（計算機科學與技術專業(yè)論文）電子政務系統(tǒng)中分布式異構數據交換平臺的研究與設計.pdf

摘要 建設信息高速公路與規(guī)劃信息網絡以推動政治 經濟 文化的發(fā)展已成為世 界各國政府的共識 電子政務作為政府信息化的重要標志 成為信息高速公路的 首要應用領域 近年來我國電子政務的發(fā)展遇到的一個突出問題是 信息孤島 問題 即由于政府各部門應用系統(tǒng)的異構性 因此各應用系統(tǒng)間難以實現數據交 換和共享 使得各系統(tǒng)間不能有效地協(xié)同工作 不能面向最終用戶提供 一站式 服務 所以迫切需要為電子政務系統(tǒng)建立數據交換平臺以解決該問題 x m l 是w 3 c 提出的數據格式和數據交換標準 而x m lw e b 服務又是下一代分 布式系統(tǒng)的核心 本文在此標準和技術的基礎上 將面向服務架構 s o a 設計 思想引入課題研究當中 提出了電子政務系統(tǒng)中基于 o a 的分布式異構數據交換 平臺設計思想 利用 n e t 開發(fā)平臺構建了一個分布式異構數據交換平臺系統(tǒng)原 型 設計并實現了數據交換平臺中關鍵的組件 工作流管理中心 實現了異構 系統(tǒng)聞數據的傳輸 共享以及異構應用系統(tǒng)問業(yè)務流程重組 在此基礎上 為某化工園區(qū)電子政務系統(tǒng)建立了一個多級數據交換平臺系 統(tǒng) 實現不同政府部門之間的數據交換 提高政府辦事效率和透明度 為企事業(yè) 和公眾提供更方便快捷的服務 關鍵詞 電子政務 數據交換 x m l w e b 服務 面向服務架構 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 西北工業(yè)大學 學位論文知識產權聲明書 本人完全了解學校有關保護知識產權的規(guī)定 即 研究生在校攻凄學位 期間論文1 作的知識產權單位屬于氈北工業(yè)人學 學校有權保留并向國家有 關部門或機構送交論文的復印件和電子版 本人允許論文被查閱和借閱 學 ?？梢詫⒈緦W位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索 可以采州 影印 縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文 同時本人保證 畢業(yè) 后結合學位論文研究課題再撰寫的文章一律注明作者單位為西北工業(yè)大學 保密論文待解密后適用本聲明 學位論文作者簽名指導教師簽名 投嘭文足 2 和7 年2 月2 1 日多獻刁年 乙月紗日 j 西北工業(yè)大學 學位論文原創(chuàng)性聲明 秉承學校嚴謹的學風和優(yōu)良的科學道德 本人鄭重聲明 所呈交的學位 論文 是本人在導師的指導下進行研究工作所取得的成果 盡我所知 除文 中已經注明引用的內容和致謝的地方外 本論文不包含任何其他個人或集體 已經公開發(fā)表或撰寫過的研究成果 不包含本人或他人已中請學位或其它j f j 途使用過的成果 對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體 均已在文中以 明確方式標明 本人學位論文與資料若有不實 愿意承擔一切相關的法律責任 學位論文作者簽名 二 曩 年加己r 口 兩北r 業(yè)人學碩十學付論文第一章緒論 1 1 研究背景及意義 第一章緒論 全球性的信息化 網絡化進程正在改變著人們的生活方式 互聯網技術及其 應用以及電子商務的爆炸性增長為人們的工作和生活帶來了深刻的影響 時至今 日 全球已經初步形成了涉及政治 經濟 文化各方面的國際信息競爭格局 建 設信息高速公路與規(guī)劃信息網絡以及推動政治 經濟 文化的發(fā)展已成為世界各 國政府的共識 而政府信息化則被公認為社會信息化的基礎 電子政務作為政府 信息化的重要標志 成為信息高速公路的首要應用領域 而電子政務的最終目標 就是實現電子政府 電子政務是政府在國民經濟和社會信息化的背景下 以提高政府辦公效率 改善決策和投資環(huán)境為目標 將政府的信息發(fā)布 管理 服務 溝通功能向互聯 網上遷移的系統(tǒng)解決方案 同時結合了政府管理流程再造 構建和優(yōu)化政府內部 管理系統(tǒng) 決策支持系統(tǒng) 辦公自動化系統(tǒng) 為政府信息管理 服務水平的提高 提供強大的技術和咨詢支持 電子政務包括3 個方面的內涵 一是政府機構各部門實現行政自動化 網絡 化和信息化 幫助提高政府在行政 管理和服務方面的效率 積極推動機構精簡 