（计算机软件与理论专业论文）基于web的协同设计中的信息管理研究.pdf

独创声明 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。据我所知，除了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( 注：如没有其他需要特别声 明的，本栏可空) 或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对 本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名 奶谢导师签字耐钞 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解堂撞有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向 国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权堂 垄蔓可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学雠文作者繇枷甜 聊签字 签字日期：2 0 0 6 年5 月1 8 日签字日期：2 0 0 6 年5 月1 8 日 山东师范大学硕士学位论文 基于w e b 的协同设计中的信息管理研究 摘要 随着网格、普适计算等网络计算形式的出现，现代网络技术使人们的工作方式更多 地具有群体性、交互性、分布性和协调性，开放、协作和智能成为计算系统的重要特 征。近年来，计算机支持的协同工作( c o m p u t e rs u p p o r t e dc o o p e r a t i v ew o r k - - - c s c w ) 在改善人们信息交流方式、提高工作整体效率的同时，计算机支持的协同设计( c s c d ， c s c wi nd e s i g n ，o rc o m p u t e rs u p p o r t e dc o l l a b o r a t i v ed e s i g n ) 作为其一个重要研究 领域和应用方向已引起国内外越来越多研究人员的的广泛关注。 c s c w 的目的是利用多媒体技术和通信技术建立一个协同工作环境，在此环境中人们 可以互相合作，共同工作于一个产品、一个研究领域或一个项目或一个学术上的问题讨 论。它包括协同工作的建设、群体工作方式研究和支持群体工作的相关技术研究、应用 系统的开发等部分。因此c s c d 研究的关键技术之一是如何有效地管理系统产生的大量数 据和图形信息。 协同设计( c s c d ) 中信息管理的研究目标具体来讲，它要求提供一种方便的协同数 据模型和个协同工作支撑环境。开发人员可以用支撑环境提供的数据模型来描述他们 要开发的系统中的各种信息，然后借助于支撑环境所提供的协同控制服务，如并发控 制、主动通知、数据分发、访问及安全控制、以及数据存储等，快速方便地进行c s c d 的 开发。支撑环境的任务就是要实现c s c d 设计系统中信息流动的智能化与自动化。c s c d 应 用的特点不但使得对信息控制的要求完全不同于传统系统在这些方面的要求，而且还需 要支撑环境提供有效的群组通信支持。本文主要工作为： 1 、在p 2 p 网络架构下使用蚁群算法解决w e b 服务中的p e e r 间的通信、路由、服务注册 和查找等问题。 本文探讨了在p 2 p 网络架构下怎样使用蚁群算法解决w e b 服务中的p e e r 间的通信、 路由、服务注册和查找等问题。其目标是解决多目标分组的分发效率、以及算法的可扩 展性，使多目标分组按最优分发树路径分发，优化通信群组成员状态信息的传送，在不 同群组通信协议间实现多目标分组转发。 2 、在对等网络架构下采用w e bs e r v i c e 技术构建了带安全认证模块的数据库数据流模 型。 本文分析、研究了当前国内外广泛使用的协同设计系统在信息管理方面的情况。并 根据网络时代，协同设计在信息管理方面新的发展要求，提出了相应的建议。采用对等 网络架构( p 2 p ) 、w e bs e r v i c e 技术对b r o w s e r s e r v e r 的客户层、w e b 服务器层和数据 库服务器层三层分布式体系结构进行了系统的分析和研究，并构建了带安全认证模块的 数据库数据流模型。客户端通过浏览器访问服务器并发出服务请求，服务器进行相应的 处理后将响应结果返回给客户端。 3 、采用w s e 2 0 程序包来编写程序代码以保护w e b 服务的完整性和安全性。 本文使用w s e 2 0 来保护w e b 服务的完整性和安全性，w s e 2 0 自定义的安全令牌管理 器的优势在于它不依赖于传输层的完整性和安全性，而只是由s o a p 消息传递来完成。客 户端通过s o a p 扩展，在s o a p 消息中加入用户名和口令( 明文或加密) ，发送给w e b s e r v i c e 端；服务端接到消息后，同样通过扩展从消息上下文中得到用户名和口令，再进 行身份验证和其他操作。这种方法在客户端，系统能够提示用户输入密码。而在服务器 端，需要保存带有有效用户名密码对的表，以供系统查找。