程硕厦门大学博硕士论文摘要库 ·...

学校编码：10384 分类号密级

学号： X2009230016 UDC

工程硕士学位论文

基于 Web 的地质学标本模型库

动态发布系统设计与实现

Design and Implementation of the Dynamic Release System

of Geological Specimen and Model Database Based on Web

刘一鸣

指导教师姓名：廖明宏教授

专业名称：软件工程

论文提交日期： 2 0 1 3 年 4 月

论文答辩日期： 2 0 1 3 年 5 月

学位授予日期： 2 0 1 3 年月

指导教师：

答辩委员会主席：

2013 年 4 月

厦门大学博硕士论文摘要库

厦门大学学位论文原创性声明

本人呈交的学位论文是本人在导师指导下,独立完成的研究成

果。本人在论文写作中参考其他个人或集体已经发表的研究成果，

均在文中以适当方式明确标明，并符合法律规范和《厦门大学研究

生学术活动规范（试行）》。

另外，该学位论文为（）课题

（组）的研究成果，获得（）课题（组）经费或实

验室的资助，在（）实验室完成。（请在以上括号

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可以不作特别声明。）

声明人（签名）：

年月日


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交学位论文（包括纸质版和电子版），允许学位论文进入厦门大学图

书馆及其数据库被查阅、借阅。本人同意厦门大学将学位论文加入

全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的

标题和摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位

论文。

本学位论文属于：

（）1.经厦门大学保密委员会审查核定的保密学位论文，

于年月日解密，解密后适用上述授权。

（ √ ）2.不保密，适用上述授权。

（请在以上相应括号内打“√”或填上相应内容。保密学位论

文应是已经厦门大学保密委员会审定过的学位论文，未经厦门大学

保密委员会审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，

默认为公开学位论文，均适用上述授权。）

声明人（签名）：

年月日


I

摘要

本论文以地质学标本模型库为研究对象，建立了一个动态Web发布系统，详

细阐述了它的组成和构建该系统所用到的主要技术，包括JSP技术，JavaBean技

术，JDBC技术，Oracle数据库技术等。

论文从业务需求、用户需求、功能需求三个方面对地质学标本模型库进行了

详细的需求分析，在此基础上提出了一个动态Web发布系统的系统体系结构设计

方案，该方案采用基于B/S的由表示层、应用层、数据层组成的三层结构。该方

案将整个系统分为三个不同的逻辑块，便于开发人员对系统进行快速开发，降低

了应用系统开发和维护的成本，同时也增强了系统的可扩展性，便于系统的快速

构建。该方案简化了动态Web系统的部署与管理，又具有强大的功能，可以建立

具有高度可伸缩性和可靠性的动态Web应用。

论文对地质学标本模型库动态发布系统实现的功能作了模块化划分，将其分

为网页设计，系统生成，用户管理，在线编辑四个相对独立的部分。网页设计包

括标本静态页面的设计，网页的命名，网页存放目录组织结构的设计。系统生成

又分为文字提取、数据库连接、目录读取、页面生成四个子模块。用户管理主要

是对注册用户的管理，包括了用户注册，用户登录，用户资料修改，用户注销4

个部分。在线编辑提供了用户在线编辑标本页面，上传标本页面的功能。

论文对系统实现的关键技术进行了分析和阐述，搭建了系统运行硬件和软件

环境，在完成各个功能模块的基础上最后实现了一个基于Web的地质学标本模型

库动态发布系统。

关键词：地质学标本模型库；动态发布系统；Web


III

Abstract

This thesis research the Geological Specimen and Model Database, establish a

Dynamic Web Release System, describing in detail its structure and main

technologies, including JSP, JavaBean, JDBC, Oracle, etc.

The thesis analysis the Geological Specimen and Model Database in detail from

business requirement、user requirement and functional requirement, based on it

describe an architecture design of Dynamic Web Release System. The project uses

three tier architecture constitute of Express tier、Application tier and Logic tier based

on Browser/Client structure. It partition the whole system to three logic block, make

it easy to build by developer, greatly reduce the cost of the application system

exploiters and maintenance, increase the system’s expansibility. The project

predigest the Dynamic Web Release System’s deploy and management, but also has

powerful capacity, can create high expansibility and dependability dynamic web

uses.

