基于Web Service的数字化民俗博物馆的研究与实现.docx

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基于WebService的数字化民俗博物馆的研究与实现

基于WebService的数字化民俗博物馆的研究与实现

　　摘要：

为增强世界各族人民对新疆少数民族民俗文化的了解，并实现各个大学数字博物馆之间的无间访问，提出了基于WebService的英、汉、维三语数字化民俗博物馆的建设方案，文中分析设计了数字化民俗博物馆的总体结构，讨论了WebService关键技术与ASP．Net技术，并结合Web服务与ASP．Net技术，初步实现了数字民俗博物馆的建设，利用这两种技术的优点，提高了客户端的浏览速度，为用户提供了更方便、更透明的信息服务，并为不同用户提供了英、汉、维三种语言的选择。

　　关键词：

计算机应用；中文信息处理；数字民俗博物馆WebService；ASP．NET

　　中图分类号：

TP391　文献标识码：

A

　　1　引言

　　人类社会的发展与民族民俗文化息息相关。

民俗有着深厚的群众基础，是人民生活的重要组成部分，并代代相传下来，它不仅是一般的文化，更是一种民族精神的象征。

通过博物馆能加强民众对民族生活方式、风俗习惯的了解和理解，这是各民族互相尊重、和睦相处、增进友谊的重要方式之一。

数字民俗博物馆以虚拟现实技术将现实世界中的博物馆完全的展现给人们，人们可以随时随地通过互联网访问它。

数字博物馆不仅可以改变传统博物馆信息资源保存、管理、使用和传播的方式和手段，还可以全面展示博物馆的收藏、动态、展览方式、研究成就等，并通过互联网传送到世界各地，扩大影响。

人们可以不受时间地点的限制，更快捷方便地参观数字博物馆；数字博物馆不受展品条件、展览场地的制约；数字博物馆有利于提高博物馆宣传力度和广度，更有利于新疆地域的民俗文化在中国甚至是全世界的传播，使新疆民俗文化走出新疆，走出中国。

　　2　基于WebService的数字化民俗博物馆的总体分析

　　该博物馆由虚拟展厅、少数民族风俗查询、展品信息查询、用户反馈以及相应的数据库管理等多个模块构成，各个模块与数据库之间的联系由服务端的IIS、ASP．NET和数据库管理程序共同完成。

利用IIS发布数字博物馆，并利用其提供的身份验证，IIS与ASP．NET的Web．config设置结合使用，可以很好的保证数字博物馆的安全。

　　利用ASP．NET提供的服务端与数据库之间的接口，提取相应的数据，生成客户端少数民族风俗、展品信息、虚拟展厅等浏览页面及交互页面等。

少数民族的所有信息，所有民族文化展品信息、展品的三维模型、图片等都存储在SQLServer数据库中，用户可以根据自己的需求定制维吾尔语、汉语、英语三种语言的界面，根据自己的需求查询新疆各民族风俗文化以及查询博物馆中各个展品信息，并能从不同角度去观察展品的形态、颜色、特点，如同在博物馆中观察实物一样。

如需访问国内外其他数字博物馆，可以从民俗博物馆相关链接中访问。

如果有疑问或者留言，可以在用户反馈中发表文章，等待管理员解答。

　　通过WebService技术可以为外界提供多个接口，用户通过UDDI查询该服务，并根据该服务要求向服务器端传递参数从而达到访问数字博物馆的目的。

2001年，教育部在《面向21世纪教育振兴行动计划》“现代远程教育工程”中专门安排了“大学数字博物馆建设”专项，18所大学的博物馆获准立项建设。

利用WebService可以实现各个大学博物馆之间的无间访问，在同一页面即可查询浏览各博物馆中展品的信息。

　　3　基于WebService的数字化民俗博物馆的关键技术

　　3．1　WebService的关键技术

　　WebService提供了一种面向服务的架构（ServicesOrientedArchitecture－SOA），服务的概念类似于面向对象语言中的类。

服务实质提供的是可供远程调用的方法。

真正分布式，松散耦合性，平台无关性，与服务的提供者和使用者位置无关是WebServices的最大特点。

　　XML（ExtensibleMarkupLanguage，扩展标注语言）为整个WebService上层协议提供了数据/信息描述手段，使在异构平台上不同系统可以相互通信和共享数据，是目前全球范围内用于描述数据和交换数据的一种标准方式。

　　SOAP（SimpleObjectAccessProtocol，简单对象访问协议）是WebServices使用的协议。

其实质是一种使用XML在对等计算机之间传送结构化和类型化数据的小型协议。

它可以基于HTTP协议、SMTP协议或者FTP协议等。

用户向WebServices服务器发送请求，WebServices服务器返回处理结果，都是在SOAP协议下进行的，即表现为SOAP消息。

　　WSDL（WebServiceDescriptionLanguageWebService描述语言）是由Ariba、Intel、IBM和微软等开发商提出的，向调用WebService的客户端提供服务端接口的描述，从而可以实现WebService的调用。

