Xây dựng trang web hỗ trợ giải bài tập lý thuyết mạch bằng công cụ matlab

Mô hình Client/Server Thực tế mô hình Client/Server là sự mở rộng tự nhiên và tiện lợi cho việc truyền thông lên các máy tính cá nhân mô hình này cho phép xây dựng các chương trình Clie

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

XÂY DỰNG TRANG WEB HỖ TRỢ GIẢI BÀI TẬP LÝ

THUYẾT MẠCH BẰNG CÔNG CỤ MATLAB

NGUYỄN THỊ PHƯƠNG OANH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

XÂY DỰNG TRANG WEB HỖ TRỢ GIẢI BÀI TẬP LÝ

THUYẾT MẠCH BẰNG CÔNG CỤ MATLAB

NGÀNH: ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

NGUYỄN THỊ PHƯƠNG OANH

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TSKH TRẦN HOÀI LINH

HÀ NỘI - 2009

Mục lục

Lời nói đầu 91

Chương 1 91

Giới thiệu về mô hình Web server- Web client 91

1.1 Thuật ngữ Client, Server 91

1.2 Mô hình Client/Server 91

1.3 ứng dụng mô hình Client/Server 91

1.4 Mô hình Web Client- Web Server 91

Chương 2 91

Giới thiệu về Matlab server pages 91

2.1.Matlab Server Pages (MSP) là gì? 91

2.2 Cơ bản về Matlab 91

2.3 Kiến trúc của MSP 91

2.4 Kỹ thuật MSP 91

2.4.1 Kỹ thuật JavaServer Pages(JSP) 91

2.4.2 Kỹ thuật JSP Standard Tag Library (JSTL) 91

2.4.3 Kỹ thuật JavaServer Faces (JSF) 91

2.4.4 Kỹ thuật Java DataBase Connectivity(JDBC) 91

2.4.5 Kỹ thuật Remote Method Invocation (RMI) 91

2.4.6 Kỹ thuật Java 4 Web Services 91

2.5 Thư viện thẻ trong Matlab 91

2.5.1 Thẻ Clean 91

2.5.2 Thẻ Command 91

2.5.3 Thẻ Engine 91

2.5.4 Thẻ GetArray 91

2.5.5 Thẻ GetVector 91

2.5.6 Thẻ GetScalar 91

2.5.7 Thẻ GetCharArray 91

2.5.8 Thẻ GetParam 91

2.5.9 Thẻ MultiCommand 91

2.5.10 Thẻ PlotData 91

2.5.11 Thẻ Thumbnail 91

2.5.12 Thẻ WriteData 91

2.6.Dịch vụ web Matlab 91

2.6.1 engineOpen() 91

2.6.2 engineClose() 91

2.6.3 eval() 91

2.6.4 getArray() 91

2.6.5 getVector() 91

2.6.6 getScalar() 91

2.6.7 putArray() 91

2.6.8 putVector() 91

2.6.9 putScalar() 91

2.6.10 getImage() 91

2.7.Tải về và cài đặt MSP 91

2.8 Một số ví dụ sử dụng MSP 91

2.8.1 Xử lý dữ liệu kiểu số thực 91

2.8.2 Xử lý dữ liệu kiểu số phức 91

2.8.3 Xử lý dữ liệu kiểu ma trận thực 91

2.8.4 Xử lý dữ liệu kiểu ma trận số phức 91

2.8.5 Vẽ đồ thị 91

Chương 3 91

Kết quả thực hiện 91

3.1 Thực hiện chuyển đổi giữa hai dạng biểu diễn của số phức 91

3.1.1 Chuyển đổi đại số-Ơle 91

3.1.2 Chuyển đổi Ơle- đại số 91

3.2 Giải mạch điện RLC nối tiếp 91

3.3 Giải mạch điện 3 nhánh song song 91

3.4 Tính các thông số ma trận đặc trưng a và b của mạng 2 cửa hình T và pi 91

3.4.1 Mạng hình T 91

3.4.2 Mạng hình Pi 91

3.5 Giải mạch điện ba pha 91

3.6 Tính ảnh Laplace ngược 91

Chương 4 91

Kết luận 91

Tài liệu tham khảo 91

Phụ lục 91

A Một số thẻ trong Matlab 91

B Các chương trình thực hiện trong chương 3 91

Lời nói đầu

Internet không còn là khái niệm xa lạ với người Việt Nam Đối với người sử dụng Internet ở mức độ trung bình có thể tìm kiếm một lượng thông tin khổng lồ thông qua việc tìm kiếm, chia sẻ dữ liệu, thông tin trên Internet Internet liên kết mọi người với nhau để học hỏi kinh nghiệm, phát triển kiến thức Internet đã xóa bỏ khoảng cách về địa lý cũng như về thời gian

Một trong số các dịch vụ của Internet nhằm giúp cho việc trao đổi thông tin trở nên thuận tiện và dễ dàng đó chính là World Wide Web(WWW) WWW gọi tắt là Web - là mạng lưới nguồn thông tin cho phép mọi người có thể khai thác thông tin qua một số công cụ hoặc là chương trình hoạt động dưới các giao thức mạng

Web trở nên phổ biến vì Web cung cấp cho người sử dụng khả năng truy cập dễ dàng từ đó người sử dụng có thể khai thác các thông tin đa dạng trên Internet bao gồm văn bản, hình ảnh, âm thanh… Web được coi là đa phương tiện của mạng Internet

Để xem và đọc các thông tin trên web sử dụng trình duyệt Web, thông dụng nhất

là sử dụng trình duyệt Microsoft Internet Exolorer (IE) Tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể

mà thông tin được định dạng dưới dạng thể hiện khác nhau

Đối với một trang web thường có các thành phần sau: hình ảnh, biểu ngữ, counter, logo, search form, nevigator, header, footer, multimedia, forum

Trên đây là các thành phần thường có ở các trang web thông thường Tuy nhiên đối với các trang web được sử dụng để giải quyết các bài toán kỹ thuật ví dụ như giải các bài toán Lý thuyết mạch đòi hỏi khối lượng tính toán lớn do đó thời gian tải của trang thường nhiều Vì vậy cần phải giảm thiểu những thành phần có thể làm chậm việc tải trang web như các hình ảnh động, âm thanh, video

