（计算机软件与理论专业论文）油气储运网络综合管理系统关键技术研究.pdf

中文摘要 摘要 当前石油天然气行业在生产经营过程中对信息技术的应用，处于各地区、各 部门独立分散的状况。为节流增效，集成整条供应链的各环节业务，成为油气公 司当务之急。有效的解决办法是开发基于i n t r a n e t 、e x t r a n e t 与i n t e r n e t 的具有灵活 扩展能力的综合管理软件。 为保护企业原有i t 投资、缩短软件开发周期、降低软件开发成本、减小软件 维护难度、提高软件质量、实现合理的安全目标，在软件开发模式、开发环境、 开发方法及安全管理等方面分别提出了如下策略： 1 ) 提出了c s 与b s 模式相结合的策略，以充分利用c s 强大的企业级业务 处理能力和b s 的跨平台优势，使系统获得良好的开放性，扩展性、移植 性和可用性。 2 ) 提出了选择开发环境的原则，并按照此原则确定了本系统的开发环境。 3 ) 提出了对象模型向关系数据库模式映射的策略，为关系数据库应用系统采 用面向对象的分析和设计方法消除了主要障碍，具有一定的工具化价值。 4 ) 将b s 下的会话跟踪，与c s 下基于角色的访问控制以及安全审计结合起 来，形成了一套针对c s 与b s 混合开发模式的安全管理策略。 为这些策略的具体实施，解决了以下关键性技术问题： 1 ) 通过编程，成功实现了在h t m l 文件中调用p b 应用程序窗口的功能以及 在a s p 和p b 之间进行变量传递的功能。解决了c s 与b s 之间的通信控 制问题。并使现有的c s 应用得以便捷扩展到w e b 应用中去。 2 ) 独创了网络综合管理系统可扩展框架的自动生成技术。使系统的菜单结构 与功能，可根据企业业务变化和不同用户角色进行定制。解决了功能扩展 与安全控制的实现问题。 为验证上述策略和技术，给出了油气储运网络综合管理系统的实现结果。 关键词：客户机服务器，浏览器服务器，面向对象，关系数据库，p b 插件 a s p ，基于角色的访问控制 英文摘要 a b s t r a c t t h ec u r r e n ts t a t u so f i ta p p l y i n gi nt h ep r o d u c t i o na n dm a n a g e m e n to fo i l g a s i n d u s t r yi ss e p a r a t e da n dd e c e n t r a l i z e d t h eu r g e n ta f f a i r so f o i la n dg a sc o m p a n i e sa r e t oi n t e g r a t ea l lo ft h et a c h e so nt h ew h o l es u p p l yc h a i nt os a v ec o s ta n di m p r o v e p e r f o r m a n c e t h ee f f i c i e n ts o l u t i o ni s t od e v e l o pm u l t i - m a n a g e m e n ts y s t e mw i m f l e x i b l ee x t e n s i b i l i t yb a s e do ni n t r a n e t ，e x t r a n e ta n di n t e r n e l t h ef o l l o w i n gs t r a t e g i e si ns o f t w a r ed e v e l o p m e n tm o d e ，s o f t w a r ed e v e l o p m e n t e n v i r o n m e n t ，s o f t w a r ed e v e l o p m e n tm e t h o da n ds e c u r i t ym a n a g e m e n ta r ep u tf o r w a r d t op r o t e c te x i s t i n gi ti n v e s t m e n to fe n t e r p r i s e ，s h o r t e nt h es o l , w a r ed e v e l o p m e n tc y c l e ， r e d u c et h ec o s to fs o f t w a r ed e v e l o p m e n ld e c r e a s et h ed i f f i c u l t yo fs o f t w a r e m a i n t e n a n c e ，i m p r o v es o f t w a r eq u a l i t ya n da c h i e v er a t i o n a ls e c u r i t yg o a l 1 、t h ei n t e g r a t i v em o d e lo f c sa n db si sp r e s e n t