可以比较好的保护系统信息 的安全性。 大量实验表明，本文的研究成果可以通过不同网络在多台机器中进行高效的信息交 流，与平台无关，伸缩性较大。 山东师范大学硕士学位论文 2 关键字 ：w e b ，协同设计， w e bs e r v i c e ，蚁群算法，w s e 2 o 中图分类号 ：t p 3 1 l 山东师范大学硕士学位论文 r e s e a r c ho fi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ta b o u tc s c ds y s t e mb a s e do i lw e b a b s t r a c t w i t ht h ea p p e a r a n c eo fn e wn e t w o r kc o m p u t a t i o nf o r m ，s u c ha sg r i d ，t h e m o d e r nn e t w o r kt e c h n o l o g ye n a b l et h ew o r km o d eo fp e o p l et oh a v em o r e c o m m u n i t y ，i n t e r a c t i o n ，d i s t r i b u t i o na n dc o o r d i n a t i o n a n do p e n i n g ， c o o p e r a t i o na n di n t e l l i g e n c ea r eb e c o m i n gt h em o s ti m p o r t a n tc h a r a c t e r i s t i c f e a t u r e so fc o m p u t i n gs y s t e m s i nr e c e n ty e a r s ，t h ec o m p u t e rs u p p o r t e d c o l l a b o r a t i v ed e s i g n ，w h i c hi so n eo ft h em o s ti m p o r t a n tr e s e a r c ha r e a sa n d t h ea p p l i c a t i o nd i r e c t i o n so fc s c w ，h a sc a u s e dm o r ea n dm o r ew i d p l ya t t e n t i o n o fr e s e a r c h e r si na n da b r o a d ，w i t hi t si m p r o v i n gt h ew a y so fm a n se x c h a n g e ， a n de n h a n c i n gt h ew o r ke f f i c i e n c y t h eg o a lo fc s c wi st ou s em u l t i m e d i aa n dc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g yt o e s t a b l i s hac o m p u t e rs u p p o r t e dc o o p e r a t i r ew o r ke n v i r o n m e n t ，i nw h i e hp e o p l e m i g h tc o o p e r a t em u t u a l l ya n dw o r kt o g e t h e rb a s e do nap r o d u c t i v e ， r e s e a r c h a b l ea r e a ，o rap r o j e c t ，o r a na c a d e m i cq u e s t i o nd i s c u s s i o n i t i n c l u d e st h ec o n s t r u c t i o no fc o m p u t e rs u p p o r t e dc o o p e r a t i v ew o r ka n dt h e r e s e a r c ha n da p p l i c a t i o ns y s t e md e v e l o p m e n to fc o m m u n i t yw o r km e t h o da n ds o o n t h e r e f o r et h ek e yt e c h n o l o g yo fc s c dr e s e a r c hi sh o wt om a n a g et h em a s s d a t aa n dg r a p hi n f o r m a t i o ne f f e c t i v e l y t h ea i mo fi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ti nc s c di st op r o v i d eak i n do