（企业管理专业论文）基于组件的分布式信息系统理论与应用研究.pdf

摘要 分布式信息系统是未来管理信息系统( m i s ) 的主流，有关分布式信息系统的理 论与应用研究是当前m i s 领域的研究热点。本文广泛查阅了国内夕 文献，在分析、研 究了分布式信息系统的基本类型、体系结构的基础上，针对分布式群体决策支持系统 进行了深入的理论研究和实例开发，主要内容如下： l 、总结、回顾了计算机信息系统的五种类型；电子数据处理( e d p ) 、管理信息系 统( m i s ) 、决策支持系统( d s s ) 、专家系统( e s ) 和电子商务( e c ) ，并分别研究了 它们的发展历程、体系结构和优缺点等。 2 、总结了分布式信息系统的概念、结构、功能、特点以及存在的问题，分析了实 现分布式信息系统的几种逻辑拓扑结构( 文件服务器模式、对等体模式、客户机服务 器模式、浏览器服务器模式、) 和物理拓扑结构( 网状拓扑、星型、树型、环型、总线 型和混合型) ，提出了一种混合模式的拓扑结构。 3 、介绍了d g d s s 的基本概念，针对分布式群体决策问题的性质和参与专家的特点 及其相互关系，决策主持人需要采取不同的方式来控制不同的群体决策过程。给出了 d g d s s 的四种组织结构：星型对等体、层次型、多边联合型以及复合型；研究了d g d s s 的体系结构和层次模型，将d g d s s 分为五个层次：信息资源库层、网络服务器层、应 用服务器层、w e b 服务器层和用户界面层。 4 、研究了群体决策的过程；总结了研讨厅与研讨的四种形式，包括权威判断、专 家电子会议、电子头脑风暴和电子德尔菲，并分别给出了这四种形式的技术实现方法； 提出了几种新的综合评价方法，包括：一票否决、一票肯定、偏好概率法、最大频率区 间法和大频率区间均值法；研究了三种基于t n t e r n e t 的模型库管理策略，分别是：集中 式模型管理、独立的分布式模型管理和联合的分布式模型管理，然后，结合d g d s s 中 的权限控制，给出了三神模型管理方式以及群体决策过程中信息交互控制的技术实现方 法。 5 、研究了基于组件的分布式程序设计方法、c o m 组件的实现和应用程序对c o m 组件的远程引用。 6 、为了将前述理论和技术研究付诸实际，本文以中国宏观经济系统中的经济增长 作为群体决策的研究对象，研究、开发了一个实际系统( e g f d s s ) 。 关键词：分布式信息系统；基于组件的应用程序；分布式群体决策支持系统：基于 i n t e r n e t 的模型库管理策略；综合评价方法 a b s t r a c t d i s t r i b u t e dc o m p u t e ri n f o r m a t i o ns y s t e m ( d c i s li st h em a i n s t r e a mo ff u t u r em i s t h e r e s e a r c ho nt h et h e o r ya n da p p l i c a t i o no f d c i si sv e r yp o p u l a rt o d a yb a s e do ne x t e n s i v ea n d d e e pr e v i e wo fl i t e r a t u r e ，t h ea u t h o rf i r s ta n a l y z e da n dr e a s e a r c h e do nt h em a i nt y p e sa n d s y s t e ma r c h i t e c t u r eo fd c i st h e nt h ea u t h o rh a dat h o r o u g hr e s e a r c ho nm a n yt h e o r e t i c a l a n da p p l i c a t i o no r i e n t e dp r o b l e m so f d g d s s t h em a j o rr e s e a r c hcanb eo u t l i n e da sf o l l o w s t h ea u t h o rs u m m a r i z e dac l a s s i f i c a t i o no f t h ed c i si n c l u d i n ge l e c t r o n i cd a t ap r o c e s s i n g ( e d p ) ，m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ( m i s ) ，d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ( d s s ) ，e x p e r t s y s t e m ( e s ) a n de c o m m e r c e ( e 0 ，a n de x p l a i n e dt h e i rd e v e l o p i n gc o u r s e s ，s y s t e m a r c h i t e c t