（机械设计及理论专业论文）基于corba的机车检修信息管理系统中间件研究.pdf

武汉理_ t 大学硕十学位论文 摘要 随着信息技术、网络技术的飞速发展，上至国家政府机关下至私人企业工厂， 无不在推进各自的数字化、信息化进程，以提高部门的工作效率。在我国铁路体 制改革的步伐下，机务段也迫切需要通过不断提高自身的管理水平和竞争能力， 来适应当前信息化技术的发展要求。因此，研究基于w e b c o r b a 的中间件技术， 并以此来改进机车检修信息管理系统是势在必然。 近年来，各机务段结合自身的实际情况，围绕检修、运转数字化和信息化方 面做出了大量的实际工作，开发出了各种的管理信息系统，包括硬件系统和软件 系统。机车检修信息管理系统包括出入段管理子系统、小辅修管理子系统、大中 修管理子系统和配件管理子系统等主要的予系统。各个子系统相互“独立”，而 机车数据相同、系统操作流程和工作流程具有相似性，这就导致了大量的重复工 作，导致整个检修系统的工作效率无法提高，浪费了大量的人力、物力和财力。 为了实现机务段内检修系统的数据共享，同时保护已有的投资，迫切需要把各个 系统集成起来。 针对以上情况，本文提出了基于w e b c o r b a 相结合的技术来解决机车检修信 息管理系统中异构系统及其环境之间的通讯，提高系统的负载均衡能力、可移植 性和重用性：解决由于多个系统层次上的异构带来的孤岛”问题；在理论和技术 上扩展了客户服务器的模式；使系统具有良好的可伸缩性；便于系统的开发与 升级，同时保护已有资源，为实现机务段内的信息资源共享、信息管理科学化、 规范化和标准化提供有力的理论保证。 关键词：机车检修；信息管理系统：c o r b a 技术；中间件 墓堡里三查堂堡主兰垡鲨塞 a b s t r a c t i o n w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n di n t e m e t ，t h e g o v e r n m e n ta g e n c yo fc o u n t r ya n dp r i v a t ee n t e r p r i s ea r ea d v a n c i n gt h ep r o c e s so f d i g i t i z a t i o na n di n f o r m a t i o n i z a t i o nt oi n c r e a s ee f f i c i e n c y w i t l lo u rc o u n t r y sr e f o r m i n r a i l w a ys y s t e m ，l o c o m o t i v e d e p o ta l s o c o n s t a n t l y n e e d st o i m p r o v e s e l f - m a n a g e m e n tl e v e la n dc o m p e t i t i v ec a p a c i t yt oa c c o m m o d a t et h ed e v e l o p m e n t r e q u i r e m e n t o ft h ei n f o r m a t i o n i z a t i o n t e c h n o l o g y t h e r e f o r e ，t h e r e s e a r c ho n s t a n d a r d i z e do fi n f o r m a t i o nc o n v e r to fd i 西t i z et oi m p r o v ei n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t s y s t e mo fl o c o m o t i v eo v e r h a u lb e c o m ea ni n e v i t a b l et r e n d i nr e c e n ty e a r s ，e v e r yl o c o m o t i v ed e p o th a sc a r r i e do u tag r e a tq u a n t i t yw o r k a r o u n do v e r h a u la n ds e c u r i t yi s s u e a n dd e v e l o p e dm a n ys o f t w a r ea n dh a r d w a r e s y s t e r n s t o c o m o t i v eo v c r h a u li n f o r m a t i o ns y s t e mi n c l o d e st h el o c o m o t i v es e c t i o nf o r l e a v i n ga n da r r i v i n g , t h e l o c o m o t i v e s m a l l a u x i l i a r yr e p a i r i n g , t h el o c o m o t i v e o