（计算机软件与理论专业论文）供电企业标准化作业流程的研究与实现.pdf

供电企业标准化作业流程的研究与实现 学科：计算机理论与软件 研究生签字： 指导教师签字 摘要 随着计算机技术和通信技术的迅速发展，传统的工作方式也发生着改变，远程办公正 受到人们的普遍关注。远程办公为企业的发展创建了广阔自由的环境，提供了丰富的资源， 拓延了办公时空的维度。目前国内的电力企业已经意识到开展电力标准化工作是推进电力 事业的发展，加快电力现代化进程和促进电力可持续发展的不可缺少的重要手段和措施。 并且，对现场作业的标准化研究是当今世界电力企业的一种潮流，也是电力企业精细化管 理进一步深化的客观要求。因此，各供电公司也都急需一套适合各个电力企业需要的标准 化作业系统。 本文在对国内外研究现状分析的基础上，提出采用n e t 组件技术和基于三层 b r o w s e r s e r v e r 模式来设计供电企业网上办公系统。这样，所有的系统升级、更新均主 要在服务器端完成，从而减少系统升级、维护和更新的工作量。采用n e t 组件技术，可 以提高开发效率和重用性，并且可以灵活地不断提高供电企业网上办公系统的功能。 本文主要研究的是采用n e t 组件技术设计供电企业网上办公系统，实现利用现有的 计算机和网络资源组织无纸化网络办公，取代传统纸上办公。本文综合采用面向组件和面 向对象方法对系统进行需求分析、设计和构建系统模型，在子流程控制中研究并提出了一 种改进的共享模型，并采用工作流技术实现了该模型。 本文成功地实现了一个全新架构的、性能优越的在线电力企业网上办公系统，在系统 的设计与开发中所采用的一些组件技术和方法具有很强的通用性，可以灵活地不断扩展电 力企业网上办公系统的功能。 关键词：三层结构；组件；电企业网上办公系统；n e t ：工作流 s t u d ya n di m p l e m e n to fs t a n d a r d i z a t i o nf l o w f o rp o w e r s u p p l ye n t e r p r i s e s d i s c i p l i n e ：c o m p u t e rt h e o r ya n ds o f t w a r e a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fc o m p u t e rt e c h n o l o g ya n dc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y , t r a d i t i o n a lw o r k i n gm e t h o d sa l s oa r ec h a n g e d ；t e l e c o m m u t i n gi su n d e rp e o p l e sa t t e n t i o n t e l e c o m m u t i n gc r e a t e sab r o a da n df r e ee n v i r o n m e n tf o rt h ed e v e l o p m e n to ft h ee n t e r p r i s e s ， a n dp r o v i d e st h er i c hr e s o u r c e s ，e x p a n d st h es p a t i o t e m p o r a ld i m e n s i o n a l i t yo ft h ew o r k i n g a t p r e s e n t ，t h ed o m e s t i cp o w e re n t e r p r i s e sh a v ek n o w n t h a tt h ed e v e l o p m e n to ft h es t a n d a r d i z a t i o n w o r ki ne l e c t r i cp o w e ri n d u s t r yi st h ei n d i s p e n s a b l em e a s u r e m e n t ，w h i c hw i l la d v a n c et h e d e v e l o p m e n to fe l e c t r i cp o w e re n t e r p r i s e s ，q u i c k e nt h ep r o c e d u r eo ft h em o d e r n i z a t i o no ft h e e l e c t r i cp o w e ri n d u s t r y , a n dp r o m p tt h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to ft h ee l e c t r i cp o w e r i n d u s t r y a l s o ，t h em o d e r n i z a t i o ns t u d yf o rf i e l dw o r ki sat i d ei nt h ec u