e ds oa st ot a k ea d v a n t a g eo f t h e p o w e r f u le n t e r p r i s e 仃a n s a c t i o no fc sa n dt h ec r o s sp l a t f o r ms u p p o r to fb s t h u st h e s y s t e mc a no b t a i nb e t t e ro p e n n e s s ，e x t e n s i b i l i t y , p o r t a b i l i t ya n du s a b i l i t y 2 ) t h ep r i n c i p l eo fd e v e l o p m e n te n v i r o n m e n ts e l e c t i o ni sp r e s e n t e d a c c o r d i n gt o t h a tp r i n c i p l et h ed e v e l o p m e n te n v i m n m e n to f t h i ss o t h v a r es y s t e mi sc h o o s e d 3 、t h es t r a t e g i e so fm a p p i n go b j e c t st or e l a t i o n a lt a b l e sa r ep r e s e n t e d i ts m o o t h s t h ew a yf o ra p p l i c a t i o n si n v o l v e dw i t hr e l a t i o n a ld a t a b a s et ob ea n a l y z e da n dd e s i g n e d w i mo b j e c t o r i e n t e dm e t h o d i ta l s oh a st h ev a l u eo f b e i n gm a d ei n t om a p p i n gt o o l s 4 、as e to fs e c u r i t ym a n a g e m e n ts t r a t e g yf o r t h ei n t e g r a t i v em o d e lo fc sa n db s i se s t a b l i s h e db yi n t e g r a t i n gs e s s i o nt r a c k i n go fb sw i t hr b a ca n ds e c u r i t ya u d i to f c s t oi m p l e m e n tt h e s es t r a t e g i e s ，s o m ek e yt e c h n i q u ei s s u e si nt h i ss o f = 、：v a r es y s t e m a r es o l v e da n dl i s ta sb e l o w 1 ) n o to n l yt oe m b e dp bw i n d o wp l u g i n si nh t m lf i l eb u ta l s ot ot r a n s f e r v a r i a b l e sb e t w e e na s pa n dp ba r ei m p l e m e n t e dt h r o u g hp r o g r a m m i n g t h ep r o b l e mo f c o m m u n i c a t i o n sc o n t r o lb e t w e e nc sa n db si ss o l v e ds u c c e s s f u l l y t h u st h ee x i s t i n g c sa p p l i c a t i o n sc a nb em i g r a t e dt ow e bf a c i l e l y 2 ) t h ea u t o m a t i cg e n e r a t i o no ft h ee x t e n s i b l ef r a m e w o r ko fm u l t i m a n a g e m e n t s y s t e mi sa no r i g i n a lt e c h n i q u et h a tm a k e st h em e n us t r u c t u r ea n df u n c t i o n sc a l lb e c u s t o m i z e da c c o r d i n gt ot h ec h a n g i n go ft h ee n t e r p r i s et r a n s a c t i o n so rt h ed i f f e r e n c eo f l i i 一 里壅查堂堡主堂垡笙苎 t h eu s e rr