v e r h a u la n dt h el o c o m o t i v ef i t t i n g si n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts u b s y s t e m s e v e r y s u b s y s t e ms e p a r a t e sf o r me a c ho t h e r t h el o e o m o t i v e sd a t a ，t h eo p e r a t i o np r o c e s sa n d w o r k i n gp r o c e s so fs y s t e ma l er e s e m b l e t h i sl e a d st ob r i n gd o w nt h ew o r k i n g e f f i c i e n c yo fw h o l es y s t e m a n de x h a u s tag r e a tq u a n t i t yo fm a n p o w e t , m a t e r i a l r e s o u r c e a n d 丘n a n c i a lp o w e r f o rd a t a s h a r i n ga n dp r o t e c t i n gl h ei n v e s t m e n tt h a th a s a l r e a d ye x i s t e di nd e p o t s ，i t su r g e n tt or e a l i z et h es y s t e mi n t e g r a t i o n a c c o r d i n gt oa b o v ec o n d i t i o n s ，t h i sa r t i c l eg i v e st h et e c h n o l o g yw h i c hb a s eo n w e b c o r b at os o l y et h ec o m m u n i c a t i o ni nd i f i e r e n ts t r u c t u r a le n v i r o n m e n t si nt h e l o c o m o t i v eo v e r h a u li n f o r m a t i o ns y s t e r n s ，a n di m p r o v e st h ea b i l i t yo fl o a d - b a l a n c e ， i m p l a n t r e u s ei ns y s t e m a n dr e s o l v et h e “a ni s o l a t e di s l a n d ，p r o b l e mo fm a n y g r a d a t i o n so fs y s t e m t h i st e c h n o l o g ya l s os t r e t c h e so u tt h ec l i e n t s e r v e rm o d ef r o m t h e o r ya n dt e c h n i q u e ，i n c r e a s e st h ef l e x i b i l i t yo fs y s t e m ，a n di sc o n v e n i e n tf o r e x p l o i t a t i o na n dp r o m o t i n go fs y s t e m a s ar e s u l t ，t h et e c h n o l o g yp r o t e c t st h e i n v e s t m e n tt h a th a s a l r e a d ye x i s t ， a n do f f e r s d a t a s h a r i n g ， s c i e n t i z a t i o n ， s t a n d a r d i z a t i o na n ds t a n d a r d i z ei ni n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m k e yw o r d s ：l o c o m o t i v eo v e r h a u l ，i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m ，e o r b at e c h n o l o g y ， m i d d l e w a r e 1 1 武汉理工大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 论文选题的目的和意义 随着计算机技术、网络技术的飞速发展，上至国家政府机关下至私人企业 工厂，无不在推进各自的数字化、信息化进程，以提高部门的工作效率。企业 如何在这场信息化大潮中立于不败之地，进而迸步发展壮大，已成为每个企 业的领导者不得不面对的问题。