r r e n te l e c t r i cp o w e re n t e r p r i s e s ， w h i c ha l s oi st h eo b j e c t i v er e q u i r e m e n tf o rf u r t h e rd e e p e n i n gf i n em a n a g e m e n to fe l e c t r i c p o w e re n t e r p r i s e s s o ，t h ep o w e rs u p p l yc o m p a n i e sa l ln e e das t a n d a r d i z a t i o no p e r a t i o ns y s t e m s u i tf o rt h ee l e c t r i cp o w e re n t e r p r i s e su r g e n t l y b a s e do nt h er e s e a r c hs t a t u sa n a l y s i so ft h ed o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a l ，i nt h ep a p e r , t h e o n l i n eo f f i c es y s t e mf o rp o w e rs u p p l ye n t e r p r i s e si s p r o p o s e dt od e s i g nb ya d o p t i n g n e t c o m p o n e n tt e c h n o l o g ya n db a s e do nt h et h r e e l a y e rb r o w s e r s e r v e rm o d e li nt h i sw a y , a l lt h e s y s t e mu p g r a d e sa n du p d a t e sa r ec o m p l e t e db yt h es e r v e rm a i n l y , s ot h eq u a n t i t yo ft h es y s t e m u p g r a d e s ，m a i n t e n a n c e sa n du p d a t e sw i l lb ed e c r e a s e d a d o p t i n g n e tc o m p o n e n tt e c h n o l o g y m a yi m p r o v et h ee f f i c i e n c ya n dr e u s a b i l i t yo ft h ed e v e l o p m e n t ，a n de n h a n c et h ef u n c t i o no ft h e o n l i n eo f f i c es y s t e mf o rt h ep o w e r s u p p l ye n t e r p r i s e sf l e x i b l ya n dc o n s t a n t l y i nt h e p a p e r , t h eo n l i n eo f f i c es y s t e mf o rp o w e rs u p p l ye n t e r p r i s e si sd e s i g n e db y a d o p t i n g n e tc o m p o n e n tt e c h n o l o g y , t h en o n - p a p e rn e t w o r ko f f i c ei sr e a l i z e db yt h ee x i s t i n g c o m p u t e r sa n dn e t w o r kr e s o u r c e s ，a n dt h e r e f o r e ，t h et r a d i t i o n a lo n - p a p e ro f f i c ei sr e p l a c e d t h e p a p e ra d o p t sc o m p o n e n t - o r i e n t e da n do b j e c t - o r i e n t e dm e t h o d ss y n t h e t i c a l l yf o rs y s t e m r e q u i r e m e n ta n a l y s i sa n ds y s t e mm o d e ld e s i g na n dc o n s t r u c t i o n am o d i f i e ds h a r em o d e li s s t u d i e da n dp r o p o s e dd u n n gt h es u b - p r o c e s sc o n t r o l ，w h i c hi s i m p l e m e n t e db ya d