（计算机应用技术专业论文）面向科技管理的数据共享平台研究与实现.pdf

、 r l ， t ad i s s e r t a t i o ns u b m i t t e dt og u a n g d o n g u n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y f o rt h ed e g r e eo fm a s t e ro f e n g i n e e r i n gs c i e n c e t h er e s e a r c ha n di m p l e m e n tf o rt h ed a t as h a r i n g p l a t f o r ma i m e da ts c i e n t i f i ca n dt e c h n o l o g i c a l m a n a g e m e n t c a n d i d a t e ：l i nr u i f e n g s u p e r v i s o r ：v i c ep r o f c h e np i n g h u a m a y2 0 1 0 f a c u l t yo fc o m p u t e r g u a n g d o n gu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y g u a n g z h o u ，g u a n g d o n g ，p r c h i n a ，5 10 0 9 0 07 ，54 唧7iiii-哪y 1 摘要 摘要 开发面向科技管理的数据共享平台，目标是为广东省科技厅众多业务系统提供信 息共享服务，在整合各处室业务数据的基础上，实现各业务系统之间的数据共享，进 而逐步达到业务的互通，避免业务系统的重复建设和数据重复采集，加强已有系统和 数据资源的有效利用，提高部门的工作效率。 s o a ( 面向服务架构) 以服务为核心，基于统一规范的服务接口和服务调度模式， 与特定功能的服务相结合，具有松散耦合、粗粒度、互操作性强等优点。采用s o a 整 合遗留数据和系统，可以最大程度减少模块或者系统之间的耦合，可提高系统的灵活 性和可扩展性，提高模块的可重用性。 论文的研究来源于广东省教育部产学研结合项目面向科技计划管理的分布式 数据共享服务平台。论文以w e bs e r v i c e 封装数据共享服务，以s o a p 服务访问通信基 础，以x m l 作为跨平台数据交换媒介，以j a v a 作为跨平台代码交换技术，通过建立 数据交换机制，使异构系统之间的信息共享成为可能，实现了良好的数据封装、交换 和共享，提供了很好的互操作性。 论文首先介绍了国内外对数据共享平台的研究现状，通过阅读大量相关资料，对 目前较为关注的s o a 架构及其可实现的w e b 服务技术消息中间件( m o n ) 架构 模式、企业应用集成( 跏) 架构模式、企业服务总线( e s b ) 架构模式等进行全面的 分析和比较，由此引入了对s o a 架构模式和w e bs e r v i c e 技术体系的介绍，同时阐述 了s o a 与w e bs e r v i c e 的关系，在此基础上提出“中间件+ x m l + s o a 技术作为平台 的实现方案。 其次，论文介绍了科技厅原业务系统应用现状，指出了各个业务系统之间存在的 问题，并针对这些问题提出了数据共享平台的建设目标，同时结合s o a 的思想，分析 了平台的主要业务流程和功能需求，设计了基于e s b 总线机制的数据共享平台的总体 架构。 再次，论文对科技厅数据共享平台进行分析，针对平台的科技数据，划分了基础 共享数据和各个处室的共享数据，同时参考国际标准、国家标准以及行业标准等，制 定并设计了基于x m l 数据共享平台的数据共享规范和共享接口标准，作为平台数据交 换和共享的通道。 广东工业大学硕士学位论文 最后，结合一个应用例子，给出了数据共享接口的实现和服务描述，阐述了对共 享接口的操作流程，完成数据共享的实现过程。 关键词：科技管理；s o a ；数据共享规范；数据共享接口 a b s t f a c t a b s t r a c t t h ed a t as h a r i n gp l a t f o r ma i ma tt e c h n o l o g i c a lm a n a g e m e n t ，i t se s t a b l i s h i n gp r o v i d e t h e d a t as h a t i n gs e r v i c ef o rt h eb u s i n e s ss y s t e mo fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g yd e p a r t m e n to f g u a n g d o n gp r o v i n c e ，t h a tm a k e st h eb a s i sd a t as h a r eb e t w e e nb u s i n e s ss y s t e m ，k e e pt h e w e l li i l t e h x ) i n m u n i c a t i o ni nt h eb u s i n e s s p r e v e n t t h eo l