网络信息系统.ppt

1、网络信息系统 Web Information System 李春旺 电话：62539105 李 宇 电话：82629426,课程安排,课程内容 第一章 WIS概论(1) 第二章 XML(2) 第三章 Web Services(2) 第四章 Semantics Web(1) 第五章 Web Mining(1) 第六章 Web Search (1) 第七章 Web Integration(1) 第八章 Web Mashup(1) 专题讨论(2) 考试,考核形式 平时成绩 : 20% 最后大开卷: 80% 参考教材 Web信息系统导论 李广建编著，高等教育出版社，2008,第一讲 概论,1.1 WI

2、S概念 1.2 WIS研究活动 1.3 WIS类型 1.4 WIS体系结构 1.5 WIS设计方法,1.1 WIS概念,Web Information System 简称 WebIS WIS,1.1WIS概念,WIS是通过Web访问复杂数据并进行交互服务的信息系统 A WIS is an Information System providing facilities to access complex data and interactive services via the Web. Gnaho, C., Web-Based Information Systems Development -

3、 A User Centered Engineering Approach, Lecture Notes in Computer Science (2016), 2001, pp. 105-118.,WIS是大规模信息系统的一个子类，这类系统支持分布在不同位置的大量随机用户通过自服务进行联机信息检索和执行例行任务。 WIS represent a sub-category of mass information systems that typically support on-line information retrieval and routine tasks by way of sel

4、f-service for a large number (thousands or millions) of occasional users who are spread over many locations. Scharl, A., J. Gebauer, and C. Bauer, Matching Process Requirements with Information Technology to Assess the Efficiency of Web Information Systems, Information Technology and Management 2 (2

5、), 2001, pp. 193-210.,1.1WIS概念,“Web Information System” or “WIS”是一种由计算机支持的信息系统，它使用了WWW技术，并且可由大量用户通过浏览器来访问。 I will use the term “Web Information System” or “WIS” and define it as a computer-supported information system, utilizing the technology of the WWW, and accessed by the majority of its users vi

6、a a browser. Jesper Holck, M.Sc., Ph.D. Perspectives on Web Information Systems Proceedings of the 36th Hawaii International Conference on System Sciences (HICSS03) 0-7695-1874-5/03 2002 IEEE,1.1 WIS概念,A WIS can be seen as a set of technical means for collecting, structuring, storing, managing and d

7、iffusing information as any traditional Information System does. The difference is that these actions are completed over a Web infrastructure. Consequently, WIS deal with a huge quantity of information, coming from numerous sources, in various formats, and processed by software environments which ev

8、olve rapidly. Moreover, services managed by WIS usually have a high level of complexity as, for example,the management of the users shopping cart in e-business sites. Marlne Villanova-Oliver, et al. Design and Generation of Adaptable Web Information Systems with KIWIS. Proceedings of the Internation

9、al Conference on Information Technology: Coding and Computing (ITCC.02) 0-7695-1506-1/02,WIS可以将处理过程或应用系统集成到一个单一界面内，并允许通过本地intranet或全局Internet网络来访问。 WIS与一组Web页有明显的区别。WIS通常与数据库系统、事务处理系统等紧密相结合。 WIS需要新的设计和开发方法，能够到达更广泛的受众，通常由草根用户贡献。 -Toms Isakowitz, Michael Bieber, Fabio Vitali, Guest Editors “web inform

10、ation system ” COMMUNICATIONS OF THE ACM July 1998/Vol. 41, No. 7,1.1 WIS概念,IS vs WIS,Methodologies for Web Information System Design Peter Barna（itcc2003b.ppt）,WIS,大量 数据,大量 用户,交互 操作,处理 操作,Web infrastructure,WIS实例 百度,2005年百度有8亿中文网页，相当于整个互联网中文网页数的1/3 一个人不吃不喝不休息阅读1500年 用A4纸打印，高度将超过40公里,WIS 特点,Data-int

11、ensive 支持大规模、异构数据 Pervasive 支持多种平台、环境 e.g. network (T1, 128K, 56K), display (PC, PDA, Wap phone) User Adaptable 支持用户偏好及个性化定制 Flexible 支持结构化、半结构化、无结构数据 Automatic 很少人工干预 User interactive 需要用户交互，e.g. online shops (Amazon),Web 2.0特点,The internet is the platform Harnessing the collective intelligence Dat

