Chap01-Web程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

第1章Web程序設(shè)計(jì)根底

了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和Web的根本知識(shí)掌握關(guān)系數(shù)據(jù)庫及SQL語言的根本知識(shí)具備面向?qū)ο蟮母靖拍罹邆涓呒?jí)語言的編程知識(shí)本課程的學(xué)習(xí)前提

軟件編程體系(C/S、B/S)Web的工作原理Web程序設(shè)計(jì)技術(shù)Web應(yīng)用開發(fā)工具4/65什么是Web？Internet(因特網(wǎng)、國際互聯(lián)網(wǎng))60年代末，美國國防部的高級(jí)研究方案局ARPA〔AdvanceResearchProjectsAgency〕建立阿帕網(wǎng)ARPANetwww萬維網(wǎng)90年代初由蒂姆·伯納斯-李創(chuàng)造于CERN〔歐洲核子研究組織〕5/65根本W(wǎng)eb效勞結(jié)構(gòu)1.1軟件編程體系C/S〔Client/Server〕軟件體系結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)：充分發(fā)揮客戶端PC的處理能力，客戶端響應(yīng)速度快。效勞器端一般不會(huì)成為性能的瓶頸。劣勢(shì)：系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性差?？蛻舳诵枰獙ｉT安裝；升級(jí)很不方便；可連接用戶數(shù)有限。C/S結(jié)構(gòu)：主要適用于局域網(wǎng)環(huán)境?？蛻舳司哂歇?dú)立的處理功能，同時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)與效勞器端通信。開發(fā)工具包括C++、Delphi、Java等。B/S〔Brower/Server〕軟件體系結(jié)構(gòu)B/S結(jié)構(gòu)：適用于廣域網(wǎng)環(huán)境。應(yīng)用程序及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都安裝在效勞器上，客戶端只需安裝一個(gè)瀏覽器軟件。處理功能都運(yùn)行在效勞器端。開發(fā)工具包括ASP、PHP、JSP、J2EE、ASP.NET等。優(yōu)勢(shì)：維護(hù)方便、易于升級(jí)和擴(kuò)展。處理功能運(yùn)行在效勞器端，客戶端零維護(hù)。軟件升級(jí)只需在效勞器端更新程序即可。軟件重用性好。劣勢(shì)：效勞器負(fù)擔(dān)沉重，容易成為性能的瓶頸；客戶端功能十分有限。C/S結(jié)構(gòu)與B/S結(jié)構(gòu)的比較C/S軟件體系結(jié)構(gòu)B/S軟件體系結(jié)構(gòu)硬件環(huán)境局域網(wǎng)，專門的小范圍網(wǎng)絡(luò)硬件環(huán)境，用戶固定，用戶數(shù)量有限

廣域網(wǎng)，不必是專門的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，只要是能接入Internet的用戶均可

系統(tǒng)維護(hù)升級(jí)和維護(hù)難，成本高客戶端零維護(hù)，易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無縫升級(jí)軟件重用性單一結(jié)構(gòu)，軟件整體性較強(qiáng)，各部分間的耦合性強(qiáng)，可重用性較差

多重結(jié)構(gòu)，各構(gòu)件相對(duì)獨(dú)立，可重用性較好

平臺(tái)相關(guān)性客戶端和服務(wù)器端是平臺(tái)相關(guān)的，多是Windows平臺(tái)

客戶端和服務(wù)器端是平臺(tái)無關(guān)的

安全性面向相對(duì)固定的用戶群,對(duì)信息安全的控制能力強(qiáng)

面向不可知的用戶群，對(duì)信息安全的控制能力相對(duì)較弱

1.2Web的工作原理定義：HTTP〔HyperTextTransferProtocol〕超文本傳輸協(xié)議是萬維網(wǎng)客戶端與效勞器端交互遵守的協(xié)議，是一個(gè)應(yīng)用層的協(xié)議，使用TCP連接進(jìn)行可靠的傳輸。HTTP的根本思想：客戶端給效勞器發(fā)送請(qǐng)求，效勞器向客戶發(fā)送響應(yīng)。HTTP事務(wù)有兩種類型：請(qǐng)求和響應(yīng)。1.2.1HTTP協(xié)議12/65