ds y s t e mf r o m r e p e a t e d l y e s t a b l i s h i n g , a n dt h ed a t af r o mr e p e a t e d l yc o l l e c t i n g , m a k ee f f e c t i v eu s eo f t h eo l ds y s t e m a n dt h ed a t a , a n di m p r o v ew o r ke f f i c i e n c yi nt h ed e p a r t m e n tb yi n t e g r a t i n gt h eb u s i n e s sd a t a b e t w e e nt h ed e p a r t m e n t s t h es e n r i c e o r i e n t e da r c h i t e c t u r e ，s o ab a s eo ns e r v i c e ，w i t ht h eu n i f i e d s e r v i c e i n t e i f a c e s e r v i c ec o n t r o lm o d e ，a n dc o m b i n i n gw i t hs o m es e r v i c e ，w h i c hh a ss p e c i f i c f u n c t i o n s o ap o s s e st h em e r i to fl o o s ec o u p l i n g ，c o a r s e n sa n di n t e r o p e r a b i l i t y w h i l eu s i n g s o at oi n t e g r a t et h er e m a i n i n gd a t aa n ds y s t e m ，i tc a nr e d u c et h ec o u p l i n ga m o n g t h e r o o d u l eo rs y s t e mf a r t h e s t ，e n h a n c et h ef l e x i b i l i t ya n de x p a n d a b i l i t yo ft h es y s t e m ，a n d e n h a n c et h er e u s a b i l i t yf o rt h em o d e t h er e s e a r c hf o rt h i st h e s i sd e r i v ef r o mt h ec o m b i n a t i o no fp r o d u c t i o n ，s t u d ya n d r e s e a r c hp r o j e c t ，t h ed i s t r i b u t e dd a t as h a r i n gp l a t f o r m i n m a n a g e m e n ts c i e n c e a n d t e c h n o l o g yp l a n w h i l eu s i n gw e b s e r v i c ef o rd a t ae n c a p s u l a t i o na n ds h a r i n g ，u s i n gs o a p f o ra c c e s s i n gb a s i ck n o w l e d g eo fc o m m u n i c a t i o n ，u s i n gx m l f o rt h ec r o s s p l a t f o r md a t a s w i t c h i n g , j a v af o rt h ec r o s s p l a t f o r mc o d ei n t e r c h a n g e ，t h a tm a k e t h ed a t as h a r eb e t w e e n h e t e r o g e n e o u ss y s t e mi n t op o s s i b l e ，i tp r o v i d et h ed e s i r e di n t e r o p e r a b i l i t y , b e s i d e s ，d a t a p a c k a g e ，e x c h a n g ea n ds h a r i n gb e c o m e t r u ew h e nb u i l d i n gu pd a t as w i t c h i n gs y s t e m f i r s t l y , t h ea u t h o ri nt h i st h e s i si n t r o d u c e su s t h ed o m e s t i ca n do v e r s e a sr e s e a r c hf o r d a t as h a r i n gp l a t f o r mn o w a d a y s ，h em a k e st h ec o m p r e h e n s i v ea n a l y s e sa n dc o m p a r i s o n si n t h