Bạn có thể sử dụng ngôn ngữ lập trình dạng như Java-(một trong số các ngôn ngữ để thiết kế trang web động có thể phù hợp với yêu cầu thiết kế trang web để giải bài toán Lý thuyết mạch) Nhưng sẽ mất rất nhiều thời gian để triển khai công việc, đặc biệt để phát hiện và sửa lỗi Trong quá tìm kiếm ngôn ngữ thay thế Java có thể thấy Matlab Server Pages(MSP) là giải pháp thích hợp Khi sử dụng MSP chỉ cần sử tạo hai trang HTML trong đó một trang HTML để nhận dữ liệu đầu vào của bài toán

và một trang HTML để hiện thị kết quả ra Trong trang HTML này để có thể giao tiếp(gọi) Matlab thực hiện tính toán bằng cách sử dụng các thẻ Matlab Các thẻ này được sử dụng giống như sử dụng các thẻ HTML do đó rất thuận tiện cho người sử dụng Hơn nữa vì MSP gọi Matlab thực hiện tính toán vì vậy kết quả bài toán đáng tin

cậy Với nhận xét như trên để giải quyết yêu cầu của luận văn với tiêu đề Xây dựng

trang web hỗ trợ giải bài tập lý thuyết mạch bằng công cụ Matlab sẽ sử dụng công

cụ MSP để tạo trang web Đây là đề tài có tính ứng dụng cao bởi vì với sự phát triển của Internet như hiện nay và những lợi ích của nó đối với người sử dụng làm cho số người dùng tăng vọt Đặc biệt đối với học sinh, sinh viên các trường cao đẳng, đại học Thông qua Internet người học có thể tìm thấy lượng thông tin hữu ích phục vụ đắc lực cho quá trình học tập và nghiên cứu của mình

Nội dung của luận văn bao gồm các chương:

Chương 1: Giới thiệu về Web server- Web client: Giới thiệu tổng quan về mô hình server, client; mô hình web server, web client và ứng dụng của chúng

Chương 2: Giới thiệu về Matlab Server Pages: Giới thiệu tổng quan về Mattlab Server Pages(MSP), các đặc điểm của MSP, thư viện thẻ, cách thức tải về và cài đặt MSP và một số ví dụng minh hoạ

Chương 3: Kết quả thực hiện: Là một số kết quả triển khai sử dụng MSP bao gồm xây dựng các bài toán tính chuyển đổi giữa hai dạng biểu diễn của số phức; giải mạch điện RLC nối tiếp; mạch ba nhánh song song; Tính các thông số Aik, Bik của mạng hai cửa hình T và Pi; mạch ba pha; tính ảnh Laplace ngược

Chương 4: Kết luận: Đã sử dụng MSP giải được một số bài toán lý thuyết mạch

và hướng phát triển của đề tài

Do thời gian có hạn và nhận thức vấn đề còn hạn chế nên bản luận văn không tránh khỏi những sai sót cần phải hoàn thiện thêm Tôi rất mong nhận được sự góp ý các thầy cô giáo, của bạn bè, đồng nghiêp

Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo hướng dẫn tôi: PGS.TSKH Trần Hoài Linh người đã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn Tôi cũng xin gửi lời cảm

ơn đến các thầy cô giáo đã tận tâm truyền đạt những kiến thức quý báu của mình đến các học viên

Chương 1

Giới thiệu về MÔ Hình Web server- Web client

1.1 Thuật ngữ Client, Server

Thuật ngữ Server được dùng cho những chương trình thi hành như một dịch vụ trên toàn mạng Các chương trình Server này chấp nhận tất cả các yêu cầu hợp lệ đến

từ mọi nơi trên mạng, sau đó thi hành dịch vụ trên Server và trả kết quả về máy yêu cầu

Một chương trình được coi là Client khi nó gửi các yêu cầu tới máy có chương trình Server và chờ đợi câu trả lời từ Server Chương trình Server và Client nói chuyện

với nhau bằng các thông điệp (message) thông qua một cổng truyền thông liên tác IPC (Interprocess Communication) Để một chương trình Server và một chương trình

Client có thể giao tiếp được với nhau thì giữa chúng phải có một chuẩn để giao tiếp,

chuẩn này được gọi là giao thức (Protocol) Nếu một chương trình Client nào muốn

yêu cầu lấy thông tin từ Server thì nó phải tuân theo giao thức Server đưa ra Với sự phát triển mạng như hiện nay có rất nhiều giao thức chuẩn trên mạng ra đời Các giao thức chuẩn (ở tầng mạng và tầng vận chuyển) được sử dụng rộng rãi như hiện nay như: Giao thức TCP/IP, giao thức SNA của IBM, OSI, ISDN, X2.5 hoặc giao thức LAN to LAN NetBios

Một máy tính chứa chương trình Server được coi là một máy chủ hay máy phục

vụ (Server) và máy chứa chương trình Client được coi là máy khách(Client) Mô hình

trên mạng mà các máy chủ và máy khách giao tiếp với nhau theo một hoặc nhiều dịch

vụ được coi là mô hình Client /Server

1.2 Mô hình Client/Server

Thực tế mô hình Client/Server là sự mở rộng tự nhiên và tiện lợi cho việc truyền thông lên các máy tính cá nhân mô hình này cho phép xây dựng các chương trình Client/Server một cách dễ dàng và sử dụng chúng để liên tác với nhau đạt hiệu quả hơn Mô hình Client/Server như sau:



Server

Gửi yêu cầu

Trả về trang Web

yêu cầu từ Client, Server này có thể gửi tiếp yêu cầu vừa nhận được cho một Server khác Ví dụ như Database Server vì bản thân nó không thể xử lý yêu cầu này được Máy Server có thể thi hành các nhiệm vụ đơn giản hoặc phức tạp Ví dụ như một máy chủ trả lời thời gian hiện tại trong ngày khi một máy Client yêu cầu lấy thông tin

về thời gian, nó sẽ phải gửi yêu cầu lấy thông tin về thời gian theo một một tiêu chuẩn

do một Server đặt ra, mức yêu cầu được chấp nhận thì máy Server sẽ trả về một thông tin mà Client yêu cầu Có rất nhiều dịch vụ trên mạng nhưng nó hoạt động theo nguyên lý là nhận các yêu cầu từ Client sau đó xử lý và trả lại các yêu cầu cho Client yêu cầu

