（信号与信息处理专业论文）基于jdf的mis架构体系研究与模块实现.pdf

摘要 研究生：薛莲 签名： 垄堡 指导教师：顾桓副教授签名： 么么l 壅垦 摘要 j d f 既是一种基于x m l 的开放式、可扩展文件格式，又是一种建立在x m l 基础上的印 刷行业的作业传票描述标准。j d f 能为数字化工作流程提供一个灵活而全面的数据引擎支 撑和流程解决方案，实现m i s 和印刷生产控制系统的联接。 基于j d f 的信息管理软件系统在国内开发及应用都非常少。课题从软件工程开发角度 出发，基于j d f l 3 开放标准结合国内印刷企业业务管理流程特点，通过自行研发适用于 中小型印刷企业较为通用的若干业务逻辑类以及j d f 代理底层对象模型，从而设计一个具 有三层b s 架构的较良好可扩展、灵活的印刷企业m i s 软件系统并实现了生产科和印刷车 间两个功能模块的开发。 j d f 应用开发是国内领先研发技术，目前对j d f 研究大多数停留在概述性或功能性上。 课题首先对j d f 标准内部结构及其运作机制进行深入剖析，对用来描述生产过程的节点、 资源和资源链接的结构以及各自的组织体系进行了详细分析。并将j d f 的研究成果应用到 印刷企业m i s 数字化管理软件系统开发中，实现了对j d f 代理底层对象模型的建立，设计 出大量粒度适中，在一定范围内较通用灵活的具有可独立处理操作( 如较灵活创建、查找、 修改、删除等操作) 功能的j d f 对象，这些对象是独立的高内聚低耦合责任个体。该对象 操作模型的建立为推动国内印刷管理软件走向国际标准化提供数据层开发探索方案并且 有利于推广j d f 在国内印刷行业中的广泛应用。 在整个软件系统开发过程当中，以软件工程“用例驱动的u m l 对象建模 的面向对象 开发思想作为指导原则，注重软件系统结构和可重用性的研究与设计，特别是在业务层设 计时把可以共同承担完成某印刷业务的操作封装到一起形成较为通用的低耦合业务逻辑 类。再加之利用j d f 标准数据格式作为底层数据驱动，使得整个系统架构较为优良，并在 一定范围内具有数据对象、业务逻辑通用性，这些设计思想、方法、技术对大多数中小型 印刷企业快速、灵活、重用软件开发提供了一些经验。 关键字：j d f ；软件架构；j d f 代理底层对象模型；业务逻辑 a b s t r a c t t i t l e ：r e s e a r c ho fm i ss t r u c t u r ea n dr e a l i z a t l o n0 f m o d u l e sb a s e do nt h ej d f m a j o r ：s i g n a la n di n f o r m a t i o np r o c e s s i n g n a m e ：l i a nx u e s u p e r v i s o r ：a s s o c i a t ep r o f h u a ng u a b s t r a c t s i g n a t u r e ： 一 s i g n a t u r e ：白h u 艮八 j d fi sn o to n l yo p e na n de x t e n s i b l ef i l ef o r m a tb a s e do nx m l ，b u ta l s oi ss t a n d a r d d e s c r i p t i o no ft h eo p e r a t i n gs u m m o n so ft h ep r i n t i n gi n d u s t r yb u i l to nx m l j d fi sa b l et o p r o v i d eaf l e x i b l ea n dc o m p r e h e n s i v ed a t ae n g i n es u p p o r ta n dp r o c e s ss o l u t i o n sf o rd i g i t a l w o r k f l o wa n di su s e dt oa c h i e v ec o n n e c t i v i t yo fm i sa n dt h ep r i n t i n gp r o d u c t i o nc o n t r o ls y s t e m j d fi sm o r ec o m p l e t ea n de f f e c t i v et h a ne v e rb e f o r ei nt h ef o r mo faw o r ks u m m o n s h o w e v e r ，t h ed e v e l o p m e n ta n da p p l i c a t i o no ft h ei n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts o f t w a r e s y s t e mb a s e do nj d fi nc h i n aa r ev e r ys m a l l s u b j e c tf r o mt h ep e r s p e c t i v eo ft h ed