es o af r a m e w o r ka n dt h ei m p l e m e n t a t i o nt e c h n i q u eo fw e bs e r v i c el i k em o n ，e a ia n d e s bb yr e f e r r i n gt ov a s tq u a n t i t i e so fr e l a t i v ei n f o r m a t i o n ，a n ds o a a n dw e bs e r v i c ea r e i n t r o d u c e da f t e rt h a t m e a n w h i l ee x p o u n d st h er e l a t i o n s h i pb e t w e e ns o a a n dw e bs e r v i c e ， p r o p o s e st h ep r o j e c t “m i d d l e w a r e + x m l + s o a f o rp e r f o r m a n c e s e c o n d l y , b a s i c o nt h ea c t u a l i t yo fb u s i n e s ss y s t e mi ns c i e n c ea n dt e c h n o l o g y d e p a r t m e n t ，t h ea u t h o ri n d i c a t e t h ei n a d e q u a t eo ft h e0 l ds y s t e m ，a n dp r o p o s e s t h e c o n s t r u c t i o no b j e c t i v ef o rd a t as h a r i n gp l a t f o r m f i n a l l yb a s eo n t h eb u s i n e s sp r o c e s s ， f u n c t i o n a lr e q u i r e m e n tf o rt h ep l a t f o r m ，a n dt h et h i n k i n go fs o a ，d e v i s e s t h eo v e r a l l i i i 广东工业大学硕士学位论文 f r a m e w o r kf o rd a t as h a r i n gp l a t f o r mb yr e f e rt oe s bb u sm e c h a n i s m t h i r d l y , t h ea n a l y s i sf o rd a t as h a r i n gp l a t f o r mi ns c i e n c ea n dt e c h n o l o g yd e p a r t m e n t o nt e c h n o l o g yd a t aa r eg i v e n ，t h e nt h es h a r e dd a t aa r ed i v i d e di n t ot h eb a s i c a ls h a r i n gd a t a a n dt h eo f f i c e ss h a r i n gd a t a ，m e a n w h i l er e f e rt ot h ed a t as h a r i n gc r i t e r i o na n di n t e r f a c e s t a n d a r di ni n t e r n a t i o n a ls t a n d a r d ，n a t i o n a ls t a n d a r da n dp r o f e s s i o n a ls t a n d a r df o rx m ld a t a s h a r i n gp l a t f o r m ，t h ea u t h o rs e tu pt h ed a t as h a r i n gc r i t e r i o na n dd a t as h a r i n gi n t e r f a c e c r i t e r i o nt h a tb a s eo nx m ld a t as h a r i n gp l a t f o r m f i n a l l y , t h ea u t h o rg i v e st h ei m p l e m e n t a t i o no fd a t as h a r i n gi n t e r f a c ea n dt h ew e b s e w i c ed e s c r i p t i o n ，e x p o u n d st h eo p e r a t i o no ft h es h a r i n gi n t e r f a c e ，a n df i n i s h e s d a t a e x c h a n g ep r o c e s sw i t ho n ea p p l i c a t i o ne x a m p l e k e y w o r d s ：t e c h n o l o g i c a lm a n a g e m e n t ；s o a ；d a t as h a r i n gc r i t e r i o n ；d a t as h a r i n g i n t e r f a c e i v 目录 摘要 目录 目录 c o n t e n t s i i i i i 第一章绪论 v l 1 1 选题背景1 1 2 选题意义2 1 3 国内外研究现状2 1 4 研究目标和内容5 1 5 论文的组织：。