（计算机应用技术专业论文）基于web+services的cscd在变压器设计中的研究.pdf

华北电力大学硕士学位论文摘要 摘要 本文从c s c d 技术的网络化需求入手，分析w e bs e r v i c e s 概念体系在协同设计 中的作用，将w e bs e r v i c e s 和c s c d 技术应用于变压器结构设计，提出了一种基于 w e bs e r v i c e s 的c s c d 在变压器设计中的应用体系结构。在分析协同设计系统架构 的基础上，对协同设计的关键技术，如协同感知方法、冲突消解算法等进行了研究， 建立了协同设计中支持产品的全域信息模型；同时，对协同设计进行了过程建模。 最后，综合运用w e bs e r v i c e s 和c s c d 相关技术，借助微软公司的n e t 开发平台， 设计实现一个基于w e bs e r v i c e s 的c s c d 在变压器设计中的应用系统。通过实例应 用，验证了本文所提出的协同设计体系结构、协同过程建模、产品全域信息模型、 冲突消解策略等相关理论和技术，具有较高可行性。 关键字：w e bs e r v i c e s ，x m l ，计算机支持的系统工作( c s c w ) ，计算机支持的系 统设计( c s c d ) ，变压器 a b s t r a c t s t a r t i n gw i t ht h en e t w o r k e dr e q u i r e m e n to fc s c dt e c h n o l o g y , a n a l y z i n gt h e f u n c t i o no ft h ec o n c e p ts y s t e mo fw e bs e r v i c e si n c o o p e r a t i v ed e s i g n ，a p p l y i n gt h e t e c h n o l o g yo fw e bs e r v i c e sa n dc s c d o nt r a n s f o r m e rs t r u c t u r ed e s i g n ，w ep r o p o s e da n a p p l i c a t i o ns y s t e ms t r u c t u r eb a s e do nw e bs e r v i c e sa n dc s c di nt r a n s f o r m e rd e s i g n w es t u d i e do nt h ek e yt e c h n i q u e s ，s u c ha sc o o p e r a t i v es e n s a t i o n ，c o n f l i c tr e s o l u t i o n a l t h o r i t h m ，b a s i n go nt h ea n a l y z i n gt h ec o o p e r a t i v ed e s i g ns y s t e ma r c h i t e c t u r e a tt h e s a m et i m e ，w eh a v et h ep r o c e s sm o d e l i n go nc o o p e r a t i v ed e s i g n a tl a s t ，s y n t h e s i z e d u s i n gw e bs e r v i c e sa n dc s c dt e c h n o l o g y , w ed e s i g n e da n dr e a l i z e d ac s c d a p p l i c a t i o ns y s t e mi nt r a n s f o r m e rd e s i g nb a s do nw e bs e r v i c e s ，i nv i r t u r eo ft h e d e v e l o p m e n tp l a t f o r m t h r o u g ht h ea p p l i c a t i o ne x a m p l e ，v e r i f i c a t i o nt h et e c h n o l o i e s p r o p o s e di nt h i sp a p e rs u c ha st h ec o o p e r a t i v ed e s i g na r c h i t e c t u r e ，c o l l a b o r a t i v ep r o c e s s m o d e l i n g ，g l o b a lp r o d u c ti n f o r m a t i o nm o d e l ，c o n f l i c tr e s o l u t i o ns t r a t e g i e s ，a n do t h e r r e l a t e dt h e o r i e sa n dt e c h n o l o g i e sa r em o r ef e a s i b i l i t y y