（计算机系统结构专业论文）基于cscw的远程天气会商系统的设计与实现.pdf

8 0 0 z 庇w 臼! s a o a i u f lt u o l s e o q l a o n 8 m z i x n ho e da o s s o j o m ：m s i a j m n s 暑u ! d s u a i sn x 天a 8 u ! l l n s u o d ：【9 q 印9 瓜o l o t u 0 1 t p o s e t a 八d s dj ou o ! 1 1 3 1 u a t u a l d t u ip u eu s i s o gz q i f = | ；= 龠9 皇杪8i ，人 厕砌啪 o a n d o l q 3 j v t o m d t u o du ! i a l s 它p 、ij oa a 蝠3 qo q l ：t o js i s o q iv -j油，詹 ： 对l， ， 1 r ( ，_ ， |耋 一 东北大学硕士学位论文独创性声明 独创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中 取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其它人己经发表 或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其它学位而使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了 明确的说明并表示谢意。 舯 学位论文作者签名：名绿啦舜 日期：缈g ，7 1 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学 位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的 复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学 位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。 作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后： 半年口一年口一年半口两年口 学位论文作者签名：彳舞l 驻薛 签字日期：郦，7 1 导师签名： 签字日期： 未缅 聃7 7 j 晕 、j f ， 、 i 东北大学硕士学位论文摘要 基于c s c w 的远程天气会商系统的设计与实现 摘要 天气会商是天气预报制作过程的重要环节，对提高天气预报的准确率有着重 要作用。传统的天气会商需要把所有的与会人员集中在一起，严重的浪费了人力、 物力和时间资源。如果利用现有网络技术和多媒体技术，建立远程的天气会商系 统，就可减少人们在时间和空间上的相互分隔的障碍。而计算机支持的协同工作 c s c w 技术就是让地域分散的一个群体借助计算机及其网络技术共同协调与 协作来完成一项任务，通过建立协同工作的环境，改善人们进行信息交流的方式， 节省工作人员的时间和精力，从而提高群体工作质量和效率。 本课题所研究的系统基于c s c w 上，通过对c s c w 中共享白板技术和权限 控制技术的研究，并且借助多媒体技术，实现了人人交互的天气会商。该系 统采用c s ( 会商客户会商服务器) 结构，会商服务器控制整个会商通信过程， 减轻了数据库服务器的负担；会商主持人端利用t c p 连接的可靠性给数据客户 端发送文字、图片等数据，利用u d p 的即时性发送音频等数据：使用c s c w 权 限控制技术让会商终端可以自由地承担会主持人角色，并且控制用户的发言权 限；利用共享白板技术演示用户会商件，让所有与会人员共享每份会商件；为用 户提供了方便友好的会商界面。利用c s c w 的协同特征，为用户提供了一个虚 拟“人感”的环境。 本文描述了远程天气会商系统的开发的过程。首先，本文介绍了系统丌发的 应用背景和技术背景；然后，说明了系统实现的技术方案和开发环境；再接下来 是分析和设计部分，对系统的功能需求和总体设计用用例图和功能模块图进行了 详细阐述；本文用了u m l 的活动图，还有表讲解了系统实现的目标、思路和方 法，并对系统的每个模块进行了分析，对主要算法和系统状态进行了解释。最后， 本文对系统的测试进行了说明，对在调试中遇到的问题进行分析和解决，总结了 项目中的经验，并指出了系统目前需要改进的方面。 