（计算机应用技术专业论文）基于特定领域软件构架的商品识别系统的设计与实现.pdf

中南大学硕士学位论文摘要 摘要 电子政务系统具备网上办公、范围广、方便百姓等特点，随着政府信息化建 设电子政务正在被大力推广。但是目前的系统在设计开发中存在低效重复开发， 缺乏大粒度软件复用等不足。对此，本文借助领域工程的思想，采用了将特定领 域软件构架( d s s a ) 与电子政务系统设计实现相结合的解决方案，并且通过课 题商品识别系统的设计实现，阐述了该方案的可行性。 本课题的目标是设计实现用于质监投诉电子政务的可框架级复用的商品识 别系统。本文从商品识别系统的研究展开，分析了现有投诉类电子政务系统存在 的弊端，阐述了将d s s a 运用于该领域系统设计开发的方法和流程，分析研究了 系统领域框架模型，将d s s a 和j 2 e e 平台的结合以项目实施为载体进行了阐述。 本文采用理论模型结合技术实现的思路来进行研究。首先分析了d s s a 方法 的理论模型，接着分析了j 2 e e 平台应用于该领域的优势：详细阐述了基于j 2 e e 的本系统软件构架的设计和实现。然后以课题实施为实例，详细论述了d s s a 方法在商品识别系统中的应用，包括迭代与增量的开发方法、框架扩展点、设计 模式、构件设计四个方面。本文还对系统的关键功能商品码生成与查验、统 计分析后台效率解决方案、可复用系统呼叫中心的实现作了阐述，并且着重论述 了系统中安全通信的机制与实现。最后对从事的工作进行了总结，分析了系统存 在的问题和需要继续完善的功能。 关键词特定领域软件构架，商品识别系统，j 2 e e ，框架，设计模式，安全通信 中南大学硕士学位论文 摘要 a b s t r a c t e g o v e r n m e n tw h i c hh a sc h a r a c t e r i s t i co fw o r k i n go nt h ei n t e r n e ta n d p r o v i d i n g c o n v e n i e n c ef o rp u b l i ci sw i d e l yp o p u l a r i z e dw i t ht h eg o v e r n m e n ti n f o r m a t i o n l i z i n g b u tt h ee x i s t i n gs y s t e m sh a v es o m es h o r t c o m i n gi nt h ed e s i g na n di m p l e m e n to ft h e c u r r e n ts y s t e m ，s u c ha si n e f f i c i e n ta n dr e p e a t e dd e v e l o p m e n ta n dl a c ko fs o f t w a r e r e u s eb a s e do nc o a r s eg r a i n t h i sp a p e re m p l o y st h es o l u t i o nt h a ti n t r o d u c e sd o m a i n s p e c i f i c s o f t w a r ea r c h i t e c t u r e ( d s s a ) i n t oe g o v e r n m e n ts y s t e m s d e s i g na n d i m p l e m e n t a t i o n ，b yb o r r o w i n gt h ei d e ao fd o m a i ne n g i n e e r i n g t h ef e a s i b i l i t yo ft h e s o l u t i o ni sd e m o n s t r a t e d b yt h ep r a c t i c e o ft h ei m p l e m e n t a t i o no fc o m m o d i t y r e c o g n i t i o ns y s t e m t h i ss u b j e c ti st od e s i g na n di m p l e m e n tt h ec o m m o d i t yr e c o g n i t i o ns y s t e m - - a ne - - g o v e r n m e n ts y s t e mo far e u s a b l ef r a m e w o r kf o r q u a l i t ys u p e r v i s i o n c o m p l a i n t t h i sp a p e rb e g i n sw i t ht h er e s e a r c ho fc o m m o d i t yr e c o g n i t i o ns y s t e m ， a n a l y z e st h es h o r t c o m i n go ft h ec u r r e n te g o v e r n m e n ts y