淺談基于Web的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)摘要：數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)經(jīng)歷了層次數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)到關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展，也經(jīng)歷了幾代的發(fā)展模式，現(xiàn)在普遍應(yīng)用的是B/S模式，本文對(duì)這種模式，以及XML和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的比較進(jìn)行了比較淺顯的分析。 關(guān)鍵詞：Web；數(shù)據(jù)庫(kù)；B/S；XML引言隨著Internet技術(shù)的快速發(fā)展，Web數(shù)據(jù)庫(kù)現(xiàn)已成為解決數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理的主流和核心技術(shù)。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)相比，現(xiàn)今的數(shù)據(jù)庫(kù)面臨著四個(gè)方面的變化，即數(shù)據(jù)容量的變化：數(shù)據(jù)量的急劇增長(zhǎng)使數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)面臨一個(gè)海量數(shù)據(jù)的管理問(wèn)題；數(shù)據(jù)內(nèi)容的變化：數(shù)據(jù)的內(nèi)容呈現(xiàn)一個(gè)多方位的體現(xiàn)形式，要處理的數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式越來(lái)越豐富，也越來(lái)越復(fù)雜；系統(tǒng)本身的變化：系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的變化對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)本身的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)處理能力也提出了更新的要求；數(shù)據(jù)應(yīng)用的變化：數(shù)據(jù)應(yīng)用呈現(xiàn)出多樣化的空間，如電子圖書(shū)館、電子政務(wù)，電子商務(wù)、網(wǎng)絡(luò)教育等給數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)提出了新的問(wèn)題縱觀整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)信息系統(tǒng)平臺(tái)的發(fā)展過(guò)程，先后共產(chǎn)生了以下四種模式：主機(jī)終端模式、文件服務(wù)器模式、客戶(hù)機(jī)服務(wù)器模式(clientserver即cs模式)，瀏覽器服務(wù)器模式(BrowserServer即BS模式)。其中，BS模式是將Web技術(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS)有機(jī)融合在一起，充分發(fā)揮DBMS高效的數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)和管理能力和Web的易維護(hù)性，利用了大量已有的數(shù)據(jù)庫(kù)信息資源，使用戶(hù)可以在IE瀏覽器上就能夠方便地查詢(xún)和瀏覽數(shù)據(jù)庫(kù)中的內(nèi)容。所以，采用基于Web的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)的Web數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用已成為當(dāng)今Web技術(shù)研究的熱點(diǎn)和主流，許多基于大型數(shù)據(jù)庫(kù)的信息系統(tǒng)正在采用這種全新的技術(shù)模式。 一、B/S模式的結(jié)構(gòu)和工作原理 1、B/S模式的體系結(jié)構(gòu) 基于Web的系統(tǒng)實(shí)際上是由兩層C/S結(jié)構(gòu)演變而來(lái)，其結(jié)構(gòu)由瀏覽器、Web服務(wù)器+中間件和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器三個(gè)邏輯單元等共同組成。將Web的強(qiáng)大信息服務(wù)能力與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理能力有機(jī)地結(jié)合在一起，充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，避免各自固有的缺陷，從而起到事半功倍的效果。在該模式的系統(tǒng)中，所有數(shù)據(jù)都由現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)存儲(chǔ)與操作，客戶(hù)機(jī)使用IE瀏覽器向服務(wù)器提出請(qǐng)求并即時(shí)返回查詢(xún)結(jié)果。在Web與數(shù)據(jù)庫(kù)集成系統(tǒng)中，最核心的部件就是Web數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)關(guān)。Web數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)關(guān)通過(guò)訪問(wèn)DBMS系統(tǒng)，來(lái)完成用Web技術(shù)表達(dá)的用戶(hù)請(qǐng)求。 2、B/S模式的工作原理 在B/S模式中，客戶(hù)端首先運(yùn)行瀏覽器軟件(如IE等)。