【文章內(nèi)容簡介】 ML 技術(shù) 如此發(fā)達(dá)的基礎(chǔ)上，本系統(tǒng)擬在研究類似應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計實(shí)現(xiàn)上，提出自己的設(shè)計實(shí)現(xiàn)。作為數(shù)據(jù)表示的一個開放標(biāo)準(zhǔn)， XML 語言給 Web 應(yīng)用乃至網(wǎng)絡(luò)計算注入了新的活力 [13]。網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的同時， XML 技術(shù)也在發(fā)展。基于 XML/Web 服務(wù)的跨平臺的分布式技術(shù)給電子商務(wù)的系統(tǒng)構(gòu)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(shù)也浙江工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)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(jìn)行遍歷。 Xpath是 W3C XSLT標(biāo)準(zhǔn)的主要元素，并且 XQuery和 XPointer同時被構(gòu)建于 Xpath 表達(dá)之上 [15]。因此， Xpath 是很多高級 XML 應(yīng)用的基礎(chǔ)。 XSLT 指 XSL 轉(zhuǎn)換（ XSL Transformations） ， 它 使用 Xpath 在 XML 文檔中進(jìn)行導(dǎo)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(xiàng)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(jié)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(jié)構(gòu) 。 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(jié)構(gòu)，能夠保存 XML 數(shù)據(jù)的層次結(jié)構(gòu)和意義。本應(yīng)用系統(tǒng)的研究目標(biāo)定位于利用 XML 一些常用技術(shù)和 Xindice 數(shù)據(jù)庫來實(shí)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(yīng)用 XML 中的一些關(guān)鍵技術(shù)如 XLST、 Xpath、 Xupdate 來對 XML 文檔進(jìn)行操作；將系統(tǒng)中對象之間的關(guān)系映射到 XML 文檔結(jié)構(gòu)中 ， 即通過文檔節(jié)點(diǎn)中的相關(guān)信息進(jìn)行關(guān) 聯(lián)；利用 XLST 對同一個 XML 文檔 進(jìn)行多種顯示；對 XML 文檔的查詢結(jié)果進(jìn)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(yàn)證重要節(jié)點(diǎn)的存在，通過 Xupdate 來更新 XML 文檔節(jié)點(diǎn)，包括對節(jié)點(diǎn)的增加、修改和刪除操作，利用相關(guān)信息節(jié)點(diǎn)的匹配來實(shí)現(xiàn)關(guān)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(guān)系數(shù)據(jù)庫那樣，能夠很方便地對數(shù)據(jù)進(jìn)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(zhǔn)備工作 浙江工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)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(dǎo)入 ? 系統(tǒng)對象的提取及關(guān)系抽取 ? 將對象之間的關(guān)系映射到 XML 的描述結(jié)構(gòu)中 ? 將 XML 文檔導(dǎo)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(yīng)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(jié)果的應(yīng)用 ? Xupdate 的應(yīng)用 ? Xindice 數(shù)據(jù)庫中 Xupdate 的調(diào)用接口 ? Xupdate 的應(yīng)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(yīng)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(biāo)和意義。 對象關(guān)系映射 （ ORM） 是一種為了解決面向?qū)ο笈c關(guān)系數(shù)據(jù)庫存在的互不匹配的現(xiàn)象的技術(shù) 。使用 ORM 技術(shù)將帶來 額外的執(zhí)行開銷 。關(guān)系數(shù)據(jù)庫在處理復(fù)雜的高分子結(jié)構(gòu)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(shù)。 第二章 應(yīng)用技術(shù)概論。主要介紹了演示系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中用到的關(guān)鍵技術(shù) ，如浙江工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)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(shù) Xpath、 XML 更新技術(shù) Xupdate 和XML 轉(zhuǎn)換技術(shù) 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(gòu) 、數(shù)據(jù)存儲和 數(shù)據(jù)流程。 系統(tǒng)整體架構(gòu)使用三個角色：管理員、學(xué)生、教師的用例圖來展示。系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲詳細(xì)講到了怎樣用 XML 描述文檔來存儲關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的表。 第四章 技術(shù)應(yīng)用。詳細(xì)介紹了演示系統(tǒng)中用到的關(guān)鍵技術(shù)，包括各種技術(shù)在演示系統(tǒng)中是 如何使用的以及為了使用這種技術(shù)所做的準(zhǔn)備工作。 第五章 總結(jié)。對整個畢業(yè)設(shè)計的完成過程做了總結(jié)，包括系統(tǒng) 中用到技術(shù)的介紹和系統(tǒng)存在的不足。 浙江工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 7 第二章 應(yīng)用技術(shù)概論 本章主要介紹了 Xindice 數(shù)據(jù)庫、 Apache Tomcat 服務(wù)器和 XML 的處理技術(shù) ，包括 Xpath、 Xupdate、 XLST 等 XML 處理技術(shù)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(xiàng)目在 1999年 7月啟動，由 Tom Bradford發(fā)起， Kimbro Staken負(fù)責(zé)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(diǎn)： 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(dāng)靈活性 的 機(jī)制，通過定位和限制返回 結(jié)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(guān)于元素和屬性值的索引。