簡介
當今企業的日常運營在收集數據時嚴重依賴表格，包括設立賬戶、索賠、服務請求甚至納稅申請等活動都是如此。許多數據收集流程仍然依賴於紙制表格，但國有和私有企業都在向在線電子表格 (eForms) 轉變。與基於紙張的系統相比，eForms 解決方案速度更快、效率更高、使用更容易、得到的數據更佳。World Wide Web Consortium (W3C) 推薦的 eForms 是基於 XForms 技術的 eXtensible Markup Language (XML)。
XML 被認為是最適於在線數據傳輸的一項技術，許多行業的在線業務中廣泛使用 XML。XML 易於理解、靈活、易於擴展，這使它成為構建電子表格數據捕獲和提交數據模型的最佳選擇。以 XML 為基礎構建的 XForms 能夠有效地展示和捕獲電子表格數據。XForms 可以根據 XML 架構（包含 ACORD、HL7 和 NIEM 等行業標准）驗證表格數據。XForms 還支持直接將 XML 數據提交給服務器。XML 數據直接提交減少了數據傳輸之前的數據格式轉換流程。XForms 與平台無關，這意味著開發一個表格就可以部署在多個客戶端設備上。IBM® Lotus Forms 提供了一個基於 XForms 的 eForms 解決方案，並帶有展示和安全功能，極大地改進了數據捕獲流程。
表格捕獲數據之後，需要一個有效的方法來管理 XML 表格數據。在關系數據庫中，XML 數據通常被視為大型對象，或者分解為幾個關系列。如果將 XML 視為數據庫中的大型對象，那麼任何針對數據的查詢都需要完整的 XML 文檔檢索而不僅僅是檢索所需的數據，而且不能使用數據內容確定要檢索哪些文檔。另一方面，將 XML 數據分解為關系列是一個復雜的流程，成本太高，而且它移除了 XML 中的自我描述語義信息。分解流程還破環了 XML 的靈活性和可擴展性。如果更改了原 XML 文檔的結構（在表格應用程序中偶然會發生這種情況），則原來對關系結構的映射將不再有效，需要更新才能反映更改。
IBM 在 IBM DB2 中引入了 pureXML 特性，能有效管理關系數據庫中的 XML 數據。使用 DB2 pureXML，您可以將 XML 數據按原來的層次結構存儲到數據庫中，並可從中檢索數據，無需進一步處理或進行格式化。
結合 DB2 pureXML 和 Lotus Forms 為簡單而有效的電子表格解決方案提供了基礎。
解決方案概述
IBM Intelligent eForms 解決方案以 DB2 pureXML 和 Lotus Forms 為基礎構建。Lotus Forms 根據 XML 結構在前端捕獲數據，DB2 pureXML 在後端管理表格 XML 數據。前端和後端使用 IBM Data Studio Developer 創建的 Web 服務連接起來，並寄存到應用服務器上，比如 IBM WebSphere® Application Server。該解決方案通過可靠、可擴展的 IBM 軟件產品提供端到端的 XML 數據捕獲、提交和管理功能。圖 1 中的解決方案架構展示了開發時和運行時使用的工具。
圖 1：IBM Intelligent eForms 解決方案架構
以下幾節簡要介紹了組成該解決方案的幾個主要產品的功能。有關這些產品的更多信息，請參考 參考資料 小節。
DB2 pureXML
pureXML 特性是在 IBM DB2 Version 9 中第一次引入的。它能夠以關系數據庫系統中的層次格式在本機存儲 XML 數據。這意味著 XML 文檔的存儲方式可以反應出文檔的內部層次結構及其各個元素和屬性。使用 pureXML，您可以有效地存儲、控制、查詢、更新 XML 數據以及存儲在同一個表格和數據庫中的關系數據。
與其他關系數據一樣，DB2 pureXML 中的 XML 數據在表格中以列的形式展示，數據類型為 XML。DB2 支持以行業標准 SQL/XML 和 XQuery 語言編寫的查詢語句來訪問和操作 XML 數據。優化、編制索引、並行控制之類的 DB2 服務和實用程序都可以進行擴展，以支持 XML 數據以及關系數據。圖 2 描述了如何使用 pureXML 和 DB2 組成的混合數據庫以同樣有效的方式訪問和管理關系數據。
圖 2：內置關系數據和 XML 數據支持的 DB2 架構
使用 pureXML 的本機 XML 存儲，您可以利用 XML 的靈活性，並降低 eForms 解決方案的應用程序開銷。使用 pureXML，您可以將完整的表格 XML 數據插入單個 DB2 XML 列中，同時維護對各數據元素的有效訪問。您可以根據需要返回整個文檔或文檔子集。存儲在 DB2 中的 XML 表格數據無需進一步處理即可直接通過 Intranet 或 Internet 進行傳輸，以便處理、分析或信息共享。
注意：pureXML 從 Version 9 DB2 for Linux®, UNIX®, and Windows® 和 DB2 for z/OS 時開始可用。本文中的解決方案使用 DB2 Express-C 版 Version 9.5 for Linux, UNIX, and Windows，該工具可以免費下載和使用。下載頁面的鏈接請參考 參考資料 小節。
Data Studio Developer