关键词：c s c w ；天气会商；共享白板；权限控制 0 ， | l q ， - ， 东北大学硕士学位论文 a b s tr a c t t h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fc s c w b a s e dr e m o t e w e a t h e rc o n s u l t i n g a b s t r a c t w e a t h e rc o n s u l t i n gi so n eo ft h em o s ti m p o r t a n tp a n si nw e a t h e rf o r e c a s t ，a n di ta l s o h e l p se n h a n c et h ea c c u r a c yo fw e a t h e rf o r e c a s t i nt r a d i t i o n a lw e a t h e rc o n s u l t i n g ，i t r e q u i r e sa l lt h ep e o p l et og e tt o g e t h e r ，w h i c hm a yr e s u l tt os e v e r ew a s t eo fh u m a n r e s o u r c eo rt i m er e s o u r c e ，a n de t c i nv i e wo ft h i s ，i ti sa d v i s a b l et oa p p l yt h ee x i s t i n g n e t w o r ka n dm u l t i m e d i at e c h n o l o g yt ob u i l du pr e m o t ew e a t h e rc o n s u l t i n gs y s t e m w i t ht h ea i mt od e c r e a s et h eo b s t a c l eo ft i m ea n ds p a c eb e t w e e np e o p l e c o m p u t e r s u p p o s e dc o o p e r a t i v ew o r k ( c s c w ) t e c h n o l o g y ，h o w e v e r ，c o n n e c t st h es e p a r a t e d g r o u p st o g e t h e rw i t h t h e a i do fc o m p u t e ra n dn e t w o r kt oc o m p l e t eat a s k c o o p e r a t i v e l ya n dc o o r d i n a t e l y i tb u i l d su pt h ec o o p e r a t i v ew o r k i n ge n v i r o n m e n t ， i m p r o v e st h ew a y o fi n f o r m a t i o ni n t e r c h a n g e ，a n dc u td o w nt h et i m ea n de n e r g yf o r t h ew o r k ，w h i c hc o n s e q u e n t l ye n h a n c e sw o r k i n gq u a l i t ya n de f f i c i e n c y t h er e s e a r c ho ft h et h e s i si sb a s e do nc s c w r e s e a r c ho nt e c h n o l o g yo f a u t h o r i t yc o n t r o la n ds h a r i n gw h i t e b o a r dt e c h n o l o g yo fc s c w ，t o g e t h e rw i t ht h e a i do fm u l t i m e d i a ，i tc a r r i e sh u m a n h u m a ni n t e r a c t i o nw e a t h e rc o n s u l t i n g c s ( c o n s u l t i n gc l i e n t c o n s u l t i n gs e r v e r ) i sa p p l i e dt ot h es y s t e mt or e d u c et h eb u r d e no f t h es e r v e r t h es y s t e mu t i l i z e st h er e l i a b i l i