s t e mf o rc o m p l a i n t ，c l a r i f i e s t h em e a n sa n dp r o c e d u r eo fh o wt ou s ed s s ai nt h ed o m a i ns y s t e md e s i g na n d i m p l e m e n t a t i o n ，a n a l y s e st h em o d e lo ft h es y s t e md o m a i nf r a m e w o r k ，a n dc l a r i f i e s t h ec o m b i n i n gd s s aw i t hj 2 e ep l a t f o r mu s i n gt h ei m p l e m e n t a t i o no f t h es u b j e c t t h er e s e a r c hc o n c e n t r a t e so n c o m b i n i n gt h e o r e t i c a lm o d e lt o g e t h e rw i t h i m p l e m e n t a t i o n f i r s t l y , i tp r o p o s e st h et h e o r e t i c a lm o d e lo fd s s am e t h o d s e c o n d l y , i t e x p l o r e st h ea d v a n t a g e so ft h ea p p l i c a t i o no fj 2 e ep l a t f o r mi n t h i sf i e l da n d c l a r i f i e st h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no f t h es y s t e m ss o f t w a r ea r c h i t e c t u r eb a s e do n j 2 e e i np a r t i c u l a r , i te m p h a s i z e st h ea p p l i c a t i o no ft h ed s s am e t h o di nt h es y s t e m u s i n gt h ei n s t a n c eo ft h es u b j e c tf r o mf o u ra s p e c t s - i t e r a t i v ea n di n c r e m e n t a l d e v e l o p m e n tp r o c e s s ，f r a m e w o r ke x t e n s i o n ，d e s i g np a t t e r n sa n dc o m p o n e n td e s i g n t h e n ，i ti l l u s t r a t e st h ei m p l e m e n t a t i o no ft h eg e n e r a t i o no fc o m m o d i t yc o d e ，t h e s o l u t i o no fe f f i c i e n c yo fs t a t i s t i ca n a l y s i s ，t h er e u s a b l ec a l lc e n t e ra n dt h es e c u r e c o m m u n i c a t i o n f i n a l l y , i ts u m m a r i z e st h er e s e a r c ha n dw o r kr e s u l t sa n dl i s t st h e f u n c t i o n st ob ei m p r o v e d k e y w o r d s d s s a ，c o m m o d i t yr e c o g n i t i o ns y s t e m ，j 2 e e ，f r a m e w o r k ， d e s i g np a t t e r n s ，s e c u r ec o m m u n i c a t i o n 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢 的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我 共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 作者签名：垂楚竺f 圣日期：主兰年土月丛日 关于学位论文使用授权说明 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位 论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论 文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。 