信息化社会的基础是由计算机互联所组成的信息网络。如果说21世纪是一个信息时代，那么同时它也是一个计算机网络的社会。随着计算机应用的深入，特别是家用计算机越来越普及，人们一方面希望众多用户能共享信息资源，另一方面也希望各计算机之间能互相传递信息进行通信，促使计算机向网络化发展，将分散的计算机连接成网，组成计算机网络，同时利用网络提供各种信息服务，构建共享的数据库资源。电子政务从技术实现上看就是通过网络实现政务信息及公众服务的提供和处理，计算机网络是电子政务必备的基础设施。
【1】计算机网络
1.计算机网络的定义
计算机网络是以各种通信设备和传输介质，将处于不同位置的多台独立的计算机连接起来，并在相应网络软件的管理下实现多台计算机之间信息传递和资源共享的系统。可以从以下几个方面进一步理解这个定义：
①至少两台计算机才能构成网络，它们可以是在一间办公室内，也可能分布在地球的任何地方。另外，这些计算机是独立的，也就是说，脱离网络它们也能作为单机正常工作。
②这些计算机之间要用一些媒介连接起来，通用术语称为通信设备和传输介质。对比打电话时的情景，家中的电话通过电话线连接到电信局的电话交换机上，再从交换机呼叫你要拨打的电话，当对方拿起电话后，线路就接通了，这时，通话双方是由电话线和电话交换机连接的。
③要有相应的软件进行管理。硬件的工作总是在软件的控制下完成的，有了前面所说的硬件，还得有相应的软件实现其功能。
④联网后，这些计算机就可以共享资源和互相沟通信息了。例如，网络中的许多计算机可共用一台打印机等。
2.计算机网络的功能
计算机网络的功能主要是通过计算机之间的互相通信实现了网络资源共享，包括以下几个方面：
（1）数据通信
在社会生活中，任何人都需要与他人交换信息，网络的出现提供了最为快捷方便的信息交换途径。利用计算机网络实现了诸如电子邮件、即时聊天等全新的信息交互模式。电子邮件比现有的通信工具具有更多的优点，它不像电话需要通话者同时在场，也不像广播电视只是信息的单向传递，同时在速度上比传统的纸质信件快得多，也极大降低了信息沟通的平均成本。另外电子邮件通过附件形式还可传递图片、声音、视频等信息，实现了多媒体通信。另一种受到普遍欢迎的沟通方式是即时聊天工具，诸如微软公司的MSN在线沟通软件、国外的ICQ软件、国内腾讯公司的QQ聊天软件等，它们通过网络实现了文字语音信息的在线实时互动沟通模式，类似于电话沟通方式，只要通信双方同时在线，即可实现在线聊天，同时区别与电话沟通语音信息的限制，以实现图片、视频等多媒体信息的互动传输。基于计算机网络的全范围、全天候、全时刻的通信能力，信息沟通软件技术的不断提高，使得各种信息通过网络高速通道即时传递，大大促进了全社会信息的沟通。
（2）资源共享
硬件资源共享。通过网络共享硬件设备，可以减少预算、节约节支。比如一所高校购买一台大型计算机并将其联入校园网内，这样全校所有教师和科研人员都可坐在自己的计算机前，以远程登陆的方式通过校园网来使用这台计算机。既无需为每个院系和研究部门都买上一台大型机，也不必要求每位要用机器的人员都到学校的计算中心去排队使用机器。
软件资源共享。网络上的一些计算机里可能有一些别的计算机上没有但却十分有用的程序，如专用的绘图程序等，用户可通过网络来使用这些软件资源。
数据与信息资源共享。计算机上各种有用的数据和信息资源，通过网络可以快速准确地向其他计算机传送。如电子政务系统中的三大基础数据库：人口数据库、空间地理数据库、宏观经济数据库，其中的信息数据为政府各部门的政务实施所需要，因此通过统一构建这三大数据库，基于网络将其与各政府部门连接，实现数据共享，避免各部门的重复建设，从而大大提高了基础信息的共享程度，极大地降低了电子政务的投入成本。
计算机网络应用的发展将为信息的传输不断提供全新的途径。通过计算机网络可以向全社会提供各种经济信息、科研情报和咨询服务。
（3）分布处理
分布式处理包含资源分布和计算分布两层含义，指通过计算机网络，实现资源的分布存储和计算工作的分布处理。在单机处理时期，计算机部件失效或发生软件故障时，直接会影响工作的实施和重要资料的丢失，但在计算机网络实现后，重要数据资源可以同时存放在多个地点甚至异地存放，网络存储的各个地点的资源互为副本，从而避免了单机失效对业务造成的停滞和资源的损失。另一方面，网络分布处理也解决了单台计算机负载过重，网络服务器拥堵，单机计算能力有限等问题。对于大型综合性计算问题，可以充分利用网络计算技术，先将问题分解为诸多小问题，然后指派给网络中若干台单机进行并行处理，通过网络中多台计算机联合计算，协同工作共同对复杂问题进行求解。这是目前网络技术正式分布处理的典型应用。
总之，计算机网络的功能应用非常广泛，已经渗透到国民经济以及人们日常生活的各个方面。随着各种信息技术的不断产生和发展，基于网络技术，近几年新提出了“智慧地球”、“数字城市”、“物联网”等新兴产业，在应用的广度和深度上进一步推动着计算机网络的应用，以用户体验为核心将是未来网络技术发展的目标。
3.计算机网络的分类
计算机网络通常是按照规模大小和延伸范围来分类的，常见的划分为：局域网（Local Area Network——LAN）、城域网（Metropolitan Area Network——MAN）、广域网（Wide Area Network——WAN）。
局域网是指在一个较小地理范围内的各种计算机网络设备互联在一起的通信网络，可以包含一个或多个子网，通常局限在几千米的范围之内。局域网具有广泛的应用，将基于个人计算机的智能工作站连成局域网可以共享文件和相互协同工作，还可以共享磁盘、打印机等资源，这类网络的优点是联网费用低。
城域网主要是由城域网范围内的各个局域网之间互联而成，满足几十公里范围内的大量企业、机关、公司与社会服务部门的计算机联网需求。
广域网是由相距较远的局域网或城域网互联而成，可以覆盖一个城市、一个国家甚至于全球，实现远距离计算机之间的数据传输和信息共享。互联网可以视为世界上最大的广域网。
另外，按照网络的拓扑结构来划分，可以分为环形网、星形网、总线型网等；按照通信传输的介质来划分，可以分为双绞线网、同轴电缆网、光纤网和卫星网等；按照信号频带占用方式来划分，又可以分为基带网和宽带网。
计算机网络技术在20世纪60年代问世后，曾出现过各种各样的以不同的网络技术组建起来的局域网和广域网。可将各种不同的网络互联起来的解决方案有两个：一是选择一种网络技术，然后以强制方式让所有非使用这种网络技术的组织拆除其原有网络而重新组建新的网络；二是允许各个部门和组织根据各自的需求和经济预算选择自己的网络，然后再寻求一种方法将所有类型的网络互联起来。第一种解决方法听起来要简单易行些，但实际上却是不可能做到的。第二种解决方法就是互联网，实践证明这是一种很好的方法。
4.网络应用的C/S与B/S结构
（1）客户机/服务器模式
客户机/服务器模式（Client/Server）模式，简称C/S模式，这是当前最流行的网络架构形式，也是网络应用的重要方式。从体系架构来看，C/S模式又分为两层和三层模式。
·两层模式
如上图所示，从数据库管理系统的应用来看，在LAN上采用C/S模式，至少应拥有一台数据库服务器，为各台工作站存取公共数据提供后援支持。把应用任务中的程序执行内容划为两部分：与数据库存取有关的部分由数据库服务器承担，与应用的人机界面处理、输入/输出或一部分应用的逻辑功能等有关的部分由客户端、工作站承担。
·三层模式
即客户机—应用服务器—数据库服务器三层。
表示层：客户机实体内驻留用户界面层软件，负责用户与应用之间进行对话的任务。
功能层：应用服务器实体内存放业务逻辑软件，用来响应客户机的请求，完成相应的业务处理或复杂计算任务。
数据层：数据库服务器实体内驻留数据库服务层软件，用来执行应用层发送来的数据库操作任务，任务完成后逐层返回给客户机上的用户。
（2）浏览器/服务器模式
B/S是Browser/Server的缩写，客户机上只要安装一个浏览器（Browser），如Netscape Navigator或Internet Explorer，服务器安装Oracle、Sybase、Informix或SQLServer等数据库。浏览器通过WebServer同数据库进行数据交互。
（3）C/S模式与B/S模式优缺点
C/S的优点是能充分发挥客户端PC的处理能力，很多工作可以在客户端处理后再提交给服务器。对应的优点就是客户端响应速度快。缺点主要有：C/S模式只适用于局域网。而随着互联网的飞速发展，移动办公和分布式办公越来越普及，这需要我们的系统具有扩展性。这种方式远程访问需要专门的技术，同时要对系统进行专门的设计来处理分布式的数据。另外，C/S模式的客户端需要安装专用的客户端软件。首先涉及到安装的工作量，其次任何一台电脑出问题，如病毒、硬件损坏，都需要进行安装或维护。特别是有很多分部或专卖店的情况，不是工作量的问题，而是路程的问题。还有，系统软件升级时，每一台客户机需要重新安装，其维护和升级成本非常高。对客户端的操作系统一般也会有限制。可能适应于Win98，但不能用于win2000或Windows XP，或者不适用于微软新的操作系统等等，更不用说Linux、Unix等。
B/S最大的优点就是可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件。只要有一台能上网的电脑就能使用，客户端零维护。系统的扩展非常容易，只要能上网，再由系统管理员分配一个用户名和密码，就可以使用了。甚至可以在线申请，通过公司内部的安全认证（如CA证书）后，不需要人的参与，系统可以自动分配给用户一个账号进入系统。
【2】物联网
1.物联网的发展背景
1999年在美国召开的移动计算和网络国际会议，首先提出了物联网（Internet of Things）这个概念，MITAuto-ID中心的Ashton教授在研究RFID（射频识别技术）时，提出了结合物品编码、RFID和互联网技术的解决方案。基于互联网、RFID技术、EPC标准，在计算机互联网的基础上，利用射频识别技术、无线数据通信技术等，构造一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网“Internet of things”（简称物联网），这也是在2003年掀起第一轮华夏物联网热潮的基础。传感网是基于感知技术建立起来的网络。中科院早在1999年就启动了传感网的研究，并已取得了一些科研成果，建立了一些适用的传感网。1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议提出了，“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。2003年，美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布《ITU互联网报告2005：物联网》，引用了“物联网”的概念。物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是基于RFID技术的物联网。报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。射频识别技术、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的应用。根据ITU的描述，在物联网时代，通过在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发器，人类在信息与通信世界里将获得一个新的沟通维度，从任何时间任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物和物与物之间的沟通连接。物联网概念的兴起，很大程度上得益于国际电信联盟2005年以物联网为标题的年度互联网报告。
2009年1月28日，奥巴马就任美国总统后，与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”，作为仅有的两名代表之一，IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。当年，美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点；2009年2月24日，2009IBM论坛上，IBM大中华区首席执行官钱大群公布了名为“智慧的地球”的最新策略。此概念一经提出，即得到美国各界的高度关注，甚至有分析认为IBM公司的这一构想极有可能上升至美国的国家战略，并在世界范围内引起轰动。IBM认为，IT产业下一阶段的任务是把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成物联网。在策略发布会上，IBM还提出，如果在基础建设的执行中，植入“智慧”的理念，不仅仅能够在短期内有力的刺激经济、促进就业，而且能够在短时间内为中国打造一个成熟的智慧基础设施平台。IBM希望“智慧的地球”策略能掀起“互联网”浪潮之后的又一次科技产业革命。IBM前首席执行官郭士纳曾提出一个重要的观点，认为计算模式每隔15年发生一次变革。这一判断像摩尔定律一样准确，人们把它称为“十五年周期定律”。1965年前后发生的变革以大型机为标志，1980年前后以个人计算机的普及为标志，而1995年前后则发生了互联网革命。每一次这样的技术变革都引起企业间、产业间甚至国家间竞争格局的重大动荡和变化。而今天，“智慧的地球”战略被认为与当年的“信息高速公路”有许多相似之处，同样被他们认为是振兴经济、确立竞争优势的关键战略。该战略能否掀起如当年互联网革命一样的科技和经济浪潮，不仅为美国关注，更为世界所关注。
2.物联网的定义
物联网的英文名是“Internet of Things（IOT）”，也称为Web of Things，是指通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。
和传统的互联网相比，物联网有其鲜明的特征。首先，它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量及其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。最后，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不用用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。
物联网定义中“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围：①要有相应信息的接收器；②要有数据传输通路；③要有一定的存储功能；④要有CPU；⑤要有操作系统；⑥要有专门的应用程序；⑦要有数据发送器；⑧遵循物联网的通信协议；⑨在世界网络中有可被识别的唯一编号。
基于以上条件将无处不在的末端设备和设施，包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”的，如贴上RFID的各种资产、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”，通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通、应用大集成、以及基于云计算的SaaS营运等模式，在内网、专网、和/或互联网环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。