t yo ft h et c pt ot r a n s m i td a t a ，s u c ha st e x t a n di m a g e ，t ot h ec l i e n t ；a n dt h ei m m e d i a c yo fu d pt ot r a n s m i tv o i c ed a t a i tu t i l i z e s t h ea u t h o r i t yc o n t r o lt e c h n o l o g yo fc s c wt oe n a b l et h ec l i e n tt ob ei nc h a r g eo ft h e c o n s u l t i n ga n dm a n a g et h eu s e r s r i g h tt os p e a k a n di t a l s ou t i l i z e st h es h a r i n g w h i t e b o a r dt e c h n o l o g yt od e m o n s t r a t ec o n s u l t i n g - d o c u m e n t a t i o n s ，t os h a r et h e c o n s u l t i n g d o c u m e n t sb e t w e e na l l t h ep e r s o n sp r e s e n ti nt h ec o n s u l t i n g ，a n dt o p r o v i d ef r i e n d l yc o n s u l t i n gi n t e r f a c e i tu s e st h ec o o p e r a t i v ep r o p e r t yo fc s c w t o p r o v i d ea v i r t u a l m a n l i k e e n v i r o n m e n t t h ed e v e l o p m e n tp r o c e s so ft h es y s t e mi sd e s c r i b e di nt h et h e s i s f i r s t l y ，t h e a p p l i c a t i o nb a c k g r o u n da n dt e c h n o l o g yb a c k g r o u n do ft h es y s t e md e v e l o p m e n ta r e i n t r o d u c e d s e c o n d l y ，t h et e c h n i c a lp r o p o s a la n dt h ed e v e l o p m e n te n v i r o n m e n tt o i m p l e m e n tt h es y s t e ma r ee x p l a i n e d t h e n ，i nt h ep a r to ft h es y s t e ma n a l y s i sa n d i i i d e s i g n ，t h ef u n c t i o n a lr e q u i r e m e n ta n do v e r a l ld e s i g na r ed e s c r i b e di n d e t a i lw i t ht h e u s eo fu c d ( u s ec a s ed i a g r a m ) a n df u n c t i o n a lm o d u l ed i a g r a m a c t i v i t yd i a g r a m a n dt a b l ea r eu s e di nt h et h e s i st oe x p l a i nt h eg o a l ，i d e aa n dm e t h o dt h es y s t e m i m p l e m e n t a t i o n a tl a s t ，t h et h e s i sd o e se x p l a n a t i o n so nt h es y s t e mt e s t i n g ，a n a l y s i s a n ds o l u t i o no nt h ep r o b l e m se n c o u n t e r e di nd e b u g g i n g ，a n dd o e sc o n c l u s i o no nt a s k e x