u r e s ，a d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e sr e s p e c t i v e l yi nd e t a i l t h ea u t h o ra l s os u m m a r i z e dt h ec o n c e p t ，a r c h i t e c t u r e ，f u n c t i o n ，f e a t u r e s ，a n de x i s t i n g p r o b l e m so f d c i s ，a n dt h e np r e s e n t e ds o m ek i n d so f l o g i c a lt o p o l o g ys t r u c t u r eo f d c i ss u c h a sf i l e s e r v e r , p e e r - t o p e e gc l i e n t s e r v e r , b r o w s e r s e r v e ra n ds o m ek i n d so fp h y s i c a l t o p o l o g ys t r u c t u r eo fd c i ss u c ha sm e s h ，s t a r , t r e e ，r i n g ，b u sa n dh y b i r db a s e do nt h e b y g o n er e s e a r c h , t h ea u t h o rp u tf o r w a r dam i x e dt o p o l o g y t h ea u t h o ri n t r o d u c e dt h eb a s i cc o n c e p to fd g d s s a n dt h e np u tf o r w a r df o o rk i n d so f o r g a n i z i n gs t r u c t u r ew h i c ha r es t a rp e e r - t o p e e r , h i b e r a r c h y , m u l t i u n i t ya n dc o m p o u n d a c c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e r so ft h ed i s t r i b u t e dg r o u pd e c i s i o np r o b l e m s ，t h ec h a r a c t e r so ft h e p a r t i c i p a t e de x p e r t sa n dt h er e l a t i o n s h i pa m o n gt h e m ，t h eo r g a n i z e rs h o u l da d o p td i f f e r e n t s t r u c t u r et oo r g a n i z ed i f i e r e n tk i n d so f g r o u pd e c i s i o np r o c e d u r e st h ea u t h o ra l s or e s e a r c h e d o nt h es y s t e ma r c h i t e c t u r ea n dh i e r a r c h i c a lm o d e lo fd g d s s w h i c hd i v i d e di ti n t of i v e l e v e l s ：i n f o r m a t i o nr e s o u r c eb a s e n e t w o r ks e r v e r , a p p l i c a t i o ns e r v e r , w e bs e r v e ra n du s e r i n t e r f a c e t h e nt h ea u t h o rs t u d i e dt h eg r o u pd e c i s i o np r o c e d u r e ，s u m m a r i z e df o u rd e c i s i o n m a k i n g w o r k s h o ps t y l e sf o rh a l li n c l u d i n ga u t h o r i t ye s f f m a t i o n ，e l e c t r o n i cm e e t i n g ，e l e c t r o n i cb r a i n s t o r ma n de l e c t r o n i cd e l p h i ，a n dp r e s e n t e dt h e i ri m p l e m e n t a t i o nt e c h n i q u ea n dt h e nt h e a u t h o rp u tf o r w a r ds o m en e wo v