【文章內(nèi)容簡介】 ML 技術 如此發(fā)達的基礎上，本系統(tǒng)擬在研究類似應用系統(tǒng)的設計實現(xiàn)上，提出自己的設計實現(xiàn)。作為數(shù)據(jù)表示的一個開放標準， XML 語言給 Web 應用乃至網(wǎng)絡計算注入了新的活力 [13]。網(wǎng)絡發(fā)展的同時， XML 技術也在發(fā)展?；?XML/Web 服務的跨平臺的分布式技術給電子商務的系統(tǒng)構建、系統(tǒng)部署以及數(shù)據(jù)集成等帶來了許多新的思路和挑戰(zhàn) [14]。用于處理 XML 的數(shù)據(jù)庫技術也浙江工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書（論文） 4 顯得尤為重要。 Xpath 是一門在 XML 文檔中查找信息的語言。 Xpath 可用來在 XML 文檔中對元素和屬性進行遍歷。 Xpath是 W3C XSLT標準的主要元素，并且 XQuery和 XPointer同時被構建于 Xpath 表達之上 [15]。因此， Xpath 是很多高級 XML 應用的基礎。 XSLT 指 XSL 轉(zhuǎn)換（ XSL Transformations） ， 它 使用 Xpath 在 XML 文檔中進行導航 。 XSLT 是 XSL 中最重要的部分。 XSLT 用于將一種 XML 文檔轉(zhuǎn)換為另外一種 XML 文檔，或者可被瀏覽器識別的其他類型的文檔，比如 HTML 和 XHTML。通常， XSLT 是通過把每個 XML 元素轉(zhuǎn)換為 (X)HTML 元素來完成這項工作的。通過 XSLT， 可以向輸出文件 中 添加或移除元素和屬性 ， 也可 以 重新排列元素，執(zhí)行測試并決定隱藏或顯示哪個元素，等等。描述轉(zhuǎn)化過程的一種通常的說法是， XSLT把 XML 源樹轉(zhuǎn)換為 XML 結果樹 [16]。 NativeXML 數(shù)據(jù)庫是一種專門 的保存、檢索和處理 XML 文檔的數(shù)據(jù)庫，它支持 XML 文檔的結構 。 Xindice 是一個 Java 公開源代碼的 NativeXML 數(shù)據(jù)庫 [17]，它支持 XML 文檔結構，能夠保存 XML 數(shù)據(jù)的層次結構和意義。本應用系統(tǒng)的研究目標定位于利用 XML 一些常用技術和 Xindice 數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)一個小型的 演示 系統(tǒng) ；將存儲系統(tǒng)信息的 XML 文檔存于 Xindice 數(shù)據(jù)庫中； 應用 XML 中的一些關鍵技術如 XLST、 Xpath、 Xupdate 來對 XML 文檔進行操作；將系統(tǒng)中對象之間的關系映射到 XML 文檔結構中 ， 即通過文檔節(jié)點中的相關信息進行關 聯(lián)；利用 XLST 對同一個 XML 文檔 進行多種顯示；對 XML 文檔的查詢結果進行排序顯示；通過 Xpath查詢 XML 文檔獲得系統(tǒng)重要數(shù)據(jù)信息、驗證重要節(jié)點的存在，通過 Xupdate 來更新 XML 文檔節(jié)點，包括對節(jié)點的增加、修改和刪除操作，利用相關信息節(jié)點的匹配來實現(xiàn)關系數(shù)據(jù)庫下的數(shù)據(jù)級聯(lián)刪除操作。整個演示系統(tǒng)的使用就如使用關系數(shù)據(jù)庫那樣，能夠很方便地對數(shù)據(jù)進行操作。 此信息管理系統(tǒng)的開發(fā)，是為了探討一種新的解決問題的方法，為將來的 研究開發(fā)做鋪墊 。 研究開發(fā)的基本內(nèi)容 ? Xindice 數(shù)據(jù)庫的搭建 ? 搭建前的準備工作 浙江工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書（論文） 5 ? Xindice 數(shù)據(jù)庫的搭建步驟 ? 