（计算机科学与技术专业论文）基于sca的协同服务模型的研究与应用.pdf

武汉理一【人学硕士学位论文 摘要 随着全球经济一体化和信息技术的发展，许多企业都完成了基础设施的信息 化，并逐步走向协同化。由于企业内部管理水平的不断提高和外部市场竞争的 日益激烈，单靠产品销售获得的利润上升空间有限，企业希望能从效率、成本 等优化中创造新的利润增长点，因此，如何将个人、团队与企业信息系统有效 的协调关联起来是协同软件必须要解决的问题。w 曲2 0 、面向服务体系架构等 技术的出现，为协同软件的开发提供了一种面向服务的解决方案。 本文在分析协同技术和服务构件架构( s e i c ec o m p o n e n ta r c h i t e c t u r e ，s c a ) 技术的基础上，对协同工作过程进行分析，建立基于s c a 规范的协同服务架构， 用于分析和设计面向服务的协同应用系统。首先从服务的角度深入分析s c a 技 术，重点分析服务构件、组合构件和s c a 域的组成元素及关系，掌握s c a 在构 建面向服务的应用系统的原理。然后建立协同服务模型，分别从协作者的角度 和业务流程的角度分析协同工作过程，相应的建立角色协同服务架构和流程协 同服务架构，在此基础上设计了四层协同服务架构，并将各层映射到s c a 的相 应元素，建立基于s c a 规范的协同服务架构。最后分析电子采购协同工作过程， 建立电子采购协同服务架构，并采用i b a t i s 持久层框架和t u s c a i l y 框架设计服务 结构，并将其应用到电子采购系统中。 协同服务架构的垂直结构在不同层次提高服务的复用度，s c a 实现和传输协 议的分离使服务的大规模集成更加容易，提高了不同信息系统之间的协同交互 能力。基于协同服务架构的电子采购系统不仅协调了企业内部各部门之间的工 作，而且增强了采购方和供应商之间的协同交互能力。 协同服务架构为设计开发协同应用系统提供给了一种面向服务的解决方案， 基于s c a 规范的t u s c 觚y 框架的出现也增强了这种解决方案的可操作性。 关键词：面向服务体系架构，服务构件架构，协同服务，协同服务模型，协同 服务架构 武汉理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fg l o b a le c o n o m yi n t e g r a t i o na i l di n f o n i l a t i o nt e c h n o l o 鼢 t h ei n f o m a t i z a t i o no fi 1 1 f a s t r u c t i l r a lf a c i l i t i e sh a v eb e e na c c o m p l i s h e di n al o to f e n t e r p r i s e s ，a n d 矗j r t h e rm ni n t oc o o p e r a t i o n 铲a d u a l l y b e c a u s eo ft h ec e a s e l e s sr i s e o ft h ee n t e 印r i s em a n a g e m e n ta n dg r a d u a l l yf i e r c ee x t e m a lm a r k e tc o m p e t i t i o n ，t h e p r o f i tr i s e sd e p e n d i n gs o l e l yo np r o c l u c t i o nn l a r k e t i n ga c q u i s i t i o ni s l i i i l i t e d ，m u s e n t e r p r i s e sh o p et om a k ef u uu s eo ft h ep r o 丘tp o t e n t i a l si i l 也eo p t i m i z a t i o no f e 衔c i e n c va n dc o s t t h e r e f o r e ，w h a tc o l l a b o r a t i v es o f t w a r en e e d st od oi s t om a l ( e i n d i v i d u a l s ，t e 锄sa i l de m e 印r i s ei n f o r i i l a t i o ns y s t e m sc o o p e m t ce m c i e n t l y t h e a p p e a r a n c eo fn e wt e c h n o l o g i e s ，s u c ha sw 曲2 0a n ds e r v i c e - 0 r i e n t e d 心c h i t e c t u r e ， h a u sp r o v i d e das e r v i c e 0 r i e n t e ds o l u t i o nf o rc o l l a b o r a t i v es o 凡a r ed e v e l o p m e n t t h et