o p t i n g w o r k f l o wt e c h n o l o g y i nt h i sp a p e r , a l lo n l i n eo f f i c es y s t e mw i t hn e wa r c h i t e c t u r ea n dp r e d o m i n a n tp e r f o r m a n c e f o re l e c t r i cp o w e re n t e r p r i s e si si m p l e m e n t e ds u c c e s s f u l l y ；s o m ec o m p o n e n tt e c h n o l o g i e sa n d m e t h o d sa d o p t e dd u r i n gt h es y s t e md e s i g na n dd e v e l o p m e n th a v es t r o n gg e n e r a l i t y , s ot h e f u n c t i o no ft h eo n l i n eo f f i c es y s t e mf o re l e c t r i cp o w e re n t e r p r i s e sm a yb ee x p a n d e df l e x i b l ya n d c o n s t a n f l y k e yw o r d s ：t h r e e - l a y e rs t r u c t u r e ；c o m p o n e n t s ；o n l i n eo f f i c es y s t e mf o re l e c t r i cp o w e r e n t e r p r i s e s ；n e t ；w o r kf l o w 学位论文知识产权声明 本人完全了解西安工业大学有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读 学位期间学位论文工作的知识产权属于西安工业大学。本人保证毕业离校后，使 用学位论文工作成果或用学位论文工作成果发表论文时署名单位仍然为西安工 业大学。学校有权保留送( 提) 交的学位论文，并对学位论文进行二次文献加工 供其他读者查阅和借阅；学校可以在网络上公布学位论文的全部或部分内容，可 以采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 学位论 指导教 日期： 学位论文独创性声明 学位论文独创性声明 秉承学校严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师 指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的成果，不包含本人已申请学位或他人 已申请学位或其他用途使用过的成果。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致谢。 学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 学位 指导 日期： 1 绪论 1 1 研究背景 1 绪论 电力企业标准化作业是国家电网公司汲取先进安全生产管理理念，构建安全生产长效 机制的一项重要举措，其目的是通过规范作业程序和作业人员行为，杜绝现场作业的随意 性和盲目性。为了确保作业过程的安全性和提高作业质量，实现对现场作业安全、质量的 “可控 和“在控，将安全生产责任制真正细化和落实到每项作业和每一个作业人员， 体现安全生产管理由“事后分析”的被动管理模式向“事前管理 和“过程控制 为中心 的主动管理模式的转变。 电力企业标准化作业工作流程是供电企业规范化管理工作的进一步深化和提高，它以 规范化管理为基础，以规范、统一供电企业的各项专业工作执行和实施过程为重点，更好 地解决供电企业工作中存在的目标不明确、过程不清晰、操作随意等问题，实现供电企业 管理、生产、营业、服务工作的标准化、制度化。供电企业标准化流程在供电企业的实施 可以使供电企业的管理更加规范，更加完善和细化。同时，利用计算机管理和信息化建设 等手段，可以最大限度的提升供电企业标准化作业工作的技术水平和管理执行力度。同时 也使供电企业工作人员养成良好的安全工作习惯，使供电作业、电费回收、线损考核等有 依据、有记录、按流程、按规范进行。电力企业采用作业指导书方式来规范作业程序和作 业人员行为：编制每一项业务的作业指导书，对此业务的标准作业程序、作业时间、工作 条件及这项工作中危险点分析及控制措施都作详尽的说明及要求，并组织作业人员学习， 现场严格要求按照作业指导书来规范作业。 标准化管理的目标就是做到“职责到位、管理规范、工作高效、服务真诚 ，而且具 有“强制性 、“统一性”和“规定性 的特点。明确了供电企业工作的工作流程，规范了 工作行为，形成闭环管理，实现所有的工作有标准、有流程，所有的目标有措施、有考核， 不断推进电力企业管理标准化、程序化、精细化管理的进程【l 】。 