一次HTTP操作稱為一個(gè)事務(wù)，其工作過程可分為四步：

1.首先客戶機(jī)與效勞器需要建立連接。只要單擊某個(gè)超級(jí)鏈接，HTTP的工作就開始了。

2.建立連接后，客戶機(jī)發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求給效勞器，請(qǐng)求方式的格式為：統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)符〔URL〕、協(xié)議版本號(hào)，后邊是MIME信息包括請(qǐng)求修飾符、客戶機(jī)信息和可能的內(nèi)容。

3.效勞器接到請(qǐng)求后，給予相應(yīng)的響應(yīng)信息，其格式為一個(gè)狀態(tài)行，包括信息的協(xié)議版本號(hào)、一個(gè)成功或錯(cuò)誤的代碼，后邊是MIME信息包括效勞器信息、實(shí)體信息和可能的內(nèi)容。

4.客戶端接收效勞器所返回的信息通過瀏覽器顯示在用戶的顯示屏上，然后客戶機(jī)與效勞器斷開連接。如果在以上過程中的某一步出現(xiàn)錯(cuò)誤，那么產(chǎn)生錯(cuò)誤的信息將返回到客戶端，有顯示屏輸出。對(duì)于用戶來說，這些過程是由HTTP自己完成的，用戶只要用鼠標(biāo)點(diǎn)擊，等待信息顯示就可以了。1.2.2HTTP請(qǐng)求和HTTP響應(yīng)

HTTP協(xié)議是一種請(qǐng)求/應(yīng)答協(xié)議，它通過客戶機(jī)和效勞器相互發(fā)送消息的方式工作。使用HTTP消息頭，可以實(shí)現(xiàn)客戶機(jī)與效勞器之間的HTTP請(qǐng)求和HTTP應(yīng)答。消息頭分為：通用頭，請(qǐng)求頭，響應(yīng)頭和實(shí)體頭等4類。HTTP請(qǐng)求消息