ux i a n g b i n g ( c o m p u t e ra p p l i c a t i o nt e c h n o l o g y ) d i r e c t e db yp r o f w a n gc u i r u k e y w o r d s ：w e bs e r v i c e s ，x m l ，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 ) ， 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 ed e s i g n ( c s c d ) ，t r a n s f o r m e r 华北电力大学硕士学位论文摘要 摘要 本文从c s c d 技术的网络化需求入手，分析w e bs e r v i c e s 概念体系在协同设计 中的作用，将w e bs e r v i c e s 和c s c d 技术应用于变压器结构设计，提出了一种基于 w e bs e r v i c e s 的c s c d 在变压器设计中的应用体系结构。在分析协同设计系统架构 的基础上，对协同设计的关键技术，如协同感知方法、冲突消解算法等进行了研究， 建立了协同设计中支持产品的全域信息模型；同时，对协同设计进行了过程建模。 最后，综合运用w e bs e r v i c e s 和c s c d 相关技术，借助微软公司的n e t 开发平台， 设计实现一个基于w e bs e r v i c e s 的c s c d 在变压器设计中的应用系统。通过实例应 用，验证了本文所提出的协同设计体系结构、协同过程建模、产品全域信息模型、 冲突消解策略等相关理论和技术，具有较高可行性。 关键字：w e bs e r v i c e s ，x m l ，计算机支持的系统工作( c s c w ) ，计算机支持的系 统设计( c s c d ) ，变压器 a b s t r a c t s t a r t i n g w i t ht h en e t w o r k e dr e q u i r e m e n to fc s c dt e c h n o l o g y , a n a l y z i n gt h e f u n c t i o no ft h ec o n c e p ts y s t e mo fw e bs e r v i c e si nc o o p e r a t i v ed e s i g n ，a p p l y i n gt h e t e c h n o l o g yo fw e bs e r v i c e sa n dc s c do nt r a n s f o r m e rs t r u c t u r ed e s i g n ，w ep r o p o s e da n a p p l i c a t i o ns y s t e ms t r u c t u r eb a s e do nw e bs e r v i c e sa n dc s c di nt r a n s f o r m e rd e s i g n w es t u d i e do nt h ek e yt e c h n i q u e s ，s u c ha sc o o p e r a t i v es e n s a t i o n ，c o n f l i c tr e s o l u t i o n a l t h o r i t h m ，b a s i n go nt h ea n a l y z i n gt h ec o o p e r a t i v ed e s i g ns y s t e ma r c h i t e c t u r e a tt h e s a m et i m e ，w eh a v et h ep r o c e s sm o d e l i n go nc o o p e r a t i v ed e s i g n a tl a s t ，s y n t h e s i z e d u s i n gw e bs e r v i c e sa n dc s c dt e c h n o l o g y , w ed e s i g n e d a n dr e a l i z e dac s c d a p p l i c a t i o ns y s t e mi nt r a n s f o r m e rd e s i g nb a s do nw e bs e r v i c e s ，i nv i r t u r eo ft h e d e v e l o p m e n tp l a t f o r m t h r o u g ht h ea p p l i c a t i o ne x a m p l e ，v e r i f i c a t i o nt h et e c h n o l o i e s p r o p o s e di nt h i sp a p e rs u c ha st h ec o o p e r a t i v ed e s i g na r c h i t e c t u r