f c o n v e n i e n tc o o r d i n a t i o nd a t am o d e la n dak i n do fc o m p u t e rs u p p o r t e d c o o p e r a t i v ew o r ke n v i r o n m e n t i nt h i ss y s t e m ，r e s e a r c h e r sm i g h td e s c r i b ea 1 1 k i n dso fi n f o r m a t i o iw i t ht h ed a t am o d e l si nt h ee n v i r o n m e n t a n dd e v e l o p c s c dw i t ht h ec o o r d i n a t i o nc o n t r o ls e r v i c e ，s u c ha st h ec o n c u r r e n tc o n t r o l ， t h ed r i v i n gn o t i c e ，t h ed a t ad i s t r i h u t i o n ，t h ev i s i t ，t h ed a t as t o r a g ea n d t h es a f e t yc o n t r o la n ds oo n t h ed u t yo ft h ee n v i r o n m e n ti st om a k et h e e x c h a n g e di n f o r m a t i o ni n t e l l e c t u a l i z i n ga n dt h ea u t o m a t i n g c o m p l e t e l y d i f f e r e n tf r o mt h et r a d i t i o n a ls y s t e mi nm e s s a g ec o n t r o lr e q u e s t ，t h ec s c d m o r e o v e rn e e d st h ee f f e c t i v es u p p o r to fc o r r e s p o n d e n c ei nt h es u p p o r t i n g e n v i r o n m e n t t h em a i nw o r ki s ： 1 、u n d e rt h ep 2 pn e t w o r kf r a m e w o r k ，u s i n ga n ta l g o r i t h mt or e s o l v et h e q u e s t i o n so fc o r r e s p o n d e n c e ， r o u t e ， s e r v i c er e g i s t r a t i o na n ds e a r c hi nw e b s e r v i c e t h i sp a p e rh a sr e s o l v e dw i t ht h eq u e s t i o n so fc o r r e s p o n d e n c e ，r o u t e ， s e r v i c er e g is t r a t i o na n ds e a r c hi nw e bs e r v i c eu s i n ga n ta l g o r i t h mu n d e rt h e p 2 pn e t w o r kf r a m e w o r k i t sg o a li st oi m p r o v et h ee f f i c i e n e yo fm u l t i o b j e c t i v e sg r o u p i n gd i s t r i b u t i o na n dt h ee x t e n s i o no f t h ea l g o r i t h m s ot h a t i tm a k e st h em u l t i o b j e c t i v e sg r o u p sd i s t r i b u t ea c c o r d i n gt ot h em o s t s u p e r i o rd i s t r i b u t i o nt r e ew a y ，o p t i m i z et h ec o r r e s p o n d e n c eo ft h es t a t eo f i n f o r m a t i o n ，a n dt h et r a n s m i t t i n gu s i n gd i f f e r e n tc o 姗n u n i c a t i o np r o t o c o l s 2 、b u i l d e dam o d e lo fd a t a b a s es t r e a mw i t hs a f e t ya u t h e n t i c a t i o nm o d u l e ， u s i n gw