Thông thường chương trình Client/ Server được thi hành trên hai máy khác nhau cho dù lúc nào Server cũng ở trạng thái sẵn sàng chờ nhận yêu cầu từ Client nhưng

trên thực tế một tiến trình liên tục qua lại (interaction) giữa Client với Server lại bắt

đầu ở phía Client khi mà Client gửi tín hiệu yêu cầu tới Server

Các chương trình Server thường đều thi hành ở mức ứng dụng (tầng ứng dụng của mạng) Sự thuận lợi của phương pháp này là nó có thể làm việc trên bất cứ một mạng máy tính nào hỗ trợ giao thức truyền thông chuẩn mà cụ thể ở đây là giao thức TCP/IP Với các giao thức chuẩn này cũng giúp cho các nhà sản xuất có thể tích hợp nhiều sản phẩm khác nhau của họ lên mạng mà không gặp khó khăn gì Với các chuẩn này thì các chương trình Server cho một ứng dụng nào đó có thể thi hành trên một hệ thống chia sẻ thời gian với nhiều chương trình và dịch vụ khác hoặc nó có thể chạy trên chính một máy tính cá nhân bình thường Có thể có nhiều Server cùnh làm một dịch vụ, chúng có thể nằm trên nhiều máy tính hoặc một máy tính

Với mô hình trên thì mô hình Client/Server chỉ mang đặc điểm của phần mềm không liên quan đến phần cứng mặc dù trên thực tế yêu cầu cho một máy Server là cao hơn rất nhiều so với máy Client Lý do là máy Server phải quản lý rất nhiều các yêu cầu từ các Client khác nhau trên mạng máy tính

 Đánh giá về mô hình Client/Server

Có thể nói rằng với mô hình Client/Server thì dường như mọi thứ đều nằm trên bàn người sử dụng, nó có thể truy cập dữ liệu từ xa (bao gồm các công việc như gửi và nhận file, tìm kiếm thông tin )

Mô hình Client/Server cung cấp một nền tảng lý tưởng cho phép tích hợp các kỹ thuật hiện đại như mô hình thiết kế hướng đối tượng, hệ chuyên gia, hệ thông tin địa lý(GIS)

Một trong những vấn đề nảy sinh trong mô hình này đó là tính an toàn và bảo mật thông tin trên mạng Do phải trao đổi dữ liệu giữa hai máy ở hai khu vực khác nhau cho nên dễ dàng xẩy ra hiện tượng thông tin truyền trên mạng bị lộ

Trong mô hình Client/Server người ta còn định nghĩa cụ thể cho một máy Client

là một máy trạm mà chỉ được sử dụng bởi một người dùng thể hiện tính độc lập của

nó Máy Client có thể sử dụng các hệ điều hành bình thường như Win9x, Dos OS/2 Bản thân mỗi một Client cũng được tích hợp nhiều chức năng trên hệ điều hành mà nó chạy Nhưng khi được nối vào một mạng LAN/WAN theo mô hình Client/Server thì

nó còn có thể sử dụng thêm các chức năng do hệ điều hành mạng đó cung cấp với nhiều dịch vụ khác nhau(cụ thể là các dịch vụ đó do các Server trên mạng này cung cấp) ví dụ nó có thể yêu cầu lấy dữ liệu từ một Server hay gửi dữ liệu lên Server đó ) Thực tế trong các phần ứng dụng của mô hình Client/Server các chức năng hoạt động chính là sự kết hợp giữa Client/Server với sự chia sẻ tài nguyên, dữ liệu trên cả hai máy

Vai trò của Client trong mô hình Client/Server:

Client được coi là người sử dụng các dịch vụ trên mạng do một hoặc nhiều máy chủ cung cấp và Server được coi như là người cung cấp dịch vụ để trả lời các yêu cầu của Client điều quan trọng là phải hiểu được vai trò hoạt động của nó trong một mô hình cụ thể một máy Client trong mô hình này lại là Server trong một mô hình khác

Ví dụ như một máy trạm làm việc như một Client thường trong mạng LAN nhưng

đồng thời nó có thể đóng vai trò như một máy in chủ (Printer Server) cung cấp dịch vụ

in ấn từ xa cho nhiều Client khác Việc sử dụng Client được hiểu như là bề nổi của các dịch vụ trên mạng, nếu có thông tin vào hoặc ra thì chúng sẽ được hiển thị trên máy Client

Server còn được định nghĩa như một máy tính nhiều người sử dụng (Multi user computer) Vì một Server phải quản lý nhiều yêu cầu từ các Client trên mạng cho nên

nó hoạt động sẽ tốt hơn nếu hệ điều hành của nó là đa nhiệm với các tính năng hoạt động độc lập song song với nhau như hệ điều hành UNIX, WindowsNT Server cung cấp và điều khiển các tiến trình truy cập vào tài nguyên của hệ thống Các ứng dụng chạy trên Server phải được tách rời nhau để một lỗi của ứng dụng này không làm hỏng ứng dụng khác Tính đa nhiệm đảm bảo một tiến trình không sử dụng toàn bộ tài nguyên của hệ thống

Vai trò của Server như là một nhà cung cấp dịch vụ cho các Client yêu cầu tới khi cần, các dịch vụ cơ sở dữ liệu in ấn, truyền file, hệ thống Các ứng dụng Server

cung cấp các dịch vụ máy tính chức năng để hỗ trợ cho các hoạt động trên các máy Client có hiệu quả tốt hơn Sự hỗ trợ của các dịch vụ này có thể là toàn bộ hoặc chỉ một phần thông qua IPC, để đảm bảo tính an toàn trên mạng cho nên Server này còn

có vai trò như là một nhà quản lý toàn bộ quyền truy nhập dữ liệu của máy Client, nói các khác nó là vai trò quản lý mạng Có rất nhiều cách thực hiện nhằm quản trị mạng

có hiệu quả, một trong những cách đang được sử dụng nhiều nhất hiện nay là dùng tên

Login và mật khẩu (Password)

1.3 ứng dụng mô hình Client/Server

WWW (World Wide Web): Có nhiều người đã nghe đến thuật ngữ này nhưng lại

không hiểu nó là cái gì, thậm chí có người đã sử dụng nó nhưng cũng không định nghĩa chính xác được WWW là cái gì ? WWW là tập hợp các văn bản tài liệu