這可以極大的加速查詢響應(yīng)時間。 XML:DB Xupdate 實(shí)現(xiàn)：當(dāng)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(dāng)需要做服務(wù)器端的數(shù)據(jù)更新時使用的機(jī)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(yīng)用到單個文檔一樣應(yīng)用于整個文檔集合。 Java XML:DB API 實(shí)現(xiàn)：對于 Java 程序員 Xindice 提供了一個 XML:DB API實(shí)現(xiàn)。這個 API 將給 XML 數(shù)據(jù)庫應(yīng) 用帶來可移植性，就像 JDBC 相對于關(guān)系數(shù)據(jù)庫一樣。大部分 基于 Xindice 開發(fā)的應(yīng)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(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 8 Xindice 的主要特色為小型、實(shí)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(guān)系數(shù)據(jù)庫相比，它還缺乏強(qiáng)有力的事務(wù)處理、并發(fā)操作、安全機(jī)制等功能 [5]。 Xindice 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) Xindice 服務(wù)器是設(shè)計 用 來存儲 XML 文檔集合的。集合可以按照層次結(jié)構(gòu)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(dāng)文檔集合使用的數(shù)據(jù)庫實(shí)例。此數(shù)據(jù)庫實(shí)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(shí)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(shí)例也是可以的，雖然沒有必要這樣做。 Xindice 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器可分為三層，分別為核心層、服務(wù)層和接口層，如圖 所示。 表 Xindice 數(shù)據(jù)庫 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 接口層 Command tool XML:DB API CORBA 服務(wù)層 DOM JAXP SAX SERVER 核心層 Store Indexer Object Query Filer Xupdate Xpath 在 表 中，核心層實(shí)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(wù)層實(shí)現(xiàn)作為 XML 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器應(yīng)該具有的一些功能，如： DOM、 JAXP、 SAX、服務(wù)器組件等。接口層實(shí)現(xiàn)外 界與 Xindice數(shù)據(jù)庫進(jìn)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(shí)現(xiàn)圖形用戶界面 下的數(shù)據(jù)庫 管理操作。 Xindice 存儲實(shí)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(jìn)制代碼。集合是包含資源的容器。這兩個概念類似于關(guān)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(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 9 個數(shù)據(jù)庫，多個集合也構(gòu)成一個數(shù)據(jù)庫。但有兩點(diǎn)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(jié)構(gòu)配置。 集合的層次結(jié)構(gòu)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)傩院螅瑢⒄麄€文檔取出 [5]。 從外部可用兩種方式對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作，一種是命令行語言，另一種是 XML：DB API，即應(yīng)用程序接口。 Apache Tomcat 服務(wù)器 Apache 是世界上使用排名 第一的 Web 服務(wù)器軟件。它可以運(yùn)行在幾乎所有廣泛使用的計算機(jī)平臺上。因?yàn)樗亲杂绍浖?，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(diǎn)是簡單、速度快、性能穩(wěn)定，并可做代理服務(wù)器來使用 [18]。 Tomcat 服務(wù)器是一個免費(fèi)的開放源代碼的 Web 應(yīng)用服務(wù)器， 是 Sun 公司的JSP/Servlet 的官方實(shí)現(xiàn)。它本身也可以作為獨(dú)立萬維網(wǎng)服務(wù)器使用，但它不以處理靜態(tài)文件見長，所以一般都當(dāng)作一個 JSP/Servlet 引擎與其他 Web 服務(wù)器軟件配合使用 [19]。 因?yàn)?Tomcat 技術(shù)先進(jìn)、性能穩(wěn)定 ，而且免費(fèi)，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(rèn)可，成為目前比較流行的 Web 應(yīng)用服務(wù)器。 XML 查詢技術(shù) 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(jìn)行遍歷。 Xpath是 W3C XSLT標(biāo)準(zhǔn)的主要元素，并且 XQuery和 XPointer同時被構(gòu)建于 Xpath 表達(dá)之上。因此， Xpath 是很多高級 XML 應(yīng)用的基礎(chǔ)。 浙江工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 10 Xpath 于 1999 年 11 月 16 日成為 W3C 推薦標(biāo)準(zhǔn)， Xpath 是在 2021 年 1月 23 日被確 立為 W3C 推薦標(biāo)準(zhǔn)。但在當(dāng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的指定位置。例如，一個存儲了學(xué)生數(shù)據(jù)的 XML 文檔，要想在其中找到某個學(xué)生的數(shù)據(jù)，如果沒有其他的幫助，就要對每 一個元素 進(jìn)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(jié)構(gòu)化語言，它是基于字符串的表達(dá)式語言。主要用于其他的 XML 技術(shù)，例如 XSL 的一些元素的 select/match/test 等屬性通常把 Xpath表達(dá)式當(dāng)作屬性值。 Xindice 數(shù)據(jù)庫對 Xpath 的支持 Xindice 支持 Xp