IBM Data Studio 是一個基於 Eclipse 的工具集合，它包括了一全套設計、開發和管理數據、數據庫，以及數據驅動應用程序的功能。它提供了一個開發和測試環境，您可以用來構建數據庫對象和應用程序。Data Studio Developer 使您能利用 SQL、SQL/XML、XQuery 和 Java 創建和執行數據庫查詢、存儲過程、Web 服務以及 Java 數據訪問層。您可以直接通過 SQL 語句和存儲過程生成 Data Web Services，無需編寫任何應用程序代碼。該 Web 服務支持 SOAP 和 REST 綁定，您可以立即將它們部署到支持的應用服務器，比如 WebSphere Application Server。
本文將介紹如何使用 Data Studio Developer 創建簡單的 Data Web Service，以便從 eForm 中檢索 XML 數據，並將其直接存儲到 DB2。
WebSphere Application Server
IBM WebSphere Application Server 是一個基於 Java、J2EE 和 Web 服務的應用服務器。它提供豐富的應用程序部署環境和完整的應用程序服務集合，包括事務管理、安全性、群集、性能、可用性、連接性和可擴展性等方面的功能。本文中介紹的解決方案使用 WebSphere Application Server Community Edition 進行 Web 服務部署。WebSphere Application Server Community Edition 是免費的。下載頁面的鏈接請參考 參考資源 一節。
Lotus Forms
IBM Lotus Forms 可以自動化基於表格的業務流程，可以促進數據與現有 IT 系統的集成。Lotus Forms 的基礎技術是 W3C 開放標准 XForms 和 Extensible Forms Description Language (XFDL)。高級的 XForms 提供一個 XML 數據模型（表格數據和外觀分離），還提供一個 XFDL 來控制表格表示層和業務邏輯。通過使用 Lotus Forms，您可以創建具有紙制表格外觀的 eForms，也可以創建使用問答風格的 eForms。Lotus Forms 可以基於定義的標准驗證數據項，還可以基於輸入的數據應用業務邏輯。Lotus Forms 還提供數字簽名支持以確保安全。Lotus Forms 可以作為客戶端桌面軟件部署，也可以作為基於 Web 服務器的表格部署，後者可以通過 web 浏覽器訪問。
本文介紹如何使用 Lotus Forms Designer 和 Lotus Forms Viewer。Lotus Forms Designer 是構建基於 XForms 的電子表格的開發工具。它以 Eclipse 平台為基礎構建，提供了一個 WYSIWYG 環境以及一些可以快速開發 eForms 的高級功能。Lotus Forms VIEwer 是一個功能豐富的桌面運行時客戶端，支持查看、完成和提交 eForms。
構建解決方案
本節向您介紹創建 Electronic Forms 解決方案的步驟。創建一個完整的電子表格解決方案有三個主要步驟（圖表請參考上文圖 1）：
創建數據庫和表格以在 DB2 pureXML 中存儲表格數據 - 使用 DB2 Command Editor
創建和部署 Data Web Service - 使用 Data Studio Developer
創建電子表格 - 使用 Lotus Forms Designer
只要安裝了必要的軟件，很快就能完成整個過程。之後就只需要填充表格並使用 Lotus Forms VIEwer 提交數據。本文也將指導您完成這一過程。
最後，本文將向您展示如何對存儲在 DB2 中的 XML 表格數據進行查詢。
先決條件
在開始構建解決方案之前，您需要在系統上安裝和配置以下軟件：
DB2 9 或更高版本，包括 pureXML
Data Studio Developer V2.1，可免費下載試用版
WebSphere Application Server Community Edition V2.1
Lotus Forms Designer V3.5
Lotus Forms VIEwer V3.5
有關下載鏈接以及每個產品詳細的安裝和配置指南，請參考 參考資料 一節。
本文將向您介紹構建電子表格解決方案的步驟。如果您計劃在自己的系統上創建解決方案，那麼最好了解數據庫系統、DB2 和 SQL 語句的基本知識。對 XML 技術和 Web 服務概念有基本的了解也將很有幫助。
創建存儲表格數據的數據庫和表格
根據以下步驟為 DB2 中的 eForms 解決方案創建數據庫和表格。
打開 DB2 Command Editor 窗口並輸入以下命令創建數據庫：
create database eformdb using codeset utf-8 territory us
輸入以下命令連接數據庫：
connect to eformdb
輸入以下命令創建表格。為了簡單起見，此解決方案的表格只有一個列，但要注意該列包含 XML 數據類型。
create table eformtable (form XML)
創建和部署 Data Web Service
根據以下步驟使用 Data Studio Developer 創建 Data Web Service。Data Web Service 接收 XML 表格數據並將其插入數據庫。該解決方案只需要簡單的 Web 服務，盡管更復雜的服務也是有可能的。
啟動 Data Studio Developer。