e c h n o l o g i e so fc o l l a b o r a t i v cs o f h a r e锄ds c a ( s e n r i c ec o m p o n e m a r c h i t e c t u r e ) a r ei n v e s t i g a t e da n dt h eb u s i n e s sc o l l a b o r a t i v ep r o c e s si sa i l a l y z e di n t 1 1 et h e s i s 1 1 1o r d e rt oa 1 1 a l y z ea i l dd e s i g i ls e i c e o r i e m e dc o l l a b o r a t i v e 印p l i c a t i o n d e v e l o p m e n t ， c o l l a b o r a t i v es e r v i c ea r c h i t e c t u r e i s p r o p o s e d b a s e do ns c a s p e c i f i c a t i o n f i r s t ，s c at e c h n o l o g yi sd e e p l ya i l a l y z e df r o ms e “i c ep e r s p e c t i v ei n t h et h e s i s ，a n df o c u s e so ns e r v i c ec o m p o n e n t s ，c o m p o s i t e ，d o m a i l l ，e l e m e n t sa i l dt h e r e l a t i o n 锄o n gm e mi ns c as c o p e ，c l a r i f i e st h em e o 巧t 1 1 a t s c ac o n s t m c t s s e i c e o r i e n t e da p p l i c a t i o ns y s t e m s a n dt h e nb u i l d sc o l l a b o r a t i v es e i c em o d e l ， a n a l y z e st h ec 0 1 l a b o m t i v ew o d d n gp r o c e s s 舶mp e r s p e c t i v e so fc 0 1 1 a b o m t o r sa i l d b u s i n e s sw o r k f l o wr e s p e c t i v e l y t h ec o r r e s p o n d i n gc o l l a b o r a t o ra i l d w o r k n o w c o l l a b o r a t i v es e r v i c ea r c h i t e c t u r e sa r ea l s oc o n s t i m t e d b a s e do nm e s ea r c l l i t e c t u r e s ， f o u rc o l l a b o r a t i v es e r v i c ea r c h i t e c m r el e v e l sa r ed e s i g n e d ，趾de a c hl e v e l i sm a p p e d t o l ec o 玎e s p o n d i n gs c ae l e m e n t s ，锄db u i l d su pac o l l a b o r a t i v es e i c ea r c h i t e c t u r e b a s e do ns c as p e c i a t i o n f i n a l l y ，s e r v i c es t r u c t u r ci sd e s i g i l e db yu s i n gi b a t i s p e r s i s t e m 觑i i i l e 、o r ka i l dt h s c a i l yf m n e 、v o r k ，a n dt h e ni sa p p l i e dt oe p r o c u r e m e n t s y s t e m t h ev e r t i c a ls t r u c t u r eo fc o l l 批r a t i v es e r v i c e 鲫c h j t e c t u _ r ep r o m o t e s t l l e r e u s a b i l i t 、ro fs e r v i c e si nd i 廊r e n tl e v e l s ni se a s yf o rl a 玛e s c a l ei n t e 伊a t i o no f s e r v i c e sd u et os 印a r a t i o no fi m p l e m e n t a t i o na n d 眦l s