3.物联网的技术架构
物联网的技术体系框架如下图所示，它包括感知层技术、网络层技术、应用层技术和公共技术。
①感知层
数据采集与感知主要用于采集物理世界中发生的物理事件和数据，包括各类物理量、标识、音频、视频数据。物联网的数据采集涉及传感器、RFID、多媒体信息采集、二维条码和实时定位等技术。传感器网络组网和协同信息处理技术实现传感器、RFID等数据采集技术所获取数据的短距离传输、自组织组网以及多个传感器对数据的协同信息处理过程。
②网络层
实现更加广泛的互联功能，能够把感知到的信息无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送，需要传感器网络与移动通信技术、互联网技术相融合。经过十余年的快速发展，移动通信、互联网等技术已比较成熟，基本能够满足物联网数据传输的需要。
③应用层
应用层主要包含应用支撑平台子层和应用服务子层。其中应用支撑平台子层用于支撑跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、共享、互通的功能。应用服务子层包括智能交通、智能医疗、智能家居、智能物流、智能电力等行业应用。
④公共技术
公共技术不属于物联网技术的某个特定层面，而是与物联网技术架构的三层都有关系，它包括标识与解析、安全技术、网络管理和服务质量（QOS）管理。
4.我国物联网的发展及应用
2009年8月温家宝总理在视察中科院无锡物联网产业研究所时，对于物联网应用也提出了一些看法和要求。自温总理提出“感知中国”以来，物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中国受到了全社会极大的关注，其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比拟的。物联网的概念与其说是一个外来概念，不如说它已经是一个“中国制造”的概念，他的覆盖范围与时俱进，已经超越了1999年Ashton教授和2005年ITU报告所指的范围，物联网已被贴上“中国式”标签。
中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心，是国内目前研究物联网的核心单位。2009年8月7日，温家宝总理在江苏无锡调研时，对微纳传感器研发中心予以高度关注，提出了把传感网络中心设在无锡、辐射全国的想法。温家宝总理指出“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”，“在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展”，“尽快建立中国的传感信息中心，或者叫‘感知中国’中心”。江苏省委省政府接到指示后认真落实总理的要求，热情拥抱“物联网”，突出抓好平台建设和应用示范工作，并迅速形成了研发安全感与产业突破的先发优势。无锡市则作出部署：举全市之力，抢占新一轮科技革命制高点，把无锡建成传感网信息技术的创新高地、人才高地和产业高地。
截至2010年，发改委、工信部等部委正在会同有关部门，在新一代信息技术方面开展研究，以形成支持新一代信息技术的一些新政策措施，从而推动我国经济的发展。物联网在中国迅速崛起得益于我国在物联网方面的几大优势。第一，我国早在1999年就启动了物联网核心传感网技术研究，研发水平处于世界前列；第二，在世界传感网领域，我国是标准主导国之一，专利拥有量高；第三，我国是目前能够实现物联网完整产业链的国家之一；第四，我国无线通信网络和宽带覆盖率高，为物联网的发展提供了坚实的基础设施支持；第五，我国已经成为世界第三大经济体，有较为雄厚的经济实力支持物联网发展。
中国将采取四大措施支持电信运营企业开展物联网技术创新与应用。这些措施包括：
①突破物联网关键核心技术，实现科技创新。同时结合物联网特点，在突破关键共性技术时，研发和推广应用技术，加强行业和领域物联网技术解决方案的研发和公共服务平台建设，以应用技术为支撑突破应用创新。
②制订中国物联网发展规划，全面布局。重点发展高端传感器、MEMS、智能传感器和传感器网节点、传感器网关；超高频RFID、有源RFID和RFID中间件产业等，重点发展物联网相关终端和设备以及软件和信息服务。
③推动典型物联网应用示范，带动发展。通过应用引导和技术研发的互动式发展，带动物联网的产业发展。重点建设传感网在公众服务与重点行业的典型应用示范工程，确立以应用带动产业的发展模式，消除制约传感网规模发展的瓶颈。深度开发物联网采集来的信息资源，提升物联网的应用过程产业链的整体价值。
④加强物联网国际国内标准，保障发展。做好顶层设计，满足产业需要，形成技术创新、标准和知识产权协调互动机制。面向重点业务应用，加强关键技术的研究，建设标准验证、测试和仿真等标准服务平台，加快关键标准的制定、实施和应用。积极参与国际标准制定，整合国内研究力量形成合力，推动国内自主创新研究成果推向国际。
伴随着以蓝牙、Wi-Fi、UWB、ZigBee、RFID等中短距离无线技术正日益走向成熟，应用步伐不断加快，各种无线通信技术在自动化控制和家庭信息化领域扮演越来越重要的角色，并成为当前物联网发展的基石。目前中国物联网的发展已经与应用紧密的结合在一起。例如北京的智能交通系统就已经在传感器的布设方面投入了很大的资源，2008年北京奥运会期间使用了射频识别（RFID）门票，北京水务系统使用了传感器等。在安防应用上，上海浦东国际机场防入侵系统率先应用物联网传感器产品，系统铺设了3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空探测，可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。上海世博会也与无锡传感网中心签下订单，购买防入侵微纳传感网1500万元产品。在智能交通方面，基于物联网的智能交通系统（ITS）是利用现代信息技术为核心，利用先进的通讯、计算机、自动控制、传感器技术，实现对交通的实时控制与指挥管理。交通信息采集被认为是ITS的关键子系统，是发展ITS的基础，成为交通智能化的前提。无论是交通控制还是交通违章管理系统，都涉及交通动态信息的采集，交通动态信息采集也就成为交通智能化的首要任务。2010年6月18日，我国首家高铁物联网技术应用中心在苏州科技城投入使用，该中心将为高铁物联网产业发展提供科技支撑。高铁物联网作为物联网产业中投资规模最大、市场前景最好的产业之一，正在改变人类的生产和生活方式。据中心工作人员介绍，以往购票、检票的单调方式，将在这里升级为人性化、多样化的新体验。刷卡购票、手机购票、电话购票等新技术的集成使用，让旅客可以摆脱拥挤的车站购票；与地铁类似的检票方式，则可实现持有不同票据旅客的快速通行。工作人员表示，为应对中国巨大的铁路客运量，该中心研发了目前世界上最大的票务系统，每年可处理30亿人次，而目前全球在用系统的最大极限是5亿人次。物联技术也逐渐应用于社会生活方面，海尔推出了物联网冰箱，小天鹅推出了物联网洗衣机，美的也在上海世博会上展示了全套的物联网家电产品，运营商也纷纷推出了基于家庭的无线计划。通过满足市场需求，来开发出具体的物联网应用，是发展物联网最有效的方式。
在我国“十二五”规划中，“物联网”被正式列为国家重点发展的五大战略性新兴产业之一。未来物联网将把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，在绿色农业、工业监控、公共安全、城市管理、远程医疗、智能家居、智能交通、环境监测等领域获得广泛应用。相信本届中国无线世界暨物联网大会的召开，不但能为中国金融财经、汽车制造、电子政务、安防监控、医疗卫生、石油化工等领域的应用指明价值源，更能引领行业“物联网”时代的未来！
2节数据库技术
【1】数据库技术概述
1.数据管理技术的发展阶段
数据库技术产生于20世纪60年代末，是数据管理的技术之一。数据管理指的是如何对数据进行分类、组织、储存、检索及维护。这里所说的数据，不仅是指数字，还包括文字、图形、图像、声音等。凡是计算机中用来描述事物的记录，统称为数据。随着计算机软硬件的发展，数据管理技术不断地完善，经历了如下三个阶段：人工管理阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段。
（1）人工管理阶段
20世纪50年代中期以前，计算机主要用于科学计算。那时的计算机硬件方面，外存只有卡片、纸带及磁带，没有磁盘等直接存取的存储设备；软件方面，只有汇编语言，没有操作系统和高级语言，更没有管理数据的软件；数据处理的方式是批处理。这些决定了当时的数据管理只能依赖人工来进行。
人工管理阶段的特点是：
①数据不进行保存。当时的计算机主要用于科学计算，一个程序对应一组数据。在计算某一问题时，把程序和对应的数据装入，计算完就退出，没有将数据长期保存的必要。
②没有专门的数据管理软件。数据需要由应用程序自己管理，因此应用程序的设计不仅要考虑数据的逻辑结构，还要考虑数据的物理结构，比如存储结构、存取方法、输入输出方式等等。一旦存储结构发生变化，应用程序也要做相应的修改，程序员的负担非常重，数据的独立性也很差。
③数据面向应用。一组数据对应一个程序。倘若多个程序使用相同的数据，必须各自定义，不能共享。所以程序之间存在大量的数据冗余。
④只有程序的概念，基本上没有文件的概念。
（2）文件系统阶段
20世纪50年代末到60年代中期，随着科学技术的进步，计算机技术有了很大提高，计算机的应用范围也不断扩大，不仅用于科学计算，还大量用于管理。这时的计算机硬件已经有了磁盘等直接存取的外存设备，软件则有了操作系统，操作系统的文件系统就是专门用于数据管理的软件，处理方式不仅有批处理，还增加量联机实时处理。文件系统阶段的特点是：
①数据可以长期保存在磁盘上，用户可以反复对文件进行查询、修改、插入和删除等操作。
②文件系统提供了数据与程序之间的存取方法。应用程序和数据有了一定的独立性。数据物理结构的改变也不一定反映在程序上，大大减轻了程序员的负担。
③数据冗余量大。文件系统中，文件仍然是面向应用的，一个文件基本上对应于一个应用程序。即使多个程序使用了一部分相同的数据，也必须建立各自的文件，不能对数据项进行共享，因此数据冗余大，存储空间浪费。由于数据可能有多个副本，对其中之一进行修改时还容易造成数据的不一致性。
④文件之间缺乏联系，相互孤立，仍然不能反映现实世界各种事物之间错综复杂的联系。
（3）数据库系统阶段
20世纪60年代末以来，计算机的应用更为广泛，用于数据管理的规模也更为庞大，由此带来数据量的急剧膨胀。计算机磁盘技术有了很大的发展，出现了大容量的磁盘。在处理方式上，联机实时处理的要求也越来越多。种种变化都促进了数据管理手段的进步，数据库技术应运而生。
相对于前述两个阶段，数据库系统的特点是：
①数据的结构化
在文件系统阶段，只考虑了同一文件记录内部数据项之间的联系，而不同文件的记录之间是没有联系的，也就是说，从整体上看数据是无结构的。如上一节所述，这样的文件是有局限性的，不能反映现实世界各种事物之间错综复杂的联系。在数据库系统中，实现了整体数据的结构化，把文件系统中简单的记录结构变成了记录和记录之间的联系所构成的结构化数据。在描述数据的时候，不仅要描述数据本身，还要描述数据之间的联系。数据之间的联系通过存取路径来实现，把相关的数据有机地组织在一起。
②数据共享性好
对各个应用程序所需的不同数据，在数据库中只在一处存放，在存取时，根据不同应用程序的不同需要进行相关数据项的组合抽取，从而既满足了各个应用程序的不同需要，同时使存储的数据项基本上没有重复，数据的冗余量为最小。
③数据独立性好
数据库系统有三层结构：用户（局部）数据的逻辑结构、整体数据的逻辑结构和数据的物理结构。在这三层结构之间数据库系统提供了两层映像功能。首先是用户数据逻辑结构和整体数据逻辑结构之间的映像，这一映像保证了数据的逻辑独立性：即当数据库的整体逻辑结构发生变化时，通过修改这层映像可使局部的逻辑结构不受影响，因此不必修改应用程序。另外一层映像是整体逻辑结构和数据物理结构之间的映像，它保证了数据的物理独立性：当数据的存储结构发生变化时，通过修改这层映像可使数据的逻辑结构不受影响，从而应用程序同样不必修改。通过三层结构两层映像，实现了数据和程序的分离，从根本上解决了程序修改时必须修改数据格式或结构的结症，同样数据更新同样实现程序的零修改，大大提高了系统兼容性及更新的工作效率。
④数据存取粒度小
文件系统中，数据存取的最小单位是记录；而在数据库系统中，数据存取的最小单位可以小到记录中的某个数据项。因此，数据库中数据存取的方式非常灵活，便于对数据的管理。
⑤数据库管理系统（DBMS）
DBMS能够实现数据的统一管理和控制，不仅有最基本的添加、删除、插入等数据管理功能，还有如下的数据控制功能：
·数据的完整性：保证数据的正确性，要求数据在一定的取值范围内或相互之间满足一定的关系。例如考试成绩限制在0分到100分之间，性别限制为男、女。
·数据的安全性：通过权限设置，让每个用户根据自身的权限在被指定的数据访问范围内访问数据，防止不合法地使用数据，造成数据破坏和丢失的不良后果。例如学生用户对于课程的成绩操作，只能查询自己的成绩而不能查询别人的成绩，同时只能查看而不许修改。
·并发控制：对多用户的并发操作加以协调和控制，防止多个进程同时存取、修改数据库中的数据时发生冲突、造成错误。比如在学生选课系统中，某门课只剩下最后一个名额，但有两个学生在两台选课终端上同时发出了选这门课的请求，必须采取某种措施，确保两名学生不能同时拥有这最后的一个名额。
·数据库的恢复：当数据库系统出现硬件软件的故障或者遇上误操作时，DBMS应该有能力把数据库恢复到最近某个时刻的正确状态上来。
⑥为用户提供了友好的接口
用户可以使用交互式的命令语言，如SQL（structured query language，结构化查询语言）语言，对数据库进行操作；也可以把普通的高级语言（如C++语言等）和SQL语言结合起来，从而把对数据库的访问和对数据的处理有机地结合在一起。总而言之，用户可以很方便地对数据进行管理。
2.数据库技术相关术语
·数据：在计算机领域内，数据（data）这个概念已经不局限于普通意义上的数字，还包括文字、图形、图像、声音等等。凡是计算机中用来描述事物的记录，都可以统称为数据。
·数据库技术：研究数据库的结构、存储、设计、管理和使用的一门软件学科。
·数据库（DB）：是存储在一起的相关数据的集合。DB能为各种用户共享，具有最小冗余度，数据间联系密切，而又有较高的程序与数据的独立性。
·数据库管理系统（DBMS）：DBMS是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，为用户或应用程序提供访问DB的方法，包括DB的建立、查询、更新及各种数据控制。DBMS可分为层次型、网状型、关系型、面向对象型。
数据库系统（DBS）：即是采用了数据库技术的计算机系统，是实现有组织地、动态存储大量关联数据，方便多用户访问的计算机软件、硬件和数据资源而组成的系统。
