（航空宇航制造工程专业论文）基于组件重构的企业信息系统的研究与实现.pdf

南京航空航天大学硕士学位论文 摘要 在过去的十几年里，企业管理信息系统在改善企业管理、提高工作效率等方丽发 挥了重要的作用。但是，随着市场竞争的加剧，企业经营业务范围、流程的不断变化， 企业管理信息系统必须适应这些变化与需求，并具有可重构性、开发迅速的特点。 本文以江苏省十五重点科技成果推广项目一江苏省新华昌集团企业信息化工程 为课题背景，分析了企业管理信息系统在新的社会环境中所表现出的不足，并在此基 础上研究了基于组件重构的系统开发方法。以江苏省新华昌集团企业信息系统的采购 管理子系统为实例，研究了基于组件技术的系统模型。通过将组件开发技术引入到该 系统的丌发中，为建立可重构的企业管理信息系统提供了一种有效的解决方案。 关键词：组件技术，企业管理信息系统，采购管理信息系统 基于组件重构的企业信息系统的研究与实现 a b s t r a c t i nt h e p a s t t e ny e a r s ，e n t e r p r i s em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y a e m sm a d eg r e a t c o n t r i b u t i o nt oi m p r o v i n gt h el e v e lo f m a n a g e m e n t a n dt h ee f f i c i e n c yo fe n t e r p r i s e s w i t h t h e i n c r e a s i n gm a r k e tc o m p e t i t i o n ，e x p a n d e db u s i n e s s a n di t sw o r k f l o w sr e q u i r e st h e m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mw i t ht h ec h a r a c t e r i s t i c o fr e c o n f i g u r a b i l i t ya n dq u i c k d e v e l o p m e n t b a s e do nt h e d e v e l o p m e n t o fi n f o r m a t i o n p r o j e c t o f j i a n g s ux i n h u a c h a n g c o o p e r a t i o n ，t h ed i s a d v a n t a g e so f c u r r e n te n t e r p r i s em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m sa l e a n a l y z e da n d am e t h o do f c o m p o n e n tr e c o n f i g u r a b l ei sr e s e a r c h e do n a s a ne x a m p l e ，t h e i m p o r t a n tm o d u l e p r o c u r e m e n tm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mi sd e v e l o p e db a s e do n c o m p o n e n tt e c h n o l o g y a tl a s t ，au s e f u ls o l u t i o no fe n t e r p r i s em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n s y s t e mi sp u tf o r w a r d k e y w o r d s ：c o m p o n e n tt e c h n o l o g y , e n t e r p r i s em a n a g e m e n t i n f o r m a t i o n s y s t e m ， p r o c u r e m e n t 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 南京航空航天大学硕士学位论文 1 1 引言 第一章绪论 1 1 1 企业信息系统的产生与发展 企业信息系统是一个由人、计算机等组成的能进行信息的收集、传递、存储加工、 维护和使用的系统。这个定义说明，企业信息系统必须有计算机的应用和计算机的 存在，所以说企业信息系统是随着计算机技术的发展而逐渐形成的。 自从1 9 4 6 年第一台计算机诞生以来，人们就开始了管理领域内的计算机应用。 二十世纪五十年代，计算机在数据处理技术上的突破，给计算机的应用拓展了空间。 于是陆续出现了数据统计系统、数据更新系统、数据查询系统、数据分析系统、系统 状态报告系统等。