(document) có mối liên kết (Link) với nhau trên mạng Internet Bởi vì WWW đang

phát triển rất mạnh mẽ và được quảng bá khắp nơi nên người sử dụng thường nhầm lẫn WWW là Internet nhưng thực tế nó chỉ là một dịch vụ của Internet

Ngày nay Web là một dịch vụ lớn nhất của Internet sử dụng giao thức truyền văn

bản siêu liên kết HTTP (Hypertext Transfer Protocol) để hiển thị các siêu văn bản

(còn gọi là trang Web) và hình ảnh trên một màn hình đồ hoạ Thuật ngữ siêu văn bản được hiểu như việc trình bầy các văn bản bình thường có mối liên kết với nhau Người

sử dụng chỉ việc bấm chuột vào một phần của văn bản thì một văn bản khác có mối liên kết đó sẽ hiện lên, có thể thay Web mới này ở một nơi hoàn toàn khác với trang Web liên kết đến nó Mỗi một mối liên kết đến một trang siêu văn bản được gọi là địa

chỉ của trang văn bản đó, địa chỉ này có tên là URL(Uniform Resource Locators) gọi

là bộ định danh tài nguyên Để tạo ra một trang Web người ta sử dụng một ngôn ngữ

gọi là ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản HTML (HyperText Makeup Language) vì vậy

người ta còn gọi các trang Web là trang HTML

Như vậy với dịch vụ này trên mạng, người sử dụng máy tính có thể truy cập vào mạng để lấy các thông tin khác nhau dựa trên văn bản, hình ảnh thậm chí cả âm thanh (thông tin đa phương tiện-Multimedia) Giao diện giữa người và máy ngày càng trở nên thân thiện, nhờ các biểu tượng và dùng các thiết bị ngoại vi như chuột, bút quang Người dùng mạng không cần có trình độ cao về tin học, với một chút vốn tiếng Anh đủ để hiểu những gì máy tính thông báo cũng có thể dùng nó như một công

cụ đắc lực

Công nghệ Web cho phép xử lý các trang dữ liệu đa phương tiện và truy nhập trên mạng diện rộng đặc biệt là Internet Thực chất Web là hội tụ của Internet Các phần mềm lớn thi nhau thể hiện bộ duyệt Web như Mosaic, NetCape, Internet

Explorer, WinWeb, Midas WWW rất tiện lợi cho người dùng bình thường, không phải vất vả mới hiểu được các thủ tục của Internet và dễ dàng truy cập vào thông tin trên hàng ngàn máy chủ đặt ở khắp nơi trên thế giới một cách nhanh chóng và hiệu quả Có công nghệ Web thực chất chúng ta đã bước vào một thập kỷ mà mọi thông tin

có thể có ngay trên bàn làm việc của mình

Như vậy dịch vụ WWW trên mạng có một ứng dụng rất to lớn trong thời đại thông tin như hiện nay

 Web đã thay đổi cách biểu diễn thông thường bằng văn bản toàn kiểu chữ nhàm chán sang kiểu thông tin sinh động có hình ảnh, âm thanh Với một bộ duyệt có trang

bị tiện ích đồ hoạ ta dễ dàng xử lý thông tin đa phương tiện khác

 Cho phép tìm kiếm thông tin một cách nhanh chóng, phổ biến các tài liệu khoa học và trao đổi thông tin trên mạng

 Dịch vụ kinh doanh đầu tư trên mạng qua Web Với sự phát triển vượt bậc của khả năng truyền thông qua mạng và các công nghệ Web tiên tiến, việc ta có thể ung dung ngồi nhà mà du ngoạn từ cửa hàng này sang hàng khác trong không gian ảo không còn là cảnh phim viễn tưởng mà đã trở thành hiện thực Ngày nay hầu như bất

kỳ thứ hàng hoá nào cũng có thể đặt mua qua Internet

1.4 Mô hình Web Client- Web Server

Mô hình Client/Server ứng dụng vào trang Web được gọi là mô hình Web Client- Web Server Giao thức chuẩn được sử dụng để giao tiếp giữa Web Server và Web

Client là HTTP (HyperText Transfer Protocol)

Web Client (Web Browser): Các trình duyệt có vai trò như là Client trong mô

hình Client/Server, khi cần xem một trang Web cụ thể nào thì trình duyệt Web sẽ gửi yêu cầu lên cho Web Server để lấy nội dung trang Web đó

Web Server: Khi nhận được yêu cầu từ một Client/Server, Web Server sẽ trả về nội dung file cho trình duyệt Web Server cho phép chuyển giao dữ liệu bao gồm văn bản, đồ hoạ và thậm chí cả âm thanh, video tới người sử dụng Người sử dụng chỉ cần trình duyệt xét Web để liên kết các máy chủ qua mạng IP nội bộ yêu cầu của người sử dụng được đáp ứng bằng cách nhấn chuột vào các chủ đề hoặc minh hoạ mẫu theo khuôn dạng HTML Những trang dữ liệu theo yêu cầu sẽ được gọi xuống từ máy chủ nào đó theo giao thức HTTP rồi hiển thị trên máy cá nhân

Hoạt động của mô hình Web Client- Web Server

Tất cả các gói tin nhận và trả lời giữa Web Server và Client đều tuân theo giao thức chuẩn HTTP Mô hình hoạt động như sau:

 Sau khi nhận được thông tin từ trình duyệt nó có thể tự xử lý thông tin hoặc gửi cho các bộ phận khác có khả năng xử lý (Database Server, CGI ) rồi chờ kết quả để gửi về cho trình duyệt Client

 Trình duyệt nhận và định dạng dữ liệu theo chuẩn của trang Web để hiển thị lên màn hình

 Quá trình cứ tiếp diễn như vậy được gọi là duyệt Web trên mạng

Mở rộng khả năng của Web Server

Web Server là một phần mềm đóng vai trò phục vụ khi được hình thành, nó nạp vào bộ nhớ và đợi các yêu cầu từ nơi khác đến Các yêu cầu có thể từ trình duyệt hoặc

từ Web Server khác đến Các yêu cầu thường là đòi hỏi về một tư liệu hay một thông tin nào đó Khi nhận yêu cầu, nó phân tích để xác định xem tư liệu, thông tin mà người dùng yêu cầu là gì Sau đó gửi trả kết quả lại nơi yêu cầu Các phần mềm Web Server chủ yếu:

 Apache dùng cho UNIX

 HS dùng cho Window NT

 HTTP dùng cho UNIX

 Web Quest dùng cho Window NT, Window 95

 Oracle Web Server thích hợp cho nhiều nền tảng

 Personal Web Server dùng cho Win 95

Bản thân Web Server không có khả năng truy nhập cơ sở dữ liệu (CSDL) Vấn

đề đặt ra là cần mở rộng khả năng của Web Server để nó có thể xử lý các yêu cầu truy nhập vào một CSDL nào đó, lấy các thông tin từ đó ra và sau đó trả các thông tin này

về cho trình duyệt - nơi đã gửi yêu cầu Cách mở rộng khả năng này là ta phải viết một chương trình giao tiếp được cả với Web Server và cả CSDL Chương trình này sẽ lấy các yêu cầu, xử lý chúng và đưa ra kết quả là các file HTML Một chương trình như vậy gọi là “cổng” (Gateway) giữa Web Server và CSDL

Một Gateway có thể truy nhập nguồn thông tin không theo dạng chuẩn của Web(HTML) tức là các thông tin nằm ngoài Web Server và chuyển đổi nó thành các thông tin có thể hiển thị nên màn hình của trình duyệt Thực tế Gateway chỉ là một chương trình được gọi bởi Web Server Thông thường chúng được giữ trong một thư mục đặc biệt và vị trí của thư mục này được cấu hình trong Web Server Các chương trình này phải có tính thực thi được Khi Web Server gọi một file vào một Gateway thì

nó sẽ được thực hiện Sau khi xử lý xong Web Server nhận kết quả trả về và định dạng theo chuẩn HTTP để gửi cho trình duyệt

Có một số hướng để viết một chương trình như vậy:

- Common Gateway Interface(CGI)

- Microsoft Internet Server Pages(ASP)

Chương 2

Giới thiệu về Matlab server pages

2.1.Matlab Server Pages (MSP) là gì?

Matlab Server Pages(MSP) là ngôn ngữ lập trình web kỹ thuật nguồn mở sử dụng nền tảng là Matlab chấp nhận kiến trúc 3 tầng (tầng Web- Tầng kinh doanh thương mại- tầng cơ sở dữ liệu) bao gồm tính toán được phân bố và xử lý song song qua đường gọi các thủ tục và các dịch vụ web từ xa

Vài đặc điểm của MSP:

 Matlab Tag library (thư viện thẻ Matlab): Phát triển các trang web kỹ thuật đơn giản như việc sử dụng các thẻ HTML

 Matlab RMI Tag Library(thư viện thẻ RMI của Matlab): Sử dụng Matlab

từ xa giống như đang chạy trên máy nội bộ

 MSP Expression Language Support (hỗ trợ ngôn ngữ biểu diễn): Dành cho việc kết nối dữ liệu và tính toán dễ dàng

 Malab Web Service: Sử dụng Malab như là dịch vụ web

2.2 Cơ bản về Matlab

Matlab là ngôn ngữ tính toán kỹ thuật cao và môi trường có tính tương tác cho việc phát triển các thuật toán, hiển thị dữ liệu, phân tích dữ liệu và tính toán số học

Sử dụng Matlab có khả năng giải quyết các vấn đề tính toán kỹ thuật nhanh hơn

so với các ngôn ngữ lập trình truyền thống khác như: C,C++ và FORTRAN

Matlab có các ứng dụng mở rộng bao gồm xử lý tín hiệu và hình ảnh, truyền thông, thiết kế, kiểm tra và đo lường các bộ điều khiển, các mô hình và phân tích tài chính Thêm vào đó là các toolboxs(hộp công cụ) là tập hợp các hàm có chức năng đặc biệt của Matlab nhằm mở rộng môi trường Malab để giải quyết các lớp vấn đề đặc biệt trong vùng ứng dụng này Hình 2.1 là cấu trúc mở rộng của Matlab cùng với các toolboxes và blocksets

Các toolboxes bao gồm: Toán học cao cấp, tối ưu hóa, phân tích dữ liệu và thống kê, các hệ thống tài chính

Các khối blocksets: thiết kế, phân tích, xử lý tín hiệu và hình ảnh, đo lường-kiểm tra, tạo ra các mã lệnh

MATLAB

Language of Technical Computing

TOOLBOXESAdvanced Maths, Optimization, Statistics & Data

Analysis, Financial Systems etc.

SIMULINKSimulation & Model Based Design

DATABASE CONNECTIVITY

& REPORTING

COMPILER &

APPLICATION DEPLOYMENT

EXTERNAL INTERFACES

BLOCKSETSDesign & Analysis, Signal & Image Processing, Test & Measurement, Code Generation etc.

Hình 2.1 Cấu trúc mở rộng của Matlab cùng với các toolboxes và blocksets

Hình 2.1 là cấu trúc mở rộng của Matlab cùng với các toolboxes và blocsets Matlab cung cấp một vài đặc điểm để tài liệu hóa và chia sẻ công việc Matlab có thể tương tác bằng mã nguồn với các ngôn ngữ, các ứng dụng khác và phân bố các thuật toán, các ứng dụng Matlab

Các đặc điểm chính:

 Ngôn ngữ bậc cao cho việc tính toán kỹ thuật

 Môi trường phát triển cho việc quản lý mã, file và dữ liệu

 Các công cụ có tính tương tác cho việc khảo sát, thiết kế và giải quyết các vấn

đề lặp lại

 Các hàm toán học cho đại số tuyến tính, thống kê, phân tích Fourier, lọc, tối ưu hóa, tích phân số

 Các hàm đồ họa 2-D, 3-D cho việc hiển thị dữ liệu

 Công cụ cho việc xây dựng giao diện người sử dụng bằng đồ họa

 Các hàm cho việc tích hợp các thuật toán cơ bản của Matlab với các ứng dụng

và ngôn ngữ bên ngoài như C,C++, Fortran, Java, COM, Microsoft Excel

Hình 2.2 Tổng quan về Matlab

Matlab được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực kỹ thuật điện- điện tử nhằm tạo ra nguyên mẫu, tạo ra mã, thiết kế hệ thống điều khiển nhúng thời gian thực, thu thập dữ liệu, hiển thị dữ liệu, các chủ đề công nghệ tiên tiến như (mạng Nơron, điều khiển mờ)