o l e s i ts o l v e st h ep r o b l e m so f f u n c t i o ne x t e n s i o na n ds e c u r i t yc o n l z 0 1 t h ei m p l e m e n t a t i o nr e s u l to ft h eo i l & g a ss t o r a g ea n dt r a n s p o r t a t i o n m u l t i - m a n a g e m e n ts y s t e mi sg i v e nt op r o v e t h o s es t r a t e g i e sa n dt e c h n i q u e s k e y w o r d s ：c s ，b s ，o b j e c t - o r i e n t e d , r e l a t i o n a ld a t a b a s e ，p bp l u g i n s ，a s p , r b a c i v 1 绪论 1 绪论 1 1 应用的背景 从2 0 0 0 年开始，耐德自动化公司及耐德工业股份有限公司就采用c l i e n t s e r v e r 模式相继开发了_ ( j s k 2 0 0 0 型油料控制系统、j s k 2 0 0 l 型集散式油料控制系统 和j s k 2 0 0 2 型油罐液位监测系统等油气储运相关业务软件。这些软件满足了油 气储运特定环节中的不同需要，目前使用情况良好，己在业界得到一致认可，并 获得了多个行业奖项。 但这些软件分散于各地区、各部门，公司总部难以及时获得准确业务数据， 正确指导决策。为了改善r r 应用现状，紧密联系石化企业的生产与经营运作，满 足现代企业管理网络化、可视化、集成化的需要，耐德工业股份有限公司决定开 发油气储运网络综合管理系统，实现油料出入库、调拨调价、库存结算等异地 联网统一管理，并集成已有的油气储运相关业务软件，以提供所需实时数据和进 行网络监控，全面展开包括业务、财务、电子办公在内的信息化建设。 经过严格考察论证，耐德工业股份有限公司最终确定与重庆大学联合研发油 气储运网络综合管理系统软件。 1 2 研究的意义 近十几年来，客户机服务器( c s ) 模式取代主机终端( h o s t t e r m i n a l ) 模式，在 整个计算机软硬件的发展过程中发挥了巨大的主导作用。但随着企事业单位业务 应用范围的迅速扩展、客户数量的急速增长，安装、升级和维护皆耗时费力的c s 模式应用软件客户端应用程序，明显限制了c s 模式应用软件继续支持软件行业 的高速发展势态。而此时基于h l t c m c t 的浏览器服务：n - a g ( b s ) 模式应运而生。由于 不需安装客户端应用程序，只须通过浏览器与服务器通讯，访问时自动升级和维护， 克服了c s 模式的缺点，适应了i n t e m e t 时代的要求。 然而b s 模式也并非万能：在速度方面，对于相同的任务，c s 总比b s 完成 得快，因此c s 模式更利于处理大量数据；在安全方面，b s 模式所承受的考验也 比c s 模式严峻得多。可见在安全性、实时性要求高的局域网应用系统中c s 模 式仍有其用武之地，不可能完全被b s 模式取代。 同样在这十多年中，信息技术在企业中的应用层次，也从局部应用、内部共 享集成阶段发展到了整个供应链的业务重组阶段。这就需要通过i n t e r n e t ，协调从 供应商到客户的全部业务过程，包括原材料采购、生产制造、销售、运输、仓储 和客户服务，实现从生产领域到流通领域一步到位的综合管理系统。而其中各个 重庆大学硕士学位论文 环节的响应时间、信息安全、共享程度等要求差异较大。单纯采用c s 或b s 摸 式都无法满足系统的要求。 因此，建立c s 与b s 模式相结合的企业综合管理系统成为必然趋势。而如 何合理吸纳c s 与b s 各自的优势，使综合管理系统能灵活适应各种不同的网络 环境与应用范围，成为当今网络信息系统面临的重要课题。 鉴于上述实用价值，本课题拟采用面向对象的方法，开发c s 与b s 模式相 结合的、覆盖整个供应链的油气储运网络综合管理系统，寻求解决相关技术问 题的最佳途径。其中主要涉及以下几个方面的学术意义： 1 ) 提出一种c $ 与b s 有机结合的软件体系结构，作为目前软件开发模式的 有益补充。 2 ) 比较几种主流数据库应用软件开发环境的优势与局限，提出选择软件开发 环境的原则，指导应用解决方案的确立。 3 ) 提出具有工具化价值的对象模型向关系数据库模式映射的策略，解决面向 对象设计与关系数据库设计两种不同机制相结合的连贯性问题。 4 1 在几种主流编程语言之间进行通讯，证明c s 与b s 模式相结合的可行性。 5 1 得到一种普遍适用的网络信息系统可扩展框架自动生成技术。 6 ) 形成一套具有指导意义的行之有效的网络信息系统安全控制方案。 上述这些研究成果将使网络信息系统达到高效、安全、规范和开放的效果。 