同期，出现了电子数据处理系统( e d p s ) ，有力地推动了企业信息系 统的发展。其后，企业信息系统得到了飞速的发展，经历了三个阶段：1 ) 主机终端 方式2 ) 工作站文件服务器方式3 ) 客户机服务器方式( c s ) ”。 主机终端方式在可靠性、安全性等方面具有一定优势，但由于数据处理工作均 由主机承担，负荷过重，因而运行速度明显低于单机系统数据只能在本系统共享， 系统过于封闭。主机需采用大、中、小型计算机，设备昂贵投资巨大，且覆盖面小。 微型计算机上市后，企业信息系统很快采用了局域网络技术，只是因其投资小，覆盖 面可达数千米，在网络内部可实现数据共享。 起初局域网是以工作站文件服务器为基本工作方式，在这种方式下，需要处理 的数据由服务器通过网络以文件方式传递给工作站，由工作站上的应用程序加以处 理，并将处理后的数据文件再经网络送回到服务器中，服务器对数据是以文件方式加 以管理。这种方式明显存在着两个问题：首先，数据以文件方式在工作站与服务器之 间相互传递，这无疑加重了网络的负荷。其次，数据处理主要由工作站实施，服务器 只起管理数据文件的辅助作用，服务器的作用仅仅相当于客户机的外部存储设备，其 资源没有得到充分利用。 c s 结构是在工作站文件服务器结构的基础上发展起来的，c s 结构与其无论在 网络硬件组成上、网络拓扑上，还是通信连接上都基本相同。两者最大区别仅在数据 管理方法上和数据处理方式上。在c s 结构的系统中，对数据的管理已升级为数据库 方式，而数据处理则由应用程序的客户端和服务器端共同完成，每当用户需要服务时， 由客户端发出请求，启动服务器实施数据处理，并将处理结果送回客户端。 随着局域网技术的日益成熟和用户图形界面的普遍使用，二十世纪九十年代c s 结构在企业信息系统中得到了广泛的应用，对企业改善管理、提高工作效率做出了巨 大的贡献。 】1 2 企业信息系统研究的意义 基于组件重构的企业信息系统的研究与实现 对企业信息系统进行研究有其社会、经济的需要也是信息和通讯技术发展的结 果”1 “。主要表现在以下几个方面： 二十世纪九十年代以来，国内企业改革不断深入，企业管理也随之深化，企 业领导、管理人员和专业技术人员都更加充分认识到了信息资源只有通过企 业信息系统的加工处理，才能得到更有效的利用。企业信息系统的建设在社 会经济活动中起着越来越重要的作用，现代企业越来越依靠信息技术( i t ) 来提高生产力和竞争优势。企业信息系统不仅要代替繁重的手工劳动，并要 进行预测、辅助决策及优化方面的工作，充分发挥企业信息系统的效益”1 。 全球化市场的开放和各国贸易壁垒的消除使企业面临的环境更加复杂，竞争 日趋激烈，变化更难以预测。动态变化的市场环境要求企业的业务结构和业 务流程具有良好的柔性。企业信息系统必须适应这种要求，能够快速重构以 满足新的功能要求。 以会计软件的开发为起点，到m r p ( m a n u f a c t u r i n gr e s o u r c ep l a n n i n g ) 、 m r p i 、e r p ( e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g ) 、c i m s ( c o m p u t e ri n t e g r a t e d m a n u f a c t u r i n gs y s t e m ) 和s c m ( s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ) 系统的引入， 企业集成技术大大地促进了管理技术的发展“1 ，企业的管理已经同信息技术 密不可分。企业信息系统已经成为企业赢利和竞争的有力工具。随着国际经 济、政治的大融合，跨国并购风盛行，企业规模越来越大，结构越来越复杂， 企业迫切需要更大、更全面、更统一的企业信息系统。 随着国内外计算机软硬件技术的不断地发展，网络透信技术；集声、像、图、 文于一体的多媒体信息处理技术；各种通用软件平台、新一代的数据库管理 系统，特别是第四代语言及开发工具的出现，以及面向对象开发技术的引进， 都成为开发更有效的企业信息系统可靠的技术保证。 由上述几点可以看出，企业信息系统的建设已经由单项应用、小系统应用向大型 化和网络化方向发展。但是，采用c s 结构的企业信息系统的一些不足之处阻碍了企 业信息系统的进一步发展，其不足主要表现为以下几点： ，客户端完成了所有的业务逻辑，这样，那些有大量客户端的大型企业的应用 程序的升级和维护十分困难且耗资巨大。同时，对客户端的硬件要求较高， 增加了对硬件的投资。 系统的业务逻辑划分不明确，代码重用率低，致使系统修改困难，开发周期 延长。 在两层c s 结构中表示层和事务层都放在客户端，导致事务层难以跨平台共 享，并且孤立了事务层不同的逻辑组件。 两层c s 结构不支持i n t e r n e t ，难以满足大型分布式企业的应用要求。 企业业务流程变化快，大大缩短了产品的生命周期，有些系统还没有实施就 已经被淘汰，需要重新开发。被淘汰的部分无法重用，造成了资源的浪费。 2 南京航空航天入学硕士学位论文 这就迫使我们思考新的方法，从根本上解决这些问题。开发企业信息系统的新方 法必须能够开发出具有以下几个优点的系统： 系统应具有开发速度快、可维护性好、可重构性强、能快速适应业务需求更 改等优点。 