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南京航空航天大学硕士学位论文 摘要 对企业的零部件进行分析表明，约有9 0 的零部件属于标准件或是可以通过变型 设计得到的通用件，只有1 0 左右的零部件是根据用户特殊需求开发的。这1 0 左右 的零部件直接与用户订单的特殊需求紧密相连，在设计和生产中占用企业大量的时间 和资源。但是，对一个企业是全新的零部件，对其它企业可能是成熟的通用件，甚至 是该企业的标准件。f 因此，如果能通过有效的零部件供应渠道，通过整个供应链的信 息集成实现企业间零部件资源的共享，进而实现在设计过程中对已有设计资源及成果 最大限度的重用，这对于提高企业的市场竞争力具有重要意义。卜己广一一 在这种情况下，基于i s 0 1 3 5 8 4 提出的零件库的概念和s t e p 标准提供的中性文件 交换机制，本文构建了一个开放式的广义零件库系统的体系结构并从企业零件资源 的组织、零件库数据的存放形式和数据转换、基于w e b 的零件库管理系统的设计和开 发三个方面阐述了建立零件库系统的具体方法。这过程中，文章对零件库、分类码、 几何图形库、数据传输接口、互联、互换、半互操作、零件库管理系统等概念进行了 详细的解释和说明，对组件、j 2 e e 、e j b 、u g 二次开发等技术进行了简单的阐述和介 绍。 7 ) c o d eg e n e r a t i o n 一 u s er u n t i m e1 i b r a r a y 为m u l t i t h r e a d e dd 1 1 3 配置连接( 1 i n k ) 选项：激活p r o j e c ts e t t i n g 对话框，点击c c + + 标签， 在o b j e c t l i b r a r ym o d u l e s 下添加u g 的库文件。对i n t e r n a l 模式应用， 添加l i b u f u n 1 i b 和l i b u g o p e n i n t 1 i b ；对e x t e r n a l 模式应用，添加 1 i b u f u n 1 i b 即可。 基于w e b 的零件库资源共享技术的研究 4 配置i n c l u d e 和l i b r a r y 路径t o o l s 一 o p t i o n s ，激活o p t i o n 对话框，点 击d i r e c t o r i e s 标签，在s h o wd i r e c t o r i e sf o r ：一 i n c l u d ef i l e s 下添加 u g i i r o o t d i r u g o p e n ；在s h o wd i r e c t o r i e sf o r ：一 l i b r a r yf il e s 下 添加u g ii r o o t _ d i r u g o p e n 。 5 编写cs o u r c ef i l e 。 程序实例 对i n t e r n a l 模式程序，入口函数是v o i du f u s r ( c h a r * p a r a m ，i n t 木r e t c o d i n tp a r m _ l e n ) ；对i n t e r n a l 模式程序，入口函数是v o i dm a i n ( c h a ra r g c ， c h a r * a r g v ) 。在访问u g 内部资源前用户必须用u f i n i t i a l i z e 0 初始 化u ga p i 环境在访问之后必须用u f - t e r m i n a t e0 关闭u ga p i 环境。关于 u g 提供的a p i 函数和功能详见u g 相关方面的文档。程序框架参见下面的例 子。 