e r a l le v a l u a t i o na l g o f i t h m s ：u n i f o r ma m r m a t i o n ( o rv e t of o r o n et i c k e t ) ，a 币r m a t i o nf o ro n et i c k e t 、p r e f e r e n c ep r o b a b i l i t i e s ，m a x i m u mf r e q u e n c y i n t e r v a l ，a n dm e a nv a l u eo fl a r g e f r e q u e n c yi n t e r v a l st h ea u t h o ra l s or e s e a r c h e do nt h r e e m a n a g e m e n ts t r a t e g i e sf o rm o d e lb a s eb a s e do ni n t e r n e t ，w h i c ha r ec e n t r a l i z e dm a n a g e m e n t ， a b s o l u t ed i s t r i b u t e dm a n a g e m e n ta n da s s o c i a t e dd i s t r i b u t e dm a n a g e m e n tb a s e do nt h e s t u d yo ft h ea u t h o r i t yl i m i t sc o n t r o l ，t h ea u t h o rp u tf o r w a r dt h ei m p l e m e n t a t i o no ft h et h r e e m a n a g e m e n ts t r a t e g i e sf o rm o d e lb a s ea n dt h ei m p l e m e n t a t i o no ft h ec o n t r o lo fi n f o r m a t i o n a l t e r n a t i o ni nt h eg r o u pd e c i s i o np r o c e d u r e t h ea u t h o rd i s c u s s e dt h ed e s i g n i n go fc o m p o n e n t - b a s e da p p l i c a t i o n t h ei m p l e m e n to f c o mc o m p o n e n t s a n dt h e np r e s e n t e dh o wd i dt h ew e b b a s e dc l i e n ta p p l i c a t i o na n dt h ei l a n b a s e dc l i e n ta p p l i c a t i o nc a l lt h er e m o t ec o mc o m p o n e n t s i no r d e rt oa p p l ya b o v et h e o r i e sa n dt e c h n i q u e si n t ot h er e a l i t y , t h ea u t h o rd e s i g n e da n d d e v e l o p e dt h ee c o n o m i cg r o 讯hf o r e c a s td e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ( e f g d s s ) k e y w o r d s ：d i s t r i b u t e dc o m p u t e ri n f o r m a t i o ns y s t e m ( d c i s ) ；c o m p o n e n t - b a s e d a p p l i c a t i o n ；d i s t r i b u t e dg r o u pd e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ( d g d s s ) ；m a n a g e m e n ts t r a t e g i e s f o rm o d e lb a s eb a s e do ni n t e r n e t ；o v e r a l le v a l u a t i o na l g o r i t h m s 前言 1 选题背景、意义 刖昂 在现实社会中，大型企业组织、公司集团、商业团体往往有多个分散在不同 国家、地区的分公司、下属部门，这种组织机构除了要求各子公司能够在公司授 权范围内进行自治，更重要的是整个公司总管部门高效的全局集中控制和各分公 司之间的协同管理，这就使得分布式管理信息系统应运而生，并迅速成为现代管 理信息系统的主流，特别是基于客户机，服务器、浏览器朋& 务器模式的协作式分 布式信息系统，近年来已经成为热点，并在实际应用中起着极为重要的作用。 