e v e l o p m e n t o fs o f t w a r ee n g i n e e r i n gi sb a s e do no p e ns t a n d a r d sj d f1 3w i mb u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n t f e a t u r e so fd o m e s t i cp r i n t i n ge n t e r p r i s e s s u b j e c ti sr e s e a r c h e da n dd e s i g n e dt h em o r ec o m m o n b u s i n e s sm o d u l e so fp r i n t i n ga p p l i c a b l et ot h em a j o r i t yo fs m a l la n dm e d i u m s i z e de n t e r p r i s e s ， a sw e l la st h eu n d e r l y i n go b j e c tm o d e lo fj d fa g e n t s s y s t e mi sa b l et od e s i g nab e t t e rb s f r a m e w o r kf o rt h ed e v e l o p m e n to fs c a l a b l e ，f l e x i b l ep r i n t i n ge n t e r p r i s em i ss o f t w a r es y s t e m s t h es t u d yo fj d fi ss t i l lr e m a i n e di nf u n c t i o n a la n do v e r v i e w e d r e s e a r c ha n da n a l y s i s i nc h i n a f i r s t l y ，t h ej d fi n t e m a ls t r u c t u r ea n do p e r a t i o nm e c h a n i s ma r ed e e p l ya n a l y z e d ，a n d t h es t r u c t u r ea n do r g a n i z a t i o no fn o d e sw h i c ha r eu s e dt od e s c r i b et h ep r o d u c t i o np r o c e s s ， r e s o u r c e sa n dr e s o u r c e sl i n k sa l ed e e p l ya n a l y z e d t h i sc a nh e l po u rc o u n t r yt of o l l o w - u p r e s e a r c ha n dd e v e l o pj d f s e c o n d l 5t h e s er e s e a r c hr e s u l t sa r ea p p l i e dd e v e l o p m e n to fd i g i t a l m i sm a n a g e m e n ts o f t w a r es y s t e mo fp r i n t i i 唱e n t e r p r i s e s t h eu n d e r l y i n go b j e c tm o d e lo fj d f a g e n t si sb u i l t al o to fj d fo b j e c t sw h i c ha r es e p a r a t er e s p o n s i b i l i t i e so fh i g hc o h e s i o na n d l o wc o u p l i n ga r ed e s i g n e d t h e s ej d fo b j e c t sa r ef l e x i b l ew i t hi n d e p e n d e n th a n d l i n g ( o b j e c t s a r ec r e a t e d ，f o u n d ，m o d i f i e d ，d e l e t e da n ds oo n ) a n dt h e i rs i z ei sm o d e r a t e t h eo b j e c tm o d e l o fo p e r a t i o nc a np r o m o t ed o m e s t i cp r i n t i n gm a n a g e m e n ts o f t w a r et ot h e i n t e r n a t i o n a l s t a n d a r d i z a t i o n ，p r o v i d ed e v e l o p m e n te x p l o r a t i o np r o g r a m m