·分布式数据库系统（DDBMS）：分布式数据库系统，就是物理上分散而逻辑上集中的数据库系统。分布式数据库系统使用计算机网络将地理位置分散而管理和控制又需要不同程度集中的多个逻辑单位（通常是集中式数据库系统）连按起来，共同组成一个统一的数据库系统。因此，分布式数据库系统可以看成是计算机网络与数据库系统的有机结合。在分布式数据库系统中，被计算机网络连接的每个逻辑单位是能够独立工作的计算机，这些计算机称为站点〔Site）或场地。也称为结点（node）所谓地理位置上分散是指各站点分散在不同的地方，大可以到不同国家，小可以仅指同一建筑物中的不同位置。听谓逻辑上集中是指各站点之间不是互不相关的，它们是一个逻辑整体，并由一个统一的数据库管理系统进行管理。
·数据仓库（Data Warehouse）：数据仓库是一个面向主题的（Subject Oriented）、集成的（Integrate）、相对稳定的（Non-Volatile）、反映历史变化（Time Variant）的数据集合，用于支持管理决策。
主题，是指用户使用数据仓库进行决策时所关心的重点方面，如：收入、客户、销售渠道等；所谓面向主题，是指数据仓库内的信息是按主题进行组织的，而不是像业务支撑系统那样是按照业务功能进行组织的。集成的，是指数据仓库中的信息不是从各个业务系统中简单抽取出来的，而是经过一系列加工、整理和汇总的过程，因此数据仓库中的信息是关于整个企业的一致的全局信息。相对稳定的，是指一旦某个数据进入数据仓库以后，一般很少进行修改，更多的是对信息进行查询操作。反映历史变化的，是指数据仓库内的信息并不只是反映企业当前的状态，而是记录了从过去某一时点到当前各个阶段的信息。通过这些信息，可以对企业的发展历程和未来趋势做出定量分析和预测。
数据仓库的重点与要求是能够准确、安全、可靠地从数据库中取出数据，经过加工转换成有规律信息之后，再供管理人员进行分析使用。数据仓库主要是应用于决策支持系统，其主要目的是“提取”信息并加以扩展，用来进行处理基于数据仓库的决策支持系统（DSS）的应用。
·决策支持系统（decision support system，DSS）：是辅助决策者通过数据、模型和知识，以人机交互方式进行半结构化或非结构化决策的计算机应用系统。它是管理信息系统向更高一级发展而产生的先进信息管理系统。它为决策者提供分析问题、建立模型、模拟决策过程和方案的环境，调用各种信息资源和分析工具，帮助决策者提高决策水平和质量。基于数据仓库的决策支持系统（DSS）由三个部件组成：数据仓库技术（Data warehousing），联机分析处理技术（OLAP，On—Line Analytical Processing），数据挖掘技术（Data Mining）。下面解释并区分相关的两个概念：
OLTP（On-Line Transaction Processing）：即联机事务处理，也称为面向交易的处理系统，其基本特征是顾客的原始数据可以立即传送到计算中心进行处理，并在很短的时间内给出处理结果。主要是执行基本的、日常的事务处理，比如在银行存取一笔款，就是一个事务交易。
OLAP（On-Line Analytical Processing）：即联机分析处理。使分析人员、管理人员或执行人员能够从多种角度对从原始数据中转化出来的、能够真正为用户所理解的、并真实反映企业特性的信息进行快速、一致、交互地存取，从而获得对数据的更深入了解的一类软件技术。OLAP的目标是满足决策支持或多维环境特定的查询和报表需求。
·数据挖掘技术（Data Mining）：数据挖掘是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程。数据挖掘可以看成是一种数据搜寻过程，它不必预先假设或提出问题，但是仍能找到那些非预期的却令人关注的信息，这些信息表示了数据元素的关系和模式。它能挖掘出数据键潜在的模式（pattern），找出最有价值的信息和知识（knowledge）。指导商业行为或辅助科学研究。研究对象是大规模和超大规模的数据集合。
3.数据模型
数据模型：为了用计算机处理现实世界中的具体事物，往往要对客观事物加以抽象，提取主要特征，归纳形成一个简单清晰的轮廓，从而使复杂的问题变得易于处理，这就是“建模”——建立模型的概念。数据模型就是一种对客观事物抽象化的表现形式。数据模型是严格定义的概念的集合，数据库的数据模型应包括数据结构（指对实体类型和实体之间联系的表达和实现）、数据操作（指对数据库的检索和更新两大类操作）和完整性约束（给出数据及其所具有的制约合依赖规则）3个部分。
数据模型的种类很多。目前广泛使用的数据模型可分为两种：概念数据模型和结构数据模型。
（1）概念数据模型
这是一种独立于任何计算机系统的模型，完全不涉及信息在计算机系统中的表示，用于建立信息世界的数据模型，是现实世界的第一层抽象，是用户和数据库设计人员进行交流的工具，其中最著名的模型是“实体联系模型”（ER模型）。ER模型直接从现实世界中抽取出实体类型及实体间联系图（ER图）表示数据模型。一般遇到实际问题时，总是先设计一个ER模型，然后再把ER模型转换成与DBMS关联的数据模型。
（2）结构数据模型
结构数据模型是直接面向数据库的逻辑数据结构，通常有一组严格定义了语法和语义的数据库语言，用来定义、操纵数据库中的数据。其主要有层次、网状、关系模型三种。
·层次模型：用树型（层次）结构表示实体类型及实体之间联系的数据模型称为层次模型。层次结构是一棵树，树的结点是记录类型，非根结点有且只有一个父结点。上一层记录类型和下一层记录类型的联系是1：M联系。
·网状模型：用从结构（网络结构）表示实体类型及实体间联系的数据模型称为网状模型。记录之间的联系通过指针实现，M：N联系容易实现（一个M：N联系可拆成两个1：M联系），查询效率高。
·关系模型：用规范化了的二维表格结构表示实体集，用键表示实体间联系。通常是若干个关系模型组成的集合。
其中层次模型和网状模型统称为非关系模型。非关系模型的数据库系统在20世纪70年代至80年代初非常流行，在数据库系统产品中占据了主导地位，现在已逐渐被关系模型的数据库系统取代，但在美国等一些国家里，由于早期开发的应用系统都是基于层次数据库或网状数据库系统的，因此目前仍有不少层次数据库或网状数据库系统在继续使用。20世纪80年代以来，面向对象的方法和技术在计算机各个领域，包括程序设计语言、软件工程、信息系统设计、计算机硬件设计等各方面都产生了深远的影响，也促进数据库中面向对象数据模型的研究和发展。本书主要介绍基于关系模型的关系数据库系统。
【2】关系数据库系统
1970年，美国IBM公司的TedCodd发表了一篇著名的论文，文中首次提出了关系数据库的概念。在此以前，先后出现过层次数据库系统和网状数据库系统，这两种数据库目前仍有少量应用，但关系数据库早已占据了主导地位。
1.关系的概念
所谓关系，就是一张表。表的各列以属性开始，属性是列的入口。例下表是一个名为“学生信息登记表”的关系，记录的是学生的相关信息，包括学生的学号、姓名、性别、年龄、所属院系、年级。
【学生信息登记表】
学号：96001，姓名：王鹏，性别：男，年龄：18，系名：计算机，年级：96；
学号：96005，姓名：张志芳，性别：女，年龄：18，系名：国际金融，年级：96；
学号：96053，姓名：刘丽，性别：女，年龄：19，系名：经济学，年级：96；
学号：94034，姓名：张勇，性别：男，年龄：21，系名：行政管理，年级：94。
表头是六个属性：学号、姓名、性别、年龄、系名、年级。属性下面的每一行，称为一个元组。这个例子给出了四个具体的元组，其他的元组都省略了，每个元组对应了一个学生的信息。第1个元组对应了学号为96001的学生，学生姓名是“王鹏”，系名是“计算机”；第2个元组对应了学号为96005的学生，姓名是“张志芳”，系名是“国际金融”。
如果根据关系中的某个属性或属性集能惟一确定一个元组，则把这个属性（集）称为关系的键码。在上面的例子中规定，在为学生编排学号时，不同学生的学号是唯一的，那么可以根据学号这个属性惟一确定一个元组。例如给出学号“94034”，就能确定这是学生张勇的记录，因此学号是“学生信息登记表”关系的键码。反之，不可避免会出现至少有两个学生姓名可能重名，因此“姓名”这个属性就不能成为“学生信息登记表”关系的键码。
属性是有一定的取值范围的。上例中可以规定年龄的取值范围是14—38之间的整数；性别的取值只能是“男”或“女”等。属性的取值范围又叫做属性的域。
2.关系模型
关系数据库中的数据以“关系”的形式表示，也就是以二维表的形式表示，其数据模型就是所谓的关系模型。在关系模型中，无论是从客观事物中抽象出的实体，还是实体之间的联系，都用单一的结构类型——关系来表示。在对关系进行各种处理之后，得到的还是关系——一张新的二维表。由于关系模型中数据结构简单清晰，概念单一，易学易用，深受用户喜爱。
关系模型是目前最重要的一种数据模型。关系数据库系统采用关系模型作为数据的组织方式。1970年美国IBM公司SanJose研究室的研究员E.F.Codd首次提出了数据库系统的关系模型，开创了数据库关系方法和关系数据理论的研究，为数据库技术奠定了理论基础。由于E.F.Codd的杰出工作，他于1981年获得ACM图灵奖。20世纪80年代以来，计算机厂商新推出的数据库管理系统几乎都支持关系模型，非关系系统的产品也大都加上了关系接口。数据库领域当前的研究工作也都是以关系方法为墓础。关系模型与以往的模型不同，它是建立在严格的数学概念的基础上的。在用户观点下，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。模型中的相关概念如下：
元组：表中的一行即为一个元组；
属性：表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即属性名。如上表有六列，对应六个属性（学号、姓名、性别、年龄、系名、年级）；
主码：表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组，上表中的学号，可以唯一确定一个学生，也就成为本关系的主码；
域：属性的取值范围，如人的年龄一般在1—150岁之间，大学生年龄属性的域是14—38岁之间，性别的域是（男，女），系别的域是一个学校所有系名的集合；
分量：元组中的一个属性值；
关系模式：对关系的描述，一般表示为：
关系名（属性1，属性2，…属性n）
//例如上面的关系可描述为：
学生（学号，姓名，性别，年龄，系名，年级）
在关系模型中，实体以及实体间的联系都是用关系来表示。例如学生、课程、学生与课程之间的多对多联系在关系模型中可以如下表示：
学生（学号，姓名，性别，年龄，系名，年级）
课程（课程号，课程名，学分）
选修（学号，课程号，成绩）
关系模型要求关系必须是规范化的，即要求关系必须满足一定的规范条件，这些规范条件中最基本的一条就是，关系的每一个分项必须是一个不可分的数据项，也就是说，不允许表中还有表。
关系数据模型的操作主要包括查询、插入、删除和修改数据。这些操作必须满足关系的完整性约束条件。关系的完整性约束条件包括三大类：实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。关系模型中的数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系，即若干元组的集合，而不像非关系模型中那样是单记录的操作方式。另一方面，关系模型把存取路径向用户隐蔽起来，用户只要指出“干什么”或“找什么”，不必详细说明“怎么干”或“怎么找”，从而大大地提高了数据的独立性，提高了用户生产率。
关系数据模型具有下列优点：
·关系模型与非关系模型不同，它是建立在严格的数学概念的基础上的。
·关系模型的概念单一无论实体还是实体之间的联系都用关系表示。对数据的检索结果也是关系（即表）。所以其数据结构简单、清晰，用户易懂易用。
·关系模型的存取路径对用户透明，从而具有更高的戮据独立性、更好的安全保密性，也简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作。
3.关系数据库系统
关系数据库系统就是以关系模型为基础的数据库系统。由于关系模型有严格的数学基础，而且简单清晰，便于理解和使用。因此，关系数据库系统推出以后，迅速得到推广应用，目前已在数据库系统中占统治地位。国外大公司推出的关系数据库产品主要有：微软公司的Access，MS SQL Server，Oracle公司的Oracle，IBM公司的DB2 Universal Database等。
Access数据库
美国Microsoft公司于1994年推出的微机数据库管理系统。它具有界面友好、易学易用、开发简单、接口灵活等特点，是典型的新一代桌面数据库管理系统。其主要特点如下：
（1）完善地管理各种数据库对象，具有强大的数据组织、用户管理、安全检查等功能。
（2）强大的数据处理功能，在一个工作组级别的网络环境中，使用Access开发的多用户数据库管理系统具有传统的XBASE（DBASE、FoxBASE的统称）数据库系统所无法实现的客户服务器（Client/Server）结构和相应的数据库安全机制，Access具备了许多先进的大型数据库管理系统所具备的特征，如事务处理/出错回滚能力等。
（3）可以方便地生成各种数据对象，利用存储的数据建立窗体和报表，可视性好。
（4）作为Office套件的一部分，可以与Office集成，实现无缝连接。
（5）能够利用Web检索和发布数据，实现与Internet的连接。Access主要适用于中小型应用系统，或作为客户机/服务器系统中的客户端数据库。
SQL Server数据库
美国Microsoft公司推出的一种关系型数据库系统。SQL Server是一个可扩展的、高性能的、为分布式客户机/服务器计算所设计的数据库管理系统，实现了与Windows NT的有机结合，提供了基于事务的企业级信息管理系统方案。
其主要特点如下：
（1）高性能设计，可充分利用WindowsNT的优势。
（2）系统管理先进，支持Windows图形化管理工具，支持本地和远程的系统管理和配置。
（3）强大的事务处理功能，采用各种方法保证数据的完整性。
（4）支持对称多处理器结构、存储过程、ODBC，并具有自主的SQL语言。SQL Server以其内置的数据复制功能、强大的管理工具、与Internet的紧密集成和开放的系统结构为广大的用户、开发人员和系统集成商提供了一个出众的数据库平台。
Oracle数据库
美国Oracle公司研制的一种关系型数据库管理系统，是一个协调服务器和用于支持任务决定型应用程序的开放型RDBMS。它可以支持多种不同的硬件和操作系统平台，从台式机到大型和超级计算机，为各种硬件结构提供高度的可伸缩性，支持对称多处理器、群集多处理器、大规模处理器等，并提供广泛的国际语言支持。Oracle是一个多用户系统，能自动从批处理或在线环境的系统故障中恢复运行。系统提供了一个完整的软件开发工具Developer2000，包括交互式应用程序生成器、报表打印软件、字处理软件以及集中式数据字典，用户可以利用这些工具生成自己的应用程序。Oracle以二维表的形式表示数据，并提供了SQL（结构式查询语言），可完成数据查询、操作、定义和控制等基本数据库管理功能。Oracle具有很好的可移植性，通过它的通信功能，微型计算机上的程序可以同小型乃至大型计算机上的Oracle，并且能相互传递数据。另外Oracle还具有与C语言的接电子表格、图形处理等软件。Oracle属于大型数据库系统，主要适用于大、中小型应用系统，或作为客户机/服务器系统中服务器端的数据库系统。