铁路运输的安全一直以来是铁道部及其下属企 业的工作重点，它关系到人民生命安全、国家及企业财产安全。其中，在线运 行的机车质量又是保证铁路运输安全的重要环节。 我国铁路体制的改革，对铁路运输安全提出了新的要求，对机务段的检修、 运用及监控等各个环节的工作也提出了更高的要求“1 。目前，各机务段结合自身 的实际情况，在检修、运转的数字化和信息化方面做出了大量的实际工作，开 发出了各种的信息管理系统，包括硬件系统和软件系统。如果在构建这些管理 信息系统时没有统一的标准和规范，众多的软、硬件系统自成体系，便无法实 现各系统之间的数据共享，将会造成许多人力物力的浪费以及人为的错误，对 机车的运行安全留下隐患。为了实现数据共享，同时也保护已有的投资，迫切 需要一种工具或者是一种规范来解决各个系统间的“信息孤岛”问题“。 c o b r a 技术是世界对象管理组织o m g 定义的对象管理体系结构( 0 姒) 作为分 布在异构环境中的对象之间交互的参考模型，发展到现在c o r b a 技术已经趋于 成熟，可以很好的解决异构网络环境之间的通信问题。因此，研究基于c o r b a 的数字化信息转换规范，从而满足机务段中各种类型、不同型号的检测和检修 设备及其相应软件的集中管理，为实现机务段内的信息资源共享、7 信息管理科 学化、规范化和标准化提供有力的保证。 本论文研究基于c o r b a 的机车检修信息管理系统的中间件，为实现机务段的 信息共享和真正意义上的机车检修管理提供了保证。从某种意义上来说顺应了 我国铁路跨越式发展的要求，对正在进行的机务段改革和技术改造有极大的推 动作用，并促进了铁路运输业加强和提高自身管理水平，从而为在新世纪里从 容应对不断变化的全球性和区域性市场有着重大的现实意义和深远的历史意 义。 武汉理工大学硕士学位论文 1 2 国内外研究现状 从上个世纪六十年代起i 虱# 1 - 便开始了应用计算机信息技术来进行机车检修 信息管理系统的研究与开发工作。有些国家的相关机构经过长时间的努力，针 对本国的机车检修系统的实际情况，在机车检修信息管理系统的应用中取得了 良好的效果和许多宝贵的经验，并且达到了高效率、高质量的机车检修效果。 与国外相比，我国在机车检修过程中运用计算机网络技术不是很早。但是， 经过数年的发展，在这方面也取得了不少成果。许多机务段和其他铁路部门也 成功得开发了许多信息系统，如西南交通大学为铁路机务段系统开发了机车检 测管理系统，主要用于铁路机务段各个机车检测项目的检测数据的管理和维护； 兰州交通大学机电技术研究所开发的铁路客车检修综合信息管理系统它是一 个具有高效率、高可靠性特点的网络型综合管理服务系统“。这些信息系统对 于提高机车的检修效率和保证机车的检修质量起到了很大的作用。 但是这些系统与国际先进水平相比较还存在不小的差距，主要表现在： f 1 ) 系统建设时缺乏总体布局和规划。在设计过程中，单位往往只考虑到当 前的技术要求，没有考虑到以后系统的升级问题。若时间一长，出现新的技术 要求，已有的系统要添加或者是删除一些系统功能，那不仅仅只是程序代码的 添加、删除这么简单，很有可能导致原有的系统被放弃，从而开发新的系统来 代替，这对机务部门的工作效率和经济效益带来及其不利的影响。 ( 2 ) 系统资源的安全防范措施不完善。系统设计中很重要的部分是资源数据 库的创建、维护和管理。数据库存储的数据资料数量庞大、种类繁多，有可能 会产生由于操作人员的不慎，导致数据的丢失或错误，从而对机车的运行安全 造成隐患。因此，开发系统时必须考虑到数据管理的规范化、合理化。 ( 3 ) 系统的维护机制不完善。国内很多机务部门所存在的各种信息管理系统 大都是与一些伙伴事业单位共同开发的，出于其自身的商业利益，开发出的系 统的维护工作大都由事业单位来完成。维护工作一般都带有间歇性，这难以应 对机车检修和运行的突发事件。 2 武汉理工大学硕士学位论文 i 3 本文的课题支撑及主要研究内容 1 3 1 本文的课题支撑 课题来源：机务段分解修信息管理系统的开发研究武汉铁路局 课题经费：1 5 万元 1 3 2 本文的主要研究内容 研究目标：建立基于w e b c o r b a 分布式应用系统的中间件，解决机车检修 管理信息系统的异构环境的通信，从而提高机务段办公效率和生产管理水平。 研究内容：基于w e b c o r b a 技术来进行机车检修管理信息系统中间件的设 计。 ( 1 ) 分析服务器端及客户端所支持的功能，编写客户端与服务器端接口的 i d l 代码； ( 2 ) 采用i i o p 、h t t p 协议和b o r l a n d 所提供的v i s i b r o k e r 来实现客户端与 服务器端接口之间的通信； ( 3 ) 使用c o r b a 技术来对原有的功能模块进行封装，把遗留应用集成到一个 面向对象的体系结构中，使集成后的系统有效而强壮； ( 4 ) 系统的可靠性设计。 拟解决的关键问题：采用c o r b a 技术来解决异构网络环境之间通信。包括： 在已有的多个管理信息子系统之间数据的交互：单一系统新、旧版本、新添加 的功能模块与整个系统的兼容。 