和程序簡化等的業(yè)務流程和管理模式 二是利用政府內建立的網絡 信息資源和 現代化手段 為社會公眾提供多種方式 任何地點 任何時間 a n y h o w a n y w h e r e a n y t i m e 的3 a 優(yōu)質服務 三是以政府的信息化加強政府部門的協(xié)作 并推動和 加速整個國家和社會的信息化進程 電子政務的實質是將數據的需求和服務在應用層上通過數據交換匹配 一切 電子政務活動都可以歸結為公眾和政府之間 企業(yè)和政府之間 政府和政府之間 的數據交換u 一般而言 電子政務的建設可以分為四個階段 起步階段 政府與用戶的單 向互動階段 政府與用戶的雙向互動階段和網上事務的政府驅動階段 在起步階 段 電子政務主要實現的是政府內部的辦公系統(tǒng)和政府信息的靜態(tài)發(fā)布 在政府 和用戶的單向互動以及雙向互動階段 政府的信息實現了動態(tài)發(fā)布 并且用戶可 以通過政府部門的網站完成日常事務 在前三個階段中 政府與用戶之間的關系 并沒有根本性的轉變 所改變的只是交流的手段 在第四階段中 隨著政府部門 兩北 業(yè)人學碩十學付論文第一章緒論 之間數據集成的實現 將實現由用戶驅動到政府驅動韻根本性轉變 1 我國的政府信息化工作目前還主要集中在前兩個階段 即起步階段 政府和 用戶的單向互動以及雙向互動階段 實現了政府內部的辦公系統(tǒng)和政府信息的靜 態(tài)發(fā)布 動態(tài)發(fā)布以及簡單的日常事務處理 但在我國政府信息化建設過程中 各政府職能部門常常根據自身的情況與需要 建立了自己的信息和辦公自動化系 統(tǒng) 這些系統(tǒng)往往是在不同時期 由不同的公司 利用不同的工具 在不同的開 發(fā)平臺采用不同的技術標準開發(fā)出來的 并且運行在不同的操作系統(tǒng)和不同的數 據庫平臺之上 而且客戶端與服務器之間通常會有防火墻或者代理服務器 這些 跨平臺異構系統(tǒng)形成了一個個 信息孤島 隨著電子政務的進一步發(fā)展 各個 系統(tǒng)在數據交換與共享方面存在的局限越來越大 主要體現在 1 無法適應政府發(fā)展的需要 隨著電予政務的發(fā)展 為公眾提供 一站式 服務的要求 就需要解決信息 孤島問題 實現這些大量的不同位置 不同格式的數據的共享和互相訪問 進而 集成相關的業(yè)務數據 為企業(yè) 公眾和內部政務系統(tǒng)提供統(tǒng)一和一致的服務 2 無法實現真正的協(xié)同工作 在應用系統(tǒng)中 根據實際工作的需要 經常要進行數據的交換實現協(xié)同工作 比如公文的流轉 單證傳遞處理等 都需要從一個系統(tǒng)傳遞數據到另外的系統(tǒng) 由于系統(tǒng)本身相對獨立的建設方式 導致無法合理地將數據傳遞或交換過去 也 就無法實現真正意義的協(xié)同工作 3 無法實現在線業(yè)務處理 大多數業(yè)務系統(tǒng)的過程不是僵化不變的 必須根據實際的工作情況進行具體 問題具體處理 這就要求相關應用系統(tǒng)也必須能夠滿足這樣的功能要求 4 存在安全隱患 傳統(tǒng)方式應用系統(tǒng)的安全結構無法實現真正的業(yè)務整合方式的安全 不能根 據業(yè)務的實際情況集成安全機制和方法 達到整個業(yè)務過程全面的安全控制和管 理 在這種情況下 如果不采取一定的措施加以改善 電子政務的實施將無法利 用已有的系統(tǒng) 只能推倒重來 造成前期投資的浪費 從而失去了電子政務建設 和實施的意義 為了加快政府信息化建設進程 節(jié)約成本 就需要在不破壞現有系統(tǒng)的情況 下 將各種應用系統(tǒng)集成起來 發(fā)揮自己的優(yōu)勢 實現政府部門的業(yè)務系統(tǒng)的整 合 使各系統(tǒng)能協(xié)同工作 實現各業(yè)務系統(tǒng)之間的數據交換和共享 滿足電子政 務發(fā)展的需要 2 西北r 業(yè)人學碩十學何論文 第一章緒論 本文所架構的某地化工園區(qū)的電子政務可以實現該園區(qū)信息資源的管理 園 區(qū)管理委員會可以很方便地管理該園區(qū)的所有企業(yè) 管委會借助于這個綜合管理 平臺可以實時進行網上文件的審批 辦公事務管理 文件下發(fā)以及人事管理等 真正實現無紙辦公 要在該電子政務系統(tǒng)中實現網上文件的審批 辦公事務管理等 一站式 服 務 這就需要園區(qū)的政務內網和企業(yè)網之間進行交互 實時傳輸文件或資料等信 息 而這些信息在兩個網絡上的數據格式有可能是不相同的 并且雙方的應用體 系結構有可能也是不同的 