名：韭蜗燧德蹲期：业年垒月出 中南火学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 课题来源及背景 第一章绪论 本课题来源于“中大商品身份数码识别系统”( 简称“商品识别系统”) 。系 统旨在适应政府质监职能部门信息化要求，提高办公效率和管理效益，是一个规 范政务操作和审批流程的电子政务系统。该系统加快了质监部门电子政务建设的 步伐，使其更加有效的打击伪劣商品，规范商品市场，体现了网上政府的职能。 我国是商品生产和消费大国，但是伪劣产品在全国消费品零售总额中占了很 大的比例。这使得消费者和合法企业公司的权益收到严重侵害。政府部门的一项 重要职责是维护市场秩序，但传统的办公模式办公效率和管理效益低下，在制假 售假泛滥的挑战面前显得力不从心。作为信息高速公路五个应用领域中的首要应 用，电子政务是提高政务办公和执政水平的强有力工具。 建设电子政务系统是一项庞大的工程，从软件设计开发的角度看需要运用现 代软件工程的方法、思想和技术刊能开发出真正满足需求，具备优良性能和可扩 展维护的系统。特别的，由于政务部门改革和人事变化频繁，电子政务系统的实 际需求可能频繁变动。这要求电子政务系统应该具备良好的可复用性和可扩展 性，从而真正成为政务办公的得力工具。 本课题正是为了解决上述问题而提出来的。课题以特定领域软件构架 ( d s s a ) 技术为支撑，将它与j 2 e e 平台结合运用到质监投诉政务领域系统设 计和实现中，提出了开发该领域构件库的可能，设计并实现了一个基于d s s a 和 领域构件的投诉政务系统商品识别系统。本课题不但提出了可以在实际环境 应用的理论模型，而且为如何开发基于d s s a 和领域构件的质监投诉政务类系统 提供了宝贵的实践经验。 1 2 国内外研究现状 电子政务作为政府信息化建设的核心工程，近年来各级政府一直在大力建 设。从国内的应用情况来看，电子政务确实在一定程度上提高了政府的执政能力 和办事效率，为人民提供了更好的政府服务。 但是，我国电子政务的整体发展还处于初级阶段，存在一些显著的问题 应用技术落后、重复低效开发、实际应用效果低的现状比较明显。“。技术问题已 经成为电子政务可持续发展的重要瓶颈，其具体表现在大部分的电子政务系统采 取应用工程的方式进行开发，没有从行业特点和软件复用的角度来设计实现。 特定领域软件构架( d o m a i ns p e c i f i cs o f t w a r ea r c h i t e c t u r e ，d s s a ) 是软件 中南大学硕士学位论文 第一章绪论 工程领域复用的一项关键技术，电子政务软件是领域软件工程的一个分支。特定 领域软件构架( d s s a ) 分析并归纳出一组相似或相近系统的共同特性和可变特 性，设计满足特定领域多个系统需求的高层次软件复用结构，形成特定领域软件 的从需求分析、需求规约到系统设计及最终利用软件构件组装系统的一整套可复 用的软件模型“。”。国外d s s a 的研究和应用于9 0 年代已经开始，代表性的有i b m 公司的商用软件框架s a nf r a l l c i s c o 和a p a c h e 组织的开源软件框架a v a l o n “。在 国内，北大青鸟工程、清华知识工程研究院对d s s a 也有相应的研究工作。 国内d s s a 在电信、保险、水利等行业的研究相对较早。3 “1 ，而且取得了一 定的成功，但对电子政务领域软件构架的研究几乎还是空白。电子政务系统的专 业性强，业务复杂，而且对软件结构的灵活性、易变性、稳定性和安全性有很高 的要求。电子政务领域软件构架就是运用领域工程的方法，抽取电子政务行业的 共有知识，设计实现领域构件，形成领域构件库，组装领域软件框架，从而实现 大粒度的软件复用，开发出高品质的电子政务软件系统。目前，主流的开发平台 给电子政务系统的设计与实施提供了很好的基础，如：j 2 e e 、n e t 等，在此基 础上可以有效地构建电子政务构件知识库。面对政府工作流程的增加变动、人事 变动、审批流程的增加变动，我们可以新建业务构件，不断扩充这个领域构件知 识库，实现电子政务领域工程的良性发展。 j 2 e e ( j a v a2e n t e r p f i s ee d i t i o n ) 是分布式企业应用的标准体系结构，它完 全基于组件的思想设计、开发、装配和部署企业级应用，体现了平台无关、组件 重用、一致化的模型和灵活方便的事务控制等优点。国外的s a r if r a n c i s c o 框 架、a v a l o n 框架和国内的保险行业d s s a 都是基于j 2 e e 的成功案例，并且j 2 e e 的前述特点有利于电子政务系统新旧业务的合并和保存一致性，故我们选择了 j 2 e e 平台进行设计实现。 1 3 研究内容及研究意义 我国政府从2 0 世纪8 0 年代开始政府信息化建设，先后经历了办公自动化工 程、三金工程、政府上网工程和2 0 0 2 年开始的电子政务工程。许多政府部门都 不同程度地建立了自己的电子政务系统，这些系统的处理流程与现有的工作流程 紧密结合，大部分可以满足现在政府办公和为市民服务的使用需求。 