1 3 国内外研究现状 1 3 1 油气行业供应链信息管理的现状分析 中国石油天然气行业在经历了重组上市等大范围的产业调整之后，为了应对 中国加入w t o 所面临的全球化竞争压力，选择了与m m 等国际领先的r r 厂商合 作，全面推广电子商务的战略，以促进企业的持续重组、加强管理、降低生产经 营成本，进而提高核心竞争力。 目前中国石油天然气行业的电子商务系统己拥有电子采购、电子销售和电子 市场3 大功能，并实现了对供应商和客户的管理。从根本上解决了在长期计划经 济体制下和当前企业实行分散采购中普遍存在的种种弊端，增强了物资采购的透 明度，降低了成本；同时促使企业进一步转换经营机制，变革传统的管理流程和 管理方式。提升了自身的价值，更好地兑现了对投资者的承诺，增强了在国际市 场的竞争力。 但中国石油开展电子商务，目前只是针对供应链中的物资采购和大宗批发销 售进行了业务整合；对于石油企业的生产管理与企业日常事务管理中那些粗放的、 分散的、低效及无效的管理模式的改革和业务整合却并未涉及。中国石油化工企 1 绪论 业要在加入w t o 后激烈的市场竞争中持续发展，必然要选择效益最大化与低成本 战略。而在生产经营的全过程中全面应用信息技术是节省成本、提高效益的必由 之路。 随着信息技术的发展与管理思维的创新，全面的供应链管理开始成为公司赢 得竞争优势的重要源泉。 有效的供应链管理应该使管理者充分了解到整条供应链的信息。从原材料的 获得开始，到产品的生产制造，直至把最终商品送到客户手中，整条供应链中各 环节的业务应集成在一起，而不是各行其事。管理者有了这些信息，就可以进行 更加科学、全面的决策。 1 3 2 油气储运环节各业务系统的现状分析 事实上，国内各大石油公司不仅已逐步使公司内油库发油自动化，油罐监测 自动化，而且使其各个加油站、加气站基本上实现了电脑加油、加气。这些先进 设施使得油库油料数据的实时采集己成为可能。但这些数据分散在各个职能部门 的相应的c s 模式的独立管理软件中，并未得到充分合理的使用，因而它们的作 用也没有得到最大限度的发挥。 于是通过i n t e m e t 把过去分离的业务过程集成起来，实现从生产领域到流通领 域一步到位的全业务过程，就显得十分必要了。 属于石油天然气行业生产领域的油气储运还具有一定的行业特殊性：由于燃 料涉及到防爆安全等高危险性因素，所以进入油气储运自动化管理的国内同行业 并不多。几个较大的企业如上海高创，上海光华，北京均友都主要采用油库集中 式和集散式自动控制系统，还没有相应的真正的分布式油库自动化产品，而其他 行业的自动控制产品如s y n a l l 系统的工控组态软件，因通用性太强、专业性太 差难以推向油气市场；国外有丹尼尔6 0 0 0 、s m i t h 公司的油库自动灌装系统等。 其优点如下： 1 ) 实现了数据采集与信息发送控制 2 ) 具有多点同时报警功能 3 ) 历史记录与趋势分析 4 ) 提供o d b c 与其他系统数据库的连接 其明显的弱点是： 1 ) 网络通讯不透明 2 ) 数据采集速度较低 3 ) 难以满足中国市场的行业规范 而我国耐德自动化公司及耐德工业股份有限公司已相继成功推出 j s k 2 0 0 0 型油料控制系统、( ( j s k 2 0 0 1 型集散式油料控制系统和( ( j s k 2 0 0 2 型油罐液位监 重庆大学硕士学位论文 测系统，并即将推出油库安全保卫系统和油库大屏显示系统以满足各种 类型及规模油库的不同需要。这为耐德自动化公司及耐德工业股份有限公司进入 油料控制和管理的高技术领域提供了技术及产品的有利支持。同时这些系统属于 油气行业供应链管理的生产、储运环节，它们的输入输出数据皆高度相关。为降 低企业内部由于信息沟通不灵而带来的损耗，简化日常工作的文书往来，规范票 据清单，提高工作效率，及时准确地掌握石油天然气企业内部库存状况，有效地 进行配送调拨，将这些现有成熟软件的功能集成到统一的油气储运网络综合管 理系统中加以重组优化，并延伸为w e b 应用，就显得尤为迫切。 因此，运用高效的c s 模式与b s 模式相结合的方法，组织开发覆盖整个供 应链的油气储运网络综合管理系统是十分必要的。 1 4 研究的目的 本课题拟对油气储运网络综合管理系统开发中的关键技术进行研究。其 研究的目的是：通过分析网络应用模式c s 和b s 各自的特征，结合主流数据库 应用开发环境的技术优势，并根据企业各项业务的不同需求提出c s 模式与b s 模式相结合的最优解决方案。设计出通用的可自动生成的网络信息系统可扩展框 架和合理的安全控制方案。并将其应用到油气储运网络综合管理系统的面向 对象开发中，达到高效、安全、规范和开放的效果。 1 5 研究的内容 本课题将重点研究以下几个方面的内容： 1 5 1 开发模式的分析研究 主要对c s 和b s 模式各自的优缺点进行对比分析，提出c s 与b s 模式相 结合的软件体系结构模型，以节省软件项目开发和维护的成本，使系统具有良好 的开放性，易扩展性和便于移植等优点。 1 5 2 开发环境的分析研究 主要对微软a s p 、a s p n e t 和c 撑、i b m 公司w c b s p h c r cs t u d i o 、s y b a s c 公 司p o w c r b u i l d c r 等几种软件开发环境在功能、性能、安全性、可扩展性、应用范 围及其对程序员生产力的优化等方面进行较为全面的分析比较。