瀏覽器以超文本形式向Web服務(wù)器提出訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的請(qǐng)求，Web服務(wù)器在接受到客戶(hù)端請(qǐng)求后，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)關(guān)，將這個(gè)請(qǐng)求轉(zhuǎn)化為SQL語(yǔ)法，并交給數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器得到請(qǐng)求后，驗(yàn)證其合法性，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，處理完畢之后，將結(jié)果返回給Web服務(wù)器，Web服務(wù)器再一次將得到的所有結(jié)果進(jìn)行轉(zhuǎn)化，并變成HTML文檔形式，轉(zhuǎn)發(fā)給客戶(hù)端瀏覽器以Web頁(yè)面形式顯示出來(lái)，從而客戶(hù)端得到所需的結(jié)果。當(dāng)然，瀏覽器也會(huì)將更新、修改、刪除、增加數(shù)據(jù)記錄的請(qǐng)求申請(qǐng)到Web服務(wù)器，Web服務(wù)器通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)關(guān)與數(shù)據(jù)庫(kù)建立關(guān)聯(lián)從而完成這些工作。 二、中間件連接Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的幾種方法 1、通用網(wǎng)關(guān)接口(CGI) 通用網(wǎng)關(guān)接口是最早出現(xiàn)的較為常用的一種Web訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的技術(shù)。CGI應(yīng)用程序可由Web瀏覽器通過(guò)填寫(xiě)HTML表單或單擊web服務(wù)器上的HTML頁(yè)面中的鏈接來(lái)啟動(dòng)。CGI應(yīng)用程序可獲取Web瀏覽器提供的信息和數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息，并且可以使用任何一種語(yǔ)言(如F0RTRAN，C等)編寫(xiě)應(yīng)用程序。Web服務(wù)器執(zhí)行CGI應(yīng)用程序后，將程序執(zhí)行的結(jié)果返回到HTML頁(yè)面中便于客戶(hù)機(jī)瀏覽，或?qū)⑿畔鬟f到數(shù)據(jù)庫(kù)中。用戶(hù)通過(guò)IE瀏覽器以HTML形式向Web服務(wù)器提出訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的請(qǐng)求，web服務(wù)器得到請(qǐng)求后，激活相應(yīng)的CGI程序，CGI程序?qū)TML語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為SQL語(yǔ)言文本，同時(shí)將請(qǐng)求遞交給數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)得到請(qǐng)求后，首先驗(yàn)證其合法性，然后將操作的數(shù)據(jù)結(jié)果轉(zhuǎn)給CGI程序，CGI程序再將這個(gè)結(jié)果轉(zhuǎn)化為HTML，并由Web服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)給Web瀏覽器。這就是CGI訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的工作原理。CGI具有很強(qiáng)的跨平臺(tái)特點(diǎn)，幾乎可以在任何操作系統(tǒng)和Web服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)。 CGI的主要缺點(diǎn)是程序開(kāi)發(fā)困難，效率低和程序的應(yīng)用層次不分明，系統(tǒng)的安全性也不太高，容易受到攻擊而導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。 2、服務(wù)器應(yīng)用編程接口(Server API) 針對(duì)CGI運(yùn)行效率低、編程困難等問(wèn)題，Web服務(wù)器軟件開(kāi)發(fā)商設(shè)計(jì)了滿(mǎn)足各自的服務(wù)器API，如Microsoft公司的Web服務(wù)器產(chǎn)品IIS，它提供ISAPI作為擴(kuò)展Web服務(wù)器功能的編程接口，同時(shí)它還提供一個(gè)Internet數(shù)據(jù)庫(kù)連接器(IDC)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢(xún)和更新。在Microsoft公司的另一個(gè)產(chǎn)品Microsoft VisualInterDev中，還提出了用ASP作為實(shí)現(xiàn)Web應(yīng)用的方案；Netscape公司在其Web服務(wù)器中引進(jìn)了應(yīng)用程序編程接口NSAPI，設(shè)計(jì)人員利用它可以擴(kuò)展服務(wù)器的功能。 四、B/S模式的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的常用開(kāi)發(fā)技術(shù) 1 、ASP技術(shù) ASP是Microsoft公司發(fā)布的一個(gè)Web服務(wù)器端的開(kāi)發(fā)環(huán)境，利用它可以運(yùn)行動(dòng)態(tài)的、交互的Web服務(wù)器應(yīng)用程序。它的運(yùn)行環(huán)境是Microsoft的IIS(Windows NT及Windows XP等環(huán)境)或PWS(Personal Web Server，Windows9598等環(huán)境)，但它不能運(yùn)行在非Microsoft系列的操作環(huán)境下，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正的跨平臺(tái)設(shè)計(jì)和使用。ASP不但可以進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)操作，而且可以生成交互性很強(qiáng)的動(dòng)態(tài)頁(yè)面，用戶(hù)可以方便地控制和管理數(shù)據(jù)。