分布式信息系统是计算机网络( 尤其是i n t r a n e t i n t e r n e t ) 技术与传统信 息系统技术相结合的产物，主要实现基于i n t r a n e t i n t e r n e t 的、在地域上分散 的、分布式网络环境下的信息管理，包括信息处理，交流与协作，异质数据变换， 智能管理，信息安全等等。分布式信息系统的目标就在于给政府机关、大型企业 事业组织和机构的各级工作人员提供有价值的数据信息，能够及时地把不同地域 的动态信息安全、有效地提供给管理决策人员。基于i n t e r n e t 的分布式信息系 统正在改变着政府、企业以及家庭和个人的管理和生活方式，并对国民经济发展 起到重要的作用。如何抓住这次机遇、迎接挑战是我们急需慎重考虑的问题。因 此，基于i n t r a n e ：i n t e r n e t 的信息系统开发和应用研究不仅具有较大的学术价 值，也有很重要的现实意义，是一种可持续发展的、有较大社会效益和经济效益 的应用基础研究项目，有着十分广阔的应用前景。 2 国内外研究现状分析 随着宽带网络的蓬勃发展，从前网页上无法大量使用的图、影、音，现在都 不是问题了，而网络电话，国际会议等对网络带宽要求比较高的应用也从此摆脱 了基础硬件的致命桎梏，网络基础设施的发展加速了网络应用的发展需求，也从 根本i ：推动了网络应用的发展。分布式信息系统作为网络应用的个重要方面， 对其进行深入的理论研究和应用研究，是一个必然的趋势。目前，国内外专家学 者对分布式信息系统进行了深入的理论研究和应用研究，在诸多方面取得了一定 的研究成粜。 2 1 基于in t r a n e t ln t e r n e t 的分布式信息系统拓扑结构研究 目前，国内外许多专家学者都在研究分布式信息系统的拓扑结构问题，提出 了对等体网络模式、文件服务器模式、c l i e n t s e r v e r 模式、b r o w s e r s e r v e r 模式等 数种结构。对等体网络结构又可称为点对点式网络拓扑结构，这种网络的特点是 联网的所有站点地位平等，安装在任何一个站点的系统软件都是相同的，每一个 工作站都有绝则的自主权，可以相互交换文件并不需要一个专门的服务器【”。 基于这种网络结构的分布式信息系统具有使用容易、易安装维护、价格大众化等 前言 优点。文件服务器模式是一种在局域网环境下传统的分_ 弋信息系统体系结构， 需要一个专门的服务器，安装在服务器上的系统软件和一个工作站上的不一 样。主要特点是由工作站共享服务器上的数据文件，具确? 据保密性强、安全性 好、可靠性高等优点 2 j 。9 0 年代初期兴起了c l i e n t s e r v e r 构，这种结构可以将 复杂的计算任务分配到客户机和服务器两种环境中，即侵1 据存放在不同部门的 服务器上，用户也可以方便、快捷地访问分布式存储的数：。基于这种结构的分 布式信息系统中网络的负载比文件服务器结构的负载要t这是由于文件服务器 系统中传输的是整个数据文件，而客户机i n 务器系统中络上仅传送客户的数 据请求和经服务器处理以后的结果，传送负载量小，效率i ，系统响应的延迟短 【3 】。传统客户机，服务器模式存在的突出问题是系统的可能r f 性较差，安装维护也 比较困难，随着i n t e r n e t i n t r a n e t 技术的发展，研究人员提：j ：了b r o w s e r s e r v e r 模 式。b s 模式将传统的c s 模式中的服务器进一步深化，分解成一个应用服务器 ( w e b 服务器) 和一个或多个数据库服务器，其主要优点是最大限度地使用系统 软件开发商提供的标准化接口，降低了开发成本，系统的可伸缩性较强，安装维 护也比较规范。另外，网络负载小、易于管理和维护、易7 1 级、跨平台和开放性 好【4 1 0 2 2 基于i n t e r n e t 的信息系统中异构分布对象集成模型与集成 技术研究 基于i n t e r n e t 的分布式信息系统最重要的特征就是兼容异种成分的开放分 布式处理( o d p - o p e nd i s t r i b u t e dp r o c e s s i n g ) ，为了使系统在可扩展性方面具 有很高的灵活性，就要求产生一种新的方式，在这种方式下，用户在要求其他系 统提供服务时，能够不必知道所用的服务是由谁以及用什么方式来提供，而提供 服务的软件或对象可以用不同的编程语言实现，并能与不同的操作系统、软件、 硬件协同工作。这种跨空间、跨平台、跨语言的对象互访问题使用标准化接口方 式来解决，目前国际上的主流有两个标准；c o r b a 和d c o m 5 1 。c o r b a 全称 为公共对象请求代理体系结构( c o m m o no b j e c tr e q u e s tb r o k e r a r c h i t e c t u r e ) ，它 是由m m 、h p 等多家公司联合开发的组件接口标准，主要面向异构环境下的分 布式应用，能够屏蔽异构系统各种平台及通讯协议的不同。