在 Data Source Explorer 窗口，雙擊 Database Connections > EFORMDB [DB2 Alias] 打開屬性窗口（見圖 3）。如果您沒有在列表中看到 EFORMDB 數據庫，請右鍵單擊 Database Connections 項並選擇 New... 創建連接。
在屬性窗口，從 Drivers 下拉菜單選擇 IBM Data Server Driver for JDBC and SQLJ Default。輸入 DB2 用戶名和密碼並勾選 Save passWord 對話框。可以單擊 Test Connection 按鈕測試連接。單擊 OK 完成設置。
圖 3：EFORMDB 數據庫連接屬性
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在 Data Project Explorer 窗口任意地方右鍵單擊，並選擇 New > Data Development Project 打開 New Data Development Project 窗口。輸入 eFormProject 作為項目名稱。單擊 Next，從 Select Connection 窗口的 Connections 列表中選擇 EFORMDB（圖 4），然後單擊 Finish。
圖 4：New Data Development Project 窗口
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注意：項目名稱之類的信息將在 Web 服務 Data Studio Developer 創建的 WSDL 中使用，因此要注意它是區分大小寫的。
在 Data Project Explorer 窗口中，單擊加號 (+) 展開 eFormProject，右鍵單擊 eFormProject > SQL Scripts，然後選擇 New > SQL or XQuery Script 創建一個新的 SQL 語句。輸入 insertForm 作為名稱（圖 5）並單擊 Finish。
圖 5：New SQL or XQuery Script 窗口
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注意：該解決方案使用 SQL 和 XQuery 編輯器（默認選項）創建 SQL 語句。您還可以使用向導通過 SQL Query Builder 構建語句。
在 insertForm.sql 窗口中，輸入以下腳本：
insert into eformtable (form)
values (:document)
關閉並保存 insertForm.sql。您現在應該能夠在 Data Project Explorer eFormProject 下的 SQL Scripts 中看到該腳本。
在 Data Project Explorer 窗口，右鍵單擊 eFormProject > Web Services 並選擇 New Web Service... 創建 Web 服務。輸入 eFormWebService 作為名稱，輸入 eForm 作為 namespace URI（圖 6）。再次提醒您輸入值時注意拼寫和大小寫。單擊 Finish。
圖 6：New Web Service 窗口
在 Data Project Explorer 窗口中，將 eFormProject > SQL Scripts > insertForm.sql 拖放到 eFormProject > Web Services > eFormWebService*。這將在 eFormWebService 中創建一個名為 insertForm 的新操作。
圖 7：拖放以創建 Web 服務的操作
在 Data Project Explorer 窗口中，右鍵單擊 eFormProject > Web Services > eFormWebService* 並選擇 Build and Deploy... 打開 Deploy Web Service 窗口（圖 8）。選擇 Server 單選按鈕並從下拉菜單中選擇 IBM WASCE v2.1 Server at localhost。勾選 Launch Web Services Explorer after deployment 然後單擊 Finish（這將啟動 WASCE —— 如果還沒有啟動的話）。
圖 8：Deploy Web Service 窗口
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在 Web Services Explorer 窗口中（圖 9），在 Navigator 面板中單擊 WSDL Main 下的 URL，然後向下滾動到 Actions 面板選擇 Import WSDL To File System。在硬盤上將文件保存為 eForm.wsdl。
圖 9：Web Service Explorer 窗口
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現在完成了創建並開始部署 Web 服務。
創建電子表格
按照以下步驟創建一個簡單的電子表格。
注意，本文的 下載 一節包含示例表格的鏈接。示例表格處理您在上一節中創建的 Web 服務，但是您應該使用在這些步驟中描述的命名約定。您可以使用附件中的示例表格，也可以創建自己的表格，然後使用這兩個表格了解簡單表格和復雜表格的示例。兩種表格都適用相同的 Web 服務和數據庫表格。