e bs e r v i c et e c h n o l o g yu n d e rt h ep 2 pn e t w o r kc o n s t r u c t i o n t h i sp a p e rh a sa n a l y z e da n ds t u d i e dt h ec u r r e n ti n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t s i t u a t i o ni nt h ef i e l do fc s c si nt h ed o m e s t i ca n df o r e i g n ：a n dp r e s e n t e du s 3 山东师范大学硕士学位论文 t h ec o r r e s p o n d i n gp r o p o s a lb a s e do nt h er e q u e s t so fr e c e n ti n f o r m a t i o n m a n a g e m e n td e v e l o p m e n ti nc s c d t h er e s e a r c hi n c l u d e st h ep e e r t o p e e r ( p 2 p ) n e t w o r ko v e r h e a dc o n s t r u c t i o n ，w e bs e r v i c et e e h n o l o g y ，s u c ha s b r o w s e r s e r v e rc u s t o m e rl e v e l 。a n dt h r e ed i s t r i b u t i o n a ls y s t e m ss t r u c t u r e so f w e bs e r v e rl e v e la n dd a t a b a s es e r v e rl e v e l ，a n db u i l d e dam o d e lo fd a t a b a s e s t r e a i nw i t hs a f e t ya u t h e n t i c a t i o nm o d u l e a n dw i t ht h en e w st r a n s m i s s i o n m e c h a n i s mu n d e rt h eh y p e rt e x tt r a n s f e rp r o t o c o l ( h t t p ) ，t h ec l i e n tc a ns e n d o u tt h es e r v i c er e q u e s tt h r o u g ht h eb r o w s e r ，a n dt h es e r v e rr e t u r nt h e c o r r e s p o n d i n gp r o c e s s i n gr e s u l t sf o rt h ec l i e n t 3 、u s i n gw s e 2 0t op r o t e c tt h ei n t e g r i t ya n dt h es e c u r i t yo ft h ew e bs e r v i c e t op r o t e c tt h ei n t e g r i t ya n dt h es e c u r i t yo ft h ew e bs e r v i c e ，t h i sp a p e r u s e sw s e 2 0 w h o s es u p e r i o r i t vi sn o tt or e l yo nt h et r a n s m i s s i o n1 e v e l i n t e g r i t ya n dt h es e c u r i t y ，b u to n l yo nt h et r a n s m i t sb yt h e ，j s o a pn e w s t h e c l i e n te x p a n d st h r o u g hs o a pa n dj o i n st h eu s e r sn a m ea n dp a s s w o r di nt h e s o a pn e w s ( d e f i n i t eo r d e r so re n c r y p t i o n ) ，a n dt r a n s m i t st h e mt ot h es e r v i c e e n d ：a f t e rt h en e w sg e t st h es e r v i c ee n d ，t h es e r v i c ee n do b t a i n st h eu s e r s n a m ea n dt h ep a s s w o r ds i m i l a r l yt h r o u g ht h ee x p a n s i o nf r o mt h en e w sc o n t e x t ， a n dc a