从应用系统的短期效应来看，这种基于应用工程方式开发的系统比较成功。 由于在建设之初很多部门只考虑满足自身的基本需求，电子政务系统并没有从软 件复用的角度进行设计和开发，使得系统功能的改变、增加以及维护变得困难。 另一方面，已有的系统没有为开发新系统留下太多可复用资源，新系统的开发限 于低水平重复性开发。例如：已有的质量监督局的投诉类电子政务系统和新建的 中南大学硕士学位论文 第一章绪论 投诉系统，有部分领域共性，但不能实现有效的软件复用。要解决这一问题，需 要运用领域工程的方式，获取电子政务领域系统的共性，构建d s s a ，从而实现 大粒度和框架级的软件复用。对不同应用系统的个性需求，通过修改和扩展 d s s a 领域构件得以实现，从而使开发的系统具备良好的复用性、可扩展性、灵 活性和易维护性。 选用合适的技术实现d s s a 也很重要。s u n 公司的j 2 e e 构架作为现在最优 秀的企业及应用开发平台是很好的选择。j 2 e e 的核心技术是组件技术，设计的 业务逻辑可以方便地封装成一个个的组件进行开发和部署。同时它可以与u m l 和c a s e 工具紧密相连，使得从问题域的分析建模、系统设计到开发实现保持较 好的一致性。由于j a v a 语言的操作系统无关性，基于j 2 e e 的电子政务系统可以 实现异构操作系统问的通信和操作，便于系统集成。 本文的研究工作包括四个方面：其一，在深入分析特定领域软件构架的基础 上结合质监投诉电子政务领域分析，提出了一个质监投诉政务领域软件构架。该 结构具有良好的可扩展性、灵活性和易维护性。本文详尽地描述了该构架的设计 思想及其工作机理，包括领域构件、扩展点、设计模式等，重点论述了该模型的 优越性。其二，对选取的d s s a 实现技术j 2 e e 平台的核心技术及其优越性 进行了分析和研究。其三，借助于j 2 e e 开发平台对“商品识别系统”进行了设 计实现，阐述了框架要素领域构件、设计模式、扩展点在系统中的具体 设计和实现。最后对系统的重要功能商品码生成查验、统计分析后台实现、 呼叫中心以及安全通信机制进行了分析和阐述。 1 4 论文的组织 本文分为六章。第一章绪论，介绍了课题商品识别系统的来源，说明了本文 的研究内容。第二章为电子政务现状介绍，分析了电子政务系统的弊端，提出了 d s s a 运用到电子政务中的方法；并对实现技术j 2 e e 构架进行了研究。第三章 阐述了基于j 2 e e 的商品识别系统的设计，分析了其结构功能、层次设计、数据 库设计，对系统领域框架模型进行了研究和阐述。第四章为d s s a 方法在的应用， 包括迭代与增量的开发方法、框架扩展点、设计模式、构件设计四个方面的实例 分析。第五章分析了系统商品码生成和查验、统计分析后台、呼叫中心和安全通 信机制几项重要功能的实现。第六章总结所完成的工作，并提出了进一步研究方 向。 中南大学硕士学位论文 第二章电子政务系统及其实现技术研究 第二章电子政务系统及其实现技术研究 特定领域软件构架( d s s a ) 作为领域工程的一个重要分支，是软件复用中 较高层次的复用形式“。“。在国内的电子政务软件行业中引入特定领域软件构 架，特别是新上马的电子政务系统，从一开始就重视对软件构架的设计，对该领 域软件框架模型进行研究，就可以有效地避免电子政务系统各自为阵、标准不统 一的技术瓶颈，使得电子政务软件的开发迈向标准化，获得更多的可复用软件资 源。 2 1 电子政务系统发展现状 电子政务是政务信息化的关键部分，我国的电子政务虽然起步相对较晚，但 是在发展速度和发展模式上却毫不逊色于一些发达国家。从9 0 年代到现在， 电子政务己经初见规模和成效，但相对于其规模的扩大，更重要的是电子政务建 设需要逐步成熟和完善，实现电子政务的可持续发展和领域工程的良性发展。 随着我国政务改革的不断深入，政府的职能正在从管理型向服务型转变，公 民要求政府服务更加便捷和全面的意识也越来越高。加上我国已经加入w t o ， 正在筹备2 0 0 8 奥运会，政府部门服务水平与世界接轨的要求越来越迫切。电子 政务作作为政府信息化的核心工作，有着迫切的应用需求和良好的市场前景。 电子政务行业应用软件，一直处于政府各部门单位自行招标开发，标准各异 的局面。同时，政府各部门和单位对电子政务建设的重视程度以及各开发公司的 技术实力不同，使得电子政务行业软件各自为阵，标准不一。随着电子政务建设 由粗放普及型到质量效益型转变，以往的系统设计理念及实现的软件构架不能适 应这种变化，使得新系统只能在原有系统的基础上“外挂”，即利用已有的数据 库结构，以数据导入导出的方式，再开发一套系统。有些甚至一旦政务改革或 新增政务工作，就只能开发一套新的系统取而代之。多年来电子政务行业信息管 理系统存在大量的低水平反复，从整体需求上看，系统只能保证在某一时刻的稳 定性”1 。 但是，从电子政务行业专业性和规范性出发，可以抽象出具有通用性的业务 流程标准。电子政务有三大类业务。“：面向领导的决策支持系统( d s s ) 、面向 公务员的内部办公管理系统( e o ) 和面向公众服务的行政审批系统( p s ) 。以 应用于质量监督部门的本商品识别系统为例，系统涉及了两部分：面向公务员的 内部办公管理系统( e 0 ) 和面向公众服务的行政审批系统( p s ) 。