e x t e r n a l ： v o i dm a i n ( c h a ra r g c ，c h a r * a r g v ) f 卑i n i t i a li z et h ea p ie n v i r o n m e n t 肆 i n te r r o r c o d e = u fi n i t i a l i z e0 ： i f ( o = = e r r o r c o d e ) f * d os o m e t h i n gy o uw a n t * * t e r m i n a t et h ea p ie n v i r o n m e n t u ft e r m i n a t e ( ) ： i n t e r n a l ： e x t e r n ”c ”d l l e x p o r t v o i du f u s r ( c h a r * p a r m ，i n t * r e t u r n c o d e ，i n t r l e n ) 鲰i n i t i a l i z et h ea p ie n v i r o n m e n t i n te r r o r c o d e = u fi n i t i a l i z e ( ) ： i f ( 0 = = e r r o r c o d e ) f 雌t o d o ：a d dy o u ra p p l i c a t i o nc o d eh e r e u c l 6 0 1 ( ”h e l l of i r s ti n t e r n a lu f u n c n ”，1 ) ： i 卑t e r m i n a t et h ea p ie n v i r o n m e n t | 卑 e r r o r c o d e = u ft e r m i n a t e ( ) ： ) 南京航空航天大学硕士学位论文 4 3 4u g 的前后置处理程序介绍 利用上一节提供的方法，用户可以在u g 公司文档帮助下开发一个基于s t e p 的 u g 前后置处理器，但实际上u g 已经提供了这一功能。在u g 的开发界面下， f i l e 一 e x p o r t 和f i1 e - i m p o r t 分别提供了0 g 和s t e p 中性文件之间的前置和后置接 口。这里本人要介绍的是u g 提供的另一个j a v a 开发的前后置处理程序s t e p 2 0 3 u g 运行该程序，出现如图4 6 的界面，让用户选择是e x p o r t ( 前置) 还是i m p o r t ( 后置) ，然后弹出图4 7 的交互界面( 以后置为例) 由用户指定所要转换的文件 ( s t p ) 。该程序还提供让用户选择转换内容和让用户输入自己的信息( s t e p 头部段) 的功能。图4 8 为经历了p r o e - s t e p 一 u g 这一过程后，销钉在u g 中的显示。 图4 6 u gd a t ae x c h a n g ei n t e r f a c e 图4 7 u gd a t ae x c h a n g e 用户交互( 后置处理器) ， 基于w e b 的零件库资源共享技术的研究 图4 8经历了p r o e 一 s t e p - u g 这一过程后，销钉在u g 中的显示 南京航空航天大学硕士学位论文 第五章用j 2 e e 框架为企业的软件开发提供解决方案 5 1 前言 在完成零件的信息分类编码、零件几何图形库的建立和信息传输接口实现后，下 面就面临零件库管理系统的研究和实现了。零件库管理系统是用户和零件库系统交互 的工具，它是一个基于w e b 的软件，这就涉及到这样一个问题，用什么技术才能更好 的满足零件库管理系统的开发呢? 进而言之，哪种技术能更好的满足企业软件的开发 呢? 本章将通过企业本身对软件的要求和j 2 e e 技术提供的功能的比较，来阐述这个 问题。 企业系统包括那些分布式的、可扩缩的、多用户的商业系统这些系统本质上要 通过信息技术来提高公司或组织的生产效率。我们正处于信息和知识技术革命的时 代，它对经济和生活方式的推动远远超过工作革命。这场革命的主要推动力就是提高 企业系统自动化程度和生产率。越来越多的公司和组织出于竞争和减少成本的原因要 迸一步提高生产效率而把自身与复杂的信息网络联系在一起。电子商务， i n t e r n e t w e b 使能，b 2 b 互连，e a i 以及数据采集是企业系统设计所必须要满足的一 些要求。 这就是为什么构造企业系统的有效方法来解决这类独一无二的问题以及对企业 级软件开发效率的高要求一直是企业系统开发小组所寻求的目标。企业和组织越来越 需要企业级开发人员和工程师，他们能解决这些企业系统问题。j a v a 企业技术和j 2 e e 提供了更快更有效的构造企业系统的方法，这一方法可以满足开发企业级软件的要 求，这些要求包括重用、可扩缩、分布式、可维护、安全、可靠及可用性。 