系统应具有良好的跨平台性，支持采用不同平台的客户端。 系统应具有分和性，支持i n t e r n e t ，能够应用于大型的分布式企业。 本文研究了采用组件重构技术建立企业信息系统的解决方案。在分布环境下，组 件是一些灵敏的软件模块，它们可以位置透明、语言独立和平台独立地互相发送消息， 实现请求服务。采用组件技术开发出的应用程序具有：代码重用率高；系统集成性好； 系统的可重构性好：系统的开发成本低的优点”1 。 基于组件的软件开发技术是一种继面向对象软件开发方法后的新型的软件开发 技术，组件技术比面向对象的开发方法具有更强的独立性、封闭性和可复用性9 1 。因 为组件技术是由组件提供服务，其服务是完全按照事务来划分的，而对象仅仅提供功 能。本文探讨了采用基于组件的软件开发技术开发的具有可重构性的企业信息系统。 基于组件重构的企业信息系统采用的关键技术是：基于组件的软件重构。 1 1 3 企业信息系统研究现状 软件重构又称为软件再工程或软件重组。o 。软件重构最初起源于几年来不断形 成的软件维护“冰山”“，它是软件维护工作的一部分，主要是指通过对软件或信息 系统与添加新功能相关的成分进行适当改造，使其在结构上完全适合新功能的加入， 运用这种技术可以避免采用完全重新设计的办法所带来的问题。 目前对软件重构的研究主要集中在：软件重构的过程模型；软件重构的具体技术： 软件重构和设计模式的结合等。 软件重构过程模型。r o g e rp r e s s m a n 提出了一种软件重构过程模型“，它定义了 六类活动，分别是库存目录分析，文档重构，逆向工程，代码重构，数据重构，和正 向工程。该模型是一种循环模型，这意味着作为该模型的部分的每个活动均可能被 重复，对任意特定的循环，过程可以在任何一个活动之后终止。p r e s s m a n 的软件重 构过程模型规范化了软件重构的全过程，为软件重构提供了较好的过程管理和控制支 持。 软件重构的具体技术。w i l l i a f i l f o p d y k e 在他的博士论文“r e f a c t o r i n g o b j e c t o r e n t e df r a m e w o r k s ”“”中详细介绍了一些对面向对象框架进行重构的具体 技术，其中的大部分技术也适用于一般的面向对象系统。当前，微软、s u n 、s y b a s e 等几家大公司都推出了组件技术标准( 第二章介绍) ，经过其次版本升级后，这些组 件技术之1 日j 的兼容性也愈来愈好。因此组件技术已经渐渐成为实现软件重构的主流技 术。 软件重构和设计模式的结合。由于设计模式显示了如何使用诸如对象、继承、多 基于组件重构的企业信息系统的研究与实现 态和封装等基本的面向对象技术对个系统进行算法、行为、状态或需生成的对象类 型等各方面的参数化”。因此在一个软件系统不得不进行重新组织或重构时，设计模 式可以帮助我们重新组织一个灵活的设计，同时还能减少以后的重构工作或在以后能 够快速重构以适应新的变化。 在这些研究的基础上，国内一些大型的公司如用友、金蝶、神州数码等进行了三 层中间件结构的尝试，都没有产生完整商品化的基于组件重构的企业信息系统。在国 外，大型企业管理软件开发商在集成化电子商务管理软件开发方面已取得很大进步。 如s a p 、o r a c l e 、s y b a s e 等都己推出基于组件重构的企业信息系统解决方案。 遵照可重构企业信息系统的开发原则，我们目前正在江苏省十五重点科技成果推 广项目的支持下，应用最新的面向对象编程技术，用p o w e r b u i l d e r 开发基于i n t e r n e t 的分布式企业信息系统。该系统的编程语言主要应用p o w e r s c r i p t ，后台数据库采用 s q l s e r v e r2 0 0 0 。系统主要开发物料管理模块、订单管理模块、库存管理模块、采购 管理模块、运输管理模块等几个重要的功能模块。 1 2 课题来源 本文以江苏省十五重点科技成果推广项目，江苏省新华昌集团企业信息系统的开 发为课题来源。江苏省新华昌集团是一个生产国际标准集装箱的企业集团，该集团信 息化的目标是要将企业生产经营全过程中人、技术和管理三要素有关的信息流、物流 和资金流有机地集成并优化运行，以实现产品的高质量、低成本、交货期短，提高企 业的应变能力和综合竞争能力，从而使企业在竞争中赢得一席之地。 采购管理子系统是江苏省新华昌集团信息化工程的重要组成部分，它对保证物料 信息的正常流动、交货期和降低成本有着举足轻重的作用。江苏省新华昌集团生产的 符合国际标准的集装箱主要是用于出口，为了使产品符合国际标准，其主要零部件都 需进口。所以为了适应江苏省新华昌集团的业务需求，采购管理系统不仅需要向整个 信息化系统提供原材料和产品的数据，还需要计算物料清单，详细的统计进出口信息， 以便向海关提供准确、详实的报关及核销信息。 j 3 本文的主要内容及组织结构 本文对江苏省新华昌集团企业信息系统的业务范围和流程进行了全面的分析，探 讨了整个系统的体系结构和特点。并以其中的采购管理予系统为实例，全面的论述了 采购管理子系统在企业信息系统中的作用和系统的开发方法。