HTTP響應(yīng)消息15/651.2.3和s:1.0這是第一個(gè)在通訊中指定版本號(hào)的HTTP協(xié)議版本，至今仍被廣泛采用，特別是在代理效勞器中。1.1當(dāng)前版本。持久連接被默認(rèn)采用，并能很好地配合代理效勞器工作。s〔SSL，TLS〕1.3Web程序設(shè)計(jì)技術(shù)1〕瀏覽器發(fā)出一個(gè)URL請(qǐng)求，與效勞器建立連接；2〕效勞器接到請(qǐng)求后，在硬盤上找到相應(yīng)的文件：假設(shè)是靜態(tài)網(wǎng)頁直接傳送到客戶端；假設(shè)是動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁運(yùn)行它，生成靜態(tài)HTML并返回客戶端3〕效勞器關(guān)閉連接。DBWebServerWebBrowserHTTPRequestHTTPResponse1.3.1靜態(tài)網(wǎng)頁和動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁靜態(tài)網(wǎng)頁(StaticPages)純粹HTML格式的網(wǎng)頁被稱為靜態(tài)網(wǎng)頁，通常是以.htm或.html為后綴的HTML文件。19/65Web頁面20/65統(tǒng)一資源定位符URL信息資源放在Web效勞器之后，需要將它的地址告訴給用戶，以便讓用戶來訪問，這就是統(tǒng)一資源定位符URL〔UniformResourceLocators〕的功能，俗稱為網(wǎng)址。URL字串分成三個(gè)局部：協(xié)議名稱、主機(jī)名和文件名〔包含路徑〕。協(xié)議名稱通常為、Ftp、File等，例如：://為一個(gè)URL地址，其中指的是采用的傳輸協(xié)議是；為主機(jī)名；index.htm為文件名。靜態(tài)網(wǎng)頁(StaticPages)每個(gè)靜態(tài)網(wǎng)頁都有一個(gè)固定的URL。靜態(tài)網(wǎng)頁的內(nèi)容是原封不動(dòng)被傳遞的，如果要修改網(wǎng)頁內(nèi)容，必須修改HTML源代碼。靜態(tài)網(wǎng)頁沒有數(shù)據(jù)庫的支持，不支持客戶端和效勞器端的交互。主要特點(diǎn)：動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(DynamicPages)動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁文件中含有HTML標(biāo)記和程序代碼，后綴隨程序語言的不同而不同，如.asp、.aspx、.php、.jsp等，大都需要數(shù)據(jù)庫支持。動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁是由效勞器執(zhí)行相應(yīng)的腳本程序后，動(dòng)態(tài)生成的HTML文件。不同的請(qǐng)求及訪問數(shù)據(jù)的變化會(huì)生成不同的HTML代碼，網(wǎng)頁內(nèi)容隨時(shí)更新。具有數(shù)據(jù)庫訪問功能，支持客戶端和效勞器端的交互。接受請(qǐng)求找到動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁發(fā)送網(wǎng)頁服務(wù)器端執(zhí)行程序代碼，生成靜態(tài)網(wǎng)頁動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(DynamicPages)主要特點(diǎn)：1.3.2客戶端和效勞器端腳本編程腳本〔Scripts〕是指嵌入到Web頁中的程序代碼，所使用的編程語言稱為腳本語言。按照?qǐng)?zhí)行方式和位置的不同，腳本分為客戶端腳本和效勞器端腳本?？蛻舳四_本在客戶機(jī)上被Web瀏覽器執(zhí)行，效勞器端腳本在效勞器上被Web應(yīng)用效勞器執(zhí)行。靜態(tài)網(wǎng)頁只能包含客戶端腳本，動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁那么可以包含客戶端腳本和效勞器端腳本。因此，靜態(tài)網(wǎng)頁中的任何腳本都不能在效勞器上運(yùn)行，而動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁中的某些腳本只能在Web效勞器上運(yùn)行?？蛻舳四_本編程〔Client-sideScripting〕常見的客戶端腳本語言有VBScript、JavaScript等。它們都是解釋型的、基于對(duì)象的腳本語言。相同的工作機(jī)制：將腳本嵌入到Web頁面中，并隨著HTML文件一起傳送到客戶端，由瀏覽器解釋執(zhí)行。在腳本執(zhí)行期間無須與效勞器交互，可以對(duì)用戶的操作直接做出響應(yīng)。用客戶端腳本語言編寫的程序通常用標(biāo)記<script>和</script>界定，可以放到HTML的<head>或<body>局部。26/65DHTML技術(shù)DHTML即動(dòng)態(tài)的HTML語言(DynamicHTML)。除了具有HTML語言的一切性質(zhì)外，其最大的突破就是可以實(shí)現(xiàn)在下載網(wǎng)頁后仍然能實(shí)時(shí)變換頁面元素效果、使人們?cè)跒g覽Web頁面時(shí)看到五彩繽紛、絢麗奪目的動(dòng)態(tài)效果。