所以 需要跨越網絡 跨越異構平臺實現不同格式數 據的交換 基于以上原因 課題組研究建立數據交換平臺來傳輸 整合 共享電 子政務中的數據和資源 建立數據交換平臺可以避免電子政務重復建設 同時可以有效地消除電子政 務 信息孤島 因此 建立一個高效的數據交換平臺成為電子政務和企業(yè)應用 集成越來越廣泛的需要 1 2 國內外研究現狀 數據交換技術到目前為止大致經歷了三個發(fā)展階段 1 以e d i 電子數據互換 e l e c t r o n i cd a t ai n t e r c h a n g e 技術為基礎的 電子數據交換 2 以多層結構w e b 技術為基礎的信息發(fā)布 3 以x m l 等第二代w e b 技術為代表的數據交換 數據交換的研究包括采用傳統(tǒng)傳輸協(xié)議f t p e m a i l 等 或編寫專用傳輸接口 如w e b 上傳等 近年來提出采用分布式組件方式如d c o m e j b r m i c o r b a 方式 這些方案均在某一方面擁有獨特的優(yōu)勢 但不可避免的存在這樣和那樣的問題 其中共有的問題包括系統(tǒng)耦合性強 不適于松散系統(tǒng)的集成 連接成本較高 多 數方案需要專門配置以穿越網絡防火墻實現互連 個別情況下甚至需要專用線路 或者特殊連接方式如v p n 才能實現互連 其高昂的成本抑制了應用范圍 特別是 在異地環(huán)境下的應用 1 x m l w e b 服務技術的出現 為人們尋找一種廉價 簡單 有效的交換方式 提供了可能的技術基礎 其中x m l 數據規(guī)范為運行于廣域網不同節(jié)點的應用系統(tǒng) 間進行數據交換奠定了基礎 w e b 服務又使這些應用程序間進行功能的調用成為 可能 而w e b 服務采用s o a p 協(xié)議可以基于h t t p 協(xié)議通訊 由于h t t p 在網絡中 廣泛應用 使得為w e b 服務提供幾乎無限的互連成為可能 從而可以輕松地穿越 3 兩北t 業(yè)人學碩十學何論文 第一章緒論 絕大多數的防火墻 而與 m l 結合使其具有了數據交換的能力 采用基于 m l w e b 服務技術實現跨越網絡異構數據交換 也就成了理想的數據交換方式 使建 設跨網絡的協(xié)同工作環(huán)境成為可能 因此基于w e bs e r v i c e s 技術和x m l 數據結 構的數據交換方法其先進性毋庸簧疑 1 當前許多國外知名的大公司進軍數據交換領域 在這一方面已經出現了一批 成熟的產品 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 數據整合方案 s y b a s e 提出了s y b a s ed x p 數據交換平臺 s y b a s ed x p 數據交換平臺為電子政務 系統(tǒng)內及系統(tǒng)間的信息交互和共享提供了一個集成化數據交互和共享空間 具有 較好的開放性 可同時滿足用戶各類平臺 數據源及應用間的數據交換需求 1 許多國內公司也不甘示弱 也推出了一些成熟的產品 如 鼎天軟件提出了 基于j 2 e e 和x m l 技術的數據交換平臺 根據政府行業(yè)的應用特點 在通用的消 息中間件上封裝面向應用系統(tǒng)的功能軟件 呈現給用戶的是一組a p i 接口 中 創(chuàng)軟件設計的基于e a i 的數據交換平臺 北大方正技術研究院推出了面向信息 資源整合的跨地域 跨部門應用技術框架 為橫跨各政府機構的服務 監(jiān)管職能 的業(yè)務實現和同 機構內多個部門不同業(yè)務系統(tǒng)之間的數據整合和協(xié)同辦公提 供了進行有效轉換和交流的安全信息 數據交換平臺 方正匯通 福建省凱 特科技有限公司推出的基于 n e t 開發(fā) 以瑚l w e bs e r v i c e s 為基本技術手段 以實現不同應用系統(tǒng)的數據交換 共享和集成為目標的覬特s e c e x c h a n g e 一數據 交換平臺 1 1 3 本文研究內容 本文的主要內容是在全面分析總結現有數據交換技術以及上述成熟的解決 方案的基礎上 從客觀的角度來審視目前建設電子政務數據交換平臺時所用到的 設計思想 開發(fā)方式與框架結構 探索將x m l w e b 服務技術應用于電子政務數 據交換的可行性 及其對系統(tǒng)開發(fā)與集成所帶來的影響 闡述如何利用w e b 服務 構建一個基于s o a 架構的電子政務數據交換平臺 本文實現的數據交換平臺提供 了異構數據的交換 共事功能 