p o r tp r o t o c o lo fs c 八 i i 武汉理1 = 火学硕士学位论文 i m p r o v e sc o l l a b o r a t i v e a i l di m e r a c t i v ec 印a b i l i 锣b e t w e e nd i f l e r e n ti n f o 咖a t i o n s y s t e m s e p r o c 珊e m e n ts y s t e mb a s e do nc o l l a b o r a t i v es e i c ea r c h i t e c t u r en o to n l y c o o r d i n a t e st h e 、0 r k s 锄o n gv a r i o u sd e p a r t l n e m sw i m i nt h ee m e 印r i s e ，b u ta l s o e n h a n c e st l l ec o l l a b o r a t i v e 锄di n t e r a c t i v ec a p a b i l i t yb e 觚e e np u r c h a s e ra 1 1 ds u p p l i e l c o l l a b o r a t i v es e n ，i c ea r c h i t e c t u r e s u p p l i e sas e i c e - o r i e n t e d s o l u t i o nf o r d e s i g i l i n g a i l d d e v e l o p i n gc o l l a b o r a t i v es y s t e m 1 1 1 e a p p e a r m c e o f t u s c a i l y 行锄e w o r kb a s e do ns c a s p e c i f i c a t i o na l s oe n h a n c e so p e r a b i l i t ) ro f t h es o l u t i o n k e y w o r d s ： s e n r i c e o r i e m e da r c h i t e c t u r e ，s e n ，i c e c o m p o n e n ta r c h i t e c t u r e ， c o l l a b o r a t i v es e i c e ， c o l l a b o r a t i v es e r v i c em o d e l ，c o i l a b o r a t i v e s e r v i c ea h i t e c t i l r e i 独创性声明 本人声明，所呈交的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d 尽我所知，除了文中特别加以标注和致 谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得武汉理工大学或其它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己 在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：姐日期： 学位论文使用授权书 本人完全了解武汉理工大学有关保留、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 电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将 本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理 工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论 文，并向社会公众提供信息服务。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 研究生c ：萄2 罨翩c ：1 ) 盹日期刮_ g 武汉理工大学硕士学位论文 1 1 课题研究背景 第1 章绪论 全球经济体化正在成为整个世界经济的发展趋势，社会生活也随着发生着 巨大的变化。我国很多行业完成了基础设施的信息化，开始走向协同化。无论 是应对突发事件的联动机制，还是电子政务一站式背后的多部门问的业务协同， 都离不开协同理论和相关技术的支持。在商业领域，随着与国际市场的接轨和 技术的不断成熟，单靠产品销售获得的利润上升空间有限，企业开始向管理要 利润。同时，管理水平的提升赋予企业新的能力，企业要求从效率、成本等优 化中创造新的利润增长点。因此，如何高效无缝地将个体、团队和企业信息应 用协调关联起来，是近年来出现的新问题。目前企业对信息系统的要求和依赖 程度越来越高，要求信息系统能够即时满足企业的各种需求变化和多样化的要 求。目前流行的协同软件大都采用传统的结构化分析和设计方法或面向对象的 分析设计方法，业务和技术的紧密耦合妨碍了业务的快速更新，而且不同层次 严格的逻辑关系降低协同应用系统的灵活性，难以满足不断变化的需求。 