啟動 Lotus Forms Designer 並選擇 File > New Lotus Form... 打開 New Lotus Form Wizard。選擇 A blank form（默認選擇）然後單擊 Finish。（如果窗口彈出詢問是否切換透視圖，請選擇 No）。選擇 Window > Open perspective > Other...，從列表中選擇 Advanced Lotus Forms Designer，然後單擊 OK。
在 Enclosures 窗口中（圖 10），右鍵單擊 WSDL > WebServices 並選擇 Enclose WSDL File。選擇之前在硬盤上選擇保存的 eForm.wsdl 作為表格附件。
圖 10：將 WSDL 插入表格
在 Instance 窗口（圖 11），單擊 Creates a new Instance from a WSDL message 按鈕。
注意：Instance 窗口顯示一個名稱為 Instance: Generated 的實例。但是，在此解決方案中，您可以通過封裝的 WSDL 文件創建自己的實例，以便將表格提交到 Web 服務。
圖 11：在 Instance 窗口中根據封裝的 WSDL 創建實例
在 WSDL 消息窗口中（圖 12），勾選 insertFormSoapInput 復選框並單擊 OK。創建一個名為 INSTANCE 的新實例。
圖 12：在 WSDL Message 窗口選擇需要的操作
單擊畫布底部的 Source 選項卡切換到 Source 視圖（圖 13）。查找根據 WSDL 消息創建的 xforms:instance id="INSTANCE" 標簽。如圖 13 所示，更改 <document> 元素的子元素，以包含以下內容：
<document>
<data>
<name>
<firstname></firstname>
<lastname></lastname>
</name>
</data>
</document>
圖 13：在 Source 視圖中更改 INSTANCE
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單擊畫布底部的 Design 選項卡切換回 Design 視圖。在 Instance 窗口中（圖 14），展開 Instance: INSTANCE 項，然後將 data 元素拖放到畫布。該操作可以自動為數據元素及其下屬元素創建相應的標簽和輸入字段。每個元素旁邊高亮顯示的 Refs 列表示該元素綁定到表格上的某個輸入字段，上面的數字表示該元素被引用的次數。
圖 14：拖放元素以創建標簽、輸入字段和綁定
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在 XForms 窗口中（圖 15），右鍵單擊 XForms > Model: Default > instance: INSTANCE 並選擇 Create Submission for Instance。該操作將創建一個名為 SUBMISSION 的新提交，這是一個將表格數據提交到 Web 服務的過程。
圖 15：創建表格提交功能
切換到 Source 視圖。找到並更改 xforms:submission 標記，如下所示：
<xforms:submission id="SUBMISSION" replace="none" method="post"
action="http://localhost:8080/eFormProjecteFormWebService/Services/eFormWebService"
mediatype="application/soap+XML action=eForm/insertForm">
</xforms:submission>
上文的 action 屬性的值是 Web 服務 SOAP 綁定的 URL。該 URL 位於封裝的 WSDL 消息的 soap:address 標記中，如圖 16 所示。
圖 16：在封裝的 WSDL 中查找 soap:address
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mediatype 屬性中的 action 是 SOAP 操作的名稱。它位於封裝的 WSDL 消息的 soap:Operation 標記中，如圖 17 所示。確保 mediatype 屬性中的 action 值沒有使用引號。
圖 17：在封裝的 WSDL 中查找 soap:Operation
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注意：對於復雜的 Web 服務，可能有多個 soap:operation 項。找到用來創建實例的 soap:Operation。在本例中，因為您創建實例時選擇了 insertFormSoapInput（圖 12），因此在圖 17 中可以選擇 eForm/insertForm 操作。
切換回 Design 視圖。在 Advanced Library 的 Palette 窗口下（圖 18），選擇 Button (Submit) 並單擊畫布創建提交按鈕。
圖 18：使用 Palette 創建提交按鈕
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您可能會遇到一個彈出 PropertIEs 對話框（圖 19），該對話框可以為剛剛創建的對象設置屬性。根據需要更改屬性並單擊 OK。
