o m m o no b j e c t r e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e 公共对象请求中介体系结构 s u n 发布的j a v a j a v ab e a n s 达三种模型分别适用于不同的环境 有各自的特点和长处 这些组件带有 标准的接口 使开发人员不必关心组件位于何处 是由哪个开发商设计的 2 l j 但由于m i c r o s o f t 的w i n d o w s 操作系统完全支持c o m 且w i n d o w s 操作系统 在桌面电脑操作系统市场占主导地位 所以c o m 已经成为业界事实上的标准 因此 a c t i v e x 控件成为当今可视化程序设计中应用最广泛的标准组件之一 新一代的组件式g i s 大都是a c t i v e x 控件或者其前身o l e 控件 本文主要介绍 c o m 及其相关技术 目前组件发展的趋势主要包括两方面 1 从集中式的小粒度组件向分布 式的大粒度组件发展 2 从用于界面制作的窗口组件向完成逻辑功能的业务 组件发展 9 1 3 2 组件对象模型 c o m 组件式对象模型 c o m p o n e n to b j e c tm o d e l 简称c o m 是o l e o b j e c tl i n k i n g a n d e m b e d d i n g 和a c t i v e x 共同的基础 是组件之间相互接口的规范 其作用是 使各种软件构件和应用软件能够用一种统一的标准方式进行交互 2 2 1 c o m 不 是一种面向对象的语言 而是一种与源代码无关的二进制标准 c o m 所建立 的是一个软件模块与另一个软件模块之间的链接 当这种链接建立之后 模块 之间就可以通过被称之为 接口 的机制来进行通信 组件间的接口通过一种 与平台无关的语言i d l i n t e r f a c ed e f i n el a n g u a g e 来定义 而且是二进制兼容 的 使用者可以直接调用执行模块来获得对象提供的服务和功能 c o m 标准 增加了保障系统和组件完整的安全机制 并扩展到分布式环境 c o m 本质上仍然是客户 服务器模式 客户 通常是应用程序 清求创建 c o m 对象并通过c o m 对象的接口操纵c o m 对象 服务器根据客户的请求创 建并管理c o m 对象 客户和服务器这两种角色并不是绝对的 组件之问的接口是组件软件的关键 同一软件中的组件必须使用同样的接 口标准才能保证组件之阃可以进行通信 c o m 不仅仅提供了组件之间的接口 四 i 大学硕士学位论文 标准 还引入了面向对象的思想 组件模块为c o m 对象提供了活动的空间 c o m 对象以接口的方式提供服务 这种接口被称为c o m 接口 如图3 1 图3 1c o m 组件 c o m 对象 c o m 接口的关系 c o m 的内部机制非常复杂 这里只介绍c o m 对用户表现的一些基本特 1 c o m 作为一项软件工业标准 定义了完整的用以生成对象以及如何保 证对象与其用户之间通讯的标准机制和规范 c o m 规范是基于二进制的标准 而不是基于语言的规范 这保证了c o m 对象可以用不同的程序语言来开发 可在不同计算机系统上运行 也可由不同的高级程序语言来调用 只要这些程 序语言和操作系统支持c o m 制定的二进制接口 2 在c o m 下 组件通过对象支持的接口来使用其提供的服务功能 一个 c o m 组件可能有一个或多个c o m 对象 一个c o m 对象支持一个或多个接 口 而每个接口又支持或实现若干个方法 三者关系见图2 1 c o m 对象支持 面向对象模型继承 但c o m 只支持接口继承而不支持实现继承 因而c o m 对 象不能实现直接的程序再使用 但可通过包含和聚合的方法来实现程序再使用 这主要是提高c o m 的适用性 3 c o m 接口不带任何版本 接口一旦公布 即不能作任何修改 若要修 改接口支持的对象方法 参数和语义 必须定义新的接口 赋予新的接口标识 码 采用这种限制 并支持多个接口是c o m 解决版本更新的有效手段 4 c o m 吸取了客户 服务器基本思想 一个c o m 组件就是一个服务器 可同时为多个客户提供服务 c o m 组件采用计数 r e f e r e n c ec o u n t i n g 的方法控 制组件对象的生存期 为多个客户共享同一个组件对象提供了有效的控制手段 四川大学硕士学位论文 5 丰富的综合服务功能 包括事务 安全性 消息队列和数据存取 以支 持最广泛的应用 3 3 分布式组件对象模型 d c o m 早期的c o m 技术不具备跨计算机的远程调用能力 后期的c o m 增加了 保障系统和组件完整的安全机制 并扩展到分布环境 基于分布式环境下的 c o m 被称作d c o m d i s t r i b u t ec o m 分布式组件对象模型 d c o m 是a c t i v e x 的基础 它实现了c o m 对象与远程计算机上的另一个对象之间直接进行交互 d c