计算机支持的协同工作( 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 ew b r k ，c s c w ) 的概 念最初是在1 9 8 4 年由美国m i t 的i r e n eg r i e f 和原d e c 公司的p a u lc a s h m a i l 等 提出的，目的是解决如何使用计算机来支持不同领域和学科的人们共同合作这 一课题【l 】。c s c w 就是在计算机技术支持的环境下，特别是在计算机网络和多媒 体环境下，群体协同工作完成一项共同的任务，它的目标是设计支持各种各样 的协同工作的应用系统。 新技术的不断成熟和相关硬件成本的降低，为协同系统的研发和应用推广提 供了理想的外部条件。w 曲2 o 、面向服务的体系架构( s e 州c eo 矗e n t e d c h i t e c t i j r e ，s o a ) 等技术为协同应用提供了良好的支撑技术，移动设备( p d a 、 手机等) 、无线标签、无线技术( b l u e t o o t l l 、w i f i 、3 g 等) 以及相关基础设施的成 熟和成本下降，让更先进、更普遍、更广泛的协作活动成为可能。而这些新技 术的发展催生了新的协作方式，比如目前流行的b l o g 、微博等已经改变了传统 的内容发布和获取的方式，w r e b 2 0 、s o a 架构等技术的各种应用也为我们研究 协同理论和协同系统设计方面以启发和借鉴。 武汉理工火学硕士学位论文 从业务方面来看，协同既包含企业内部各部门之间的协同，比如企业资源规 划( e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g ，e r p ) ，又包含企业与外部实体之间的协同， 比如客户关系管理( c u s t o m e rr e l a t i o n s h i pm a n a g e m e n t ，c r m ) 和供应链管理 ( s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ，s c m ) 。由于e l 冲系统内部各个模块之间紧密耦合， 敏捷性很差，跟不上市场的变化。c 蹦系统和s c m 系统由于涉及到不同企业 的信息系统，信息系统的分布性、异构性和自治性特点，造成了各个信息系统 缺乏关联，不可避免形成了“信息孤岛”、“应用孤岛 和“资源孤岛”。 电子采购系统作为s c m 的一部分，不仅涉及内部各相关部门业务活动的协 调，也关联到采购方与供应商是否能够即时的交换产品信息、价格等。将协同 技术和面向服务体系架构技术应用到电子采购系统中，将各种业务封装成服务， 既可以对外提供功能，也可以调用其他服务提供的功能，而不需要关心每个服 务实现技术和实现细节。采用面向服务的解决方案，企业不仅可以提高采购业 务的效率，降低成本，还可以随着内部业务交化和外部市场变化及时调整自己 的采购策略。 本文在分析协同理论和面向服务架构技术的基础上，分别从协作者的角度和 业务流程的角度来分析协同工作过程，将协同工作过程中的各种活动和流程以 服务的方式组装起来，分别建立角色协同服务架构和流程协同服务架构，在此 基础上建立四层协同服务架构，并将每层映射到服务构件架构的相应元素，建 立基于s c a 规范的协同服务架构。采用i b a t i s 持久层框架和t u s c a n y 框架来设 计服务的结构，将其应用于电子采购系统。、 1 2 国内外研究现状 由于信息科学技术的进步，特别是通信技术和计算机技术的快速发展，而由 两者融合产生的多媒体技术、网络技术及其应用的发展，给协同科学的研究和 应用提供了强有力的支持。从协同到计算机支持的协同工作是信息时代的必然 产物，它以群体协作为背景，以计算机和通信技术的快速发展和融合为基础， 随着信息系统的广泛应用而发展起来的。对协同工作研究可以追溯到2 0 世纪6 0 年代，直到1 9 8 4 年，m i t 的i r e n eg r i e f 和d e c 的p a u lc a s h m a n 两位研究员才 正式提出了c s c w 这一概念，即在计算机技术和计算机网络技术的环境下，群 体协作共同完成一项共同的任务，目标是设计支持各种协同工作的应用环境。 自c s c w 问世以来，随着时间的推移，其潜在的应用价值吸引了越来越多 2 武汉理工人学硕十学位论文 的研究和开发投入。c s c w 也受到不同学科领域学者的重视，与协同工作研究 相关的学术会议在过去的3 0 年里也受到研究人员的关注，到目前为止，每两年 召开一次的a c mc s c w 会议( 1 9 8 6 年起) 被认为是c s c w 领域最高水平的学术 盛会，欧洲的e c s c w ( 1 9 8 9 年起) 、s i g g r o u p 支持的g r o u p ( 1 9 9 7 年起) 、i e e e 主办的协同计算会议( c o l l a b o r a t ec o m ) 等也是一批一直在召开的国际顶级学术 会议，还有些其他的相关国际会议( 比如协同学习会议c s c l 等) 【2 】。