圖 19：創建新對象時可能彈出 PropertIEs 對話框
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在畫布中選擇提交按鈕，展開 PropertIEs 窗口的 XForms (Submit) 項（圖 20）。使用下拉菜單將 submission 選項指向您在上一步中創建的提交，即 SUBMISSION。
圖 20：將提交按鈕指向我們創建的提交
在 Enclosures 窗口中（圖 21），右鍵單擊 WSDL > WebServices > eForm.wsdl，然後選擇 Delete 從表格中刪除 WSDL 消息。
圖 21：需要刪除封裝的 WSDL
將表格另存為 eForm.xfdl 並關閉 Lotus Forms Designer。
提交 eForm 數據
現在可以使用 eForm 捕獲信息並通過 Web 服務將數據提交數據庫了。請按照以下步驟進行：
使用 Lotus Forms VIEwer 打開 eForm.xfdl。輸入一些示例數據並單擊 Submit 按鈕通過 Web 服務將表格發送到數據庫。
再填寫並提交一些示例表格。下一節中的查詢示例將以表 1 中展示的樣例數據為基礎。
提交樣例完成後，只需要關閉 Lotus Forms VIEwer 即可。
表 1：樣例數據
名 姓 用戶 ID 電話 John Smith 6932 (483)483-2838 Ted Wilson 4823 (593)583-4824 Adam Smith 9583 (284)099-8488 Charles Brown 4388 (483)238-2273 Jeff Gordon 7447 (558)387-3112
從數據庫中查詢 eForm XML 數據
提交了表格數據之後，您可以查詢插入到 DB2 中的 XML 表格數據。DB2 Version 9 支持使用 SQL/XML 和 XQuery 查詢 XML。本例使用 SQL/XML 查詢。有關 SQL/XML 和 XQuery 語句的詳細說明，請參見 參考資料 一節。
打開 DB2 Command Editor 窗口或 Command Line Processor（或者使用 Data Studio，為這次查詢創建一個新的 SQL 腳本）。輸入並執行以下 SQL/XML 語句。
以下查詢從提交的所有表格中查詢用戶 ID 並將它們以 varchar 形式返回：
select xmlcast(XMLquery('$f/data/userid/text()'passing form as
"f") as varchar(15)) as ID
from eformtable
假設使用表 1 中的樣例數據，那麼在 DB2 Command Editor 窗口中執行上述語句返回的結果如圖 22 所示。
圖 22：示例查詢 1 的查詢結果
以下查詢查找所有姓為 Smith 的用戶信息，並以關系格式返回數據：
select t.fname as "First Name",
t.lname as "Last Name",
t.id as "User ID",
t.phone as "Phone"
from eformtable, XMLtable('$d/data' passing form as "d"
columns fname varchar(20) path 'name/firstname',
lname varchar(20) path 'name/lastname',
id varchar(20) path 'userid',
phone varchar(20) path 'phone') as t
where XMLexists('$d/data/name[lastname="Smith"]'
passing form as "d")
假設使用表 1 中的樣例數據，那麼在 DB2 Command Editor 窗口中執行上述語句返回的結果如圖 23 所示。如果使用的不是該樣例數據，那麼需要移除或更改 XMLexists 的謂詞。
圖 23：示例查詢 2 的查詢結果
注意：IBM 還提供高級商業智能工具（比如 IBM DataQuant 和 Cognos）來生成 DB2 中 XML 數據的完整報告。更多信息請參考 參考資料 一節中的 DB2 pureXML wiki 鏈接。
結束語
DB2 pureXML 和 Lotus Forms 可以通過 Web 服務連接起來，這兩者的結合能夠基於有效的電子表格收集和管理數據。本文演示了如何借助三個行業領先的 IBM 開發工具：DB2 pureXML、Data Studio Developer 和 Lotus Forms 輕松創建電子表格解決方案。該解決方案提供了各種領先的技術，包括 eForms 設計和提交 (Lotus Forms)、Web 服務開發和部署 (Data Studio Developer) 以及 XML 數據存儲、控制和訪問 (DB2 pureXML)。該 eForms 解決方案之所以簡單，是因為它基於端到端的 XML 數據流：在 Lotus Forms 中以 XML 格式捕獲數據，並以該格式提交到 Web 服務，然後直接存儲到 DB2 pureXML，無需任何中間轉換和操作。端到端的 XML 流不僅簡化了解決方案開發流程，而且簡化了執行過程。該解決方案的實現非常簡單，但是極大地提高了國有和私有企業捕獲、管理和分析信息的效率。