以了解其各自的 优势与局限，为网络信息系统软件开发环境的选择提供指导。 1 5 3 应用面向对象方法进行系统开发 面向对象方法能使我们分析、设计和实现系统的方法同我们认识客观世界的 过程尽可能地一致，使复杂的大型应用系统的开发变得简单清晰。在该系统的开 发过程中采用面向对象的分析与设计，以获得简洁明确的分析模型和设计模型。 l 绪论 1 5 4 对象模型向关系数据库模式映射的策略 由于该系统采用面向对象方法开发，在分析、设计阶段获得的均为对象模型， 而该系统使用的数据库却是关系型的。为此，需要在数据库设计阶段将分析、设 计阶段获得的对象模型映射到关系数据库模式。 通过油气储运网络综合管理系统的开发，分析总结出一系列对象模型向 关系数据库模式映射的策略，并注意使其对软件开发过程中的同类问题具有普遍 的指导意义。 1 5 5 系统关键技术的实现方法研究 主要包括三方面的内容：如何以w e b 形式高效重新提交现有的p b 应用程序； 如何在p b 与a s p 之间进行通信；如何自动生成系统的可扩展框架。 其中，系统可扩展框架的自动生成技术涉及菜单结构自动生成和菜单项下多 种类型文件的挂接两方面。 1 5 6 系统安全控制方案研究 研究如何对存储在核心数据库中的数据加以分类，分出可以开放到互联网共 享的信息和企业内部专用的保密数据，并通过相应的安全措施对访问加以控制。 了解几种主流软件开发环境各自提供的安全解决方案。 设计出适合油气储运网络综合管理系统的用户身份认证、用户权限管理 及页面访问控制方案。 2 开发模式的分析研究 2 开发模式的分析研究 2 1 引言 m i s 系统平台模式大体上分为4 种：主机终端模式、文件服务器模式、客户 机服务器模式和w e b 浏览器服务器模式。 主机终端模式由于硬件选择有限，硬件投资得不到保证，己被逐步淘汰。而 文件服务器模式只适用小规模的局域网，对于用户多、数据量大的情况就会产生 网络瓶颈，特别是在互联网上不能满足用户要求。对于管理信息系统来说，应主 要考虑c s 模式和b s 模式。 2 2 客户机服务器模式 客户机服务器模式( c l i e n t s e r v e r ) 简称c s 。服务器通常采用高性能的p c 、 工作站或小型机，并采用大型数据库系统，如o r a c l e 、s y b a s e 、i n f o r m i x 或s q l s e r v e r 。客户端需要安装专用的客户端软件。 传统的c s 计算多是基于两层结构，在这种结构中，所有的形式逻辑和业务 逻辑均驻留在c l i e n t 端，而s e r v e r 则成为数据库服务器，负责各种数据的处理和 维护。因此s e r v e r 变得很“瘦”，被称为“瘦服务器( t h i ns e r v e r ) ”。但这种结构需要 在客户端运行庞大的应用程序，就是所谓的“胖客户机( r a tc l i e n t ) ”。因此，客户 端p c 的处理能力能得到充分发挥，很多工作可以在客户端处理后再提交给服务 器。 c s 模式将任务合理分配到c l i e n t 端和s e r v e r 端，降低了系统的通讯开销，可 以充分利用两端硬件环境的优势。因此c s 模式具有如下优点【1 ： 1 ) 客户端响应速度快 2 ) 交互性强 3 ) 能实现复杂的业务流程 4 ) 提供更安全的存取模式 5 1 能降低网络通信量 但同时c s 模式也存在如下不可避免的缺点2 ，3 】： 1 ) 系统的可靠性有所降低。客户机服务器系统是由各自独立开发、制造和 管理的各种硬件与软件所组成的混合体，其内在的可靠性不如单一的、中 央管理的大型机或小型机，出现问题时，很难立即获得技术支持和帮助。 2 ) 系统资源的浪费。随着客户端的规模越来越大，对客户机资源的要求也越 来越高。尽管硬件不断更新，但新的操作系统和新的应用软件的不断出现， 重庆大学硕士学位论文 使得用户对硬件的更新仍然跟不上软件更新的速度。客户不得不在本地硬 盘上装入大量的软件，但是使用的大都只是其中很少一部分( 一般低于 1 0 ) 。在一个拥有众多的“胖客户机”的环境中，这无疑是一种巨大的浪 费。 3 1 系统缺乏灵活性。由于逻辑同界面结合在一起，客户机服务器需要对每 一应用独立地开发应用程序，可重用性低，使得胖客户机的计算模式越来 越不能满足日益增长的应用需求。 4 ) 维护费用较高。由于客户端需要安装专用的客户端软件，当网络用户的规 模达到一定的数量之后，系统的维护量急剧增加，因而维护应用系统变得 十分困难。 5 1 只适用于局域网。随着互联网的飞速发展，移动办公和分布式办公越来越 普及，这需要我们的系统具有扩展性。c s 模式的远程访问需要专门的技 术，同时要对系统进行专门的设计来处理分布式的数据。 6 ) 对客户端的操作系统一般也会有限制。可能适用于w i n 9 8 ，但不能适用于 w i n 2 0 0 0 或w i n d o w sx p 。或者不适用于微软新的操作系统等等，更不用 说l i n u x 、u n i x 等。 