12、a as the “Intel inside” Software as a service（SaaS） The long tail ,Web2.0时代WIS 特点,开放性 开放标准：Open standard 开放数据：Linked open data （链接1 链接2） 开放源码: Open sources 开放服务: Open services 大规模互连 信息交互从一对多转向多对多,边际同核心一样重要。 去中心化 控制和权力结构从中央集中式转向分散式、去中心化。 以用户为中心 需求驱动，用户参与。 Web “雾化” 因为系统互联以及服务集成与嵌入，造成Web系统内容、功能之间的边界正在加

13、速溶解。,第一讲 概述,1.1 WIS概念 1.2 WIS研究活动 相关会议 相关期刊 1.3 WIS类型 1.4 WIS体系结构 1.5 WIS设计方法,学术会议网站,国际综合 全球学术会议预告（Conference Alerts） ：按学科浏览 学术会议征稿数据库（收费网站，但可以了解什么会议将召开）。 国际专业 国际光学工程学会（SPIE）会议 /x306.xml 国际质量产能中心（International Quality e-Commerce Multimedia ; Web Search XML Data and Database Structures

14、XML Query Languages Web Information Retrieval and Classification Web Mining ; Web Community Discovery Workshops Web Geographical Information Systems (WGIS) Semantic Issues Architectures Mobile Applications Data Analysis - Visualization Web Semantics Workshop AEARU Computer Science Workshop ，AEARU （T

15、he Association of East Asian Research University）,WISE 2002 .sg/wise2002/index.shtml Topics Web Caching Web Queries and Clustering Metadata and Ontologies P2P Search Authorization Information Extraction Workshops Web and Wireless Geographical Information Systems (W2GIS 200

16、2) Data Semantics in Web Information Systems (DASWIS 2002) Mining for Enhanced Web Search (MEWS 2002),WISE 2003 http:/www.dis.uniroma1.it/wise03/dinamico/index.htm Topics Web Metrics XML-Based Languages and Models Web-Based Cooperation Innovative Web Applications Semantic Web Web Services Data and K

17、nowledge Integration ,WISE 2004 .au/wise04/ Topics Payment and Security, Linkage Analysis and Document Clustering, Workflow Management Deep Web and Dynamic Content Ontology and Applications Peer-to-Peer and Grid Systems Workshops Intelligent Networked and Mobile Systems Ontologi

18、es for Networked Systems Advances in Mobile Learning Workshop on Web Information Systems Fragmentation Versus Integration - Perspective of the Web Information System Discipline Web Services Quality,WISE 2005 .au/jas/wise05/index.htm Topics Semantic Web and Ontology Web collabor

19、ation Workshops Web Information Systems Quality (WISQ 2005) Web-based Learning Scalable Semantic Web Knowledge Base Systems(SSWS 2005),WISE 2006 :8080/wise06/ Topics e-Commerce and e-Government Web Agents and Web Intelligence Web-based Enterprise Systems Web-based Business Process

20、es Web-based Auction and Negotiation Workshops Web Information Access and Digital Library Web-Based Massive Data Processing Advances in Web-based Learning,WISE2007 / Topics Web Security and Trust Management Rich Web UI Web Data Mashup Complex event processing and event driven s

21、ystems Workshops Approaches and Architectures for Web Data Integration and Mining in Life Sciences Collaborative Knowledge Management for Web Information Systems Coordination of Inter-Organization Workflows: Agent and Semantic Web Based Models Web Service Description, Discovery and Matchmaking Perso

22、nalized Access to Web Information (PAWI 2007) Web Usability and Accessibility (IWWUA 2007),WISE2008 / Topics Complex Event Processing and Event-driven Systems Deep/Hidden Web e-Commerce and e-Government Grid Computing and P2P Systems Location-based Services Mobile Web Inform

23、ation Systems Workshops Web Information Systems for Electronic Businesses and Governments (E-BAG 2008) Web Usability and Accessibility (IWWUA 2008) Mashups, Enterprise Mashups and Lightweight Composition on the Web (MEM&LCW 2008) Web Information Systems Reengineering,WISE2009 http:/wise2009.ue.pozna