e ，c o l l a b o r a t i v ep r o c e s s m o d e l i n g ，g l o b a lp r o d u c ti n f o r m a t i o nm o d e l ，c o n f l i c tr e s o l u t i o ns t r a t e g i e s ，a n do t h e r r e l a t e dt h e o r i e sa n dt e c h n o l o g i e sa r em o r ef e a s i b i l i t y y ux i a n g b i n g ( c o m p u t e ra p p l i c a t i o nt e c h n o l o g y ) d i r e c t e db yp r o f w a n gc u i r u k e y w o r d s ：w e bs e r v i c e s ，x m l ，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 ) ， 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 ed e s i g n ( c s c d ) ，t r a n s f o r m e r 声明尸明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文基于w e bs e r v i c e s 的c s c d 在变压器 设计中的应用，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究 工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机 构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在 论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保管、 并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手 段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为 目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播 学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 新签名：丑钇 导师签名：垒丝生 日期：发 名 期 签 者作 日 华北电力大学硕七学位论文 1 1 选题背景及意义 第一章绪论 目前，社会根据专业的划分其分工愈来愈细，变压器专业就是社会大分工中的 一种专业。变压器专业又分为电力变压器专业和电子变压器专业，前者是解决电力 输送，而后者是解决电器中的能源、信号传送。可以这么说，只要有电和电器的存 在，就缺少不了变压器这个器件! 因而，从事变压器设计的专业队伍是十分庞大的。 为了将从事变压器设计的工程师们从繁重且重复的设计工作中解放出来，使他们将 精力投入到新产品的研制中去，我们就要研究新的设计技术，以便提高效率，而提 高设计效率的方法之一便是利用计算机支持的协同设计( 计算机支持的协同设 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 v ed e s i g n ) 。 c s c d 是c s c w t 2 量4 3 1 ( 计算机支持协同工作，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 e w o r k ) 的一个重要领域。c s c w 是指群体成员利用计算机技术、多媒体技术和网络 通信技术，在共享环境下的协同工作、交互协商、分工合作，共同完成设计任务。 c s c w 的研究目标是如何利用网络通信、多媒体等技术，使时间不同、空间分散的 不同设计者能够克服时空的阻碍，相互协作，形成一种“面对面 ( f a c et of a c e ) 和w y s i w i s ( w h a ty o us e ei sw h a tis e e ) 的分布式协同设计模式i 】。 c s c d 由异地不同领域的设计者采用群体工作的方式在协同过程中实现信息的 交互、知识的处理、数据格式的转换以及设计过程的交互。应用协同设计能有效地 支持团队跨领域、跨地域的协同合作，极大地提高了产品设计效率，成为研究的热 点。协同设计环境是涉及设计、仿真分析、网络技术、信息技术、人工智能等众多 领域和技术的复杂系统，需要强大的计算、存储、共享和交互能力支持。 开放、简单、健壮的基础平台对于构建协同系统非常重要，而在x m l 基础上 发展起来的w e bs e r v i c e s 是在分布式环境下构建复杂系统的一种新兴技术。它使用 基于x m l 的消息处理作为基本的数据通讯方式，消除使用不同组件模型、操作系 统和编程语言的系统之间存在的差异，使异类系统能够作为计算网络的一部分协同 运行。