The thesis modularize the Geological Specimen and Model Database of the

Dynamic Web Release System into four parts, it is the web page design、the build of

system、management of users、online edit. The web page design include the design of

specimen static page、the web page’s naming and the structure design of web page’s

saving. The build of system include text pick-up、database connection、directory read

and page set up. The management of users main manage register users, include

user’s register、user’s login、user’s information change and user’s logout. Online edit

give users ability of edit specimen page and upload specimen page.

The thesis analyses and expatiate the key technology of the realizing of this

system, realizes the hardware and software environment, realizes a Geological

Specimen and Model Database of Dynamic Release System based on JSP、Oracle、

Apache technology at last.

Key words: Geological Specimen and Model Database; Dynamic Release

System; Web


V

目录

第一章绪论 ............................................................................................ 1

1.1 课题研究背景 .................................................................................................. 1

1.2 课题的来源 ...................................................................................................... 1

1.3 论文的主要研究内容 ...................................................................................... 2

1.4 论文的结构安排 .............................................................................................. 2

第二章动态 Web 开发技术 .................................................................. 4

2.1 动态网页技术介绍 .......................................................................................... 4

2.2 ASP、PHP、JSP 技术的比较 ....................................................................... 5

2.2.1 ASP ......................................................................................................... 5

2.2.2 PHP ......................................................................................................... 6

2.2.3 JSP........................................................................................................... 6

2.2.4 总结........................................................................................................ 8

2.3 JSP 的工作方式 ............................................................................................... 9

2.4 JavaBean 技术在 Web 中的应用 ................................................................. 10

2.4.1 JavaBean 概述 ...................................................................................... 10

2.4.2 JavaBean 的用途 .................................................................................. 11

2.5 利用 JDBC 技术连接数据库 ........................................................................11

2.5.1 JDBC 的介绍 ........................................................................................ 11

2.5.2 JDBC 的接口 ........................................................................................ 12

2.5.3 JDBC 在 JSP 中的应用 ........................................................................ 13

2.6 本章小结 ....................................................................................................... 14

第三章系统需求分析 ............................................................................ 15

3.1 业务需求分析 ................................................................................................ 15

3.2 用户需求分析 ................................................................................................ 16

3.3 功能需求分析 ................................................................................................ 17

3.4 本章小结 ....................................................................................................... 18


VI

第四章系统总体设计 ............................................................................ 19

4.1 系统结构设计 ................................................................................................ 19

4.1.1 系统结构的确定.................................................................................. 19

4.1.2 应用层服务器选择.............................................................................. 20

4.1.3 数据库选择.......................................................................................... 23

4.1.4 服务器操作系统的选择...................................................................... 24

4.1.5 系统运行环境与开发平台.................................................................. 25

4.2 软件设计 ........................................................................................................ 26

4.2.1 网页设计模块....................................................................................... 26

4.2.2 系统生成模块....................................................................................... 28

4.2.3 用户管理模块....................................................................................... 29

4.2.4 在线编辑模块....................................................................................... 29

4.3 本章小结 ........................................................................................................ 29

第五章系统详细设计与实现 ................................................................ 30

5.1 网络硬件环境构架 ........................................................................................ 30

5.2 系统软件平台搭建 ........................................................................................ 31

5.3 功能模块实现技术 ........................................................................................ 34

5.3.1 标本页面的制作.................................................................................. 34

5.3.2 利用表单获取用户输入数据.............................................................. 35

5.3.3 使用 JavaScript 进行预处理 ............................................................... 36

5.3.4 汉字编码问题的解决.......................................................................... 37

5.3.5 文件的读写.......................................................................................... 38

5.3.6 字符串处理.......................................................................................... 39

5.4 页面文字内容提取的实现 ............................................................................ 41

5.5 数据库的连接 ................................................................................................ 44

5.6 标本信息入库 ................................................................................................ 47

5.6.1 标本信息表的建立............................................................................... 48


VII

5.6.2 标本信息内容的读取........................................................................... 49

5.6.3 存入数据库........................................................................................... 51

5.7 页面框架的生成 ............................................................................................ 52

5.7.1 配置文件的生成................................................................................... 52

5.7.2 页面框架的生成................................................................................... 53

