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X-視窗介面與網路瀏覽器整合與應用

文/圖:謝昌煥、何智雄、莊朝鈞、葉昌偉　　國家高速網路與計算中心

我們提供一個結合X-視窗圖形介面與網際網路（World Wide Web）瀏覽器的使用環境，將國家高速網路與計算中心既有的電腦主機與多種應用軟體的使用程序整合到一個單一的入口網頁。使用者透過瀏覽器只需要在

單一入口網頁上，點選需要使用的軟體以及適當的電腦伺服主機（server），就可以完成環境設定的動作，在使用者的電腦螢幕上便可以啟動應用軟體的圖形介面。這個介面環境系統可以提高本中心硬體與應用軟體的使

用便利性及使用率，同樣的技術可以應用到本中心所有使用X-視窗圖形介面的應用軟體。

關鍵字

X-視窗、圖形使用者介面、網際網路瀏覽器、異質作業系統平台

背景說明

國家高速網路與計算中心電腦主機上安裝了許

多計算化學、計算生物和分子模擬軟體，透過網路

連線提供全國用戶連線使用，由於這些生物化學軟

體大部分為UNIX作業環境下的應用軟體，使用者在電腦連線後，需要先做應用軟體的環境設定，若是

使用X-視窗圖形介面的應用軟體，還需指定某些環境變數，才能在所用電腦的螢幕上正確地顯示出X-

視窗圖形介面 [1] 。由於應用程式的種類繁多，在不同主機上的環境設定指令也不盡相同，往往造成使

用者及系統管理者的困擾。

為了簡化這套網路連線和設定使用環境的程

序，我們將開發一個整合在瀏覽器上的生物化學

應用軟體環境介面，完成一個入口網頁的管理機

制。使用者只需要在網頁上點選需要使用的軟體，

以及安裝軟體的伺服主機，就可以完成環境設定的

動作，並在使用者的電腦螢幕上便可以啟動這個應

用軟體的X-視窗圖形介面。經由這個網頁的單一入口，使用者可以很方便的使用計算生物、計算化學

相關的應用軟體。

整合環境架構

我們採用目前最通用的WWW介面為基礎，配合TCL、PHP等程式語言自動化的優點以及MySQL

資料庫來撰寫使用介面 [2,3,4,5]。遠端用戶的個人電

腦除了需要一張合適的圖形顯示卡外，不同的電腦

作業系統需要做一些環境調適，使用Linux/UNIX作業系統的個人電腦或工作站，可利用作業系統已經

提供的X-視窗功能； 若是使用微軟視窗作業系統，需要安裝X-視窗軟體，例如Exceed，X-Win32，Cygwin [6,7,8]等的X-視窗模擬器；使用Mac OS X

作業系統的用戶只需要下載安裝Mac所需要的X11 [9]，即可擁有與Linux/UNIX作業系統相似的X-視窗使用環境。使用者的電腦有了X-視窗軟體後，先將X-視窗啟動，再經由網頁瀏覽器（例如Netscape、Mozilla、Internet Explorer等）連接到我們完成的入口網頁，選擇需要的應用軟體，即可使用本中心所

提供的各種應用軟體。

何謂X-視窗系統？X-視窗系統是許多UNIX作業系統上所使用的圖形化使用者介面（graphical user interface, GUI）的環境。X-視窗系統源自於1984年麻省理工學院（MIT）一個稱為雅典娜計畫（Project Athena）的分散式電腦計算的計畫，X-視窗系統設計在UNIX作業系統的電腦工作站上執行，因此考慮到經由網路連線的跨平台使用，遠端電腦

主機所執行的應用軟體可以在使用端的螢幕上展示

出結果。

早期一台電腦終端機的螢幕上一次只能觀察一

個工作，若需要同時觀察多個工作的執行情況，需

要多台的電腦終端機來達成需求。圖形化使用者介

面（GUI）解決了這個問題，一個視窗中顯示一個

─以網頁自動設定生物化學應用軟體環境為例

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工作的工作情形，因此只要記憶體容量容許，一台

電腦螢幕可以同時啟動許多個工作視窗，這就是現

在我們所見到的”習以為常”的電腦螢幕畫面。X-視窗系統除了有同時啟動許多個工作視窗這種功能外，

透過 X-通信協定的設定，X-視窗系統經由網路連線傳送，可以執行來自遠端的應用程式，這就是所謂

的主從式架構（client-server architecture）。這表示您可以執行在遠端主機（伺服器端）上的應用程

式，經由網路連線傳送將它的圖形輸出展示到您的

電腦（使用者端）上。

現在X-視窗系統已經突破UNIX作業系統和工作站的藩籬，推展到蘋果電腦Mac OS和執行微軟作業系統MS Windows的個人電腦上，這種異質作業系統電腦之間的跨平台使用，使得X-視窗系統更為普及化 [10]。

因為要傳回遠端電腦的X-視窗畫面，為了確保X-視窗畫面的完整，使用者端的IP必需固定，同時需要進行接收環境設定。我們使用PHP及TCL程式語言的優點，使用者連上計算大主機後，我們的程