1 2 国内外研究现状 国际上，随着电力企业的迅猛发展，电力技术的国际化日益增强，电力设备、电力技 术以及信息的相互交流和交换越来越频繁，采用国际标准，将成为世界电力企业发展的趋 势，代表了电力企业的发展方向。欧美、日、澳等国高度现代化的电力技术，无不以高度 的标准化为基础，采用先进的以移动终端或射频技术，实现了现场作业的标准化管理。我 国也由国家经济贸易委员会颁布了电力行业标准化管理办法以来，在各地方、各部门 的努力工作下，电力标准化普遍得到人们的支持，已经取得了明显的成绩。但和发达的美、 日等国家相比还有相当大的差距。主要表现在电力标准化的重点不突出，标准化的制定与 西安工业大学硕十学位论文 实施、推广存在脱节，缺乏必要的监督机制，电力标准化质量标准的意识比较淡薄。 近几年随着国内供电企业电网的飞速发展，设备数量不断增多，设备运行、维护、施 工作业等工作量也不断增加，由于现行管理手段及安全设施的制约，现有的作业方式己经 越来越不适应电网发展的要求。供电企业普遍存在以下主要问题： 1 ) 供电企业工作中存在的目标不明确、过程不清晰、操作随意等【2 】。 2 ) 目前大多数供电企业采用的是巡视卡记录巡检结果，巡检人员再将结果输入计算 机，工作效率低，设备缺陷登记归类、报修及检修结果不能实现数据信息共享，达不到信 息化管理的要求。甚至出现因为有了这种管理方式反倒动用更多的人力参与管理，效率反 而降低了【引。 国内的电力企业已经意识到开展电力标准化工作是推进电力事业的发展，加快电力现 代化进程和促进电力可持续发展的不可缺少的重要手段和措施。并且，对现场作业的标准 化研究是当今世界电力企业的一种潮流，也是电力企业精细化管理进一步深化的客观要 求。因此，各供电公司也都急需一套适合电力企业需要的标准化作业指导系统。但是，目 前国内同类产品基本上仅仅涉及标准化管理，并没有引入全部专业的标准化作业概念，因 此，针对标准化作业应用的具体特点开发，引入先进的管理方法，实现标准化作业指导书 的自动生成，让标准作业信息管理真正延伸到电力企业，己是势在必行【4 】。 基于上述考虑，开发一个采用n e t 组件技术和基于三层b r o w s e r s e r v e r 模式来设计 供电企业标准化系统是比较合适。所有的系统升级、更新均只须要在服务器端完成，从而 减少系统升级、维护和更新的工作量；采用n e t 组件技术，可提高开发效率和重用性， 可灵活地不断提高供电企业标准化系统的功能。 本软件以国家电网公司供电管理 2 0 0 5 1 2 2 号文件公布的供电企业标准化作业4 6 个流 程为基础。系统对各部门任务做了进一步细化，各管理模块可再次进行工作分解，系统经 过二次分解后总共被设计为5 1 个子流程，每一项子流程完成一个专门的业务。流程分为 安全管理、营销管理、专业管理、优质服务、综合管理6 大类。系统的建成将实现标准化 作业的数字化、信息化、规范化智能管理，有效提高设备健康状态和安全运行水平，通过 开展标准化作业流程，保证电力企业作业安全，提高电力企业作业质量。 1 3 本文的研究内容 本文主要研究目的是采用n e t 组件技术设计供电企业标准化系统，实现利用现有的 计算机和网络资源组织无纸化网络办公，取代传统办公方式。研究如何综合采用面向组件 和面向对象方法对系统进行需求分析、设计和构建系统模型。同时采用数据库技术、 a s e n e t 、a d o n e t 等诸多技术，将系统设计为基于三层b s 模式的通用供电企业标 准化系统。 供电企业标准化系统重点要解决如下问题：安全管理、生产管理、营销管理、专业管 理、优质服务、综合管理等。 2 1 绪论 1 4 论文的组织结构 本文将对供电企业标准化系统的相关技术、系统的分析、系统的总体设计以及数据库、 功能组件的设计和整个供电企业标准化系统的实现做详细地论述，余下的章节安排如下： 第二章：系统相关技术研究：介绍系统所涉及的主要技术，阐明组件技术、c i s 与b s 软件体系结构、建模基础等基本概念： 第三章：供电企业标准化系统的分析：从系统的需求分析入手，并着重分析基于n e t 组件技术的软件开发过程，系统的功能模块和系统的性能需求。 第四章：供电企业标准化系统的设计：阐述了系统的设计过程，包括网络结构设计、 框架设计、数据库设计、着重阐述了组件设计及工作流； 第五章：供电企业标准化系统组件设计：阐述了供电企业标准化系统组件开发的总体 设计过程，同时设计了框架中各层组件的功能及开发策略； 第六章：供电企业标准化系统的实现：从开发工具与平台选择入手，阐述了系统及 组件的实现过程，包括系统的实现和关键技术； 第七章：工作的总结与展望提出了系统的特点、不足和展望。 3 西安工业大学硕士学位论文 2 供电企业标准化系统相关技术 开发“基于组件技术的供电企业标准化系统”主要运用到组件技术和a s e n e t 技术， 体系结构主要采用b s 结构。供电企业标准化系统采用面向对象设计方法进行开发，具 体描述工具为u m l 语言。 2 1 组件与组件技术 2 1 1 组件的定义 供电企业标准化系统以组件编程思想为核心，以面向对象设计方法为整体的设计思想 进行开发和设计。组件( c o m p o n e n t ) 指任何可复用的对象或任何可与其它对象交互的代 码体。编程思想形象的比喻正如“把各部分装配在一起，一个放在另一个里面，像木匠修 建房屋一样建立你自己的轮廓。