5.7.3 分页功能的实现................................................................................... 55

5.8 用户管理 ........................................................................................................ 56

5.8.1 用户注册............................................................................................... 56

5.8.2 用户登录............................................................................................... 57

5.8.3 用户资料修改....................................................................................... 58

5.8.4 用户注销............................................................................................... 59

5.9 系统测试 ....................................................................................................... 59

5.10 本章小结 ..................................................................................................... 60

第六章总结与展望 ................................................................................ 61

6.1 总结 ............................................................................................................... 61

6.2 展望 ............................................................................................................... 62

参考文献 ............................................................................................ 63

致谢 ....................................................................................................... 65


IX

Contents

Chapter1 Introduction .......................................................................... 1

1.1 Dynamic composition of Web publishing system ......................................... 1

1.2 The source of the problem ........................................................................... 1

1.3 Paper's main research content ....................................................................... 2

1.4 The paper structure arrangement ................................................................. 2

Chapter2 Dynamic Web development technology ............................. 4

2.1 Dynamic web technology is introduced ......................................................... 4

2.2 ASP, PHP, JSP technology ............................................................................ 5

2.2.1 ASP ......................................................................................................... 5

2.2.2 PHP ......................................................................................................... 6

2.2.3 JSP........................................................................................................... 6

2.2.4 Summary ................................................................................................. 8

2.3 The workings of a JSP .................................................................................... 9

2.4 Javabeans technology in the application of the Web ................................. 10

2.4.1 Summary of the JavaBean .................................................................... 10

2.4.2 The purpose of the JavaBean ................................................................ 11

2.5 Connect to the database using JDBC technology........................................11

2.5.1 The introduction of JDBC ..................................................................... 11

2.5.2 The JDBC interface ............................................................................... 12

2.5.3 The JDBC application in the JSP .......................................................... 13

2.6 Summary ........................................................................................................ 14

Chapter3 system requirements analysis ............................................... 15

3.1 Business requirements analysis.................................................................... 15

3.2 User demand analysis ................................................................................... 16

3.3 Functional requirements analysis ................................................................ 17

3.4 Summary ........................................................................................................ 18

Chapter4 system overall design .......................................................... 19


X

4.1 The system structure design ......................................................................... 19

4.1.1 The structure of the system ................................................................... 19

4.1.2 Application server selection .................................................................. 20

4.1.3 The database selection .......................................................................... 23

4.1.4 The server operating system of choice .................................................. 24

4.1.5 System operation environment and development platform .................. 25

4.2 The software design ...................................................................................... 26

4.2.1 Web design module ............................................................................... 26

4.2.2 System generated module ..................................................................... 28

4.2.3 User management module..................................................................... 29

4.2.4 Online editing module........................................................................... 29

4.3 Summary ........................................................................................................ 29

Chapter5 Detailed design and implementation of the system ............ 30

5.1 The network hardware environment architecture ..................................... 30

5.2 The system software platform ...................................................................... 31

5.3 Function module realization technology ..................................................... 34

5.3.1 Specimens made of the page ................................................................. 34

5.3.2 Form is used to collect user input data.................................................. 35

5.3.3 Use JavaScript to preprocess ................................................................ 36

5.3.4 Chinese character coding problem ........................................................ 37

5.3.5 File to read and write ............................................................................ 38

5.3.6 String manipulation ............................................................................... 39

5.4 The realization of the page text extraction ................................................. 41

5.5 The database connection .............................................................................. 44

5.6 Specimen information storage ..................................................................... 47

5.6.1 The establishment of a specimen information table ............................. 48

5.6.2 Read the specimen information content ................................................ 49

5.6.3 Deposited in the database...................................................................... 51


XI

5.7 The generation of page frames ..................................................................... 52

5.7.1 Configuration file is generated.............................................................. 52

5.7.2 The generation of page frames .............................................................. 53

5.7.3 The realization of the function of paging .............................................. 55

5.8 User management .......................................................................................... 56

5.8.1 User registration .................................................................................... 56

5.8.2 The user login ....................................................................................... 57

5.8.3 Modify user data ................................................................................... 58

5.8.4 The user logged off ............................................................................... 59

5.9 The system test .............................................................................................. 59

5.10 Summary ...................................................................................................... 60

Chapter6 Summary and outlook ........................................................... 61