搭建完后的數(shù)據(jù)庫測試 ? XML 信息文檔的創(chuàng)建和數(shù)據(jù)庫的導入 ? 系統(tǒng)對象的提取及關系抽取 ? 將對象之間的關系映射到 XML 的描述結構中 ? 將 XML 文檔導入 Xindice 數(shù)據(jù)庫 ? 查看 Xindice 數(shù)據(jù)庫中的 XML 文檔數(shù)據(jù) ? Xpath 的應用 ? Xindice 數(shù)據(jù)庫中 Xpath 的調(diào)用接口 ? Xpath 查詢語句的研究 ? Xpath 查詢結果的應用 ? Xupdate 的應用 ? Xindice 數(shù)據(jù)庫中 Xupdate 的調(diào)用接口 ? Xupdate 的應用分類 ? 利用 Xupdate 更新 Xindice 數(shù)據(jù)庫中的 XML 文檔 數(shù)據(jù) ? XLST 的應用 ? XLST 的轉(zhuǎn)換過程 ? 利用 XLST 動態(tài)生成 HTML 論文概要說明 第一章 緒論。主要介紹研究的背景、研究現(xiàn)狀以及研究的目標和意義。 對象關系映射 （ ORM） 是一種為了解決面向?qū)ο笈c關系數(shù)據(jù)庫存在的互不匹配的現(xiàn)象的技術 。使用 ORM 技術將帶來 額外的執(zhí)行開銷 。關系數(shù)據(jù)庫在處理復雜的高分子結構時已顯得非常吃力。 目前 XML 數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品主要有 DB2 9， BaseX， ozone，MyXmldb， Exist， Xindice。 信息管理系統(tǒng)的開發(fā)，是為了探討一種新的解決問題的方法，為將來的發(fā)展做鋪墊。研究開發(fā)的基本內(nèi)容是 Xindice 數(shù)據(jù)庫的使用和各種 XML 技術。 第二章 應用技術概論。主要介紹了演示系統(tǒng)實現(xiàn)過程中用到的關鍵技術 ，如浙江工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書（論文） 6 系統(tǒng)后臺使用的數(shù)據(jù)庫 Xindice、 XML 查詢技術 Xpath、 XML 更新技術 Xupdate 和XML 轉(zhuǎn)換技術 XLST。 第三章 演示系統(tǒng)介紹。主要介紹了演示系統(tǒng)的整體架構 、數(shù)據(jù)存儲和 數(shù)據(jù)流程。 系統(tǒng)整體架構使用三個角色：管理員、學生、教師的用例圖來展示。系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲詳細講到了怎樣用 XML 描述文檔來存儲關系數(shù)據(jù)庫中的表。 第四章 技術應用。詳細介紹了演示系統(tǒng)中用到的關鍵技術，包括各種技術在演示系統(tǒng)中是 如何使用的以及為了使用這種技術所做的準備工作。 第五章 總結。對整個畢業(yè)設計的完成過程做了總結，包括系統(tǒng) 中用到技術的介紹和系統(tǒng)存在的不足。 浙江工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書（論文） 7 第二章 應用技術概論 本章主要介紹了 Xindice 數(shù)據(jù)庫、 Apache Tomcat 服務器和 XML 的處理技術 ，包括 Xpath、 Xupdate、 XLST 等 XML 處理技術的介紹。 Xindice 數(shù)據(jù)庫 Xindice 數(shù)據(jù)庫簡介 Xindice 數(shù)據(jù)庫起源于 DBXML 數(shù)據(jù)庫。 DBXML 數(shù)據(jù)庫是第一個開放源碼的NativeXML數(shù)據(jù)庫。該項目在 1999年 7月啟動，由 Tom Bradford發(fā)起， Kimbro Staken負責管理。