r r i e so nt h ei d e n t i f i c a t i o na u t h e n t i c a t i o na n do t h e ro p e r a t i o n s u s i n g t h i sm e t h o d ，i nt h ec l i e n ts i d et h es y s t e mc a np r o m p tt h eu s e rt h ei n p u t p a s s w o r d ，w h i l ei nt h es e r v e re n d ，i tn e e d st op r e s e r v ee f f e c t i v e u s e r d a s s w o r dd a t at ot h et a b l ef o rs y s t e ms e a r c h i tc a np r o t e c tt h e s e c u r i t yo ft h es y s t e mi n f o r m a ti o nt ot h eb e t t e r m a s s i v ee x p e r i m e n t si n d i c a t et h a tt h er e s e a r c hi nt h i sp a p e rh a sr e a l i z e d t h ei n f o r m a t i o ne x c h a n g ee f f e c t i v e l yi nd i f f e r e n tn e t w o r ka c c e s s e s ，i th a s n o t h i n gt od ow i t ht h ep l a t f o r m ，a n di t se l a s t i c i t yi sv e r yb i g k e y w o r d s ：w e b ，c o o p e r a t i v ed e s i g n ，w e bs e r v i c e ，a n tc o l o n yo p t i m i z a t i o n a l g o r i t h m ，w s e 2 0 c l a s s i f i c a t i o nn u m b e r ：t p 3 l l 4 山东师范大学硕士学位论文 1 1 课题的目标及意义 第一章绪论 基于w e b 的计算机辅助协同设计( c o m p u t e rs u p p o r t e dc o o p e r a t i r ed e s i g n c s c d ) 系统比单机版的计算机设计系统的产品设计要复杂得多，它需要使多个设计人员 在一个统一的工作环境中，以产品的设计为中心一起工作。这个统一的工作环境称为全 局工作区( g l o b a lw o r k s p a c e ) ，每一个人的工作环境称为本地工作区( l o c a l w o r k s p a c e ) 。在设计过程中，每个设计人员之间既有分工，又有协作，因此如何维护全 局工作区与本地工作区之间的数据同步、如何实现设计者之间的信息交流，是构造c s c d 系统时首先需要考虑的基本因素之一“”1 。 在协同设计系统中，工作小组中的各协同工作成员不仅有一些只供自己设计使用的 私有设计信息，还有一些供小组所有成员共同使用的共享信息。协同设计是多个协作者 参与的迭代进行的过程，不同的设计阶段，不同的设计者可能有不同的设计结果。协同 设计时需要根据以往的设计经验、根据新兴技术所提供的新原理、新方法进行产品的分 析、设计。这就不仅要求设计人员具有渊博的知识，而且要求充分利用异地不同学科的 人力资源、技术和先进的设备进行合作共同完成设计工作。目前快速发展的i n t e r n e t 技 术也为这种协同工作提供了可能性”“”。 对于支持产品设计的c a d 软件而言，如果仅仅支持单个设计者的独自设计和人机交 互，而较少考虑设计者之间的交互，那么这个软件就不能适应时代的发展了。因此有必 要研究支持群体协同设计的系统，开发能真正克服时间、空间、计算机软硬件差异等障 碍的技术。协同设计自动化概念强调了协同，而实现协同的基础则是对设计的有效管 理。在协同设计中会产生大量的产品相关数据，并且这些数据都是在产品开发过程中动 态形成的。当缺乏有效管理时，设计人员难以及时恰当的得到相关数据的变化信息，就 会产生冲突。为了协调设计中复杂的对象之间的关系，需要提供一个能够符合产品开发 的进化过程、支持产品的多视图表达的管理模型，以控制成员的合作速度，保证设计的 准确性，提高合作的效率。因此，对协同设计过程中的各种产品信息、过程信息提供有 效的综合管理与控制手段，可以避免设计过程中混乱与无序的发生，从而防止冲突的形 成。 1 2 目前的研究现状 伴随着c s c w 的发展，协同设计技术作为c s c w 技术的一个重要分支，也得到了相应 的发展和应用。欧洲e s p r i ti i 计划中的e u r oc o o p 项目就是为了开发能支持分布式协 同设计的系统，它主要是把协同设计技术用于大型的工程项目，其中一个例子就是在 c r e a t b e l t 桥梁和隧道工程中的应用，该工程的组织、设计、施工、质量管理和建成后的 运行维护都应用了c s c w 技术，从而使工作质量和效率都有了极大的提高。