DHTML并不是一門新的語言，它是以下技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)的一種集成：〔1〕HTML4.0〔2〕CSS〔CascadingStyleSheets，層疊樣式單〕〔3〕CSSL〔Client-SideScriptingLanguage，客戶端腳本語言〕〔4〕HTMLDOM〔HTML文檔對(duì)象模型，DocumentObjectModel〕效勞器端腳本編程〔Server-sideScripting〕常見的效勞器端腳本語言有：ASP(.NET):微軟公司推出JSP:SUN公司推出PHP:PHP網(wǎng)絡(luò)小組開發(fā)小組共同點(diǎn)：-腳本都運(yùn)行于效勞器端，能夠動(dòng)態(tài)生成網(wǎng)頁；-腳本運(yùn)行不受客戶端瀏覽器限制；-腳本被嵌入到HTML文檔中，執(zhí)行后返回HTML代碼。1〕PHP(PersonalHypertextPreprocessor)PHP文件：在普通HTML文件中嵌入PHP腳本語言，類似C/Java/Perl語言。效勞器端：Unix/Linux/Windows均可；特點(diǎn)：腳本在效勞器端運(yùn)行，不受瀏覽器限制。優(yōu)點(diǎn)：免費(fèi)、開放源代碼，運(yùn)行本錢低，跨平臺(tái)，可以在Windows、UNIX和ApacheWeb效勞器上運(yùn)行。。缺點(diǎn)：運(yùn)行環(huán)境的安裝、配置比較復(fù)雜；缺乏大公司的支持。2〕JSP〔JavaServerPages〕JSP文件：將Java程序片段〔Scriptlet〕和JSP標(biāo)記嵌入普通的HTML文檔中。特點(diǎn)：腳本在效勞器端運(yùn)行，當(dāng)客戶第一次請(qǐng)求JSP文件時(shí)，該文件將被編譯成Servlet，并由Java虛擬機(jī)執(zhí)行，以后的請(qǐng)求就不用再編譯了。優(yōu)點(diǎn)：跨平臺(tái)Unix/Linux/Windows，移植方便；缺點(diǎn)：較復(fù)雜難學(xué)。3〕ASP〔ActiveServerPages〕ASP文件：將VBScript或JavaScript腳本嵌入到普通HTML文件中。效勞器端：Windows2000+IIS、Windows98+PWS；特點(diǎn)：腳本在效勞器端運(yùn)行，不受客戶端瀏覽器限制；無需編譯就可以解釋執(zhí)行。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單易學(xué)、容易上手；缺點(diǎn)：所有代碼都是解釋執(zhí)行的，運(yùn)行速度比HTML慢；只能在Windows環(huán)境下使用，不能跨平臺(tái)；代碼的結(jié)構(gòu)性不好，導(dǎo)致代碼不好理解。4〕ASP.NETASP.NET是.NET框架體系的一局部，它建立在公共語言運(yùn)行庫上，可用于在效勞器上生成功能強(qiáng)大的Web應(yīng)用程序，為Web站點(diǎn)創(chuàng)立動(dòng)態(tài)的、交互的HTML頁面?！?〕效率增強(qiáng)ASP.NET采用編譯后運(yùn)行的方式，速度大大提高?！?〕頂級(jí)開發(fā)工具支持可以在VisualStudio.NET中開發(fā)，支持所見即所得、拖放控件和自動(dòng)部署等功能?！?〕程序結(jié)構(gòu)清晰將程序代碼和HTML標(biāo)記分開〔4〕移植方便可以向目標(biāo)效勞器直接復(fù)制組件，當(dāng)需要更新時(shí)，重新復(fù)制一個(gè)即可。32/65ADO/ADO.NETMicrosoftActiveXDataObjects(ADO)使得客戶端應(yīng)用程序能夠通過ODBC〔OpenDataBaseConnectivity〕、OLEDB提供者等方式來訪問和操作數(shù)據(jù)庫效勞器中的數(shù)據(jù)。它基于微軟的COM技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)C/S、B/S應(yīng)用程序數(shù)據(jù)庫操作的關(guān)鍵技術(shù)。ADO最主要的特點(diǎn)是易于使用、速度快、內(nèi)存支出少和占用磁盤空間較少，但它是面向連接的數(shù)據(jù)訪問方式，即在操作數(shù)據(jù)庫時(shí)，必須連接數(shù)據(jù)庫效勞器進(jìn)行聯(lián)機(jī)操作。當(dāng)同時(shí)有大量用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫效勞器進(jìn)行數(shù)據(jù)操作時(shí)，會(huì)影響數(shù)據(jù)庫效勞器性能。33/65ADO/ADO.NETADO.NET是基于.NET的一種全新的數(shù)據(jù)訪問方式，它是基于消息機(jī)制的數(shù)據(jù)訪問方式。在ADO.NET中，數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)可以作為XML文檔進(jìn)行傳輸和存儲(chǔ)。在訪問數(shù)據(jù)的時(shí)候ADO.NET會(huì)利用XML制作數(shù)據(jù)的一份副本，用戶可斷開與數(shù)據(jù)庫效勞器的連接直接在副本上進(jìn)行操作，最后根據(jù)需要再將副本中的數(shù)據(jù)更新到數(shù)據(jù)庫效勞器。ADO.NET的這種新的數(shù)據(jù)訪問接口大大提高了數(shù)據(jù)訪問的整體性能。基于XML這一特性決定了ADO.NET的更廣泛適應(yīng)性。34/65WebServicesWebServices〔Web效勞〕是為實(shí)現(xiàn)“基于Web無縫集成”的目標(biāo)而提出的全新概念，希望通過WebService能夠?qū)崿F(xiàn)不同的系統(tǒng)之間用“軟件-軟件對(duì)話”的方式相互調(diào)用，打破軟件應(yīng)用、網(wǎng)站和各種設(shè)備之間格格不入的狀態(tài)。