c s c w 也 在计算机网络、通信、分布式系统、信息系统、并行工程、数据库系统、人机 界面、多媒体信息处理等领域得到了充分的讨论和长足的发展。c s c w 在医疗、 办公、电子商务等应用方面得到了足够的重视。 在1 9 9 6 年，g a r c n e rg r o u p 就提出了面向服务的体系架构( s e r v i c eo r i e n t e d a r c h i t e c t u r e ，s o a ) 的概念，当时s o a 只是作为一种架构理念，那时候的软件技 术还不能从真正意义上支持企业实现s o a 【3 j 。随着新技术的兴起，短短几年之 内，s o a 在厂商、研究人员和标准化组织等共同努力下，已经制定了一大批s o a 标准和规范，有力的推动了s o a 的发展。w 3 c 制定的可扩展标记语言( e x t e n s i b l e m a r k u pl a n g u a g e ，x m l ) 是s o a 的基石，x m l 规定了服务之间以及服务内部数 据交换的格式和结构。x s ds c h e m 硒保障了消息数据的完整性和有效性，而 x s u 使得不同的数据表达通过s c h e m a 映射而互相通信1 4 j 。w 3 c 制定的简单对 象访问协议( s i m p l eo b j e c ta c c e s sp r o t o c o l ，s o a p ) 、w 曲服务描述语言( w e b s e i c e sd e s c r i p t i o nl a l l g u a g e ，w s d l ) 和o a s i s 制定的通用服务发现和集成协 议( u 1 1 i v e r s a ld i s c o v e 巧d e s c r i p t i o na n di n t e g r a t i o n ，u u d i ) 三大标准极大的推动了 w | e b 服务的普及和发展，有力的推动了电子商务和互联网的发展1 5 j 。2 0 0 5 年以 后，随着s u n 公司推出的j b i ( j a v ab u s i n e s si n t e g r a t i o n ) 标准和i b m 、b e a 等公 司推出的s c a ( s e i c ec o m p o n e n ta r c l l i t e c t u r e ) s d 0 ( s e i c ed a t ao b j e c t ) w s p o l i c y 三大标准，标志着s o a 进入了实施阶段。s c a 和s d o 构成了s o a 编程模型的基础，而w s p o l i c y 建立了s o a 组件之间安全交互的规范1 6 j 。 1 2 1 国外研究现状 当前关于协同工作和s o a 架构技术的研究和应用正日益受到人们的重视， 国际上重要的项目和研究计划中到处可以看到协同工作技术的应用系统和研究 内容。例如欧洲的e s c i e n c e 中就有c o a k t i n g ( c o l l a b o r a t i v e a d v a l l c e dk n o w l e d g e t e c i l i l o l o g i e s i nt h eg r i d ) 和m y g r i d 等和协同技术紧密相关的研究；美国的 武汉理f 大学硕士学位论文 c y b e r i n 疗a s t r u c t u r e 也将协作服务列为六大关键支撑服务之一；欧盟建立的欧盟 第六框架计划( 2 0 0 2 年 2 0 0 6 年) 【7 】和2 0 0 7 年启动的第七框架计划( 2 0 0 7 年 2 0 1 3 年) 【8 】中的信息社会技术中就有专门针对协同工作环境应用和研究的部分。由欧 洲空间计划署( e u r o p e a ns p a c ea g e n c y ，e s a ) 和欧盟委员会( e u r o p e a i l c o m m u n i t i e s ，e c ) 共同成立的欧洲协同工作环境专家组提出的下一代协同工作 环境项目，经费总投入数以亿计欧元，规划了直到2 0 1 3 年的研究步骤。 随着c s c w 研究工作的不断深入，产业界也在不断增加其收入，各大厂商 都继续加大对协同软件产品的研发力度和市场投入。m i c r o s o r 在o m c es y s t e m 的基础上先后推出l i v ec o m m u i l i c a l i o n ss e 九，e r2 0 0 5 、e x c h a i l g e 2 0 1 0 、 s h a r e p o i n t 2 0 1 0 等，除此之外，m i c r o s o r 还收购了协同软件厂商g r o o v e 。i b m 从早期的l o t u sn o t e s d e m i n o 到后来的i b mw b r k p l a c ec o l l a b o r a t i o ns e i c e s 都 体现出对协作研究和协同工作技术的重视。o r a c l e 从2 0 0 3 年开始对协同工作技 术的研究，2 0 0 5 年推出o r a c l ec o l l a b o r a t i o ns u i t e1 0 9 。