ASP是把腳本語(yǔ)言(VBscript或Java script)嵌在HTML文檔里，當(dāng)客戶(hù)端使用瀏覽器瀏覽網(wǎng)頁(yè)時(shí)，服務(wù)器會(huì)激活編譯程序引擎對(duì)其進(jìn)行編譯，生成標(biāo)準(zhǔn)的HTML標(biāo)記語(yǔ)言并返回給客戶(hù)端，所有的數(shù)據(jù)處理都在服務(wù)器端進(jìn)行，由ASP程序來(lái)完成，用戶(hù)只需要一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器(如Internet Expl0rer、Netscape Communicator、Opera或KidExplorer等)即可。 2、 PHP技術(shù) PHP是一種跨平臺(tái)的服務(wù)器端的嵌人式腳本語(yǔ)言。與其他中間件技術(shù)相比，PHP可擴(kuò)展性好、開(kāi)發(fā)代碼快、安全性好、代碼執(zhí)行速度快、可移植性好。PHP與ASP都是目前Web開(kāi)發(fā)的主流技術(shù)，但二者也有一定的區(qū)別。首先PHP是完全免費(fèi)的，可以自由下載，甚至可以不受限制地獲得源代碼，然后根據(jù)自己的實(shí)際需要加進(jìn)自己的特色；二是PHP是跨平臺(tái)運(yùn)行的， 可以在Unix、Linux、Win32和Macint0sh等各種系統(tǒng)上運(yùn)行，同時(shí)PHP也可以在Apache、IIS或ISAPI服務(wù)器上運(yùn)行，因此它的可移植性好，即使程序在在Windows平臺(tái)上開(kāi)發(fā)，如果移植到“nux上，PHP的腳本程序可以不經(jīng)改變就可以運(yùn)行，從而具備良好的跨平臺(tái)性。而ASP的可移植性相對(duì)差些，它僅限于Windows系統(tǒng)的IIS平臺(tái)；三是ASP訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)是通過(guò)通用數(shù)據(jù)庫(kù)接口標(biāo)準(zhǔn)ODBC來(lái)實(shí)現(xiàn)的，任何關(guān)于數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)都必須調(diào)用相應(yīng)的ODB C驅(qū)動(dòng)程序，因而各種數(shù)據(jù)庫(kù)的ODBC驅(qū)動(dòng)程序成了ASP開(kāi)發(fā)Web應(yīng)用的關(guān)鍵，而PHP也可以通過(guò)0DBC訪問(wèn)各種數(shù)據(jù)庫(kù)，但主要是通過(guò)函數(shù)直接訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，它具有許多與各類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)連接的函數(shù)，因而可以充分利用各數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)提供的擴(kuò)展功能。PHP支持多種數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)或數(shù)據(jù)文件：dBASE，dbm、AdabasD，filePro、InformiX ，M icrosoftSQLSERVER、MySQL，Solid，Sybase、Oracle等。而ASP在數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)方面，遠(yuǎn)不如PHP那么廣泛。四是PHP在系統(tǒng)安全性方面也比ASP要強(qiáng)很多，PHP迄今為止還未見(jiàn)到過(guò)它在商業(yè)或非商業(yè)應(yīng)用中出現(xiàn)過(guò)安全性問(wèn)題。 五、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用領(lǐng)域主要是針對(duì)商業(yè)與事務(wù)處理。Internet時(shí)代到來(lái)以后，Web改變了人們習(xí)慣的處理方式，也給數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)提出了一個(gè)必須面對(duì)的重要問(wèn)題：即如何有效地存儲(chǔ)和管理Web上以指數(shù)增長(zhǎng)著的數(shù)據(jù)（文檔），使它們既能被高效地操作和維護(hù)，又能在Web這個(gè)平臺(tái)上方便地表示和交換。當(dāng)前，典型的問(wèn)題有： 1.將現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適于Web的形式，需要相當(dāng)?shù)墓ぷ髁?。時(shí)至今日，雖然從CGI、Server API、Scripts到Java等等出現(xiàn)了許多解決方法，并且已在實(shí)際應(yīng)用中取得了很好的效果，但仍有問(wèn)題存在。 2.傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)以二進(jìn)制碼的形式存儲(chǔ)，并且不同的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)有各自的專(zhuān)有格式，這既帶來(lái)了表示上的困難，更是進(jìn)行交換的一大障礙。而隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，數(shù)據(jù)交換的能力已成為新的應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)至關(guān)重要的指標(biāo)。 當(dāng)然，我們也已經(jīng)看到，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)正在積極地吸收和利用Web方面的新技術(shù)。當(dāng)前主流的數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品都宣布了對(duì)XML的支持。但是，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）與XML的這種捆綁是否能夠充分發(fā)揮效率，還需要在實(shí)際中檢驗(yàn)。 六、發(fā)展趨勢(shì)從技術(shù)角度講，“以數(shù)據(jù)庫(kù)為存貯手段，以 XML為交換載體”的數(shù)據(jù)管理模式是一種趨勢(shì)。XML存放在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中， XML數(shù)據(jù)以虛擬XML文檔的形式存在。從用戶(hù)的角度，XML文檔和數(shù)據(jù)庫(kù)之間的區(qū)別是不透明的。