2 3 浏览器服务器模式 浏览器服务器模式( b r o w s e r s e r v e 0 简称b s 。客户机上只需安装一个浏览器 ( b r o w s e r ) ，如n e t s c a p en a v i g a t o r 或i n t e r n e te x p l o r e r ，w e b 服务器安装i i s 或 w e b s p h e r e 等软件，数据库服务器安装o r a c l e 、s y b a g e 、i n f o r m i x 或s q ls e r v e r 。 浏览器通过w e b 服务器同数据库服务器进行数据交互。 b s 模式以w e b 技术为基础，把传统c s 模式中的服务器部分分解为一个数 据库服务器与一个或多个应用服务器( w e b 服务器) ，从而构成一个三层结构的客户 机服务器体系。 第一层客户机是用户与整个系统的接口。客户的应用程序精简到一个通用的 浏览器。第二层w e b 服务器将启动相应的进程来响应客户的请求，并动态生成一 串h t m l 代码，其中嵌入处理的结果，返回给客户机的浏览器。第三层数据库服 务器负责协调和响应不同的w e b 服务器发出的s q l 请求( 如图2 1 所示) 。 采用b s 模式，只要有一台能上网的电脑，就能进行客户端操作，而不用安 装其它专门的软件，即“瘦客户机( t h i nc l i e n t ) ”形式。因此，b s 模式可实现客户 端零维护。系统的使用规模也非常容易扩展，只要能上网，再由系统管理员分配 一个用户名和密码，就可以了。甚至可以在线申请，通过公司内部的安全认证( 如 c a 证书) 后，不需要人的参与，系统可以自动分配给用户一个账号。 2 开发模式的分析研究 h t t p 协议 s q l n 求 表示层 图2 1b s 结构模型 f i g2 1 b ss t r u c t u r em o d e l h t m 页面 s q l 结果 b s 模式弥补了c s 模式存在的缺点，并使之成其为自身最大的优点 6 1 ： 1 1 适用于i n t e r n e t 上的交互业务 2 ) 客户端无须安装专用的客户端应用软件 3 ) 系统易于维护、升级与扩展 4 ) 具有良好的开放性 当然，b s 模式也存在缺点： 1 ) 以鼠标点选为主要操作方式，无法满足快速操作的要求。 2 ) 界面个性化特点明显降低。 3 1 对业务的处理表现笨拙，不具备灵活性和人性化。 4 1 页面动态刷新，响应速度明显降低。 5 1 功能弱化，难以实现传统模式下的特殊功能要求。 2 4c s 模式和i b s 模式优缺点对照分析 c s 模式和b s 模式的结构决定了它们在各个方面具有各自不同的表现： 1 ) 在网络环境方面：c s 模式建立在局域网基础上；b s 模式建立在广域网 基础上。 2 1 在人机界面方面：c s 界面交互性强，形式多样，可以充分满足客户的个 性化要求；b s 表示层的可用控件较少，界面设计效率较低，较难满足客 户对操作便捷性的要求。 3 、在事务处理能力方面：c s 能实现复杂的业务流程；b s 客户端处理能力 较弱，难以实现传统模式下的特殊功能要求。 4 1 在响应速度方面：由于c s 在逻辑结构上比b s 少一层，对于相同的任务， c s 完成的速度总比b s 快，这就使得c s 模式更利于处理大量数据。 5 1 在安全性方面：c s 一般面向相对固定的用户群，对信息安全的控制能力 詈壹歪 重庆大学硕士学位论文 很强：b s 建立在广域网之上，面向的是不可知的用户群，对安全的控制 能力相对弱。 6 ) 在维护代价方面：c s 程序由于其整体性，维护及升级的代价较高；b s 程序在客户端是通用的b r o w s e r ，所以它的维护只在服务器端程序，代价 就4 , # t t 多。 综上所述，可得如下c s 和b s 的特性对比表： 表2 1 c s 与b s 模式特性对比 t 曲l e2 1f e a t u r ec o n 仃a s tb e t w e e nc y s a n db s 比较内容 c ，sb ，s 网络环境局域网广域网 人机界面友好欠友好 事务处理能力 强 较弱 响应速度较快较慢 可靠性较低较高 可重用性 差 好 安全性强较弱 维护代价大小 由于c s 与b s 模式各有缺点，决定了它们应用的局限性；又由于c s 与b s 模式各有优点，决定了其相互间的不可替代性。因此，这两种模式将长期共存于 软件系统的开发中。 2 5c s 与b s 混合软件体系结构 随着耐德公司业务应用范围的扩大，原有c s 软件在结构和新技术应用上的 诸多不足越来越明显。但这些应用，曾投入了大量资金，经过长期使用和完善， 已相当成熟。因此，不论是继续使用效果渐不如人意的c s ，还是舍弃已有投入， 重新开发同样存在一些为业界所公认的缺点的b s ，都不尽如人意。 而耐德公司坚持油气储运网络综合管理系统必须具有强大的可扩充性、 广泛的可访问性、稳定的可靠性，以及严格的安全控制、复杂业务流程的处理能 力、友好的人机界面、快速的响应能力、较小的系统开发与维护代价。这些要求 涵盖了c s 与b s 二者的优点，也不是单纯采用其中一种模式所能实现的。 