（电路与系统专业论文）基于中间件的保险信息系统开发平台的研究与实现.pdf

西北工业大学硕 卜 学位论文 摘要 本文结合某人寿保险公司的保险业务组件开发平台的开发设计， 对基于工作 流及分布式架构的组件开发平台实现技术进行了深入的探讨。 重点研究了以下内 容: 异构环境下的数据集成; 如何实现工作流程管理的自 动化并与保险业务逻辑 能较好地兼容;在保险业务逻辑发生变化的情况下，如何快速配置相应的u l 界 面，使之快速响应业务逻辑的变化。 本文首先研究了模式驱动的分布式架构技术与中间件技术， 探讨了中间件技 术对分布式系统的增强功能。 从保险公司自身的业务需求出发， 结合微软提供的 企业开发方案和.n e t 类库的功能部件， 给出了 一种基于消息中间件的m s mq分 布式软件架构模型， 该模型采用了 基于x ml 的数据集成方案。 然后从保险业务对 流程自 动化的实际需求考虑， 改进了一种基于关系型的轻量级工作流引擎设计模 型， 井探讨了该模型在保险信息系统开发中的应用。 提出了一种适于保险信息系 统的u i 界面快速开发模型， 由于服务是大粒度对象( 组件或者应用程序) ， 该模 型采用一种新的数据类 ( d a t a c l a s s ) ，把界面的开发和应用服务器的业务逻辑组 件快速的建立映射关系，该模型从易用性、重用性等方面对u i 界面的设计进行 了优化。 本文最后做了总结，并提出了需要改进及完善之处。 关键字:分布式体系架构 工作流 中间件 .n e t d a t a c l a s s 西北 丁业 大学硕士学位论文 ab s t r a c t t h i s p a p e r b a s e d o n t h e d e v e l o p m e n t o f t h e p r o j e c t o f d e v e l o p i n g p l a t f o r m o f i n s u r a n c e b u s i n e s s c o m p o n e n t o f o n e l o n g e v it y c o m p a n y , h a s c a r r i e d o n d e e p r e s e a r c h i n d e v e l o p i n g p l a t f o r m w h i c h i s b a s e d o n d i s t r i b u t e d fr a m e w o r k t e c h n o l o g y a n d w o r k fl o w . i t d i s c u s s e s t h e f o l l o w i n g c o n t e n t e s p e c i a l l y : i n t e g r a t i n g e n t e r p r i s e s d a t a o f h e t e r o g e n e i t y ; h o w t o r e a l i z e t h e a u t o m a t i o n o f w o r k fl o w m a n a g e m e n t a n d i t c a n b e c o m p a t i b l e b e t t e r w i t h b u s i n e s s lo g i c ; i f i n s u r a n c e b u s i n e s s l o g i c w a s c h a n g e d , h o w t o m a k e a f a s t d i s p o s i t i o n u i in t e r f a c e , s o t h a t i t c a n r e s p o n s e t o b u s i n e s s l o g i c . t h i s p a p e r r e s e a r c h e s o f d i s t r i b u t e d f r a m e w o r k t h a t t h e m o d e d riv e s , a n d m i d d l e w a r e f i r s t l y , w h i c h e n h a n c e t h e d i s t r i b u t e d s y s t e m w h i l e i n t r o d u c in g b r i e fl y . a c c o r d e d w i t h t h e i n s u r a n c e c o m p a n y s o w n b u s i n e s s d e m a n d a t t h e s a m e t i m e , a n d wi t h t h e s o l u t io n s c h e m e o f s y s t e m s d e v e l o p m e n t t h a t ms p ro p o s e a n d .n e t f u n c t i o n p a rt o f d l l , t h is t e x t p u t s f o r w a r d a s c h e m e o f ms m q d i s t r i b u t e d s o f t w a r e b a s e d o n m e s s a g e mi d d l e w a r e ,a n d t h i s m o d e l a d o p t s t h e i n t e g r a t e d s c h e m e o f d a t a b a s e d o n x ml . t h e n s e t o u t f r o m t h e a c t u a l d e m a n d t o p r o c e d u r e a u t o m a t i o n o f i n s u r a n c e b u s in e s s ， i m p r o v e o n e b a s e d o n r e l a t i o n t y p e l i g h t w e i g h t j o b fl o w e n g i n e d e s i g n m o d e l s , a n d h a s p r o b e d i n t o t h i s a p p l i c a t i o n in t h e b u s i n e s s d e v e l o p m e n t o f t h e i n s u r a n c e o f s c h e m e . p r o p o s e d d e v e l o p i n g m o d e l f a s t t o t h e u l in t e r f a c e o f t h e i n s u r a n c e i n f o r m a t io n s y s t e m . b e c a u s e a l a r g e g r a i n s i z e t a r g e t b e c a u s e o f s e r v i n g ( p a c k a g e o r a p p l i c a t i o n p r o g r a m ) , t h i s m o d e l a d o p t s a k i n d o f n e w d a t a ( d a t a c l a s s ) ， d e v e l o p m e n t o f u i s h i n e u p o n t h e r e l a t io n o f b u s i n e s s l o g i c s e r v i c e c o m p o n e n t f a s t l y , a n d t h i s m o d e l a p t t o u i d e s i g n o f i n t e r f a c e b y w a y s u c h a s c o n v e n i e n c e a n d r e u s e . a t t h e e n d o f t h e e s s a y , a s u m m a r y i s g i v e n , a l o n g w i t h h o p e o f p o s s i b l e r e f i n e o f f u rt h e r r e s e a r c h . k e y w o r d s : d i s t r i b u t e d s y s t e m wo r k f l o w mi d d l e w a r e .n e t d a t a c l a s s 西北t业大学硕士学位论文 第一章绪论 1 . 1 选题背景和意义 随着计算机技术， 特别是网络技术的飞速发展， 信息技术越来越深入到企业 的核心任务， 影响企业的策略制定和发展。 保持企业计算机网络信息系统的可靠 性、 可用性、 行业先进性己成为保持企业竞争力的重要内容。 与此同时， 信息技 术也成为众多企业进行管理创新、业务创新的重要工具。我国实施” 以信息化带 动工业化11 发展战略以 来，企业信息化伴随着经济建设得到了快速发展。企业作 为国民经济的基本构成细胞， 其信息化水平是国家信息化建设的重要方面， 也是 企业提高核心竞争力，与国际接轨的重要途径。 我国的保险事业正处于重要的历史时刻， 在全球知识经济环境背景下， 尤其 在加入w70之后，现代信息技术的充分利用将对促进中国保险业持续、 健康发 展起到举足轻重的作用。 作为一个资金密集型、 数据和信息密集型的行业， 保险 公司如何推进保险业的信息化建设?信息化建设之路又是如何走? 据调查， 面对 越来越激烈的市场竟争， 许多国内 保险公司， 特别是国有独资公司都纷纷表示将 通过信息化技术提高服务质量来重新赢得竞争优势。根据国内最具代表性的9 家 保险公司的信息化花费和预计投资，中国人民保险公司、 中国人寿保险公司、中 国平安保险公司、 中国太平洋保险公司、 新华人寿保险公司、 泰康人寿保险公司、 华泰财产保险股份有限公司、华安财产保险公司和天安财产保险公司等的调查， 2 0 0 4年8月的统计显示，保险行业过去三年信息化的年平均投入额为1 0 .3 6 亿 兀 。 