采取的研究方法、技术路线： ( 1 ) 充分继承和发展已有的技术成果，吸收国内外相关的先进技术； ( 2 ) 采用目前流行的w e b 技术、c o r b a 技术来实现机车检修管理信息系统框 架设计； ( 3 ) 使用c + + b u il d e r 、s q ls e r v e r 、v i s i b r o k e r 来进行程序方面的设计； ( 4 ) 与武昌南机务段合作，充分考虑机务系统的工作特点，为项目研究成果 的推广提供实证基地。 武汉理丁大学硕士学位论文 2 1 引言 第二章c o r b a 组件技术概述 近年来，随着互联网技术的日益成熟，公众及商业企业正享受着高速、低 价网络信息传输所带来的高品质数字生活。但是，由于网络规模的不断扩大以 及计算机软硬件技术水平的飞速提高，给传统的应用软件系统的实现方式带来 了巨大挑战m ，。 首先，在企业级应用中，硬件系统集成商基于性能、价格、服务等方面的 考虑，通常在同一系统中集成来自不同厂商的硬件设备、操作系统、数据库平 台和网络协议等，由此带来的异构性给应用软件的互操作性、兼容性以及平滑 升级能力带来了严重问题。 另外，随着基于网络的业务不断增多，传统的客户服务器( c s ) 模式的 分布式应用方式越来越显示出在运行效率、系统网络安全性和系统升级能力等 方面的局限性。 2 2 中间件技术概述 中间件是软件技术发展的一种潮流，被誉为发展最快的软件品种。目前对 中间件的定义还没有统一的标准，但一般可以这样描述：应用于分布式系统中， 能够构成一个平台的软件“”。 中间件具有标准的程序接口和协议，可以实现不同网络、硬件和操作系统 平台上的数据共享及应用的互连和互操作。在具体实现上，中间件是一个用a p i 定义韵分布式软件管理框架，具有强大的通信能力和良好的可扩展性。 中间件的工作机制：在客户端上的应用程序需要从网络中某个节点处获取 一定的数据或者服务，通过调用中间件a p i 访问一个中间件系统，由中间件完 成到网络中查找目标数据源或者服务的任务，将结果信息送回给应用程序。 中间件大致可分为六类“： ( 1 ) 终端仿真屏幕转换中间件：用以实现客户机图形用户接口与已有的字 符接口方式的服务器应用程序之间的互操作； ( 2 ) 数据访问中间件：是为了建立数据应用资源互操作的模式，对异构环境 下的数据库实现联接或文件系统实现联接的中间件。其中应用最广泛的一个例 4 武汉理工大学硕士学位论文 子就是o d b c ，它是一种基于数据库的中间件标准，允许应用程序和本地或异地 数据库进行通信； ( 3 ) 远程过程调用中间件：通过这种远程过程调用机制，程序员编写客户方 的应用，需要时可以调用位于远端服务器上的过程； ( 4 ) 消息中间件：用来屏蔽掉各种平台及协议之间的特性，进行相互通信， 实现应用程序之间的协同： ( 5 ) 交易中间件：是在分布、异构环境下提供保证交易完整性和数据完整性 的一种环境平台； ( 6 ) 对象中间件：在分布、异构的网络计算环境中，可以将各种分布对象有 机地结合在一起，完成系统的快速集成，实现对象熏用。 在本论文的研究中，所要完成的目标是对系统的集成：集成主系统( 检修 管理信息系统) 之下的主要子系统( 包括出入段管理子系统、小辅修管理子系 统、大中修管理子系统、配件管理子系统) ，实现对象重用。因此，选用的是对 象中间件。 而对象中间件比较成熟的产品有：i o n a 的o r b i x 、b o r l a n d 的v i s i b r o k e r 等。 几种比较成熟的中间件规范之间特性的比较“，如表2 - 1 所示： 表2 - 1 几种中间件技术的比较 遗术 比较内容 c o m d c o m c o r b ae r b 支持绝大多数平支持j a v a 虚拟机 使用平台仅w i n d o w s 系列 台 的所有平台 三层( 客户层中间 结构层次二层c s 结构 j a v a 层，数据层) 结构 编程实现语言支 v c 、v b c 、c + + 、j a v a 、 持s m m l t a r 等 j a v a 采用接口定义语采用了c o r b a 采用了j a v a 言定义、使用了i d l 定义、使用了 接口和对象支持r m i d l 、支持命 g u i d 标识、对管对象名称、定义较 名服务 理地支持较好为简洁 数据类型各种均支持各种均支持无指针形式 武汉理工大学硕士学位论文 对象引用 接口指针o r ( 对象引用)采用j a d i 系统存储表中的 采用r e g i s t r y 和 对象存储 实现仓库 指针 j n d i 传输协议 r p c1 1 0 pj r m p 和i i o p 需要采用b r i d g e 与c o m d c o m 采 与其它技术的兼 与c o r b a 和e j b c o r b a 与e j b 之 进行通讯；限制较 间采用i i o p 进行 用b r i d g e 与 容性能c o r b a 采用i i o p 多，且仅能在特定通讯，较易实现 协议 版本中实现 v i s i b r o k e r 、 支持厂商 m i c r o s o f t s u n i o n a ，b e a ，i b m 与w i n d o w s 系列跨操作系统能力 具有绝对的平台 操作系统结合十十分优秀，适合于 无关性，编译一次 分紧密；适合于仅多系统下的分布 就可随处运行，针 采用w i n d o w s 系式开发、但需要 对采用纯j a v a 开 应用领域和主要统的分布式系统o r b 开发商的中 发的系统，特别适 特点构建：实现较为简间件软件的支持， 用于开发大型企 单、管理较为方且实现较为复杂， 业应用系统和基 便、且有许多的第安全性能较好，适 于w e b 的系统， 三方就业化用于开发对安全 但运行速度较慢。 