6.1 Summary ........................................................................................................ 61

6.2 Outlook........................................................................................................... 62

References ................................................................................................ 63

Acknowledgements ................................................................................. 65


第一章绪论

1

第一章绪论

1.1 课题研究背景

随着计算机与Internet技术的飞速发展，无论是政府机关、还是企事业单位，

都逐渐使用Internet改变办公、沟通、协作等方式，以适应办公的需要。

早期的网站多数是用单纯的H T ML(超文本标识语言)编写的静态网页组成，

其开发周期长，成本高，维护量大，缺乏交互性，难移植，易用性不高，很难实

现网站信息的动态发布。因此，动态Web发布系统便在此背景下应运而生，并且

日益受到人们的重视。

一个动态Web发布系统的开发首先涉及到的是动态网页技术的选择，它是系

统的核心部分，它的选择直接影响到系统的运行环境、开发平台的选择；其次是

数据库的选择，数据库能否满足系统的需要直接影响到系统的性能；另外操作系

统，硬件环境等也是系统建立过程中需要考虑的问题。

由于网页开发技术、数据库系统软件等分别都有多种方案可以选择，因而动

态Web发布系统的架构方案也有多种选择。如何对于特定的需求来选择网页开发

技术、数据库系统软件是一个系统建设中的重点问题。本文将重点论述网页开发

技术的选择，因为本系统的建设主要是围绕网页技术来进行的。

动态Web发布系统需要重点考虑的另一问题是代码的可移植性问题，即使编

写的代码在不同的平台上能不加修改或修改很少一部分就能运行。

1.2 课题的来源

地质科学是一门复杂性科学，有极其广阔的领域。研究人员在长期的野外地

质实践中积累了大量地质资料和地质标本。经科学观察、研究以及各种测试和鉴

定分析工作，由这些资料和标本产生出一些相关的科学数据和成果。这些资料和

数据成果是地质学学科得以发展的基础。与此同时，随着学科的发展和各种测试

手段的丰富，资料和数据正以惊人的速度增长。

为了实现数据资源共享，将已有的地质学信息数据建设成为在Internet上能


基于 Web 的地质学标本模型库动态发布系统设计与实现

2

够有效访问的资源库，并为此提供查询、检索、存储、管理及交换服务是一项有

重大意义的研究开发工作。将现有的重要标本和模型经数字化后上网后，可以成

为整个教育系统甚至全社会都能利用的资源[1]。

1.3 论文的主要研究内容

本论文以地质学标本模型库为重点研究对象，在分析标本数据的基础上，从

理论到实践比较详细深刻的讨论了动态Web发布系统的建设问题。

首先，对现在最常用的动态网页语言JSP、ASP、PHP进行了分析和比较，

确定了采用JSP技术作为本系统的开发语言。

其次，对本系统的需求进行分析，从而对系统所要实现的功能进行了确定，

为下一步的工作奠定了基础。

然后，对系统采用的体系结构进行了研究，采用了基于B/S的三层结构，对

表示层、应用层、数据层分别进行了探讨，并对技术方案进行了确认。

最后进行系统的实施工作，进行硬件和软件平台的搭建，对软件功能模块进

行划分，在单个功能模块实现的基础上进行整合，最终形成系统。

1.4 论文的结构安排

本文结合地质学标本模型库数据资源共享的实际情况和现实需求，研究和

开发了动态 Web 发布系统，本文的组织结构如下：

第一章主要介绍本课题的背景和意义、课题的来源和动态 Web 发布系统的

构成。

第二章主要是对动态 Web 发布系统相关理论技术的研究。

第三章主要是对动态 Web 发布系统需求进行分析，包括业务需求、用户需

求和功能需求。

第四章主要是对动态 Web 发布系统需求进行进行设计，包括系统的结构设

计和软件设计。

第五章行系统的实施工作，进行硬件和软件平台的搭建，对软件功能模块

进行划分，在单个功能模块实现的基础上进行整合，最终形成系统。


第一章绪论

3

第六章总结与展望，对本课题的研究工作进行了总结，并对未来工作进行