在 2021 年并入 Apache 開放軟件聯(lián)盟并更名為 Xindice，現(xiàn)今 Xindice 數(shù)據(jù)庫已是世界上最廣泛使用的數(shù)據(jù)庫之一。 Xindice 數(shù)據(jù)庫有以下特點： 文檔集合（ Document Collections）：文檔被存儲在可以被作為整體來查詢的集合中。在數(shù)據(jù)庫中 可以創(chuàng)建只包含相同類型文檔的集合，也可以創(chuàng)建一個集合來存儲所有的文檔。 Xpath 查詢引擎：要查詢文檔集合，可以使用 W3C 定義的 Xpath。這提供了相當靈活性 的 機制，通過定位和限制返回 結果樹來查詢文檔。 XML 索引：為了提高 在 大量文檔上 的查詢 性能，可以定義關于元素和屬性值的索引。這可以極大的加速查詢響應時間。 XML:DB Xupdate 實現(xiàn)：當存儲 XML 到數(shù)據(jù)庫時，或許需要能夠在不檢索整個文檔的情況下改變數(shù)據(jù)。Xupdate 是當需要做服務器端的數(shù)據(jù)更新時使用的機制。這是一種基于 XML 的語言，確定 XML 修改并允許這些修改像應用到單個文檔一樣應用于整個文檔集合。 Java XML:DB API 實現(xiàn)：對于 Java 程序員 Xindice 提供了一個 XML:DB API實現(xiàn)。這個 API 將給 XML 數(shù)據(jù)庫應 用帶來可移植性，就像 JDBC 相對于關系數(shù)據(jù)庫一樣。大部分 基于 Xindice 開發(fā)的應用將使用 XML:DB API。 命令行管理工具：為了幫助系統(tǒng)管理員， Xindice 提供了一全套命令行驅(qū)動的管理工具。所有可以通過 XML:DB API 做的事情，也可以從命令行搞定。 浙江工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書（論文） 8 Xindice 的主要特色為小型、實用。作為一個小型的 XML 文檔管理數(shù)據(jù)庫，其主要功能都已俱備，如 XML 文檔的存取、索引、查詢、修改、 API 等。但同非常完善的大型關系數(shù)據(jù)庫相比，它還缺乏強有力的事務處理、并發(fā)操作、安全機制等功能 [5]。 Xindice 系統(tǒng)結構 Xindice 服務器是設計 用 來存儲 XML 文檔集合的。集合可以按照層次結構來安排，與典型的 UNIX 或 Windows 文件系統(tǒng)相似。 在 Xindice 中，數(shù)據(jù)存儲基于一個亦可當文檔集合使用的數(shù)據(jù)庫實例。此數(shù)據(jù)庫實例可以包含任意數(shù)目的子集合。在 Xindice 的缺省安裝情況下，此數(shù)據(jù)庫實例稱為“ db”，而所有的集合路徑以 /db 開始。如果想要重命名這個數(shù)據(jù)庫實例也是可以的，雖然沒有必要這樣做。 Xindice 數(shù)據(jù)庫服務器可分為三層，分別為核心層、服務層和接口層，如圖 所示。 表 Xindice 數(shù)據(jù)庫 系統(tǒng)結構圖 接口層 Command tool XML:DB API CORBA 服務層 DOM JAXP SAX SERVER 核心層 Store Indexer Object Query Filer Xupdate Xpath 在 表 中，核心層實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的基本功能，包括數(shù)據(jù)類型、 B+樹索引、對象管理、 Xpath 查詢、 Xupdate 數(shù)據(jù)修改等。服務層實現(xiàn)作為 XML 數(shù)據(jù)庫服務器應該具有的一些功能，如： DOM、 JAXP、 SAX、服務器組件等。接口層實現(xiàn)外 界與 Xindice數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交換和控制的接口 ， 支持 CORBA、 XML:DB API、 XMLRPC、 HTTP、命令行管理等。