以及政府部門問業(yè)務系統(tǒng)的集成和業(yè)務流程的重 組功能 4 兩北i l p 大學碩十學付論文 第一章緒論 1 4 論文的組織結構 本文主要分以下幾個章節(jié)來組織 第一章簡要介紹課題研究背景 研究意義及國內外研究的現狀和成果 明確 了本論文的研究范圍 最后給出論文組織結構 第二章介紹x m l 的定義 特點及應用 以及與x m l 應用相關的d t d x s l d o m 等關鍵技術 并且根據國家標準 給出一個基于x m l 通用電子公文格式 第三章介紹分布式應用系統(tǒng)的體系結構 對4 種主流分布式對象技術進行比 較 然后介紹了m i c r o s o f t n e t 分布式應用開發(fā)平臺 及其關鍵組成部分 n e t f r a m e w o r k 最后介紹了與 n e t 應用開發(fā)平臺相關a d o n e t a s p n e t 技術 第四章在對電子政務數據交換平臺進行需求分析的基礎上 提出了基于s o a 架構的電子政務數據交換平臺的設計思想及實現方法 最后 給出該數據交換平 臺的系統(tǒng)結構和系統(tǒng)各部分的功能說明 第五章詳細介紹數據交換平臺重要組成部分 工作流管理中心的結構 組 成部分及功能 并結合實例給出了具體的實現方法 然后 給出在此數據交換平 臺上進行數據交換的模型 最后 對用戶數據注冊時的步驟 以及數據處理中心 提供的數據處理服務執(zhí)行時的步驟進行了簡要說明 第六章論述了數據交換平臺在某市某地化工園區(qū)的電子政務系統(tǒng)中的應用 最后對構建的電子政務數據交換平臺系統(tǒng)作了一些概括和總結 另外對電子 政務數據交換技術的發(fā)展進行了展望 西北t 業(yè)大學碩十學伊論文第二章 m 及相關技術 2 1x m l 技術 2 1 1x m l 的定義 第二章x m l 及相關技術 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 即可擴展標志語言 是一種具有數據描 述功能 高度結構性及可驗證性的置標語言 經w 3 c 組織審閱已成為w e b 應用標 準之一 4 一種專門在w o r l dw i d ew e b 上傳遞信息的語言 x m l 允許用戶自行 定義標記和屬性 并且標記不相互重疊正確地嵌套起來 以一定的層次結構化地 表示數據 然后可以依照所定義的標記與屬性的語法來開發(fā)應用程序 這種靈活 的文本數據存儲形式可方便地用于任何平臺 并為不同語言及組件之間的數據存 取 處理 交換與轉換等操作提供了方便 x m l 是一個s g m l 的一個受限子集 它摒棄了s g m l 語言的復雜性 將s g m l 語言的靈活性和強大性與已經被廣泛使用的h t m l 語言的簡單性 易懂性結合起 來 x m l 雖延續(xù)了h t m l 簡單 易懂的語法 但是卻有了更大的靈活性和擴展能 力 x m l 標記描述的是文檔的結構和意義 與h t m l 相比它不描述頁面元素的格 式化 可用樣式單為文檔增加格式化信息 文檔本身只說明文檔包括什么標記 而不是說明文檔看起來是什么樣的 此外 由于可以通過標記來描述數據 或配合屬性來輔助描述數據 因此 x m l 十分適用于作為對象的描述語言 并且由于可以借助驗證規(guī)則來規(guī)范一個 x m l 文件的內容和結構 所以x m l 又很適合用于做b 2 b 或b 2 c 的數據交換格式 2 1 2x m l 的特點 1 簡單性 x m l 是一個精簡的s g m l x m l 的設計初衷之一是避免s g m l 的復 雜性 因此x m l 數據格式設計簡單 不僅方便計算機處理 人也可以很容易地讀 懂 格式上的簡單便于應用程序編寫 瀏覽 移植和傳輸 2 自描述性 x m l 可用于明確地表示一個數據模型的各個部分的意義 這 就是自描述性 即就是 可以通過察看x m l 文檔中特定數據旁的標記 知道該數 據的意義 如文本 李江 說明李江是一本書的作者 因為它的 7 兩北t 業(yè)大學碩十學付論文 第二章x l v f l 及相芙技術 自描述性 文檔里的數據可以由支持x m l 的應用來創(chuàng)建 查詢和更新 與處理傳 統(tǒng)的關系數據庫和面向對象數據庫里的數據相似 x m l 甚至還能用來表示那些以 前不被看作文檔但是對傳統(tǒng)的數據庫來說過于復雜而難以處理的數據 3 可擴展性 x m l 讓使用者創(chuàng)建和使用他們自己的標記 而不是僅限于使 用有限詞匯表 可擴展性是至關重要的 因為不僅企業(yè)希望用x m l 為電子商務和 