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第四章 超文本与超媒体,邮箱:,主讲:,电话:,教学目标,掌握超文本和超媒体的基本概念 了解超媒体传输协议 掌握超文本标记语言的基本语法及特点 熟知超文本节点的变化与分类 熟知超文本链的发展与分类 了解动态网站的设计技术,内容导航,4.1 超文本与超媒体的基本概念,4.2 超文本传输协议,4.3 超文本标记语言,4.4 动态网站设计技术,4.5 从传统Web 到Semantic Web,4.1 超文本与超媒体的基本概念,4.1.1 文本及多媒体,4.1.2 超文本、超链带来的变化,4.1.3 超文本的发展历史,4.1.4 超文本与超媒体的应用,4.1.5 超文本与超媒体模型,4.1 超文本与超媒体的基本概念,文本及多媒体文本：当文本和文档主要包含了自然语言字符和图画时，text和document二者是同义词。多媒体：是由图、文、声、像多种形式组成的媒体。4.1.2 超文本、超链带来的变化：超文本由节点与超链组成。普通文本是顺序阅读的；而超文本中由于超链的作用，文本的阅读可以跳转。如图所示。,4.1 超文本与超媒体的基本概念,4.1 超文本与超媒体的基本概念,4.1.3 超文本的发展历史 1945年Bush描述了一个超文本系统Memex（Memory Extender），目的是扩充个人大脑的记忆能力。1962年到1967年D.Englebart在斯坦福研究所开发了一个项目叫Augment，致力于扩大人类的能力。1965年,Ted Nelson设想要建立一个世界文库，把所有的作品都放到一个超文本系统中。1967年，美国的布朗大学研制成功超文本编辑系统。在MIT实验室，体系结构组研制了世界上第一个最重要的超媒体系统白杨树城影像图系统。1985年Symbolic公司开发的符号文本检查系统。,4.1 超文本与超媒体的基本概念,4.1.4 超文本与超媒体的应用 电子出版物：WWW网络与生俱来地以超链的形式支持文档的随意访问。信息搜索：从一个新概念的诞生、定义，它的内涵到外延，到相关领域的研究现状，学术、学派及领头人，重要的杂志、期刊，有代表性的会议及经典的论文等等重要信息，都需要到网上去搜索、查询。远程教学：学习资源的可共享性和系统的互操作性对于网络远程教育的实用性和经济性具有决定性意义。远程医疗：远程医疗是从运用传统的通信技术到数字网络和数字系统的演化，包括Internet和其它数字媒体。(见以下的图和表）网上娱乐,4.1 超文本与超媒体的基本概念,根据Bemmel J.H 编辑的“医疗信息学手册”(Hand book of Medical Informatics)中描述的应用健康ICT技术解决方案的部分图解，较为理想的集中式与分布式医疗系统可由集中式、分布式以及集成式健康信息系统三部分组成。,4.1 超文本与超媒体的基本概念,远程医疗经常根据医疗领域和应用领域来分类。上表列出了远程医疗的三种策略。当前，随着技术的发展，远程医疗应用在不断变化着，朝着越来越强调面向消费者的健康服务的方向发展。,4.1 超文本与超媒体的基本概念,4.1.5 超文本与超媒体模型 1、Dexter超文本参考模型,Dexter模型的内部成员层存放了所有可能使用节点 的内容和结构。存储层将超文本描述为成员与分解功能、访问功能的有限集合。存储层与内部成员层中间的“锚接口标识”是一种定位机制。一个锚(anchor)由锚标识(ID)和锚值(value)两部分组成。最上面一层运行层是表现成员实例的。,4.1 超文本与超媒体的基本概念,带有语言义层的Dexter改进模型如图所示。对Dexter模型的改进表现为在存储层和内部成员层之间加 语义层(semantic layer)。这一层规定数据内容，并且定义从不同的资源搜索数据和集成数据的过程。这一层创建了一个层之间的接口，并且根据用户的查询等要求，使用本体任务考虑内容的语义，并从内部成员层向用户提供内容敏感的结果。,4.1 超文本与超媒体的基本概念,1.2、多媒体和超媒体信息编码专家组MHEG模型 MHEG(Multimedia Hypermedia Information Coding Expert Group)是ISO/IEC JTC1/SC29 组织的为多媒体系统信息交换格式制定的标准模型。,4.1 超文本与超媒体的基本概念,图总结了MHEG类层次树中包含的对象元素。在MHEG树中的根（用斜体字表示）是抽象类，没有实例。