Ban đầu người sử dụng lựa chọn Matlab trong lập trình GUI để tính toán kết quả giống như là sử dụng các hàm trong Excel hoặc trong các máy tính kỹ thuật Tiếp đó

là sử dụng Matlab giống như ngôn ngữ lập trình Matlab có cú pháp đơn giản, khả năng tạo nguyên mẫu nhanh và một nền tảng cho tất cả các vấn đề làm cho người sử dụng có thể mã hóa các ứng dụng trên Matlab Hơn nữa người sử dụng dùng các trình biên dịch được cài đặt sẵn để tạo ra các ứng dụng độc lập Đây là cách sử Matlab thông dụng trên toàn thế giới bởi những lập trình viên cấp thấp

Ngày nay các công ty đòi hỏi các ứng dụng N-Tier(nhiều tầng), điều đó có nghĩa rằng người sử dụng muốn điều khiển Matlab như một phương tiện tính toán từ các ngôn ngữ lập trình thông dụng khác (ví dụ Java, C++ ,C#)

Người sử dụng có giao diện người sử dụng (qua một trình duyệt web hoặc là một file độc lập) để chạy quy trình Những giao diện này gửi lệnh tới máy chủ ứng dụng (application server), nơi mà chạy Matlab và nếu có dữ liệu hoặc chương trình con khác, chúng sẽ gọi thủ tục trên server khác giống như Server cơ sở dữ liệu Matlab cung cấp các chương trình con COM_(mô hình đối tượng thành phần), DDE (trao đổi

là “MATLAB COM Buider” để tạo ra DLLs từ các chương trình của Matlab được sử dụng trong C/C++/C# Mục đích chính là để giảm thời gian phát triển và quản lý mã một cách dễ dàng.

Như vậy người sử dụng Matlab muốn có một nền tảng để phát triển ứng dụng nhiều tầng một cách nhanh chóng Matlab Server Pages(MSP) là ứng dụng độc lập nền tảng mã nguồn mở dựa trên Java MSP đề cập đến nền tảng phát triển các ứng dụng dựa trên trang web bao gồm việc kết nối cơ sở dữ liệu, phương thức gọi từ xa, tính toán được phân bố và các dịch vụ web

2.3 Kiến trúc của MSP

H×nh 2.3: Tæng quan vÒ kiÕn tróc3 tÇng cña MSP

Hình 2.3 Kiến trúc 3 tầng của MSP

Hình 2.3 là hình ảnh về kiến trúc 3 tầng của MSP

- Lớp 1: web application (Máy chủ ứng dụng)

Matlab được cài đặt trên máy chủ ứng dụng Có các lớp chính của MSP trên máy tính này để trao đổi dữ liệu trên RMI cùng với máy chủ web Các lớp chính có một vài phương pháp để điều khiển các thẻ JSP tùy chọn trên máy chủ web

Lớp này điều khiển tất cả các hoạt động RMI, việc kết nối cơ sở dữ liệu, tính toán phân bố và các dịch vụ web

- Lớp 2: Web server ( máy chủ web)

Máy chủ web hoạt động như là máy khách RMI để kết nối tới máy chủ ứng dụng Máy chủ web có lớp trung gian RMI tới các lớp chính MSP ở máy chủ ứng dụng Lớp trung gian này bao gồm tất cả các hệ thống trong các lớp này Vì vậy các ứng dụng trong máy chủ này có thể sử dụng các hàm chức năng của MSP như là đang chạy cục

bộ Lâp trình viên có thể triển khai các ứng dụng trên máy chủ này với các cú pháp đơn giản Ví dụ:

- Lớp 3: Database Server (máy chủ cơ sở dữ liệu)

Máy chủ web kết nối tới lớp này để trao đổi dữ liệu sử dụng thư viện JSTL, SQL

và thư viện thẻ MSP

- Lớp 4: User Interface (giao diện người sử dụng)

Người sử dụng có thể kết nối tới máy chủ web thông qua trình duyệt web hoặc sử dụng dịch vụ web

có tính logic dành cho việc tạo ra các nội dung động Kỹ thuật JSP gồm có vài thẻ

chuẩn và hỗ trợ việc tạo ra các thẻ tùy ý

b Thực hiện

Thư viện các thẻ yêu cầu: Thư viện thẻ Matlab và thư viện thẻ RMI Matlab

2.4.2 Kỹ thuật JSP Standard Tag Library (JSTL)

a Mô tả

Thư viện các thẻ chuẩn JSP(JSTL) vượt quá các thẻ chuẩn JSP, cung cấp các thẻ tùy ý mà đóng gói các hàm cốt lõi thông dụng tới nhiều ứng dụng web JSTL có hỗ trợ cho các nhiệm vụ thuộc cấu trúc như là các thẻ tương tác và các thẻ điều kiện, các thẻ dành cho thao tác các tài liệu XML, các thẻ được quốc tế hóa, các thẻ SQL và các hàm được sử dụng thông dụng

JSF đơn giản hóa sự phát triển giao diện người sử dụng cho các ứng dụng J2EE

sử dụng JSP Nó là khung cho việc xây dựng giao diện người sử dụng cho các ứng dụng web, bao gồm:

 Một bộ Apls cho việc trình bày các thành phần UI và quản lý các trạng thái của chúng, bắt giữ các sự kiện và xác nhận tính hợp lệ của đầu vào, điều hướng trang hạn chế nội dung và hỗ trợ việc quốc tế hóa khả năng truy cập

 Thư viện các thẻ tùy ý của JSP dành cho việc diễn tả giao diện JSF trong trang JSP

b Thực hiện

(MSP sử dụng MyFaces từ Apache phần mềm của Foundation Group)

Hỗ trợ cho:

 Matlab Beans: Để định rõ tính logic và luật lệ của công việc

 Các thành phần UI tiên tiến như là nạp Form, sự hợp lệ …trong MSP

2.4.4 Kỹ thuật Java DataBase Connectivity(JDBC)

a Mô tả

JDBC là một API Java mà cho phép các chương trình Java thực hiện các lệnh SQL Điều này cho phép các chương trình Java tương tác với bất kỳ cơ sở dữ liệu phù hợp với SQL Từ đó gần đây tất cả các hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu liên quan (DBMSs) đều hỗ trợ SQL, và bởi vì bản thân Java chạy trên hầu hết các nền tảng, JDBC làm nó có khả năng viết một ứng dụng đơn lẻ mà có thể chạy trên nền tảng khác

và tương tác với DBMSs khác

b Thực hiện

Làm việc với JSTL và bộ điều khiển JDBC để lưu giữ dữ liệu từ Matlab tới cơ sở

dữ liệu (DB) và nhận dữ liệu từ DB tới Matlab

Sử dụng JSTL và thư viện thẻ SQL và các gói bản chất MSP để yêu cầu quá trình

2.4.5 Kỹ thuật Remote Method Invocation (RMI)

a Mô tả

Java RMI cho phép lập trình viên tạo ra công nghệ dựa trên nền tảng Java được phân bổ tới các ứng dụng dựa trên nền tảng công nghệ Java Phương thức của các đối tượng Java từ xa có thể được yêu cầu từ máy ảo Java khác, có khả năng trên máy chủ khác RMI sử dụng việc nối tiếp hóa các đối tượng để thu thập và loại bỏ các thông số

mà không cắt bỏ kiểu, hỗ trợ hiện tượng đa hình định hướng đối tượng đúng

b Thực hiện

Thư viện các thẻ tùy chọn:

Thư viện thẻ RMI Matlab

Nền tảng Java 2 cung cấp Apls và các công cụ cần thiết để thiết kế, phát triển, kiểm tra nhanh, triển khai các dịch vụ web và ứng dụng khách mà tương thích hoàn toàn với dịch vụ web và ứng dụng khách chạy trên bất kỳ một nền tảng nào Sự tương thích hoàn toàn này là có khả năng bởi vì dữ liệu ứng dụng được dịch đằng sau ngữ cảnh thành dòng dữ liệu dựa trên nền tảng XML được tiêu chuẩn hóa

b Thực hiện

MSP sử dụng Java2WSDL cho việc tạo ra các dịch vụ Web Matlab

MSP hỗ trợ 2 WSDLs và một trong số chúng là tương thích WS-I

<Matlab:Engine>

;thực hiện lệnh gán chuỗi 'Hello World' cho biến a

<Matlab:Command cmd="b='Hello World'"/>

;dừng Matlab

</Matlab:Engine>

2.5.4 Thẻ GetArray

- Mô tả: Nhận mảng dữ liệu 2D Matlab

- Thông số: name - tên của biến Matlab

Lưu biến Matlab tới biến mảng lớp Java goOnline

name: tên của biến Matlab

Lưu biến Matlab tới biến vectơ lớp Java goOnline

name: tên của biến Matlab

Lưu biến Matlab tới biến vectơ lớp Java goOnline

- Thông số:

name: tên của biến Matlab

Lưu biến Matlab tới biến mảng ký tự lớp Java goOnline

Parameter : tên của vùng text

Filename : lưu giữ tên file

handle : điều khiển hình

filename : lưu tên của hình

width : chiều dài hình ảnh

height : chiều cao hình ảnh

imagename :tên file được lưu

width :chiều rộng mới của hình

height :chiều cao mới của hình

- Ví dụ:

<Matlab:PlotData cmd="mesh(peaks)" handle="h1" filename="test1">

<Matlab:Thumbnail imagename="test1" width="600" height="600"/>

- Mô tả: Tính toán các lệnh Matlab

- Tham số: Lệnh giống như chuỗi

- Ví dụ: MatlabService.eval(“a=3”)

2.6.4 getArray()

- Mô tả: Nhận mảng dữ liệu 2D của Matlab

- Tham số: Tên biến của Matlab là chuỗi

- Ví dụ: double[][] a = MatlabService.getArray(“a”)

2.6.5 getVector()

- Mô tả: Nhận mảng dữ liệu 1D của Matlab

- Tham số: Tên biến của Matlab là chuỗi

- Ví dụ: double[] b = MatlabService.getVector(“b”)

2.6.6 getScalar()

- Mô tả: Nhận mảng dữ liệu của Matlab

- Tham số: Tên biến của Matlab là chuỗi

- Ví dụ: double c = MatlabService.getScalar(“c”)

2.6.7 putArray()

- Mô tả: Đưa mảng dữ liệu 2D tới Matlab

- Tham số: Tên của biến Matlab là chuỗi, giá trị là mảng dữ liệu

- Ví dụ: double[][] a = {{1,2},{3,4}}

MatlabService.putArray(“a”,a)

2.6.8 putVector()

- Mô tả: Đưa mảng dữ liệu 1D tới Matlab

- Tham số: Tên của biến Matlab là chuỗi, giá trị là mảng dữ liệu

- Ví dụ: double[] b = {1,2}

MatlabService.putVector(“b”,b)

2.6.9 putScalar()

- Mô tả: Đưa dữ liệu tới Matlab

- Tham số: Tên của biến Matlab là chuỗi, giá trị là mảng dữ liệu

- Ví dụ: double c = 1

MatlabService.putScalar(“c”,c)

2.6.10 getImage()

- Mô tả: Nhận hình ảnh của Matlab

- Tham số: Lệnh, chiều rộng, chiều cao, tên là chuỗi

- Ví dụ: String Base64Image = MatlabService.getImage(“mesh(peaks)”, “640”, “480”,

Quá trình cài đặt như sau:

Click đôi chuột trái vào MSP.exe để bắt đầu quá trình cài đặt

Hình 2.4 Biểu tượng cài đặt MSP

Màn hình chào mừng cài đặt MSP hiện ra Khi cài đặt bạn chú ý đóng tất cả các chương trình khác đang chạy trên windows Bấm Next để tiếp tục

Hình 2.5 Giao diện khởi động cài đặt MSP

MATLAB Server pages(MSP) cho phép bạn sử dụng các lệnh Matlab trong trang JSP Ban đầu người sử dụng không cần biết về JSP Có sẵn những thẻ Matlab với cú pháp đơn giản để sử dụng Sau đó người sử dụng tạo các tác động bên trong JSP giống

như là chia sẻ dữ liệu giữa Java và Matlab Click Next

Hình 2.6 Giao diện thông tin về MSP

Thông tin về bản quyền của sản phầm được thể hiện Đây là phần mềm miễn phí, không có bất kỳ cảnh báo nào Để tiếp tục bấm chuột vào “I agree with the above terms and conditions” và Next