j 。：。：5 第二章数据共享技术路线7 2 1 已有的数据共享架构模式7 2 1 1 消息中间件架构模式7 2 1 2 企业应用集成架构模式一8 2 1 3 企业服务总线架构模式9 2 1 4s o a 架构模式9 2 2s o aj ! ；j fw e bs e r v i c e 1 0 2 2 1s o a 不同实现技术的比较。1 0 2 2 2w e bs e r v i c e 的技术体系1 2 2 2 3w e bs e r v i c e 模型1 6 2 3s o a 与w e bs e r v i c e 的关系1 6 2 4 本章小结。1 7 第三章需求分析 1 8 3 1 系统应用现状1 8 3 1 1 部门介绍：1 8 3 1 2 业务系统现状2 0 3 2 平台建设目标2 2 v 广东工业大学硕士学位论文 3 3 业务流程分析2 3 3 3 1 用户登陆流程。2 3 3 3 2 数据共享规范流程2 4 3 3 3 发布和请求服务流程2 5 3 4 功能需求分析2 5 3 4 1 共享规范2 6 3 4 2 共享接口标准2 6 3 5 共享数据2 7 3 5 1 基础数据2 7 3 5 2 处室共享数据3 3 第四章总体设计 3 5 4 1 设计原则。3 5 4 2 平台开发及运行环境3 7 4 2 1 开发环境3 7 4 2 2 服务器配置需求3 7 4 2 3 用户端配置要求。3 7 4 3 平台总体框架3 7 4 3 1 基于e s b 的通信机制3 7 4 3 2 系统体系结构3 9 4 4 系统功能设计4 0 4 4 1 平台支撑系统4 1 4 4 2 数据交换系统4 2 4 4 3 数据维护管理系统4 2 4 4 4 安全保障体系4 5 4 5w e b 服务的封装和使用4 5 4 5 1w e b 服务的封装4 5 4 5 2w e b 服务的注册和调用4 6 第五章详细设计及实现 4 7 5 1 数据共享规范详细设计4 7 5 1 1 数据共享指标的设计4 7 v i 目录 5 1 2 共享数据指标数据结构。4 9 5 1 3 编码实例说明。5 0 5 2 数据共享接口的设计5 1 5 2 1 共享接口的设计。5 1 5 2 2 共享接口的w s d l 描述5 2 5 3 数据共享的实现5 4 5 3 1 数据交互形式5 4 5 3 2 数据共享实现过程5 5 5 3 3 平台应用情况“ 5 4 平台的安全保障体系。6 5 5 4 1 异构系统身份认证6 5 5 4 2 异构系统数据访问控制6 6 5 4 3 数据传输安全6 7 结论。 参考文献 7 0 7 2 7 4 攻读学位期间发表的论文 独创性声明 致谢 v i l 7 5 7 6 广东工业大学硕士学位论文 a b s t r a c t ( c h i n e s e ) c o n t e n t s a b s t r a c t ( e n g l i s h ) i i i l c o n t e n t s ( c h i n e s e ) c o n t e n t s ( e n g l i s h ) c h a p t e r1i n t r o d u c t i o n 川v l 1 1r e s e a r c hb a c k g r o u n d 1 1 2r e s e a r c hs i g n i f i c a n c e 2 1 3t h er e s e a r c hs t a t u s 2 1 4t h er e s e a r c hc o n t e n ta n df e a t u r eo ft h et h e s i s 。5 1 5o r g a n i z a t i o no ft h et h e s i s 5 c h a p t e r2d a t as h a r i n gt e c h n o l o g y 7 2 1e x i s t i n gd a t as h a r i n ga r c h i t e c t u r em o d e l 7 2 1 1m o ma r c h i t e c t u r em o d e l 7 2 1 2e a ia r c h i t e c t u r em o d e l 8 2 1 3e s ba r c h i t e c t u r em o d e l 9 2 1 4s o aa r c h i t e c t u r em o d e l 9 2 2s o aa n dw e bs e r v i c e 1 0 2 2 1c o m p a r i s i o no fd i f f e r e n ts o ai m p l e m e n t a t i o n 1 0 2 2 2w e bs e r v i c et e c h n o l o g ys y s t e m 1 2 2 2 3w e bs e r v i c em o d e l 。