供應鏈集成等應用定義自己的標記語言 甚至各個行業(yè)也希望能夠定義它們所在 行業(yè)的標記語言 以作為行業(yè)的信息共享和數據交換的標準 4 靈活性 x m l 提供了一種結構化的數據表示方式 使得用戶界面與結構 化數據相分離 在x m l 中 可以使用樣式表 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 可擴展樣式語言 將數據呈現到瀏覽器中 另外 x m l 文檔之間的超 鏈接功能由獨立的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 可擴展鏈接語言 來支持 所有這些方面都可以相互獨立地改進并同時發(fā)展 所以 w e b 用戶所追 求的許多先進功能在x m l 環(huán)境下更容易實現 隨著s o a p 的引入 x m l 可支持各 種分布式應用程序m 5 開放的國際化標準 x m l 是由w 3 c 定義的 是一種公開的標準 它不依 賴某廠商 獨立于平臺 并且x i l 具有標準的域名說明方法 支持文檔對象模型 標準 可擴展類型語言標準 可擴展鏈按語言標準和x m l 指針語言標準 因此使 用x m l 可以在不同的計算機系統(tǒng)間交換信息 2 1 3x m l 的應用 一 設計之初 x m l 的目標之一是取代h t m l 為新出現的復雜的w e b 應用提供標 準的i n t e r n e t 語言 然而 由于x m l 在可擴展性 可移植性和結構性等方面的 突出優(yōu)點 它的應用范圍早己突破了h t m l 所達到的范圍 隨著x m l 相關技術的 發(fā)展 它的應用領域越來越廣泛 目前x m l 應用于以下一些方面 1 作為行業(yè)信息標準化的工具 x m l 被廣泛的應用于數據格式標準的制定 2 同一x m l 數據以多種顯示方式 以應用在不同場合 x m l 一大優(yōu)點是將顯示格式從數據內容中獨立出來 保存在x s l 文件中 這 樣 如果需要改變文檔的顯示方式 只要修改x s l 文件就足夠了 通過將結構 內容和表現分離 同一個x m l 源數據可以用不同的方法表現出來 比如顯示在計 算機屏幕上 顯示在手機的顯示屏上 在為盲人服務的設備上還可以把同一個 x m l 源數據翻譯成語音 等等 8 兩北t 業(yè)人學碩十學付論文第二章x m l 及相天技術 3 數據交換 數據交換是x m l 最重要的用途之一 由于其可擴展性和文檔中使用元數據的 特點 x m l 使得不同計算機應用系統(tǒng)之間交換數據變得非常容易 尤其在下列領 域有重要應用 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 簡稱電子數據交換 2 0 多年來 e d i 著重于合作伙伴之間的事務處理標準化 傳統(tǒng)的電子數據交換機制依靠不同 商業(yè)之間的強大計算機系統(tǒng)來實現壓縮的數據傳輸 每一條信息在傳輸中必須編 碼 它要求所有的合作伙伴都必須有唯一的解決方案和基于嚴格事務處理的標準 集 它提供一系列標準的消息和格式 如a n s ix 1 2 和e d i f a c t 這些信息標 準格式使得e d i 缺乏靈活性和簡便性 使用 m l 程序能夠理解在交換數據中所 表示的商務數據及概念 根據明確的商務規(guī)則進行數據處理并給出適當的響應 所以x m l 和現有的e d i 系統(tǒng)相結合 必將改變e d i 的現狀 a g e n t 智能體 構造一個a g e n t 所面臨的挑戰(zhàn)之一是如何理解接受到 的數據 好的a g e n t 能智能地解釋這些數據 然后作出相應的反應 如果傳送到 a g e n t 的是x m l 結構化的數據 a g e n t 就很容易理解這些數據的含義及與它己有 知識的關系 m l 技術的發(fā)展必將推動a g e n t 及移動a g e n t 技術的發(fā)展 軟件設計元素的交換 1 i l l 也可以用來描述軟件設計中有關的設計元素 如對象模型等 這些基于x m l 的設計元素可以借助w e b 在開發(fā)組內進行交換 在 不同的開發(fā)工具之間交換 x m l 不依賴于平臺和某應用程序 因此可以被應用于 異構平臺和不同應用程序聞的數據交換和集成 4 數據集成 m l 能用來描述包含在不同應用中的數據 從w e b 頁面到數據庫中的記錄 w e b 應用的中間層服務程序可以容易地將這些用 a i l l 表示的數據組合起來 直接 傳送給客戶或提交其它服務程序進行進一步處理 