因此，w e bs e r v i c e s 能为构建协同系统提供简单、灵活、开放的基础平台。 x m l 是一种格式独立、与平台和应用程序无关的可扩展标签语言，它不但适合存 储结构化数据，而且能够针对不同行业不同领域的特点定义标签，制定记录行业或 专业数据的标准，这些标准被称为x m l 词汇，只要行业或专业领域内所有应用程 序都理解并支持所定义的x m l 词汇，就可以实现不同系统之间的数据共享与互操 作。w e bs e r v i c e s 使用基于x m l 的消息处理作为基本的接口描述和数据通信方式， 华北电力大学硕士学位论文 采用w 3 c 组织制定的开放性标准和规范，对服务的实现与使用进行高度的抽象， 以消除由于使用不同组件模型、操作系统和编程语言所产生的系统差异，为实现数 据和系统的互操作性提供了新的解决方案。因此，本文尝试提出一种基于w e b s e r v i c e s 的协同设计系统，并对系统中涉及到的其它关键技术进行研究。 变压器模块化、图形化、参数化，跨区域、跨领域的异地设计方式需要反复修 改和协同以获得满足用户需求的最优设计方案。在这种形势下，变压器协同设计模 式及其支持平台的重要作用就不言而喻。而基于w e bs e r v i c e s 的c s c d 技术为变压 器的协同设计提供了一个良好的异地协同环境，支持同步和异步协同两种工作方 式，解决了变压器协同设计中的一些问题，丰富了变压器协同设计的方法，具有一 定的理论和应用价值。 1 2 国内外研究现状 在国内，西安交大建立了国内第一个支持产品合作设计的网站，它主要提供设 计知识的获取哺1 。清华大学的计算机网络与协同工作研究实验室研制的协同设计支 撑系统原型c o d e s i g n 心引，它提供了一个多媒体用户界面，包括一个供所有设计人员 共享的虚拟绘图板、实时视频、音频以及基于文本或语音的消息传送等服务。 c o d e s i g n 还引入了一个集中式的协同服务器及一些分布式的代理。其实验室还研 制开发了基于w w w 的工作流管理系统w o w w w ! ，使用户可以通过本系统将各种 分布式的信息资源有效地集成、协调起来。w o w w w ! 提出并实现了一种“条件化有 向图 的工作流模型协 1 。 浙江大学计算机辅助设计与图形学国家重点实验室分析当前协同设计系统，提 出了基于w e bs e r v i c e s 的分布式协同c a d 系统，将特征作为协同设计的元素。该 系统用x m l 进行客户端与服务器端的交互，这样，查询、语义索引可以用x m l 表示方法有效的实现，它使产品模型在多个用户中易于管理、共享和复用。另外用 x m l 表示相关的协议，系统具有延展性和平台独立性的优点，有效的支持了分布 式环境的协同设计【9 1 0 】。 此外，西北工业大学，上海交通大学，武汉理工大学、四川大学等在协同设计 的理论及实现方面也做了许多研究工作。 在国外，自八十年代开始，围绕着计算机支持的协同设计，国外众多科研机构 开展了大量的研究工作，在协同设计的领域也有一定的研究【7 8 1 。 德国f r a u n h o f e r 图形研究所在1 9 9 4 年开发的分布式c a d 系统“d i s t r i b u t i o n s k e t c h p a d 利用了c s c w 思想，在一定程度上支持多个合作者的协同设计。 韩国国家大学工业工程系开发的3 d s y n 系统可以使分布在不同地方的设计人 2 华北电力大学硕士学位论文 员通过i n t e m e t 浏览同一个3 d 模型视图来进行协同设计、实时模型处理和交互活 动f 9 m l 。这个系统采用了a p p l e t s e r v e r 结构，通过这个结构用户可通过w e b 主页与 系统相连。通过用户的请求，a p p l e t 从s e r v e r 端下载到客户端并在客户端执行，并 且a p p l e t 可以和s e r v e r 通过交互信息进行通信。 澳大利亚的s o u t ha u s t r a l i a 大学高级制造开发中心开发的c o c a d c a m 系统采 用了面向连接的连接操作，使分布在不同地方的c a d c a m 用户可以通过可靠的网 络通信对c a d c a m 几何数据进行处理【l i 】。 美国u i u c ( 伊利诺斯大学香槟分校) 的工程院的i s r l ( 信息系统实验室) 研 究的i s a a c t l 2 】( 集成的同步与异步协同框架) 着重考虑在决策、科学、工程和教育 领域的实时决策中的计算机辅助协作，使其更有效，更自然，可以对用户的多模式 通信进行有效的响应。它的共享机制是共享设计者选择的事件的状态及其封装的对 象，即协同的用户是共享同一状态但不一定会有相同的显示。 德国的d a r m s t a d t 和r o s t o c k 计算机图形中心( z g d v ) 研制的c o o p e r a t i v e a u t o c a d t d - 1 4 插件可无缝接入a u t o c a dr 1 4 ，可为每个c a d 用户通过消息交换服 务进行两个或更多的连接。它可以使本地分散的设计组通过i n t e m e t 或i n t r a n e t 同步的生成、讨论和操作他们的2 d 或3 d 模型。 