DB2数据库
IBM公司研制的一种关系型数据库系统。DB2主要应用于大型应用系统，具有较好的可伸缩性，可支持从大型机到单用户环境，应用于OS/2、Windows等平台下。DB2提供了高层次的数据利用性、完整性、安全性、可恢复性，以及小规模到大规模应用程序的执行能力，具有与平台无关的基本功能和SQL命令。DB2采用了数据分级技术，能够使大型机数据很方便地下载到LAN数据库服务器，使得客户机/服务器用户和基于LAN的应用程序可以访问大型机数据，并使数据库本地化及远程连接透明化。它以拥有一个非常完备的查询优化器而著称，其外部连接改善了查询性能，并支持多任务并行查询。DB2具有很好的网络支持能力，每个子系统可以连接十几万个分布式用户，可同时激活上千个活动线程，对大型分布式应用系统尤为适用。
3节中间件技术
【1】中间件概述
1.中间件产生的背景
计算机技术迅速发展。从硬件技术看，CPU速度越来越高，处理能力越来越强；从软件技术看，应用程序的规模不断扩大，特别是Internet及WWW的出现，使计算机的应用范围更为广阔，许多应用程序需在网络环境的异构平台上运行。这一切都对新一代的软件开发提出了新的需求。在这种分布异构环境中，通常存在多种硬件系统平台（如PC，工作站，小型机等），在这些硬件平台上又存在各种各样的系统软件（如不同的操作系统、数据库、语言编译器等），以及多种风格各异的用户界面，这些硬件系统平台还可能采用不同的网络协议和网络体系结构连接。如何把这些系统集成起来并开发出新的应用是一个非常现实而困难的问题。为解决分布异构问题，人们提出了中间件的概念。
随着电子政务的发展，以及各级政府之间互通整合的需要，使得我们必须关注系统的伸缩性和可扩展性。而中间件可以支持跨平台操作，为不同操作系统上的应用软件集成提供方便，从而满足政府机关对系统伸缩性和可扩展性的要求。由于以上因素的作用，中间件己经成为企业应用的“新宠”，在各个领域中的整合各种异构平台方面，表现出了超强的能力。总而言之，中间件带给应用系统的，不只是开发的简便、开发周期的缩短，也减少了系统的维护、运行和管理的工作量，还减少了计算机总体费用的投入。
其次，中间件作为新层次的基础软件，其重要作用是将不同时期、在不同操作系统上开发的应用软件集成起来，彼此像一个天衣无缝的整体协调工作，这是操作系统、数据库管理系统本身做不了的。中间件的这一作用，使得在技术不断更新的情况下，我们以往在过去技术上编辑的应用软件仍然物有所用，使新旧系统彼此兼容，从而节约了大量的人力、财力投入。
经过十几年的发展，已出现应用服务器中间件、消息中间件、对象中间件、数据访问中间件等多种中间件类型，成为设计分布式系统时不可缺少的基础软件。现在，中间件己经成为一项软件核心技术，中间件并同操作系统、数据库一起并称为三大基础软件，几乎所有的软件新技术都与之有关。
2.中间件的定义
中间件，英文名称是Middleware，这个名词是IBM公司于1994年提出的，是基础软件的一大类，属于可复用软件的范畴。在众多关于中间件的定义中，比较普遍被接受的是国际数据公司IDC表述的：中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源，中间件是位于客户机或服务器的操作系统之上，管理计算资源和网络通信。
IDC对中间件的定义表明，中间件是一类软件，而非一种软件；中间件不仅仅实现互连，还要实现应用之间的互操作；中间件是基于分布式处理的软件，最突出的特点是其网络通信功能。对于应用软件开发来说，中间件远比操作系统和网络服务更为重要。中间件提供的程序接口定义了一个相对稳定的高层应用环境，不管底层计算机硬件和系统软件如何更新换代，只要将中间件更新，并保持中间件对外的接口不变，应用软件几乎就不需任何改动，从而保护了应用软件开发和维护重大投资。
从软件系统的角度来看，中间件是处于应用软件和系统软件之间的一类软件。它主要是在分布式系统中用来帮助管理各种复杂的异构的成分，并且提供了一个贯穿于分布式系统中的通用的应用抽象。与操作系统提供的应用程序接口相比，中间件提供的是一种更高层的应用抽象，而且中间件的使用，很明显地减少了应用程序的负担。中间件框架的实施可以掩盖分布式系统中必须处理的各种异构问题，与在一个没有操作系统的裸机上进行编程的困难程度相比，不使用中间件而去设计和实施一个分布式系统将更为困难，尤其是在异构操作系统的环境中。
3.中间件的特点
中间件屏蔽了底层操作系统，使程序开发人员使用一个简单而统一的开发环境，减少程序设计的复杂性，将注意力集中在自己的业务上，不必再为程序在不同系统软件上的移植而重复工作，从而大大减少了技术上的负担。具体来说，中间件作为新层次的基础软件，具有如下的一些特点：
（1）易于集成
中间件能无缝地接入应用开发环境中，应用程序可以很容易地定位和共享中间件提供的应用逻辑和数据。
（2）易于移植
中间件与平台有关的细节对于应用程序是透明的，因此可以在不改变应用程序代码的情况下改换计算机底层硬件、操作系统和通信协议。
（3）易于升级和维护
中间件实现的功能对于应用程序是透明的，所以可以对局部进行改进而不影响系统的其他部分。
（4）高可靠性
中间件是可靠的，它提供接管和恢复功能，保证事务及关键性业务不被丢失。
（5）易于使用
中间件能和同构或者异构环境下的多种数据源通信，同时能管理数据间的公共逻辑约束。
4.中间件的分类
中间件可以分为两大类：一类是底层中间件，用于支撑单个应用系统或解决一类问题，包括交易中间件、应用服务中间件、数据访问中间件、过程调用中间件、消息中间件、对象中间件、安全中间件等；另一类是高层中间件，更多的用于系统整合，包括企业应用集成中间件、工作流中间件、门户中间件等，它们通常会与多个应用系统打交道，在系统中的层次较高，并大多基于前一类底层中间件运行。这里根据中间件采用的技术不同，大致划分为以下几种：
面向消息中间件（MOM，Message Oriented Middleware）：面向消息的中间件能够在客户和服务器之间提供同步和异步的连接，并且在任何时刻都可以将消息进行传送或者存储转发。这两项功能都是建立在消息队列（message queue）这一关键技术的基础上的。另外消息中间件不会占用大量的网络带宽，可以跟踪事务，并且通过将事务存储到磁盘上实现网络故障时系统的恢复。消息中间件适用于需要在多个进程之间进行可靠的数据传送的分布式环境。
事务处理中间件（TPM，Transaction Processing Monitor）：与其他的中间件不同，事务处理中间件更加注重分布式事务的处理。这种中间件广泛地应用于数据管理、银行转账、定点分发等大型、分布式应用中，这些应用对物理上分散的节点之间的数据一致性有着很高的要求。TPM是针对复杂环境下分布式应用的速度和可靠性要求而实现的。它对外提供了事务处理的API，程序开发人员可以使用这个程序接口编写高速、可靠、基于事务处理的分布式应用程序。
面向对象的中间件（OOM，Object Oriented Middleware）：随着面向对象技术的发展，出现了面向对象的中间件。对象请求代理（ORB，Object Request Broker）就是其中的一个典型例子，它可以看作具有与位置、协议和平台无关的中间件的特性。从管理和封装的模式上看，ORB和RPC有类似之处，不过ORB可以包含比RPC和消息中间件更复杂的信息，并且可以适用于非结构化的或者非关系型的数据。
【2】中间件在电子政务中的应用
2001年中间件在电子商务中开始应用，首先在电信行业全面启动，金融行业应用更加集中。中国软件产业也由于中间件产业的带动而从应用软件开发扩展到基础软件领域。2002年，随着电子政务的开展，公安、税务、交通、电力、社会保险、石化等行业中间件的应用迅速增长。电子政务系统所涵盖的业务及范围十分广泛，因而涉及的技术要求很高，需要考虑的方方面面的问题很多。值得注意的是，要使电子政务应用系统取得成功，关键是需要一个坚实的基础。过去的应用系统只注意了眼前的应用开发实现，而忽视了应用系统的发展所带来的性能问题、稳定性和健壮性问题、伸缩性问题、不同应用系统间的互联问题以及向更新的技术手段迁移等问题，因而导致了升级、扩容、改造频繁，不断补丁，破坏了原有应用系统的整体和层次架构，最终走入困境。所以在建立电子政务平台时，一定要充分考虑好系统延续发展问题，结合现有的实际情况，充分利用现有先进技术手段，提前为应用的未来做准备，做到应用系统结构层次清晰，兼顾原有遗留应用系统和新兴的技术应用，同时要保障新老系统间的无缝整合，这样才可以保障电子政务平台有序、稳步、健康地发展。
电子政务系统技术构架的选择是非常重要的。一般来说，构建省市级的政务系统需要具备以下特征：支持多层构架，表示层、业务层、数据库访问层分开；支持B/S和C/S两种结构的应用程序；独立于特定的硬件平台和操作系统；支持各种类型的数据库管理系统；良好的安全性；分布式事务功能；支持消息服务；支持组件化开发；支持集群和失效转移，提供良好的可扩展性和容错性；支持XML技术；支持Web Service和EAI等。目前建立的电子政务系统所采用的主要是两种相互竞争的技术构架，一种是Microsoft.NET构架，它是微软公司推出的一个系统构架，功能强大，具有良好扩展性及Windows平台上良好的运行性能。另一种是以J2EE为主的技术构架，它是实现企业级应用有关的各种技术规范的集合，对于跨平台的应用具有天然的优势，是开发可伸缩的、具有负载平衡能力的多层分布式跨平台企业应用的理想平台。在电子政务系统中，中间件的作用是举足轻重的。中间件在电子政务系统中的作用主要体现在以下几个方面：
①异构系统整合作用
在电子政务实施过程中，会遇到大量不同硬件平台、操作系统和应用之间互联互通的问题。中间件可以为应用屏蔽操作系统的处理细节，对不同的网络环境具有极强的适应能力，负责处理异构系统间的数据格式转换，使不同应用间的互联、互通、互操作成为可能，并且能够为应用提供统一的接口模式，使开发人员不必关心异构系统所带来的问题。
②数据通信的效率和可靠性保障
无论在何种业务模式下，保障通信的效率对提高整个业务系统的性能都具有特别的意义。电子政务中的公文流转、信息共享等业务都涉及大量的网络数据通信。中间件负责应用通信通道的建立和维护、数据的传输和校验、故障恢复、断点续传等工作以保障应用数据传输的可靠性。并且中间件在通信时针对不同的网络状况采用相应的流量控制策略，提供压缩功能以保障数据在不同网络带宽下的通信效率。
③系统的伸缩性和安全性
电子政务系统不是一成不变的，随着业务数据量的不断增加，将面对不断增加的业务压力。中间件支持应用系统正常运行下的应用、部门的动态增减、变更，它提供了一种简单快捷的解决方案，只要将多台机器配成服务器组，增加业务处理能力，就可以在多台机器间进行均衡负载的工作以适应不断变化的业务需要。中间件提供多个层面的安全功能，在通信双方可以进行合法性认证以防止非法程序使用；可以对用户进行合法性检查；对传输数据可以进行加密以防止数据失窃。
④系统开发和维护管理简单方便
要保障电子政务项目的顺利进行，需要使开发工作标准、清晰、简单有层次，把应用开发从烦琐的异构处理、故障恢复、效率保障等工作中解放出来，专注于业务的开发。中间件正是这种能够使应用程序专职于业务，而自身把其他应用系统的需求独立承担起来的产品。电子政务系统涉及的地理范围广，为了方便对应用和系统的监控管理，可以采用中间件的统一管理工具，在专门的管理机上由专人来进行统一的管理和维护，而且整个管理工作非常简单，界面也非常友好。
4节XML技术
【1】XML定义及产生背景
XML（eXtensible Markup Language，可扩展标记语言）是一套定义语义标记的规则，这些标记将文档分成许多部件并对这些部件加以标识。它也是元标记语言，用于定义其他与特定领域有关的、语义的、结构化的标记语言的句法语言。
XML同HTML一样，都来自标准通用标记语言SGML（Standard Generalized Markup Language）。早在Web出现之前，SGML就已存在。正如它的名称所言，SGML是一种用标记来描述文档资料的通用语言，它包含了一系列的文档类型定义（DTD），DTD中定义了标记的含义，因此SGML是可扩展的，用户可根据自己的需要，自定义适合文档所需要的标记。由于SGML十分庞大，既不容易学，又不容易使用，在计算机上实现也很困难，因此Web的发明者1989年提出了HTML语言。HTML语言只使用了SGML中很小一部分标记，同时为便于在计算机上实现，HTML规定的标记是固定的，即HTML的语法是不可扩展的，没有包含DTD。正是由于HTML的简单性，使Web技术从计算机界走向千家万户，使得网络的发展如日中天。近年来，随着Web的应用越来越广泛和深入，人们觉得HTML不够用了，HTML过于简单的语法严重地阻碍了用它来表现复杂的形式。于是Web标准化组织W3C推出了XML语言，希望能够取SGML之长，补HTML之短，实现了以下10个目标：
·能够直接应用于Internet
·能被各式应用软件使用
·能与SGML兼容
·能轻易发展XML的相关软件
·能简化SGML
·文件可读性高
·规范能尽快完成
·规范必须简洁
·文件易于建立
·语法不可模糊不清
XML是一种类似于HTML（Hyper Text Markup Language）且被设计用来描述数据的语言。XML的开发目的就是为弥补HTML作为web设计语言的不足。HTML中有一个大问题就是它的标记（Tag）集合是固定的，用户不能新增有意义的、能供其他人使用的Tag，无法表现出不同的语义，故数据源中丰富的信息得不到一种统一的表示，而XML却能完全胜任这份工作。XML要比HTML强大得多，它不再是固定的标记，而是允许定义数量不限的标记来描述文档中的资料，允许嵌套的信息结构。HTML只是Web显示数据的通用方法，而XML提供了一个直接处理Web数据的通用方法。HTML着重描述Web页面的显示格式，而XML着重描述的是Web页面的内容。同时，它是一种平台之间互相独立的信息技术，这便于制定信息语义的结构。利用这些特性，可以将不同数据库中的数据根据用户需要，制定意义明确的Tag，方便了同一组数据的重复利用。同时，由于对XML文档操作的过程具有跨平台的特性，数据库间的数据交换也具有了较强的独立性。
不同数据库间的数据共享的交换格式转换，是长期以来一直困扰数据库应用开发人员的问题。每种数据库都有自己特定的数据表示格式，为了数据的备份和转出，也都各自定义了一套数据的加载和卸载方法。但是，当一种数据库的数据要加载到另一种数据库中时，由于互不相同的数据格式和数据运行的操作系统平台而导致加载非常困难。人们解决这种问题通常的方法是自己定义一套特定的数据格式，将源数据库中的数据先以自己的格式卸载出来，然后再将这些数据加载到目的数据库中。这种方法没有统一的标准，同时，为了迅速完成自己的任务，对数据格式的定义通常是不规范的，基本上没有重用性。因此，造成了许多不必要的数据交换工具的低级重用开发，也导致了许多本来可以协调工作的软件由于数据格式的不统一而无法得到充分利用。通过XML语言完成各种数据库之间的数据转换，成为当前电子政务系统建设中不可缺少的技术。
【2】XML相关概念和技术
1.定义XML的结构——DTD，XML Schema
（1）DTD的概念