从调查结果可以看到， 随着中国加入wt o 以及可以预见到的外国保险公司 凭借其资金、 管理及技术方面的优势对于国内保险业的冲击， 以及国内保险业的 竞争 激烈化趋势， 通过信息化技术来提高服务质量己 经受到保险业的普遍重视。 调查也显示。 2 0 0 4年我国保险业在信息化投资方面比2 0 0 2年有所增长， 接近1 5 个亿，增长率为7 . 1 . 保险行业今后两年在信息化上的投入费用每年将保持近 1 0 %的增长率。 从保险业务系统的信息化出发， 结合目 前发展迅速的中间件与分层技术， 在 某保险公司信息管理系统的开发基础上， 从系统数据集成、 工作流程管理自 动化、 用户界面的快速开发等方面考虑保险业务支撑架构的搭建， 以提供一种保险信息 系统的开发参考方案。 西北工业大学硕士学位论文 1 .2国内外发展现状 人寿保险是8 0年代中期起步、近几年发展最快的险种，主要包括中长期人 寿险、 短期意外伤害险 和健康险 三大 类( 上百 种) 。 人寿保险主 要 特点 是保险 标的 分散， 信息采集量大，内容关联， 保险期限可达几十年。 人寿险业务处理系统是 在8 0年代末期开始开发的，在国内，人寿险前期发展慢并且管理相对滞后，人 寿险信息系统尚处于探索开发过程。 我国保险信息系统的发展过程经历了以下三个阶段: 1 9 8 2 - 1 9 8 6年为第一阶段， 保险信息系统建设起步， 主要采用第三代语言和 个人数据库， 在微机和多用户平台运行， 在业务统计报表、 人事劳资管理、 骨干 险种业务方面进行开发和应用; 1 9 8 7 - 1 9 9 4年为第二阶段， 开始引进中小型计算机和大型数据库， 对保险业 务处理信息系统进行全面开发和应用， 同时开发财会分析、 业务统计、 清算和防 灾分析等管理信息系统; 自 1 9 9 5年起进入第三阶段， 保险业务处理信息系统向综合化和集成化发展， 保险管理信息系统全面开发应用，保险决策支持系统开始研究。 国内保险信息系统的特点: . 信息系统以主机分布式网络体系为主。 保险各分支机构配备有相对独立、 功能较强的系统，各分支机构产生的业务处理信息都保存在各自 的系统 中。这种模式资金投入少、见效快，但数据分散、集中控制复杂和系统 更新困难。 近几年开始向集中与分布相结合的网络体系发展，下级机构 向上级机构组成集合群，对分布式数据加以 适当的集中处理。 . 应用软件开发以独立开发为主。保险信息系统中的系统软件和支撑软件 都是在外购买，应用软件绝大部分是内 部组织开发。保险业务处理软件 开发比较成熟，管理系统软件开发还处于探索阶段，需进一步提高和加 强。 . 保险信息网络己初步建立。保险信息通信网己由早期的p s t n网向 分组 数据交换网和数字数据网。 保险行业软件系统是保险公司日 常业务运作的一个支撑环节。 在软件结构方 面， 目 前很多的公司的 系统 开发采用基于c / s结构的 信息 管理 系统( m i s ) 。 c / s 结构模式对一些人员相对较少、 位置相对集中的单位是一个很好的方法， 但是对 于那些全国性的大型集团公司来说，这样简单的结构也存在着诸多的问题， 如不 太安全，维护性差，不灵活，结构不清晰等。 此 后， 在 保险 业 信 息 化 过程中， 普 遍 应用了 分 层分 割， 即 在 c / s结 构 的 基 础 之上将服务端的功能再进一步细分为业务逻辑层及数据访问层。 同时， 为了支持 西北工业大学硕十学位论文 多层系统的开发， 基于分布式架构的开发模式正越来越多地得到应用。 如i b m保 险行业解决方案采用i a a( 保险应用架构) 技术。 i a a是将现代信息技术与现代 保险技术有机融合后产生的一种针对保险业的解决方案， 通过定义一个标准型模 板来管理所有的信息，可帮助企业随时对客户和整个企业进行了解。 i a a作为 业务系统的公共框架，可以 确保各业务系统有效整合以及并发项目的顺利实施; 能帮助客户迅速从需求分析进入设计阶段， 提高项目 分析的质量和效率; 加速保 险产品和业务系统的开发，以迅速对内部需要和外部竞争环境的变化做出反应。 目前保险行业信息化建设主要集中在c r m、核心业务统计、数据集中、电 子商务等几 大方面。 专业机构分析，目 前， 保险 业客户资 源管理 ( c r m ) 和数 据集 中将成为信息化投资的重中之重。 1 . 3 课题研究内容及本人所作工作 本课题是由西北工业大学多媒体通信与计算机技术研究所和上海某人寿保 险有限公司合作进行的。 课题内容 在项目的设计与开发过程中， 基于针对保险业务需求的分析， 先是选择开发 环境， 针对保险行业信息化业务复杂， 数据量大的 特点， 采用了 基于中间件技术 的分布式系统解决方案。然后在选定的开发环境之上进行基础架构的搭建工作， 确定业务逻辑， 业务规则的开发规范， 开发相应的业务实体运行环境， 开发工具， 辅助工具 ( 快速界面生成工具， 安装工具， 在线升级功能实现等) 及其他软件制 品，如文挡等. 结合本人的工作，论文拟研究重点如下: . 