m i c r o s o f t 的分布式 c o m ( d c o m ，d i s t r i b u t e dc o m p o n e n to b j e c tm o d e l ) 扩展了组件对象模型技术 ( c o m ) j 能够支持在局域网、广域网甚至i n t e r n e t 上不同的计算机对象之间进 行通信，在进行分布式计算时，d c o m 处理网络协议的低层次细节问题，从而 能够使开发人员集中精力解决用户所要求的问题【6 1 。 2 3 基于i n t r a n e t i n t e r n e t 的分布式群体决策支持系统体系结 构研究 目前，许多大规模的管理决策活动已不可能或不便于用集中的方式进行，这 些活动涉及到许多承担不同责任的决策人，决策活动必须的信息资源或某些重要 的决策因素分散在较大的活动范围，是一类组织决策或分布决策。分布式群体决 前言 策支持系统就是为适应这类决策问题而建立的分布式信息系统【”。分布式群体决 策支持系统( d g d s s d i s t r i b u t e dg r o u pd e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ) 是由多个 物理上分离的信息处理点构成的科+ 算机网络，支持处于不同节点的多层次的决 策。网络的每个书点至少含有一个决策支持系统或具有若于辅助决策的功能。 研究设计和分析分布式群体决策支持系统的网络体系结构是d g d s s 研究的 个重要方面，作者在“ag r o u pd e c i s i o n s u p p o r ts y s t e mo fd i s t r i b u t e d m a c r o e c o n o m i c s ”一文中提出了分布式群体决策支持系统的一种体系结构 ”，从 逻辑上将d g d s s 分为服务器和客户两部分。服务器系统包括了真实系统、外部 环境、全局控制系统、管理人员以及通信子系统，管理人员的工作是控制网络决 策过程的顺利进行，在必要时给专家提供帮助，并对所有参与专家的决策进行综 合评判，得出最终结果 9 1 。通信子系统( c o m m u n i c a t i o ns u b s y s t e m ) 提供客户与 服务器之间的信息传送以及客户与客户之间的信息传送( 在许可的范围内) ，使 用一组通信协议( 如t c p 、u d p 等) 来正确利用通信设施和为这个分布式群体 决策支持系统提供无错的和可靠的通信。客户系统包括了真实系统、专家、外部 环境以及通信子系统等，其中，专家处于核心位置，他运用自己的知识和经验， 结合客户系统以及服务器系统所提供的处理功能，对整个分布式群体决策支持系 统分配给他的任务( 问题) 做出决策，然后通过i n t e r n e t 将决策结果发送到服务 器【”1 。 2 4 基于i n t r a n e t i n t e r n e t 环境下群体决策的组织与实施研 究，基于i n t r a n e t i n t e r n e t 的分布式群体决策的收敛、认同和综合 评判研究 目前分布式群体决策支持系统在群体决策支持方面采用的综合算法有：一致 肯定或否定、少数服从多数、打分取均值、权重不同的打分( 给参与决策的专家 赋予不同的权重) 等。 钱学森先生提出了“从定性到定量的综合集成的研讨厅体系”，通过研讨厅 体系，把群体专家的智慧、知识、经验和各种科学理论与技术结合起来，把人类 的集体智慧和计算机支持系统结合起来，将专家提出的定性设想、意见、偏好等 经计算机系统的模型求解、仿真运算后进行组织、处理、加工、综合成定量的结 论。 基于i n t e r n e t 环境下群体决策的组织与实旋研究；分布式群体决策的收敛、 认同和综合评判研究，在国际上也是具有前沿性的课题。 2 5 基于i n t r a n e t i n t e r n e t 的分布式群体决策支持系统的技术 实现研究 面向对象的软件开发技术在8 0 年代得到了长足的进步，由此出现了许多面 向对象的软件开发工具和应用程序。但是由r 当时还没有出现个标准的框架， 使不同开发商所提供的软件对象能够跨越线程、进程、机器甚至网络空间互相交 前言 互合作，这就使得面向对象的软件设计方法所提供的对象体成了应用程序的汪洋 大海中一个个的孤立体，并没能有效地支持应用程序间的对象复用和集成，9 0 年代之后，系统规模越来越大，所要完成的功能越来越多，因此软件复用和集成 更加具有非同寻常的意义。基于组件( c o m p o n e n t ) 的技术是9 0 年往软件开发 技术发展的重要标志，并迅速成为当分软件开发技术的主流，软件组件是从面向 对象开发技术发展丽来的，它是包装了一系列互相关联的操作和服务的、可重复 使用的、可以二进制形式实现的软件模块，能够在设计时使用或修改，能够有效 地嵌入其它开发商开发的组件之中。组件技术的设计思想是：类似于硬件工业通 过组装集成电路来生产设备，软件开发的过程最终成为对各种组件的组装。利用 组件技术开发出来的应用软件系统不再是传统软件技术开发出来的固化的整体 性系统，而是通过组件问互相提出请求及提供服务的协同工作机制来实现系统功 能，从而大大缩短开发周期、降低开发成本、增加系统的灵活性和降低系统维护 费用。声 。