通过上节的分析比较，考虑到油气储运网络综合管理系统的需求，使开 发人员在两种模式间难以作出取舍，唯有将两者合理结合，才是有效的解决之道。 2 开发模式的分析研究 本系统决定在安全性要求高、交互性强、数据处理量大、使用频度高、业务 流程复杂的部分采用c s 模式，如权限管理、进油，售油处理、油品调价调拨、钱 流管理等；而在安全性和交互性要求相对较低的部分采用b s 模式，如各种查询 功能以及信息浏览场合。 但本系统采用的c s 与b s 混合模式并非二者泾渭分明的简单组合，它们是 可以互通有无的有机溶合。例如，通过c s 的安全处理，把部分信息传给b s 的 应用，供用户浏览，从而获得所要求的开放性；通过b s 可以用较少的开发及维 护开销来完成c s 所需要的广域范围的业务处理需求。( 图2 2 所示) 图2 2c s 与b s 混合模式 f i g 2 2t h ei n t e g r a t i v em o d e lo f c sa n db s 由此得以取长补短、充分发挥这两种模式各自的独特之处，满足油气储运 网络综合管理系统的应用需求。 2 6 本章小结 随着网络信息技术的发展，电子商务的兴起，i n t e r a c t 技术的广泛运用，将c s 和b s 模式结台起来，充分利用c s 强大的企业级业务处理能力和b s 的跨平台 优势，为企业提供及时、准确的信息支持，已成为当前应用系统开发的必然趋势。 c s 与b s 混合软件体系结构在油气储运网络综合管理系统中的应用，使 耐德公司的企业级业务得以扩展到广域网范围内进行处理，有助于提高其信息化 管理和决策水平，以适应油气行业的发展，有利于参与全球竞争。 3 开发环境的分析研究 3 开发环境的分析研究 3 1 引言 在应用软件的开发过程中经常会遇到以下问题： 1 ) 开发周期过长 2 ) 出现许多额外成本 3 ) 维护管理难度大 4 ) 客户害怕浪费原有i t 投资 5 ) 系统迁移难度太大，平台适应性差 6 ) 系统与实际脱节，无法满足最终用户的需求 要想尽量避免上述问题的发生，减少应用软件开发过程中的弊端和问题，开 发环境的选择就显得至关重要。 3 2 前端开发工具的选择 首先需要强调的是：开发工具的比较没有绝对的标准。评价一种开发工具， 不仅要看它对设计模式、对象结构以及管理功能的支撑情况，更重要的是要针对 具体的使用环境、开发方法、结构体系、开发群体以及使用群体来分析其适用程 度 8 】。 3 2 1 开发工具的分类 现有的开发工具大概分为大而全和小而专两种类型。m i c r o s o f t 的v i s u a ls t u d i o 系列和i b m 的v i s u a la g e 系列应该属于前者；其他很多工具，像d d 口h i c + + b u i l d e r j b u i l d e r k y l i x 、p o w e r b u i l d e r p o w e r j ，还有大量的各种s d k 等都具有 各自的特点，属于小而专的类型。 大而全的工具一般都提供从前端到后台，从设计到编码测试的完整工具，但 在一些特定的功能上，它们不如小而专的工具。 v i s u a ls t u d i o n e t 的u m l 开发工具( v i s u a lm o d e l e r v i s i o ) - - 般只能和r a t i o n a l s u i t e 中r a t i o n a lr o s e 的l o 百c a lv i e w 相比，它不可能有完整的r a t i o n a lu n i f i e d p r o c e s s 流程：其可视化的v i s u a lb a s i c 没有办法和d e l p h i c + + b u i l d e r 在速度和功 能上相比。 。虽然v i s u a ls t u d i o n e t 的各个部分都有不足，但其v i s i o 工具能够更快、更方 便地和编程语言整合在一起。v i s u a lb a s i c 在和o f f i c e 等工具整合时遇到的问题( 数 据类型转化等) 比d e l p h i c + + b u i l d e r 要少得多。所以，工具类型和具体的情况决 定了特定条件下软件开发工具的最优选择。 重庆大学硕士学位论文 3 2 - 2 选择开发工具的决定因素 开发工具的选择主要决定于两个因素：所开发系统的最终用户和开发人员。 最终用户需求是一切软件的来源和归宿，是影响开发工具的决定性因素；开发人 员的爱好、习惯、经验也影响着开发工具的选择。严格的软件工程管理和开发人 员的技术水平是软件开发成功的关键。因此，在满足客户群体的情况下，应选择 能服务于软件工程思想，并能充分发挥开发人员的技术水平的软件开发工具【8 。 3 2 2 1 最终用户的需求 程序的最终使用群体是软件开发的服务对象，也影响着开发工具的选择。从 计算机使用的程度分，最终的使用者可以分为r r 人员、各行业的专业人员以及普 通用户。使用者的不同，对于软件的需求就不会相同。