式便可以取得使用者端的IP並自動進行X-視窗使用環境設定，進而啟動各研究領域的應用軟體或資料

庫系統，提供使用者快速方便的使用環境。

系統架構圖

我們採用三階層主從式架構模式（ 3 - t i e r architecture），伺服主機由於提供不同的專業應用軟體，因此安裝於不同系統的計算主機，如IBM、SGI、HP上；用戶端則視用戶個人的喜好，也是採用不同作業系統的個人電腦，如MS Windows、Linux/UNIX、Mac OS等；我們完成的介面環境作為伺服端與用戶端的處理中心，用戶不必擔心面對不

同的計算主機需要學習各種計算環境的設定，因此

伺服主機的異質性的問題，完全由我們的中間介面

來處理。

使用流程

1. 使用者需要有一個固定的IP，以及適當的圖� 形顯示卡及其驅動程式。

2. 網路連線時請關掉瀏覽器proxy，及使用者端� 電腦之防火牆。 3. 確認你所使用的作業系統，並啟動所需要的

Mac OS X User Linux User MS-Windows User

X11 for Mac

X-Windows emulator

WWW Browser Interface

Script languagePhp,Expect,TclX-Window system

Web-server:ApacheDatabase:MySql

Network

Bio-image Bio/Chemistry-database NCHC-softwares

NCHC-softwares:imaris3,catalyst,Amber/Xleap,Cerius2,Cn3D,Insight II,Insight II 400P+,Maestro/Jaguar,MacroModel,SYBYL,VolSurf,gold,ADFView,Crysta103/XCrySDen,Crystal98/XCrsDen,Gabedit,Gaussian,03/GaussView

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� X-視窗軟體或X-視窗模擬器。* 使用 Linux/Mac OS X 作業系統，在X-視窗中� 先執行 “xhost +” 指令。* 使用MS-windows作業系統，需要安裝 “ X-win32”、”Cygwin”或是”Exceed and Exceed 3D”做為X-視窗模擬器。4. 啟動X-視窗軟體或X-視窗模擬器。5. 點選你要啟動之軟體的伺服器。6. 請輸入你在計算主機伺服器上的帳號密碼，� 並選擇你啟動軟體的位置。

7. 應用軟體啟動之後，你可以點選web Ftp 以方� 便進行檔案存取。

詳細操作步驟如以下的畫面

1. 請依照您的作業系統啟動X-視窗以接收遠端� 計算主機軟體所傳回的畫面：

* Linux 作業系統: 請打開終端機視窗並鍵入” xhost +” 。

* MS-windows作業系統: 請啟動或X-視窗模擬� 器模擬軟體，如X-win32、Cygwin或� Ecxeed。

* Mac OS X 作業系統: 請先下載 “X11 for Mac OS X”，再打開終端機視窗並鍵入”xhost +”。

2. 請啟動網頁（http://140.110.17.8/web-root/ chemdb/）並鍵入帳號及密碼，新使用者請先� 申請本網站免費的帳號。

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3. 請確認你的IP不為虛擬IP，點選你所需要的� 軟體與其所安裝的伺服器。

4. 請輸入你所點選伺服器的帳號密碼，以啟動� 您所需要的應用軟體。

5. 生物分子結構模擬軟體Insight II所傳送回來的� 畫面。

6. 網頁提供Web-FTP功能，方便傳輸檔案。

7. Web-FTP網頁介面。

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結論：

除了單一網頁介面自動設定生物化學應用軟體

的X-視窗環境之外，我們也提供檔案上傳和下載的機制，做為計算結果的檔案傳輸工具（操作步驟

六、七）。同時也提供多種分子結構建構和編輯

的軟體，可以提供分子結構各種檔案格式之間的轉

換，做為準備計算輸入檔案等等的計算前置工作。

同時我們將上述的技術應用到本中心所有使用X-視窗圖形介面的應用軟體上，獲得相當成功的成果。

我們成功的將所有使用X-視窗圖形介面的應用軟體，經由單一的入口網頁，使用者只需要利用網路

瀏覽器，就可以啟動應用軟體。

參考資料

1. 謝昌煥 (2000) “ “細胞結構生物顯微影像分析軟體IMARIS ─ 個人電腦簡易操作手冊”高速計算世界，第8卷第2期vol.21，� pp14~pp23。2. 謝昌煥、黃鎮剛 (1998) “Rasmol EZ-GUI圖形使用者界面� 程式語言Tcl/Tk的應用”高速計算世界，第5卷第3期vol.12，� pp26~pp29。3. http://www.php.net/4. http://www.mysql.com/5. http://www.w3.org/TR/html4/6. http://www.hummingbird.com/products/nc/exceed/7. http://www.nus.de/x_win.html8. http://x.cygwin.com/9. http://www.apple.com/macosx/features/x11/download/10. Sobell, M. G. (1995) “Unix System V : A Practical Guide” 3rd ed，The Benjamin/Cummings Publishing