根据该企业的实际情况 和业务需要，采用组件技术为解决方案，为企业实现了采购和进出口信息的计算机管 理便于客户对采购和进出口历史数据的查阅和分析。同时认真总结了各项业务中的 流程规律，改进了采购管理的业务流程，方便快捷的生成了报关核销的信息，实现 了同海关报关核销系统在数据平台上的有效集成。 南京航空航天人学硕士学位论文 本文针对江苏新华昌集团证在实施的信息化工程，探讨了如何实现基于组件重构 的企业信息系统，并以其中的采购管理系统为重点，具体介绍了该系统的业务流程和 丌发方法。全文由以下六章组成： 第一章主要讨论了企业信息系统的产生、发展和国内外研究现状。 第二章主要研究了组件技术的概念、特点、技术标准和软件的可重构性。探讨了 基于组件技术的模型以及基于组件技术的软件丌发方法。 第三章主要研究了基于组件重构的企业信息系统的总体结构和结构的特点。 第四章主要研究了江苏省新华昌集团采购管理子系统的业务流程以及系统的总 体设计方案。 第五章主要研究了江苏省新华昌集团采购管理子系统的实现方法。 第六章主要研究了江苏省新华昌集团采购管理子系统应用和实施。 第七章对全文进行了总结，并对课题的进一步研究和后期目标提出了一些看法。 基丁组件重构的企业信息系统的研究与实现 第二：章组件技术与软件可重构性 随着科学技术的快速发展，企业的软件、硬件和人员水平也越来越高。伴随着市 场竞争的加劂，企业规模的扩大，业务范围和流程的不断变化，使得开发企业应用成 为一项长期的、复杂的、昂贵的、但又不易成功的任务“。究其原因，并不是因为企 业的业务流程过于复杂，技术上难以实现，其真正的原因是开发人员和企业人员对业 务需求理解上的偏差导致开发后期仍需做较大修改，严重影响丌发进度。一旦在此期 间业务范围和流程发生变化，开发人员又必须重新开发所有相关的功能体，对整个系 统有较大的影响。所以，我们必须改变现有的开发模式，减少开发过程中的重复劳动， 而组件技术的应用正适应这一需求”。 2 1 组件技术的起源 系统设计主要经历了两种设计方法，面向过程的设计方法和面向对象的设计方 法。这两种设计方法都十分重视系统体系结构的设计。 面向过程的设计方法是一种自上而下的方法，包括功能分解、体系结构设计和元 件设计三步，分别对应于需求定义、初步设计和详细设计三个阶段。它首先将系统分 解成为一组功能模块，然后用体系结构来描述它们阃的关系，最后完成系统元件设计。 各功能模块及系统元件间存在较强的功能和数据依赖性，因此当系统结构需要修改 时，必然要对有关功能模块和元件作相应修改，从而限制了系统柔性和可重构性。 面向对象思想起源于二十世纪七十年代，在二十世纪八十年代得到了巩周与发 展。二十世纪九十年代，面向对象技术已经成熟，并进入深入发展阶段。面向对象程 序设计与面向过程设计有着显著的区别。面向对象的方法认为体系结构用于从系统元 件中构造出系统。作为一种自下而上的系统设计方法，它首先从系统中识别对象，定 由对象的方法提供对象的功能，功能的实现封装在对象内部。只要维持对象提供的方 法不变，对某个对象内部的修改不会影响其它对象和整个系统。对象的这种性质非常 有利于软件的重构。 二十世纪九十年代，对象技术已经成为主流，随着分布式计算的发展，各种应用 软件的豆操作性显得越来越重要“。应用软件的使用者和开发者希望能像电子类产品 部件的消费者和制造商那样即插即用各种应用软件，这种能即插即用的应用软件称为 组件或软件构件，由此就产生了组件技术。 2 2 组件的概念 目前关于软件组件的定义比较多，还没有一个公认的标准定义，但是我们可以这 样理解：所谓“组件”就是可以明确辨识和管理、具有一定的独立功能的软件单元。 组件在功能上是离散的、被精确定义的，组件对自已所拥有的方法都提供标准而清晰 的接口“。”1 。组件既可以单独使用，也可以与其他组件一起组装成一个完整的应用系 统。组件是通过标准的接口同外部发生关系，其内部的功能实现完全被封装，也就是 6 南京航空航大人学硕士学位论文 说，组件的使用实现了内部无关性，因此它具有较高的复用性。 2 3 组件的特点 组件的特点有效的支持了软件的可重构性，使系统的开发可以充分的利用已有的 开发成果。组件主要具有以下的特点： 即插即用：组件可以方便地集成于系统中，不用修改代码，也不用重新编译 其具有更高的代码重用率。 以接口为核心：组件的接口和实现是分离的，组件通过接口实现与其他组件 或系统的交互，组件的具体实现被封装在内部，组装者只关心接口，不必知 道实现细节。 标准化：组件的接口必须严格地标准化，这是组件技术成熟的标志之一。 组件的来源广阔：大量成熟的组件可以通过市场购买，可以从互联网上免费 下载，可以从自己现有的组件库中获得，也可以重新开发设计等等。同时市 场的竞争机制还可以促进组件生产的质量的提高、种类的增加和价格的降 低。 2 4 组件技术的标准 目前，组件技术已经在开发大型分布式应用系统中表现出强大的生命力，逐渐形 成了三种具有代表性的主流技术，即i d i c r o s o f t 的c o m d c 例技术、s u n 公司的j a v a 技术和o m g 的c o b r a 技术。 应该说，这三者之中，c o b r a 标准是最有应用前景的。