e rf o rd a t a - l a y e ra n dp r o m o t ej d f t h ee x t e n s i v ea p p l i c a t i o ni nc h i n e s ep r i n t i n gi n d u s t r y 西安理工大学硕士学位论文 i nt h ew h o l ep r o c e s so fs o f t w a r ed e v e l o p m e n t ，s o f t w a r ee n g i n e e r i n g ”t h eu m lu s e c a s ed r i v e no b j e c tm o d e l i n g ”i st h o u g h ta st h eg u i d i n gp r i n c i p l eo fs y s t e m ，s y s t e mp a y a t t e n t i o nt ot h er e s e a r c ha n dd e s i g no fa r c h i t e c t u r ea n ds o f t w a r er e u s a b i l i t y e s p e c i a l l yi n d e s i g no f t h eb u s i n e s s ，r e l a t i v e l yc o m m o nb u s i n e s sl o g i cc l a s st h a ti n c l u d e st h es a m eo p e r a t i o n o f p r i n t i n gb u s i n e s sc a l lb ed e s i g n t h e s eb u s i n e s sl o g i cc l a s s e sa r e t h el o wc o m b i n e ，a n d i n t e r r e l a t e dw i t hj d fo b j e c tc l a s s b u s i n e s sl o g i cl a y e rp l a y so nt h ei n t e r f a c i a ll a y e ra n dd a t a l a y e rs e p a r a t i o nr o l e j d fw i t ht h eu s eo fs t a n d a r dd a t af o r m a t sa st h eu n d e r l y i n gd a t a - d r i v e n ； t h ee n t i r es y s t e ma r c h i t e c t u r ei sf i n e d a t ao b j e c t sa n db u s i n e s sl o g i ca r eg e n e r a l t h e s ed e s i g n c o n c e p t s ，m e t h o d sa n dt e c h n i q u e sc a np r o v i d es o m ee x p e r i e n c ef o rf a s t ，f l e x i b l e ，a n dr e u s a b l e s o f t w a r ed e v e l o p e r so fm o s ts m a l la n dm e d i u m s i z e de n t e r p r i s e sp r i n t i n g k e yw o r d s ：j d f ；s o f t w a r es t r u c t u r e ；b o t t o mo b j e c tm o d e lo f j d fa g e n t s ；b u s i n e s sl o g i c 独创性声明 秉承祖国优良道德传统和学校的严谨学风郑重申明：本人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成果。尽我所知，除特别加以标注和致谢 的地方外，论文中不包含其他人的研究成果。与我一同工作的同志对本文所研究的工 作和成果的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并已致谢。 本论文及其相关资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任 论文作者签名：j 扯 学位论文使用授权声明 本人蕉蓬在导师的指导下创作完成毕业论文。本人己通过论文的答辩， 并已经在西安理工大学申请博士硕士学位。本人作为学位论文著作权拥有者，同意 授权西安理工大学拥有学位论文的部分使用权，即：1 ) 已获学位的研究生按学校规定 提交印刷版和电子版学位论文，学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存研究生 上交的学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；2 ) 为 教学和科研目的，学校可以将公开的学位论文或解密后的学位论文作为资料在图书馆、 资料室等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。 