3 本论文的研究内容 3 1 研究目标 在传统软件开发的结构化方法、面向对象方法的基础上，结合 i n t r a n e t i n t e r n e t 的特点和分布式环境带来的问题，研究出一套操作性较强的 基于组件的分布式信息系统分析与设计的方法。选择宏观经济系统中的经济增长 预测作为分布式信息系统的应用研究对象，建立中国宏观经济增长预测d s s ( m i c r o e c o n o m i c sg r o w t hf o r e c a s t i n gd s si nc h i n a ，m g f d s s ) 。 3 2 研究内容 基于组件的分布式信息系统的理论与应用研究包括了如下几点： 在体系结构方面，本课题在研究过程中将首先对目前体系结构方面的研究现 状进行深入分折，以明确其优点和劣势；在此基础上，提出混合模式的分布式信 息系统体系结构，使i n t r a n e t i n t e r n e t 技术更紧密地与分布式信息系统相结 合。 在异构分布对象的集成模型与集成技术方面，本瀑题将主要研究m i c r o s o f t 的c o m d c o m o l e a 吐i v e x 技术，对分布式信息系统中异构分布对象的集成模 型与集成技术、分布与协同处理进行进一步探索，力求有所创新。 在分布式群体决策支持系统拓扑结构方面，本课题将对以前提出的系统结构 进步深入研究，并具体实现。 庄分布式群体决策支持系统的模型管理方砸，本课题主要研究三种基于 i n t e r l a e t 的模型库管理策略及实现方法，分别是：集中式管理模型、独立的分布 式管理模型、联合的分布式管理模型。 任现有的群体决策综合算法的基础上，我们进一步提出几种新的评判算法。 在基于i n t e r f i b t 耳境下群体决策的组织与实施方面，本课题拟采用改进的 德尔菲方法， 在基于i n t e r n e t 的分布式信息系统的技术实现方面，拟采用基于组件的软 件设计方法。 本课题在传统的结构化方法、面向对象方法的基础上，结合i n t e r n e t 的特 点和分布式环境带来的问题，拟采用基于组件( c o m p o n e n t ) 的技术来开发基于 i n t e r n e t 的分布式信息系统和分布式群体决策支持系统。 3 3 实验方案 利用m i c r o s o f t 的c o m d c o n r d o l e a c t i v e x 技术，使用v i s u a lc + 十和v i s u a l b a s i c 建立如下几部分组件： ( 1 ) 决策群体决策模型库 ( 2 ) 分布式群体决策支持系统中各种综合评判算法 ( 3 ) 数据访问对象 在m g f d s s 系统中，所以这些组件作为服务器应用程序运行在组件服务器 上，与w e b 服务器和数据库服务器相连。在此基础上，m g f d s s 系统分别实现 了两种类型的客户端，一种是基于局域网的标准窗体式v i s u a lb a s i c 应用程序； 一种是基于w e b 的i n t e r n e t 客户。构造一个分布式应用程序不仅是编写程序代码 的问题，还需要保证整个系统中的程序代码能够协同工作。调试分布式应用程序 是一个复杂的任务，所以在系统开发过程中，作者采用“分而食之，各个击破” 的策略，在完成系统设计后，先进行单个组件的编程，分别独立地测试每个组件。 采取的具体方法是为每一个组件编写一个简单的测试程序，测试程序全面测试一 个组件所有的功能。在所有组件的基本功能工作正常的基础上，再进行本地测试。 也就是说在单台机器上测试整个系统。本地测试的目标是：在试图跨越多台机器 发布分布式应用程序之前，先让整个应用程序在一台机器上正常工作，使其具备 正确的事务型行为和基本的安全性检查。当系统在一台机器上正常工作后，再在 分布式环境中进行测试。所建立的分布式环境是一个小型的i n t r a n e t 环境下，允 许多种网络协议、允许c o m 、d c o m 通讯。在这一环节中，首先用单个客户进 行测试，然后用多个并发的用户测试。经过这三个环节的反复调试，诊断出系统 中的错误，使整个系统具有较好的强壮性。 3 4 拟解决的关键问题 分布式管理信息系统体系结构； 基于组件的分布式信息系统分析与设计； 异构分布对象的集成模型与集成技术问题： 分布式决策支持系统的模型管理； 分布式群体决策的收敛、认同和综合评判问题。 3 5 预期创新点 建立基于i n t e r n e t 的分布式群体决策支持系统拓扑结构与技术实现体系： 基于i n t e r n e t 的分布式群体决策支持系统的模型管理研究； 刖舌 基于i n t e r n e t 环境下群体决策的组织与实施，群体决策的收敛、认同和综合 评判研究。 第一章分布式信息系统的类型 第一章分布式信息系统的类型 计算机网络技术的发展极大地拓展了信息技术应用的广度和深度，特别是基 j ：客户机n 务器、浏览器服务器模式的协作式分布式信息系统，近年来已经成 为热点。 分布式信息系统丰要研究在计算机网络环境下如何进行信息的共享、安全、 分布与处理等。本章丰要介绍了信息系统在实际应用中的五种类型：电子数据处 理( e d p ) 、管理信息系统( m i s ) 、决策支持系统( d s s ) 、专家系统( e s ) 和 电子商务( e c ) ，并分别研究了它们的发展历程、体系结构和优缺点等。 