5 分布式計算 可將大量運算負荷分布在客戶端 減輕服務器壓力 客戶可根據自己的需求 選擇制作不同的應用程序來處理數據 而服務器只須發(fā)出同一篇x m l 文檔 m l 將處理數據的主動權交給客戶 服務器所要做的只是盡可能的將數據完善準確的 封裝成x m l 文檔 x m l 文檔的自解釋 使客戶端在收到數據的同時也理解數據的 邏輯結構含義 從而使廣泛通用的分布式計算成為可能 6 作為其它技術的基礎 x m lw e bs e r v i c e s 是通過標準的w e b 協(xié)議 h t t p 可編程訪問的w e b 組件 它最大的特點是將分布式計算從局域網擴展到i n t e r n e t 之上 w e bs e r v i c e s 成 9 兩j i l t 業(yè)大學碩十學位論文第二章x m l 及相關技術 功的關鍵之一是采用了 m l 語言 首先 為w e bs e r v i c e s 提供信息注冊的規(guī)范 u d d i 統(tǒng)一描述 發(fā)現和集成協(xié)議 它注冊使用的核心信息模型就是由x m ls c h e m a 定義的 w e bs e r v i c e s 的接口描述文檔w s d l 也是x m l 格式的 另外 w e bs e r v i c e s 的傳輸協(xié)議s o a p 采用了將x m l 格式的數據嵌入到h t t p 消息中的形式 使w e b s e r v i c e s 能夠跨越防火墻調用 達到其在i n t e r n e t 上實現分布式計算的目的 關于w e bs e r v i c e s 的詳細介紹將在下一章給出 2 1 4x m l 文檔 一個x l l 文檔 如圖2 1 所示有兩個主要組成部分 序言 p r o l o g 和文檔 元素 d o c u m e n te l e m e n t 文檔元素也就是眾所周知的根元素 如圖2 1 所示 可以看出這個x m l 文檔的序言部分第一行是 m l 聲明 它說明這是一個x m l 文檔 并且給出版本號 x m l 聲明是可選的 盡管規(guī)范中說應該包括它 如果沒有包括 x 札規(guī)范 那么必須出現在文檔的開頭 序言的第二行是注釋 給x m l 文檔添加 注釋是可選的 但是這樣可以增強文檔的可讀性 注釋以 字符結束 你可以在這兩個字符組之間輸入任何文本 除了一之外 x m l 處理 器忽略這些文本 第二部分為用戶自己定義的各種文檔元素 也是該x m l 文件的 主體部分 下面是創(chuàng)建格式正確的x m l 文檔的主體部分時一些基本規(guī)則 1 有而且只有一個根元素 文檔元素或根元素 所有其他元素必須嵌入 到其中 2 o 元素必須被正確地嵌套 也就是說 如果一個元素在另一個元素中開始 那么它必須在同一個元素中結束 3 每一個元素必須同時擁有起始標簽和結束標簽 與h t m l 不同 x m l 不 允許忽略結束標簽 4 起始標簽中的元素類型名必須與相應結束標簽中的名稱完全匹配 5 元素類型名是大小寫敏感的 實際上 x m l 標記中的所有文本都是大小 寫敏感的 例如 下列元素是非法的 因為起始標簽的類型名與結束標簽的類型 名不匹配 l e a v e so fg r a s s 6 元素定義不重復 對于一個元素來說 沒有多個相同名稱的屬性的實例 元素大小寫敏感 7 屬性 a t t r i b u t e 有唯一的名稱 并且被正確地包括在某一元素中 西北r 業(yè)人學碩十中何論文第二章x l v f l 及相關技術 序言 文檔元素 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 陜西省人民政府 文件 標志后綴 陜政發(fā) 2 0 0 6 4 5 號 陜西省人民政府貫徹國務院關于落實科學發(fā)展觀加強環(huán)境保 護的決定的實施意見 各市 縣 區(qū)人民政府 省人民政府各工作部f 1 各直屬機構 為了認真貫徹落實 國務院關于落實科學發(fā)展觀加強環(huán) 境保護的決定 國發(fā) 2 0 0 5 3 9 號 以下簡稱 決定 陜西省人民政府 2 0 0 6 1 0 1 3 省委各部f 1 省紀委辦公廳 圖2 1 名為d o c u m e n t 0 6 1 0 1 3 的x m l 文件的部分代碼 l l x m l 聲明 注釋 嵌套在文 檔元素中 的元素 兩北丁業(yè)大學碩十學仃論文第二章x m l 及相犬技術 2 2x m l 相關技術 x m l 相關概念和核心技術很多 也很復雜 