a c t i v e x 控件支持要求较高的系统 规范成熟度十分成熟较为成熟 较为成熟 交叉平台( 跨平 否 是是 台) 交叉语言( 跨语 是是 否 口， 从表2 一l 可以看出，在对系统进行集成开发的时候，往往是根据系统的实 际情况来选用中间件的，其中比较重要的指标是系统的使用平台、系统的结构 层次、系统编程实现语言支持、以及该技术与其它技术的兼容性能、该技术的 应用领域和主要特点、是否为交叉平台( 跨平台) 并且是否为交叉语言( 跨语 言) 等。 武汉理下大学硕士学位论文 2 3c o r b a 技术概述 2 3 1c o r b a 技术背景 o m g ( 对象管理组织，o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p ) 成立于1 9 8 9 年，作为一 个非营利性组织，集中致力于开发在技术上具有先进性、在商业上具有可行性 并且独立于厂商的软件互联规范，推广面向对象模型技术，增强软件的可移植 性( p o r t a b i l i t y ) 、可重用性( r e u s a b i l i t y ) 和互操作性( i n t e r o p e r a b i l i t y ) 。 c o r b a ( c o m m o no b j e c tr e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e ，公共对象请求代 理体系结构) 是由o m g ( 对象管理组织，o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p ) 提出的应 用软件体系结构和对象技术规范，其核心是一套标准的语言、接口和协议，以 支持异构分布应用程序问的互操作性及独立于平台和编程语言的对象重用。1 。 c o r b a 技术主要使用i i o p ( 对象请求中介间通信协议) 作为调用c o r b a 服 务的接口，通过o r b ( 对象请求中介) 来完成异地通信。 o r b 使用i d l 来定义应用接口之间的协议，允许程序员选择不同的操作系统、 运行环境和编程语言来开发应用程序。而i d l 编译器则可以提供各种语言的映 射，例如：c + + i d l 编译器i d l 2 c p p e x e 可以将i d l 映射到c + + ，而i d l 2 j a v a e x e 编译器可以将i d l 映射到j a v a 。因此，对于i d l 的编写，可以选用多种语言和 方式，如c + 十、j a v a 、c o b o l 、s m a l l t a l k 等高级语言；而所选用的系统平台则 不仅有规范化的w i n d o w s 系列，还包括稳定的u n i x 、l i n u x 操作系统。 很少企业只用单一种地语言来构建其全部的应用程序。许多企业面临这样 的问题：如何在不抛弃历史遗留系统的基础上进行二次开发，整合原来的系统， 增加新的功能；如何降低系统的维护费用；如何令运行在企业中不同平台上的 系统协调统一，整合在一起；如何发挥各种不同的编程语言、环境的优势，不 同的需求采用不用的语言，并能够使这些不同的语言编制的模块无障碍的通信， 协调工作；如何做到代码的重用等等，这些问题的解决可以通过采用c o r b a 技 术来实现。 c o r b a 技术被设计成有效地解决了分布式软件地开发需要解决的一系列的 兼容问题，它的主要特性体现在”1 ： 武汉理工人学硕十学位论文 ( 1 ) 跨平台：未来的软件将分布在各种机型的平台上：大型机、p c 机、笔记 本、带程序的电视机、录像机、传感器、报警器、各种d s p 、p d a 、手机等等。 采用c o r b a 可以使用各种信息、数据进行各种自动化处理，无论是处于什么平 台之上。 ( 2 ) 跨操作系统：计算机世界的操作系统的种类繁多，w i n d o w s 系列、u i n x 系列及其变种、l i n u x 、s o l a r i s 、s u n o s 等，c o r b a 技术令无论是开发人员还是 最终用户最大限度的不去考虑操作系统的相关性，做到应用程序无障碍的在各 个操作系统之间交换数据。 ( 3 ) 跨语言：现在流行的编程语言以及编程环境有很多，j a v a 、d e l p h i 、 c + + b u i l d e r 、v c 、v c 、p b 等等，这些语言彼此之间各有长处，对于不同需求的 开发，采用不同的语言可以提高开发的效率，因为每一种语言都有其优势明显 的领域，在很长的一段时间，这些语言必定会共同存在，可以使得每种语言在 最擅长的领域一显身手，加快程序的开发进度，并且可以不再拘泥于原来语言 的开发环境，这对于代码的重用和维护成本的下降有莫大的好处。 ( 4 ) 跨协议：i n t e r n e t 是一个异质结构的网络，在不同的区域可能具有不同 的网络结构和传输协议，为了使软件在运行时具有数据、方法的共享性、操作 的透明性，集成软件时必须考虑协议不同带来的不便。 ( 5 ) 跨版本：用户对软件的需求总是在逐步增加和变化的，每次的改变都会 要求软件开发者重新编写程序的模块。c o r b a 与有版本无关性的特点，它的版本 不但具有向下兼容性，而且具有向上兼容性。 2 4 接口l d l 的结构 i d l ( 界面定义语言，i n t e r f a c ed e f i n i t i o nl a n g u a g e ) ：它提供了用于定义 对象边界的中立语言。用i d l 定义的模块可以在不同的语言、工具、操作系统 和网络间进行移植，并且能够通过任何厂商提供c o r b ao r b s 实现部件闻的互操 作。如图2 1 所示是接口i d l 定义的结构图，该接口是各种计算机软件和网络 之问的桥梁，它可以实现不同软件系统之间在异构网络环境之间的信息通讯， 应用程序可以由任意一种语言进行编写，然后通过各自的i d l 编译器进行编译， 生成客户端桩代码或服务器框架代码。 8 武汉理工大学硕士学位论文 厂 l c o b o l 已有的各种 计算机软件 图2 - 1 接口i d l 定义的结构图 定 义 接 口 在对已有的各种计算机软件进行接口定义时，可以不必关心软件是用何种 语言进行编程的。在定义完i d l 接口，并封装成一个功能模块，便可以由对应 的i d l 编译器编译成对应的客户端代码和服务器端代码，通过i i o p o r b 向外发 出对象实现请求，并得到反馈。 需要注意的是这里提到的客户端与服务器端并不是指传统意义上的客户机 端口和服务器端口。从一个对象的实现过程来看，当一个客户端发出一个请求 时，可以从网络中某个客户端反馈出一个信息，那么我们可以把前者视为客户 机，后者视为服务器。这里所说的客户机可以是整个网络的任何一台机器，而 服务器也可以是整个网络中的任何一台机器，包括本机。 2 5 客户端程序发送与对象的实现接受请求过程 o r b 是对象总线，它可以保证对象之间的通信，无论这些对象是位于同一台 机器上，还是位于通过网络连接起来的不同的机器上。目前市场上有许多商用 的o r b ，它们是由如s u n 、h p 、i b m 、i o n a 、e x d e r s o f t 和v i s i g e n i c 等厂商提供 的“3 。图2 2 所示是c o r b a 的o r b 结构及其对象实现。 武汉理工大学硕士学位论文 议 图2 - 2c o r b a 的o r b 结构及对象实现 从图2 - 2 可以看出o r b ( 对象请求中介) 的结构比较复杂，其中客户端包括客 户机应用程序、动态调用方式接口、客户i d l 存根、o r b 接口、接口存储库；而 服务器端包括服务器应用程序、静态调用方式接口、动态调用方式接口、o r b 接 口、对象适配器、实现存储库。客户机端发送命令请求，通过客户机o r b 接口 向服务器o r b 接口进行通信，服务器则把实现的结果反馈给客户机。 ( 1 ) 客户端程序发送请求 客户程序通过发送请求去调用对象实现提供的服务。客户程序可通过静态 调用或者动态调用方式将请求发送给o r b 内核，然后由o r b 内核将请求转发给 对象实现。静态调用方式借助于客户程序桩完成，动态调用方式则使用动态调 用接口d i i ( d y n a m i ci n v o c a t i o ni n t e r f a c e ) 。从发送请求的功能上看，这两种 调用方式具有完全相同的能力( 即两者的调用语义相同) ，对象实现并不知道请 求从客户端是如何发出的。 ( 2 ) 对象实现接收请求 o r b 将请求分派给对象实现也有两种方式：静态方式通过由i d l 生成的框架 进行，动态方式使用动态框架接口d s i ( d y n a m i cs k e l e t o ni n t e r f a c e ) 。o r b 通 过i d l 框架或d s i 查找合适的实现代码、传送参数，并将控制传给对象实现， 对象实现执行请求时可通过对象适配器o a ( o b j e c ta d a p t e r ) 获取o r b 的某些服 务，请求完成后控制与结果返回给客户程序。 1 0 武汉理工大学硕士学位论文 2 6c o r b a 应用程序的设计模式 虽然o m g 为c o r b a 制订了统一的规范，但规范中也赋予了软件供应商实现 o r b 产品时自由选择各自不同的实现途径的权利，如o r b 可以是一个独立运行的 守护进程，也可以嵌入到客户程序和对象实现中，有些o r b 产品则选择了几种 实现方式的组合。尽管使用不同o r b 产品的具体操作差异较大，但在开发一个 c o r b a 应用程序通常会遵循一定的框架，即首先通过面向对象分析与设计过程标 识应用程序所需的对象，包括对象的属性、行为与约束等特性，然后书写i d l 语言，之后定义服务器端与客户端程序。 图2 - 3 典型的c o r b a 应用程序开发过程 如图2 3 所示为典型的c o r b a 应用程序开发过程。