1 1 e d p 与分布式e d p 数据处理的摹本含义是从某些己知的数据出发，推导出一些新的数据，具体 操作中，涉及到数据收集、管理和加工利用。数据处理的计算方法比较简单，但 是有其本身固有的特点。主要表现为数据量大、数据结构复杂、数据之间有复杂 的逻辑联系等。数据处理任务的焦点是数据的收集、整理、组织、存储、维护、 检索、传送等操作，这部分操作是数据处理任务的基本环节，而且是任何数据处 理任务中必不可少的有共性的部分。而怎样处理和计算，则对j ；，卜同的业务有不同 的方法。电了数据处理( e l e c t r i c a ld a t ap r o c e s s i n g - - e d p ) 如同其它科学技术的 发展一样，也有一个发展的历程，5 0 年代初，能处理大量数据的电子数据处理 系统首先出现并应用于企业管理，提高了企业效率，在短短几十年间大体上经历 了如下几个发展阶段： 、 自由管理 文件处理 数据库管理 分布式e d p 1 1 1 自由管理 5 0 年代中期，计算机开始用于企业管理，在这阶段主要使用计算机代替 手1 + 机械地处理大量的数据，冈为它比手 处理速度快、准确度高，所以搬快得 到r 推广。这期间典型的应川是会训账目的处理，工资结算等等。这时的计算机 多数是大型机，采用批处理方式，没有专门的软件进行数据管理，因此用户使用 汁算机进行数据处理不得不白行管理数据，程序员在应| j 程序【= ； j ，既要考虑处理 方。法，又要管理数据的组织存储。程序员在编写程序时，白】接跟物理设备打交道， 根据设备的物理地址来存取数据。，这样的编程方式，导致了j 迎用程序与数据密切 相关，程序对数据具有高度依赖性，修改数据一定要修改程j ，也就是说，这个 时期的数据不独立，是应用干旱序的基本组成部分。编程效二红低，程序不灵活而且 很容易出错，并且数据也不能在应用程序间芡享。这个时期程序设计语言的代表 是b a s i c 、f o r t r a n 、a l g o l 等。 第一章分布式信息系统的类型 1 1 2 文件处理 1 9 6 5 年，i b m 一3 6 0 系统问世，同时出现了联机实时操作系统，计算机开始 用于操作层的管理。典型的应用是库存管理系统，银行出纳业务管理系统等。这 时软件方而出现了文件处理技术。所谓文件处理技术就是把待加工、处理的无序 数据有规律地组织成口 _ 以命名的数据文件。这样，数据和应用程序就相对独立了， 程序员无须直接与物理设备打交道，编写程序是直接对文件中的数据进行操作， 而数据的物理存放地址与数据在文件中的逻辑地址之间的转换则交给计算机操 作系统中的文件管理器( f i l em a n a g e r ) 处理，对程序员透明。这样，修改数据 不必修改程序，这就大大提高了编程效率，减轻了工作负担。这个时期典型的程 序设汁语言是c o b o l 。 用文件方式处理数据，是数据管理的一一大进步，直到今天仍被广泛采用。在 这种文件管理方式下，每个应用程序都可以建立属于自己的一个或多个文件，在 文件管理器的支持下对之进行处理和维护，也就是说，一个应用程序有一个或多 个文件与之对应。如图1 1 所尔。 图1 1 文件处理示意图 从上图我们可以看出，用文件处理数据也存在着不合理的方面，主要衣。哩在 同一个数据可能出现在多个不同的文件中，这不仅增加了数据的冗余， 而且随着数据更新，很容易出现文件间数据不一致的情况。 不同文件中的数据不能共享，也不能反映相互之间的联系。 1 1 3 数据库管理 从7 0 年代初直到现在，计算机硬件方面，内存容量不断扩大，用高速、大 容量磁存储介质作为外存，有了很强的通道和输入输出能力。另一方面，始于 6 0 年代末的数据库技术不断获得完善和发展，很大程度j ：克服了文件处理方式 f 程序与文件之间的依赖性强、数据jl i 余、无法表示数据间的关联性等问题。 数据库管理不同于文件处理数据的方式，它面向系统而文件处理面向应用， 也就是说，用数据库管理从整个系统的角度组织数据，形成一个具有一定数据结 构的集成化的数据集合，这个数据集合就是数据库。数据库是集成化的，能为多 种应川服务，它独立r 应用程序。 但数据库方式下，应用程序只能通过数据库管理系统( d a t ab a s em a n a g e m e n t s y s t e m ，d b m s ) 与数据库接【1 ，d b m s 是管理、控制数据库的软件，用户只需 通过_ 芙系数据操作语言s q 。命令浯句指明操作要求，由数据库管理系统对数据 进行操作，实现了数据共享。，d b m s 提供数据检索、数据存取、安全性控制、完 整性控制、并发控制以及数据库维护等功能。与文件系统栩比，应用程序不对应 于文件，不斋要由程序员自己维护文件，这在减轻程序员负担的同时大大提高了 第章分布式信息系统的类型 编程效率，如图1 - 2 所示。应用程序和数据存贮结构完全独立，处理方式是批处 理兼实时。典型应用是情报检索系统和各类统计报表、记账、设备管埋等。 11 4 分布式e d p 图1 - 2 数搌库管理示意图 从8 0 年代中期起，s y b a s e 、s q ls e r v e r 、o r a c l e 等客户服务器模式 的分布式数据库管理系统相继出现，把电子数据处理系统的应用推向高峰。 