s u n 、b e a 等也在各自 的软件产品中增加了对协同的支持，由此可以看出业界对协同工作技术的应用 前景十分看好。 1 2 2 国内研究现状 1 9 9 6 年，国内和国际研究人员发起的计算机支持的协同设计国际会议 ( c s c w d ) 在北京召开，至今已经举办了1 4 届，全国计算机支持协同工作学术会 议( c c s c w ) 已经举办了6 届。清华大学、复旦大学、中国科学院等国内高校及 研究院也都建立了专门研究c s c w 的科研实验室，从事与协同工作相关的课题 研究，对国家的信息化建设起到了非常大的作用1 2 】。学术界和业界也正在努力， 准备成立更具代表性和广泛性的c s c w 学术团体。 国内业界对协同工作技术的研究和应用比较晚，但是最近几年的发展速度惊 人。由于国内企业基础设施的完善，政府、企业以及其他机构迫切需要加强各 个部分和团队之间的相互协作和信息共享，因此对协同工作技术有强烈的需求。 针对这种情况，国内许多厂商都陆续推出了各自的相关产品，比较著名的有点 击科技公司自主研发竞开协同之星( g k s t 砌、用友致远开发的a 3 a 6 a 8 协同管 理软件和复旦协达推出的c 8 d 9 协同管理软件。尽管国内对协同应用的研究才 刚刚起步，但是随着市场需求量的增加，将会有越来越多的优秀产品出现。 4 武汉理 大学硕士学位论文 1 3 存在的问题 经过国内外学者及相关研究人员多年的不懈努力，协同工作技术已经成为一 个多学科交叉和支持的新兴领域，并取得了相当的成果，业界各大厂商也分别 推出了对应的协同软件产品。但是目前协同软件还存在一些问题，主要有以下 几个方面： ( 1 ) 目前流行的协同应用软件大都采用了传统的结构化分析设计方法或面向 对象的分析设计方法，业务和技术的紧密耦合妨碍了业务的快速更新，而且不 同层次严格的逻辑关系降低信息系统的灵活性从而难以满足不断变化的需求。 ( 2 ) 协同软件的扩展性不强，维护费用高。在激烈竞争且多变的市场环境下， 企业的管理模式很难固化，企业越来越重视系统的扩展性，以适应企业发展的 需求。 ( 3 ) 随着计算机和网络技术的迅速发展，信息系统的分布性、自治性和异构 性特征越来越明显，企业的信息资源储存在这些分布的异构系统中，如何集成 这些分布的异构系统是协同软件面临的难题。 ( 4 ) 在协同软件刚刚兴起之初，软件的开发思想已经走过了“面向过程”、“面 向对象 的历程，正处在“面向组件”的时期。国内许多专业的协同软件厂商 都是基于“面向组件 的平台化思想，推出自己的协同软件产品。虽然平台化 的应用解决了协同软件在开发时的效率问题，但基于“面向组件平台的应用 在业务服务的体现上还是有所不足，许多平台的设置工作还无法在应用层面做 到。 ( 5 ) 目前，国外厂商产品虽然功能强大，但是价格昂贵，很多企业不愿意购 买。国产协同软件架构大部分比较落后，有超过半数的协同政务软件受制于 d o m i n o 、e x c h a n g e 等第三方技术平台，仍然采用b s 或者c s 技术架构。 1 4 论文主要内容 本文通过对协同技术及面向服务架构技术的研究，分析协同工作过程，建立 基于s c a 规范的协同服务架构，为企业建立面向服务的解决方案提供一个参考 框架，用来分析、设计和指导面向服务的应用系统开发。 主要研究内容有： ( 1 ) 深入分析服务构件架构( s e r 、，i c ec o m p o n e n t 加c 1 1 i t e c n i n c ，s c a ) 工作原理， 武汉理工大学硕十学位论文 重点分析服务构件、组合构件和s c a 域的组成和关系，以及服务构件架构技术 用于构建面向服务应用系统的原理。 ( 2 ) 建立协同服务模型，分析角色协同工作过程和流程协同工作过程及特 点，建立角色协同服务架构和流程协同服务架构。 ( 3 ) 在角色协同服务架构和流程协同服务架构的基础上建立协同服务架构， 并将该架构中的各层映射到s c a 域、组合构件和服务构件，建立基于s c a 规范 的协同服务架构。 ( 4 ) 使用i b a t i s 持久层框架和t u s c 姐y 框架设计服务结构，使服务具有操作 数据库的能力。 1 5 论文的组织结构 本文的组织结构如下： 第l 章，绪论。介绍了协同工作的研究背景，国内外关于协同工作技术及 s o a 架构技术的研究现状，目前协同软件产品存在的问题和本文的主要内容。 第2 章，协同技术和s o a 概述。主要是介绍了c s c w 的基本概念及定义， 协同软件的三个基本要素及四种协同方式，然后介绍了面向服务体系架构的概 念、基本要素、服务的基本概念。最后重点介绍了服务构件架构思想及服务构 件、组合构件、s c a 域概念。 第3 章，协同服务架构的设计。首先建立了协同服务模型，然后分析了角 色协同工作过程和流程协同工作过程及各自的特点，分别建立了角色协同服务 架构和流程协同服务架构，在这两个架构的基础上建立四层协同服务架构，最 后采用s c a 规范来实现每一层，建立了基于s c a 规范的协同服务架构。 第4 章，协同服务架构在电子采购系统中的应用。