针对东方寿险的业务需求提出系统架构平台的解决方案， 即采用 n e t平 台开发系统架构与组件， 研究其分布式应用 . 现技术 . . 结合保险业务，深入探讨基于可配置 d a t a c l a s s 业务中间件的设计与实 保险保险业务的工作流引擎的建模与实现 基于 d a t a c l a s s 的快速u i 开发模型 二 本人所作的工作 本人在上海某保险公司做技术研发的将近一年中，主要的工作是进行基于 x m l 技术与m s m q中 河 件技术的短 信发送平台的 方案设计与 编码实 现: 后期的 银 西北工业大学硕十学位论文 多层系统的开发， 基于分布式架构的开发模式正越来越多地得到应用。 如i b m保 险行业解决方案采用i a a( 保险应用架构) 技术。 i a a是将现代信息技术与现代 保险技术有机融合后产生的一种针对保险业的解决方案， 通过定义一个标准型模 板来管理所有的信息，可帮助企业随时对客户和整个企业进行了解。 i a a作为 业务系统的公共框架，可以 确保各业务系统有效整合以及并发项目的顺利实施; 能帮助客户迅速从需求分析进入设计阶段， 提高项目 分析的质量和效率; 加速保 险产品和业务系统的开发，以迅速对内部需要和外部竞争环境的变化做出反应。 目前保险行业信息化建设主要集中在c r m、核心业务统计、数据集中、电 子商务等几 大方面。 专业机构分析，目 前， 保险 业客户资 源管理 ( c r m ) 和数 据集 中将成为信息化投资的重中之重。 1 . 3 课题研究内容及本人所作工作 本课题是由西北工业大学多媒体通信与计算机技术研究所和上海某人寿保 险有限公司合作进行的。 课题内容 在项目的设计与开发过程中， 基于针对保险业务需求的分析， 先是选择开发 环境， 针对保险行业信息化业务复杂， 数据量大的 特点， 采用了 基于中间件技术 的分布式系统解决方案。然后在选定的开发环境之上进行基础架构的搭建工作， 确定业务逻辑， 业务规则的开发规范， 开发相应的业务实体运行环境， 开发工具， 辅助工具 ( 快速界面生成工具， 安装工具， 在线升级功能实现等) 及其他软件制 品，如文挡等. 结合本人的工作，论文拟研究重点如下: . 针对东方寿险的业务需求提出系统架构平台的解决方案， 即采用 n e t平 台开发系统架构与组件， 研究其分布式应用 . 现技术 . . 结合保险业务，深入探讨基于可配置 d a t a c l a s s 业务中间件的设计与实 保险保险业务的工作流引擎的建模与实现 基于 d a t a c l a s s 的快速u i 开发模型 二 本人所作的工作 本人在上海某保险公司做技术研发的将近一年中，主要的工作是进行基于 x m l 技术与m s m q中 河 件技术的短 信发送平台的 方案设计与 编码实 现: 后期的 银 西北工业大学硕上学位论文 保部分业务逻辑代码实现; 参加与 业务系统相结合的工作流配置工具的版本升级 开发。 1 . 4 论文组织 全文组织为:第一章为绪论部分 第一章 绪论 综述本文的选题背景， 第二章 相关技术 第二到第五章是主体部分，第六章结束语。 研究内容和整体组织 第三章 第四章 第五章 本章介绍了 模式驱动的分布式系统的定义，中间件对于分布式应用开发 的增强，并简要介绍了工作流技术与 n e t 平台分布式架构技术。 重点介 绍了模式驱动的分布式架构技术。 保险业务开发平台框架概述 本章阐述了保险业务组件开发平台的软件体系结构， 是论文的重要组成 部分， 也是作者完成的主要任务之一 文章首先给出本业务组件平台的开 发指标， 然后给出了 应用服务器端基于消息中间件m s m q 架构设计， 同时 给出x m l 的数据集成应用，最后说明了基于消息事件驱动的短消息发送 平台的设计. 基于保险业务的轻量级工作流引擎设计 本章从工作流技术入手， 详细介绍了 基于保险业务的关系型轻量级工作 流引擎设计，从数据模型与控制模型两个方面对该引擎进行了设计与实 现的详细说明。这个模型目 前己 经在保险行业系统中得到了具体运用， 最后进行了模型验证。 基于d a t a c l a s s 的保险业务u i 快速开发模型 结合某保险公司的开发经验， 总结出了一种快速响应业务逻辑变化的u i 界面开发模型。 运用该开发模型，只需通过简单的图形化配置，就可以 和应用服务器上的业务逻辑组件建立通信，处理相关的 u i界面输入数 据。 第六章结束语 对论文进行总结和对论文下一步工作提出展望 ， 二 5小结 本章简单介绍了论文选题的背景和意义， 然后介绍了课题研究内容在国内外 的发展现状， 并结合一家保险公司的 项目开发经验， 叙述了本人参与的工作和所 负责的模块设计，最后介绍了论文的研究重点及论文的章节安排。 西北工业大学硕上学位论文 保部分业务逻辑代码实现; 参加与 业务系统相结合的工作流配置工具的版本升级 开发。 1 . 4 论文组织 全文组织为:第一章为绪论部分 第一章 绪论 综述本文的选题背景， 第二章 相关技术 第二到第五章是主体部分，第六章结束语。 研究内容和整体组织 第三章 第四章 第五章 本章介绍了 模式驱动的分布式系统的定义，中间件对于分布式应用开发 的增强，并简要介绍了工作流技术与 n e t 平台分布式架构技术。 重点介 绍了模式驱动的分布式架构技术。 