瑞士的s t g a l l e n 应用科技大学将c l a s sc a d ，k o o p e r a t i v e sa u t o c a d ， n e t m e e t i n g ，p i c t u r e t e l ，c o r b a 技术综合在一起，建立一个支持协同构造设计的原 型，着重致力于同步c s c w 系统的可行性研究。该系统特别考虑了不同的c a d 系 统，信息内容可以在不同的c a d 系统中演示。 美国g e o r g i a 大学大规模分布信息系统( l s d i s ) 实验室研制的工作流系统 m e t e o r ( t h em a n a g i n ge n d - t o e n do p e r a t i o n s ) 是一个支持多范型的工作流管理 系统，即该系统能够支持分布异构环境下的企业内和企业间的各种工作流。该系统 采用了完全分布的体系结构，在系统中设计并实现了分布调度模块完成工作流任务 的最优调度 1 5 - 1 7 1 。 1 3 本文的研究内容 在前面的研究现状中，通过研究分析几种主要的协同设计体系的优缺点，可以 看到，随着w e bs e r v i c e s 技术和协同技术的不断发展，w e bs e r v i c e s 能为构建协同 系统提供更简单、灵活、开放的基础平台。本文根据当前变压器设计对协同设计的 迫切需求，针对变压器设计的特点和w e bs e r v i c e s 技术对变压器协同设计环境的作 用，对以下内容进行了研究和探讨： ( 1 ) 从c s c d 技术的网络化需求入手，分析w e bs e r v i c e s 概念体系在协同设 3 华北电力大学硕十学位论文 计中的作用，将w e bs e r v i c e s 和c s c d 技术应用于变压器设计，提出了一种基于 w e bs e r v i c e s 的c s c d 在变压器设计中的应用体系结构。 ( 2 ) 在分析系统架构的基础上，对协同设计的关键技术协同感知方法、并发 控制策略和冲突消解算法进行研究。 ( 3 ) 对协同设计中支持产品的全域信息模型进行研究。 ( 4 ) 对基于w e bs e r v i c e s 的c s c d 系统的设计与实现，将前面的研究讨论付 诸于实践，综合运用w e bs e r v i c e s 和c s c d 技术，借助微软公司的n e t 开发平台， 设计实现一个基于w e bs e r v i c e s 的c s c d 在变压器设计中的应用系统，通过该应用 系统验证本论文所提出的协同设计体系结构等相关技术。 4 华北电力大学硕+ 学位论文 第二章w e bs e r v ic e $ 和c s c d 关键技术 2 1w e bs e r v i c e s 的概念 简单来说，w e bs e r v i c e s 4 9 , 5 2 就是一个向外界暴露出的能够通过i n t e r n e t 进行调 用的a p i 或者说应用程序。 w e bs e r v i c e s 是一种部署于w e b 上的对象，它们具有对象技术所承诺的所有优 点，同时w 曲s e r v i c e s 建立在以x m l 为主的、开放的w ，e b 规范技术基础上，因此 具有比任何现有的对象技术更好的开放性，是建立可互操作的分布式应用程序的新 平台。 对于外部的使用者而言，w e bs e r v i c e s 实际上是一种部署在w e b 上的对象或者 组件，它们具备以下特征：良好的封装性、松散耦合、使用标准协议规范和高度可 集成能力。 2 2w e bs e r v i c e s 的特点 ( 1 ) w e bs e r v i c e s 是自描述的。 服务里面包含了可读性文档，其他开发人员可以方便的集成你的服务。 ( 2 ) w e bs e r v i c e s 是可查找的。 存在一个比较简单的机制来发布服务并让感兴趣的人员发现服务和定位服务。 ( 3 ) w e bs e r v i c e s 是可以互操作的。 w e bs e r v i c e s 通过s o a p 实现相互间的访问，w e bs e r v i c e s 可以与其它的w e b s e r v i c e s 进行交互，避免了不同协议之间的相互转换。w e bs e r v i c e s 可以用任何语 言编写，因此开发者不需要改变开发环境就能开发w e bs e r v i c e s ，同时，也可以方 便的使用已有的w e bs e r v i c e s ，而不必考虑w e bs e r v i c e s 的实现语言及其运行环境。 ( 4 ) w e bs e r v i c e s 具有普遍性。 w e b 服务使用h t t p 和x m l 进行通信，任何支持这些技术的设备都可以拥有 和访问w e bs e r v i c e s 。w e bs e r v i c e s 不仅在网络上出现，而且将在电话、汽车、家 用电器等设备中出现。 ( 5 ) w e bs e r v i c e s 具有良好的封装性。 