它定义了一套基于XML的语法规范，将WebService描述为能够进行消息交换的服务访问点的集合。

WSDL用类型（Type）、消息（Message）、端口类型（PortType）、绑定（Binding）、端口（Port）和服务（Service）等元素定义Web服务。

　　UDDI（UniversalDescriptionDiscoveryandIntegration－通用描述、发现和集成协议）是为不同系统平台提供的WebService接口的注册、发现和集成中心，它定义了一套基于Web分布式的为WebService提供信息注册中心的标准规范，包括了SOAP消息的XMLSchema（UDDIDataStructureReference）和UDDI规范API（UDDIProgrammer’sAPI）的描述，两者一起建立了基础的信息模型和交互框架，使服务者能将自身提供的WebService注册，从而使得其他使用者能够发现访问协议实现。

　　WebService的运行模式。

WebService体系结构是面向对象分析与设计（OOAD）的一种合理发展，同时也是面向体系结构、设计、实现与部署而采用的组件化的合理发展。

在WebService的体系架构中包括三个角色：

服务提供者（ServiceProvider）、服务请求者（ServiceRequester）、服务注册器（ServiceRegistry）（如图1）。

　　作为下一代分布式系统的核心，WebService具有如下特点：

（1）互操作性。

任何WebService都可以与其他WebService进行交互。

由于有了SOAP这个被广泛支持的新标准协议，因而避免了在CORBA，DCOM和其他协议之间转换的麻烦。

（2）普遍性。

WebService使用HTTP和XML通信，因此任何支持这些技术的设备都可以拥有和访问WebService。

　　（3）易于使用。

IBM，Microsoft，Apache和JBoss等提供的免费工具箱允许开发人员快速创建和部署WebService。

　　（4）行业支持。

所有主要的供应商都支持SOAP和周边WebService技术。

　　3．2　ASP．NET技术

　　ASP．NET是建立在公共语言运行库（CLR）上的编程框架，可用于在服务器上生成功能强大的Web应用程序。

与以前的Web开发模型相比，ASP．NET提供了数个重要的优点：

（1）增强的性能。

ASP．NET是在服务器上运行的编译好的公共语言运行库代码。

与被解释的前辈不同，ASP．NET可利用早期绑定、实时编译、本机优化和盒外缓存服务。

这相当于在编写代码行之前便显著提高了性能。

（2）世界级的工具支持。

ASP．NET框架补充了VisualStudio集成开发环境中的大量工具箱和设计器。

　　（3）威力和灵活性。

由于ASP．NET基于公共语言运行库，因此Web应用程序开发人员可以利用整个平台的威力和灵活性。

．NET框架类库、消息处理和数据访问解决方案都可从Web无缝访问。

ASP．NET也与语言无关，所以可以选择最适合应用程序的语言，或跨多种语言分割应用程序。

另外，公共语言运行库的交互性保证在迁移到ASP．NET时保留基于COM的开发中的现有投资。

　　（4）简易性。

ASP．NET使执行常见任务变得容易，从简单的窗体提交和客户端身份验证到部署和站点配置。

另外，公共语言运行库利用托管代码服务（如自动引用计数和垃圾回收）简化了开发。

　　（5）可管理性。

ASP．NET采用基于文本的分层配置系统，简化了将设置应用于服务器环境和Web应用程序。

由于配置信息是以纯文本形式存储的，因此可以在没有本地管理工具帮助的情况下应用新设置。

只需将必要的文件复制到服务器，即可将ASP．NET框架应用程序部署到服务器。

不需要重新启动服务器，即使是在部署或替换运行的编译代码时。

　　（6）可缩放性和可用性。

ASP．NET在设计时考虑了可缩放性，增加了专门用于在聚集环境和多处理器环境中提高性能的功能。

另外，进程受到ASP．NET运行库的密切监视和管理，以便当进程行为不正常（泄漏、死锁）时，可就地创建新进程，以帮助保持应用程序始终可用于处理请求。

　　（7）自定义性和扩展性。

ASP．NET随附了一个设计周到的结构，它使开发人员可以在适当的级别“插入”代码。

　　（8）安全性。

借助内置的Windows身份验证和基于每个应用程序的配置，可以保证应用程序是安全的。

　　4　基于webService的数字化民俗博物馆的设计

　　用户在Web服务客户端查询民俗博物馆中信息时，通过UDDI注册表或通过其中的链接找到该Web服务的调用规范或调用规范的链接（一般使用文本形式的WSDL描述），通过解析WSDL描述，在应用程序中生成本地调用接口绑定并将所需的调用参数适当绑定并完成调用，即根据用户需求通过SOAP调用指定的Web服务，将不同信息从数据库中调出并对其进行汇总和必要的格式转换，显示到Web服务客户端上，其实现过程如图2所示：