Hình 2.7 Giao diện thông tin về bản quyền của MSP

Chọn thư mục để cài đặt có thể sử dụng đường dẫn mặc định là C:\MATLABServerPages sau đó nhấn Next

Hình 2.8 Giao diện lựa chọn đường dẫn cài đặt MSP

Thư mục cài đặt chưa tồn tại để cài đặt bấm Yes sau đó bấm Next

Hình 2.9 Giao diện xác nhận tạo thư mục cài đặt MSP

MSP đã sẵn sàng cho quá trình cài đặt Bấm phím Start

Hình 2.10 Giao diện cho phép cài đặt MSP tại thư mục đã chọn

MSP tự động thực hiện quá trình cài đặt

Hình 2.11 Giao diện quá trình cài đặt MSP

Sau khi cài đặt sửa và chạy “MSP-Register MATLAB as COM Server” Nếu sử dụng từ xa di chuyển tới server nơi cài đặt Matlab và chạy “Matlab-regserver” Bấm Next

Hình 2.12 Giao diện thông báo hoàn thành cài đặt MSP

Bấm Exit để kết thúc cài đặt

Hình 2.13 Giao diện kết thúc quá trình cài đặt

Để có thể sử dụng được MSP bạn cần cài đặt thêm Java gói j2sdk-1_4_2_08 Quá trình cài đặt Java như sau Nhấp đôi chuột trái vào biểu tượng setup và tiến hành cài đặt bình thường

Hình 2.14 Biểu tượng cài đặt Java

Sau khi cài đặt phải đăng ký Matlab như là COM server bằng cách vào shortcut MSP-Register MATLAB as COM Server để đăng ký

Hình 2.15 Biểu tượng đăng ký MATLAB như là COM Server

Sửa lại đường dẫn của Matlab

Định dạng đặc tính MSP nhấp đôi chuột trái vào biểu tượng sau

Hình 2.16 Biểu tượng chỉnh sửa các đặc tính của MSP

Sửa lại đường dẫn của hai thư mục chứa mã lệnh và hình ảnh là Code_directory

và Image_directory

Hình 2.17 Đường dẫn của các thư mục chứa mã lệnh và hình ảnh

Định dạng server của MSP bằng cách chuột phải vào biểu tượng MSP-Start up server và chọn edit Sửa lại đường dẫn của Java

Hình 2.18 Biểu tượng khởi động MSP

Khởi động MSP nhấp đôi chuột trái vào biểu tượng MSP-Start up server

Giao diện khi chưa nhập dữ liệu như sau:

Hình 2.19 Giao diện ban đầu

Nhập 2 số thực a,b sau đó nhấn nút Submit

Hình 2.20 Giao diện sau khi nhập số liệu

Kết quả của phép tính cộng, trừ, nhân, chia hai số thực a và b hiển thị trên trang

web có tên vidu12.mlsp

Hình 2.21 Giao diện sau khi có kết quả

<p><font color="#000000" size="3" face="Arial"><i>Thuc hien phep cong, tru, nhan, chia 2 so thuc</i></font></p>

<form action="vidu12.mlsp" method="post">

<p>Nhap so thuc a:<input type="text" size="5" maxlength="5" name="st1"></p>

<p>Nhap so thuc b:<input type="text" size="5" maxlength="5" name="st2"></p>

<p><input type="submit" name="Submit" value="Submit"></p>

</form>

<p><font color="#0000FF" size="2" face="Arial">â2009 by Nguyen Thi Phuong Oanh</font></p>

</tr></td></table>

</body>

<p><font color="#000000" size="3" face="Arial"><i>

Thuc hien phep cong, tru, nhan, chia hai so thuc</i></font></p>

<Matlab:WriteData name="sa"/><br><Matlab:WriteData name="sb"/></td></tr>

<tr><td><i><b>Ket qua phep tinh +,-,*,/ 2 so thuc</i></b><br>

<Matlab:WriteData name="stong"/><br><Matlab:WriteData name="shieu"/><br>

<Matlab:WriteData name="stich"/><br><Matlab:WriteData name="sthuong"/></td><tr>

Bài toán đặt ra là thực hiện phép cộng, trừ, nhân, chia hai số phức Tiến hành xây

dựng hai trang web Trang thứ nhất(vidu21.mlsp) gồm các 2 hộp văn bản để nhập hai

số phức a và b, có thể nhập dưới dạng đại số hoặc dạng ơle Sau khi nhập dữ nhấn nút

submit để gửi biểu mẫu yêu cầu tính toán Trang web thứ hai(vidu22.mlsp) thực hiện

nhiệm vụ nhận dữ liệu nhập vào, thực hiện tính toán và hiển thị kết quả tính toán

Giao diện ban đầu khi chưa nhập dữ liệu:

Hình 2.22 Giao diện ban đầu

Giao diện khi nhập dữ liệu:

Hình 2.23 Giao diện sau khi nhập số liệu

<p><font color="#000000" size="3" face="Arial"><i>

Thuc hien phep cong, tru, nhan, chia 2 so phuc</i></font></p>

<form action="vidu22.mlsp" method="post">

<p>Nhap so phuc a:

<input type="text" size="20" maxlength="20" name="sp1"></p>

<p>Nhap so phuc b:

<input type="text" size="20" maxlength="20" name="sp2"></p>

<p><input type="submit" name="Submit" value="Submit"></p>

<p><font color="#000000" size="3" face="Arial"><i>

Thuc hien phep cong, tru, nhan, chia hai so phuc</i></font></p>

Giao diện ban đầu như sau:

Hình 2.25 Giao diện ban đầu

Nhập kích thước của ma trận và số thực k sau đó nhấn nút Submit

Hình 2.26 Giao diện sau khi nhập số liệu

Kết quả trả về trên trang web (vidu32.mlsp) như sau:

<form action="vidu32.mlsp" method="post">

<p>Kich thuoc ma tran magic <br>(toi thieu la 3, toi da la 20):&nbsp;

<input type="text" size="2" maxlength="2" name="msize"></p>

<p>so thuc k: &nbsp;<input type="text" size="2" maxlength="4" name="k"></p>

<p><input type="submit" name="Submit" value="Submit"></p>

</form><p><font color="#0000FF" size="2" face="Arial">â2009 by Nguyen Thi Phuong Oanh</font></p>

</body>

</html>