24、n.pl/index.php Topics Data quality and probabilistic/uncertain data processing Cloud/Grid Computing and P2P Systems Social Networks Web IS Design Web-based Software-as-a-Service ,国际会议：WEBIST Web Information Systems and Technologies / Conference Areas Internet Technology Web Inter

25、faces and Applications Society, e-Business and e-Government Web Intelligence 6th WEBIST 7-10 April,2010 Valencia,spain,WIS相关学术会议,国内会议：WISA Web Information Systems and Applications “全国Web信息系统及其应用会议” 中国计算机学会电子政务与办公自动化专委会主办。,WIS相关学术会议,WISA主题 Web信息挖掘与检索 Web2.0与社会信息 Web与数据库技术 XML与半结构化数据管理 Web信息集成 语义Web与智

26、能Web Web应用框架和体系结构 组件与中间件技术 Web服务、SOA与网格计算 工作流管理 Web站点逆向工程与维护技术 多媒体数据管理 Web测试与Web应用的质量保证 决策支持与分析技术 Deep Web技术 Web信息系统工程方法 Web与信息系统安全性 基于Web的电子政务 Web系统度量与分析技术 Web信息系统实际应用经验,历届WISA WISA2004 首届WISA，于2004年10月在湖北省武汉市召开 WISA2006 全国第一届语义Web与本体论学术研讨会（SWON2006） WISA2007 全国第二届语义Web与本体论学术研讨会（SWON2007） 全国电子政务技术及

27、应用学术研讨会（EGTA2007） WISA2008 全国第三届语义Web与本体论学术研讨会（SWON2008） 全国电子政务技术及应用学术研讨会（EGTA2008） WISA2009 2009年9月19日-20日徐州 中国矿业大学 全国第四届语义Web与本体论学术研讨会(SWON2009) 全国电子政务技术及应用学术研讨会（EGTA2009） WISA2010 2010年8月20-22日 内蒙古大学,呼和浩特,IJWIS ( International Journal of Web Information Systems information) ,WIS相关期刊,World Wide We

28、b:Internet and Web Information System ,WIS相关期刊,第一讲 概述,1.1 WIS概念 1.2 WIS研究活动 1.3 WIS类型 1.4 WIS体系结构 1.5 WIS设计方法,1.3 WIS类型,按范围分 Intranet系统 建立在企业内部硬件、软件设施之上，面向企业业务流程，实现企业内的资源集成与服务互操作。 简单、易用、安全 Internet系统 建立全球网络平台之上，实现跨组织边界的资源、服务集成与互操作 资源丰富，全天候服务,1.3 WIS类型,按信息传递方向分 单向WIS 支持信息从系统流向用户 如Web1.0时代的门户网站 双向WIS

29、系统用户 系统用户 Web2.0系统,1.3 WIS类型,按复杂程度分 静态WIS 静态信息发布 动态WIS 动态信息交互 分布式WIS 多个服务器协同工作 智能WIS 学习、推理、个性化,第一讲 概述,1.1 WIS概念 1.2 WIS研究活动 1.3 WIS类型 1.4 WIS体系结构 1.5 WIS设计方法,1.4 WIS体系结构,系统架构 定义一个应用系统的各个模块之间如何相互作用，以及每个模块负责执行什么样的功能。 表示界面 业务规则 数据处理 体系结构分类 单层应用体系结构模型 两层应用体系结构模型 多层（可以是三层或三层以上）应用体系结构模型。,基本模式 在单一的应用层内实现用户

30、界面、业务规则、数据管理。 数据可以物理上存放在一个远端位置，但是存取数据的逻辑却是应用程序的一部分。 数据处理主要不是通过数据库而是文件系统，应用程序自己定义如何进行数据的存储、查询、读取等运算逻辑。 典型例子：字处理器 它有一个用户界面用于接收键盘输入以及显示输出，它有众多业务规则来完成页码标记、拼写检查等功能，它还有一些文件存取程序来管理数据文档。,1.4.1单层结构模型,优缺点 应用程序的前期分析和设计比较简单 后期维护会变得非常麻烦 因为用户界面、业务规则、数据管理交织在一起，对任何一部分的改动都会影响到其它部分。,1.4.1单层结构模型,模型特点 业务规则和用户界面构成应用客户端。