其中，通过用i o l 编写 好对象规格说明，用i d l 编译器对其进行编译，分别形成客户机桩代码和服务 器框架代码，在用i d l 编译器编译，形成客户机接口代码和服务器接口代码，接 口利用o r b 1 1 0 p 进行通信。 武汉理丁大学硕士学位论文 c o r b a 应用程序开发的主要步骤： ( 1 ) 编写对象接口，生成i d l 语言文件。 ( 2 ) 利用相应的o r b 产品的i d l 编译器编译i d l 文件，生成客户桩代码和服 务器骨架代码。 ( 3 ) 编写对象实现。 ( 4 ) 编写服务程序代码。 ( 5 ) 编写客户端代码。 ( 6 ) 创建并部署应用程序。 ( 7 ) 启动对象请求代理，启动服务器，启动客户端。 2 7 本章小结 本章介绍了中间件技术，从c o r b a 的基本原理入手，描述了利用c o r b a 技 术开发应用程序的一些内在的机理和方法。 c o r b a 技术的成功在于，它除了能够解决由于多个系统层次上的异构带来的 “孤岛”问题，还在理论和技术上扩展了客户服务器的模式，使系统具有良好 的可伸缩性，便于系统的开发与升级，保护已有投资。c o r b a 的核心是o r b ，它 作为转发消息的中间件，实现了对象间的无缝集成和互操作。c o r b a 的平台无关 性使其可以跨越不同的网络、不同的机器和不同的操作系统实现分布对象之间 的互操作，并提高了软件的安全性和可复用性，并且在此基础上可以扩充异常 处理、安全性检查等功能。 1 2 武汉理工大学硕士学位论文 第三章机车检修信息管理系统的分析 3 1 机车检修信息管理系统分析 “机车检修信息管理系统”是一个侧重于机车检修过程控制的计算机辅助 质量管理控制系统( c a q ) 。c a q 系统作为企业计算机信息化系统的一个组成部分， 是以i s 0 9 0 0 0 质量体系标准为指导思想，实现了对产品从原材料进货、生产加 工过程、产品售后服务、客户满意度等产品信息进行管理和跟踪的闭环控制。 它注重的是检修进程( 进库) 、检修质量的确认和记名的系统。系统的内涵可以 概括为以下几点： ( 1 ) 以检修生产和运用安全管理为代表的面向机车检修过程控制。 ( 2 ) 以信息管理系统、工程数据库和i n t e r n e t 为代表的面向机车检修和运 用管理。 ( 3 ) 以数字检修、检测设备为代表的面向机车检修过程。 国内机车检修按照修程可阻分为：大修、中修、小修和辅修四个修程。大 修和中修是整个修制中的最重要的两个修程，大修的主要目的是恢复性全面检 修。中修的主要目的是更换部件为主的完善性全面修理。 机车检修信息管理系统主要包括出入段管理系统、小辅修管理系统、大中 修管理系统、配件管理系统，以实现机车与配件的检修、试验、检测过程控制 微机化，机车检修与质量信息网络化和信息共享。 3 1 1 机车出入段系统 机车出入段管理主要负责安排机车的工作日程( 机车计划) ，人员的工作 日程( 人员计划) ，机车入段登记，包括入段时间、整备股道等信息，机车的 检修安排，机车的合格证签发。当检测合格证、j t 6 合格证和监控合格证三证齐 全，整各室就可以根据整备日志发放机车出段。 武汉理工人学硕士学位论文 是 机车入库 登记 i 发放检测合格证 发放j 1 硒台格证0 发放监控合格证 lil 三证齐全 图3 - 1 机车出入段系统的流程图 如图3 - 1 所示为机车出入段系统的流程图。入库机车登记完，便进入各项检 查的进度中去，主要包括3 个方面：出入库检测、j t - 6 报活、监控检查。经过 检测后，状态良好便可以发放各个合格证，当三证齐全后，机车就可以出库， 进行运行。 3 1 2 机车小辅修系统 机车小辅修系统重要职能是定期对机车各个活件进行检修与更换，活件检 修业完毕，就可以申请机车交验。 1 4 武汉理工大学硕士学位论文 图3 - 2 机车小辅修系统工作流程 如图3 - 2 所示为机车小辅修系统工作的流程。机车进行扣车计划后，进行 调度派活。对有问题的部件进行更换，活件检测完工后，对其进行质检。当所 有活件完成后，便可以申请交车，机车的检测合格也不存在问题，就可以转入 出入库系统来使用。 武汉理工人学硕士学位论文 3 1 3 机车大中修系统 机车大中修系统的重要职能是定期对机车进行全方面的检修，包括活件和 各种配件，并进行水阻、干阻试验，进行试运后，才能交验。 图3 3 机车大中修系统工作流程 如图3 3 所示为机车大中修系统工作流程。机车进行扣车计划后，进入机 车大中修解体的进度中。机车解体的流程比较复杂，主要有配件检修、配件组 装、机车整各。机车解体工作完成后，进行水阻等试验，确保机车各项指标没 有闯题，就可以进行试运，再投入使用。 3 1 4 机车配件检修系统 机车配件检修系统重要负责配件上下车管理，配件检修过程管理，配件出 入库管理，配件情况查询，配件寿命统计等。 1 6 武汉理工大学硕士学位论文 图3 - 4 机车配件检修系统工作流程图 如图3 - 4 所示为机车配件检修系统工作流程。对机车进行配件检修时，先 把各个配件卸下，进入配件检修流程中进行检修和验收，有问题的配件进行更 换。合格后，对配件进行入库登记、出库登记，完毕后把各个配件装车。 