5 2 企业系统对软件开发提出的要求 5 2 1 企业体系结构和需求 从最一般的意义上讲，术语企业( e n t e r p r i s e ) 是指打算完成一定目标的组织， 这个组可以是小型的、中型的或大型的商业公司、非赢利性研究机构，或者指政府组 织。在某些情况下，企业一般用于指大型组织。通常假设企业有增长和扩大其运作和 人事企业间关系的愿望，还假定企业对目标的追求关系到企业的生存和成长。 企业的主要组成部分见图5 1 ，他们帮助企业完成其目标。有形资源和财产是由 企业使用的用于完成其目标的一个组成部分。比如计算机设备、生产设备、产品供应 基于w e b 的零件库资源共享技术的研究 及企业帐户都是资源和财产的示例，它们对企业的运作至关重要。人和用户是企业的 另一个基本组成部分，它包括消费者、雇员、承包商及合作者所形成的核心，它们帮 助企业顺利完成其目标。最后，企业信息和知识也是帮助企业进一步完成其目标的关 键部分。 图5 1 企业的组成 由于企业的各个组成部分都帮助企业完成其目标。因而它们为企业提供了某种价 值。企业想要追求盈利和增长就必须对企业的各个组成部分感兴趣，努力增长各个 组成部分的价值，使其运作达到最高目标。一个企业在努力达到其目标时，通常有下 列特征，这也是企业对软件提出的需求。 消费者群体的增长会促使企业提供w e b 互连，形式可以是 b 2 c ( b u s i h e s s - t o - c o m m e r c e ) 或电子商务应用，这样一来，会有更多的消费 者能支持该企业；而且，不断增长的消费者群体也会要求企业提供可伸缩的 w e b 及应用互联解决方案。 消费者群体的保持可以通过提高连接至已有的分布式供应链的效率来达到， 这样由于速度快，用户的定货要求得到满足，用户就会很满意。 雇员库的增长可以通过如下方法管理：在内部网上通过分布式企业客户应用 程序与企业的应用直接互联。 合作伙伴群体的增长和保护通过如下方法管理：建立安全的b 2 b ( b u s i n e s s t o b u s i n e s s ) 应用逻辑和事务处理方法。 资源和财产的增加和保护可以通过如下方法管理和提供：e a i ( e n t e r p r i s e 5 0 南京航空航天大学硕士学位论文 a p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n ，企业应用程序集成) 、老的应用程序、分布式企 业应用程序以及嵌入式资源的互联。 信息和知识的增长及保护可以通过企业数据库管理系统( d b m s ) 实现高效管 理。 信息和知识的可访问性通过如下方法提供：w e b 互联及各种各样的分布式通 信范型。 5 2 2 企业要求基于组件的软件开发 面向对象软件的基本组成单元是类和对象。面向对象开发过程可以在类级实现重 用，这一封装级别对企业项目而言太低了而不能被立即使用。虽然能产生面向对象 设计模型，模型和类紧密对应，但是从分析至设计的跳跃在企业级开发项目中通常太 大了。 p r o h l e l $ o l 饨dt i t h c l s s s e s 图5 2 问题、类和组件 基于w e b 的零件库资源共享技术的研究 组件提供了更粗粒度的封装问题方法。如图5 2 所示，有对象状态的类和一组操 作可以封装单个概念组件代表可作为一个或多个概念完成功能的特殊服务，因而组 件为组件用户提供多个接口。接口封装了组件提供的服务，隐藏了实现细节的可见性。 由于组件表示一个或多个较细粒度类的逻辑集合，且被定义在较高级别，具有较粗粒 度级，所以一个组件可以直接封装一个可划分的问题，该问题更直接地产生于分析和 设计模型。 因而一个问题可能由一些概念组成，这些概念在设计时与类相对应。如果问题在 分析和初步设计时划分为更高级的服务，那么一个更快的企业开发过程可以通过更直 接的把服务映射为更粗粒度的组件实现。那些更靠近问题域的人员也可以通过更高级 的组件更好地理解系统设计。 这样，组件为企业开发提供了许多方便。建立在面向对象软件和开发概念之上的 组件提供了一个更高级的开发模型，并且能加速企业应用程序的建立。而且，系统质 量也会被加强，因为这会促使商业组件的生产商集中于提高组件的质量并提供有很好 的文档接口，这样就不要求内部人员具有很好的特定底层实现技术的知识和与实现服 务相关的知识。 随着可重用组件的增加企业中使用的组件也会增加。市场时间因素驱使组织在 企业系统中推行使用组件。而且随着组件模型开发方法及标准的成长和实用化。也 促使组件在企业中的普及。