将协同服务架构应用于 电子采购系统，分析电子采购的过程，识别相关的协同服务和目标服务，建立 电子采购协同服务架构，使用i b a t i s 持久层框架和基于s c a 规范的t u s c a n y 框 架来设计和实现服务结构，为建立电子采购系统提供了面向服务的解决方案。 第5 章，论文总结和工作展望。对论文的全部内容进行总结，下一步的工 作就是将s c a 协同服务架构与其他技术结合起来，使本文的研究更加完善。 6 武汉理1 = 大学硕十学位论文 第2 章协同软件技术和s o a 概述 本章介绍协同软件的相关技术和面向服务架构的基本概念，主要介绍协同软 件的基本要素和协同软件技术的四种协同方式。然后介绍面向服务架构思想、 基本元素和服务的概念，分析服务构件架构技术及各组成元素的关系，最后采 用服务构件架构来构建a t m 的部分功能。 2 1c s c w 基本概念 计算机支持的协同工作自1 9 8 4 年由m i t 的i r e n eg r i e f 和d e c 的p a u l c a s l l i i l a i l 正式提出来后【i l ，它的研究和应用一直在受到极大的重视。经过多年的 发展，c s c w 已经成为一个涉及认知科学、计算机科学、通信技术、运筹学等 诸多领域的新兴学科，从理论和具体应用的角度出发，研究群体工作的特点以 及信息技术对群体协作工作的支持。因此，我们可以把c s c w 定义为：利用计 算机技术、网络和通信技术、多媒体技术以及人机接口技术将时间上分离、空 间上分布而工作上又相互依赖的多个协作成员及其活动有机的组织起来，以共 同完成某一项任务的分布式计算机环境p j 。 计算机支持的协同工作在企业信息化以及医疗、远程教育、军事等行业发挥 了重要作用，随着1 1 1 t e m e t 的快速发展，基于w 曲的个人信息交互、博客、即时 通信( m s n 、s k y p e 和腾讯q q ) 等也为协同软件的开发带来了空前的发展机会。 2 2 协同软件相关技术 2 2 1 协同软件的概念 c s c w 的三个基本要素是：通信、合作和协调。通信是基础，合作是形式、 对象和内容，协调是支持协同工作的技术手段。c s c w 的组成元素有角色、共 享对象、活动和事件，角色是群体在协同工作中所起的作用，共享对象是协同 工作中群体可以共同操作的对象，活动是群体成员进行的协作过程，事件是协 作过程中活动状态的变化1 1 0 1 。 7 武汉理工大学硕七学位论文 为实现协同目标，需要一种环境和工具来支持人们之间的合作，而这种环境 和工具组成的系统被称为协同软件，它是一种支持协同工作的应用平台，用于 多人多组织共同完成协同业务。协同软件可以归纳为三个要素：协同对象、协 同应用和网络平刨9 1 ，这三个要素之间的关系如图2 1 所示： 息、计算等 图2 1 协同软件的三要素 协同对象即角色，它是协同软件的使用者，可以是人员、机构，也可以是软 件和其他对象，协同软件是为协同对象服务的，协同对象技术涉及到角色管理、 权限控制、安全认证等。 协同应用是支持和实现协同工作的技术平台，是协同软件的核心。协同应用 应以流程协同为主，流程是串起各个业务活动的主线，并且具有可视化、柔性 化的特征。除此之外，协同应用还应该包含对象协同和信息协同功能。 网络平台是协同软件的基础，协同软件强调的是跨组织、跨区域的应用， i n t e m e t 的发展给协同软件的广泛应用提供了坚实的基础。协同对象就是通过协 同应用，在网络平台环境下进行协同工作。 2 2 2 协同软件技术 协同软件随着计算机和网络通信技术的快速发展，其技术手段和内容也在不 断丰富。协同软件是支持协同工作的应用平台，协同软件技术则是开发协同软 件的关键技术和核心，协同软件技术按协作的方式主要包含以下四种方式： ( 1 ) 角色协同： 角色协同主要涉及两个问题：群体感知问题【l l l 和协作控制问题。群体感知的 主要任务是建立协作场景，实现群体成员之间或群体成员与系统之间的信息交 互。群体感知的研究主要是感知模型的建立和其实现方法，但是群体感知涉及 到多个学科，目前为止没有标准的定义。文献 1 2 建立了一个基于角色的群体感 知模型，这个模型通过角色细化和任务分解，对具体的活动进行基于角色的划 8 武汉理工大学硕士学位论文 分，并且根据角色的差别来确定群体对不同活动的感知强度，最后提出了该模 型的实现机制。某些研究人员在w 曲s e n ，i c e 、普适计算和上下文技术的基础上， 对感知过程中的信息进行分析和建模，建立了良好了感知环境。协作控制主要 定义协作过程中群体成员的关系( 加入或退出) 、协作行为的产生和描述、角色冲 突或协作行为冲突等。 ( 2 ) 信息协同 协同工作中常常伴随着信息的发布和交换，信息交换是信息系统应用集成解 决方案最直接的方式，目前在政府、远程教育和企业中都得到了广泛的应用。 信息交换技术涉及到信息的格式、信息的加密与解密、信息的安全等，信息协 同主要解决好以下几个方面的问题： 信息的格式：数据的表示方式和存储方式在不同的信息系统中可能不 同，解决不同信息系统之间透明的信息交换关键是要找到一种统一的表 示形式。 信息的语义识别：信息应该有严格的语法和格式，不同系统在读取、使 用文档的信息时不会产生二义性，信息内容也要满足各种业务的要求。 信息的传输：信息要易于传输，在各种系统之间传输期间兼容各种通信 协议。 