而叶节点可以继承抽象类的属性。在图中，行为类定义一种信息表示,的行为；某些MHEG 引擎的特殊性能通过描述符类进行查询；宏类可以简化访问、对象复用的过程；成员由内容（应包括多媒体的各种表现形式）、交互（通过选择和修改操作来体现）、复合三部分组成。,4.2 超文本传输协议,4.2.1 HTTP与HTTPD,4.2.2 HTTP-NG和SHTTP,4.2 超文本传输协议,4.2.1 HTTP与HTTPD（1）HTTP(HyperText Transfer Protocol)是WWW应用级的基本协议。它定义了信息如何在WWW的服务器和WWW客户端之间进行传输。每一个要求与反应由三部分构成：请求行(request line)：它包含了请求的方法，文档的位置和协议的版本；标题部分(header section)：这一系列请求行有HTTP的标题，用于将请求的其它信息、客户端情况传递给服务器，然后用一个空行把标题部分和实体部分分开。,实体(entity body)：这部分包含了传递给服务器的其它数据。通常是以一种表单的形式提交信息的。（2）HTTPD：Web服务器的处理过程通常是与HTTPD(即HTTP Daemon)有关。Apache是基于NCSA HTTPD实现应用最广泛的版本。（3）HTTP的标题HTTP的标题部分用于在客户机和服务器之间传递信息。（4）HTTP/1.0和HTTP/1.1：HTTP/1.0又加入一些新的特点，HTTP/1.1改进了WWW运行的性能。,4.2 超文本传输协议,4.2 超文本传输协议,4.2.2 HTTP-NG和SHTTP1、HTTP-NG HTTP-NG的结构是一种三层结构：在顶部的Web API层提供了对传统Web操作的访问在中部的消息层提供当前的分布式对象处理能力最下边是堆栈式字节传输层模块结构，即MUX（多路 复用）层，处理TCP/IP问题。HTTP-NG的优点：可扩展性、简单化、有效性。,4.2 超文本传输协议,2、Secure HTTP（1）安全HTTP的特点：S-HTTP提供完全灵活的加密算法、加密模式和参数。S-HTTP与摘要认证（Digest-Authentication）不同点在于它提供了对公钥加密的支持。（2）安全HTTP实行的步骤：用配置窗体建立S-HTTP的安全性。为S-HTTP编写HTML文档。在保护机构和ACL文件中编码CRYPTOPTS。用S-HTTP对CGI程序编码。使用S-HTTP。,4.3 超文本标记语言,4.3.1 SGML,4.3.2 超文本标记语言HTML,4.3.3 XML的特点,4.3.4 XML Links 和 Pointers,4.3.5 节点的变化及分类,4.3.6 超链的发展及分类,4.3 超文本标记语言,4.3.1 SGML 1超文本标记语言模型SGML、ODA及HytimeSGML是标准通用标记语言（Standard Generalized Markup Language）的缩写，它制定了超文本标记语言的标准，奠定了其他超文本标记语言的基础。1）电子排版语言:关于读模式，要根据词法、句法、语义及实用级解释理解文本。写模式文本由两个基本部分组成：陈述情况，并证明它。一般地讲，写的模式包括三个阶段，如图所示。,4.3 超文本标记语言,物理文本结构有两种最常见的格式：WYSIWYG(What You See Is What You Get)所见即所得格式。命令嵌在文本中的方式：把命令嵌套在文本当中是另外一种排版方式,4.3 超文本标记语言,SGML的结构,超媒体体系结构及组成元素,SGML的基本特征:SGML是一种高能量信息，即SGML标识系统比其他标识系统能传递更多的信息。,4.3 超文本标记语言,SGML的独立性：SGML具有输出独立性SGML工具：工具的研制，重点是产生信息处理和传递的转换工具、浏览器和检索工具。,4.3 超文本标记语言,超文本标记语言HTML HTML(Hypertext Markup Language)是SGML的一个子集，比SGML更加简单易行，因此流传广泛。1）HTML基本语法纯文本的 HTML文档由各种HTML标记（即控制命令），以及所要显示的内容组成。控制命令用括起来。主要标记有：文件头HTML，文件体，标题头（Heading），列表结构，锚元素，嵌入图像标记，表格标记，输入表标记，分割窗口标记，换行符，水平线。,4.3 超文本标记语言,2）HTML特点 概括的讲，HTML语言的特点是能创建和实现独立于平台的文档，能与Internet上其他文档相连，能够使WWW页面包括图形和多媒体，能够连接Internet上的其他资源。