w e bs e r v i c e s 是部署在网络上的对象，具备对象组件自然具有的良好封装性。 对于使用者而言，他能看到该对象提供的功能列表和调用规范。 s f6 ) w e bs e r v i c e s 使用杯准协议。 州比较一般对象而占，w e bs e r v i c e s 的接【j 更加删范，并上l 易于理解，返卡要 得益rw s d l ( w e bs e r v i c e sd e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) ，u d d i ( u n i v e r s a ld e s c r i p t i o n ， d i s c o v e r ya n di n t e g r a t i o n ) 等规范。 ( 7 ) w e bs e r v i c e s 具有【集成能力。 山f w e bs e r v i c e s 采取简单的、易理解的标准w e b 坼议作为组件界而描述和坼 同描述规范，完全屏敲了不同软件平台的差异，无论是c o r b a 还是d c o m 都可 以通过这一标准协议进行互操作，实现了在当| j i 环境下最高的可集成性。 23w e bs e r v i c e s 相关协议与技术 剀2 1w e bs e r v i c e s 服务体系的协议规范 w e bs e r v i c e s 甲台丰要采用的四个技术( 如图2 一1 ) ： ( 1 ) 可扩展标记语言x m l 和x s d 可扩展的标已语言( x m l ) 是w e bs e r v i c e s 平台中表示数据的基本格式。除了 易于建立和易于分析外，x m l 主要的优点在于它既是平台无关的，又是厂商无关 的。无关性比技术优越性更重要。 x m l 解决了数据表示的问题，x m ls c h e m a ( x s d ) 定义了一套标准的数据类 型，并给出了- - r e 语占来扩展这套数据类型。w e bs e r v i c e s 平台就足用x s d 束作 为其数据类型系统的。当用某种语言( 如v b n e t 或c # ) 来构造一个w e bs e r v i c e s 时，为了符合w e bs e r v i c e s 标准，所有使用的数据类型都必须转换为x s d 类型。 ( 2 ) 简单对象访问挤议s o a p ( s i m p l e o b j e c t a c c e s sp r o t o c 0 1 ) w e bs e r v i c e s 建好以后，其他人就会去调片j 它。简单对象访问协议( s o a p ) 提 供了标准的远程过程调用( r p c ) 方法来调用w e bs e r v i c e s 。s o a p 规范定义了 s o a p 消息的格式，以及怎样通过h t t p 协议来使用s o a p 。s o a p 也是基于x m l 6 华北电力大学硕士学位论文 和x s d 的，x m l 是s o a p 的数据编码方式。客户端和服务端之间的方法调用请求 和结果返回值都放在这些消息里。 ( 3 ) w e bs e r v i c e s 描述语言w s d l ( w e bs e r v i c e sd e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) 你会怎样向别人介绍你的w e bs e r v i c e s 有什么功能，以及每个函数调用时的参 数呢? 你可能会自己写一套文档，或者口头上告诉对方如何使用你的w e bs e r v i c e s 。 这些非正式的方法存在一个严重的问题：当程序员坐到电脑前，想要使用你的w e b s e r v i c e s 的时候，他们的工具( 如v i s u a ls t u d i o ) 无法给他们提供任何帮助，因为 这些工具根本就不了解你的w e bs e r v i c e s ，这个时候就需要w s d l 。 w s d l 是用于描述服务端所提供的x m l 格式的w e b 服务的语言。w s d l 文件 里，描述了服务端提供的服务，提供的调用方法，以及调用时所要遵循的格式，比 如调用参数和返回值的格式等等。w s d l 很像c o m 编程里的i d l ( i n t e r f a c e d e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) ，是服务器与客户端之间的契约，双方必须按契约严格行事 才能实现功能。 ( 4 ) w e bs e r v i c e s 注册规范( u d d i ，u n i v e r s a ld e s c r i p t i o n ，d i s c o v e r ya n d i n t e g r a t i o n ) u d d i 提供了在w e b 上描述并发现商业服务的框架，是面向w e bs e r v i c e s 的信 息注册中心的实现标准和规范。u d d i 通过服务注册，以及使用s o a p 访问这些注 册信息的约定来实现上述目标。 