本人学位论文全部或部分内容的公布( 包括刊登) 授权西安理工大学研究生部办 理。 ( 保密的学位论文在解密后，适用本授权说明) 论文储签名：墨堕导师繇到坌p 步年弓月“日 1 绪论 1 绪论 1 1 课题研究背景 近年来，随着计算机网络技术的不断发展，制造业正朝着数字化、网络化的方向发展。 在印刷制造业中各种数字化信息工作流程管理的应用，使计算机网络技术也不例外地为其 发展提供了极大的支持，并不断地推动其产生变革。 印刷业在我国乃至全球的发展都非常的迅猛，作为传统的制造行业，印刷在生产工艺 方面的研究取得了非常丰硕的成果，企业之间的竞争在质量方面的差距已经很小，这样生 产效率的高低就成为了企业之间产生差距的主要因素。因此，诸多企业都已经着手于生产 自动化以及管理信息化的建设，用以提高生产效率。 在1 9 9 5 年的d r u p a 上，c i p 3 组织( 现为c i p 4 组织) 第一次提出使用一种畅通的数据 交换和标准化的工作流程来重建出版过程的倡议i l l 。在2 0 0 0 年的春季的d r u p a 例会 一e y b o l d 会议上，a d o b e 、a g f a 、h e i d e l b e r g e r 和m a n r o l a n d 共同提出了一种基于x m l 的数据格式j d f ( j o bd e f i n i t i o nf o r m a t ，即作业定义格式) 1 2 1 0 它具有与生产设备无关， 格式统一而且覆盖生产全过程的特点。 j d f 是c i p 4 采用x m l 针对印刷工业制定的一种应用标准1 3 4 1 0j d f 利用了x m l 优 秀的数据描述能力，并使其具有与生产设备无关，格式统一且包含生产全过程的特点5 1 。在 存有众多“自动化孤岛”的印刷生产系统里，j d f 实现了异构资源的数据共享和信息集成 1 6 1 。通过j d f 可实现从印前到印刷再到印后整个生产流程中所有控制信息传输格式的标 准化、通用化和数字化，真正实现印刷作业的高效顺畅，进而提高企业的生产效率。 1 1 1 印刷行业数字化信息管理现状 在国内，大部分印刷企业信息管理软件都是基于关系型数据库进行信息管理，而基于 j d f 数据管理则很少应用到数字化信息管理中。 在国外，一些知名印刷企业已或多或少地利用j d f 技术进行数字化信息管理，特别 是海德堡印通( p r i n e c t ) 数字化工作流程完全基于j d f j m f ，真正意义上实现了全程数字 化管理工作流程。 1 1 。2 国内外j d f 技术研究现状 目前，j d f 技术研究机构主要集中在c i p 4 的成员以及印刷相关院校和研究所。其中， 绝大部分机构在国外，国内数量很少。在国外，j d f 技术已经进入开发应用阶段，国外的 研究机构依托诸多世界知名印刷设备商和强大的科研实力，研究开发成果显著。这些应用 体现在两个方面：一方面，j d f 的局部应用，如：j d f 在管理业务流程的应用、在设备端 配备符合j d f 标准接口等；另一方面，j d f 真正意义上的完全应用，将j d f 流程应用到 业务管理和生产控制及具体作业中，实现整个印刷流程的数字化管理控制。 在国内，j d f 技术主要还处于研究实验阶段，也只有作为c i p 4 成员的北大方正集团， 西安理工大学硕士学位论文 推出了全中文数字化工作流程管理系统方正畅流( e l e c r o c ) 工作流程管理系统。它 采用p d f 作为内部文件格式，以j d f 格式作为电子工作传票在整个流程中传递作业参数。 1 2 课题提出依据 纵观目前国内外j d f 技术研究现状，发现j d f 在一些国家已处于开发阶段，而我国 尚处于开发的起步阶段，只有北大方正公司在推出自己的j d f 工艺流程，绝大多数企业 对此项技术只是一知半解。j d f 作为目前印刷制造业中最热门的技术之一，将来必会是印 刷制造业中最重要的标准之一。因此，需要把握住这个机会从最基本j d f 结构及其运作 机制研究做起，进而将该技术应用到实际开发设计当中，最终完成m i s ( 管理信息系统) 数字化管理软件系统的实现，本学位论文便就以上展开工作，希望对推动我国j d f 技术 的研究发展尽一份自己力量。 1 3 课题研究内容、目的和价值 基于j d f 的信息管理软件系统在国内开发及应用都非常少。课题从软件工程开发角 度出发，基于j d f l 3 开放标准结合国内印刷企业业务管理流程特点，通过自行研发适用 于中小型印刷企业较为通用的若干业务逻辑类以及j d f 代理底层对象模型，从而设计一 个具有三层b s 架构的较良好可扩展、灵活的印刷企业m i s 软件系统并实现了生产科和 印刷车间两个功能模块的开发。 j d f 应用开发是国内领先研发技术，目前对j d f 研究大多数停留在概述性或功能性 上。课题首先对j d f 标准内部结构及其运作机制进行深入透彻剖析，对用来描述生产过 程的节点、资源和资源链接的结构以及各自的组织体系进行了详细分析。