31、 数据存取和管理独立出来，成为像SQL Server、Oracle等数据库管理系统。 典型应用：Client/Server系统,1.4.2两层结构模型,优点 支持并发控制 数据集中在服务器端管理，保证完整性、可靠性、安全性，支持共享 缺点 客户端和服务器端直接连接会消耗服务器部分系统资源； 当大量用户同时访问时，容易造成数据过载。 客户端直接连接数据库，存在安全隐患。 需要为每台客户机安装客户端程序，升级管理复杂。 业务规则和用户界面交织在一起，业务规则修改费用高。,Client/Server Model,1.4.3多层结构模型,模型特点 业务规则被进一步从客户端独立出来，运行在一个介于用户界

32、面和数据存储之间单独系统上。 客户端 提供用户界面，支持用户输入/输出 业务中间层 由业务逻辑组件构成，通常是一种COM组件或者CORBA组件。中间层可以继续分层。 数据层 执行数据管理功能，象SQL Server、Exchange。,三层结构模型,浏览器: 负责接收用户的请求并传递给web服务器。 Web服务器: 接收并处理浏览器的各种请求，有可供下载的HTML页面及脚本，还包括数据库连接程序(中间件)，如共用网关接口CGI、服务器API，ASP或JSP，它们通过ODBC方式与数据库服务器相连。 数据库服务器: 存储各种数据信息。,三层结构特点 绝大部分工作由服务器完成，数据存储、加工、处理

33、，业务应用程序代码存储、执行等 客户端浏览器只简单地用于显示由服务器端传来的标记语言页面。 缺点 设备投入大 客户端计算功能严重浪费； 对服务器系统要求苛刻，任何微小的失误在多用户访问情况下将很快导致服务器系统的崩溃； Web服务器成为数据传输瓶颈。,三层结构模型,三层结构应用实例：Apache Tomcat,n层结构模型,Managed and tuned by DBA,Optimized for web page delivery,Coded for specific application,根据服务和管理需要，将中间层分为多层。,特点 功能分层，层间独立 管理费用降低 通信费用增加 中间

34、业务层组件可以按需要移动到不同的位置 服务、组件可以重复使用 业务扩展 设计多层应用程序需要进行权衡 初始设计复杂 后期维护费用低,多层结构模型,单层或两层体系结构模型不足 操作复杂：需要用户学习安装 管理困难：太多的应用容易造成管理混乱 需要特定客户端环境：如操作系统版本等 安全隐患：很难识别病毒、恶意软件 维护困难：升级、维护 用户反感：即使实applet、COM等插件，用户也反感 WIS多数采用多层应用体系结构 如IIS、Apache等应用模式,适合WIS的体系结构模型,1.4.4Web应用体系结构演变,演变过程 从单层到两层 数据存取和管理独立出来成为单独的数据层 从两层到三层 业务逻

35、辑处理独立出来构成单独的业务中间层 从三层到多层 业务逻辑被细分成不同功能组件 演变结果 功能分割为 用户层显示页面、中间层业务逻辑组件、数据层数据库系统。 组件模型 将业务功能按外观、属性、方法、事件分割为细小的单元组件，每一个单元组件可以分别传输然后重新组合。,第一讲 概述,1.1 WIS概念 1.2 WIS研究活动 1.3 WIS类型 1.4 WIS体系结构 1.5 WIS设计方法,1.5.1 WIS设计原则,开放性 开放标准、开放描述、开放集成、开放服务 可升级性 系统内部升级、系统外部集成 信息资源可迁移 互操作性 部落式互操作 局部范围内的信息系统通过协商机制进行互操作 联邦式互操

36、作 紧藕合：借助于相同协议实现互操作，如Z39.50 松藕合：借助Web Services等开放协议实现互操作,1.5.1 WIS设计原则,安全性 安全的级别 硬件级安全、数据库级安全、系统级安全、网络级安全 访问控制 身份认证、数据加密、隐私保护等 可用性 对故障的屏蔽或者对系统的修复。 易修改性 用时少、对业务影响小等原则,1.5.2 WIS设计方法,（1）生命周期法 （2）原型法 （3）关系管理法（RMM） （4）面向对象超媒体设计法（OOHDM） （5）基于UML网络工程（UWE）,(1)生命周期法,基本概念 生命周期法 将开发过程视为由几个阶段组成的一个生命周期，每个阶段有明确的任务