每样东西都必须建造好，各部分组合在一起就形成了全 部 - h e i l r im a t i s s e 5 1 。 组件与对象相比，组件可以被认为是面向对象和其它软件技术的化身。区分组件和其 它先前的技术有四个原则：封装( e n c a p s u l a t i o n ) 、多态性( p o l y m o r p h i s m ) 、后期连接( l a t e b i n d i n g ) 和安全性( s a f e t y ) 。除了组件不具备继承( i n h e r i t a n c e ) 这个特点外，这些特征 与面向对象是重复的。在组件思想中，继承是紧密耦合的、白盒( w h i t e - b o x ) 关系，它 对于大多数形式的包装和重复使用都是不适合的。作为代替，组件通过调用其它的对象和 组件重复使用功能，代替了从它们那儿继承。在组件术语中，这些调用叫做委托 ( d e l e g a t i o n s ) 。 所有组件都拥有与它们的实现对应的规范。这种规范定义了组件的封装( 例如它为其 它组件提供的公共接口) 。组件规范的重复使用是多态性的一种形式，它受到高度鼓励。 理想情形是，组件规范是本地的或全局的标准，它在系统、企业或行业中被广泛地重复使 用。组件利用合成( c o m p o s i t i o n ) 来建立系统。在合成中，两个或多个组件集成到一起 以建立一个更大的实体，而它可能是一个新组件、组件框架或整个系统。合成是组件的集 成。结合的组件从要素组件中得到了联合的规范。 组件的构成在u m l 分析中用类图、包图和构件图( 组件图) 来表示。 如果组件符合了客户端调用和服务的规范，那么它们不需要额外编写代码就能够实现 交互操作( i n t e r o p e r a t e ) 。这一般被称为即插即用( p l u g a n d p l a y ) 集成。在运行时间执行 的时候，这是后期绑定的一种形式。例如，某个客户端组件可以通过在线目录发现组件服 务器( 类似c o r b at r a d e r 服务) 。组件符合客户端和服务接口规范后，就能够建立彼此 之间的运行时绑定，并通过组件的下部构造无缝地交互作用。 4 2 供电企业标准化系统相关技术 2 1 2 组件开发平台 目前组件编程开发平台主要有：太阳微系统公司发明的j a v a 语言支持下的 j a v a - b e a n s 和e n t e r p r i s ej a v ab e a n s 的扩展建立了一种进化的组件模型；微软在当前 的n e t 产品【6 】。 1 ) s u n 公司j a v a - b e a r l s 系列 s u n 公司发明的j a v a 语言是具备编程语言特性、下部构造和相关的类库的持续的 演化。j a v a 语言技术引起了行业极大的骚动，并受到独立开发者的支持。j a v a - b e a n s 和 e n t e r p r i s ej a v a b e a n s 的扩展建立了一种进化的组件模型，它可以在跨平台的应用范围之 中与c o m 和a c t i v e x 竞争。e n t e r p r i s ej a v a b e a n s 和m m 的s a nf r a n c i s c o 项目正在 使用j a v a 远程方法调用( r m i ) 做分布式计算，它是j a v a 语言程序员可以使用的几个专 利下部构造之一。最近，j a v a 语言已经在o m g 的i n t e m e t 内部o r b 协议( i n t e m e t i n t e ro r bp r o t o c o l ，h o p ) 之上包含了r m i ，它允许j a v a 与其它拥有c o r b ai d l 接 口的编程语言中的分布式组件交互操作。尽管专利j a v a 语言下部构造的确为程序员提供 了便利，但是为了与其它编程语言之间交互操作，它们需要额外的复杂性，特别是在局部 使用j a v a 本地接n ( j n i ) 调用j a v a 之外的编程语言中的程序的情形中。这对于共同的项 目有重大的障碍，因为它减慢了传统技术的集成和跨语言的开发，而这些对于服务器应用 程序是很常见的。 在很多了解i n t e r a c t 的组织中j a v a 应用程序服务器已经取代了c o r b a 的角色。 c o r b a 缺乏的是对可伸缩性、可靠性和可维护性的直接的支持。现在这些能力都是大多 数j a v a 应用程序服务器支持的标准特征了。 2 ) 微软的n e t 技术 微软在当前的n e t 产品套件中完全修复了自己的组件下部构造。微软n e t 产品套件 聚焦于企业级应用程序和分布式服务的开发和部署。尽管它混合了大量的新代码，但是它 也包含了微软前期的分布式开发平台微软分布式网络架构( d n a ) 和类似微软事务处 理服务器( m t s ) 、微软s q ls e r v e r 等分布式通用对象模型( d c o m ) 和长期存在的通用对 象模型( c o m ) c o m + 的很多成功的产品和技术。