　　4．1　博物馆主要模块的功能实现

　　民俗数字博物馆包含大量文本、图像、音频、视频、三维模型等多种多媒体类型数据，并包含大量展品数据，涉及到数据的存储、传输、查询、管理以及数据在客户端的兼容性等问题，另外还涉及数字化文化遗产信息的前台展示、虚拟博物馆面向多民族参观者、要为管理人员提供管理入口以及如何解决系统的访问安全，对资源管理进行权限控制等问题，基于这些问题，对博物馆主要模块进行了如下的设计。

　　4．1．1　前台展示模块

　　为用户提供博物馆全景及文字介绍，提供英、汉、维三语的各少数民族信息、各种民俗文化信息、少数民族风俗习惯以及藏品的三维、二维及文字信息，博物馆后期工作将计划增加英、汉、维三语的语音介绍。

　　4．1．2　后台管理模块

　　数字民俗博物馆中少数民族文化、民族文化展品英、汉、维三种语言资料、图片、声音、三维模型等信息都存放在SQLServer数据库中，且在博物馆运行过程中，会有更多的民族文化被发掘，更多的资料要存放到数据库中，这就需要对数据库中信息进行增加、修改、删除、查询、信息备份等管理操作。

该模块为管理人员提供了上述管理操作的Web服务接口，管理人员只需根据需要调用这些服务即可。

　　4．1．3　安全管理模块

　　为使博物馆中资料有效地在网络上共享，并解决系统的访问安全，对资源管理进行权限控制，数字博物馆的安全体系参考了以下技术：

（1）依靠Web服务可靠性及SOAP层安全扩展（数字签名）。

（2）使用安全套接字层协议（SSL协议）进行加密和签名，SSL支持40位和128位加密。

一旦将资源设置为通信时需要SSL，则发送者和接收者之间传送的信息就将被加密并签名。

　　（3）身份验证和授权：

利用IIS提供的身份验证，IIS和Web．config设置结合使用，这样就可以使Web服务能够发现调用者的身份标识。

　　（4）交互操作进行身份验证和授权，将防火墙与XMLWebService一起使用，根据客户端的身份以及为他们所建立的相应规则来限制对某些功能（方法）的访问。

　　（5）存取控制表、数据加密、CA认证、安装杀毒软件等。

　　4．1．4　搜索模块

　　在数据库中存储有各少数民族信息、少数民族各种民俗文化信息、少数民族风俗习惯以及所有藏品的信息，客户端用户根据需要可搜索得到相关信息。

支持中、英、维三种语言的全文搜索，将该搜索功能封装成Web服务后通过UDDI注册机制发布到UDDI消息注册中心上。

在这种情况下，任何服务的请求者只需理解一种通用的组件接口（即Web服务）就可以利用现有的Web服务，而无需考虑Web服务的内部实现机制、操作平台、开发语言等细节。

以下是调用Web服务的部分代码：

　　5　数字博物馆建设中的难点解决

　　维吾尔语属于Unicode编码，要在一个不包括维文字体的客户端正确显示英、汉、维三种语言的文字，要在数据库中同时存储这三种语言资料，为正确显示与存储，需要对．aspx页面〈meta〉选项与Web．config文件以及数据库字段进行设置。

　　为保证数据写入数据库与从数据库中读取数据时不出现乱码，将存储中文与维吾尔语的字段数据类型设置为nvarchar（包含n个字符的可变长度Unicode字符数据。

n的值必须介于1与4000之间，字节的存储大小是所输入字符个数的两倍，所输入的数据字符长度可以为零），在写入、更新数据的SQL语句中的相应字段前加‘N’。

　　6　结束语

　　随着Web服务由技术概念到实践应用的不断发展，种种迹象表明Web服务将是未来应用架构的一个极为重要的模式。

当Web服务用于实验计划和大规模生产时，拥有一种松散耦合的、与语言和平台无关的、在组织内跨企业、因特网链接应用程序的方法的好处正变得愈发明显。

本文结合Web服务与ASP．Net技术，初步实现了数字民俗博物馆的建设，利用这两种技术的优点，提高了客户端的浏览速度，为用户提供了更方便、更透明的信息服务，并为不同用户提供了英、汉、维三种语言的选择，这为加速民俗文化的普及，加深人们对民俗展品的了解做好了铺垫。