保险业务开发平台框架概述 本章阐述了保险业务组件开发平台的软件体系结构， 是论文的重要组成 部分， 也是作者完成的主要任务之一 文章首先给出本业务组件平台的开 发指标， 然后给出了 应用服务器端基于消息中间件m s m q 架构设计， 同时 给出x m l 的数据集成应用，最后说明了基于消息事件驱动的短消息发送 平台的设计. 基于保险业务的轻量级工作流引擎设计 本章从工作流技术入手， 详细介绍了 基于保险业务的关系型轻量级工作 流引擎设计，从数据模型与控制模型两个方面对该引擎进行了设计与实 现的详细说明。这个模型目 前己 经在保险行业系统中得到了具体运用， 最后进行了模型验证。 基于d a t a c l a s s 的保险业务u i 快速开发模型 结合某保险公司的开发经验， 总结出了一种快速响应业务逻辑变化的u i 界面开发模型。 运用该开发模型，只需通过简单的图形化配置，就可以 和应用服务器上的业务逻辑组件建立通信，处理相关的 u i界面输入数 据。 第六章结束语 对论文进行总结和对论文下一步工作提出展望 ， 二 5小结 本章简单介绍了论文选题的背景和意义， 然后介绍了课题研究内容在国内外 的发展现状， 并结合一家保险公司的 项目开发经验， 叙述了本人参与的工作和所 负责的模块设计，最后介绍了论文的研究重点及论文的章节安排。 西北工业大学硕十学位论文 第二章 相关技术 分布对象技术是伴随网络而发展起来的一种面向对象的技术。 以前的计算机 系统多是单机系统， 多个用户是通过联机终端来访问的， 没有网络的概念。 网络 出 现后，产生了 c l i e n t / s e r v e r ( c / s )的计算服务模式，多个客户端可以共享 数据库服务器和打印服务器等。 随着网络的进一步发展， 许多软件需要在不同厂 家的网络产品、 硬件平台、 网络协议异构环境下运行， 应用的规模也从局域网发 展到广域网。 在这种情况下， us 模式的局限性也就暴露出来了， 于是中间件技 术应运而生。 中间件是位于操作系统和应用软件之间的通用服务， 它的主要作用 是用来屏蔽网络硬件平台的差异性和操作系统与网络协议的异构性， 使应用软件 能够比较平滑地运行于不同平台上。 同时中间件在负载平衡、 连接管理和调度方 面起了很大的作用， 使企业级应用的性能得到大幅提升， 满足了关键业务的需求。 但是在这个阶段， 客户端是请求服务的， 服务器端是提供服务的， 它们的关系是 不对称的。 随着面向对象技术的进一步发展，出现了分布式对象技术。 可以这么 说， 分布式对象技术是随着网络和面向对象技术的发展而不断地完善起来的。 9 0 年代初c o r b a 1 . 0 标准的 顽布， 揭开了分布式对象计算的 序幕。 分布对象计算中， 通常参与计算的计算体( 分布对象) 是对称的。 分布对象 往往又被称为组件 ( c o m p o n e n t )， 组件是一些独立的代码的 封装体， 在分布计 算的环境下可以是一个简单的对象， 、 但大多数情况下是一组相关的对象复合体， 提供一定的服务。 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。 2 . 1 模式驱动的分布式架构技术 构架设计是从问题空间向软件解空间过渡的第一个活动， 以构件关系模型为 基础，在考虑系统实现环境 ( 如操作系统、数据库、 通信机制、中间件等) 和应 遵循的标准等因素的情况下， 形成针对特定系统或领域的软件构架。 构架是系统 实现的蓝图， 在后续开发活动中的作用包括以 下两个方面: 1 规定了 构件接口 和 规约， 有助于构件获取 ( 例如，定制或发现相关的构件) ; 2 为系统集成提供框 架， 有助于符合规定接口的构件集成。 软件采取的模型是整个架构设计的理论基 础， 模式是整个架构得以实现的方法论。以模型为基础，以模式为方法，以相关 技术为手段去构建一个可行、 可靠、 可重用的平台 架构。 基于模型的框架可以定 义为以下五元组: b mf= s o f t w a r e a r c h i t e c t u r e , f r a m e w o r k c o m p o n e n t s , c o n n e c t i o n s , c o n s t r a i n s , 西北工业大学硕十学位论文 第二章 相关技术 分布对象技术是伴随网络而发展起来的一种面向对象的技术。 以前的计算机 系统多是单机系统， 多个用户是通过联机终端来访问的， 没有网络的概念。 网络 出 现后，产生了 c l i e n t / s e r v e r ( c / s )的计算服务模式，多个客户端可以共享 数据库服务器和打印服务器等。 随着网络的进一步发展， 许多软件需要在不同厂 家的网络产品、 硬件平台、 网络协议异构环境下运行， 应用的规模也从局域网发 展到广域网。 在这种情况下， us 模式的局限性也就暴露出来了， 于是中间件技 术应运而生。 中间件是位于操作系统和应用软件之间的通用服务， 它的主要作用 是用来屏蔽网络硬件平台的差异性和操作系统与网络协议的异构性， 使应用软件 能够比较平滑地运行于不同平台上。 