由此细分， 有质监信息、企业服务、消费者投诉查询、公务员案例受理审批处理审结、案 例汇总统计、案件查询、信息交换通信、系统管理、呼叫中心等。由此可以将系 统粗粒度至少划分9 个子系统。在目前的软件体系结构中，上述能够通用和共享 中南大学硕士学位论文第二章电子政务系统及其实现技术研究 的系统单元并没有得到合理地提取，而是重复了大量功能相似的设计和开发。一 方面，各系统之间资源浪费大，复用的层次偏低。另一方面，已有的同类系统不 能为后续系统提供可操作的复用元素，新应用系统只能是原有系统的重复。从以 上的过程不难看出，电子政务行业软件构架的关键是解决通用业务单元的提取和 共享问题，从而保证总体结构的一致性和应用开发在各个层面上的复用性。 2 2d s s a 技术 2 _ 2 1 定义 对d s s a ，有以下两种定义得到比较广泛的认可“。 h a y e s r o t h 对d s s a 的定义如下：“d s s a 就是专用于一类特定类型的任务 ( 领域) 的、在整个领域中能有效地使用的、为成功构造应用系统限定了标准的 组合结构的软件构件的集合”1 。 t r a c z 的定义为：“d s s a 就是一个特定的问题领域中支持一组应用的领域模 型、参考需求、参考体系结构等组成的开发基础，其目标就是支持在一个特定领 域中多个应用的生成”c 。 前者突出了d s s a 提供可复用的软件资源构件，后者突出了d s s a 的 实现过程是一个科学的软件工程方法。 2 2 2 构建步骤 d s s a 的构建经过以下几个步骤： 1 通过领域分析建立领域模型。通过定义领域分析，从而明确分析的对象， 识别信息源。在此基础上，分析领域中被广泛共享的需求，从中建立领域模型， 领域模型将成为d s s a 的基础。当领域中存在大量系统时，需要选择其中的子集 作为样本系统。样本系统将显示领域需求的一个变化范围，即什么需求是特定系 统所独有的，什么需求是领域内系统共同的。 2 特定领域构架的产生。建立领域模型之后，建立起能够适应领域中多个 系统需求的高层次软件设计方案，由此派生出领域软件构架。由于领域需求具有 一定的变化性，d s s a 可以通过多选一的、可选的解决方案来适应领域中特定系 统的需求的变化。产生的d s s a 中包含四类元素：构件，连接，约束和原理。”1 。 构件类通过划分在领域模型中描述的整个系统的功能派生得到。一个构件类 表示具有类似功能的一类构件。领域模型中标识的功能需求被分配到一个或几个 构件类中。构件类是d s s a 中最核心的部分，构架的可变性体现在构件中。构件 中南大学硕士学位论文 第二章电子政务系统及其实现技术研究 作为相对独立的软件单元，具有可选择性。在构建应用系统时，通过选择能够代 表系统需求的构件，或是一个构件中的选择性和可选约束性来实现系统需求。因 此，构件可分为选择性类、可选性类和占位类。 连接描述的是构件的协同工作。典型的连接规约包括数据流、方向和类型。 对于变化的领域需求可以指明连接的可选择性。 约束描述d s s a 中由领域模型分配的和d s s a 需求蕴含的构件的特性。约 束说明由领域模型派生出的功能和连接规定的功能。约束为对可复用构件进行认 证和选择提供了基础。 原理用于指导在可复用构件间进行选择。提供在相似的上下文环境中，选择 合适的构件所遵循的原则。例如在选择r d b m s 构件时，由经验可知o r a c l e 数 据库可以提供更好的数据安全性和较快并发处理速度，原理就指导使用者作出自 己需要的选择。 3 特定领域软件构架的使用。d s s a 提供一种较高层次下的软件复用，它 提供领域内从需求、软件结构设计、软件构件、规约等各种元素的复用。构架的 核心部分领域构件库从两个方面提供了复用的素材：一是提供了构成新应 用的构件并能基于知识指导构件的选择。二是构件库提供了设计框架，帮助理解 可复用的元素如何与新应用的上下文协作。 2 2 3 应用完善 在构建了d s s a 的基础上，可以通过以下的步骤实现领域内的应用系统，实 现软件结构和构件的复用： ( 1 ) 特定领域需求的获取。将新系统的需求与领域模型进行比较，发现领 域模型中的选择性和可选性。从构件库中选取满足通用需求的子集，该子集反映 的新系统与领域模型共性的需求，可作为用户系统需求的领域模型的一个子集。 ( 2 ) 具体系统框架的产生。确定了新系统特定的子模型，就可以确定满足 这些需求的系统结构。这是利用领域模型需求与d s s a 之间的经过编码的可追踪 性达到的。这个过程包括基于用户对选择性的和可选的领域需求的选择，确定对 d s s a 中选择性的和可选的约束、构件类和连接的选择。系统框架提供了系统开 发的基础。 ( 3 ) 可复用构件的确定。构成系统结构的构件类、约束和连接提供了系统 功能的一个规约，表示了选择可复用构件所需的信息。库中的可复用元素是 d s s a 定义的功能来建模的。由于系统结构的规约也是依据d s s a 的功能来说明 的，它可以被用来查询构件库以寻找符合功能的构件“1 。 ( 4 ) 原有构架的诊断。对原有构架中不能满足新系统需要而重新设计的软 中南大学硕士学位论文第二章电子政务系统及其实现技术研究 件元素，需要在领域作用域内进行诊断。