已有的n e t 套件在集成的企业产品 套件中更新了这些产品，增加了对x m l 数据、w e b 服务和大量改善的开发环境的新的 支持。微软n e t 是软件行业需要验证的有形证据，证明微软在可以预见的未来的正在形 成的组件世界中将扮演主要角色。接下来本论文将具体描述n e t 技术及其在供电企业标 准化系统中所具体用到的a s p n e t 技术。 与其他的w e b 开发模型相比，a s p n e t 提供了数个重要的优点： a 、增强的性能。a s p n e t 是在服务器上运行的编译好的公共语言运行库代码。与被 解释的前辈不同，a s p n e t 可利用早期绑定、实时编译、本机优化和盒外缓存服务。这 相当于在编写代码之前就显著地提高了性能。 b 、世界级的工具支持。a s p n e t 框架补充了v i s u a ls t u d i o 集成开发环境中的大量 5 西安工业大学硕士学位论文 工具箱和设计器。w y s i w y g 编辑、拖放服务器控件和自动部署只是这个强大的工具所 提供功能中的少数几种。 c 、威力和灵活性。由于a s e n e t 基于公共语言运行库，因此w e b 应用程序开发 人员可以利用整个平台的威力和灵活性。n e t 框架类库、消息处理和数据访问解决方案 都可从w e b 无缝访问。a s e n e t 也与语言无关，所以可以选择最适合应用程序的语言， 或跨多种语言分割应用程序。另外，公共语言运行库的交互性保证在迁移到a s p n e t 时 保留基于c o m 的开发中的现有投资。 d 、简易性。a s e n e t 使执行常见任务变得容易，从简单的窗体提交和客户端身份验 证到部署和站点配置。例如，a s e n e t 页框架使您可以生成将应用程序逻辑与表示代码 清楚分开的用户界面，和在类似v i s u a lb a s i c 的简单窗体处理模型中处理事件。另外， 公共语言运行库利用托管代码服务( 如自动引用计数和垃圾回收) 简化了开发。 e 、可管理性。a s e n e t 采用基于文本的分层配置系统，简化了将设置应用于服务器 环境和w e b 应用程序。由于配置信息是以纯文本形式存储的，因此可以在没有本地管理 工具帮助的情况下应用新设置。此“零本地管理”哲学也扩展到了a s e n e t 框架应用程 序的部署。只需将必要的文件复制到服务器，即可将a s e n e t 框架应用程序部署到服务 器。不需要重新启动服务器，即使是在部署或替换运行的编译代码时。 f 、可缩放性和可用性。a s e n e t 在设计时考虑了可缩放性，增加了专门用于在聚集 环境和多处理器环境中提高性能的功能。另外，进程受到a s e n e t 运行库的密切监视和 管理，以便当进程行为不正常( 泄漏、死锁) 时，可就地创建新进程，以帮助保持应用程 序始终可用于处理请求。 g 、自定义性和扩展性。a s e n e t 随附了一个设计周到的结构，它使开发人员可以在 适当的级别“插入”代码。实际上，可以用自己编写的自定义组件扩展或替换a s e n e t 运 行库的任何子组件。实现自定义身份验证或状态服务一直没有变得更容易。 h 、安全性。借助内置的w i n d o w s 身份验证和基于每个应用程序的配置，可以保证 应用程序是安全的。 2 1 3 组件编程的特点 组件技术是指用可重用的组件来构造应用程序。软件的组件化不需要代码的重新编译 和连接，而是直接将组件作为功能模块在二进制代码级用于软件系统的装配。从这个意义 上来说它最大的编程特点简单实用是显而易见的： 近几年来，组件在基于w e b 应用的开发中得到了广泛应用，应用组件技术可以明显 提高开发效率和开发质量，极大的增强软件的重用能力，同时也使得程序的后期维护也变 得极其方便。 组件技术是面向对象技术之后的软件开发的标准方法体系。利用组件，可以堆积木似 的搭建软件系统，从而实现软件的大粒度复用，缩短开发周期，降低维护成本。基于组件 的软件开发( c o m p o n e n t - b a s e dd e v e l o p m e n t c b d ) 可提高软件的可重用性，使软件开发摆 6 2 供电企业标准化系统相关技术 脱小作坊的工作模式，按照大规模的工业化方式进行，是软件开发方法发展的大趋势。随 着软件复用技术的日臻成熟，利用可复用组件构造软件系统已成为软件开发的主要手段 阴 o 基于组件的软件开发方法包含了软件系统分析、构造、维护和扩展的各个方面，这些 方面都是以组件为核心的。c b d 的过程可以简单描述成找组件和用组件装配系统两个阶 段，其中寻找组件有两个途径：开发和重用。开发是指系统设计人员针对系统本身的特征 构造组件井实现之，而重用组件则强调使用以前开发过的组件。 在以前，应用程序总是被编写成一个单独的模块，就是说一个应用程序就是一个单独 的二进制文件。后来在引入了面向组件的编程思想后，原本单个的应用程序文件被分隔成 多个模块来分别编写，每个模块具有一定的独立性，也应具有一定的与本应用程序的无关 性。一般来说，这种模块的划分是以功能作为标准的。比如，一个网上办公管理系统，从 功能上说它需要包含网络通信、数据库操作等部分，就可以将网络通信和数据库操作的部 分分别提出来做成两个独立的模块。那么，原本单个的应用程序就分隔成了三个模块：主 控模块、通信模块和数据库模块。