并将j d f 的研 究成果应用到印刷企业m i s 数字化管理软件系统开发中，实现了对j d f 代理底层对象模 型的建立，设计出大量粒度适中，在一定范围内较通用灵活的具有可独立处理操作( 如较 灵活创建、查找、修改、删除等操作) 功能的j d f 对象，这些对象是独立的高内聚低耦 合责任个体。该对象操作模型的建立为推动国内印刷管理软件走向国际标准化提供数据层 开发探索方案并且有利于推广j d f 在国内印刷行业中的广泛应用。 在整个软件系统开发过程当中，以软件工程“用例驱动的u m l 对象建模”的面向对象 开发思想作为指导原则，注重软件系统结构和可重用性的研究与设计，特别是在业务层设 计时把可以共同承担完成某印刷业务的操作封装到一起形成较为通用的业务逻辑类，这些 业务逻辑类之间低耦合，它们与数据层j d f 对象类相互关联，使业务逻辑层起到对界面 层和数据层的隔离作用。再加之利用j d f 标准数据格式作为底层数据驱动，使得整个系 统架构较为优良，并在一定范围内具有数据对象、业务逻辑通用性，这些设计思想、方法、 技术对大多数中小型印刷企业快速、灵活、重用软件开发提供了一些经验。 1 4 本文结构 全文共分八个部分，第一部分：引入课题，对课题的研究背景、内容及国内外相关技 2 1 绪论 术研究的进展进行了综述；第二部分：对系统实施的平台以及相关基础技术进行介绍：第 三部分：课题分析与架构体系的初步探索设计；第四部分：对j d f 的深入剖析；第五部 分：系统架构方案的研究与设计实现；第六部分：生产科模块的设计与实现；第七部分： 印刷车间模块的设计与实现；第八部分：对论文所做的工作、创新点及存在问题进行了总 厶士 ；口0 2 课题相关技术介绍 2 课题相关技术介绍 在本课题中，程序的编译和调试都是在n e t 平台上进行的，处理的对象主要是x m l 数据。本章的主要内容是对n e t 平台概念、本课题采用的程序开发技术以及x m l 技术进 行简要的介绍。 2 1 n e t 平台简介 m i c r o s o f t n e t 是m i c r o s o f tx m lw e bs e r v i c e s 平台。x m lw e bs e r v i c e s 允许应用 程序通过i n t e m e t 进行通讯和共享数据，而不管所采用的是哪种操作系统、设备或编程 语言。m i c r o s o f t n e t 平台提供创建x m lw e bs e r v i c e s 并将这些服务集成在一起之所需 【7 】 n e t 平台是下一代软件开发的基础，它不单纯是一种新的程序语言、软件开发工具 包。它更为用户提供了新的强有力的服务，其中包括新的处理器独立的二进制格式、新的 管理语言以及现有语言的管理性语言的扩展。此外n e t 平台还具备以下几个优点：可以 缩短开发周期、易于部署、减少了整体安全性带来的与数据类型有关的错误，同时垃圾回 收器有效的减少了内存的泄漏，从而使在n e t 平台下开发的应用具有更强的可伸缩性和 可靠性t 8 1 。 n e t 平台有两个主要的组件：公共语言运行时环境( c l r ) 和基础类库。 公共语言运行时环境是n e t 框架的基础。c l r 在运行时管理代码，提供像内存管理， 线程管理等核心服务，同时也加强严格的类型安全和促进代码正确来确保程序的安全性和 健壮性( 鲁棒性) 。代码管理的概念是c l r 的基本原则。针对c l r 的代码被认为是可管理 的代码，而不是针对c l r 的代码则被认为是不可管理的代码。 基础类库是n e t 框架的一个完整的组件，包括可重用类的面向对象集合以及程序中 最基本的功能，使用它我们能够进行应用程序包括传统的命令行或是任何w i n d o w s 窗体， a s p n e tw e b 窗体和基于x m lw e b 服务的w i n d o w s j 艮务等图形用户接口( g u i ) 的开发。 2 2a s p n e t 简介 此次开发是基于w e b 的因而选择已编译的、基于n e t 的w e b 开发环境一a s e n e t ( a s p 是a c t i v es e r v e rp a g e s 的缩写) ，作为系统开发环境。a s p n e t 是建立在公共语言 运行库上的编程框架，可用于在服务器上生成功能强大的w e b 应用程序。与以前 的w e b 开发模型相比，a s p n e t 提供了多个重要的优点：灵活性、简易性、可管理性、 可缩放性、可用性、自定义性、可扩展性、安全性等等1 9 - 1 1 1 0 a s p n e t 不仅仅只是a s p 的一个简单升级，它更为我们提供了一个全新而强大的服 务器控件结构。a s p n e t 是微软发展的新体系结构n e t 的一部分，是a s p 和n e t 技术 的结合，提供基于组件、事件驱动的可编程网络表单，大简化了编程。还可以用a s p n e t 建立网络服务。 。 西安理工大学硕士学位论文 从外观上看，a s e n e t 和a s p 是相近的，但是从本质上是完全不同的。a s e n e t 几 乎全是基于组件和模块化，每一个页、对象和h t m l 元素都是一个运行的组件对象。