為了更好的理解這些概念和技術 我們做了一個分類 如圖2 2 共分為三大部分 x m l 核心和基礎標準 x m l 相 關標準和x m l 應用標準 即 x m l 核心和基礎標準包括 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 相關標準 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 應用標準包括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 下面我們重點介紹幾個x m l 相關標準 早 i 鑒 ii 燮i 固固 固固 回園 國固 固回 i d l 呦o n s e t i 固固 回回 i 型fl 墜竺i 岡岡團 i 翌竺 ii 竺l i h d m l ii 燮l l t v w e b f l 洲兒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 圖2 2 刪l 相關標準 刪l 有效性是指x m l 文檔中的數據符合特定的規(guī)則 如哪些元素是必需的 哪些是可選的 元素可能包含哪些屬性 除了元素本身信息外 在元素的結構方 面 一個元素可以嵌套哪些元素 子元素出現的個數和次序如何 元素內容的數 據類型有何規(guī)定等等 文檔類型定義 d o c u m e n tt y p ed e f i n i t i o n s 簡稱d t d 1 2 西北t 業(yè)人學碩 學位論文 第二章x m l 及相 之技術 和x m ls c h e m a x m l 模式 是用來驗證x m l 文檔有效性的 v a l i d 即使用d t d 或x m ls c h e m a 來確保x m l 文檔數據遵循特定的結構 以便應用程序能用可預知 的方式來接收數據 下面給出d t d 和x m ls c h e m a 兩個具體實例加以說明它們之 間的各自的特點 文檔類型定義 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 表示特定類 型文檔的規(guī)則集 d t d 使用自己的一套特殊的文法來結構化x m l 數據的規(guī)則 下面一段是本章前面提到的那個名為d o c u m e n t 0 6 1 0 1 3 的x m l 文檔的d t d e l e m e n t 公文 眉首 主體 版記 e l e m e n t 眉首 秘密等級 緊急程度 e l e m e n t 發(fā)文機關標識 發(fā)文機關名稱 e l e m e n t 標志后綴 p c d a t a 發(fā)文機關標識 發(fā)文字號 簽發(fā)人 標志后綴 1 3 兩北t 業(yè)大學碩十學仃論文 第 章x m l 及相關技術 w 3 c 推出的x m ls c h e m a 規(guī)范提供了除d t d 以外的又一種控制文檔結構的方 式 x m ls c h e m a 的基本意思是說為x m l 文檔制定的一種模式 s c h e m a 相對于d t d 文檔類型定義 的明顯好處是x m ls c h e m a 文檔本身也是x m l 文檔 而不像d t d 那樣使用自成一體的語法 這就方便了用戶和開發(fā)者 因為可以使用相同的工具 來處理x m ls c h e m a 和其他x m l 信息 而不必專門為s c h e m a 使用特殊工具 s c h e m a 簡單易懂 懂得x m l 語法 規(guī)則的人都可以立即理解它 x m ls c h e m a 的文件后 綴是 x s d 文件 一個 m ls c h e m a 中的定義分為兩部分 型 t y p e 定義和元素 e l e m e n t 定義 此外 s c h e m a 規(guī)定了更豐富的數據類型 功能更強大 而且 使用靈活 下面就是x m l 文檔的x m ls c h e m a x s e e m e n tn a m e 秘密等級 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 緊急程度 t y p e x s s t r i n g m i n o c c l l l s o 盧 x s e l e m e n tn a n 1 e 發(fā)文機關名稱 t y p c x s s t r i n g m i l l o c a l f s 1 盧 x s e l e m e n tn a i n e 標志后綴 t y p e x s s t