1 6 2 3r e l a t i o n s h i po fs o aa n dw e bs e r v i c e 1 6 2 4s u m m a r y 1 7 c h a p t e r3d e m a n da n a l y s i s m 1 8 3 1s t a t u so fe x i s t i n gs y s t e m 1 8 3 1 1d e p a r t m e n ti n t r o d u c t i o n 1 8 3 1 2s t a t u so fb u s i n e s ss y s t e m 2 0 3 2p l a t f o r mg o a l 2 2 3 3a n a l y s i so fb u s i n e s sp r o c e s s 2 3 3 3 1p r o c e s so fu s e rl o g i n 2 3 3 3 2p r o c e s so fd a t as h a r i n gc r i t e r i o n 2 4 l l c o n t e n t s 3 3 3p r o c e s so fs e r v i c ep u b l i s ha n dr e q u e s t 2 5 3 4a n a l y s i so ff u n c t i o n a ld e m a n d 2 5 3 4 1s h a r i n gc r i t e r i o n 2 6 3 4 2s t a n d a r do fs h a r i n gi n t e r f a c e 2 6 3 5s h a r i n gd a t a 2 7 3 5 1b a s i cd a t a 2 7 3 5 2s h a r i n gd a t ao fo f f i c e s 3 3 c h a p t e r 4o v e r a ld e s i g n 一”一一”3 5 4 1d e s i g np r i n c i p l e s 3 5 4 2d e p d e v e l o p m e n ta n do p e r a t i n ge n v i r o n m e n t 3 7 4 2 1d e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t 3 7 4 2 2s e r v e rc o n f i g u r a t i o nr e q u i r e m e n t s 3 7 4 2 3c l i e n tc o n f i g u r a t i o nr e q u i r e m e n t s 3 7 4 3g e n e r a lf r a m e w o r ko ft h ed e p ：3 7 4 3 1c o m m u n i c a t i o nm e c h a n i s mb a s e do ne s b 3 7 4 3 2a r c h i t e c t u r eo ft h ed e p 3 9 4 4s y s t e mf u n c t i o n a ld e s i g n 4 0 4 4 1s u p p o r t i n gs y s t e mo ft h ed e p 4 1 4 4 2d a t ae x c h a n g es y s t e m 4 2 4 4 3d a t am a i n t e n a n c es y s t e m 4 2 4 4 4s e c u r i t ys y s t e m 4 5 4 5p a c k a g ea n dt h eu s eo fw e bs e r v i c e 4 5 4 5 1p a c k a g eo fw e bs e r v i c e 4 5 4 5 2r e g i s t e ra n di n v o k eo fw e bs e r v i c e 4 6 c h a p t e r5d e t a i l e dd e s i g na n di m p l e m e n t a t i o n 4 7 5 1d e t a i l e dd e s i g no fd a t as h a r i n gc r i t e r i o n 4 7 5 1 1d a t as h a r i n gq u o t ad e s i g n 4 7 5 1 2t h es t r u c t u r eo fd a t as h a r i n gq u o t a 4 9 5 1 3e x p l a n a t i o no fc o d i n ge x a m p l e 5 0 5 2d e s i g no fd a t as h a r i n gi n t e r f a c e 5 1 5 2 1d e s i g no fs h a r i n gi n t e r f a c e 5 1 5 2 2w s d l d e s c r i p t i o no fs h a r i n gi n t e r f a c e 5 2 5 3i m p l e m e n t a t i o no fd a t as h a r i n g 5 4 i x 5 3 1d a t ai n t e r a c t i o