美国波音公司 在研制和生产波音一7 7 7 飞机的过程中实现了全部网络化的无纸生产。其中包括协同设计 的e u r o c o d e 计划，参加这一项目有英国的b n re u r o p cl t d ，x t e ls e r v i v e sl t d 。德国的 g m d 和e m p i n i c a 以及丹麦的a a r h u sc n i v e r s i t y 等公司和大学。斯坦福大学设计开发的 p r o c e s s l i n k 系统是基于a g e n t 的协同设计系统。整个系统由四部分组成。分别是工程管 理器( p m ) 、a g e n t 管理器( a m ) 、r e d u x 和约束管理器( c m ) ，并且各个部件是即插即 用的吲。 随着我国经济的高速发展，对c s c w 以及协同技术和系统的需求也日益迫切。1 9 9 6 年 在北京成功的举办了“1 p r o c e e d i n go fi n t e r n a t i o n a l - w o r k s h o po nc s c wi nd e s i g n ” 山东师范大学硕士学位论文 的国际会议，中科院计算机研究所c a d 开放实验室、清华大学计算机科学与技术系对协 同设计作了一些基础研究，建立了一些原型系统，解决并验证了一部分关键技术：浙江 大学c a d & c g 国家重点实验室将多a g e n t 技术用于协同设计系统的结构模型中，更好的实 现了协同通信；西北工业大学也对并行协同设计中的特性技术作过研究“瑚嘲。 1 3 当前研究工作的不足 1 、目前的协同设计系统，大多数网络体系结构基于t c p i p 协议簇，主要考虑如何 更有效、更方便的共事资源和提高信息交换速度，对网络问题没有足够的重视，适用于 局域网，较难在因特网上使用，国内的系统有许多属于这种情况。 2 、共享应用工具则根据共享白板机制或动态显示抓屏机制等来传输共享界面，以达 到实时协同的效果。这种层次上的交互效果好，但交互信息量巨大，交互群体规模较小， 无法在i n t e r n e t 环境下实现。 3 、简单的客户机服务器体系结构，采用一台主机作为服务器，集中管理用户权限， 存储产品数据，客户机都需要直接与服务器相连接，通过网络数据传输，先将服务器中 的设计数据下载到本地，修改完成后再上传回服务器。通过异步数据交换，将本地工作 区的数据提交到全局工作区，并感知其他人员的设计情况。这种方式结构简单，易于实 现协同设计的基本功能，可用于局域网内的协同设计。这种简单的两层结构也有一些明 显的不足，主要体现在以下三方面： 所有客户机都要与服务器进行直连，服务器与网络传输的负担较重，因此只适用 于局域网内小范围的协同设计。 由于服务器客户机之间的接口和通信协议都是严格匹配的，任何方的修改都会 导致所有程序模块的重新编译、发布与部署，系统的扩展性和重用性差。 由于采用集中式结构，服务器成为系统的核心，当服务器发生故障或网络阻塞 时，会导致整个系统不能使用，甚至崩溃，系统的可靠性和安全性差。“”m ”1 。 1 4 课题研究所做的主要工作 基于p 2 p 计算环境，提出了组合w e b 服务的解决方案。该方案有效利用了p 2 p 计 算平台的优点，提出组合服务的执行、基本服务的合理调度、协调通信和消息传递机制 以及动态w e b 服务的增量式注册和发布策略。为在计算机网络空间中实现易于使用、易 于扩展的c s c w 提出一种途径和方案。 探讨了在p 2 p 网络架构下怎样使用蚁群算法解决w e b 服务中的p e e r 间的通信和路 由、服务注册和查找等问题。对比实验结果表明本文采用的蚁群算法在性能和收敛性速 度上优于常规算法，可以有效利用p 2 p 本身的优势高效地实现w e b 服务的集成及资源的 自治问题。 使用w s e 2 o 程序包来编写代码保护w e b 服务的完整性和安全性，可以比较好的保护 系统信息的安全性。 山东师范大学硕士学位论文 1 5 论文的体系结构 1 6 本章小结 计算机协作系统是一项综合性的研究课题，对它的研究涉及到计算机科学、心理 学、人类工程学、认知学、社会学等多个相关领域，且其应用范围广泛，因此，计算机 协作系统是一项复杂的系统工程，对基于w e b 的计算机协作系统而言，其支撑技术主要 包括：超文本技术、c g i 技术、分布式多媒体数据库技术、人机接口技术、感知技术等。 l 、超文本技术：超文本技术通过简单的标记将图像、声音、文字结合在一起，比纯 文本具有更强的信息表达能力。在信息组织方面，超文本可通过链接将信息有机的组织 在一起，使用户能参与信息的获取过程，方便地建立用户之间的信息联系与交流。超文 本技术本身也处于一个发展、完善的阶段，如元数据的应用、v r m l 的发展以及超文本技 术与协同工作的结合都是值得关注的问题。 蓬l 蒙g i 技术：c g i 是信息服务器( h t t p 服务器或w e b 服务器) 的扩展应用接口标 准。对于需要提供动态信息服务的w e b 服务器，通常需运行c g i 脚本。c g i 具有如下特 点： 简单性：c g i 简单易行，便于理解和执行。 