37、，产生相应的文档，上一个阶段的文档资料就是下一个阶段工作的依据。 五个阶段 系统规划 系统分析 系统设计 系统实施 系统运行,主要特点 重视系统规划、需求分析和用户参与 工作阶段程式化 工作文件规范化 设计方法结构化 不足之处 用户有时不能将自己的需求描述清楚。 开发人员有时不能真正理解用户需求。 文档编写工作耗费大量时间和精力。 用户很难参与开发过程中间结果评价。,(1)生命周期法,(2)原型法,快速原型,验证,规格说明,验证,设计,验证,编码,测试,综合测试,维护,变化的需求,验证,维护过程,开发过程,快速实现系统设计、开发并交用户使用 在使用过程中，对系统进行评价，根据评价意见对系统进行

38、修改。 循环、完善,(2)原型法,特点 需求在开发过程中逐渐明确； 开发者对将要做的事情有更好的理解； 开发者和使用者之间的交流非常重要。,(3) 关系管理法,概念 RMM(Relationship Management Methodology)关系管理法 最早用来进行超媒体应用程序设计 采用E-R图作为系统建模工具，并对实体进行切片（slice)分析设计。,RMM设计步骤 E-R图设计 切片设计 导航设计 转换设计 用户接口设计 运行时行为设计 实施,切片设计 在E-R设计基础上，将每个实体分成若干个切片，每个切片包含一个或多个属性。,导航设计 利用RMM自定义的标识符号描述对象之间的关系，

39、形成RMM数据模型（RMDM）,索引导游,一个完整的E-R图,一个完整的RMDM图,7,转换设计 利用一系列的转换规则将RMDM图中的每个对象转换成目标平台上的具体对象 例如可将RMDM图中的一个索引转换为HTML表单中的下拉列表框。,数据对象,应用对象,用户接口设计 实现RMDM图中的每个对象在用户屏幕上的布局设计，包括按钮的布局、节点和索引的外观、导航机制等。,运行时行为设计 为在运行时会发生变化的节点和连接进行相应的设计，例如： 一个下拉列表框中的内容可以是固定的，每次运行都显示固定的值； 也可以是可变的，每次运行时都根据实际情况显示不同的值，这种情况就需要对运行时的行为进行设计。,(4

40、)面向对象超媒体设计法,概况 OOHDM(Object-Oriented Hypermedia Design Method )面向对象超媒体设计法 分概念设计 导航设计 接口设计,概念设计 使用面向对象建模语言建立概念模型。 概念模型不是对软件构件的描述，而是对应用领域的语义描述，它表达了真实世界中问题域内的概念。 这个设计步骤的结果是用子系统、类和关系建立起来的类模式（也称为概念模型）,上图显示了一个有关建筑的概念模型，在这个模型中共有3个类： Building、Architect、Building Category 每一个类都有若干个属性 其中Building和Architect都拥有一个

41、名为description的多值属性，在属性名后用枚举的方式列举了该属性的可能取值，“+”表示对应的属性值必须出现。,导航设计 一个应用程序可以看作是一个概念模型的导航视图。 同一个概念模型，可以有多个导航视图，相应地，最终也就会有多个Web应用程序与之对应。,接口界面设计 定义界面模型来显示导航结点的内容 明确用户可见的界面对象,(5) 基于UML网络工程方法,概况 UML-based Web engineering是一个面向对象的、迭代的开发方法。 所用描述语言是UML（Unified Modeling Language ）,(5) UWE方法,设计步骤 需求分析 概念设计 导航设计 表示层设计 每一步的中心工作都是建模，生成一个或多个基于UML的模型图。,需求分析 生成用例图，包括UML建模元素及元素之间关系 元素之间的关系有三种： 角色和用例之间的“关联”关系 用例之间的“包含”与“扩展”关系 角色之间的“继承”关系,一个在线图书馆 用例图,概念设计 表达应用程序概念框架，构建概念模型的静态视图。 忽略应用程序的导航、表示和交互等内容。 概念设计结果是生成类图。,一个在线图书馆应用程序的类图,导航设计 导航设计的结果生成导航图,一个在线图书馆应用程序的导航图,表示设计 描述导航对象和存取方式（如索引、导游、菜单、查询）在什么位置、如何呈现。 设计结果生成表