o m 规范定义了分散对象创建和对象间通信的机制 规范本身并不依赖于任 何特定的编程语言和操作系统 但目前该标准只在m i c r o s o f tw i n d o w s 平台实 现 这就意味着其它的操作系统平台 如u n i x 目前还不支持a c t i v e x d c o m 的实现采用了d c o m 库的形式 当d c o m 客户对象需要d c o m 服务器对象的服务时 d c o m 库负责生成d c o m 服务器对象并在客户对象和 服务器对象之间建立初始连接 一旦返回服务器对象指针 d c o m 库就不再参 与客户对象与服务器对象之间的工作 两个对象之间可以自由地进行通信 服务器对象通过d c o m 接口为客户对象提供服务 客户对象不需了解服务 器对象的内部数据表示 接口可以看成两个软件构件之间的一种协议 协议表 明服务器对象为客户对象提供一种且仅此一种服务 接口采用全局唯一标识符 g u i d 来保证服务的唯一性 通常的d c o m 构件提供多种服务 那么服务 器对象为每一种服务实现一个接口 当客户对象指针指向相应的服务器对象时 它就激活服务器对象接口的相应函数 客户对象也许并不知道服务器对象的每 个接口 但这并不妨碍客户对象对服务器对象的使用 当客户对象用完服务器 对象的服务时 它会通知服务器对象 服务器对象就释放它所占有的内存 d c o m 的好处是显而易见的 由于接口的定义和功能保持不变 d c o m 构 件开发者可以改变接口功能 为对象增加新功能 用更好的对象来代替原有对 象 而建立在构件基础上的应用程序则几乎不用修改 大大提高了代码的重用 性 2 3 1 四j i i 大学硕士学位论文 3 4o l e 及自动化技术 o l e 的原意足对象链接和嵌 入 o b j e c tl i n k i n ga n de m b e d d i n g o l e 起源 早fc o m 在o l e 的发展过程中产生了c o m 但c o m 提出后 才使o l e 技术有了飞速发展 原因是在o l e1 0 中组件与客户之间的通讯 采用的足动 态数据交换机和j d d e 由于d d e 以w i n d o w s 的消息机制为基础 而非基于 接口技术 因此 效率低 稳定性差 使用不便 从o l e 2 0 开始 m i c r o s o f t 放弃了d d e 而采用了新的c o m 模型 采用 接口作为程序之间通讯的标准 此后 o l e 技术不再局限于 对象链接和嵌入 而成了桌面系统上进行程序通讯的一个实用技术统称 它包括对象的链接 嵌 入 激活和可视化编辑 组件对象 结构化存储 复合文件 统一数据传送 拖放等一组技术 矧 2 5 1 o l e2 0 的技术构成如图3 2 所示 1 8 1 图3 2o l e 技术构成 o l e 具有相当复杂的技术内容 这里只对与用户密切相关的自动化技术概 念作以介绍 所谓自动化 又称o l e 自动化 就是让一个软件以可编程方式来 使用另一个应用程序所提供的各种服务 由于o l e2 0 以c o m 为基础 因此 实现通用的可编程化显得非常自然 在w i n d o w s 中 大型应用程序 w o r d e x c e l m a p i n f o 等 都提供了o l e 自动化对象 提供自动化对象的程序称为自 动化服务器 而使用自动化对象的程序则称为自动化控制者 自动化控制者 如v b v c p b 等 一般都提供一个称为o l e 容器 c o n t a i n e r 的控制 c o n t r 0 1 具体处理o l e 服务器和控制者的通信 o l e 自 动化服务器给控制者提供的可编程工具有属性 方法和事件 通过o l e 容器 四川大学硕士学位论文 可以编程获取或设置o l e 服务器的属性 方法和事件 调用其提供的方法 这 里要注意的是o l e 容器本身也有事件 属性和方法 两者不可混淆 并且o l e 服务器和o l e 容器提供的事件名称往往相同 在p b 中 两者事件冲突时 p b 自动在o l e 服务器事件名前加 o c x 3 50 c x 与a c t i v e x 控件 o c x o l ec u s t o mc o n t r 0 1 与a c t i v e x 都是o l e 自动化对象 当然也是标 准的c o m 对象 但二者使用的范围和作用有所不同 o c x 起源于v b 的v b x 控制 技术基础是o l e2 0 使用对象是3 2 位桌面系统 a c f i v e x 是在o c x 标 准上发展的 其目标是建立小巧 快速灵活的组件以提供一种与操作系统平台 无关的 可以在应用程序之问互相访问对象的机制瞄l 便于在i n t e m e t 网络上 传输 a c t i v e x 控件使w e b 服务器不仅可以提供客户感兴趣的数据 它也可以 直接把执行代码随同数据一起发送给客户 客户在得到数据的同时 也可以按 各种方式操作这些数据 a c t i v e x 控件技术是建立w e bg i s 的主要方法之一 h t m l 