这时e d p 的主要工作范畴仍是事务数据处理和报表编制，但与以往在集中 式数据库管理模式下进行的电子数据处理不同的是，现在的e d p 不仅仅限于单 机上的数据处理，更多地是应用在高速局域网和远程通信网环境下，如联网银行， 连锁超市的数据处理等等。 分布式数据库系统是计算机网络与数据库系统的有机结合，它使用计算机网 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) 连接起来，共同组成一个统一的数据库系统。分布式e d p 的 图1 3 分布式e d p 示意图 体系结构如图l 一3 所示，从图中可以 看出，基于分布式数据库的分布式 e d p 具有如f 几个重要特征： 1 、物理上是分布的，也就是说， 分布式e d p 系统中的数据不是存储 在台计算机上，而是分散存储在由 计算机网络连接起来的多台计算机 上。 2 、逻辑上是整体，系统中处于 不同地理位置、分散的数据集合，在 逻辑上是个整体，由全局数据库管 理系统统一管理，可以被分布式e d p 的所有终端用户( 程序) 共享。 3 、分布上是透明的，数据的物理位置对于终端程序来说是透明的，程序调 用数据时只需指明数据的逻辑位置，并不要r 解数据的具体存放位置，由全局 d b m s 完成数据的物理位置与逻辑位置之问的映射。 4 、局部上是独立的，每台计算机上的数据由本机的d b m s 管理，能够完成 本机上的应用。也就是说，在程序请求调用数据时，先检索本地数据厍，如果数 据完全可以由本地数据库提供，则不从其它非本地数据库调用，以免增加网络开 销。 由于分布式e d p 的功能比较单一集中，数据处理迷度快、效事岛，系统开 发成本低，在数据处理任务频繁的行业如银行、金融中心等等有着很广阔的发展 空间。 第一章 分布武信息系统的类型 1 2m i s 与分布式m l s 1 2 1 管理信息系统 电子数据处理实现了数据处理自动化，但未涉及企业的管理决策活动。从 7 0 年代开始，在电子数据处理系统功能的基础上，运用统计、运筹、决策等数 学工具对数据进行精加工。例如，利用过去的数据预测未来、利用信息控制企业 行为等。在企业组织中全面使用计算机，把以前的各种单项应用统一成一个整体 大系统，用以生成中层管理人员进行管理控制决策( 或战略忾决策) 所必须的各 种信息输出。这种信息系统称之为管理信息系统( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n s y s t e m s ，m i s ) ，是继e d p 之后发展起来的第二代信息系统。 管理信息系统的主要目的是提高企业组织中层管理人员实行管理控制的能 力和效益。管理控制是指定期或非定期检查本部门的经营情况，发现有偏差，则 采取适当的措旌。提高效益是由于计算机处理信息的速度快、准确率高，能够在 复杂的、迅速变化的外部环境中，给各级管理人员提供有关数据和资料等决策信 息，用以指导经营训划和活动，从而发挥企业的最大经济效益。管理信息系统具 有数据收集、传输、存储、加工、处理和输出功能，能够提高信息处理的速度， 典型的应用如城市规划管理信息系统，企业管理信息系统，大型商场管理信息系 统等。 管理信息系统从出现至今经历了三个发展阶段： 单机模式 数据库管理系统、数据库以及用户应用程序都运行在同台计算机上。这是 早期大多数管理信息系统的运行环境。其缺点是j h 户管理、数据操作管理、数据 访问管理、数据存储管理都在一台计算机l 二进行，对计算机的硬件配置要求比较 高，系统在同一时问只能供一个用户使用。 局域网客户端服务器模式 针对单机模式的缺点，将数据库管理系统及数据库独立存放在一台服务器上 运行，这台服务器被称为数据库服务器，多台计算机通过网络连接到数据库服务 器上，可以在服务器的控制下同时运行，同时供多个用户使用。 i n t r a n e t i n t e r n e ( 模式 将在下节中阐述。 1 2 2 分布式s 随着汁算机网络技术的发展，管理信息系统也逐步走向分布式应用。图1 - 4 是+ 。个基j i n t r a n e t 的分布式管理信息系统简略的示意图。 第一章分布式信息系统的类型 图1 - 4 分布式管理信息系统结构简略示意图 其中： 1 、i n t r a n e t 服务器：i n t r a n e t 服务器一般运行w e b 服务器软件、数据库服务 器、组件服务器等。这多个服务器应用程序可同时运行在一台服务器上或分别运 行在不同的服务器上。 2 、i n t r a n e t 客户：使用统一的浏览器浏览h t m l 、a s p 等网页。 3 、远程节点访问服务器：可以让用户通过i n t e r n e t 访问i n t r a n e t 。但是访问者 必须拥有本企业的访问权限。 4 、l a n t o - l a n 连接：将i n t r a n e t 中的信息和其他企业共享。 从逻辑功能上看，基于i n t r a n e t i n t e r n e t 的分布式m i s 可以分为三层： 第一层一表示层：w w w 浏览器，在客户端，向由u r