p e r i e n c e i m p r o v e m e n to f t h es y s t e mi sa l s op r e s e n t e di nt h et h e s i s k e y w o r d s ：c s c w ，w e a t h e rc o n s u l t i n g ，s h a r i n gw h i t e b o a r d ，a u t h o r i t yc o n t r o l i v 一 一 ， 口 a 靠 ： q 东北大学硕士学位论文 目 录 目录 独创性声明i 摘要i i a b s t r a c t i i i 第一章绪论1 1 1 背景1 1 2 名词解释2 1 2 1 天气会商2 1 2 2 会商件一3 1 3 意义3 1 4 论文组织结构4 第二章系统开发技术综述5 2 1c s c w ( 计算机辅助协同工作) 5 2 1 1 定义5 2 1 2c s c w 的关键技术5 2 2i p 组播7 2 2 1 i p 组播技术原理7 2 2 1 i p 组播技术特点8 2 3c 撑与v c + + 的混合编程8 2 3 1 平台调用技术。9 2 3 2d l l 函数的调用技术要点9 2 3 3 混合编程的特点1 l 2 4 系统运行环境和开发环境11 2 4 1 运行环境1 1 2 4 2 开发环境1 1 2 5 本章小结1 2 第三章系统分析与设计1 3 3 1 系统需求1 3 3 1 1 系统功能需求1 3 3 1 2 系统的非功能性需求1 5 3 2 系统的体系结构1 6 3 3 系统的总体结构1 7 3 3 1 显示层l8 3 3 2 会商层19 3 - 3 3 网络支持层2 3 一v 一 东北大学硕士学位论文 目录 3 4 系统数据流2 4 3 5 本章小结2 6 第四章系统实现2 7 4 1 数据封装2 7 4 1 1 网络数据流2 7 4 1 2 应用数据流2 8 4 2 网络支持层的实现3 l 4 2 1 建立连接31 4 2 2 发送数据的模块3 3 4 2 3 接收数据的模块3 4 4 3 会商层的实现3 6 4 3 1 控制命令3 7 4 3 2 文字处理3 8 4 3 3 图片3 9 4 3 4 音频4 l 4 3 5 白板共享4 4 4 4 会商界面的实现4 8 4 4 1 会商界面定义4 8 4 4 2 会商界面初始状态5 0 4 4 3 邀请状态5l 4 4 4 发言状态5 3 4 4 5 退出会商状态5 6 4 5 会商结论5 6 4 6 本章小结5 6 第五章系统测试5 7 5 1 系统的测试二5 7 5 1 1 测试的意义5 7 5 1 2 测试的方法5 8 5 2 应用功能测试5 8 5 3 服务器测试6 1 5 4 网络测试6 2 5 5 调试6 2 5 6 测试结果6 4 第六章结论6 5 6 1 本文工作总结6 5 6 2 进一步工作展望6 5 参考文献6 7 致 射7 l v i 一 ， p r 东北大学硕士学位论文第一章绪论 第一章绪论 1 1 背景 与人们生活密切相关的气象部门，主要承担着制作和发布辖区境内的天气预 报和报警，及时提供重要天气预报、气象情报、专题气象分析，以及制作和发布 主要城市空气质量预报、森林火险等级预报等服务职能。 气象业务主要涵盖天气、气候、雷电、人工影响天气、农业与生态、大气成 分等气象业务，天气气象业务又分天气预报、决策服务、预报评分等业务。而天 气会商是天气预报制作过程的重要环节，对提高天气预报的准确率，有着重要作 用。天气会商过程中，每位预报员可以各抒己见，多层次、多角度地对天气形势 进行分析，从而可以对未来的天气变化有一个更加全面的分析，避免个人考虑问 题的片面化。传统的天气会商过程，参与会商的预报员坐在一台计算机前，由首 席预报员控制系统的执行，当需要协商时，他们面对面交换意见，在纸上写下意 见。协商完毕后仍由首席预报员控制系统的继续执行。显然，此时计算机对预报 员的协同未提供任何帮助，这限制了预报员参与任务的并行性【l j 。 而随着中国气象系统信息化建设的不断推进，各地气象部门每天都需要大量 的图文数据进行交互以协同工作，气象行业对实时性和准确性的要求也同益凸 现。相应的天气会商也应不再局限纸上系统，需要把所有的与会人员集中在一起， 严重的浪费了人力、物力和时间资源；若局限“人机交互”的系统，人与系 统的界面只是“人和计算机”之间的接口，只有“机器感”，没有“人感”。 所以人们应该利用现有网络技术和多媒体技术，建立远程的天气会商系统，应用 计算机支持的协同工作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 ew o r k ) 技术， 实现“人人”交互，人人交互虽然也是通过人一机界面实现的，但它支 持群体合作开展工作，共同完成某项任务，人人交互界面应使用户有更多的 “人感”，而不是“机器感 。