3）HTML的发展 HTML标准是由W3C组织制定的。目前已颁布了HTML.0、HTML 1.0、HTML 2.0、HTML 3.0、HTML 3.2、HTML 4.0和XML多个版本。动态HTML（Dynamic HTML）支持下列技术：级联样式表 CSS、文档对象模式 DOM、层标记的定位功能，动态字体和幕布模式。,4.3 超文本标记语言,4.3.3 XML的特点 1XML与WWW最近几年，W3C论坛创建了一些新的标准都是围绕着XML制定的。链接的类型大概有以下几种：为浏览器定义的链接,导航节点链,层次链接,顺序链接,指明相关文档的链接类型,指明元文档的链接类型.2内容与表现形式的分离,4.3 超文本标记语言,Web 是第一个使得内容在确实是大规模的、使全球分布的几十亿用户可同时访问的超媒体系统。标记是一种试图把某种类型的智能处理与大量的人类可读的文本以数字形式结合起来的方法。标记语言允许人们用某些更明显的功能性去标记文本。XML 是一种描述标记语言的元语言（Meta Language）。XML可以把自己的可视化风格附加到文档中而不会破坏通用标记；XML和它伴随的标准提出了一种新的方法提供信息。使得内容与内容相关的链接能够用XML链接语言（XLink）清楚的分离开来，并使得表达，存储和传递都被分离开成为可能。,4.3 超文本标记语言,3.XML是语义网的重要组成部分 语义网涉及到三种类型的标记语言，把真实的语义与巨大的Internet网上的数据结合起来。这些语言分别是（1）用语义项（semantic term）标注数据（XML）（2）使用三元组关系表达数据之间的关系（RDF）（3）为正确推理编码必要的基本假设（ontology）,4.3 超文本标记语言,4.3.4 XML Links 和 Pointers 1.URI与URLURI：表示的是统一的资源标识，它是以某种统一的方式标识资源的简单字符串。URL的格式由下列三部分组成：第一部分是协议（或称为服务方式）；第二部分是存有该资源的主机IP地址（有时也包括端口 号）；第三部分是主机资源的具体地址。，如目录和文件名等。,4.3 超文本标记语言,URN（Uniform Resource Name）即“统一资源名”和URC（Uniform Resource Citation）即“统一资源引用符”等。,Tim Berners-Lee引入了标准的识别、定位和命名的途径：URI、URL和URN，他们是彼此关联的。URI的范畴位于体系的顶层，URL和URN的范畴位于体系的底层。这种排列显示URL和URN都是URI的子范畴，如图所示：,4.3 超文本标记语言,2XML link1）HTML中的linking和pointerXLink和XPointer结合起来形成一个标准XLL。XLL标准被分成link和pointer两种规范。XLink规范设置标准，研究如何将XML文档分成相互链接的部分；而XPointer语言为了超链接的目的用于对XML文档结构进行寻址。2)XML中的简单链 3)扩展链接（Extended link）4)外联扩展链接（out-of-line Extended Links）,4.3 超文本标记语言,扩展链接超越了HTML链接能达到的程度，包括资源的多向链接、组链接以及与链接相关的元数据。扩展链接把目标保存在链接元素的子地址指示器（sub locator）元素中，不像简单链接那样保存在链接元素唯一的href特性中。在使用扩展链接时，可以从该链接的任何一个定位点开始，遍历到其他任何一个定位点，而不用知道链接在哪儿。,4.3 超文本标记语言,如果把所有的链接放在一个外联链接文档中，并且从我们的页面中能够定位找到那些资源，只需要修改一个文档就可以了。下图说明了这种思路的原理。这一点与DTD或者Schema中的样式表（Style Sheet）非常相似。,4.3 超文本标记语言,3.XPath和XPointerXPath被用于定位在XML文档中的任何元素或者属性。在XPath中一个重要的表达式是位置表达式，它由下列三个部分组成：轴：用于确定由位置步(location step)和上下文节点选择的节点之间的树型关系。节点测试：用于指定节点类型和节点的扩展名，这些节点也是由位置步选择的。零个或更多的谓词，用来进一步求精由位置步选择的节点集合。,2）XpointersXML Pointer的规范给出一种指向文档的手段。