DTD定义的是一类文件的结构，使用正式的语法来定义XML文档的结构和允许值，保存了由设计者添加的、用于扩展XML核心规则的部分，并创建用来描述某些问题或状态的词汇表。其优点是：首先，通过创建DTD，能够正式而精确地定义词汇表。解析器可以利用DTD验证文档实例的有效性；其次，XML创作工具也可以通过类似的方法使用DTD，可以根据DTD中说明的结构规则，允许用户在文档中添加DTD允许的元素或属性。缺点是：首先，DTD使用自己的一套语法，与文档实例的语法截然不同，妨碍了利用DTD验证文档的有效性及将相应领域的信息传达给编程人员。应用程序无法了解DTD中的声明及其结构；其次，解析器没有动态创建DTD，解析器还不能根据情况动态创建DTD；再者，DTD是一种封闭的结构，当需要从其他DTD借用声明或结构时，DTD就有些局限性；另外，在数据类型信息方面也存在一定缺憾，不能将某些值表示为需要的简单类型进行恰当的操作。
（2）XML Schema的概念
尽管XMLI.0提供了一种机制（即DTD）来规范XML中标签的使用规则，但XML文档处理的自动化却要求有一种更为严格、更为全面的解决方案。这方面的需求包括：如何使一个应用程序的不同模块间能够互相协调及对文档结构、属性、数据类型等的约束等。Schema也是XML的一种应用，是将DTD重新用XML语言规范来定义。充分体现XML自描述性的优点。
2.显示XML——XSL，XSLT
样式表（Style Sheet）是一种专门描述结构文档表现方式的文档，既可以描述这些文档如何在屏幕上显示，也可以描述它们的打印效果，声音效果。样式表一般不包含在XML文档内部，而以独立的文档方式存在。与HTML描述数据显示方式的传统方法相比，样式表有许多突出的优点：
（1）表达效果丰富
目前，样式表支持文字和图像的精确定位、三维层技术以及交互操作等，对于文档的表现力远远超过HTML中的标记。样式表的标准规范独立于其他结构文档的规范，当需要实现更丰富的表达效果时，修改样式表规范即可，不会牵涉到原始的XMI文档内容。
（2）文档体积小
在实际应用中，常常给相同名称标记下的内容，定义相同的表现方式。使用传统的方法需要在每个标记中予以描述，造成大量的重复定义。而在样式表中，对于同一个标记只需进行一次描述就足够了，大大缩小了需要传输的文件的体积，可提高传输速度，并节约了带宽。
（3）便于信息检索
样式表可以实现非常复杂的显示效果，但由于样式描述与数据描述相分离，显示细节的描述并不影响文档中数据的内在结构。因此，网络搜索引擎对文档进行搜索时，不会被种种显示描述标记所迷惑。
（4）可读性好
样式表对各种标记的显示进行集中定义，定义方式直观易读。特点是易学易用，可读性、可维护性好。同时XML文档相对简洁、清晰，突出对内容本身的描述功能。
W3C给出了两种样式表语言的推荐标准，一种是层叠样式表CSS，另一种是可扩展样式表语言XSL。层叠样式表CSS是一种样式描述规则，目前W3C有两个推荐标准，CSS1和CSS2。CSS2是在CSS1的基础上制定的，基本上涵盖了CSS1，并在CSS1的基础上增加了媒体类型、特性选择符、声音样式等功能，并对CSS1原有的一些功能进行了扩充。
CSS制定之初的服务对象并不是XML，而是针对HTML提出的样式表语言，但同样可以很好地应用于描述XML文档的表现。利用CSS可以定义HTML或XML文档中元素的显示效果，包括元素的位置、颜色、背景、边空、字体、排版格式。
CSS是一种静态的样式描述格式，不遵从XML的语法规范。而XSL是通过XSL进行定义的，遵守XML的语法规则，是XML的一种具体应用。XSL本身就是一个XML文档，系统可以使用同一个XML解释器对XML文档及其相关的XSL文档进行解释处理。
XSL由两大部分组成：第一部分描述了如何将一个XML文档转换为可浏览或可输出的格式；第二部分定义了格式对象FO（formatted object）。输出时，首先根据XML文档构造源树；然后根据给定的XSL将这个源树转换为可以显示的结果树，这个过程称作树转换；最后再按照FO解释结果树，产生一个可以在屏幕上、纸上、语音设备或其他媒体中输出的结果，这个过程称作格式化。
到目前为止，W3C还未能出台一个得到多方认可的FO，但是描述树转换的这一部分协议却日趋成熟，已从XSL中分离出来，另取名为XSLT。与XSLT一同推出的还有其配套标准XPath，这个标准用来描述如何识别、选择、匹配XML文档中的各个构成元件，包括元素、属性、文字内容等。
XSLT主要的功能就是转换，它将一个没有形式表现的XSL内容文档作为一个源树，将其转换为一个有样式信息的结果树。在XSLT文档中定义了与XSL文档中各个逻辑成分相匹配的模板及匹配转换方式。尽管制定XSLT规范的初衷只是利用它来进行XML文档与可格式化对象之间的转换，但它却表现在可以描述XML文档向任何一个其他格式的文档作转换的方法，例如转换为另一个逻辑结构的XML文档、HTML文档、XHTML文档、VRMI文档、SVG文档等。
3.文档资源间的链接语言——XLink
XLink是描述在资源间进行链接的语言。链接反映了不同资源对象之间的关系，而对象的选择是由定位来描述（这就是XPointer的职责）。
在XML1.0标准中规定的ID和IDREF标号类型属性就是建立简单链接关系的情况，XLink对这种基本功能进行了不同方面的扩展。
XLink可以声明多个资源之间的关系。资源这个概念对于WWW来说是具有普遍意义的，资源可以是任何信息或服务的可定位的单元，具体的资源例子有文件、图像、文档、程序和查询结果。所以定位资源是非常重要的环节，一般用XPointer进行资源的定位。当一个链接和一个资源的集合相联系，就认为这些资源加入了这个链接的队列。当然XLink可以链接任何资源，而不仅仅是XML文档的一部分。
XLink可以明确地将元数据（即资源内容）和链接相结合。XLink所链接的资源可以以不同的形式表示，比如在一个新开的窗口中显示，在链接处嵌入或者是代替开始的文档，用户可以根据具体情况进行设置。XLink提供附加函数，如行外链接（out-of-linelink）等。XLink的一个重要应用是用于超文本链接。简单的超文本情况类似于HTML中的A元素，但XLink中定义的链接远远超出了目前使用的HTML链接。XLink可以有多个链接终点，可以从不同的方向进行遍历，而且还可以将链接存储于独立于引用文档的数据库中。
4.XML文档定位的语言——XPath
XPath是用作XSLT和XPointer的对XML文档各部分进行定位的语言。它给XSLT和XPointer（XML文件内部链接语言）提供一个共同、整合的定位语法，用来定位XML文件中的各个部位。XPath除了提供一套定位语法之外，还包括一些函数，它们提供基本的数字运算、布尔运算和字符串处理功能。
XPath使用一个紧凑的、非XML的语法来方便实现XPath在XML属性值中的使用，它基于XML文档的逻辑结构，并在该结构中进行导航。除了用于定位，XPath自身还有一个子集能进行匹配，它能验证一个节点是否匹配某个模式。XPath把一个XML文档看成一个树或节点的模型。节点的类型可以有多种，包括元素节点、属性节点和文本节点。
XPath的基本语法由表达式构成。在计算表达式的值之后产生一个对象，这种对象有以下四种基本类型：节点集合、布尔型、数字型和字符串型。表达式的计算是依据上下文的出现，XSLT和XPointer中分别规定了XPath表达式将在怎样的情况下出现。这些上下文的关系包括：节点、一对正整数（表明位置和大小）、一套变量绑定集合、函数库以及规定表达式范围的名域声明。其中，变量绑定是从标量名称到变量值的映射；变量的值是一个对象，可以是表达式可能得到的各种类型，也可以是其他没有规定的类型；在函数库中，每个函数有零个或多个参数，并返回一个结果。XPath定义了所有支持工具都必须实现的核心函数库。其中函数的参数和结果都是上面涉及的四种基本类型。当然XSLT和XPointer还对XPath的核心函数库进行了扩展，有些函数的参数和返回结果数据类型超出了这四种基本类型。XPath基本上和在文件系统中寻找文件类似，如果路径是以“/”开头的，就表明该路径表示的是一个绝对路径，这和在UNIX系统中关于文件路径的定义是一致的。
5.XML内部结构部分的定位语言——XPointer
XPointer支持对XML的内部结构部分的定位。XML中支持两类链接：简单链接和扩展链接。
简单链接类似于HTML中的链接，扩展链接允许从某个链接跳转到任意其他链接。这种跳转实际上是从文档树型结构的某个部分转移到另一位置，这种转移基于不同的特性来实现，如元素类型、属性值、相对位置或字符的内容等。
实际上，扩展链接的概念就是可以链接的资源不单单只有一个，可以同时链接多个资源。被链接资源的显示由具体实现的应用程序来决定。XPointer还提供了对元素、字符串和其他部分的特定引用方法，XPath通过轴和谓词对XML文档中树型结构各部分进行选择。XPointer的思想也是如此。XPointer还可以表达多个这样的选择，而且依次在前面所选的结果中再次进行选择。
对XML文档进行标识的形式有三种：一种完整的XPointer定位形式以及两种简记形式。完整形式以一个大纲的名称开始，然后紧跟一个表达式，该表达式用括号括起。如果该大纲为XPointer，其表达式将根据与XPath兼容的方式来访问XML文档信息集合中的节点。
下面的示例表示了从文件的LINK元素到文件和XSL文档的编程接口规范，与平台和语言无关，可以用各种语言在各种平台上实现。该模型定义了XML和HTML文档在内存中的逻辑结构，提供了访问、存取XML和HTML文档的方法。利用DOM规范，可以实现DOM文档和XML之间的相互转换，遍历、操纵相应的DOM文档的内容。要自由的操纵XML文件，就要用到DOM规范。
DOM文档中的逻辑结构可以用结点树的形式进行表述。通过对XML文件的解析处理，XML文件中的元素便转化为DOM文档中的节点对象。DOM的文档结点有Document，Element，Comment，Type等结点类型。每一个DOM文档必须有一个Document结点，并且为结点树的根节点，可以有子结点，或者叶子结点，如Text结点、Comment结点等。任何格式好的XML文件中的每一个元素均有DOM文档中的一个节点类型与之相对应。利用DOM接口将XML文件转化成DOM文档后，就可以自由的处理XML文件。
（3）SAX
与DOM比较而言，SAX是一种轻量型的方法。在处理DOM的时候，需要读入整个的XML文档，然后在内存中创建DOM树，生成DOM树上的每个结点对象。当文档比较小的时候，不会造成什么问题，但是一旦文档大起来，处理DOM就会变得相当费时费力。特别是对内存的需求，也将是成倍的增长，在某些应用中使用DOM很不合适，一个较好的替代解决方法就是SAX。
SAX在概念上与DOM完全不同，不同于DOM的文档驱动，是事件驱动的，也就是说，并不需要读入整个文档，而文档的读入过程也就是SAX的解析过程。所谓事件驱动，是指一种基于回调（callback）机制的程序运行方法。
7.XML的一般应用过程
要构建一个XML应用，一般分为以下四个步骤：
（1）选择或编写DTD和Schema
确定应用系统中哪些信息需求采用XML来表示。如果是比较简单的数据结构，而且是单个简单的应用，可以采用DTD来定义XML信息的结构；如果数据结构和应用关系复杂，建议采用Schema来定义XML信息的结构。需要确定下列因素：文档中有哪些标记、标记可以包含哪些其他标记、标记的数量和次序、标记可以有的属性以及这些属性可有的值。
（2）生成XML文档
将DTD或Schema想象成需要填写的一个模板。对于每个元素，从其所在的位置，如数据查询、全文检索或目录查询中取得数据，然后简单地将其放入模板中。当模板被填满后（所有必需的元素被填入而且文档是有效的），能将其发送给要使用文档的另外一方。
（3）解释XML文档
当接收或读取到XML文档需要处理的命令时，有两种API可以使用，即前面所介绍的DOM和SAX。DOM提供了标准的功能来操作文档中的元素。SAXAPI在解析文档过程中发生一定事件的时候会发生通知事件。在对其响应时，不作保存的数据将会被抛弃。如果文档非常大，推荐使用SAX而不是DOM，因为这样将节省很多内存，尤其在只需要一个大文档中的几个元素时。在另一方面，DOM所提供的丰富的标准功能在SAX中是没有的。
（4）显示XML文档
有多种方式来显示XML文档。如果使用的浏览器能够显示XML，则可以简单地将XML文档送给浏览器，或者使用一个XSL样式表将XML转换成浏览器能处理的格式。一个XSL样式表包含一些模板，定义了在一个XML文档中的元素如何被转换。如果想要进行复杂的排序或重组，这就超出XSL的能力，要使用DOM。方法如下：解析XML文档，然后编写Java代码，可用任何方式来操作DOM树。
【3】XML技术在电子政务中的应用
根据电子政务标准技术参考模型，电子政务的应用框架划分为：应用支撑层、应用层、管理层和信息安全层等几个层次。
应用支撑层提供与特定的业务应用无关的各类共享服务，如数据访问、流程控制、事务处理、目录服务、信息交换等，为具体的电子政务应用提供基础支撑环境。
应用层构建于应用支撑层之上，以应用支撑层提供的各类共享服务为基础，包含了面向不同政府应用领域、不同客户的各类特定业务应用，如公文处理、具体业务处理、信息采集、信息发布和业务应用服务调用等等。应用层是电子政务系统的具体运行体现。
安全管理是电子政务应用的重要方面，它贯穿于电子政务应用的各个方面，与各个层次的服务与应用相结合，为电子政务系统的运行提供安全支撑。
系统管理作为电子政务系统必要的组成部分，对系统资源、运行环境等各个方面提供全面的配置、监控和审计功能。
XML及构筑其上的各类相关技术，依赖于其本身的技术特点，能有效地运用在电子政务框架体系的各个层次中。同时，在电子政务框架体系的各个层次中，通过对XML技术的恰当运用，能有效解决目前电子政务中面临的资源共享、安全控制、业务协同和业务集成等系列核心问题，并能为与其他领域（如电子商务等）的业务互通、互连提供适当的技术基础。
XML是一个标准的大家族，诸项标准融合起来，涵盖了XML技术的各个方面，XML技术在电子政务各个层面的应用，即是各相关标准的应用体现。数据访问在应用支撑的层次上，为各类特定的业务系统提供通用的数据表示存储和数据操纵机制。在这里，数据结构与内容的表示用XMLDTD或SCHEMA进行规范，采用NativeXML数据库或关系数据库机制进行数据的存储。以关系数据库机制进行数据的存储涉及到XML数据与关系数据库之间的转换。在数据的操纵上，应用XSLT，XPath，XPointer，XQuery，XLink等解决数据查询、转换与过滤、多源信息提取以及数据连接等问题。
在电子政务中与XML技术相关的信息交换应用可分为三大类：政府部门之间的信息交换、政府部门内部的信息交换、政府与企业和个人的信息交换。XML适合作为信息交换的数据格式技术标准，作为数据中介，实现异构数据的集成和交换。
业务流程控制将相互独立的不同的业务部门按照一定的流程关系相互联系在一起。业务流程定义是流程控制的基础。业务流程引擎是进行流程控制的执行体，它是按照业务流程的定义来执行的。XML在流程控制中的主要应用是对业务流程定义的规范，以解决不同的业务流程引擎之间的相互协调，以及业务流程在更高一级的集成和整合。目前，基于XML的业务流程标准正在不断发展，出现了很多基于XML的业务流程定义语言标准，如WPDL，XPDL、BPML、ebXMLBPSS、WSFL、XLANG、BPEL4WS和WSCI等，分别侧重于不同的方面，为电子政务领域的业务流程控制提供了广泛的参考标准，可根据具体场景进行恰当运用。