同时中间件在负载平衡、 连接管理和调度方 面起了很大的作用， 使企业级应用的性能得到大幅提升， 满足了关键业务的需求。 但是在这个阶段， 客户端是请求服务的， 服务器端是提供服务的， 它们的关系是 不对称的。 随着面向对象技术的进一步发展，出现了分布式对象技术。 可以这么 说， 分布式对象技术是随着网络和面向对象技术的发展而不断地完善起来的。 9 0 年代初c o r b a 1 . 0 标准的 顽布， 揭开了分布式对象计算的 序幕。 分布对象计算中， 通常参与计算的计算体( 分布对象) 是对称的。 分布对象 往往又被称为组件 ( c o m p o n e n t )， 组件是一些独立的代码的 封装体， 在分布计 算的环境下可以是一个简单的对象， 、 但大多数情况下是一组相关的对象复合体， 提供一定的服务。 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。 2 . 1 模式驱动的分布式架构技术 构架设计是从问题空间向软件解空间过渡的第一个活动， 以构件关系模型为 基础，在考虑系统实现环境 ( 如操作系统、数据库、 通信机制、中间件等) 和应 遵循的标准等因素的情况下， 形成针对特定系统或领域的软件构架。 构架是系统 实现的蓝图， 在后续开发活动中的作用包括以 下两个方面: 1 规定了 构件接口 和 规约， 有助于构件获取 ( 例如，定制或发现相关的构件) ; 2 为系统集成提供框 架， 有助于符合规定接口的构件集成。 软件采取的模型是整个架构设计的理论基 础， 模式是整个架构得以实现的方法论。以模型为基础，以模式为方法，以相关 技术为手段去构建一个可行、 可靠、 可重用的平台 架构。 基于模型的框架可以定 义为以下五元组: b mf= s o f t w a r e a r c h i t e c t u r e , f r a m e w o r k c o m p o n e n t s , c o n n e c t i o n s , c o n s t r a i n s , 西北 r 业大学硕 卜 学位论文 d e s i g n p a t t e m s ) 其定义如下: 定 义1 . s o f t w a r e a r c h i t e c t u r e 一描 述了 软 件 的 成 分 及 系 统 框 架 、 软 件 成 分 的 选择， 各成分之间的相互作用和系统的功能、 性能、 设计以及多种方案及选项中 进行选择的决策。比 较典型的有管道一过滤器模式、 基于事件的隐式调用模式、 基于消息广播并面向图形用户界面的 c h r i o n模式、分层模式、知识库模式、解 释器模式等，每种模式都有其优点和缺点，适用于不同的应用设计; 定 义2 . f r a m e w o r k c o m p o n e n t s 一实 现了 领 域 共 性， 而 在 框 架 外 部 的 、 由 用 户定制的、待组装的构件称为应用构件 ( a p p l i c a t i o n c o m p o n e n t s )， 它体现了 具 体应用系统的特征，即领域变化性; 定义3 . c o n n e c t i o n s 一实现了构件之间的交互动作和交互规则，是软件体系 结构的基础块， 在系统实现时不一定具有对应的实现单元， 如: 不同设备 ( 子系 统)间相互交流的消息、共享变量、缓冲区、管道、数据库与应用程序间 s q l 连接等; 定义4 . c o n s t r a i n s 一描述框架内部的控制流程、构件和连接器的依赖关系、 构件之间的协作关系以及框架对于扩展的限定等，这些约束往往与领域有关; 定义5 . d e s i g n p a t t e r n s 一 设计模式: 面向 对象设计模式可分为 类模式和对象 模式。 其中类模式处理类和子类之间的关系， 这些关系通过继承而建立， 是静态 的， 并且在编译时刻就已 经确定下来; 而对象模式则用于处理对象间的关系， 这 些关系在运行时刻是可以变化的，更具有动态性。由于构件难以实现继承关系， 因此， 只能使用类似于对象模式的 模式。 这些模式 ( 除了 s i n g l e t o n , f a c a d e , f l y w e ig h t , m e m e n to模式以 外) 都 提 供了 对于 设计中 某 种 变化 性的 解 决 方 案， 可以用于处理构件层次不同类型的变化性: 在 分 布 式 ， 一 * t- q - - lwe干111111。f!|1|j 软件的架构设 计中我们必须 考虑的模型如 下: 远程、 分布 式组件模型、 数 据模型、 业务模 型、安全模型: 这些模型的建 立 也就意味着 软件件是多层、 分布式的。 中间 ao - 图2 -1分层软件体系结构模型图 西北工业大学硕士学位论文 件作为分布体系应用的关键技术， 以 其独特的优势为各种分布式应用的开发注入 了强大动力， 极大地推动了分布式应用系统的发展。 跨平台的基于中间件的分布 式应用，常见的分层软件体系结构模型如图2 -1 所示。 该模型与基于客户/ 服务器的机制不同， 将业务的表现与实现逻辑分开， 这样 更与现实世界的业务处理相同。