人人交互虚拟“人感”环境是由人机界 面和计算机网络环境实现的。实现人人交互的天气会商，有效地分享信息、 更快地做出决策、有更多参与者的意见、及时迅速地处理危机，加大气象系统的 工作效率和快速反应能力【2 j 。 计算机支持的协同工作c s c w ，简称计算机协同工作。它是信息化进程发 展的一种必然产物，它将带来人们协作方式的变革，提高人们协同工作的整体效 东北大学硕士学位论文第一章绪论 率。计算机协同工作应用系统的发展和推广会改善人们交流信息进行协作的方 式，而计算机技术的发展也必然走向计算机协同工作的方向【3 ，4 1 。 在传统的会议、教学、医疗等领域，群体协作的参与者在工作时要进行交流、 讨论。他们会集中在同一工作室，用一张纸或一块黑板，在上面写写画画；也可 能一起看计算机屏幕上显示的内容；或一起看一张工程图纸，在图上作些标记； 或者一起观察一段程序执行的情况，甚至观察一个被控制的对象的动作或变化。 而且，在讨论、研究的过程中，每个参与者往往会注视其他参与者的反应。而 c s c w 支持分散在各地的群体和个人的协同工作，就需要通过远程共享某种计 算机显示的工作界面来做到上面这些活动。共享工作空间的概念指的就是参与共 同任务的个体，不离丌自己的工作地点，通过计算机显示的工作界面的远程共享 来交流和协作。这一类共享的计算机显示的工作区也称为共享空间。各种共享工 作空间有几个共同的特征：第一，在需要的时候，至少计算机显示的一个部分可 被所有参与者以“你见即我见”的方式看到；第二，它们一般都包括台式计算机 或x 终端，少数采用电子白板( 又称实况板) 这种专用的设备；第三，它们很少被 单独使用，通常与音频，有时还有视频信号一起工作，即提供一个集成的多媒体 远程同步协作环境。应用的目的共享工作空间是实现以计算机为媒介的简短信息 远程共享或正在开发的实际产品的共享。所以，通过共享工作空f 日j ，可实现两种 功能：联合浏览，即把一个信息复制到一个或多个远程显示终端上，让所有协作 者看到；远程操作，即对联合浏览的内容进行注解、修改，或对协同开发中的产 品进行远程操作( 如对丌发中的一段程序进行远程调试) 【5 1 。c s c w 还可在多媒体 帮助下，实现远程用户的协同并使用户直接爱你通过“见”、“听”、“说”的 效应产生面对面的互视效果，达到信息在时间上的实时，空间上的融洽。使得在 c s c w 系统中，多用户之间的协同变得“耳闻目睹，声文并茂”，实现图文处 理一体化、视听处理一体化1 2 j 。 1 2 名词解释 在文中会出现几个相应的气象方面的名词，在本节给出了一些说明。 1 2 1 天气会商 会商在百科全书中的解释是双方或多方共同商量。会商在气象上是个使用率 很高的词汇，天气会商就在两个以上的预报员在一起商量天气情况。天气会商是 制作天气预报的重要环节，对提高天气预报的准确率，充分发挥各级预报员的预 - 9 - 东北大学硕士学位论文第一章绪论 报能力有着重要作用，因此制作预报应进行天气会商。天气会商按天气预报岗位 职责的规定，一般由首席或领班预报员主持。局( 台) 领导认为必要时，可直接 主持重大天气会商。会商时间由各单位根据预报服务需要确定。原则上每次制作 预报之自仃都应会商。会商形式根据预报内容及重要性的不同，可以采用网络会商 或研讨会商的方式。 1 2 2 会商件 会商件是通过计算机制作的文件，预报员根据雷达、卫星云图、雨量图等一 系列资料，用图片和文字叙述自己的观点和结论，制作成的文件。其具体结构和 内容为：预报结论；预报结论是订正何种上级指导预报或数值预报产品的；订正 ( 或直接使用) 的依据等。会商件应做到依据充分，推理严谨，文字简练。会商 件必须在会商之前完成制作，签名并存入计算机，以提交会商。 1 3 意义 远程天气会商系统r w c s ( r e m o t ew e a t h e rc o n s u l t i n gs y s t e m ) 是c s c w 技 术在气象领域的具体应用。它是借助于现有的计算机网络，综合运用多媒体、数 据库和人工智能等方面的技术开发的使用与气象领域的远程协作平台。该平台改 善了人们进行信息交流的方式，从时间上讲，人们可以不用浪费时间在路上，浪 费在寻找会议室上，节省工作时间和精力；从空间上讲，人们可以在自己的工作 室里参与会议，或是有事外出可以用无限上网在异地参与会商。从效率上讲，与 会议有关的材料、文件、实物都在身边，可以充分方便地交流。总的说，“远程 协作”不仅消除或减少人们在时间和空间上的相互分隔的障碍，也节省工作人员 的时间和精力，并且提高群体工作质量和效率【6 ，7 】。 