判断此构件是否满足领域内的通用性需 求，是否原有构架应该包含此需求，是否构件库中现在构件作修改以加入此需求 的实现，是否需对原有构件重新划分等。在每一次的新系统在利用构架和构件库 的同时，对其进行有益性的补充。这其中需要领域专家的支持和确认。 2 2 4 在质监投诉政务系统中的应用方法 为解决电子政务系统低水平、重复性开发，引入d s s a 作为电子政务系统的 建设指南。下图2 - 1 是电子政务系统利用领域工程的思想和方法进行软件开发的 模型。结合商品识别系统这一应用实例，可以说明电子政务应该如何建立起自己 的d s s a 。 偶鉴：鬟；委；乱厂靴。+ t t 、系结构方法 i 、 h应用通川抽霉和分 解原则 l 实现分解的构件 c l 根掘顿域知识和分 l 解原则煎新归并 o l 形成构件库 l 管理怕件库 ! 一按相同原则分解 3对比b 有构件库中 的掏件 二匹 一裂嬲惑。 l 变或话改现有掏件 ( 二二 5 蜓成e 有构件 图2 1d s s a 在质监投诉电子政务系统中的应用万法 从左侧标号为a 的部分开始，a 反映了对领域工程一般原理的学习，以及b 质监投诉电子政务领域知识的深入理解。结合b 的内容，对质监投诉政务内共同 的特征进行提取，抽象出通用的业务处理逻辑，形成概念意义上的提升，这是实 现其d s s a 的关键一步，由此形成了相对抽象的构件分解原则和方法。其前提条 件是充分理解行业的发展，对细节概念和定义加以屏蔽和提升，同时充分考虑数 据库实现方法上的技巧性。 标号c 中的主要任务是实现b 中抽象和划分的构件，实际上是针对质监投诉 电子政务业务处理中的质监信息、企业服务、消费者服务、公务员案例受理审 批处理审结、案例汇总统计、案件查询等6 个主要业务，将领域工程中的思想 中南大学硕士学位论文第二章电子政务系统及其实现技术研究 与之相结合，以构件的形式实现。实现过程中，首先需要将构件按实体分类，在 抽象时，确保数据结构分类的一致性。其次，对构成实体构件的操作部分加强模 块化的思想，提供通用的工具，如菜单、报表、查询打印工具、通用的函数等。 这部分内容从构件实现上保证了大粒度，为构件内部的更新和升级提供了基础条 件。标号d 反映对构件的管理，包括形成构件库和管理构件库。最终标号e 集成 应用子系统，将构件进行装配和配置，补充特定需求的软件实现。 建立构件库后，对新的质监投诉电子政务系统的开发就利用该领域软件构 架，复用领域模型和构件，使用的方法如图中右侧所示。 标号1 反映了新的应用需求，例如新的政务流程的应用或是对现有政务流程 的管理新要求。标号2 表示使用标号b 的抽象和分解原则明确需求，使其具有和 政务领域构架统一的划分构件的方法。接着标号3 与构件库的构件进行对比分 析，产生两个分支：如果构件库中已有相应的构件，则可以通过标号5 集成并具 体地客户化新的应用系统；如果没有对应的构件或已有构件只是其中的一部分或 构件的粒度太大，则在标号4 中对构件库的升级作出合理的判断。这里又产生两 个分支，或是对现有构件库的抽象和分解原则进行变化，或是对构件库中具体构 件进行修改完善。 以企业服务构件为例：如果现在要加入独立的企业资格审核管理内容，这部 分在原有构件中是和企业用户管理绑定在一个构件中，这就这就需要对原来构件 的划分原则进行修改，并由此产生新的构件，并需要对构件库进行升级。如果只 是加入了新的表元素，在实现机制上增加了所需处理的信息，只需要对现有的企 业服务构件作出调整。 新的质监投诉电子政务系统将包括该领域的各个方面，构架的形成需要一个 不断完善的过程，应用系统的开发也不可能一步到位。这两个部分需要相互补充。 系统实现之初，构件的粒度可能相对较大，应用系统需要自行开发的部件较多。 随着应用的深入和对业务的本质把握，对构件逐步细化粒度，增加或删减构件功 能，以适应整个系统的灵活性和易变性。“。 2 3 系统实现平台核心技术的研究 对于基于构件和面向对象的系统，采用j 2 e e 平台进行实现有着突出的应用 优势。该平台吸取了c o r b a 和d c o m 两种体系所长，现在已经是企业应用开 发的业界代表。其多层分布式处理、组件式开发部署、对异构平台的支持、良好 的扩展性和安全性，是组件化软件构架实现的理想方案。 中南大学硕士学位论文第二章电子政务系统及其实现技术研究 2 3 1j 2 e e 多层分布式结构模型 j 2 e e 是一种利用j a v a 2 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 彻底实现了表现层与业务逻辑层的语义分离， 表现层与业务逻辑层可以分别置于不同物理机器上。 从整体来看，j 2 e e 平台的设计思想是：按照基于组件的应用模型设计的分 布式应用，提供一个简单和统一的标准。j 2 e e 三层及多层分布式结构模型如 图2 2 所示： c l i e n tp 砖e n t a t i o nl o g i c b u s i n e s sl o g i cb a c k e n d 图2 - 2j 2 e e 分布式多层体系模型 三层结构的应用程客户端( a p p l i c a t i o n c l i e n t ) 以j a v a a w t 及j a v a s w i n g 的 a p i 设计交互接1 2 1 ，中间层的e n t e r p r i s ej a v a b e a n ( e j b ) 以组件形式由容器负责 管理，是j 2 e e 结构中的核心部分，业务数据的处理、业务规则的实现都体现在 e j b 组件中。 