因为前台的操作人员不需要对业务逻辑进行控 制， 而业务逻辑是由管理人员确定的， 操作人员仅面向人机交互。 其中包括三个 层次: 表示层: 该层为用户提供人机交互界面， 所有的数据录入/ 显示操作都在此 完成。 表示层的数据交互通过业务逻辑层提供的接口 进行访问， 实现了真正意义 上的瘦客户。 业务逻辑层: 该层负责对输入瑜 出的数据按照业务逻辑进行加工处理， 该 层由 构建构成， 它们是独立的功能单元， 实现一定的商业逻辑。 构件是对象概念 的延伸和发展， 通常认为构件的粒度比对象的粒度更大， 在实现上可以是一组协 作的对象集合，典型的构件如 c o r b a构件、d c o m构件、e j b构件等。对象 具有小粒度、 大数量的特点。 相对而言， 构件系统中的构件具有大粒度和小数量 的特点。 数据库服务接口用以实现对后台数据库的无关访问， 为不同的数据库提 供了相同的接口 引擎， 屏蔽了与数据库相关的细节。 也就是说， 当后台数据库发 生了变化， 由于系统是通过数据库服务接口 进行数据库访问， 因而我们的应用程 序不需要做任何变动。 例如， 我们现在的寿险业务平台系统使用的是s q l s e r v e r 大型数据库， 以后随着业务的扩展需求， 我们可能把寿险中财务数据库单列出 来， 放到其他的数据库服务器中， 以降低中心数据库服务器的负载。 这时， 从成本角 度考虑， 我们可能选用其他数据库， 但我们不需要再投资购买应用软件的相应数 据库版本。 数据层: 即实际 意义上的r d b m s . 采用以上的技术， 我们就解决了客户服 务器模式中面临的最严峻问题: 客户 机增多一 数据库连接增多一 服务器不断扩容一 当机。在多层体系中，由于客户 机不是直接访问数据库， 而是通过业务逻辑服务层， 因此我们可通过业务层有效 的实现公用数据库连接。 也就是说，1 0 0 个客户端同时在线， 我们可能到数据库 只有 1 0 个实际连接。 2 . 1 . 1软件构件 构件是一种可复用的软件单元， 是对系统中相对稳定的实体的抽象。 构件具 有以下性质:1 )相对独立性。构件相对独立于其他构件，构件之间的关系是松 散 连接。 2 ) 封装性。 构件封装了内 部设 计 和实 现细节， 外 部只能 通过 接口 访问 西北工业大学硕士学位论文 件作为分布体系应用的关键技术， 以 其独特的优势为各种分布式应用的开发注入 了强大动力， 极大地推动了分布式应用系统的发展。 跨平台的基于中间件的分布 式应用，常见的分层软件体系结构模型如图2 -1 所示。 该模型与基于客户/ 服务器的机制不同， 将业务的表现与实现逻辑分开， 这样 更与现实世界的业务处理相同。因为前台的操作人员不需要对业务逻辑进行控 制， 而业务逻辑是由管理人员确定的， 操作人员仅面向人机交互。 其中包括三个 层次: 表示层: 该层为用户提供人机交互界面， 所有的数据录入/ 显示操作都在此 完成。 表示层的数据交互通过业务逻辑层提供的接口 进行访问， 实现了真正意义 上的瘦客户。 业务逻辑层: 该层负责对输入瑜 出的数据按照业务逻辑进行加工处理， 该 层由 构建构成， 它们是独立的功能单元， 实现一定的商业逻辑。 构件是对象概念 的延伸和发展， 通常认为构件的粒度比对象的粒度更大， 在实现上可以是一组协 作的对象集合，典型的构件如 c o r b a构件、d c o m构件、e j b构件等。对象 具有小粒度、 大数量的特点。 相对而言， 构件系统中的构件具有大粒度和小数量 的特点。 数据库服务接口用以实现对后台数据库的无关访问， 为不同的数据库提 供了相同的接口 引擎， 屏蔽了与数据库相关的细节。 也就是说， 当后台数据库发 生了变化， 由于系统是通过数据库服务接口 进行数据库访问， 因而我们的应用程 序不需要做任何变动。 例如， 我们现在的寿险业务平台系统使用的是s q l s e r v e r 大型数据库， 以后随着业务的扩展需求， 我们可能把寿险中财务数据库单列出 来， 放到其他的数据库服务器中， 以降低中心数据库服务器的负载。 这时， 从成本角 度考虑， 我们可能选用其他数据库， 但我们不需要再投资购买应用软件的相应数 据库版本。 数据层: 即实际 意义上的r d b m s . 采用以上的技术， 我们就解决了客户服 务器模式中面临的最严峻问题: 客户 机增多一 数据库连接增多一 服务器不断扩容一 当机。在多层体系中，由于客户 机不是直接访问数据库， 而是通过业务逻辑服务层， 因此我们可通过业务层有效 的实现公用数据库连接。 也就是说，1 0 0 个客户端同时在线， 我们可能到数据库 只有 1 0 个实际连接。 2 . 1 . 1软件构件 构件是一种可复用的软件单元， 是对系统中相对稳定的实体的抽象。 构件具 有以下性质:1 )相对独立性。构件相对独立于其他构件，构件之间的关系是松 散 连接。 2 ) 封装性。 构件封装了内 部设 计 和实 现细节， 外 部只能 通过 接口 访问 西北工业大学硕士学位论文 构件。 3 ) 可组装性。 构件可以与其他构件组合构成更大的构件。 4 ) 完成一个清 晰、明确的功能。 5 ) 遵循一套接口标准。 6 ) 构件必须为复用者提供关于自 身的 信息。构件的描述有:7 )属性。是指构件可以由外部直接操作的特性，属性值 可读，也可写。