u d d i 的核心组件是u d d i 商业注册，它使用x m l 文档来描述企业及其提供 的w e bs e r v i c e s 。从概念上说，u d d i 商业注册信息内容分为自页信息、黄页信息 和绿页信息。白页中存放企业的地址、联系方式、企业身份识别等企业信息；黄页 中存放基于标准分类的行业类别信息；绿页中存放w e bs e r v i c e s 的技术信息。 u d d i 也提供了应用程序编程接口( a p i ) ，提供描述各种w e bs e r v i c e s 的简 单框架。u d d i 程序a p i 规范分为两个逻辑部分：查询a p i 和发布a p i 。查询a p i ( 以f i n dx x x 命名) 用来快速定位候选的商业实体、w e bs e r v i c e s 以及调用规范 和相关信息细节。发布a p l 分为保存a p i ( s a v ex x ) 和删除a p i ( d e l e t ex x ) 。 2 4w e bs e r v i c e s 体系结构和工作原理 图2 2 展示了w e bs e r v i c e s 体系结构 t 6 - 1 7 l ，从图中可以看出，在w e bs e r v i c e s 体系结构中共有3 种角色：服务提供者、服务请求者和服务注册代理。w e bs e r v i c e s 提供者就是w e bs e r v i c e s 的拥有者，它为其他服务和用户提供服务功能，服务提供 者在实现服务之后可以发布服务，并且响应对其服务的调用请求。w e bs e r v i c e s 请 7 华北电力大学硕士学位论文 求者就是w e bs e r v i c e s 提供者发送请求以获得服务。w e b 服务注册代理的作用是把 服务请求者与合适的服务提供者绑定在一起。 图2 2w e bs e r v i c e s 体系结构 w e bs e r v i c e s 注册代理能够注册已经发布的服务提供者以及所提供的服务，并 且提供服务的检索。服务提供者、服务请求者和服务注册代理这3 个角色是根据逻 辑关系划分的，在实际应用中，角色可能会出现交叉或互换。比如，某个w e bs e r v i c e s 既可以是某类w e bs e r v i c e s 提供者，也可以是另外的w e bs e r v i c e s 的请求者【1 9 】。 组成w e bs e r v i c e s 完整体系的组件必须具有上述一种或几种角色。这些不同的 角色之间通过发布( p u b l i s h ) 、查找( f i n d ) 和绑定( b i n d ) 3 种操作提供完整的 w e bs e r v i c e s 功能。“发布 是为了让用户或其他用户知道所提供的w e bs e r v i c e s 相关信息；“查找 是为了找到合适的w e bs e r v i c e s ：“绑定 是在服务提供者与服 务请求者之间建立联系，具体来说： 发布操作：服务提供者可以通过发布操作向服务注册代理注册自己的功能和访 问接口； 查找操作：服务请求者可以通过查找操作向服务注册代理查找特定的服务； 绑定操作：服务请求者可以通过绑定操作实际使用服务提供者所提供的服务。 为了支持结构中的3 种操作，w e bs e r v i c e s 体系结构需要对服务接口和实现细 节进行描述，这就是服务描述。服务描述包括数据结构、操作、绑定信息和网络位 置等信息。另外，服务描述中还包括分类和其他的元数据，这些信息用来实现服务 请求者的检索和服务调用。服务描述位于服务提供者和服务注册代理中。 服务描述的具体内容： 华北电力大学硕士学位论文 ( 1 ) 服务描述应声明服务提供者的语义特征。根据其特征，服务注册代理将 服务提供者进行分类，以提供特定服务的查找；服务请求者根据这些特征来匹配那 些满足要求的业务提供者。 ( 2 ) 服务描述应声明接口特征，以提供对特定服务的访问。 ( 3 ) 服务描述还应声明各种非功能特征，如安全要求、事务要求、服务使用 价格等。w e bs e r v i c e s 中的服务描述和服务实现是分离的，这使得服务请求者在服 务提供者的具体实现处于开发、部署或执行的各阶段时就可以和其进行绑定。w e b s e r v i c e s 体系架构说明了各元素实例化和操作实现的方式。不同角色( 服务提供者、 服务请求者和服务注册代理) 借助不同的操作( 服务描述、服务) 进行不同操作( 发 布、查找、绑定) 来实现w e bs e r v i c e s 1 9 j 。 2 。5w e bs e r v i c e s 的开发生命周期 w e bs e r v i c e s 开发生命周期包括设计、 务提供者和服务请求者每一个角色的要求。 ( 1 ) 构建 部署以及在运行时对服务注册中心、服 开发生命周期有以下四个阶段： 生命周期的构建阶段包括开发和测试服务实现、定义服务接口描述和定义w e b s e r v i c e s 实现描述。可以通过创建新的w e bs e r v i c e s 、把现有的应用程序封装成w e b s e r v i c e s ，以及其它w e bs e r v i c e s 和应用程序组成新的w e bs e r v i c e s 来提供w e b s e r v i c e s 的实现。 ( 2 ) 部署 部署阶段包括向服务注册中心发布服务接口和服务实现的定义，以及把w e b s e r v i c e s 的可执行文件部署到执行环境中。 ( 3 ) 运行 在运行阶段可以调用w e bs e r v i c e s 。w 曲s e r v i c e s 完全被部署后，他们是可操 作的并且服务提供者可以通过网络访问的服务，服务请求者可以通过服务注册中心 进行查找、发现w e bs e r v i c e s ，并根据规范实现绑定、调用操作。 ( 4 ) 管理 管理阶段包括持续的管理和经营w e bs e r v i c e s 应用程序。比如，要解决安全性、 可用性、性能、服务质量和调用流程。 创建w e bs e r v i c e s 的过程与创建其他任何类型的应用程序过程别无二致。事实 上，它是“设计与实现 部署与发布 发现与调用的一个周期，如图2 3 所示： 9 华北电力大学硕士学位论文 图2 3w e bs e r v i c e s 开发生命周期 2 6w e bs e r v i c e s 开发平台 服务器应用程序( w e b 服务供应商) 可以用任何n e t 编程语言，比如c 撑、 v b n e t 或者c + + 。 w e b 服务部署在n e t 平台上。 客户应用程序( w e b 服务用户) 可以用微软的x m l 解析器m s x m l 或者 a s p n e t 实现w e b 服务侦听器，以方法调用的方式调用w e b 服务。n e t 实现w e b s e r v i c e s 的方式是通过a s p n e t 。它封装了很多的细节，使开发人员开发w e b s e r v i c e s 很方便。本文采用c 撑语言在m i c r o s o f t n e t 平台实现w e bs e r v i c e s 的开发。 2 6 1c # 编程语言简介 c 撑是一种面向对象的编程语言，它将作为v i s u a ls t u d i o 中的一部分推出。c 撑 是由c 和c + + 派生而来的一种“简单、流行、面向对象、类型安全 的程序设计语 言，这是让c 和c + + 程设人员容易上手的程序语言。c 群既保持了c + + 中熟悉的语 法，并且还包含了大量的高效代码和面向对象特性。c 群语言将在保持c c + + 灵活性 的基础上为程序员带来更高效的r a d ( r a p i da p p l i c a t i o nd e v e l o p ) 开发方式，它 不仅能用于w e b 服务程序的开发，并且还能开发强大的系统级程序。 对c 样开发人员来说，这表示即使c 群是一种新的程序语言，它仍然可以完整存 取过去使用的v i s u a lb a s i c n e t 和v i s u a lc + + n e t 等工具所用到的丰富类别库。 c 撑本身并不包含类别库。如上述所定义的，核心c j i 语言与c 和c + + 在其指针的省 略、数据类型方面有显着的不同。c # 改为提供参考，并且能够建立由记忆体回收形 成所管理的对象。这项设计将伴随其它功能使c 样语言的安全性远远凌驾c 或c + + 之上。在核心c 撑语言中，完全不可能有未初始化的变量、指针或对数组索引其界 1 0 华北电力大学硕+ 学位论文 限外的表达式。从而消除了令c 和c + + 程序员头痛的所有易错种类。c 撑将是完全 依靠w i n d o w s 的最完美的产物。那些困绕j a v as d k ，m f c 和s e t 的数据库已成为 过去。你想放入c 撑的任何东西( 无论何种语言) ，只要在w i n d o w s 的n e t 子系统 下建立和包装的都可以使用w i n d o w s 的运行库。c 撑还凭借以下功能，为您提供生 成持久系统级组件的能力： ( 1 ) 对集成现有代码提供完全c o m 平台支持。 ( 2 ) 通过提供垃圾回收和类型安全实现可靠性。 ( 3 ) 通过提供内部代码信任机制保证安全性。 ( 4 ) 完全支持可扩展元数据概念。 2 6 2 n e t 程序开发环境 v i s u a ls t u d i o n e t 是一套完整的开发工具，在v i s u a ls t u d i o n e t 套件中，c 撑称 为v i s u a lc 撑。v i s u a lc 拌的支援包括项目模板、设计工具、属性页、程序代码精灵和 对象模型，以及开发环境的一些其它功能。v i s u a lc 撑程序设计的链接库是n e t f r a m e w o r k 。v i s u a lc 撑n e t 是m i c r o s o f t 的c 群开发工具。v i s u a ls t u d i o n e t 用于生 成a s pw e b 应用程序、x m lw e b 服务、桌面应用程序和移动应用程序。v i s u a l b a s i c n e t 、v i s u a lc + + n e t 、v i s u a lc 撑n e t 和v i s u a lj 撑n e t 全都使用相同的集 成开发环境( i d e ) ，该环境允许它们共享工具并有助于创建混合语言解决方案。另 外，这