在事务处理领域，XML技术可应用于解决政府部门内部信息集成事务问题，政府部门之间异构的事务管理、长事务管理，保证遗留系统事务的原子性、一致性、并发性、持久性和隔离性等问题。在这方面，相关的技术标准包括BTP，WS-Coordination和WS-Transaction等。WS-Coordination是为分布式应用的操作协调提供的一个协议标准，该协议标准建立在一个可扩展的框架基础上。WS-Transaction描述了在WS-Coordination中使用的事务协作类型。BTP是业务事务协议，是由OASIS的业务事务委员会开发的业务事务协议规范。
目录服务是进行网络元素和信息资源的组织、索引、定位与检索。目录服务是在分布式计算环境中，定位和标识用户以及可用的各网络元素和网络资源，并提供搜索功能和权限管理功能的服务机制。目录服务能满足政务系统发布自身的职能和业务协作，以及能够检索并获取其他政务系统的信息和公共的信息资源这两方面要求。DSML是基于XML的表述目录信息的描述语言。DSML使用XML表现了LDAP的目录结构以及请求和响应的格式，DSML在LDAP服务的基础上，可以在电子政务领域获得广泛应用。
公文处理是电子政务中常见的特定业务领域。公文的处理涉及公文的生成、表示、存储、更新、交换、检索和流程处理控制等。它是在应用支撑层提供的各项支撑服务的基础上，一个涉及比较全面技术领域的综合性的具体业务应用。XML数据访问技术、流程控制技术、事务处理技术、目录服务技术和信息交换技术等，对解决公文处理领域的各类技术问题，提供了比较合适的技术标准。
在特定的政务系统中，涉及到各类具体的业务处理。业务处理可分为交互式业务处理和流程式业务处理。在业务处理的业务流程建模、交互信息与业务流信息的传送、业务过程的触发与协同等方面，XML中都提供了相应的技术标准和技术手段，可以灵活地加以运用，如基于XSL的业务流程建模语言BPML，描述互操作模型的XML模型语言ebXML，BPEL4WS，ebXMLBPSS，以及规范业务流信息格式的XMLDTD/SCHEMA，描述应用系统接口的WSDL等。电子政务应用支撑服务的流程控制、事务处理技术是特定政务领域业务处理的技术基础。
信息发布是政府部门对外提供服务的重要形式。信息发布的形式有多种，如将信息编排、组织、转换成特定格式的页面，放在可以公开访问的路径，由访问者主动来取用；主动将信息或信息的链接推送给使用者；间接发布，即将信息的链接放到统一的门户中，访问者通过门户组件来获取信息；以及将信息与用户端工具集成，以用户感觉不到的方式，获取信息、处理信息并呈现给用户。各种信息发布途径各有优势，各有最适宜的使用群体，信息发布机制必须对他们都有所支持。XML技术的出现，为信息发布的实现提供了灵活的技术手段。应用XML，可以使数据内容同显示方式剥离开来，有效地支持不同的信息使用方式、不同的终端设备的信息显示。XML可以用来将数据储存在HTML文档中，可以在浏览器中用于页面的“精确刷新”，大大提高动态页面的效率。与信息发布相关的XSL标准主要有XHTML、RDF和RSS、CSS和XSL、无线置标语言WML，以及隐私参数选择平台（P3P）等等。这些技术为信息发布提供了比较完善的实现体系。
信息采集是电子政务系统的重要的组成部分。在以数据为中心的思想中，业务从数据的采集开始，以数据的存储结束，中间贯穿的是对数据的处理和运用。信息采集可分为两大类：交互式的信息采集和集成式的信息采集。交互式的信息采集要支持多种格式的数据采集表单、进行表单的自动化处理、支持联机或脱机填表、支持数字签名和隐私政策、提供过程向导，支持多种采集终端等。基于XML的XForms的出现，很好地满足了交互式信息采集的技术需要。集成方式的信息采集主要包括数据交换、数据传输、数据存储三大过程。在数据交换上，可利用XMLDTD，XMLSCHEMA进行交换数据的格式定义，XMLXSLT进行数据形式的转换，为交换的实现提供共同的数据结构。在数据传输中，通过通用的数据绑定和访问协议（SOAP），与各种传输协议相适应，同时，可运用XMLSECURITY技术，保证数据传输的安全性和不可抵赖性。存储时可能要从XML格式转换为另外一种格式，或者转换后存入数据库，在这里，可利用XSLT、XML2DB、DB2XML等技术。
为解决政府部门间业务资源共享互用、政府机构之间相互服务以及政府机构一站式的对外服务问题，引入服务调用机制，进行规范化的服务描述，提供与服务提供者的实现技术无关的、能穿过防火墙、并能通过公网向公众提供服务的消息协议，以及提供服务的发布和发现技术。基于XSL的Webservices技术提供了比较完善的服务体系结构。Webservice结构基于三种角色（服务提供者、服务注册中心和服务请求者）之间的交互，交互涉及服务发布、查找和绑定操作。这些角色和操作一起作用于Webservices构件Webservices软件模块及其描述。在提供web服务的描述方面的语言主要有WSDL，WSCL；服务消息协议应采用基于XML的消息协议：SOAP；在服务的发布与发现上，采用UDDI。
电子政务系统的安全问题是电子政务中非常重要的方面。电子政务的安全问题涉及面很广，要确保电子政务系统的安全性，可以从网络、传输层、操作系统、服务或应用等各个层面将各种安全技术与总体安全保护计划结合起来进行综合考虑。单一的安全保护往往效果不理想，而最佳途径就是采用多层安全防护措施对信息系统进行全方位地保护。第一层防御就是连接安全保护；第二层防御是访问控制策略。当前连接安全保护最流行也最广泛使用的三种技术为：基于防火墙的规则、安全套接字层（SSL）和虚拟专用网络（VPN）。传输层安全性［TransportLayerSecurity（TLS）］是因特网上安全通信的事实标准。TLS是继著名的安全套接字层（SSL）之后的端到端安全性协议。这是一个非常安全和可靠的协议，它提供了通信双方之间的端到端安全性会话。实现访问控制最常见的技术有加密技术、数字签名技术、身份认证和数字凭证技术等。上述技术结合实施可以得到很好的安全解决方案。XML安全技术无意替换或取代这些技术，相反，它提供了用于这些技术未涵盖的安全性需求的机制。XML从本质上来讲是一种信息表达方式，基本上属于应用层的范畴。除非极端情况，一般只与信息安全有关。目前，在电子政务中，可利用常见的XML安全技术如：XML加密（Xenc），XML签名（XML-SIG），XML密钥管理（XKMS）及XML访问控制等进行电子政务安全技术实施。
在各个层次的电子政务应用中，各类系统资源构成了一个庞大的运行体系，系统资源的有效配置和监控是保障电子政务系统可靠、稳定、高效、有序运行的关键环节。这正是系统管理所应关注的问题。系统管理涉及系统用户管理、应用管理、日志和审计以及权限管理等。在各个管理层次上，主要涉及管理数据的访问、管理流程的实现等。可综合运用上述的XML数据访问技术、流程控制技术以及事务处理技术等。
5节移动通信技术
【1】移动通信技术概述
移动通信数据服务技术是指普通手机、智能手机、PDA等移动终端利用SMS、WAP、GPRS、EDGE、CDMA1X和3G等技术传输数据。其主要技术包括：SMS（Short Message Service，短信息服务）、GPRS（General Packer Radio Service，通用无线分组业务）、CDMA1X、LBS（Location Based Services，基于位置服务）。SMS是指手机之间或电脑与手机之间通过信令频道传输信息的一种服务。SMS并不占用独立频道，所以信息传输可以在移动通信网络上与语音、数据和传真服务同时进行。GPRS、CDMA1X以及3G技术，都可以用于传输数据。3G的网络建设和终端购买投资成本较高，短期内还主要得依靠GPRS以及CDMA。LBS是指通过移动网络获取移动终端用户的位置信息，在地理信息平台的支持下，为用户提供相应服务，包括车辆监控、特定区域警报信息。
目前，移动通信已成为当代通信领域内的发展潜力最大、市场前景最广的热点技术，它最基本和最主要的一种方式是利用各地城市的蜂窝网（Cellular Network）。蜂窝网把每座城市分成若干个蜂窝区，每个区的中心设置无线电基台（Base Station），区内所有移动终端和个人无线手机各与基台直接经由无线线路连通，也称为无线接入（Wireless Access）。蜂窝网的设计避免了一个城市使用大功率无线电发射台、覆盖直径40km面积的设想，而把一个城市按蜂窝网形状划分为若干互相靠近的六角形区（cell），每区图形半径可以小于1km。在这样的蜂窝区的中心设立无线电基台BS（base station），发射功率较小，可与区内所有移动终端MS（mobile station）或个人随身携带的手机随时取得联系。如下图所示：
当某一MS从一区移动至邻近区，就改与邻近区的BS联系，这种“交接”称为“越区切换”。某区BS使用的波长与邻近区BS的波长不同，但与隔一、二区的波长可以相同，因此也不会引起干扰，这是蜂窝网的优点之一，节约利用了无线电频谱资源。20世纪80年代初期，蜂窝网移动通信开始商用，并逐步经历了三代技术的轮替和改进。
1.第一代移动通信技术（1G）
从20世纪80年代初期开始，蜂窝网方式进入第一代技术，主要采用的是模拟技术和频分多址（FDMA）技术，提供移动语音业务。由于受到传输带宽的限制，不能进行移动通信的长途漫游，所以只能是一种区域性的移动通信系统。第一代移动通信有多种制式，我国主要采用的是TACS。第一代移动通信存在着很多不足之处，比如容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通话质量不高、不能提供数据业务、不能提供自动漫游等。
2.第二代移动通信技术（2G）
到了80年代下半期，蜂窝网发展至数字式，称为第二代2G（second generation），提供电路型数据业务，包括数字化的话音业务及低速数据业务。1992年欧洲标准化委员会推出全球移动通信GSM（Global System for Mobile Communications）标准，它的传输速度为9.6K/s。目前，我国正在使用的主流通信技术便是第二代的GSM，并且拥有8000万以上的GSM用户，成为世界第一大运营网络。
GSM采用的是数字调制技术，其关键技术之一是“时分多址”，到了90年代中期，又出现“码分多址”。这些技术都一直持续至20世纪90年代后期，并保持不断的发展势头。第二代移动通信替代第一代移动通信系统完成模拟技术向数字技术的转变，但由于第二代采用不同的制式，移动通信标准不统一，用户只能在同一制式覆盖的范围内进行漫游，因而无法进行全球漫游。由于第二代数字移动通信系统带宽有限，限制了数据业务的应用，因此无法实现高速率的业务如移动的多媒体业务。
3.第三代移动通信技术（3G）
与前两代相比，3G提供分组数据业务，提供更宽的带宽，其传输速度最低为384K，最高为2M，带宽可达5MHz以上。它不仅能传输话音，还能传输数据，从而提供快捷、方便的无线应用，如无线接入Internet。能够实现高速数据传输和宽带多媒体服务是第三代移动通信的另两个主要特点。第三代移动通信网络能将高速移动接入和基于互联网协议的服务结合起来，提高无线频率利用的效率。提供包括卫星在内的全球覆盖并实现有线和无线以及不同无线网络之间业务的无缝连接。满足多媒体业务的要求，从而为用户提供更经济、内容更丰富的无线通信服务。3G的代表技术是通用分组无线业务（GPRS）。
最近一二十年来，移动通讯技术以超乎想象的速度在全球范围内得到迅速的推广和普及，与互联网一起成为现代信息通讯技术中最为引人注目的亮点。随着移动用户数量的不断上升，移动通信技术发展的不断成熟，移动通信正成为当今世界人们进行信息交流和感情沟通的主流方式。移动电话正日益成为集电话、笔记本电脑和多媒体于一身的万能终端，开发面向电子政务的各类应用，同样是移动通信业务发展的重要内容。
【2】移动电子政务
1.移动电子政务的定义
移动电子政务的英文是“Mobilee-Government”，简写为“M-Government”中文简称为“移动政务”，它是随着移动通信的快速普及和电子政务的迅速发展而应运而生的。移动电子政务是传统电子政务结合移动通信平台的产物。移动电子政务因其独特的移动便利性而深受人们的重视，它基于普通电子政务“Anytime”（任何时候）的特性，又融合了自身“Anywhere”（任何地点）的特点，不受时间和地域的限制，在提高办公效率的基础上又进一步改进了办公流程，成为政府效能建设的主要着力点，也是今后电子政务发展的主要方向之一。
简单的说，移动电子政务是指政府部门利用无线信息通信技术，通过移动通讯网和互联网的联合应用，实现政府管理及其服务的电子化和移动化。
移动电子政务是电子政务的一种新的表现形式，将为政府开展电子政务活动带来更大的便利和价值。对广大公民和企业来说，除了应用最为普通的移动电话服务以外，还可以通过PDA、笔记本电脑以及其他手持设备获得各种支持和服务。移动电子政务活动与传统的移动通话业务最明显的差别表现在两个方面：一是移动电子政务业务传递的主要是数据而非语音，而且数据信息既可以是政府向公民发布的一般性的政府信息，也可是政府与企业之间各种类型的商业信息；二是信息传递的载体也突破了传统移动通信网的概念，而实现了移动通信网和互联网的有机融合。
2.移动电子政务的系统框架
移动电子政务一般可以分为四部分，它们分别是：移动网络、移动中间件、移动应用系统及移动终端，系统框架。
（1）移动网络设施
移动网络设施是支持移动政务的网络和设备，其主体就是蜂窝移动通信网。基于电路交换的GSM网络能提供的最高接入速率为9.6Kbit／s，相对制约了基于WAP技术的移动政务的开展。而2.5G的GPRS和CDMA网络支持分组数据交换，最高接入速率的理论值都在150Kbit／s以上，推动了移动电子政务的发展。此外，移动网络设施还包括无线局域网和蓝牙、卫星通信网络等。
（2）移动中间件
移动中间件是连接电子政务与不同的移动网络和操作系统的软件实现层，例如Express Q、WAP（无线应用协议）等中间件产品。Express Q是一种移动消息接发中间件，可将非IP应用程序提供给移动用户，完成用户脱离服务区时的信息存储和用户处于服务区时的信息转发。WAP用以将互联网上的应用和服务引入移动终端。由于传统的HTMLWeb内容难以在小尺寸的移动终端屏幕上有效地显示，因此WAP采用WML（无线标记语言）作为信息标记语言。
由于未来的Web内容要求能在任何时间、任何地点以任何方式实现接入，万维网论坛（W3C）制订了几个扩展现有互联网标准的规范，使得无线装置能够完全接入Web及其信息库。这些规范包括使用对语义更加丰富的XML语言；应用改进型层叠样式表和扩展式样式表语言，进一步将内容与图片分离开；定义独立于语言的API文档对象模型，使应用程序能够访问和改进文档的结构、内容和覆盖范围。
（3）移动用户设施
移动用户设施就是支持移动电子政务的终端设备，包括手机、个人数字助理（PDA）、笔记本电脑等。
（4）移动政务应用