8 )功能接口。构件向外输出的可操作方法，也是对构件功能和 活动的一种定义。 9 ) 依赖关系。 指出当该构件被实例化时所依赖的构件或接口， 这是构件完成其功能所必需的部分。 关于构件的描述通常被称为构件的元数据( m e t a - d a t a ) ， 构件必须是可以 浏览 的， 即可以由工具将各个可复用构件的元数据列出来， 使复用者能够了解到关于 构件的必要信息。构件的设计应该遵循以下原则:1 )构件根据子系统或子功能 来划分，使构件与实体相对应。2 )构件粒度不宜过大，实现的功能尽量单一， 以方便复用。3 )接口设计要友好规范，既要满足信息隐藏的要求，还应该符合 互操作的要求，以便使用。4 ) 扩展性和兼容性，因 此设计中的关键是定义构件 应该对外暴露哪些接口以及内部相应的应该实现哪些功能。 对构件进行复用的目的在于使用可获得的构件构造出可运行的应用程序或 者更大的构件。 构件组装过程即是把现有构件加入到一个框架中， 然后将所加入 的构件利用事件进行连接的过程。 对于源码型构件， 相互之间的连接方式相对简 单， 只需首先对源码进行必要的分析， 然后在调用者代码中适当的位置加入对被 调用者的调用语句即可。 采用这种方式， 一旦建立起连接关系后就很难再进行调 整， 因为连接关系信息被编译在目 标码中， 如果要对其进行调整， 必须修改源码， 并重新编译。 分布式构件采用构件接口引用( r e f e re n c e ) 机制来实现构件连接， 解 决了在不改变目 标码的前提下加入连接信息的问题。 这种连接方式幸 ff 灵活， 增强 了动态配置的功能， 使系统可以在运行过程中增加新的构件或替换旧的构件， 并 且不影响系统的正常运行。 2 . 1 . 2软件框架 随着应用领域的发展和完善，某些带有整体应用性的结构被逐步“ 固定” 下 来， 形成了特定的系统结构， 它包括系统的基本构成单元和关系， 这就是框架的 原始形成。 在基于过程的应用程序开发中包括大量相互调用的过程， 这些过程通 常是粗颗粒对象， 因此不能在别的应用程序中重用。 更进一步将这些过程拼装在 一起， 形成一个应用程序所需的逻辑关系被分散到应用程序的各个部分， 不能由 任一函数或过程所把握。 面向对象的应用程序用细粒度的对象取代了粗粒度的过 程， 用方法调用取代了过程调用。 这些对象由于呈现小粒度特征， 可以在别的应 用程序中得到广泛重用。 面向对象技术在实现信息隐藏和数据抽象方面是相当成 功的， 对于可复 用设计 单先包括具体的 类和抽象 类， 其 实 例化方式主 要 通过 子类 西北工业大学硕士学位论文 构件。 3 ) 可组装性。 构件可以与其他构件组合构成更大的构件。 4 ) 完成一个清 晰、明确的功能。 5 ) 遵循一套接口标准。 6 ) 构件必须为复用者提供关于自 身的 信息。构件的描述有:7 )属性。是指构件可以由外部直接操作的特性，属性值 可读，也可写。8 )功能接口。构件向外输出的可操作方法，也是对构件功能和 活动的一种定义。 9 ) 依赖关系。 指出当该构件被实例化时所依赖的构件或接口， 这是构件完成其功能所必需的部分。 关于构件的描述通常被称为构件的元数据( m e t a - d a t a ) ， 构件必须是可以 浏览 的， 即可以由工具将各个可复用构件的元数据列出来， 使复用者能够了解到关于 构件的必要信息。构件的设计应该遵循以下原则:1 )构件根据子系统或子功能 来划分，使构件与实体相对应。2 )构件粒度不宜过大，实现的功能尽量单一， 以方便复用。3 )接口设计要友好规范，既要满足信息隐藏的要求，还应该符合 互操作的要求，以便使用。4 ) 扩展性和兼容性，因 此设计中的关键是定义构件 应该对外暴露哪些接口以及内部相应的应该实现哪些功能。 对构件进行复用的目的在于使用可获得的构件构造出可运行的应用程序或 者更大的构件。 构件组装过程即是把现有构件加入到一个框架中， 然后将所加入 的构件利用事件进行连接的过程。 对于源码型构件， 相互之间的连接方式相对简 单， 只需首先对源码进行必要的分析， 然后在调用者代码中适当的位置加入对被 调用者的调用语句即可。 采用这种方式， 一旦建立起连接关系后就很难再进行调 整， 因为连接关系信息被编译在目 标码中， 如果要对其进行调整， 必须修改源码， 并重新编译。 分布式构件采用构件接口引用( r e f e re n c e ) 机制来实现构件连接， 解 决了在不改变目 标码的前提下加入连接信息的问题。 这种连接方式幸 ff 灵活， 增强 了动态配置的功能， 使系统可以在运行过程中增加新的构件或替换旧的构件， 并 且不影响系统的正常运行。 2 . 1 . 2软件框架 随着应用领域的发展和完善，某些带有整体应用性的结构被逐步“ 固定” 下 来， 形成了特定的系统结构， 它包括系统的基本构成单元和关系， 这就是框架的 原始形成。 在基于过程的应用程序开发中包括大量相互调用的过程， 这些过程通 常是粗颗粒对象， 因此不能在别的应用程序中重用。 更进一步将这些过程拼装在 一起， 形成一个应用程序所需的逻辑关系被分散到应用程序的各个部分， 不能由 任一函数或过程所把握。 面向对象的应用程序用细粒度的对象取代了粗粒度的过 程，