企业开发在发生变化：开发人员花更少的时间编程，花更 多的时间进行组件装配。 5 2 3 组件模型 组件模型是组件与其环境所必须的一组要求。组件模型能保证在组件之间为使 用这些组件的应用软件和组件所运作于其上的应用环境提供一定级别的互操作性。一 般来说，组件模型涉及到特定组件的接口，组件环境的假设，以及组件间的约定。图 5 3 显示了组件模型的基本元素。组件模型中最重要的当然是组件自身。组件是应用 中所使用代码的封装。虽然组件自身可能是与应用程序代码相关的，但是其它相关应 用程序代码可以位于组件之上并可利用其提供服务。最后，容器表示组件操作的环境 容器自身可能会提供一组服务。 组件也有很多特征。最重要的是组件提供的一组接口。除了一个组件的接口之外， 组件使用的容器接口也可以在组件模型中定义。标准事件可以由组件产生，组件能订 阅的事件也可以在组件模型中定义，组件模型也可以指定组件提供描述性状态属性的 标准方法。另外，许多组件模型还允许定制组件的行为和属性。 随着组件使用在企业内的增长，出现了组件模型的标准。标准组件模型提供了标 准的接口方法学和技术，这些接口不仅位于组件和应用之间，也位于组件和其容器环 南京航空航天大学硕士学位论文 境之间。标准定义了组件和应用、其他组件、服务提供商以及容器环境之间的约定。 这将给企业系统开发带来益处。组件将成为企业系统开发的核心支撑。 图5 3 一般组件模型 5 3 基于组件技术的3 2 e e 技术 5 3 1j 2 e e 的概念 目前，j a v a2 平台有3 个版本它们是适用于小型设备和智能卡的j a v a2 平台 m i c r o 版( j a v a2p l a t f o r mm i c r oe d i t i o n j 2 m e ) 、适用于桌面系统的j a v a2 平 台标准版( j a v a2p l a t f o r ms t a n d a r de d i t i o n ，j 2 s e ) 、适用于创建服务器应用程 序和服务的j a v a2 平台企业版( j a v a2p l a t f o r me n t e r p r i s ee d i t i o n ，j 2 e e ) 。 j 2 e e 是一种利用j a v a2 平台来简化企业解决方案的开发、部署和管理相关的复 杂问题的体系结构。j 2 e e 技术的基础就是核心j a v a 平台或j a v a2 平台的标准版， j 2 e e 不仅巩固了标准版中的许多优点，例如”编写一次、随处运行”的特性、方便存 取数据库的j d b ca p i 、c o r b a 技术以及能够在i n t e r n e t 应用中保护数据的安全模式 等等，同时还提供了对e j b ( e n t e r p r i s ej a v a b e a n s ) 、j a v as e r v l e t sa p i 、j s p ( j a v a s e r v e rp a g e s ) 以及x m l 技术的全面支持。其最终目的就是成为一个能够使企业开发 者大幅缩短投放市场时间的体系结构。 j 2 e e 体系结构提供中间层集成框架用来满足无需太多费用而又需要高可用性、 高可靠性以及可扩展性的应用的需求。通过提供统一的开发平台j 2 e e 降低了开发 5 3 基于w e b 的零件库资源共享技术的研究 多层应用的费用和复杂性，同时提供对现有应用程序集成强有力支持，完全支持 e n t e r p r i s ej a v a b e a n s ，有良好的向导支持打包和部署应用，添加目录支持，增强了 安全机制，提高了性能。 5 3 2 j 2 e e 的优势 7 2 e e 为搭建具有可伸缩性、灵活性、易维护性的商务系统提供了良好的机制： 1 保留现存的i t 资产：由于企业必须适应新的商业需求利用已有的企业信 息系统方面的投资，而不是重新制定全盘方案就变得很重要。这样，一个以渐进的( 而 不是激进的，全盘否定的) 方式建立在已有系统之上的服务器端平台机制是公司所需 求的。j 2 e e 架构可以充分利用用户原有的投资，如一些公司使用的b e a t u x e d o 、i b m c i c s ，i b me n c i n a ，、i n p r i s ev i s i b r o k e r 以及n e t s c a p ea p p l i c a t i o ns e r v e r 。