移动政务应用是移动政务最主要的实现方式，如同移动商务一般，它不仅提供给政府移动的办公环境，还提供一种全新的信息发布渠道。移动电子政务的应用从信息流向的角度分析，根据政务的传递方向，可以分为三个方面：①“推（Push）”：主要用于公共信息发布。应用领域包括政府公共信息发布、交通路况信息公布等等；②“拉（Pull）”：主要用于信息的个人定制接收。应用领域包括政府办公人员个人日程提醒、个性化短信订阅等等；③“交互式（Interactive）”：包括短信会晤、交互式政务通知公告等。而根据服务对象，又可以分为政府间的移动电子政务（G2G）、政府对企业的移动电子政务（G2B）及政府对公民的移动电子政务（G2C）三种。
3.移动电子政务的主要优势
利用无线信息通讯技术的移动电子政务由于得益于移动系统相对于固定网络而言比较低的运营成本、独特的短信服务以及具有无线接入互联网等特性，与传统电子政务相比具有不可多得的优势。欧盟如此评价移动政务：“市民们不喜欢在办事柜台前面等待，他们期望更迅速的政府服务；企业希望降低行政负担，以提高企业竞争力；政府以及公共行业需要在有限的预算范围内提高生产力以提供更好、更快的服务。”
（1）随时随地服务
由于移动电子政务可以不受空间地理位置的限制，也不受有线网络的制约，随时随地的提供服务，可以为公众带来极大的便利。这一点，对一些交通不便，信息不畅的边远偏僻地区的老百姓来说有着特别重要的意义。因为移动信号的覆盖相对要容易得多，在投入上也会更经济一些。有了移动电子政务后，对提高政府的有效性和覆盖面有着极为明显的作用。对于公务员来说也非常实用，比如在广东市实施移动电子政务后，领导深入基层调研考察再也不必有影响正常公务办理的顾虑了。出外调研考察中如果遇到有公文需要处理，通过广东移动GPRS网络直接访问内部网，随时签阅文件；如果事情紧急，拨通手机就可召开多方会议，调研考察和公务处理可以两不误。
（2）操作方便
对移动电子政务的使用者来说，应用和操作的方便性是吸引用户兴趣的主要原因，这一点也是促进移动电子政务迅速推广普及的有利因素。移动手机、PDA等手持工具操作键盘简洁，操作指令简单，无论男女老少，文化水平高低，都能很快学会。与学习电脑操作相比，要简单方便得多。拇指经济（“短信业务”）的蓬勃发展，说明以短信为代表的移动增值消费模式、通信模式已经被广大群众所接受，已经成为很多人的日常习惯。对于普通民众而言，尤其是老年人，很多人对于打字、上网并不熟悉。但是，他们会发送短信。而且，电信运营商可以在手机菜单中嵌入移动政务的程序，更加方便民众使用。
（3）针对性强
移动通信终端都是由移动用户个人直接持有的，因此移动电子政务比传统政务活动具有更强的针对性和直接性，可以针对公民个人的需求提供更加直接和有效的服务。广东省政府和移动公司联合推出了“易办事”系统平台，系统基于广州移动优质、稳定的移动通信网络，结合12580中文秘书语音信息服务平台、多媒体自助终端、手机支付等先进技术，在海关、水、电、煤气、税务、公安、卫生等政府部门和需要了解相关公共信息、个人信息以及办理各种事务的公众之间搭起方便政民两端的桥梁。例如，广州移动协助广州出入境管理处开通的证照预约和查询系统，提供出国签证和港澳通行证的12580电话预约办理和信息查询服务，使签证办理信息可以随时随地得以查询，减轻了客户的查询压力，缩短了签证办理周期。此类移动政务系统的推出，有效地提高了政府机构的办公效率和亲民形象，得到广泛的认可和欢迎。深圳的王女士不久前尝试订制了广东移动推出的“出国签证信息查询服务”，没过几天她便收到了来自12580的短信“您去**国家的签证审批已经通过，签证号XXXXXXX”。她高兴地说，“现在足不出户就可以办理出国签证，实在是太方便了。”
（4）安全可靠
与传统的电子政务活动相比，由于移动电子政务的实现工具移动终端直接掌握在用户手中，并通过移动SIM卡（SIM卡中有一微型电路芯片，存储了数字移动电话客户的信息、加密密钥等内容，它可供GSM网络对客户身份进行鉴别，并对客户通话时的语音信息进行加密。SIM卡的使用，完全防止了并机和通话被窃听行为，并且SIM卡的制作是严格按照GSM国际标准和规范来完成的，它使客户的正常通信得到了可靠的保障。）等方式实现个性化的管理，还可以用加设密码、设置权限等办法禁止非法操作和越权访问等，对提高系统的安全性和可靠性很有裨益。
（5）经济实用
开展移动电子政务无论对政府部门还是对政府服务对象，费用的经济性也是一个较为有利的条件。在硬件方面，移动终端的集成性和通用性都比较高，硬件重置的成本也相对较低；在软件方面，移动电子政务系统所需要的软件比普通电脑要少得多，对升级和维护的需要也要低得多。
在政府的移动办公业务中，政府局域网将因特网和移动通信网连接的无线应用协议以及蓝牙技术的应用，不仅有效地解决了政府办公的移动性和灵活性问题，而且在费用投入上比固定网络建设要经济，对公众来说，移动电子政务在某种意义上可以看成是移动通信的增值业务，不需要对通信设备增加额外的投资，而且在使用费用上也不需要很大的投入，比较容易为用户所接受。
4.移动电子政务的应用
随着移动技术的发展，我国手机用户群体发展非常迅速，截至2010年6月，我国手机网民规模达2.77亿，半年新增手机网民4334万，增幅为18.6%。其中只使用手机上网的网民占整体网民比例提升至11.7%。我国网民手机网络应用平稳发展，网民在信息获取和交流沟通类应用上使用率较高。截至2010年6月，手机即时通信使用率位居首位，达到61.5%。手机搜索以48.4%的使用率排名第二。
移动电子政务也在这种形势下开始启动，并在一些部门和地区的运用中收到了一定成效。比如：2006年6月23日，广西梧州藤县太平镇因水库决堤谣言引起全城混乱，政府出动大量人力、物力出面辟谣，但效果微乎其微，而一条短信却引导万千市民安全回归家园。浙江金华，当地政府构建的全方位政务信息化项目“在线365”，使得当地百姓真真切切地享受到信息时代的“数字福利”：有问题找政府，用户只要发个短信到特服号码就能得到及时答复。福建一个县城在发现蔬菜污染事故后，用短信通知当地居民提高警惕；2010年7月，哈尔滨松花江发生水污染危机，公众流言纷起，哈尔滨政府及时群发了2条短信给广大市民通知实情，使舆情危机得到了很快的控制；在大物流、大通关的要求下，一些地区的海关、质监部门开始用短信通知货主、代理人货物通关情况，加速了货物的进出口；辽宁省公安厅建设了移动警务系统；江西地震局用短信发布地震信息；北京林业局用短信进行植树节的宣传，交通管理部门发短信通知路况信息，出租车开通了短信叫车功能，万米网络项目融合GIS和GPRS技术，充分利用了职能手机的定位、拍照、彩信等功能等等。
广东省在移动电子政务的建设方面走在全国的前列，2006年8月，广东省移动政务平台开始启用，主要面向省委、省政府、省人大、省政协及各省直单位提供内部办公短信服务应用，包括会议通知、办公通知、事务提醒、个人短信等；“番禺区政府电子政务合作项目”，实现了番禺区政府办公自动化系统与多种无线终端之间的双向信息交换；“广州国税移动税务信息服务项目”，实现了手机报税、税务信息查询、报税查询等功能；“移动证照查询服务系统”，提供出国签证信息查询服务，市民可随时准确了解到证照办理进度；“公交调度和电子站牌服务项目”大大方便了市民出行，为广州智能交通建设打下良好的基础；“广州海关的海关通项目”，让海关监管部门实现了对船舶运行轨迹的实时监控等。
尽管目前国际、国内移动电子政务的发展还只是初露端倪，但这种势头已是不可阻挡，技术的推动，公众的需求，两种力量交相辉映，为移动电子政务发展注入了强大的活力。可以肯定，移动电子政务在我国将有着极其广阔的发展前景和无可替代的应用价值。
6节智能技术
【1】政务智能概述
1.政务智能的发展
政务智能（Government Intelligence，GI）的概念起源于20世纪90年代末期兴起的商务智能（Business Intelligence，BI）概念。商务智能（Business Intelligence，简称BI）的概念最早是Gartner Group于1996年提出来的。当时将商务智能定义为一类由数据仓库（或数据集市）、查询报表、数据分析、数据挖掘、数据备份和恢复等部分组成的，以帮助企业决策为目的的技术及其应用。借助商务智能，员工、咨询员、客户、供应商以及公众就能够有效地运用信息。其实，商务智能所涉及的技术与应用，在Gartner Group命名之前就有，起初被称为经理信息系统（EIS），在转化成商务智能之前叫决策支持系统（Decision Support System，DSS）。
商务智能是面向商务数据分析的决策支持系统，即企业或经济实体利用信息技术分析数据、发掘信息、形成知识并辅助企业做出商务决策的分析型电子商务系统，其理论研究的前沿是基于数据仓库（Data Warehouse，DW）的商务智能系统（BI System，BIS）。DW将不同渠道的海量商务数据集成到数据仓库中，形成面向主题的、集成的、随时间变化的、稳定的海量数据集合。在数据仓库的发展过程中出现了数据集市（Data Marts，DM），数据集市是一种更小、更集中、具有特定应用的数据仓库，主要针对某个具有战略意义的应用或具体政府部门级的应用。在数据仓库、数据集市的基础上使用联机分析处理（On-Line Analytical Processing，OLAP）以及数据挖掘技术（Data Mining，DM）。OLAP是针对商务数据仓库进行多视角的、多层次的、多侧面的查询分析工具，而DM可以从商务数据仓库中发现潜在的数据模式（即知识）并做出预测性的决策支持，得到有商业价值的知识。数据仓库可以发现OLAP不能发现的更为复杂和细致的信息，是深层次的决策支持工具。
从技术的演进看，GI的出现经历了一个渐进的、复杂的演变过程，而且仍处于发展之中，它包括事务处理系统（Transaction Processing Systems，TPS）、高级管理人员信息系统（Executive Information System，EIS），管理信息系统（Management Information Systems，MIS）和决策支持系统（Decision Support System，DSS）等阶段，最终演变成今天的GI。
目前，国内外对GI及政务智能系统（Government Intelligence System，GIS）的研究还刚刚起步，多数学者认为政务智能系统和商务智能系统的技术体系基本一致，只是应用领域不同。具有空间分析能力的政务智能系统，将大量的政府管理服务对象以空间数据的形式存储、管理于地理信息系统（Geographic Information System）中，并实现地理信息系统与政务数据仓库的集成。政府部门将通过系列空间分析技术主动地分析海量的空间对象，为社会提供更具个性化、更高效的服务。
2.政务智能的概念及内涵
从传统意义上讲，GI即是分析型的电子政务系统，是面向政务数据分析的决策支持系统。但纵观以上政务智能概念的发展过程，其实政务智能代表为提高政府运作效能而采用的一系列方法、技术和软件的总和，是帮助政府提高决策能力、运作能力和服务能力的概念、方法、过程以及软件的集合。那么如何正确理解这个定义呢，可以从以下四个层面展开：
（1）信息系统层面
GI是政务智能系统的物理基础。它表现为具有强大决策分析功能的单独的软件工具和面向特定应用领域的信息系统平台，如SCM、CRM、ERP。与事务型的MIS不同，政务智能系统能提供分析、趋势预测等决策分析功能。
（2）数据分析层面
GI是一系列算法、工具或模型。它首先获取与所关心主题有关的高质量的数据或信息，然后自动或人工参与使用具有分析功能的算法、工具或模型，帮助人们分析信息、得出结论、形成假设并验证假设。
（3）知识发现层面
与数据分析层面一样，GI是一系列算法、工具或模型。它将数据转变成信息，而后通过发现，将信息转变成知识；或者直接将信息转变成知识。
（4）战略层面
GI将信息或知识应用在提高决策能力和运营能力、政务业务建模等方面。GI的战略层面是利用多个数据源的信息以及应用经验和假设来提高政府决策能力的一组概念、方法和过程的集合。它通过对数据的获取、管理和分析，为贯穿政府部门的各种人员提供信息，以提高政府战略决策和战术决策能力。
GI的本质是使用先进的信息技术来变革传统的行政服务模式，从而实现智能化行政和公共服务；其目的是通过分析政务活动中积累的海量数据，得到有指导意义的知识和决策依据，使政府更好地管理和服务社会。传统的电子政务系统的原始驱动是用户通过政府门户网站提出服务请求，政府接受请求后实施审批服务，这类政府服务模式是被动的、接受式的服务模式。而智能政府服务模式是一种新的管理服务理念，它是指政府能主动地、深入地了解辖区内海量的服务对象（如社会公众、企业、城市资源等），使用决策分析工具对每种服务对象进行分析，根据其关键特征划分出不同的类别，再针对每个类别制定相应服务管理策略，积极主动地实施政府服务。
总之，GI是一系列智能化方法、技术、系统的集成，其目标是要将政府所掌握的信息资源转换为竞争优势，以提高政府决策能力、决策效率和决策准确性。为完成这一目标，GI必须具有从实现数据分析到知识发现的算法、模型和过程。决策的主题具有广泛的普遍性。
【2】政务智能的整体框架及其关键技术
1.政务智能的整体框架
现在的GI早已不是简单的事务处理系统、高级管理人员信息系统、管理信息系统和决策支持系统，不是一个数据挖掘系统，不是OLAP系统，也不是一个知识管理系统，而是一个集成了各种政府数据信息、融合了各种智能技术和工具、整合了政务智能应用系统的综合性、集成性的智能化政务系统。
在GI的研究和实践应用中，政务智能系统和地理信息系统的集成极其突出和重要。因为研究表明，80%的政务数据带有与地理位置有关的空间特性，如企业位置、公众地址、交通路线、设施分布等。GI的研究发展也越来越离不开这些地理信息。近年来迅速发展的地理信息系统技术，已被证明是可视化显示空间信息的有效方法，将地理信息数据集成到政务信息数据仓库系统中，构建起具有空间分析能力的政务智能系统无疑是GI发展的必然途径。
2.政务智能实现的关键技术
（1）3S技术
3S是地理信息系统、全球定位系统和遥感系统的统称，是建立数字地球、信息高速公路所需的高新技术，也是城市数字化建设的必要手段。地理信息系统可以对在地球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析，是已被证明了的可视化显示空间信息的有效方法。这3种技术的有机结合，为政务智能提供强有力的基础信息资料和决策支持。
（2）数据仓库和数据集市技术
数据仓库提供数据存贮环境，而且是面向特定主题的决策支持环境。来自各种数据源中的数据经过清理、转换、抽取、上载，按某一主题存贮。数据仓库系统可以为政务智能提供全面的城市地理空间信息数据和城市管理信息数据，从这个角度来说，数据仓库实质是一个决策支持环境，它从不同的数据源获得数据、集成数据、组织和管理数据，使得数据有效地支持决策分析。它是政务智能系统进行数据分析的基础。它的目的在于把分散的所有空间信息数据和管理信息数据集成到一起，让各种数据彼此之间建立联系，消除信息孤岛，实现信息共享和为联机分析处理提供一致的分析环境。
（3）联机分析处理技术