c o b r a 标准主要分为3 个 层次：对象请求代理、公共对象服务和公共设施。最底层是对象请求代理o r b ，规定 了分布对象的定义( 接口) 和语言映射，实现对象间的通讯和互操作，是分布对象系 统中的“软总线”：在o r b 之上定义了很多公共服务，可以提供诸如并发服务、名字 服务、事务( 交易) 服务、安全服务等各种各样的服务；最上层的公共设施则定义了组 件框架，提供可直接为业务对象使用的服务，规定业务对象有效协作所需的协定规则。 总之，c o r b a 的特点是大而全，互操作性和开放性非常好“”。目前c o r b a 的最新版本 是2 30 c o r b a3 0 也已基本完成，增加了有关i n t e r n e t 集成和q o s 控制等内容。c o r b a 的缺点是庞大而复杂，并且技术和标准的更新相对较慢。 c o m 技术是微软公司制定的技术规范，是在w i n d o w s3 1 中最初为支持复合文档 而使用o l e 技术上发展而来，经历了o l e2 c 0 i 、a c t i v e x 、d c 伽和c o m + 等几个阶段， 目前c o m + 把消息通讯模块m s m o 和解决关键业务的交易模块m t s 都加进去了，是分布 对象计算的一个比较完整的平台。m i c r o s o f t 的c o m 平台效率比较高，同时它有一系 列相应的月= 发工具支持，应用丌发相对简单。但它有一个致命的弱点就是c o m 的跨平 台性较差，如何实现与第三方厂商的互操作性始终是它的一大问题1 。 相比之下，j a v a 的优势是纯语言的，跨平台性非常好。基于j a v a 的组件技术通 基于组件重构的企业信息系统的研究与实现 常指远程方法调用( r m i ) 和企业级j a v a b e a n ( e j b ) 。r m i 提供了一个j a v a 对象远程 调用另一一j a v a 对象的方法的能力，与传统r p c 类似，只能支持初级的分布对象互操 作。s u n 公司于是基于r m l ，提出了e j b 。基于j a v a 服务器端组件模型，e j b 框架提 供了像远程访问、安全、交易、持久和生命期管理等多种支持分布对象计算的服务。 s u n 公司已经推出了最新的组件技术平台j 2 e e ，其不仅包括了r m l 和e j b 技术还支持 如j s p 和s e r v l e t 等多种技术“”。目前，j a v a 技术和c o r b a 技术有融合的趋势。 2 5 基于组件的软件可重构性 基于组件的软件丌发方法遵循“购买而不创建”的丌发哲学，让人们从“一切从 头开始”的程序编制转向软件组装“1 。基于组件的软件开发的目的是使系统具有良好 的可重构性，也就是说系统的开发尽量建立在以前开发的基础上，自己开发的组件也 应该具有定适用范围，方便以后系统的重构。基于组件的软件开发所具有的特点如 下： 基于组件的软件开发方法采用以组件库为中心的开发模式，组件检索和评价 是基于组件的软件开发方法的项关键任务，这里我们理解的组件库不仅仅 是一个独立的数据库，而是广泛的、一切可获得的组件资源，尤其是通过互 联网发布的软件组件。我们可以从组件库获得我们需要的组件，将这些组件 进行组合或更换原有系统的组件，实现软件的重构。 基于组件的软件开发是一种在软件体系结构支持下的组装过程，也就是说， 在应用领域里需要将独立的组件组装成完整的应用系统，可见组件的匹配和 一致性验证也成为基于组件的软件开发方法的关键任务。 基于组件的软件开发过程中需要同一些技术标准化接轨，相同的组件可能由 多个软件供应商生产，被多个用户使用，所以组件的接口、组件的基础设施 必须标准化。 基于组件的软件开发需要配置管理，即专门处理组件的集成、配置和发布的 有关事宜，于是组件的配置、适配和部署都是基于组件的软件开发的关键任 务。 从基于组件的软件开发的特点可以看出，采用组件技术实现软件可重构性是通过 在统一技术标准下，通过各种渠道获得有用的组件，在软件体系结构的支持下进行组 装形成一个实用的系统，系统的整体性能通过配置管理来完成。 2 6 基于组件的三层模型 组件的组装需要在软件体系结构的支持下完成，本文研究的企业信息系统选择了 二二层的体系结构。在三层结构中，中间层服务器作为应用服务器，可以将整个应用逻 辑和商业规则驻留在其上，而只有表示层存在于客户端，使得客户端变得很简单，从 而大大减轻了客户端的负担。这时的客户端变得很小，简单通用，大部分的应用驻留 南京航空航天人学硕士学位论文 在网络中间应用服务器上。这样即使企业业务发生变化，只需更新应用服务器即可， 极大地减轻了大型企业的维护量。同时，应用服务器支持多种r d b m s 的数据类型，并 通过组件技术( j a v a 、d c o m 及c o r b a ) ，在网络上寻找应用程序，完成对象间通信。 这样屏蔽了网络通信的细节，使客户端和服务器均不需要了解对方的具体工作，而实 现无缝透明的连接。组件的重用可以减少代码的重复而使应用程序短小灵活，便于修 改。应用层组件可以通过i n t e r n e t 被客户端调用，这样客户端即可以保持原来c s 结构的界面，有能够通过i n t e r n e t 实现企业的业务逻辑。 