这 之所以成为可能是因为j 2 e e 拥有广泛的业界支持和一些重要的企业计算领域供应 商的参与。每一个供应商都对现有的客户提供了不用废弃已有投资，进入可移植的 j 2 e e 领域的升级途径。由于基于7 2 e e 平台的产品几乎能够在任何操作系统和硬件配 置上运行，现有的操作系统和硬件也能被保留使用。 2 高效的开发：j 2 e e 允许公司把一些通用的、很繁琐的服务端任务交给中间 件供应商去完成。这样开发人员可以集中精力在如何创建商业逻辑上相应地缩短了 开发时间。高级中间件供应商提供以下这些复杂的中间件服务： 状态管理服务一让开发人员写更少的代码不用关心如何管理状态，这样 能够更快地完成程序开发。 持续性服务一让开发人员不用对数据访问逻辑进行编码就能编写应用程 序，能生成更轻巧，与数据库无关的应用程序，这种应用程序更易于开发与 维护。 分布式共享数据对象c a c h e 服务让开发人员编制高性能的系统极大提 高整体部署的伸缩性。 3 支持异构环境：3 2 e e 能够开发部署在异构环境中的可移植程序。基于j 2 e e 的应用程序不依赖任何特定操作系统、中间件、硬件。因此设计合理的基于j 2 e e 的 程序只需开发一次就可部署到各种平台。这在典型的异构企业计算环境中是十分关键 的。j 2 e e 标准也允许客户订购与j 2 e e 兼容的第三方的现成的组件，把他们部署到异 构环境中节省了由自己制订整个方案所需的费用。 4 可伸缩陛：企业必须要选择一种服务器端平台，这种平台应能提供极佳的可 伸缩性去满足那些在他们系统上进行商业运作的大批新客户。基于j 2 e e 平台的应用 程序可被部署到各种操作系统上。例如可被部署到高端u n i x 与大型机系统，这种系 统单机可支持6 4 至2 5 6 个处理器。( 这是n t 服务器所望尘莫及的) 3 2 e e 领域的供应 南京航空航天大学硕士学位论文 商提供了更为广泛的负载平衡策略。能消除系统中的瓶颈，允许多台服务器集成部署。 这种部署可达数千个处理器，实现可高度伸缩的系统，满足未来商业应用的需要。 5 稳定的可用性：一个服务器端平台必须能全天候运转以满足公司客户、合作 伙伴的需要。因为i n t e r n e t 是全球化的、无处不在的，即使在夜间按计划停机也可 能造成严重损失。若是意外停机，那会有灾难性后果。j 2 e e 部署到可靠的操作环境 中，他们支持长期的可用性。一些j 2 e e 部署在w i n d o w s 环境中，客户也可选择健壮 性能更好的操作系统如s u ns o l a r i s 、i b h0 s 3 9 0 。最健壮的操作系统可达到9 9 9 9 9 的可用性或每年只需5 分钟停机时间。这是实时性很强商业系统理想的选择。 5 3 3j 2 e e 的四层模型 j 2 e e 使用多层的分布式应用模型，应用逻辑按功能划分为组件，各个应用组件 根据他们所在的层分布在不同的机器上。事实上，s u n 设计j 2 e e 的初衷正是为了解 决两层模式( c l i e n t s e r v e r ) 的弊端，在传统模式中，客户端担当了过多的角色而显 得臃肿，在这种模式中，第一次部署的时候比较容易，但难于升级或改进可伸展性 也不理想，而且经常基于某种专有的协议通常是某种数据库协议。它使得重用业 务逻辑和界面逻辑非常困难。现在j 2 e e 的多层企业级应用模型将两层化模型中的不 同层面切分成许多层。一个多层化应用能够为不同的每种服务提供一个独立的层，以 下是j 2 e e 典型的四层结构( 如图5 4 ) ： 1 运行在客户端机器上的客户层组件 2 运行在j 2 e e 服务器上的w e b 层组件 3 运行在j 2 e e 服务器上的业务逻辑层组件 4 运行在e i s 服务器上的企业信息系统( e n t e r p r i s ei n f o r m a t i o ns y s t e m ) 层 软件 j 2 e e 应用程序组件 j 2 e e 应用程序是由组件构成的j 2 e e 组件是具有独立功能的软件单元，它们通过 相关的类和文件组装成j 2 e e 应用程序，并与其他组件交互。