语言独立性：现在的绝大多数程序语言都可编写c g i 脚本。 结构独立性：c g i 不对服务器结构作特殊要求。 运行隔离性：c g i 脚本通常独立运行，脚本错误不会引起服务器的崩溃。 c g i 技术也处于一个飞速发展的过程，其发展方向是高效、简洁、易用。现在流行的 a s p 、p h p 便是其代表。c g i 技术的发展，必然会为c s c w 系统提供更强有力的支持。 3 、分布式多媒体数据库：现代网络信息交流涉及到文字、图像、语音等多媒体信息 的交流，分布式多媒体数据库为信息交流中的共享信息资源提供技术支持。在分布式数 据库中，需要很好地解决并发控制和数据一致性问题，这些问题的发生往往是由于多个 用户对共享数据进行并发存取数据存放故障引起的。传统数据库使用数据主拷贝、事务 山东师范大学硕士学位论文 机制、加锁等方式能有效解决此问题。但在计算机协作系统中，对传播延时要求较高。 因此还需要进一步发展适用于计算机协作系统并发控制机制。具体地说，分布式数据库 系统通过严格的并行控制机制保证系统最优的可用性和效率；计算机协作系统则要求最 短的响应时间，允许次要的、暂时冲突发生。 山东师范大学硕士学位论文 2 1w e b 信息集成技术 第二章w e b 技术 i n t e r n e t 的迅速普及和广泛应用对计算机技术的发展产生了深刻影响，由桌面应用 正在向网络应用转移，从网上获得的不仅是信息，还包括程序、交互式应用( 即服务) ， 操作界面将在浏览器层面上得到统一，兼容性由网络标准技术( 如s o a p ，u d d i ，w s d l 等) 实现：w e b 数据源分散、动态变化的特点使得w e bl - 的数据集成比基于数据库的数据檗钱 更复杂，应用范围更广。在w e bs e r v i c e 的框架下，使用组w e bs e r v i c e 协议，构建信 息集成系统。对每个数据源都为其创建一个w e bs e r v i c e ，然后使用w s d l 向服务中心注 册。当要构建一个新的集成应用时，集成端首先向注册中心发送查找请求，收集并选择 合适的数据源，然后通过s o a p 协议从这些数据源获取数据。由于w e bs e r v i c e 技术具有完 好封装，松散藕合，规范协议高度可集成能力等特性，因此，基于w e bs e r v i c e 的信息集 成方案是构建w e b 数据集成系统较为理想的体系结构“”“”“。 2 2w e b 服务中的数据过滤 , v e b 服务中的数据过滤包括w e b 服务请求的过滤和w e b 服务描述的过滤两方面，这些 信息都是用x m l 格式表示的，因此，x m l 文档的一些过滤技术可应用到w e b 服务中，例 如，事件驱动的x m l 数据在线过滤技术，以x p a t h 查询表达式作为过滤条件( 如 s t o c k s y m b o l t e x t ( ) 1 5 ) ，由此建立x t r i e 索引。过滤的过程就是x m l 文档与x p a t h 索引树匹配的过程，该技术也可以应用到w e b 服务请求的过滤中；基于x t r i e 进行s o a p 消息过滤的技术，x m lr o u t e r 对服务器接受到的x m l 消息进行过滤，并将其发布到服务 器上，其作用类似于防火墙，该方法将x m l 格式的s o a p 消息请求表示为树形结构，在系 统设计时将相关的x p a t h 过滤条件构建为x t r i e 索引树，s o a p 消息的过滤过程即x m l 与 x t r i e 树形结构数据的匹配过程“。 2 3w e b 服务中的事务处理 w e b 服务提供的是相互独立的网络平台上应用的连接和信息的集成，在这样的分布式 环境中，w e b 应用需要相互协同工作并保持一致，得到可靠的结果和输出。自然地，事务 机制可解决这些问题，而w e b 服务自身具有不同于传统数据库的特征，w e b 服务中的事务 机制具有以下主要特点： ( 1 ) w e b 事务比传统事务更松散，更灵活，更复杂，并不严格地遵循传统事务a c i d 原 则： ( 2 ) 商务处理中有很多长事务，也存在可选的子事务： ( 3 ) 事务涉及到的实体是分布在网络中不同位置、不同平台上的服务参与者； ( 4 ) 服务组合中需要事务机制来保证其协调工作； ( 5 ) 事务对于服务质量和计算的可靠性起着重要的作用。 目前，w e b 服务中的事务处理策略通常是扩展已存在的事务处理技术，仍然有待进一 步研究，用于w e b 服务的事务模型主要有：b u s i n e s st r a n s a c t i o n ，w s t r a n s a c t i o n 和 a c t i v i t ys e r v i c e 。其中w s t r a n s a c t i o n 建立在s o a p ，w s d l 等w e b 服务的标准之上， 在满足传统事务a c i d 性质的基础之上引入协调器( c o o r d i n a t o r ) ，扩展了现有的事务处 理技术，提出了适用于w e b 服务的协同工作框架及协议。协调器实际上是用x m ls c h e m a 9 山东师范大学硕士学位论文 定义的协调上下文，包括i d 、上下文的有效期、协调类型等元素。