r i n g m i n o c c u r s 0 盧 x s e l e m e n tn a m e 發(fā)文字號 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 發(fā)文序號 t y p e x s s t r i n g m i n o c c u r s 0 蘆 1 4 兩此t 曲人學碩十學何論文第二章x m l 及相關技術 x s e l e m e n tm m e 發(fā)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 主體 x s e l e m e n tn a h l e 標題 t y p e x s s t r i n g m i n o c c u r s o 盧 x s e l e m e n tn a m f 主送機關 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 掃 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 主題詞 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 印制版記 m m o c c o 肛 1 5 兩北t 1 業(yè)人中碩十學付論文第二章x m l 及相關技術 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 可擴展樣式語言 是一種基于x m l 的語言 它被設計用來轉換x m l 文檔到另一種x m l 文檔或轉換x m l 文檔為可翻譯對 象 由w 3 c 組織制定 該語言用于規(guī)定式樣表 由式樣表為x m l 數據提供格式化 指令 當應用使用式樣表實際轉換x m l 文檔時 將使用x s l t 后者是x s l 的擴展 也就是說x s l 語言是一種可以用來把x m l 轉化為其它形式文檔的工具 如果需要將 x m l 文檔轉化為另外的具有不同s c h e m a 的x m l 文檔 就需要在兩個文檔之間建立一 種映射關系 這種映射關系可以使用一個x s l 文件來描述 然后利用x s l t 處理器 輸入要處理的x m l 文檔和表示了轉化規(guī)則的x s l 文件 輸出就是己經轉化的x f l l 文 檔 x s l t 由w 3 c 組織制定 該語言旨在把x m l 文檔轉換成其它格式的文檔 例如 h t m l 應用可以按照x s l 風格表內的格式化指令轉換文檔 但它也可以獨立地使 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 用于定義x m l 文檔的格式 而x s l t 包含選擇和操縱數據結構的模板和命令 x s l t 是一種用來轉換x m l 文檔結構的語 言 其正式推薦標準于1 9 9 9 年1 1 月1 6 日問世 現在一般所說的x s l 大都指的是 x s l t x s l t 的一大優(yōu)點是它本身就是一個x m l 文檔 它是通過x m l 進行定義的 遵守 x m l 的語法規(guī)則 是x m l 的 種具體應用 因此系統(tǒng)可以使用同一個x m l 解釋器對 x m l 文檔及其相關的x s l t 文檔進行解釋處理 x s l t 的原理 x s l t 主要的功能就是轉換 它將一個沒有形式表現的x m l i 為容 文檔作為一棵源樹 將其轉換為一個有樣式信息的結果樹 在x s l t 文檔中定義了 與x m l 文件中各個邏輯成分相匹配的范本 以及匹配轉換方式 它可以很好地描 述x m l 文檔向任何一個其它格式的文檔轉換的方法 例如轉換為另一個邏輯結構 的x m l 文件 h t m l 文檔 x h t m l 文檔 v f a f l 文檔 s v g 文檔等等 轉換過程如圖2 3 所示 西北丁業(yè)大學碩十學侍論文第二章x m l 及相芙技術 圖2 3 數據轉換圖 x m l 技術用于在異構系統(tǒng)間傳輸數據 當數據通過x m l 文件從一個系統(tǒng)傳輸到 另一個系統(tǒng)后 由于用戶的不同 其所想得到的數據表示方式也不同 如有的客 戶想將數據轉換成h t m l 格式方便瀏覽器閱讀 有的希望轉換成p d f 格式方便打印 x m l 在數據表示轉換方面提供了很好的解決方案 b p x s l t 技術 因此x s l t 在x m l 數據交換中起到重要的作用 2 2 3d o m 和s a x d