在基于组件的三层结构中应用服务器处于中间，是应用层组件的容器，因此选择 一个性能良好的应用服务器作为组件的容器就变得极其重要。本文研究的企业信息系 统采用了s y b a s e 公司的e a s e r v e r 作为应用服务器。在c s 结构中，s y b a s e 的开发 工具p o w e r b u i l d e r 捌有一个数量众多的忠实客户基础。p o w e r b u i l d e r 以前用来建立 客户机n 务器的应用程序。而e a s e r v e r 中包括动态页西服务器p o w e r d y n a m o 和事务 处理服务器j a g u a rc t s ，这两者的结合使e a s e r v e r 成为发布动态网页和处理企业事 务的应用服务器o “。e a s e r v e r 所具有的新特性如下所述： 在单一的应用服务器环境中，支持j 2 e e 、c c + + 、c o r b a 、c o m 和p o w e r b u i l d e r 的不同类型组件的开发和部署。 支持j 2 e e l 3 ，在j a v a 标准领域内具有领先地位。 对w e b 服务和x m l 的支持使开发人员能够利用新的技术。 是企业内部和企业之间商业环境进行交流的稳定的应用程序，具有高可扩展 性、高可靠性，具备高性能。 安全的企业w e b 服务能力。 对企业内外部的应用进行无缝集成，使企业现有信息资产增值。 而p o w e r b u i1 d e r 和e a s e r v e r 的结合能使企业在以下方面获得成功： 从客户机服务器升级到分布应用。 开发w e b 和i n t e r n e t 的电子商务应用。 支持建造企业门户的基础。 通过e a s e r v e r ，老客户获取一个功能很强的应用服务器，他们可以从头开始w e b 和i n t e r n e t 设计。通过捆绑一个网页服务器和一个组件事务服务器，e a s e r v e r 提供 了简易提交以w e b 为中心的分析和事务应用所需的功能。用户还可以直接从 p o w e r b u i l d e r7 o 或p o w e r j3 0 这些对许多丌发人员来说较为熟悉的环境中开发、 调试和提交的功能。通过使用应用集成器帮助公司架起与原有系统之间的桥梁，用户 可以在他们已有系统上进行扩展，在进入新技术领域的同时承担较小风险。 采用e a s e r v e r 作为应用服务器的三层结构模型如图2 一l 所示： 9 基丁二组件重构的企业信息系统的研究与实现 c l i c n l sa p p l i c a t i o ns e r v e rd a t as e r v e r i t t t m lc l i e n t k e a s e r v e r m c r p 临c j i v i b e 儿) b c o d b c j 卅a c t c n t k 、i i o p n a t i v c 、夕 设计：根据需求在抽象层描述系统中包含的组件，包括组件的接口、组件的 属性以及组件间的关联等信息。 部署：根据实际的应用环境，为组件定义包，决定组件的分布以及组件的实 现等细节。 实现：完成设计后，组件开发者和客户端丌发者就可以实现客户端和组件， 以组成应用程序。 提交：在测试服务器上测试了应用程序之后，就可以提交组件文件到产品服 务器，并将客户应用程序文件提供给应用程序用户。 2 7 1 组件的设计 在组件的设计过程中，应充分地考虑组件的生命周期。因为，组件的生命周期决 定了组件实例怎样被分配、怎样被绑定到客户应用和怎样被释放。每一个组件应尽可 能地重复利用资源，该组件所完成的事务应尽可能地通用化，以提高应用系统的可重 构性。其次是定义组件的接口，组件的接口定义了客户端能够调用的方法，是组件和 0 南京航空航大人学硕士学位论文 外界交互的唯一通道。 2 7 1 1 组件的生命周期 组件生命周期的设计目标为： 最大化服务器资源的共享和重用。 最小化客户应用程序独占服务器资源的可能性。 要实现这两个目标必须采用组件实例缓冲池( i n s t a n c ep o o li n g ) 和早期释放 ( e a r l yd e a c t i v a t i o n ) 技术。实例缓冲池使得一个单独的组件实例服务于多个客户 应用。组件生命周期包含激活和释放的步骤：激活和绑定一个实例到客户应用：释放 指示实例解除绑定。实例缓冲池消除了重复分配组件实例可能造成的资源耗尽。早期 释放允许组件方法在释放发生时进行说明。早期释放防止客户应用程序连接与一个组 件实例相关的资源，并使得实例在给定的时间框架内为多个客户应用服务。 组件的生命周期状态如图2 - 2 所示： 几 区匀与瓦 激如口释放 囤 0 口成 固 图2 2 组件生命周期状态 其中事务状态解释如下： 一新实例：应用服务器在运行时分配组件新实例。实例在实例池中保持无效状 态或空闲状态( i d l e ) ，等待第一个方法请求。 激活：激活准备组件实例为客户端使用。一旦实例被激活，就被绑定到一个 客户应用。直到被释放才能为其他的客户端服务。 方法中：为了回答客户端的方法调用请求，应用服务器运行环境调用组件的 回答方法。