在 开发语言上，a s e n e t 抛弃了v b s c r i p t 和j s c r i p t ，而使用n e tf r a m e w o r k 所支持的 v b n e t ，c 撑n e t 等语言做为其开发语言，这些语言生成的网页在后台被转换成了类并 编译成了一个d l l 。由于a s p n e t 是编译执行的，所以它比a s p 拥有了更高的效率。 2 3x m l 简介 2 3 1 ) ( 】l 概述 x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ，即可扩展标记语言) 是由w 3 c 组织1 9 9 6 年开 始开发的一种标记语言，是标准通用标记语言( s t a n d a r dg e n e r a l i z e dm a r k u pl a n g u a g e ， s g m l ) 的个子集1 1 2 1 。这些标记将文档分成许多部件并对这些部件加以标识，它也是 元标记语言，即定义了用于定义其他与特定领域有关的、语义的、结构化的标记语言的句 法语言。x m l 文档中所有元素分层嵌套形成树形结构11 3 1 。 2 3 2x m l 的特点 x m l 定义了一种文件格式和数据保存方法，使数据信息能在不同的操作系统及网络 系统之间无障碍地传递和共享。它具有以下4 个突出特点t 1 4 1 ： ( 1 ) 自描述数据x m l 允许用户使用自定义标签( t a g ) 表述要表达的内容，因此标 签可以包含丰富的含义且使x m l 具有易扩展性； ( 2 ) 结构化和综合性的数据x m l 可以指定数琚的结构，并可将不同的元素组合成 其他的元素，是一种有层次的数据，适合处理重要的复杂数据； ( 3 ) 独立于平台x m l 内容基于u n i c o d e 的文本，x m l 文档可以被任何传输文本 数据的传输协议所携带，适合网络传输； ( 4 ) 机器可处理性相对于完全无规则的文本，计算机很容易处理x m l 文档。同时， 相对于超文本标记语言( h y p e rt e x tm a r k u pl a n g u a g e ，h t m l ) 文档，计算机也更容易理 解x m l 的语义。 2 3 3 国内x m l 的工业应用 利用x m l 对信息的出色表达能力，以及在网络系统中无障碍的传输与共享特点和优 势。把x m l 用于制造领域的信息集成t l s ! 可以建立标准的生产信息标记，实现设备或 系统间顺畅的信息交流和信息集成。因此，x m l 已经成为异构系统间数据交换的首选语 言而获得广泛应用t 1 6 1 。 目前，国内应用x m l 的工业领域集中在装配制造业中。如：基于x m l 的产品信息 模型表示及应用“ 、基于x m l 模式的制造信息集成规范t l s l 基于x m l 的入机交互微 装配机器人1 、基于x m l 的c a p p 装配工艺实现等t 1 8 1 。总体上看来，我国的x m l 工 业应用研究基本上集中在基于x m l 的制造信息的表达，并且初见成效。 6 2 课题相关技术介绍 印刷制造业作为制造业也不例外，c i p 4 提出基于x m l 的j d f 作为印刷业的统一的 数据交换格式。然而，这些在国内研究较少。因此，x m l 在装配制造业领域的研究成果 是值得我们借鉴和利用的。 2 4d o m 简介 虽然x m l 有很多优势，但是仅仅依靠x m l 本身并不能实现与其它应用程序之间的 交互，存储数据时需要用某种方式来处理它，用x m l 解析器来解析x m l 文档，这一切都应 该建立在一定的解析模型基础上来阅读文档构造元素和内容层次。 2 4 1d o m 概述 d o m ( d o c u m e n to b j e c tm o d u l e ，文档对象模型) 是w 3 c 制定的一种独立语言和平 台的标准，它提供一个可以通用于各种程序语言、操作系统和应用程序的接口，它定义了 文档的逻辑结构以及存取和维护文档的方法。利用d o m 中的对象，可以对x m l 文档进 行读取、搜索、修改、添加和删除等操作1 1 9 1 0d o m 是对x m l 数据的描述体系，它用树 型结构的文档来保存x m l 数据，它包括了对x m l 的解析和处理x m l 数据的a p i 。 d o m 的设计目标是成为一种独立于平台和独立于语言的标准，所以d o m 工作组使 用了o m g ( o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p ，对象管理组织) 的i d l ( i n t e r f a c ed e f i n i t i o n l a n g u a g e ，接口定义语言) 来定义d o m 的接口，然后由厂商具体实现这些接口，这样既 统一了标准，同时又使标准的实现成为可能。d o m 中的接口只是定义了必须实现的功能， 没有给出任何具体实现的信息t 2 0 1 。 实际上，d o m 就是以树为基础处理x m l 及h t m l 文档的一套a p i 。标准w 3 c 中 d o m 模型有几种类型的节点：d o c u m e n t ，r o o t ，t e x t ，e l e m e n t 以及a t t r i b u t e 。