3 2 已有各系统设计模式的分析 通过在武昌南机务段的调研，发现机务段内部都是根据自己的实际情况设 计并开发出适合自己的信息管理系统。这四个信息管理系统及其系统的设计模 式都各有不同，可以总结出以下几点： ( 1 ) 各个系统的软件所采用的编程语言不同，所用数据库类型也有所不同。 ( 2 ) 各个系统所运行的平台不同。 ( 3 ) 各个系统内部，客户机与服务器都是采用局域网来进行通讯。 ( 4 ) 各个系统中，系统设计的模式主要是二层c s 结构和三层b s 结构。 尽管各个系统的需求不同，导致系统的设计模式有所区别，但整体的流程、 主要的实现功能是相同的。 1 7 武汉理工大学硕士学位论文 3 3 c s 模式与b s 模式分析 3 3 1c s 模式 c s 模式是将客户机和服务器的应用和处理分开，同时又共同实现其处理 ( 即分布式应用处理) 的一种系统方式“。服务器为多个客户机管理数据库，而 客户机发送请求并分析从服务器接收的数据。在一个客户机服务器应用中，数 据库服务器是智能化的，它只封锁和返回一个客户机请求的那些行，保证了并 发性，网络上的信息传输减到最少，因而可以改善系统的性能。 客户端应用程序客户数据服务器 八口l x 且开l h ii 应用 lf 应用数据请求 数据 与处理 图3 - 5c s 模式信息交互方式 如图3 5 所示，在c s 模式中，系统的结构比较清晰、直观。客户端应用 程序主要包括人机交互界面和应用数据请求与处理功能；服务器与客户端相对 应的则是应用界面和数据库服务器。 c s 模式有以下特点： ( 1 ) 交互性强，界面友好。客户端运行的应用程序是针对特定的用户和任务 设计的。 ( 2 ) 各个客户机上运行的应用程序可以根据用户的不同需要设计出满足用 户方便使用的界面风格。 ( 3 ) 开发成本较高，对客户端软硬件要求较高，尤其是软件的不断舟级，对 硬件要求越来越高，增加了整个系统的成本，并使客户端越来越臃肿，也称为 “胖客户端”。 ( 4 ) 维护复杂、升级麻烦，如果应用程序要升级，必须要维护人员到现场为 客户机一一升级，每个客户机上的应用程序都需要维护。 1 8 武汉理工大学硕士学位论文 ( 5 ) 系统的安全性：它将操作系统分成若干个小的且自包含的服务器，每个 服务器运行在独立的用户态进程中，即使某个服务器失败也不会引起整个系统 的毁坏或崩溃。 3 3 2e s 模式 b s 方式由浏览器、w e b 服务器、数据库服务器三个层次组成。在这种体系 结构中，业务的表达通过简单的浏览器来实现，用户通过浏览器提交表单，把 信息传递给i n t e r n e t 服务器去执行，数据库服务器把查询结果反馈给i n t e r n e t 服务器，再由i n t e r n e t 服务器用标准的h t m l 语言反馈给浏览器。 浏览罂 w e b 服务嚣 应用舞嚏 _ j t i 服冀r i 哥 浏览器 ir r t i 青球 1 li t t l i i s 等 i l 应用数据 显示界面 反饲 图3 - 6b s 模式信息交互方式 如图3 - 6 所示，在b s 模式中，系统的结构比较复杂。它有三层结构，包 括浏览器层、w e b 服务器层和应用数据服务器层。浏览器有两个部分：浏览器和 显示乔面。浏览器层即客户机，发出命令请求后，w e b 服务器进行响应，需要的 服务则可以从应用数据服务器取得，在反馈回w e b 服务器层，数据进行处理后， 返回到客户机的浏览器中。 b s 模式有以下特点： ( 1 ) 信息通讯量小，系统安全性差。 ( 2 ) 客户端简化。在该模式下，客户端只需装上操作系统、网络协议软件、 浏览器就可以使用，对客户机的硬件要求很低，所有的应用在w e b 服务器上实 现，扩充，被称为“瘦客户端”。 ( 2 ) 系统维护简单，不需为每个客户机都一一升级。 1 9 武汉理r 大学硕士学位论文 3 4 本章小结 本章分析了机车检修信息管理系统内涵，及其四个主要分系统的工作流程。 对几个检修分系统的软件系统，包括各个系统采用的设计模式进行了详细的比 较和分析。 机车检修信息管理系统是一个侧重于机车检修过程控制的计算机辅助管理 控制系统。而历史遗留的系统由于可能是不同的厂商和设计者所提供的，所采 用的编程语言和设计模式、方法可能会各种各样，导致这些软件系统升级困难、 维护困难、安全性差，不利于提高整体的机车检修效率。因此，在对系统进行 集成前，必须对已有的系统进行更加深入的研究与分析，使得集成后的系统功 能更加完整、结构更加健壮。 2 0 武汉理丁大学硕士学位论文 第四章系统的需求分析及其体系结构的创建 4 1 系统的设计原则 m i s 系统最大特点是由企业总体效益出发，从全局观点来设计系统和斌划系 统，着眼于系统的最优运行。为了使开发的系统易于改变，并且安全可靠，需 要遵循一系列信息系统设计原则“： ( i ) 适应性 适应性是系统开发必须遵循的最基本原则。包括两个方面，一是系统要适 应企业各级管理者的需求：二是要主动适应信息技术环境，采用现代管理科学 原理与方法。 ( 2 ) 目的性 信息系统的开发应该以提高效益为目标，发挥人机结合处理的优势，再造 业务流程。 ( 3 ) 整体性 信息系统的开发也必须针对系统自身的特点，把企业的各个部门、子系统 有机她组合为一个整体，以追求企业总体摄优。