客户端通过r m i i i o p 提交操作和数据，和一般的调用中传输的数据不同之 处在于，e j b 在客户端有s t u b ，客户端通过e j b 的h o m e 的接口，在本地生成了 e j b 的r e m o t e 接口，即e j b 在本地的代理。客户端对e j b 中的方法调用即通过 r e m o t e 接口，利用i i o p r m i 的远程调用容器中最终完成“1 。 组件化的结构使得e j b 可以分布在不同的容器中，各容器中的e j b 也可以 通过i i o p r m i 相互调用。e j b 容器负责数据库的存取与对象关系转换。 四层结构以及由此演变而来的多层结构是j 2 e e 基于i n t e r n e t 的企业级应用 模型。基于w e b 应用要求前台表现层是i n t e r n e t 浏览器，甚至可以是无线手持设 备，是轻量级客户端。在e j b 之前有表示逻辑层，用以定义用户界面要显示的 内容和如何处理用户的请求。e j b 业务逻辑层和数据库层的功能与三层结构类 似。其中根据业务需要，还可以包含应用系统需要的其他功能，例如采用j m s 技术实现的消息服务。 中南大学硕士学位论文第二章电子政务系统及其实现技术研究 中间层之间的应用逻辑的划分是根据功能而不是物理位置来进行。比如，根 据运行速度的考虑，而将某些数据合法性校验、数据的预处理功能放在表示逻辑 层而不是业务逻辑层。1 。 2 3 2 核心技术 j 2 e e 核- t 5 技术有1 3 种之多，包括：j d b c 、j n d i 、e j b s 、r m i 、j s p 、j a v a s e r v l e t s 、x m l 、j m s 、j a v ai d l 、j t s 、j t a 、j a v a m a i l 和j a f “。本文主要关注 与项目实施相关的三个方面：1 、组件技术；2 、通信与服务机制；3 、x m l 技术 的应用。 1 组件技术 对于企业级应用而言，采用组件技术对业务逻辑进行必要的建模，特别是形 成可重用的构件，处于十分重要的地位。j 2 e e 提供两种组件技术，分别是w e b 组件，包括s e r v l e t 和j s p ，以及e j b ( e n t e r p r i s ej a v ab e a n ) 组件，主要包括s e s s i o n b e a n 、e n t i t yb e a n 和m e s s a g e d r i v e nb e a n ( 消息驱动b e a n ) 。 e j b 组件是j 2 e e 整个构架的核心部分。e j b 提供了一个框架来开发和实施 分布式商务逻辑，由此很显著地简化了具有可伸缩性和高度复杂的企业级应用的 开发。它承载了整个应用系统的业务逻辑，并且将业务逻辑同系统服务完全分 离，使得开发者只需关注于业务逻辑开发实现。 s e s s i o nb e a n 封装业务逻辑，提供接口供客户端调用。有状态s e s s i o nb e a n 代表了客户端在业务端处理的暂时对象。无状态s e s s i o nb e a n 用于封装一类具体 的服务。e n t i t yb e a n 代表对象实例化的数据库中的数据，以关键字作为每个实例 的唯一标识，实例在e j b 容器中缓存，供s e s s i o nb e a n 与客户端直接调用，实现 了对象与关系数据库的映射“。 s e r v l e t 将应用逻辑嵌入到h t t p 请求一应答过程中。j s p 可以包含h t m l 、 j a v a b e a n 等组件。j s p 实际是对s e r v l e t 程序设计模型的一种扩展。w e b 服务器 将j s p 页面编译成s e r v l e t ，通过s e r v l e t 向客户端返回执行结果。在j 2 e e 结构中， j s p 负责前台的表示逻辑，s e r v l e th 向应前台的h t t p 请求。 2 通信与服务机制 ( 1 ) 通信机制 r m i i i o p ( i n t e m e ti n t e r - o r bp r o t o c o lr e m o t em e t h o di n v o k e ) 是j 2 e e 中客 户端与应用层通信和调用机制的核心。 在j a v a 的分布式对象模型中，远程对象采用一个或多个远程接口描述对象 的方法，r m i 利用远程对象的在本地s t u b ，如同调用本地对象一般访问远程对 象的方法。结合j 2 e e 的构架可以看出，封装了业务处理逻辑的e j b 对象作为客 o 中南大学硕士学位论文第二章电子政务系统及其实现技术研究 户端调用的远程对象，r m i 通信机制解释方法的调用、寻找远程对象并进行远 程地处理请求。“。 