而这里的通信模块和数据库模块还可以做得使其具有一 定的通用性，那么其他的应用程序也就可以利用这些模块了。这样做的好处有很多，比如 当对软件进行升级的时候，只要对需要改动的模块进行升级，然后用重新生成的一个新模 块来替换掉原来的1 日模块( 但必须保持接口不变) ，而其他的模块可以完全保持不变。这样， 软件升级就变得更加方便，工作量也更小。 面向组件编程思想，归结起来就是四个字：模块分隔。这里的“分隔 有两层含义第 一就是要“分 ，也就是要将应用程序( 尤其是大型软件) 按功能划分成多个模块；第二就 是要“隔”，也就是每一个模块要有相当程度的独立性，要尽量与其他模块“隔 开。这 四个字是面向组件编程思想的精华所在【8 】。 组件的开发提供了代码的可重用性，使得应用程序的开发可以像搭积木一样简单和方 便。在n e t 下可以方便的开发出组件，并可以将其用在控制台应用程序、w i n d o w s 应用 程序、w e b 应用程序甚至是s m a r tp h o n e 、p o c k e tp c 上。 总之，组件的运用，提高软件开发中的代码重用率，并使软件开发架构清晰，有利于 加快软件开发速度，减低软件维护成本。 2 2c s 与b s 软件体系结构 2 2 1 两层c ，s 结构 c s 软件体系结构，即c l i e n t s e r v e r ( 客户栅服务器) 结构，是基于资源不等，且为实 现共享而提出来的，是2 0 世纪9 0 年代成熟起来的技术，c s 结构将应用一分为二，服 务器( 后台) 负责数据管理，客户机( 前台) 完成与用户的交互任务。 c s 体系结构具有强大的数据操作和事务处理能力，模型思想简单，易于人们理解和 接受。但随着企业规模的日益扩大，软件的复杂程度不断提高，传统的二层c s 结构存 7 西安t 业大学硕十学位论文 在以下几个局限： 1 ) 二层c s 结构是单一服务器且以局域网为中心的，所以难以扩展至大型企业广域 网或i n t e r n e t ； 2 ) 软、硬件的组合及集成能力有限； 3 ) 客户机的负荷太重，难以管理大量的客户机，系统的性能容易变坏： 4 ) 数据安全性不好。因为客户端程序可以直接访问数据库服务器，那么，在客户端计 算机上的其他程序也可想办法访问数据库服务器，从而使数据库的安全性受到威胁。 2 2 2 三层c ，s 结构 传统的二层c s 结构存在以下几个局限：( 1 ) 它是单一服务器且以局域网为中心的， 所以难以扩展至大型企业广域网或i n t e r n e t ；( 2 ) 受限于供应商；( 3 ) 软、硬件的组合及集成 能力有限；( 4 ) 难以管理大量的客户机。因此，三层c s 结构应运而生。 三层c s 结构是将应用功能分成表示层、功能层和数据层三部分。其解决方案是： 对这三层进行明确分割，并在逻辑上使其独立。原来的数据层作为d b m s 已经独立出来， 所以关键是要将表示层和功能层分离成各自独立的程序，并且还要使这两层间的接口简洁 明了。 将上述三层功能装载到硬件的方法基本上有三种( 如图2 1 所示) 。其中表示层配置在 客户机中，而数据层配置在服务器中。 一般情况是只将表示层配置在客户机中，如图2 1 或图2 1 所示。如果像图2 1 所示的那样连功能层也放在客户机中，与二层c s 结构相比，其程序的可维护性要好 得多，但是其他问题并未得到解决。客户机的负荷太重，其业务处理所需的数据要从服务 器传给客户机，所以系统的性能容易变坏。 如果将功能层和数据层分别放在不同的服务器中( 如图2 1 所示) ，则服务器和服务 器之间也要进行数据传送。但是，由于在这种形态中三层是分别放在各自不同的硬件系统 上的，所以灵活性很高，能够适应客户机数目的增加和处理负荷的变动。例如，在追加新 业务处理时，可以相应增加装载功能层的服务器。因此，系统规模越大这种形态的优点就 越显著。 值得注意的是：三层c s 结构 9 】各层间的通信效率若不高，即使分配给各层的硬件能 力很强，其作为整体来说也达不到所要求的性能。此外，设计时必须慎重考虑三层间的通 信方法、通信频度及数据量。这和提高各层的独立性一样是三层c s 结构的关键问题。 8 2 供电企业标准化系统相关技术 三一 - - - 一盎一- - 葺- 4 i 一 j 一珲一土- | 一一j 一一“9 二 ： i：i ： 功能屡 客户机 ； 表示层； 表示层 ；t 一 2 2 3 b s 结构 b s 软件体系结构，即b r o w s e r s e r v e r ( 浏览器服务器) 结构，是随着i n t e r n e t 技术的 兴起，对c s 体系结构的一种变化或者改进的结构。在b s 体系结构下，用户界面完全 通过w w w 浏览器实现，一部分事务逻辑在前端实现，但是主要事务逻辑在服务器端实 现。b s 体系结构主要是利用不断成熟的w w w 浏览器技术，结合浏览器的多种脚本语 言，用通用浏览器就实现了原来需要复杂的专用软件才能实现的强大功能，并节约了开发 成本，是一种全新的软件体系结构。基于b s 体系结构的软件，系统安装、修改和维护 全在服务器端解决。用户在使用系统时，仅仅需要一个浏览器就可运行全部的模块，真正 达到了“零客户端 的功能，很容易在运行时自动升级。