该方法为w e b 服务中 的事务定义了共同的模型，为服务所需创建的事务提供了必须遵循的模式“”。 在共享上下文的环境中进行服务的组合需要解决以下几个主要问题： ( 1 ) 对于与组合服务相关的各服务组件和基本服务，怎样定义它们之间的逻辑及时序 关系，咀实现复杂w e b 服务执行的自动化； ( 2 ) 怎样实现服务组件和基本服务之间的动态交互、协调及状态保持，以保证w e b 服 务执行的有序性； ( 3 ) 怎样保持语义信息，怎样验证和测试组合w e b 服务，以确保w e b 服务执行结果的 正确性。 、 釜根据现实中应用的不同种类，可以将w e b 服务按其相关性划分成不同的类别，即服 务社区，它是一个虚拟的概念，是表示不同类别服务的视图。组合服务及一部分基本服 务被注册到服务社区上，使得基本服务发生的变化只影响到所属服务社区的注册信息， 由此可实现w e b 服务功能变化时注册信息的局部化更新。此外，服务的执行实际上是由 基本服务的通信、协调和执行来完成的。该方法通过状态定义和检测的方式有效地解决 了组合w e b 服务执行中存在的问题：组合服务的执行需要调用哪些基本服务以及相关的 基本服务怎样按预期的顺序自动执行? 具体而言，该方法预先定义了特定应用的服务( 包 括组合服务和基本服务) 以及执行它所需具备的系统初始状态( p r e c o n d i t i o n s ) 和执行后 的状态( p o s t p r o c e s s i n g s ) ，这些状态与服务问的对应关系构成了状态路由表( r o u t i n g t a b l e ) ；通过当前状态检测查找状态路由表，以确定是否可以结束当前执行的服务、同 时应该启动哪些服务，基于并发策略实现了组合w e b 服务执行过程中的合理调度o ”。”。 工作流 图2 1 组合w e b 服务层次 总之，w e b 服务的组合为复杂的w e b 应用提供了有效的解决方案。从现实应用来看， w e b 服务的组合可以实现虚拟社区中软硬件的共享；从w e b 服务本身来看，w e b 服务的组 合实现了组合服务的动态生成，提高了服务组件及基本服务的可重用性和利用率，减少 了系统的开销。但是其中存在的诸如服务组合粒度、服务组件或基本服务之间的通信方 式及其优化、服务的聚类、服务的社区化分类管理、组合服务的有效性验证及安全等问 题，有待迸一步的研究和探索“”1 。 l o 山东师范大学硕士学位论文 在现实应用中，服务是否被执行需要通过对一系列条件的判断来确定，同时也要求 w e b 服务遵循预先定义的语义而被执行，并需要判断服务执行的结果是否符合所期望的目 标。本文模型采用一阶逻辑语言定义了的相关子集的语义，采用了基于推理规则自动执 行组合w e b 服务的解决方案，即当任何服务组件或者基本服务被调用时，将相关的当前 状态及输入信息构成的初始条件用一阶谓词的形式表示为逻辑表达式，通过对该表达式 真值的判断来确定该服务是否可以被调用。例如，服务组件或基本服务a 在系统环境s 中执行的前提条件表示为以下逻辑表达式：，八月。 f 。 y n p u t ( 1 ，亩八y n p u t ( 2 ，曲 八八i n p u t ( m ，曲，其中，z ，( 1 ，1 2 ) 为当前的状态信息，j ( 1 ，阋) 为输入信 息，只有当该逻辑表达式为真( t r u e ) 时，a 才可以被调用n “。 目标是通过利用w e b 上人和机器都能够存取的内容，创建智能自动服务及商务处理 基础设施。考虑以上二者的结合，实现功能互补是一种自然的选择。首先，用于描述w e b 服务的w s d l 并不能很好地表达w e b 服务的语义信息；并且所描述的是静态的w e b 服务， 不包含任何有关服务执行过程的信息，而实际应用中要求服务的执行具有动态性，并且 能够达到自动化。其次，从语义w e b 的角度看，一系列构造算子能够通过a g e n t 使w e b 服务自动地被发现、激活及执行，并且为服务及服务间关系的描述提供了强有力的手 段。在w s d l 中加入以x p a t h 语法形式表示的语义标注，从而对w s d l 进行扩充。其语义 的表示完全基于x m l 规范，与原w s d l 进行了无缝结合，使w e b 服务的描述能够体现“实 际值”条件限制，服务的执行更符合预期目标n ”n 。 2 4p 2 p 网络架构环境中的w e b 服务 p 2 p 是一种新兴的基于对等网络的架构，是计算机系统的结构从传统的集中式发展为 浏览器w e b 服务器数据库服务器的新模式。p 2 p 具有如下的特征： ( 1 ) 结点之间通过直接的交互而实现资源共享； ( 2 ) 资源分布在各个结点中，而不是集中在一个服务器中管理； ( 3 ) 节点具有动态性和即时性： ( 4 ) 纯粹的p 2 p 系统没有任何集中控制机制，系统中各结点运行的p 2 p 系统软件功能 相同，各结点之间交互对称u ”。 从w e b 服务提供者来看，它们分布在松散耦合的网络结点上，某些服务提供者相对 于另一些服务提供者而言也是服务的请求者，w e b 服务和p 2 p 计算环境本身具有较多的相 似之处和共同特征，所以，在p 2 p 网络架构平