下一个状态依赖于方法在返回前调用的是哪一个事务状态原语。 释放：释放指示组件不再绑定到客户端。 破坏：如果组件实例不能被重复利用破坏就会发生。 2 7 i 2 组件的实例缓冲池 基于组件重构的企业信息系统的研究与实现 实例缓冲池消除了重复分配新的组件实例可能造成的资源耗尽。对于j a v a 和 a c t iv e x 组件，可以实现一个生命周期控制接口来控制是否对组件实例进行组合。这 些接口也提供了a c t i v a t e 和d e a c t i v a t e 方法，可以调用它们指示组件实例生命周期 的事务状态。对于p o w e r b u i l d e r 组件，可以用建立组件的p o w e r b u i l d e r 向导中的 ，o 。1i n g 选项。然后编写事件脚本响应在实例的生命周期的改变。对于c 和c + + 组件， 可以使用事务管理器( 如j a g u a r ) 使得实例缓冲池功能有效。 为了支持实例缓冲池，要编写代码响应激活事件，并恢复组件到它的原始即新建 时的状态。不论j a v a 和a c t i v e x 接口都有方法用于有选择的拒绝联合( p o o l i n g ) ， 在j a v a 中是采用c a n r e u s e 方法，在a c t i v e x 中是c a n b e p o o l e d 方法。对于 p o w e r b u il d e r 组件，可以编写c a n b e p o o e d 的事件脚本有选择的拒绝联合。 2 7 1 3 组件中支持早期释放 早期释放防止了客户应用程序连接与一个组件实例相关的资源。有两种方式支持 早期释放： 在组件中，编写代码调用c o m p l e t e w o r k 或者r o ll b a c k w o r k 事务状态原语引 起显式的实例释放。当设计要求在一些并非全部方法调用之后进行释放时， 这一技术是有效的。如果组件是事务型的，e o m p l e t e w o r k 和r o l l b a c k w o r k 原语也会影响组件共享事务的输出结果。 可以在应用服务器中配置组件属性，使其支持早期释放。例如本文所介绍的 系统是在e a s e r v e r 应用服务器的c o m p o n e n tp r o p e r t i e s 窗口的 t r a n s a c t i o n s 选项卡中选中a u t od e m a r c a t i o n d e a c t i v a t i o n 选项。当这个 选项有效时，每次方法请求之后组件自动释放。 2 7 1 4 组件的接口设计 组件的接口在整个应用系统中起着重要的作用。接口设计不合理，不仅影响组件 本身的可重构性，并且还将影响整个应用系统的升级换代，缩短系统的生命周期。基 j i 这样的考虑，组件接口设计要求有： 7 一般接口应具有较高的通用性，以提高整个应用系统的复用能力，同时还要 兼顾简单和实用性。 组件内部实现细节不能反映到接口中，接口同内部实现细节的隔离程度越 高，组件和应用发生变化对接口的影响将越小。在设计组件的接口时，还要 尽量估计到将来可能出现的各种情况。力争设计出具有高可复用性、适应性 和灵活性的接口。 2 7 2 组件的部署 组件的部署并不仅仅是安装，因为通常还涉及到具体的应用环境，接口代码的生 成。在e a s e r v e r 作为应用服务器的开发环境下，应该首先定义包。个包包含组 1 2 南京航空航天大学硕士学位论文 相互关联的组件，一般来说，一个包里的组件可以结合起来使用，提供连贯的服务或 者功能。在应用程序能访问组件之前，必须在包中安装组件。包可以提供如下服务： 包可以作为配置单元导入和导出和包相关应用文件中组件的存档备份。 包允许管理员控制哪些用户可以访问到组件。 在一个集群中，包允许平衡负载：通过在服务器中以集群的形式安装包的不 同子集，可以控制集群中那些组件可以在那些服务器上生效。 2 7 3 系统的实现 根掘用户的需求，组件开发者将大量的业务流程抽象、分割，按照组件的设计方 法设计标准组件，用于处理业务逻辑。这些标准组件负责同数据库服务器进行底层的 交互，并且运算结果可通过标准接口反馈至客户端。组件开发者可将大量的标准服务 器组件生成标准组件库，使系统具有良好的柔性，便于重构。同时选择快速开发工具 开发客户端应用程序，通过远程调用服务器组件获得所需数据。基于组件的软件系统 需实现的主要技术目标如下： 降低耦合：耦合指组件之间的相关性。 提高内聚：内聚指组件内元素之间的相关性。 控制粒度：粒度指系统中组件对应问题域的规模，包括组件的数量和大小两 个方面。 2 7 4 系统的提交 完成测试后的系统提交主要包括以下步骤： 1 ) 系统的打包。 2 ) 安装数据库服务器，配置后台数据库。 3 ) 安装应用服务器容器，以包为单位在应用服务器容器中安装服务器组件，并 配置相关属性。 4 ) 安装客户端应用程序。 5 ) 调试系统的连通性。 6 ) ，配置应用服务器，采用相关的优化技术。 2 8 基于组件的软件开发方法的优点 降低费用：这是所有软件开发方法学的共同目标，基于组件的软件开发方法 把成本效率提高到软件复用方法的较高境界。 