高性能计算机及其网络的广泛引用计算机系统正由传统的问题求解，执行一 定的计算，朝着帮助用户进行交互并支持协同工作的方向发展，分工协作是一种 完善化的标志，传统的单用户实用计算机的模式，限制了可以解决问题的复杂度 和求解的效率，目前正受到分散在不通计算机上的多个用户分工协作以高效求解 复杂问题( 包括科学计算机、日常办公自动化) 的挑战。为支持这种新的工作方 式，计算机辅助协同工作应运而生，受到了越老越多的重视，并成为目前计算机 领域内发展最快的研究方向之一。 在计算机支持的环境下( c s ) ，特别是在网络环境下，一个群体协同完成 一项共同的任务( c w ) ，它的目标是设计出支持各样协同工作的工具、环境与 一3 一 东北大学硕士学位论文第一章绪论 应用系统。c s c w 作为一个多学科相结合的技术，在各个领域的应用一起了人 们的强烈兴趣，得到了广泛研究。传统的单用户分布式系统，与外界( 用户) 的交 互是通过唯一的一个接口进行的。整个分布式系统力图对用户透明。相反地，一 个c s c w 系统可以有多个用户介入。他们分别在各自的计算机上输入信息，得 到结果，达到共同协同控制一个应用的目的。因此c s c w 是将传统的从某一处 和用户获得信息并显示结果推广到从若干处和若干用户同时均可获得信息并同 时向这些地方给出输出换言之，单用户系统虽然其功能部分可能已是分布的，但 其接口仍是集中式的。c s c w 则将之拓广为分布式接口，扩大了整个分布式系 统与外界的接口，充分利用用户问的并行性，提高整个由人机组成的系统的效率 【4 j o 1 4 论文组织结构 本文共分六章，其章节组织结构如下： 第一章介绍了本文的相关背景、解释了两个气象名词，还有丌发目的和意义。 第二章介绍了本文相关的技术，包括：c s c w 的定义及其关键技术、i p 组 播技术、c 跨平台调用技术等，最有提出了系统的运行环境及开发平台。 第三章详细对天气会商系统进行分析和设计，给出了该系统的功能需求、性 能需求，之后阐述了系统的体系结构、总体结构以及各个功能模块的设计。 第四章着重介绍了系统实现，根据第三章各个功能模块的设计，结合u m l 的活动图详细说明了系统的实现过程。 第五章讨论了系统的测试，包括：测试工具的选择，测试内容及测试结论等。 第六章为结论部分，对本文进行了总结和展望。 一4 一 东北大学硕士学位论文第二章系统开发技术综述 第二章系统开发技术综述 本章介绍实现所涉及到的相关技术，本系统应用了c s c w 技术，借助网络 组播技术进行网络通讯；用多媒体的音频技术辅助用户交互，音频的压缩和解压 用到了v c + + 的二次开发。本章先将给出c s c w 、组播、二次开发等的介绍，最 后了解下本系统的运行环境和丌发环境。 2 1c s c w ( 计算机辅助协同工作) 2 1 1 定义 计算机支持的协同工作也称为计算机支持的合作工作( c o m p u t e rs u p p o r t e d c o l l a b o r a t i v ew o r k ) ，可以定义为：是一个集成了信息处理和通信行为的系统， 它支持多个人有效、协调地工作，虽然他们不一定有一个共同的任务f 8 ，9 1 。 可以简单地认为，计算机支持的协同工作( c s c w ) 就是指在网络上利用计算 机支持群体成员问进行协同工作，以共同完成某项任务，并为他们提供一个共享 环境的界面。c s c w 系统为在时空上分散的人们提供一个面对面和你见即我见 ( w y s i w i s ) 的协同工作环境，支持多个时间上分离、空间上分布而工作又相互 依赖的协作成员的协同工作，使计算机系统从传统的只能提高个体工作效率变为 能提高群体的工作效率。可以看出，c s c w 的研究具有两重性：一方面是“协 同工作( c w ) ”，主要研究群体合作工作的本质和特征，这涉及到群体中人的因 素和工作习惯以及社会学、心理学等组织问题；另一方面是“计算机支持( c s ) ”， 主要研究支持协同工作的计算机信息技术【7 1 。 2 1 2c s c w 的关键技术 在本系统的开发中，用到了c s c w 的两项重要技术，下面给出这两项技术 给些说明： ( 1 ) 共享白板工具 共享白板工具( s w t ) 是最常用、最简单的共享工作空间工具，它在计算机屏 幕上仿真白板或黑板，而这个白板是由协作者共享的【1 0 , i i 】。远程协作者可以在各 自的计算机显示器上观看同一内容的窗口。 共享白板的背景可有两种选择：一种是置成空白的，代表一块空白的白板或 一张白纸；另一种是用一页电子文档文本、一张图或照片或者屏幕上的一个窗口 - 5 东北大学硕士学位论文第二章系统开发技术综述 作背景。