數(shù)據(jù)庫(kù)中存在的產(chǎn)品數(shù)據(jù)虛擬的XML文檔，對(duì)用戶(hù)而言，重要的不是數(shù)據(jù)存在何處，而是數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)合理性和操作界面的方便性。 1、XML與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的比較 從技術(shù)角度講，XML和關(guān)系數(shù)據(jù)同屬于數(shù)據(jù)管理的手段。狹義的XML僅僅指一種語(yǔ)言和采用該語(yǔ)言所描述的XML文檔，廣義的XML包括XML語(yǔ)言、XML文檔以及所有與XML相關(guān)的工具和技術(shù)，例如，XML解析器及解析技術(shù)，XML轉(zhuǎn)換技術(shù)（XSL、XSML）等。廣義的XML與DBMS大致具有相似的作用，XML與DBMS相同之處在于： 1. 提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。關(guān)系數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)為手段，XML以文件系統(tǒng)為手段。 2. 提供對(duì)數(shù)據(jù)的直接存取訪問(wèn)。兩者都不需要用戶(hù)關(guān)心數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)。 3.提供數(shù)據(jù)的模式描述。XML采用DTD（Document Type Definition，文檔類(lèi)型定義）或XML Schema（XML規(guī)范）來(lái)描述數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu); 關(guān)系數(shù)據(jù)通過(guò)關(guān)系模式來(lái)描述數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。 4. 提供應(yīng)用邏輯接口。XML采用SAX（Simple API for XML）和DOM（Document Object Model）定義應(yīng)用編程接口，使應(yīng)用程序能夠訪問(wèn)和更新XML文檔的樣式、結(jié)構(gòu)和內(nèi)容；關(guān)系數(shù)據(jù)采用ODBC、JDBC、OLE DB等。作為兩種相近的技術(shù)，兩者也存在很大差別： 相對(duì)XML，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)勢(shì)在于：技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛；數(shù)據(jù)管理能力強(qiáng)（包括存儲(chǔ)、檢索、修改等）；數(shù)據(jù)安全程度高；穩(wěn)定可靠的并發(fā)訪問(wèn)機(jī)制等。另一方面，隨著Web技術(shù)的不斷發(fā)展，信息共享和數(shù)據(jù)交換的范圍不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)也面臨著挑戰(zhàn)。第一，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的應(yīng)用是建立在數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)基礎(chǔ)上的，各數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)之間的異構(gòu)性及其所依賴(lài)操作系統(tǒng)的異構(gòu)性，嚴(yán)重限制了信息共享和數(shù)據(jù)交換范圍。第二，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的語(yǔ)義描述能力差，大多通過(guò)技術(shù)文檔表示，很難實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)語(yǔ)義的持久性和傳遞性，而數(shù)據(jù)交換和信息共享都是基于語(yǔ)義進(jìn)行的，這樣在異構(gòu)應(yīng)用數(shù)據(jù)交換時(shí)，不利于計(jì)算機(jī)基于語(yǔ)義自動(dòng)進(jìn)行正確數(shù)據(jù)的檢索與應(yīng)用。第三，數(shù)據(jù)庫(kù)屬于高端應(yīng)用，需要昂貴的價(jià)格和運(yùn)行環(huán)境等。 歸結(jié)起來(lái)，數(shù)據(jù)庫(kù)在數(shù)據(jù)管理方面具有管理方便、存貯占用空間小、檢索速度快、修改效率高、安全性好等優(yōu)點(diǎn)，但客觀上需要用一種應(yīng)用方式將其豐富的數(shù)據(jù)有效地發(fā)布出來(lái)，以消除平臺(tái)差異、增強(qiáng)語(yǔ)義描述功能、降低環(huán)境要求。 相對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，XML技術(shù)在數(shù)據(jù)應(yīng)用方面具有很多優(yōu)點(diǎn)。第一，跨平臺(tái)。XML文件為純文本文件，不受操作系統(tǒng)、軟件平臺(tái)的限制; 第二，易表義。XML具有基于Schema自描述語(yǔ)義的功能，容易描述數(shù)據(jù)的語(yǔ)義，這種描述能為計(jì)算機(jī)理解和自動(dòng)處理。第三，XML不僅可以描述結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，還可以有效描述半結(jié)構(gòu)化，甚至非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。但另一方面，XML技術(shù)在數(shù)據(jù)管理方面存在明顯缺點(diǎn)。首先，XML技術(shù)采用的是基于文件的管理機(jī)制，文件管理存在著容量大、管理困難的缺點(diǎn)；第二，目前XML的檢索是基于節(jié)點(diǎn)的檢索，存放大量甚至海量數(shù)據(jù)的XML文件造成檢索速度極低；第三，解析手段有缺陷。XML具有兩種解析機(jī)制，SAX方式是基于文件的解析，速度慢，DOM方式是基于內(nèi)存的方式，資源消耗極大；第四，修改效率低，目前XML的修改是基于節(jié)點(diǎn)的；