r r 人员自然需要更多的功 能、更自由的定制二次开发空间：行业用户往往需要一个整体的解决方案，从而 提升其整体竞争力；普通用户显然要求更方便简单地使用。用户的需求分别在自 由度、涵盖度、针对性、方便性等维度展开。 3 2 2 2 开发者的经验与偏爱 不同的开发人员对工具有不同的偏爱：p a s c a l 程序员一般都会钟爱d e l p h i ； w i n d o w s 的c + + 程序员则会选择c + + b u i l d e r 或者v i s u a lc + + ；a s p 程序员自然接 受a s e n e t 。 不同操作系统的程序员使用的工具也不同：s o l a r i s 系统下的程序员更多地使 用c c 编写c + 斗忙的后台程序，用p e r l 编写框架或者测试脚本，用t c l t k 编写 界面程序；虽然w i n d o w s 下也有这些工具，但是更多程序员恐怕还是会选择支持 r a d 的工具。 但现在普遍存在一种趋势：操作系统和编程语言在开发上的差异正在迅速消 失。x m l 有效地解决了在不同系统下统一数据表达的问题；通过虚拟机，j a v a 程 序能够在不同操作系统下执行：微软的n e t 框架能够利用c + + b a s i c c # - 来编程。 平台和语言间的交互使得各种工具对于通用标准的支持越来越重视。s u n 新推 出的j a v a 的x m l 开发包，明确支持由微软和i b m 提出的s o a p 规范，v i s u a l s t u d i o n e t 也明确支持j a v a 语言磷) 。虽然现在还仅仅是一个开端，但是，语言和 平台的融合已经成为不可阻挡的潮流：必然有更多的编译器将其他语言编译成为 j a v a 字节码，v i s u a ls t u d i o n e t 也必然会将程序编译到其他操作系统中。 然而，伴随着技术的融合，差异性也将永远存在。微软为了互联网应用而推 出n e t 框架，w i n d o w s 和v i s u a ls t u d i o 都做了巨大的改进。为了这个框架，v i s u a l s t u d i o n e t 甚至推出了一个新的编程语言c 群，它具有j a v a 语言的大部分特征，同 时在固定内存区允许使用指针。c 群在设计上确实非常先进，但是由于缺乏大量的 使用，而且缺乏j a v a2 中的安全特性，是否能够吸引大量的程序员，还是一个未 1 4 3 开发环境的分析研究 知数；同时，c 拌中的很多特性( 像对象方法的修饰词等) 都是微软c o m + 规范在编程 语言中的映射，这会在今后的操作系统平台移植时产生麻烦。 除了开发人员的平台特性和语言偏爱以外，人员间的配合模式也决定着工具 的选择。自由软件普遍采用的跨地域开发模式，对于使用c v s 版本管理系统的开 发工具非常合适。而由于v i s u a ls t u d i o n e t 在开发调试中会改变本地w m d o w s 注 册库，跨地域开发就非常不方便。 3 2 2 3 行业特点及遗留系统( 1 e g a c ys y s t e m ) 的影响 很明显，行业的特点以及遗留系统( 1 e g a c ys y s t e m ) 对于开发的影响也是不可忽 略的。 举例来说，由于石油天然气行业的特殊性，业内不仅使用各种特定仪器仪表， 同时还存在计量、安全等行业标准。耐德自动化公司及耐德工业股份有限公司按 照这些标准开发了j s k 2 0 0 0 型油料控制系统、( j s k 2 0 0 1 型集散式油料控制系 统、j s k 2 0 0 2 型油罐液位监测系统等专用软件。这些软件已在实际生产中得到 了广泛的应用和一致的认可。而它们所采用的都是c s 模式，并以p b 为开发工具。 要以其它软件开发工具开发新的应用软件代替现有的这些专用软件，还不能像通 用软件那么快。 因此，开发工具的选择还必须考虑行业特点及遗留系统0 e g a c ys y s t e m ) 的实际 情况。 但归根到底，软件的开发总是由人完成并为人服务的。无论遗留系统0 e g a c y s y s t e m ) 的影响力现在有多大，今后的发展也必然是由人来决定的【8 1 。 3 2 3p o w e r b u i l d e r 的特点分析 互联网已经从前几年的“接入为王”、“内容为王”，发展到了今天的“应用为王” 的时代了。大批的应用软件开发人员也将进入w e b 应用开发领域。他们熟悉应用 业务领域、熟悉传统c s 的开发技巧，但不一定熟悉h t m l j a v a s c r i p l 也不一定 熟悉3 - t i e r 体系架构【s 】。 在3 - t i e r 开发中，会同时面对数据库操作( 表、数据维护、存储过程和触发器 的维护等) ，c o m p o n e n t 编写和调试，网页( 尤其是调用这些c o m p o n e n t 的动态页面) 的编写和调试，以及一些2 - t i e r 应用程序的维护等许多任务。 一般说来，完成这些任务需要使用多种工具，在开发时需要在多个工具之间 切换，由此造成了开发效率的低下和开发难度的提高。而p b 很好地解决了这些问