j 2 e e 说明书中定义了以 下的j 2 e e 组件： 应用客户端程序和a p p l e t s 是客户层组件 j a v as e r v l e t 和j a v a s e r v e rp a g e s ( j s p ) 是w e b 层组件 e n t e r p r i s ej a v a b e a n s ( e j b ) 是业务层组件 客户层组件 j 2 e e 应用程序可以是基于w e b 方式的，也可以是基于传统方式的 基于w e b 的零件库资源共享技术的研究 j 2 e e 应埘程序2 客户q 瓣 吣刁粼 图5 4j 2 e e 的四层结构 w e b 层组件 j 2 e ew e b 层组件可以是j s p 页面或s e r v l e t s 。按照j 2 e e 规范，静态的h t m l 页面和a p p l e t s 不算是w e b 层组件。正如图5 5 所示的客户层那样，w e b 层可能包含 某些j a v a b e a n 对象来处理用户输入，并把输入发送给运行在业务层上的 e n t e r p r i s e b e a n 来进行处理。 y e b 层 l e b 浏监器 w e b 巫i l i ，a p p l e l 和可选的 j a v a b e a n 类 成硐程序客户端 和可选的 ：! 掣! ! ! ! ! 。篓： j s p 页两 s e r v l e t - j a v a b e a n 燮 ( 可建) 业务瑶 j 2 e e 骚务器 图5 5j 2 e ew e b 层组件 业务层组件 业务层代码的逻辑用来满足企业，银行，零售，金融等特殊领域的需要，由运行 在业务层上的e n t e r p r i s eb e a n 进行处理图5 6 表明了一个e n t e r p r i s eb e a n 是如何从客户端程序接收数据，进行处理( 如果必要的话) ，并发送到e i s 层储存 的，这个过程也可以逆向进行。 h 器跳务j 臌 j b 务 扎 业 习国圉圈 虽 圉圈 南京航空航天大学硕士学位论文 有三种企业级的b e a n ：会话( s e s s i o n ) b e a n s ，实体( e n t i t y ) b e a n s ，和消息驱 动( m e s s a g e d r i v e r t ) b e a n s 会话b e a n 表示与客户端程序的临时交互当客户 端程序执行完后，会话b e a n 和相关数据就会消失相反，实体b e a n 表示数据 库的表中一行永久的记录当客户端程序中止或服务器关闭时，就会有潜在的服 务保证实体b e a n 的数据得以保存消息驱动b e a n 结合了会话b e a n 和j m s 的消 息监昕器的特性，允许一个业务层组件异步接收j m s 消息 w e b 社j 监器 。e b 页丽a p p l e 和可选的 j a v a l k a n 类 应i l 程序客户端 幕l - r 选的 j a v a b e a n 类 业务层e i s 层 j s p 页而 s e r v l e t g b v a b e 矗n l英 l ( 可选) e n t b b 曙 s ：s b nb i _ 幅 盯s 4 口d r 0 n h 日1 1 5 数据库 翻 i f ；i 有 系统 l 1。一 j 2 y 越撮务器 图5 6 业务层组件数据流 企业信息系统层 企业信息系统层处理企业信息系统软件包括企业基础建设系统例如企业资源计 划( e r p ) ，大型机事务处理，数据库系统，和其它的遗留信息系统例如，j 2 e e 应用组件可能为了数据库连接需要访问企业信息系统。 5 3 4j 2 e e 的结构 这种基于组件，具有平台无关性的j 2 e e 结构( 图5 7 ) 使得j 2 e e 程序的编写 十分简单，因为业务逻辑被封装成可复用的组件，并且j 2 e e 服务器以容器的形式为 所有的组件类型提供后台服务因为你不用自己开发这种服务，所以你可以集中精 力解决手头的业务问题 1 容器和服务 容器设置定制了j 2 e e 服务器所提供得内在支持包括安全，事务管理j n d i ( j a v a n a m i n ga n dd i r e c t o r yi n t e r f a c e ) 寻址。远程连接等服务，以下列出最重要的几种服 务： j 2 e e 安全( s e c u r i t y ) 模型可以让你配置w e b 组件或e n t e r p r i s eb e a n ，这 样只有被授权的用户才能访问系统资源每一客户属于一个特别的角色，而每 个角色只允许激活特定的方法。你应在e n t e r p r i s eb e a n 的布置描述中声明角 5 7 基于w