了展望。


基于 Web 的地质学标本模型库动态发布系统设计与实现

4

第二章动态 Web 开发技术

2.1 动态网页技术介绍

Internet起源于20世纪60年代末的美国，它拥有卓越的国际通信功能和巨大

的信息资源。World Wide Web（WWW万维网）就是常用的一种网络资源。WWW

是Internet上最为流行的信息检索服务，它把各种类型的信息（静止图像，文本，

声音和图像）有机集成供用户阅读、查找。WWW以超文本传输协议HTTP

（Hypertext Transport Protocol）和HTML（Hypertext Markup Language）为基础，

允许用户在客户机上发出请求，在服务器和浏览器之间传输超媒体信息。

随着万维网的飞速发展，纯静态HTML页面已经不能满足发展的需要，因

为它没有交互性，不能对动态的信息（如进行股票交易和进行购买商品的操作）

进行操作。于是动态网页技术应运而生。

在早期，动态网页主要采用CGI技术，CGI即Common GateWay Interface（通

用网关接口），是外部应用程序和Web服务器之间的标准编程接口，可动态扩展

Web的内容。它允许Web服务器运行外部程序，通过外部程序来访问数据库等外

部资源，以产生动态HTML文档并返回浏览器。我们可使用不同程序来编写适

合的CGI程序，如Visual Basic、Delphi或C/C++等。CGI的缺点是：性能和可伸

缩性差。CGI对每个客户的请求都要创建一个进程来响应，以提供响应服务，

这极大的消耗了服务器资源，使CGI程序不能服务大量用户。其次，CGI不提供

永久性上下文信息，用户查询的结果不能有上百行。由于CGI和Web服务是一种

松耦合的结合，存在严重的安全漏洞。由于上述的缺陷，CGI逐渐被新技术所

取代。

后来Microsoft提供的一套面向 Internet服务的API接口——ISAPI，用它编

制的程序以动态链接库(DLL)形式存在，可实现CGI程序所能提供的全部功能。

ISAPI与CGI最大的区别在于：CGI的应用程序一般都是可执行程序，而在

ISAPI下建立的应用程序都是以动态链接库的形式存在的，被用户激活的DLL


第二章动态 Web 开发技术

5

和WWW服务处于同一进程中，在处理完某个用户的请求后不会马上消失，而

是和WWW服务器一起继续驻留在内存中，等待处理其他用户的HTTP请求，直

到过了指定时间后一直没有用户输入为止。因此ISAPI的运行效率要显著高于

CGI程序。其缺点是：另一种服务器上的实现将很困难。可靠性问题，用这些

专用API编写的程序紧密耦到Web服务器中，但这些程序的错误很容易导致Web

服务器的崩溃；要考虑线程的同步问题，而且开发较困难。

目前，最常用的几种动态网页技术为ASP（Active Server Pages）， PHP

（Hypertext Preprocessor），JSP（Java Server Pages）。

2.2 ASP、PHP、JSP 技术的比较

2.2.1 ASP

ASP是Microsoft开发的动态网页语言，利用它可以产生和运行动态的、交

互的、高性能的WEB服务应用程序。ASP采用脚本语言VB Script（JavaScript）

作为自己的开发语言。具有如下的技术特点：

1、使用 VBScript、JavaScript 等简单易懂的脚本语言，结合 HTML 代码，

即可快速地完成网站的应用程序。

2、无须编译，容易编写，可在服务器端直接执行。

3、使用普通的文本编辑器，如Windows的记事本，即可进行编辑设计。

4、与浏览器无关(Browser Independence), 用户端只要使用可执行HTML码

的浏览器，即可浏览Active Server Pages所设计的网页内容。Active Server Pages

所使用的脚本语言 (VBScript、Jscript)均在 WEB 服务器端执行，用户端的浏

览器不需要能够执行这些脚本语言。

5、Active Server Pages能与任何ActiveX scripting语言相容。除了可使用

VBScript 或 JavaScript语言来设计外，还通过plug－in的方式，使用由第三方所

提供的其他脚本语言，譬如REXX、Perl、Tcl等。脚本引擎是处理脚本程序的

COM(Component Object Model) 物件。

6、可使用服务器端的脚本来产生客户端的脚本。

7、ActiveX Server Components(ActiveX 服务器元件)具有无限可扩充性。可


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