当使用 d o m 对x m l 文本文件进行操作时，它首先解析文件，将文档中的元素、属性、注释、 处理指令都看作节点( n o d e ) ，然后在内存中以节点树的形式创建x m l 的文件表示。d o m 树，除了r o o t 或d o c u m e n t 节点以外的每个节点都有一个父节点。a t t r i b u t e 节点总是和一 个e l e m e n t 节点相关联，而用来封装元素的启示标记和结束标记中的文本式映射到一个 t e x t 节点的；t e x t 节点是e l e m e n t 节点的一个子节点；t e x t 节点表示在x m l 文件中的一 段文本；e l e m e n t 节点表示x m l 文件；而a t t r i b u t e 节点表示一个元素内部的属性名和值。 所以，即使很简单的x m l 文件的表示也可能会需要很多种节点类型1 2 1 1 。 2 4 2d o m 解析x m l 文档 使用d o m 对x m l 文件进行操作时，首先要解析文件，将文件分为独立的元素、属 性和注释等，然后以节点树的形式在内存中对x m l 文件进行表示，就可以通过节点树访 问文档的内容，并根据需要修改文档，这就是d o m 的工作原理1 2 2 1 。 基于树结构的x m l 解析技术是将结构完整的x m l 文档定义为一棵树。x m l 文档的 组织结构是层层嵌套而完成的，每个x m l 文档都有一个根节点，后跟一个或者一些元素， 西安理工大学硕士学位论文 根节点代表文档本身，元素可以看作根节点的孩子或者是树的分支，孩子元素还可以有孩 子元素，从而构成了整个x m l 文档树t 2 3 1 。在解析x m l 文档树时，处理器从文档内的第 一个元素根元素开始解析，然后解析它面对的每个分枝形成的路径，最终解析整个 x m l 文件，将该x m l 文档各元素组成相对应的树形结构，然后向应用程序发送。树是 广泛应用的一种数据结构，将x m l 文档解析成树结构以后，许多成熟的算法都可以用来 遍历、搜索、编辑x m l 文档树。 d o m 解析的优点是方便好用，整个文档树在内存中，便于操作；支持删除、修改、 重新排列等多种操作功能，因此它被广泛应用。但是，它在使用上却常常会受到系统资源 的限制，尤其是内存。因为它将整个文档调入内存，包括无用的节点，操作浪费时间和空 间。 8 3 课题分析与架构体系初步探索设计 3 课题分析与架构体系初步探索设计 为了能够达到印刷m i s 数字化管理软件系统重构、灵活开发的目标，首先必须要对 现有主流印刷管理软件架构以及印刷标准j d f 做一个深入剖析，再不断地迭代完善自行 开发设计的系统架构，逐步探索、规划、设计出在一定范围内较为合理、灵活的软件架构。 目前国内大部分印刷管理软件是采用关系型数据库作为底层数据存储管理系统，对印 刷生产管理数据的处理自然是建立在对若干关系表的处理基础上。 在国内这种形式管理软件普遍流行，主要因为关系型数据库是目前主流数据库，对关 系表的各种处理操作便于实现。由于关系型数据库自身存在很多局限性，致使在该基础上 构建起来的软件架构存有一些局限性和定制性，首先，关系表是一张二维数据表，一旦创 建，该表结构不易变动。其次，世界是一个错综复杂的信息网络，各种复杂信息关系纵横 交错，仅用一张二维数据表难以反映现实关系，如要模拟复杂关系需建立若干张表，表与 表之间再通过关键字相互交错关联。 基于关系数据库来为某印刷企业开发管理软件，从分析该企业具体业务需求着手， 然后再设计出符合该企业的业务逻辑关系类，进而设计出专为该业务逻辑层服务的特定 数据类，即要求设计出若干相互关联且符合业务逻辑类需求的表，以及对这些表的相关 操作。业务逻辑层和数据层是一对一绑定设计关系，有什么需求就有什么表设计与之对 应存在，业务变数据变，两者之间的藕合性非常高。这样不便于软件升级开发。 由此看出，在关系型数据库基础上开发的软件，或多或少地具有特定性，逻辑层和数 据层关系较为紧密，不便于软件架构重用、升级的二次开发。因而有必要探索设计一种可 重构、灵活的软件架构系统。 3 1 基于j d f 的管理软件架构初探设计 通过上述分析可知，利用二维关系数据表描述现实世界有一定局限性，不利于软件灵 活重构开发。本系统要设计出高内聚、低耦合相对独立的功能模块，需要一种结构良好的 数据结构作为技术支撑。x m l 数据的及时出现，无疑给大家带来了一个好消息。 x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e 即可扩展标记语言) 是一种简单数据存储语言， 使用一系列简单的标签描述数据，且这些标签可用方便的方式建立1 2 4 1 0x m l 描述体系是 一种树形组织结构，不但对数据进行了描述且为这些数据提供了结构，数据和结构可随现 实需要灵活扩展和变动，这比关系表描述数据及结构能力强。 c i p 4 组织正是看好x m l 数据格式自描述性、可扩展性等诸多优越性，经过多次提 案后，提出了基于x m l 在印刷行业的一个关于生产流程与资源信息描述的工业标准 j d f ( 即j d f 是x m l 在印刷行业的一个应用实例) ，以统一、规范的数据标准格式 来指导、管理印刷生产实践过程。 j d f 是一个开放的体系结构，只要符合标准的印刷流程节点，都可方便融入到j d f 作业流程中。