一個(gè)WebService既可以是一個(gè)組件〔小粒度〕，該組件必須和其他組件結(jié)合才能進(jìn)行完整的業(yè)務(wù)處理；WebService也可以是一個(gè)應(yīng)用程序〔大粒度〕，可以為其他應(yīng)用程序提供支撐。不管WebService作為一個(gè)組件還是一個(gè)應(yīng)用程序，它都會(huì)向外界暴露一個(gè)能夠通過Web進(jìn)行調(diào)用的API，這就是說，能夠用編程的方法通過Web調(diào)用來實(shí)現(xiàn)某個(gè)功能的應(yīng)用程序。35/65WebServicesWebServices是自包含、自描述、模塊化的應(yīng)用，可以在網(wǎng)絡(luò)中被描述、發(fā)布、查找以及通過Web調(diào)用。WebServices需要一套協(xié)議來實(shí)現(xiàn)分布式應(yīng)用程序的創(chuàng)立。要實(shí)現(xiàn)互操作性，WebService還必須提供一套標(biāo)準(zhǔn)的類型系統(tǒng)，用于溝通不同的平臺(tái)、編程語言和組建模型中的不同類型系統(tǒng)。WebServices平臺(tái)涉及到的主要內(nèi)容包括：采用與平臺(tái)無關(guān)、廠商無關(guān)的XML表示數(shù)據(jù)的根本格式；采用W3C制定的XMLSchemaXSD定義作為標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)類型；采用SOAP〔SimpleObjectAccessProtocol，簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議〕作為交換XML編碼信息的輕量級(jí)協(xié)議；采用基于XML語言的WSDL〔WebService描述語言〕作為WebServices及其函數(shù)、參數(shù)和返回值的描述文檔；采用UDDI〔UniversalDescription,Discovery,andIntegration，統(tǒng)一描述、發(fā)現(xiàn)和集成〕標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)Web效勞的相互操作，例如可用UDDI實(shí)現(xiàn)WebService的注冊(cè)、查找、調(diào)用等。用遠(yuǎn)程過程調(diào)用RPC和消息傳遞實(shí)現(xiàn)和WebServices之間的通信。36/65AjaxAjax〔AsynchronousJavaScriptandXML，異步JavaScript和XML〕最早由JesseJamesGarrett提出。區(qū)別于傳統(tǒng)的Web應(yīng)用，Ajax應(yīng)用的主要目的就是提高用戶體驗(yàn)：不刷新整個(gè)頁面，在頁面內(nèi)與效勞器通信；使用異步方式與效勞器通信，不需要打斷用戶的操作，具有更加迅速的的響應(yīng)能力；應(yīng)用系統(tǒng)不需要由大量頁面組成。大局部交互在頁面內(nèi)完成，不需要切換整個(gè)頁面。由此可見，Ajax使得Web應(yīng)用更加動(dòng)態(tài)，帶來了更高的智能，并且可以提供表現(xiàn)能力豐富的AjaxUI組件。這樣一類新型的Web應(yīng)用叫做RIA(RichInternetApplication)應(yīng)用。37/65XML設(shè)計(jì)XML的動(dòng)機(jī)就是要克服HTML的種種缺乏，將網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)奈臋n標(biāo)準(zhǔn)化，并賦予標(biāo)記一定的含義，與此同時(shí)，還要保存其簡(jiǎn)捷、適于網(wǎng)上傳輸和瀏覽的優(yōu)點(diǎn)。XML不但是標(biāo)記語言，而且提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，利用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，可以根據(jù)實(shí)際需要，自定義新的標(biāo)記語言，并為這個(gè)標(biāo)記語言規(guī)定它特有的一套標(biāo)記。38/65JavaAppletJava小應(yīng)用程序即JavaApplet是指用Java編寫的能夠在Web頁中運(yùn)行的應(yīng)用程序，它的可執(zhí)行代碼為class文件。它具有平安、功能強(qiáng)和跨平臺(tái)等特性。IE、Netscape等主流瀏覽器都能顯示包含Applet的頁面。Applet是從遠(yuǎn)程效勞器上下載到本地客戶機(jī)上運(yùn)行的，出于平安的考慮，對(duì)它的運(yùn)行進(jìn)行了必要的限制。例如不能運(yùn)行本地機(jī)上的程序，只能與它所對(duì)應(yīng)的效勞器聯(lián)系；無法對(duì)本地機(jī)上的文件進(jìn)行讀寫操作；除了可獲取本地機(jī)使用的Java版本號(hào)、操作系統(tǒng)名稱及版本號(hào)、文件名分隔符、文件路徑外，無法獲得本地機(jī)的其他信息。JavaApplet可提供動(dòng)畫、音頻和音樂等多媒體效勞，并能產(chǎn)生原本只有CGI〔公共網(wǎng)關(guān)接口〕才能實(shí)現(xiàn)的功能。因此JavaApplet已經(jīng)成為Web技術(shù)的重要組成局部。39/65ActiveX控件ActiveX控件是由軟件提供商開發(fā)的可重用的軟件組件。它是微軟公司提出的一種軟件技術(shù)。ActiveX