要注意的是，后一种选择的情况下，图或窗口仅是一个背景，在它的上 面可以写字、画标记，但不能对其背景进行修改或操作。共享白板主要是为协作 者提供一个大家都能看得到、且都能使用的书写板，在上面写写画画，便于讨论。 协作参与人在取得白板的使用权后可将自己计算机内的可显示内容，如 p o w e r p o i n t 制作的讲演报告、w o r d 的文档，通过共享白板显示给分处各地的协 作人员看。 ( 2 ) 使用权控制 c s c w 的白板涉及远程分散的参加者，更需要有一个使用权的控制策略。 使用权控制也称发言权控制。不仅共享白板有使用权控制问题，其他共享工具也 有使用权控制问题。使用权控制在视频会议系统中一般称发言权控制，它也是一 个十分重要的问题1 0 , 1 3 , 1 5 】。 使用权的控制策略一般可分为如下4 种。 无控制系统让每个人都可自由访问共享界面而凭借社会行为规约来避 免或解决冲突。这种方式很适于两个人，但当参与的人数增加时，就不太好用了。 暗锁一个参与者一旦丌始输入信息就占据了使用权，而其他参与者就不 能输入任何数据了。使用权的当前占有者一旦结束输入，使用权就会被自动地取 走一段时间。如果这个参与者想把使用权多留一会儿，计算机就会通知他，还有 人在排队等他停下来。难点就在于如何协调这段迟延时间，典型的配置是几秒。 明锁明锁机制与暗锁相似，但用户必须通过专用键或鼠标来请求或放弃 使用权。当然，当使用权被锁住时，必须排队请求，按先后次序服务。 主席控制指定一个参与者为协作会话过程的主席( 或协调者) 。主席随时 可移交或重新获得使用权。主席需要一些工具来监控一系列等待的使用权请求。 c s c w 除了上述的两项技术外还有共享应用工具技术、电子白板技术等。 共享应用工具( s a t ) 也叫协作管理器，实质上是一些软件控制的过程，用一定 的算法进行使用权控制、共享资源访问和私有资源保护。s a t 的另一功能是会 话管理，即管理参与者加入或退出一个会话。有了s a t ，参与者可以共享一个 或几个普通的单用户的应用程序。这被共享的应用程序只在某一台机器上运行， 而所有参与者可对被共享的应用程序进行操作1 2 , 1 4 】。 电子白板也称活板，它和前面讨论的共享白板从名称到概念都有一些混淆， 而且二者也有相似和共同之处，但二者本质上是不同的。电子白板是一个设备、 一个系统。它一般由一个大小类似真实黑板的电子板、电子笔以及后面的控制和 东北大学硕士学位论文第二章系统开发技术综述 通信用的计算机组成。这里的电子板一般不具有电子显示的功能，它们只是一个 输入装置，而且在应用中也不能共享。共享白板则是一个在计算机屏幕上显示出 一个工作区、一个窗口，没有具体的自板放在那里。在共享白板系统中，白板的 输入是通过计算机的键盘鼠标或小型的手写板间接进行的，而显示则是直接的。 当然，共享白板的工作区是共享的，每个参与者可用同样的方式在上面写或画 【1 7 】 2 2i p 组播 组播( 又称i p 组播) 是一种数据包传输方式，实现了网络中点到多点的高效数 据传送。它通过使用特定的i p 组播地址，按照最大投递的原则，将i p 数据报传输 到一个组播群组( m u l t i c a s tg r o u p ) 的主机集合。它的基本方法是：当某一个人 向一组人发送数据时，它不必要将数据向每一个人都发送数据，只需将数据发送 到一个特定的预约的组地址，所有加入该组的人均可以收到这份数据。这样对发 送者而言，数据只需发送一次就可以发送到所有接收者，大大减轻了网络的负载 和发送者的负担【1 引。 2 2 1 i p 组播技术原理 i p 组播基于u d p 协议。当源主机向多个远程目的主机发送一个数据包时， 利用i p 组播技术，源主机只需发送一次，数据包仅在传输路径分佾时由路由器 复制并转发。i p 组播的这种传输机制，使其在面向多个数据接收者时，能够有 效地节省网络带宽，提高传输效率。因此，广泛应用在视频会议、网络音频广播 等领域。i p 组播技术是把单一的数据包发送到一个组播组，该组播组的所有成 员具有相同的组播地址。i p 协议使用d 类地址支持组播，其地址范围是2 2 4 0 0 0 到2 3 9 2 55 2 5 5 2 5 5 ，每个d 类地址标志着一组主机。i p 组播组的成员动态的， 主机可以随时加人或退出组播组，组播组的成员数目可以是任意多个。 在组播通信中，需要两种地址：一个i p 组播地址和一个e t h e r n e t 组播地址。 其中，i p 组播地址标识一个组播组。由于所有i p 数据包都封装在e t h e r n e t 帧中， 所以还需要一个组播e t h e m e t 地址。为使组播正常工作，主机应能同时接收单播 和组播数据，这意味着主机需要多个i p 和e t h e m e t 地址。