系統(tǒng)還未實現(xiàn)圖形用戶界面 下的數(shù)據(jù)庫 管理操作。 Xindice 存儲實現(xiàn)方案 Xindice 數(shù)據(jù)庫存儲的基本概念是集合和資源。資源通常指 XML 文檔，但也可以是一般文本或一段二進制代碼。集合是包含資源的容器。這兩個概念類似于關系數(shù)據(jù)庫的表和記錄，多個記錄組成一張表，多個文檔組成一個集合，多個 表 形成一浙江工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書（論文） 9 個數(shù)據(jù)庫，多個集合也構成一個數(shù)據(jù)庫。但有兩點不同，其一在于同一張表中的記錄格式均一樣，但同 一集合中可以包含完全不同的文檔；其二表與表是平等的，但集合可以是層次結構配置。 集合的層次結構配置是指母集合下可有數(shù)個子集合，子集合下可有孫集合，這類似于文件系統(tǒng)。文檔以壓縮方式存入集合，集合以文件形式寫入磁盤。對集合中的文檔存取采用兩種方式，一種是按名存取，另一種是按索引存取，即對元素和屬性索引后，查詢到該元素或?qū)傩院?，將整個文檔取出 [5]。 從外部可用兩種方式對數(shù)據(jù)庫進行操作，一種是命令行語言，另一種是 XML：DB API，即應用程序接口。 Apache Tomcat 服務器 Apache 是世界上使用排名 第一的 Web 服務器軟件。它可以運行在幾乎所有廣泛使用的計算機平臺上。因為它是自由軟件，所以不斷有人來為它開發(fā)新的功能、新的特性、修改原來的缺陷。 Apache 的特點是簡單、速度快、性能穩(wěn)定，并可做代理服務器來使用 [18]。 Tomcat 服務器是一個免費的開放源代碼的 Web 應用服務器， 是 Sun 公司的JSP/Servlet 的官方實現(xiàn)。它本身也可以作為獨立萬維網(wǎng)服務器使用，但它不以處理靜態(tài)文件見長，所以一般都當作一個 JSP/Servlet 引擎與其他 Web 服務器軟件配合使用 [19]。 因為 Tomcat 技術先進、性能穩(wěn)定 ，而且免費，因而深受 Java 愛好者的喜愛并得到了部分軟件開發(fā)商的認可，成為目前比較流行的 Web 應用服務器。 XML 查詢技術 Xpath Xpath 介紹 Xpath 是一門在 XML 文檔中查找信息的語言。 Xpath 可用來在 XML 文檔中對元素和屬性進行遍歷。 Xpath是 W3C XSLT標準的主要元素，并且 XQuery和 XPointer同時被構建于 Xpath 表達之上。因此， Xpath 是很多高級 XML 應用的基礎。 浙江工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書（論文） 10 Xpath 于 1999 年 11 月 16 日成為 W3C 推薦標準， Xpath 是在 2021 年 1月 23 日被確 立為 W3C 推薦標準。但在當前的瀏覽器中 Xpath 是不被廣泛支持的。 XML 在描述數(shù)據(jù)的定義和結構方面非常靈活、方便、高效，但它不能提供一種手段讓用戶定位到 XML 文檔中結構化數(shù)據(jù)的指定位置。例如，一個存儲了學生數(shù)據(jù)的 XML 文檔，要想在其中找到某個學生的數(shù)據(jù)，如果沒有其他的幫助，就要對每 一個元素 進行 搜索，對于一個非常大的 XML 文檔來說，這種搜索方法不僅效率低，而且極容易出錯。 XML 路徑語言（ Xpath）提供了一種語法， 它 可以非常高效地定位 XML 文檔中的各個部位 ， 選擇文檔的各組成成分，如元素、屬性、內(nèi)容等 。 Xpath 不像 XML 那樣的結構化語言，它是基于字符串的表達式語言。主要用于其他的 XML 技術，例如 XSL 的一些元素的 select/match/test 等屬性通常把 Xpath表達式當作屬性值。 Xindice 數(shù)據(jù)庫對 Xpath 的支持 Xindice 支持 Xp