联机分析处理（OLAP）是由关系数据库之父E.F.Codd博士在1993年提出的，它为准确定义多维模型、操纵多维立方体提供了技术基础。利用该技术可以对基于数据仓库中多维的商务数据进行在线分析处理，以生成新的商业信息；又能实时监视商务运作的成效，使管理者能自由与商务数据相互联系。该技术可用于多个领域，例如市场利润分析、后勤分析、经济预算和预测、税收计划、成本会计等。OLAP是基于数据仓库环境的数据分析工具。用户首先提出自己的假设，然后利用OLAP工具检索查询以验证或否定假设，是用户制动式的分析方式。相比较而言，知识发现（也称数据挖掘）是较难理解的，它利用知识发现工具挖掘事先未知的、潜在有用的知识的过程，是一种主动式自动发现方法。
（4）数据挖掘技术
数据挖掘，又称数据库中的知识发现，是指从大型数据库或数据仓库中提取隐含的、未知的、非平凡的以及有潜在应用价值的信息或模式。数据挖掘在电子政务中主要用来为政府重大政策出台提供决策支持，即通过对网络中各种经济资源的挖掘，确定未来经济的走势，从而制定出相应的宏观经济调控政策。
（5）知识管理技术
政务知识管理，是利用现代信息技术，充分发挥政府知识资源的作用，实现知识的共享，提高公务员的学习和创新能力，运用团队智慧提高政务工作效率，增强管理、服务和领导决策能力，促进社会繁荣和进步的一种管理模式。
【3】政务智能的应用案例
政务智能化系统近几年普遍运用于电子政务中，从数据处理、业务协同、信息管理、决策辅助等方面支持政府的各项公共服务。下面介绍其在政府城市应急及防汛抗旱两方面工作中的实际应用情况。
1.城市应急指挥系统
近年来，我国自然灾害、公共卫生、安全生产等应急事件频繁发生，各地非常重视各类应急指挥系统的建设。应急指挥系统建设状况集中反映了一个行业、部门和城市乃至一个国家的应急管理水平、综合信息化水平。这里以广东省国土资源应急指挥系统建设为例介绍下政府应急指挥系统的概况。
广东省国土资源应急指挥系统是从2004年1月开始建设，目标是为省政府领导提供国土资源方面的应急指挥的决策支持。系统以商业化的WebGIS和DBMS软件平台为基础，在国土资源信息中心建立专门面向省政府的国土资源信息数据库，实现各种国土资源信息的有机组合，客户端利用JAVA技术在WebGIS平台上开发出基于浏览器的应用系统，通过政府专网在省应急指挥中心与广东省国土资源信息中心之间建立安全、快速的网络连接，实现国土资源信息在省政府应急系统中的直接调用，提供应急事件的辅助决策支持。
系统由数据平台和信息系统两部分构成，采用浏览器/服务器三层体系，整个系统建立在广东省国土资源信息数据平台基础之上，数据库管理软件采用Oracle9i，空间数据引擎方面选用ArcSDE，WebGIS方面选用ArcIMS，数据维护端采用Client/Server架构，应用端采用IE浏览器。系统框架能够较好地解决空间信息数据自身内部特点同应用系统的特殊需求间的矛盾。同时，将数据平台从整个系统中剥离出来，既可以同建设全省统一的国土资源数据平台工作相协调，又可以在整个数据平台的建设过程中起到引导作用，为未来大规模的数据平台建设打下基础。
系统由7个子系统和1个数据集成接口构成。系统的应用服务部分采用浏览器/服务器方式运行，通过SOAP协议与XML数据结构实现同系统后台提供的组件服务相连接，灵活有效地实现系统目标；系统的数据维护部分及地图服务维护部分采用客户机/服务器方式运行。具体的子系统构成如下：
（1）基础地理专题应用子系统
该子系统提供丰富的多比例尺、多种类型、多时态的全省基础地理信息的可视化图形表现，提供多种数据类型的复合表现，提供丰富的GIS查询统计分析工具帮助系统决策者对所关心的空间区域的地理现状有一个全面完整的认识。同时，基于基础地理信息中的专题要素提供专门的空间分析应用工具。
（2）土地利用现状专题应用子系统
该子系统提供全省土地利用现状信息及汇总信息，提供各种土地利用信息综合查询、数据统计、历史对比、分析预测、制图输出、报表生成、专题图制作等功能。系统为土地利用规划、基本农田保护、土地开发复垦整理和建设用地管理等工作提供信息支持。结合模型库、知识库与方法库，系统提供各种土地利用评价及评估分析功能，为应急决策提供土地利用结构、分布、利用率等方面统计与分析的支持。
（3）土地利用规划专题应用子系统
该子系统提供省、市、县三级土地利用规划信息数据，提供规划文档、规划地图、规划指标的各种查询统计分析功能，实现对规划成果的充分利用。系统同时提供对用地项目实时查询及审查的能力。通过相关模型库、知识库及方法库的引用，系统进一步提供土地利用宏观决策分析（如土地利用对比分析、土地利用空间布局分析、重点建设项目用地分析、土地利用结构变化趋势分析、计划执行情况分析、规划执行情况分析等）的能力。
（4）矿产资源专题应用子系统
该子系统提供矿产资源规划成果、采矿权、探矿权等矿产资源信息的查询与分析功能。系统需要提供矿产资源储量对比分析、矿产资源开发利用统计分析，主要矿区开发利用情况分析，矿产品需求量、产量对比分析，矿山土地破坏与规划复垦分析等功能。系统通过相关模型库、知识库及方法库的引用，采用专门的GIS统计分析工具对矿产资源相关的应急指挥辅助决策需求提供支持。
（5）综合决策支持子系统
该子系统实施重点在于数据集成、应用集成以及在前4个子系统基础上，综合利用各种国土资源信息，结合系统建立的土地利用评价模型、农用地分等定级估价数据库分析模型、矿产资源储量评价模型、矿山资源评价模型等模型、知识库与方法库，提供GIS决策支持功能及手段。
（6）空间数据库维护子系统
广东省国土资源数据库涉及的数据量庞大、内容复杂。空间数据库维护子系统通过提供多种数据处理手段，结合先进的空间数据建库技术对基础地理信息数据库、土地利用数据库、矿产资源数据库实现统一维护、管理和更新。空间数据库维护子系统主要提供以下系统功能：
①提供方便易用的数据建库功能，在集成化统一的系统环境中建立基础地理信息数据库、土地利用数据库、矿产资源数据库以及元数据库；
②入库数据的质量检查功能，保证入库数据的正确性；
③数据提取导出功能；
④数据的历史维护功能，实现数据的历史管理机制；
⑤系统的安全管理机制；
⑥系统的备份/恢复机制；
⑦完整有效的元数据管理机制。
（7）数据集成接口
①地质应急接口：接收地质灾害发生的信息，确定空间定位位置，结合综合数据库群，确定灾区受灾人口、受灾范围面积、受灾的建筑物、道路等设施以及受灾的直接经济损失。
②矿山应急接口：接收矿山灾害发生的信息，确定空间定位位置，结合综合数据库（扩展采矿权数据库、探矿权数据库、矿产储量数据库等），分析出受灾人口、受灾范围面积、受灾的建筑物、道路等设施以及受灾的直接经济损失。
③洪水应急接口：接收洪水空间范围位置，结合综合数据库，分析出受灾人口、受灾范围面积、受灾土地类型面积、受灾矿产资源面积、受灾的建筑物、道路等设施以及受灾的直接经济损失。
④饮用水源应急接口：接收饮用水空间范围位置，结合综合数据库，分析出受灾人口、受灾范围面积、受灾土地类型面积以及受灾的直接经济损失。
⑤地震应急接口：接收地震影响空间范围位置，结合综合数据库，分析出受灾人口、受灾范围面积、受灾土地类型面积、受灾的建筑物、道路等设施以及受灾的直接经济损失。
⑥核污染应急接口：接收核污染影响空间范围位置，结合综合数据库，分析出受灾人口、受灾范围面积、受灾土地类型面积以及受灾的直接经济损失。
⑦卫生传染源应急接口：接收卫生传染源影响空间范围位置，结合综合数据库，分析出受灾人口、受灾范围面积、受灾土地类型面积，受灾的建筑物等，确定铁路、道路等设施的路径分析，以及受灾的直接经济损失。
系统所依赖的空间数据包括基础地理信息、土地利用基础信息、矿产资源基础信息，数据涉及各级比例尺、多种数据类型及多种数据源，通过一致的空间定位参考使这些数据能够相互叠加和套合，形成高度集成化的空间数据信息，满足应用分析的需要。以海量空间数据库为系统支撑平台，形成数据的整体流转和高度共享，利用组件技术，采用完全面向对象设计，在WebGIS平台上搭建嵌入式应用系统，提供针对突发事件辅助决策功能，从而实现突发事件决策的科学性、高效性。
2.防汛抗旱决策支持系统
防汛抗旱决策支持系统面向各级防汛抗旱指挥部和有关部门，辅助支持完成下列各项业务工作：天气形势和汛情监视；雨情、水情、工情、险情、灾情等信息接受处理；洪水预报及其成果发布；防洪调度论证分析和成果显示；有关防洪抢险方案的制定和实施；防洪工程远程监控以及防汛物质、防汛人员和防汛资金的管理与调配。
系统可以查询气象、雨情、水情、灾情、社会经济、工程运行情况及各类基本资料等全面的信息，使用方便快捷。系统总体分为：查询分析、统计图表、决策分析、会商支持和应急指挥等子系统。
（1）查询分析
根据国家防汛指挥系统的功能要求，GIS空间数据库集成了雨情、水情、工情、灾情等四大类信息。
①基础地理信息的双向查询
基础地理信息包括有行政区划、水系、地形。查询空间位置、长度、面积、编码、名称、等级、性质等方面的信息。查询方式可以从图形上选择地物来查询其属性信息，也可以根据属性信息构造表达式，查询对象的空间位置。
②雨情信息的查询与分析
雨量站基础信息和雨情信息（包括给定时空范围内各站雨情和平均雨量信息、等雨量线图、旬月雨量及历史对比分析等）的查询。其表现形式为：用不同颜色或闪烁等表现不同量级的雨情；雨量值、雨量过程柱状图表现；提供各类查询结果的表单显示和打印。其中，雨量量级要求分为：特大暴雨、大暴雨、暴雨、大雨、中雨、小雨；空间范围要求为流域、预报区域、行政区域；指定起讫时间的范围要求精确到小时。
③水情信息的查询与分析
包括汛情信息采集站（如雨量站、水位站、水文站等）信息查询、实时水情查询（如实时降雨量、实时流量和水位等）、洪水（降雨过程线、流量过程线和水位过程线）、洪量、特征水位（警戒水位、保证水位以及水库的死水位、汛限水位、设计洪水位、坝顶高程），以及与历史洪水（历史最高水位、历史最高流量、历史洪水水位过程线、历史洪水流量过程线等）的比较与显示、趋势分析等。
④防汛水利工程信息查询
防汛水利工程信息包括有18类基础工程信息。这18类基础工程是河流、水库、水文控制站、提防（段）、蓄滞（行）洪区、湖泊、圩垸、机电排灌站、水闸、跨河工程、治河工程、穿堤建筑物、险工陷段、墒情监测站点、地下水监测站、灌区、海堤、城市防洪。采用GIS与数据库技术相结合，同样可以实现由图形到属性和由属性到图形的双向查询，并可做到险工险段地图示警。
（2）统计图表
系统提供雨情统计、水情统计、工情统计、灾情统计以及统计图标等功能。
①雨情统计
按流域、预报区域、行政区划或指定的任意区域等方式统计时段雨量、日雨量、旬月雨量等。并给出区域平均降雨量、最大降水量、最小降水量等，降雨过程的最大降雨量、最小降水量对应的站号、站名、发生时间等。设定降雨统计限值，统计时段雨量、日雨量、旬月雨量等大于、等于、大于等于或小于等于该限值的雨量站空间分布情况。
②水情统计
水情统计包括河道水情统计和水库水情统计两部分。按流域、预报区域、行政区划或指定的任意区域等方式统计该范围内河道站点及水库水情指定时间的实时水情、水位超警戒站点及数量等。指定站点在某一时间范围内水位流量过程的最高水位、最低水位、平均水位以及最大流量、最低流量、平均流量等特征信息。
③工情统计
按流域、预报区域、行政区划或指定的任意区域等方式对18类基础工程相关信息的统计。
④灾情统计
在指定范围流域、预报区域、行政区划或指定的任意区域等方式统计旱灾情况、洪涝灾害情况和冰雹灾害情况。
（3）决策分析
决策分析包括洪水预报、防洪调度和灾情评估功能。
①洪水预报
根据实时水情信息和降雨预报过程，分别完成系统管理范围内重要河流、重点水库和湖泊的洪水预报，并对预报结果进行会商和综合分析，提出综合性的洪水预报成果，为防洪调度和防汛部署提供重要依据。此外，还包括中、长期来水预测（水资源预报）功能，以满足抗旱工作的需要。
②防洪调度
防洪调度子系统是决策支持系统的核心子系统，它首先通过实时洪水预报成果以及历史水（雨）情、工情信息的检索和分析处理，结合气象预报信息，进行防洪形势分析；然后以人机交互方式设定或修改防洪工程的运用参数，进行洪水水情的仿真模拟计算，并依据计算分析成果生成多个可供比较选择的调度方案。此后，再通过对各方案进行可行性分析和洪灾损失的初步估算，提出多种方案的综合评价和比较结果，提供会商讨论和决策参考。
③灾情评估
灾情评估分为灾前评估、灾中评估、灾后评估三个层次。灾前评估可具体针对不同防洪调度方案，评估不同程度洪水的影响范围，超前预估洪涝发生时可能出现的灾害情况及其经济损失程度，以及不同调度方案下可能出现的灾害情况、受影响人口和经济损失情况，为防洪规划及会商、决策提供支持。灾中评估主要是在洪水发生的实际过程中，根据预报和调度结果以及洪水淹没的遥感影像图等资料，实时快速地对洪水的影响范围、受灾人口数量、人口迁移和淹没损失等进行判断，为防汛决策支持和灾后恢复规划等提供依据。灾后评估主要是调查、统计、核实、上报实际发生的灾害损失，并对灾前和灾中提出和实施的各种防灾减灾方案进行分析和评估，以利于总结经验，提高防汛减灾决策的能力。灾情评估子系统还应能够针对防洪调度子系统动态生成的不同调度方案，迅速地生成可能发生的灾害损失的对比分析，提供给会商决策参考。
（4）会商支持
会商支持对各应用子系统的各类分析成果进行重组和统一加工处理，为水情分析和洪水量级估计的会商讨论提供全面、宏观、鲜明、简洁的多种实时的和历史的水（雨）情、工情、灾情特征信息及综合会商信息。为追求最优化的减灾方案和工程运用措施，提供可参考的水（雨）情、工情、灾情等各方面的详细动态背景资料。系统通过智能化的预案调用、清晰的指挥流程步骤、灵活完备的应急处置措施辅助领导及相关人员进行决策指挥。
（5）应急指挥
①平战结合
对于灾害危机信息而言，平时要做到信息的收集、归类和存储，这样在灾害或危机发生时才能更好的利用有效的智能手段调动各方面的信息，才能真正形成监测预警、应急处理、恢复评估的有效灾害处理链条。可以利用本系统进行防洪演练，做到平战结合、防患于未然。
②联动应急
由于我国过往的灾害处置体制，多是各部门内部的垂直信息沟通与协调，当需要进行多部门协同处置时，在体制上需要建立相应的工作组或办公室，但为适应这种协同作业的信息交流机制却不能马上建立，这将不利于综合减灾和科学决策。系统依照《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国防洪法》，实现防汛抗洪的统一指挥、分级分部门负责的联动应急的体制。
③科学决策
为了防治水旱灾害，建国以来我国投入大量的人力和物力进行江河整治，加强水利工程的建设，防洪抗旱能力大大增强，但完全依赖工程措施，不仅周期长、投资多，而且难以实现某些目标。建立防汛抗旱指挥系统是重要的防灾减灾非工程措施，系统建设将提高防汛抗旱指挥决策的科学性，充分发挥水利工程的减灾效益。
④信息通报与实时跟踪
防汛减灾是一项多部门协同作战，共同抵御洪水灾害的过程，因此与上一级防汛抗旱指挥部、平级防汛抗旱指挥部和下一级防汛抗旱指挥部，建立突发事件通报制度，当突发事件发生时，事件通报调用系统日常管理中的信息通报子系统，不仅可以自动快速接受灾害报告启动系统，而且可以利用信息通报子系统中的各种现代通讯手段，如邮件群发、短信群发、传真群发，迅速、准确地将灾害信息处置方法通知相关单位以及现场。
系统实现防汛、抗旱等信息的资源共享，对相关信息实现自动采集、实时传输，并对数据进行综合管理、分析处理和决策支持应用，提高洪水预报、防洪调度、灾情预估等工作的科学性、准确性与及时性，提供现代化的防洪抗旱决策手段，全面提升防洪减灾的管理水平和科学决策水平，为社会经济的全面发展提供了重要的安全保障。
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