信息的安全：信息能在不同应用系统上按照约定的规则进行验证，要在 信息的格式、内容、传输等各个层次建立安全防护措施。 可扩展标记语言( e x t e n s i b l em 砌( u pl a l l g u a g e ，x m l ) 4 】是由w 3 c 定义的一种 元语言的语法标准，它是可以用来创建自己的标记的元语言，又因为x 】l 的简 单性、平台独立性和可扩展性，它被广泛应用于各种不同数据集成和信息交换 领域。 ( 3 ) 流程协同 流程是为了管理工作过程中的信息流通和业务活动而制定的一整套规则和 过程。它根据企业的实际需求和规范定义自动化的工作流程，以智能的方式来 处理某项任务，把处理结果按预先制定的规则传递给下一步，并能保存协同过 程中的操作记录和相关业务数据的自动更新l l 引。实现流程协同的主要技术是工 作流技术，工作流( w b 心l o w ) 是一类能够完全或者部分自动执行的经营过程，它 能根据一系列的过程规则，让文档、信息和任务能够在不同的执行者之间进行 传递和执行1 1 4 】。由此可见，工作流技术是具有典型的流程协同特点，它是能支 持多人异地异步协作的系统。目前的工作流管理软件有i b m 公司的m q s e 疵s 9 武汉理工人学硕士学位论文 w 6 r k f l o w 、o r a c l e 公司的w b r k f l o wf o rj a v a 、f i l e n e t 公司的v i s u a lw 6 r k f l o w 、 上海东兰的l i v e f l o w 、携创软件的j o i n w o r k 等等。 ( 4 ) 计算协同 计算协同就是利用先进的信息技术，如计算机网络技术、通信技术、多媒体 技术和群件技术来构建协同计算环境，让不同地域、不同时间和不同文化背景 的人们能够协调一致完成某项任务。实现计算协同的主要技术有分布式计算、 网格计算、普适计算、p 2 p 计算和多a g e n t 计算。 2 3 面向服务的体系架构概述 2 3 1 面向服务体系架构概述 1 9 9 6 年，g a n n e rg r o u p 提出了面向服务体系架构( s e i c eo r i e n t e d a r c h i t e c t u r e ，s o a ) 的概念l l5 。，由于相关技术还不成熟，所以当时的s o a 只是作 为一种架构理念，那时候的软件技术还不能从真正意义上支持企业实现s o a 。 2 0 0 2 年1 2 月，g a n n e r 再次提出s o a 是“现代应用开发领域最重要的课题”， 预计到2 0 0 8 年，大部分应用软件的收入来自基于s o a 的软件产品，到2 0 1 0 年， 应用软件收入的8 0 的增长点都来自于s o a 软件产品【1 6 l 。 w 3 c 定义面向服务体系架构为“一套可以被调用的组件，用户可以发布并 发现其接口描述 l l 。i b m 定义面向服务的体系结构是一个组件模型，它将应 用程序的不同功能单元( 称为服务) 通过服务之间定义良好的接口和契约联系起 来。接口是采用中立的方式进行定义的，它应该独立于实现服务的硬件平台、 操作系统和编程语言。这使得构建在各种这样的系统中的服务可以以一种统一 和通用的方式进行交互l l 引。也有很多专家和研究人员从不同的角度来理解s o a ， 所以很难给s o a 下一个确切的定义，文献【1 9 】把s o a 看做一个软件架构，它定 义了应用程序的前端、服务、服务库存和服务总线；文献【2 0 】定义了s o a 中服 务的8 个基本原则，分别是共享契约、松散耦合、抽象、可复用性、自治性、 无状态性、可发现性和可组合性，其中共享契约、松散耦合、抽象和自治性被 认为是形成s o a 根本基础的核心原则；文献【2 1 】定义s o a 是一种设计方式，它 指导业务服务( b u s i n e s ss e r v i c e ) 在其生命周期( 从构思开始，直至停止使用) 中创建 和使用的方方面面，同时也定义和提供了一种具有以下特征的i t 基础设施：允 许不同的应用相互交换数据和参与业务流程( b u s i n e s sp r o c e s s ) ，不管它们各自背 l o 武汉理大学硕士学位论文 后使用的是何种操作系统或采用了何种编程语言。 本文从计算机程序设计的发展历史来理解s o a 的概念，计算机程序先后经 历了面向过程的编程( 如c 语言) 、面向对象的编程( 如j a v a 、c + + ) 和面向组件的 编程( 如e j b 、j m s ) ，后来出现的w | e bs e n ，i c e 编程其实也属于面向组件的编程。 从本质上来讲，面向对象的编程就是把面向过程的程序进行分解，然后把逻辑 关系紧密联系的程序封装成为独立的对象单元，此对象单元对外提供应用程序 接口，其实就是对面向过程的次解耦和封装。而面向组件的编程是对面向对 象编程的程序做了进一步的封装，发布成独立的组件单元，组件单元提供的接 口大于对象单元的应用程序接口。两者的区别在于组件相对对象来说是粗粒度 的，而且组件是和传输协议、服务器的端口绑定在一起的，组件之间是通过传 输协议来实现远程调用的，对象是通过应用程序接口进行本地调用。我们可以 将面向服务的编程理解为对面向组件编