j d f 数据是一个动态地、不断壮大地作业描述过程，即所谓的可扩展性和自 9 西安理工大学硕士学位论文 描述性。用j d f 描述复杂多变印刷工作流程再符合不过，为软件重构开发提供良好数据 基础。 在开发、探索初期，曾尝试用j d f 作为底层数据驱动先来构建某一印刷企业特定业 务需求( 也就是说先把j d f 数据结构定制下来) 作为认知基础。 该架构设计方案把j d f 文档作为底层数据存储格式，由于设计起初对j d f 内部结构 了解不深，在数据层设计时难分离出具有独立操作、粒度适中数据对象，视整个j d f 文 档为一个处理对象；另外，对软件工程思想一知半解，再加之企业业务需求千变万化，生 产工艺、管理模式各异，很难抽象出这些中小企业的较为通用业务需求，致使该架构只有 两层结构，直接在界面层对数据层进行一对一操纵，致使这两层具有极大耦合性。再之， 设计前并未接触过s q ls e r v e r2 0 0 5 新增x m l 数据类型，因而对j d f 数据管理，是基于 文档的，需要靠人工管理，如果j d f 文档过多则难以管理。 3 2 基于j i ) f 的m i s 系统的多层架构设计提出 上述软件架构的初探设计和基于关系数据库设计的软件相比较没有质的改进，特别是 在架构灵活性方面，仍然是一个绑定的系统，没有给系统可重用性带来好处，但作为初步 探索是必经之路，为后续开发提供了探索基础。 随着对j d f 进一步深入剖析及不断学习软件工程方法，最终设计和开发出一种基于 j d f 数据的m i s 的多层软件架构，具体设计将在第五章节进行详细论述。 本架构灵活性主要从多方面工作体现：对多家形态、规模各异中小型印刷企业调研， 了解其印刷生产流程以及管理模式，从而找出共性的需求；采用软件工程“用例驱动的 u m l 对象建模”的面向对象开发思想作为指导，分析较通用业务需求下的独立领域责任 体、进而分析较通用业务逻辑类；透彻分析j d f 数据结构，设计较通用独立的、粒度适 中的数据处理对象；在数据层设计时，初次尝试使用设计模式，为数据处理对象独立性开 发再次提供技术支持。 该软件架构与早期设计软件架构相比的进步性主要体现在以下几个方面： ( 1 ) 实现对j d f 代理底层对象模型的建立，设计出大量粒度适中、在一定范围内 较为通用灵活且具有可独立处理操作功能的j d f 对象； ( 2 ) 在业务层把可以共同承担完成某一业务逻辑的操作封装到一起形成较为通用 的业务逻辑类； ( 3 ) 引入s q l s e r v e r2 0 0 5 新技术：x m l 数据类型对j d f 数据进行操作模型建立； ( 4 ) j d f 数据可动态扩展生成； ( 5 ) 形成较为良好、通用、灵活的软件架构。 4j d f 剖析 4j d f 剖析 4 1j d f 概述 j d f 是一个新事物，国内的参考查阅文献较少，大多资料是针对j d f 概念性或功能 性的陈述，而对j d f 内部结构及其运作机制的介绍则是凤毛麟角。因而必须先阅读大量 j d f 外文资料并在此基础上进一步分析、总结归纳j d f 的本质结构以及运行机制，才有 利于j d f 底层代理对象模型的良好设计，为灵活软件架构研究打下坚实数据基础。接下 来对j d f 做深入剖析阐述。 j d f ( j o bd e f i n i t i o nf o r m a t ) 作业定义格式，既是一种基于x m l ( e x t e n s i b l em a r k u p l a n g u a g e ，可扩展标记语言) 的开放式、可扩展文件格式，又是一种建立在x m l 语言基础 上的印刷行业的作业传票描述标准。j d f 作业传票能够为数字化工作流程提供一个灵活而 全面的数据引擎支撑和流程解决方案，实现管理信息系统( m i s ) 和印刷生产控制系统的 联接t 2 5 1 , 4 2j d f 结构的分析研究 j d f 结构主要是建立在过程( p r o c e s s e s ) 和资源( r e s o u r c e ) 两个基本概念以及资源 链接( r e s o u r c e l i n k ) 上面。资源是指犹如：设备、油墨、纸张、版式等印刷过程所需要 的数据或物理对象，而过程则是指对这些数据或物理对象的操作f 2 6 1 0 由于j d f 数据并不 是把过程所需要使用的资源直接在其内部进行描述，而是通过引用方式指出该过程所需要 使用的资源信息，这就由资源链接来实现这个功能。 4 2 1 描述生产过程的节点及其组织体系分析 a 描述生产过程的节点分析 生产过程顾名思义就是在印刷作业生产过程中所需要的一组抽象或一个具体的生产 步骤，描述生产过程的节点是用来描述该生产步骤的节点。通过对j d f l 3 深入钻研，总 结出这类描述节点可分为产品节点、过程组节点、组合节点以及过程节点2 6 。 。 ( 1 ) 产品节点 产品节点是节点树根节点，是对产品的基本描述，定义了产品的加工意图，其类型属 性应取值为p r o d u c t ( 产品) ； ( 2 ) 过程组节点 过程组节点是j d f 树形结构的中间节点，该类节点只对独立生产过程起组织作用， 它的具体含义需要由下一级过程组或过程节点说明。显然，过程组节点描述产品的一组加 工过程，其类型属性应取值为p r o c e s