i p 地址方案专门为组 播划出一个地址范围，在i p v 4 中为d 类地址，范围是2 2 4 0 0 0 到2 3 9 2 5 5 2 5 5 2 5 5 ， 并将d 类地址划分为局部链接组播地址、预留组播地址、管理权限组播地址【1 8 】。 局部链接地址：2 2 4 0 0 0 - 2 2 4 0 0 2 5 5 ，用于局域网，路由器不转发属于此范 一7 一， 东北大学硕士学位论文 第二章系统开发技术综述 围的i p 包； 预留组播地址：2 2 4 0 1 0 , - 一2 3 8 2 5 5 2 5 5 2 5 5 ，用于全球范围或网络协议； 管理权限地址：2 3 9 0 0 0 - - 一2 3 9 2 5 5 2 5 5 2 5 5 ，组织内部使用，用于限制组播 范围； 以太网组播m a c 地址映射方法：i p 组播帧都使用以0 x 0 1 0 0 5 e x x x x x x 的2 4 位前缀_ 丌始的m a c 层地址，但只有其中的一半m a c 地址可以被i p 组播 使用，剩下的m a c 地址空间的2 3 位作为第三层i p 组播地址进入第二层m a c 地址的映射使用。由于第三层i p 组播的2 8 位地址不能映射到只有2 3 位的可用 m a c 地址空间，造成有3 2 ：1 的地址不明确，所以主机c p u 必须对收到的每一 个组播数据包做出判断。这增加了主机c p u 的开销。此外，也产生抑制第二层 局域网交换的组播扩散问题【19 1 。 2 2 1 i p 组播技术特点 i p 组播技术的提出是基于对业务通信结构进行优化的思想。在某些业务中， 常常有一定数量的用户在接收一些完全相同的数据流。i p 单播技术的发送者为 每个用户单独建立一个数据流。由于这些数据流重复地发送完全相同的数据，所 以将大大加重发送主机和通信网络的负载，同时也比较难以保证对不同接收者的 服务的公平性。而组播技术只要求发送者为同一数据发送一个数据流，为不同的 用户复制同一数据流来降低主机服务负载、网络通信负载和实现服务的公平性。 作为一种与单播和广播并列的通信方式，组播的意义更重要的是，可以利用 网络的组播特性方便地提供一些新的增值业务，包括在线直播、网络电视、远程 教育、远程医疗、网络电台、实时视频会议等互联网的信息服务领域。 2 3c 撑与v c + + 的混合编程 由两种以上的语言写成的源代码建立程序的过程称为混合编程。c 萍的界面 设计、数据库管理等功能十分强大，且简便快捷。但是，在丌发过程中，有些特 殊的需求利用c j f 库中提供的功能模块还是难以实现的，往往需要调用像 w i n d o w sa p i 中的d l l 之类的动态链接库或在一些以其他语言歼发好的通用 d l l 中实现的非托管函数。而现有的多数的应用软件都是v c + + 编写的。所以在 软件开发的过程中要充分考虑到软件开发的效率，利用平台技术在c 撑中调用现 有的v c + + 编写的d l l 能有效的缩短软件开发的周期2 0 1 。 一8 一 东北大学硕士学位论文第二章系统开发技术综述 2 3 1 平台调用技术 平台调用依赖原数据在运行时查找导出的函数并封送其参数。图2 1 所示为 对非托管d l l 函数的“平台调用”调用。当“平台调用”调用非托管函数时， 将依次执行下面的操作，查找包含该函数的d l l ；将该d l l 加载到内存中；查 找函数在内存中的地址并将其参数推到堆栈上，以封送所需的数据；将控制权转 移给非托管函数。 d l l 元数据 二l ，台调用 + 一编译器卜一托管源代码i d l l 函数 m s i l 代码 程序集 公共语言运行库 图2 1 非托管d l l 函数调用 f i g 2 1n o n h o s t e dd l lf u n c t i o nc a l l 2 3 2d l l 函数的调用技术要点 利用平台调用技术调用动态链接库中的非托管函数要经过标示d l l 中的函 数、创建用于容纳d l l 函数的类、在托管代码中创建原型和调用d l l 的非托管 函数。 ( 1 ) 标示d l l 中的函数 d l l 函数的标示包括两个部分，一个是函数的名称和序号，另外一个是实 现函数所在的d l l 文件的名称，要调用d l l 中的非托管函数首先就要明确标示 d l l 函数的这两个方面。调用d l l 中的函数时，并不是只能用原始的函数名调 用。平台调用技术提供了重命名机制，方便丌发人员根据项目的命名规则重新命 名需要调用的非托管函数。需要自定义名称的函数，可以在代码中将非托管函数 重命名为任何所需要的名称，但是要将该新名称映射到d l l 中的初始入口点。 ( 2 ) 创建用于容纳d l l 的函数类 要封装平台功能，一种有效的方法是将常用的