语言表述空间数据的能力十分有限 使客户端浏览无法直接查询 分析 空间地理数据 可以将处理 分析g i s 数据的软件模块设计成a c t i v e x 控件 并包含在h t m l 代码中 连同空间数据一起传输给客户 客户下载这些控件 自动注册后 用来处理g i s 空间数据 e s r i 的互联网软件m a p o b j e c t s 就是基 于a c t i v e x 技术开发的g i s 控件 为了统一术语 m i c r o s o f t 把这种在i n t e r n e t 上使用的控件与o c x 一起统 称为a c t i v e x 控件 把所有建立在c o m 和o l e 基础上以及与i n t e r n e t 有关的 技术统称为a c t i v e x 技术 a c t i v e x 与a c t i v e x 控件鲫 2 9 1 1 a c t i v e x a c t i v e x 是微软公司的构件技术标准 实际上是对象嵌入与链接 o l e 的新版本 使o l e 接口加强了对数据和特性的管理 效率更高 而且更加便于 进行i n t e r n e t 互操作 作为针对i n t e m e t 应用开发的技术 a c t i v e x 被广泛应用 于w e b 服务器以及客户端的各个方面 同时 a c t i v e x 技术也被用于方便地创 建普通的桌面应用程序 四川大学硕士学位论文 a c t i v e x 既包含服务器端技术 也包含客户端技术 其主要内容是 a c t i v e x 控制 a c t i v e xc o n t r 0 1 用f 向w e b 页面 m i c r o s o f tw o r d 等支持a c t i v e x 的容器 c o n t a i n e r 中插入c o m 对象 a c t i v e x 文档 a c t i v e xd o c u m e n t 用于在w e bb r o w s e r 或者其它支持 a c t i v e x 的容器中浏览复合文档 非h t m l 文档 例如m i c r o s o f t w o r d 文档 m i c r o s o f t e x c e l 文档或者用户自定义的文档等 a c t i v e x 脚本描述 a c t i v e xs c r i p t i n g 用于从客户端或者服务器端操 纵a c t i v e x 控制和j a v a 程序 传递数据以及协调它们之间的操作等 a c t i v e x 服务器框架 a c f i v e xs e r v e rf r a m e w o r k 提供了一系列针对 w e b 服务器应用程序设计各个方面的函数及其封装类 诸如服务器过 滤器 h t m l 数据流控制等 在i n t e r n e te x p l o r e r 中内置j a v a 虚拟机 j a v av i r t u a lm a c h i n e 从而使 j a v aa p p l e t 能够在i n t e r n e te x p l o r e r 上运行 并可以与a c t i v e x 控制通 过脚本描述语言进行通信 2 a c t i v e x 控件 a c t i v e x 控件是充分利用o l e 和a c t i v e x 技术的自定义控件 是基于与应 用程序无关的思想而设计的 其目标是提供一种面向对象 与操作系统无关 与机器平台无关 可以在应用程序之间互相访问对象地机制 a c t i v e x 控件是建立在c o m 标准上的独立的软件元件 提供给用户应用接 口 发送相应的事件 开发者则可以截取这些事件 执行相应的功能 a c t i v e x 控件开发端和使用端是完全独立的 可以用d e l p h i v b 等各种语言来开发 又可以用于不同语言 不同开发平台 不同的系统环境中 从本质上讲 a c f i v e x 控件是一个a c f i v e x 服务器 它能提供所有的o l e 功能和服务 包括可视化编辑 拖放和o l e a u t o m a t i o n 与所有的a c t i v e x 服 务器一样 要使用a c t i v e x 控件 必须先对a c t i v e x 控件进行注册 应用程序 通过注册后得到的类i d 号找到控件的数据源进行访问 a c t i v e x 控件可以由 v b v c d e l p h i 等开发工具生成o c x 文件时自动进行注册 也可以手工注册 其实质都是通过运行应用程序r e g s v r 3 2 e x e 来实现 四川丈学硕士学位论文 a c t i v e x 控件除了具有o l e 自动化对象的特征之外 还具有一些面向用户 的特征 1 8 1 实地激活 指c o m 对象能在容器窗口内进行实地编辑 虽然o l e 自 动化对象都能进行实地激活 但a c t i v e x 控件被激活时 不象o l e 自动化对 象要与o l e 控制者合并菜单和工具条 因而显得非常灵活 2