Locator语法 XPointer的语法,4.3 超文本标记语言,节点的变化及分类 节点的分类1）按照表现形式,可分为基于框架（frame）和基于窗口(Windows)两类。2）按照结构,可分为原子节点、复合节点和包含节点。3）按状态,分为静态节点和动态节点。4）按用途,可分为操作型、组织型和推理型三类节点。,4.3 超文本标记语言,a.原子节点与复合节点,b.包含节点,4.3 超文本标记语言,4.3 超文本标记语言,2、热标：热标是超媒体中特有的元素。由于超媒体由节点和链组成。链由链源、链宿和属性组成。热标是确定相关信息的链源，由链源引起向相关内容的转移，到达链宿。由于超媒体节点内容的多样化，热标也可分为热字、热区、热元、热点和热属性五类。超链的发展及分类链或超链（Hyper Link）是超媒体的组成部分，将节点链接在一起，描述节点之间的关系。超链是具有方向性的，由三个部分组成：链源（信息浏览时的起点）、链宿（连结的目的地）和链的属性。下一页的图描述的是节点中的基本链和交叉索引链，其中基本链用实线表示，交叉索引链用虚线表示。,4.3 超文本标记语言,节点中的基本链和交叉索引链,4.3 超文本标记语言,按照链的属性，包括隐含性、方向性及描述节点的组合方式，可以划分三类超链：显式/隐式链，单向/双向链，线性浏览、树状结构、无环网、块状结构、任意网链。,a.一对一关系,b.一对多关系,c.多对一关系,单向链,4.3 超文本标记语言,a.双向一对一关系 b.双向多对多关系,双向链,4.3 超文本标记语言,1）基本结构链：是一种由超媒体系统作者事先说明的，具有固定明确特点的实链。基本结构链又可以分为基本链、交叉索引链和节点内注释链三种类型。2）按照链的属性，包括隐含性、方向性及描述节点的组合方式，可以划分三类超链：显式/隐式链，单向/双向链，线性浏览、树状结构、无环网、块状结构、任意网链。3）按用途分为导航链，推理链和计算链。下图表示五种不同组合方式的链.,4.3 超文本标记语言,a.线性浏览链,b.树状结构 c.无环网,4.3 超文本标记语言,导航链的作用是引导网络用户迅速找到他们需要的内容。下表说明导航链的分类。表中列出了包括说明链、注释链、相关链、概括链在内的17种超链接，并且举出17个实例进一步阐述相应的概念。,4.3 超文本标记语言,4.3 超文本标记语言,4.3 超文本标记语言,下列的推理链概括了人工智能领域许多科学家多年的研究成果，而且有部分推理链已经在某些局部范围内得到应用，体现了这类扩充链接的巨大优越性。,4.4 动态网站设计技术,4.4.1 ASP、JSP、PHP和.Net技术,4.4.2 XML 支持的门户建设,4.4 动态网站设计技术,4.4.1 ASP、JSP、PHP和.Net技术 4.4.2 XML 支持的门户建设:XML是在Web上交换半结构化数据的标准，它被广泛地采用。很清楚，不断扩大的Web 数据将以XML的形式以及DTD或者XMLSchemas的形式描述并被使用。XML提供了将数据和结构与处理方法分离开来的能力；Internet提供了无处不在的物理连接，以此为基础，业务伙伴可以迅速发展起来；安全、认证及事务处理等Internet技术能满足各类用户的需要；,数据库连接意味着，数据和与这些数据进行交换的规则通过中间层数据过滤器和聚集器（aggregator）在不同的系统间进行通信。,4.4 动态网站设计技术,4.5 从传统Web 到Semantic Web,首先，当前万维网上的内容主要是设计为人类阅读的，而不是为计算机程序进行有意义操作的。第二，语义网有一种功能，使得计算机能够访问结构化的信息集合和推理规则的集合，这些信息集合与规则能够自动进行推理。第三，当两个数据库使用不同的标识表达同一个概念时，就需要用到语义网的第三个组成部分ontologies。第四，当人们创建很多程序，这些程序能够从各种各样的资源中收集Web内容，并处理信息时，当这种软件Agent的有效性在更多的机器可读Web内容和自动服务变为可用时，将会呈现指数式的增长。,4.5 从传统Web 到Semantic Web,第五，知识的演化。在语义网中，每一个概念简单地由一个URI来起名，它可以让任何人表达他们用较小的努力发明的概念。语义网的统一逻辑语言将使这些概念逐步累进地与整个Web链接。这种结构，将开放知识和人类的工作，通过软件agent进行有意义的分析，提供一组新的工具。我们可以利用这些工具一起生活、工作和学习。,