方便装配：基于组件的软件开发方法的最大特征是一系列组件的装配过程。 在统一的标准下，标准相当于软件总线，组件则像电子元器件一样实现“即 插即用”。 提高复用性：全面考虑组件在多个应用系统中的复用潜力。 提高可定制性和适应性：开发者可以按需配置组件。 1 3 基丁组件重构的企业信息系统的研究与实现 提高可维护性：在系统中可以方便地添加、删除和修改组件。而客户端基本 不需要任何的改动。 2 9 小结 本章首先讲述了组件技术的起源及其概念、特点、技术标准和基于组件的软件可 重构性。然后研究了基于组件的三层结构模型，并以此为基础探讨了基于组件的软件 丌发方法和采用这种丌发方法的优点。 南京航空航犬人学硕t 学位论文 第三章基于组件重构的企业信息系统总体结构 开发可重构的企业信息系统的目的是为了实现全面的、统一的、集成化的企业管 理，把孤立的、有限的资源和信息管理支持系统经重构后能集成为一个统一的整体， 把刚性、局部优化的管理变成为柔性、全局一致的管理，使系统经重构后能充分有效 地利用社会资源和各种功能支持软件，快速适应环境变化的要求，从而最大化利润和 竞争力”。我们把能实现该要求的企业信息系统称为可重构的企业信息系统。其实质 是利用有限的、可配置的资源和可重构的信息管理功能组件支持软件高效地实现全面 的、统一的、集成化的企业管理n 。 本文所要介绍的基于组件重构的企业信息系统是江苏省新华昌集团的企业信息 系统，该系统的目标是将信息系统中实际应用功能模块( 如物料管理模块、订单管理 模块、库存管理模块、采购管理模块、运输管理模块和财务) 的软件结构实现组件的 重组和重用。 3 1 新华昌集团企业信息系统需求 江苏省新华昌集团属于典型的面向订单生产式的制造企业，其产品的设计工作已 经完成，而生产中用的物料尚未订购，需要根据销售订单和物料的库存量来进行物料 的生产和采购。江苏省新华昌集团企业信息系统的业务流程如图3 - 1 所示： 图3 - 1 企业业务流稗 基于组件重构的企业信息系统的研究与实现 下面对江苏省新华昌集团的主要业务流程的步骤进行详细的描述： 1 ) 获得销售订单。销售订单主要根据客户签订的购买或租用合同获得。 2 ) 根据销售订单中出口产品的数量和交货日期，制定详尽的生产计划。生产计 划至少要具体到工序。 3 ) 根据生产计划、物料主文件和库存得到物料需求，该物料需求分两类，一类 物料是需要生产的，用于指导生产，生成生产订单，该生产订单补充进原生 产计划。另一类物料是需要采购的，用于指导采购，生成采购订单。采购订 单的生成还需要依赖供应商管理中给出的供应商信息，供应商信息给出过去 供货的价格和交货期，有助于减少采购成本。 4 ) 生产完毕后，经检验合格后，将产成品入库进入库存管理。库存管理还负 责生产的零部件和采购的零部件的入库管理工作。 5 ) 根据销售订单，产成品出库，由运输系统负责将产品发运至目的她。 6 ) 客户货款交付。 7 ) 转移至财务管理。 通过对新华昌集团的业务流程进行分析，将该企业的业务流程分以下七大模块， 即基础物料管理模块、销售管理模块、生产管理、库存管理模块、采购管理模块、运 输管理模块和财务。这七个模块分别由相应的软件模块实现，这些软件模块在数据库 平台上相互通信，有效的实现了企业的物流、资金流和信息流的管理，缩短了企业的 生产周期，降低了成本，为企业赢得效益。 3 2 体系结构 图3 - 2 基于组件重构系统的拓扑结构图 南京航空航天人学硕士学位论文 江苏省新华昌集团属于较大型的企业，所以其使用企业信息系统的客户较多，而 且地域分散，完全采用局域网的方案是行不通的。所以其企业信息系统必须要求具有 分布性，可支持i n t e r n e t 。我们为新华昌集团建立的企业信息系统的拓扑结构如图 3 2 所示。图3 2 所示的拓扑结构图主要由数据库服务器、组件服务器和客户机组成。 该结构能够支持i n t e r n e t ，实现了企业信息系统的分布性。其分布性主要表现在： 组件服务器和客户机可以通过i n t e r n e t 实现异地通信。并且组件服务器可由分布在 系统内的多台服务器组成，即计算机集群系统，以达到负载平衡和增强系统健壮性的 目的。基于上述拓扑结构的企业信息系统的体系结构如图3 3 所示。 客户层 应用层 数据层 厂组件服务器 、 企业管理业务逻辑维件 数据库对象 j 图3 - 3 基于组件重构系统的体系结构 图3 3 所示的体系结构中，数据层负责维护和管理企业的数据。应用层包括业务 逻辑组件和数据库对象。业务逻辑组件为客户端提供服务，完成业务功能；数据库对 象提供刘数据库的连接和操作。客户层包括企业管理应用程序和客户端组件。企业管 理应用程序向客户提供丰富的操作界面，并处理客户的输入错误：客户端组件负责同 应用服务器进行通信。 3 2 1 数据层 最底层是数据库，是整个系统的底层数据平台。它包含了企业管理业务数据库， 提供了企业信息系统运行所需的数据环境。数据的操作是统一由应用层的数据库对象 来进行存取。当客户端需要同数据库进行通信时，通过客户端组件调用企业管理的业 务逻辑组件，业务逻辑组件再通过数据库对象来对相关的数据库表格进行操作，然后 将信息返回客户端用户界面，换句话说，数据库不再和每个活动