b s 体系结构还提供了异种机、 异种网、异种应用服务的联机、联网、统一服务的最现实的开放性基础。 但是，与c s 体系结构相比，b s 体系结构也有许多不足之处，例如： 1 ) b s 体系结构缺乏对动态页面的支持能力，没有集成有效的数据库处理功能。 2 ) b s 体系结构的系统扩展能力差，安全性难以控制。 3 ) 采用b s 体系结构的应用系统，在数据查询等响应速度上，要远远地低于c s 体 系结构。 4 ) b s 体系结构的数据提交一般以页面为单位，数据的动态交互性不强。 b s 工作原理图如图2 2 所示。 v b s c r i p t 1 a y a s c r i p t j a v a 跚乞感一- v 客户端浏览器 蓦器。筢竖鬈” ( 2 ) w e b 服 务器根据 用户请求 查找信息 2 2b s 工作原理图 9 顿焉 h 眠落翌u 西安工业大学硕士学位论文 2 3 建模基础 建模是研究系统的重要手段和前提。凡是用模型描述系统的因果关系或相互关系的过 程都属于建模。建模就是一个实际系统模型化的过程。 2 3 1 建模的理由与目的 建模的一个基本理由是：建模是为了能够更好地理解正在开发的系统。通过建模，要 达到四个目的【l o 】： 1 ) 模型有助于按照实际情况或按照所需要的样式对系统进行可视化。 2 ) 模型能够规约系统的结构或行为。 3 ) 模型给出了指导构造系统的模板。 4 ) 模型对做出的决策进行文档化。 建模并不只是针对大的系统。甚至像“记事本 那样的软件也能从一些建模中受益。 然而，可以明确地讲，系统越大、越复杂，建模的重要性就越大，一个很简单的原因是： 因为不能完整地理解一个复杂的系统，所以要对它建模。人对复杂问题的理解能力是有限 的。通过建模，缩小所研究问题的范围，一次只着重研究它的一个方面，这就是e d s g e r d i j k s t r a 几年前讲的“分而治之”的基本方法，即把一个困难问题划分成一系列能够解决 的小问题；解决了这些小问题也就解决了这个难题。此外，通过建模可以增强人的智力。 一个适当选择的模型可以使建模人员在较高的抽象层次上工作。 任何情况下都应该建模的说法落到实处。事实上，一些研究指出，大多数软件组织没 有做正规的建模，即使做了也很少。按项目的复杂性划分一下建模的使用情况，将会发现： 项目越简单，采用正规建模的就越少。 这里强调的是“正规 这个词。实际上，开发者甚至对非常简单的项目也要做一些建 模工作，虽然很不正规。开发者可能在一块黑板上或一小片纸上勾画出他的想法，以对部 分系统进行可视化表示，或者开发组可能使用c r c 卡片( 即类职责伙伴( c l a s s r e s p o n s i b i l i t yc o l l a b o r a t o r ) 卡片，是一种辅助设计的工具) 描述一个场景或某种机制的设 计。使用任何一种这样的模型都没有什么错。如果它能行得通，就可以使用。然而，这些 非正规的模型经常是太随意了，它没有提供一种容易让他人理解的共同语言。建筑业、电 机工程业和数学建模都有通用的建模语言，在软件开发中使用一种共同的建模语言进行软 件建模也能使开发组织获益匪浅。 每个项目都能从一些建模中受益。即使在一次性的软件开发中由于可视化编程语 言的支持，可以轻而易举地扔掉不适合的软件。建模也能帮助开发组更好地对系统计划进 行可视化，并帮助他们正确地进行构造，使开发工作进展得更快。如果根本不进行建模， 项目越复杂，就越有可能失败或者构造出错误的东西。所有实用系统都有一个自然趋势： 随着时间的推移变得越来越复杂。虽然今天可能认为不需要建模，但随着系统的演化，终 将会对这个决定感到后悔，但那时为时已晚。 1 0 2 供电企业标准化系统相关技术 2 3 2 统一建模语言u m l u m l 是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的建模语言。它融入了软件 工程领域的新思想、新方法和新技术。它的作用域不限于支持面向对象的分析与设计，还 支持从需求分析开始的软件开发的全过程。u m l 适用于以面向对象技术来描述任何类型 的系统，而且适用于系统开发的不同阶段，从需求规格描述直至系统完成后的测试和维护 【1 l 】 o u m l 是一种编制系统蓝图的标准化语言，可以实现大型复杂系统各种成分描述的可 视化、说明并构造系统模型，以及建立各种所需的文档，它是一种定义良好、易于表达、 功能强大且普遍适用的建模语言。u m l 的发展对软件工程的发展做出了杰出的贡献。 u m l 支持从需求分析开始的软件开发的全过程。u m l 通过三类图形建立系统模型： 用例( u s ec a s e ) 图、静态结构图( 对象类图、对象图、组件图、配置图) 和动态行为图 ( 顺序图、协同图、状态图、活动图) ，这些图可以从不同的抽象角度实现系统的可视化。 1 ) u m l 的发展 i m ，的发展经历了以下几个阶段。 最初的阶段是专家的联合行动，由三位o o ( 面向对象) 方法学家将他们各自的方法 结合在一起，形成u m l 0 9 。 第二阶段是公司的联合行动，由十几家公司组成的“u m l 伙伴组织将各自的意见 加入u m l ，形成u m l1 0 和1 1 ，并作为向o m g 申请成为