nf 0 珊5 4 5 3 2i m p l e m e n t a t i o no fd a t as h a r i n g 5 ， 5 3 3s i t u a t i o no fi m p l e m e n t a t i o n 6 4 5 4s e c u r i t ys y s t e mo ft h ep l a t f o r m 6 5 5 4 1a u t h e n t i c a t i o no fh e t e r o g e n e o u ss y s t e m s 6 5 5 4 2d a t aa c c e s sc o n t r o lo fh e t e r o g e n e o u ss y s t e m s - 6 0 5 4 3s e c u r i t yo fd a t at r a n s m i s s i o n o ， c o n c l u s i o n s 。”7 0 r e f e r e n c e s 7 2 p u b l i c a t i o n sd u r i n gt h ep e r i o do fm a s t e r ss t u d y 一。j l 4 p m m e t h e a nd e c l a r a t i o n 7 5 a c k n o w l e d g e m e n t ”n ”“” x 7 6 第一章绪论 1 1 选题背景 第一章绪论 随着信息化进程的推进，我国的电子政务建设已经取得可喜突破和巨大成就。广 东省科技厅信息化水平居国内领先行列。在电子政务专网平台上，各单位建设的应用 系统和业务系统同益增多，对于提高行政效率和公共服务水平，加强了监管能力起到 了一定的成效。科技管理信息化提高了政府管理部门办公效率和管理决策水平，但大 多数单位的业务系统都是根据各自的业务实际情况自主开发，是以某以地区、行业或 某一厂家的操作系统与系统集成技术为基础，缺乏统一的标准和统一的规划，而且由 于部门垄断和行政体制条块分割现象的存在，各部门的数据资源无法共享，业务系统 无法互联互通，形成一个个“信息孤岛 ，造成了数据资源的浪费和重复建设等后果。 数据资源无法共享和数据标准不统一，已成为制约我省电子政务建设纵深发展的“瓶 颈问题【- l 。 根据应用领域的不同，“信息孤岛”会产生各种各样的问题，在科技业务管理方面， 主要表现在： ( 1 ) 各地科技管理部门地域分散，各系统自成体系，系统间互不相通，使数据缺 乏共享，信息不一致，并且系统经常重复建设，造成资源浪费。譬如，各级科技管理 部门都建有自己的专家库，甚至部分非省直部门也建有自己的专家库，如机械工业厅、 劳动厅、人事厅等，同一专家在不同专家库中的资料不一致，甚至出现同一专家在不 同专家库中有不同专长领域的现象。 ( 2 ) 由于系统互不相通，数据缺乏共享，出现同一项目多头申报情况。 ( 3 ) 由于系统互不相通，数据缺乏共享，很难对项目完成情况实施监管，出现同 一申报人同一年度同时承担7 、8 项科研课题的情况，无法保证科研项目的正常进行。 上述问题的症结在于系统互不相通，数据缺乏共享，从而形成彼此隔离的信息孤 岛式的信息系统，严重影响电子政务的正常发展。 因此，开发一个面向科技管理的数据共享平台，使得科技业务信息能够及时共享， 使不同的业务系统在应用上达到更好的统一，从而提高电子政务整体应用水平，是非 常必要而且迫切的。 广东工业大学硕士学位论文 本项目来源于广东省教育部产学研结合项目“面向科技管理的分布式数据共享服 务平台 。 1 2 选题意义 随着全球经济一体化进程的不断深入与企业市场化程度的不断提高，数据共享已 经成为一个世界性的问题，根据i d c 的统计，每年全球花费将近3 0 0 0 亿美金来解决数据 共享问题；g a r t n e r 的统计表明，大企业每年i t 预算的4 0 用于解决数据共享问题；另 外，据c i o 杂志的调查，全球3 3 的c i o 认为数据共享是最重要的问题，9 0 的c i o 认 为数据共享是非常重要的问题1 2 】。 研究并开发面向科技计划管理的数据共享服务平台，意义重大： ( 1 ) 可以减少重复建设，减少投资浪费； ( 2 ) 同一数据在多个部门的多个业务系统中共享，实现科技数据集约化管理，避 免产生多个数据出口、多头上报、数据冗余等问题； ( 3 ) 数据及时整合，可实现对全局数据灵活的多维度分析和多样式展示，满足管 理层监控和决策的需要。 研究开发面向科技计划管理的数据共享平台，实现异构的业务系统之间信息交互， 实现已有业务系统之间数据共享，并为新系统的建立提供指引。同时也给其他企事业 单位、政府部门建设数据共享平台提供参考，意义重大，影响深远。 1 3 国内外研究现状 1 数据共享平台研究趋势 在国内外的数据共享平台研究中，呈现出领域化和专业化的趋势，同时已经出现 了不同领域的数据共享平台，比如气象数据共享平台、地震数据共享平台、地质数据 共享平台等。至今国内外还没有出现如本项目类似的针对科技计划管理的分布式数据 共享服务平台。这是由于业务和数据的复杂性，尤其是数据的急速膨胀，研究并开发 通用的数据共享平台平台难度和投入越来越大，因此，研究并开发专业领域内的数据 共享平台产品逐渐成为一个趋势。 2 典型的产品介绍 在我国，随着政务信息公开透明化，各地政府纷纷着手建立数据共享平台。例如， 2 第一章绪论 广东南海市数据交换平台和一站式服务框架项目，广西南宁市