客户端通过r m l 调用远程对象的通信过程如下图2 3 所示。1 ： i 奎i2 - 3r m l 的层次结构 r m i i i o p 扩展了r m i 的应用范围，增加了远程接口的异种语言性，实现了 j a v a 对象与c 0 r b a 之间的互操作。 ( 2 ) 服务技术 j n d i ( j a v an a m i n gd i r e c t o r yi n t e r f a c e ) 以一种统一的方式为不同的目录服 务提供访问途径，它独立于任何特定的目录服务实现。j n d i 的体系结构中包括 c o n t e x t ( j z t 文) 、n a m e ( 名字) 、d i r e c t o r y ( 目录) ，上下文提供一系列不同名字的 绑定的对象的集合，是名字存在的背景。每个名字都相对于上下文的，每个对名 字的操作也是在某个特定的上下文中进行的。目录提供对对象关联的属性的建 立、增加、修改、删除等操作 j 2 e e 体系中，对象、服务均位于特定的上下文中，并作了相应的命名，例 如e j b 对象、j d b c 甚至是服务器本身，通用j n d i 的对这些资源进行命名和注 册，就可以简单通过名字对其透明地进行访问，而不需要知道资源所在的位置。 3 x m l 技术的应用 x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e 可扩展标记语言) 以一种新的方式规约、 处理、传送和管理数据。x m l 其描述数据的标准性、平台和语言的无关性，使 其在数据描述、显示以及处理上具有明显的优势“。因此x m l 在j 2 e e 体系中 有着大量的应用。 x m l 的许多特性为j 2 e e 平台的灵活性、普适性提供了基础。 ( 1 ) 为j 2 e e 提供了配置信息的描述机制，从e j b 对象的部署到服务器的 部署文件，都使用的x m l 文件。 ( 2 ) 提供了消息通信服务机制，为跨平台的对象和服务调用提供了集成机 制。 ( 3 ) 为不同的数据集成提供了共享和交互平台。 中南大学硕士学位论文第二章电子政务系统及其实现技术研究 23 3j 2 e e 构架的应用优势 与传统的c s 、b s 模式，及c o r b a 、n e t 平台相比，采用j 2 e e 构架进行 企业级应用开发有下述优势： 1 支持异构的平台和操作系统。j a v a 语言的平台无关性和j 2 e e 体系的通 用标准，使得开发的系统不依赖于任何操作系统和硬件，可以一次开发，部署到 异构的平台。相比之下，n e t 平台完全依赖于w i n d o w s 操作系统。j 2 e e 降低了 异构系统的开发和维护成本。 2 以组件封装业务逻辑，通过接口实现互操作。使得各部分适应变化的能 力更强，并为组件的复用提供基础。 3 实现高效的开发。j 2 e e 体系屏蔽了通信、服务、远程接口的诸多实现细 节，开发人员只需专注与业务逻辑的开发。 4 体系结构灵活。j 2 e e 三层及多层构架模型，将业务逻辑封装在e j b 组件 中，对w e b 客户端和应用程序客户端响应都予以支持，因此可以在系统中灵活 结合c s 和b s 模式实现需求。 中南大学硕士学位论文第三章商品识别系统的设计 第三章商品识别系统的设计 3 1 系统需求及目标 基于质监投诉电子政务系统的业务需要，商品识别系统包括消费者对商品的 投诉查询、质监局案件审批等功能，实现了政务平台与企业的信息交换与共享， 从而达到了商品防伪、净化市场的目的。同时，系统的设计和实现要遵循d s s a 的开发模式，将系统模块化、构件化，实现系统资源的可复用。 本系统的目标是：企业通过网络完成注册获取质量监督局授权的防伪码( 商 品码) 。企业将商品码打印在自己的产品上，作为防伪的标识。公众查询购买商 品的防伪码，了解商品真伪，并可以进行投诉和举报。公务员对投诉举报案件进 行受理和审批，解决商品问题，并将问题反馈上网。企业和质量监督局交换信息 对商品进行跟踪管理。 系统设计遵循下列原则：1 ) 系统模块化和构件化。用领域工程和构件化的 思想设计实现系统，形成构件库，提高系统复用资源。2 ) 系统的无缝集成。系 统主体使用j 2 e e 平台，同时结合了电话语音技术，提供与企业的数据交换接口。 要求不同的技术和子系统之间能够无缝集成、协调工作。3 ) 系统安全性高。保 证政务职能部门的数据安全性，在访问授权和机要数据通信采取有效的安全手 段。4 ) 系统易变性、可扩展性好。能够适应政务改革的需求。5 ) 系统具有易操 作性。从实际应用的角度出发，界面操作简单对提高工作效率有很大的帮助。界 面操作简单，以最快的速度响应用户的需求。 3 2 系统功能设计 通过实地的需求分析和对已有投诉类质监电子政务系统的总结，我们将整个 系统设计为9 个模块和子系统：系统管理、质监信息、企业服务、消费者服务、 案件登记与审批、案件查询、案件统计、信息通信与交换、呼叫中心。系统的功 能模块划分如图3 1 所示。 1 系统管理模块。包括系统参数配置、权限管理、用户管理、角色管理和 部门管理。陔模块主要分配和管理政府办公人员对系统的访问和使用权限。包括 办用户的新建、密码、授权管理；权限角色的新建、删除；角色权限的组合和分 配。系统常见的