（计算机应用技术专业论文）办公自动化系统开发平台的设计与实现.pdf

大连理工大学硕士学位论文 摘要 2 0 0 5 年我国电子政务建设将加快电子政务软件在各级政府的推广应用，电子政务开始 向政府部门之间、政府与公众之间信息网络互动的更高层次发展。基于w e b 的政府办 公自动化系统的建设是政府部门之间信息互动极其重要的一部分。根据政府公务的特殊 性，政府办公自动化系统应该具有如下特点：安全性高，易维护，可扩充性强；数据格 式标准化；授权措施完善；关键数据保密性高；系统处理效率高，并发可控性高；能够 适应政务处理业务的多样性。具有上述特点的系统的开发应该架构在一个安全高效的软 件开发平台之上。 本文对比分析了目前国内政府办公自动化系统的普遍采用的体系结构和开发方式， 并以政务建设项目”杭州市办公业务资源系统”中的办公自动化部分为研究背景，分 析了基于w e b 的政府办公自动化系统对应用开发平台的需求，深入讨论了如何把 m v c 模式的设计思想应用于开发平台的体系设计中来，从而提高软件的复用程度和应 变能力；如何设计灵活的客户化定制体系，从而提高应用开发的效率。并在此基础上综 合运用了软件设计模式等软件体系构造方法，柔性集成、元数据等技术，用控制、业务 和显示三种逻辑分开的设计模式，设计了一个适用于国内典型的政府办公自动化业务的 二次开发平台，采用j a v a 语言实现了服务器端程序。并实现了一系列的基础组件框 架：包括几组可定制的系统通用控制组件和典型的业务逻辑组件；灵活的客户化程序和 应变体：一套嵌入h t m i , 文件使用的、用于辅助用户界面二次开发的标签库：用于挂插 多种形式业务逻辑处理组件和视图显示组件的接口。另外，还利用j a v a 语言的跨平台 特性和自主开发的数据库适配对象。实现了基于本平台开发出的应用系统可以在两种操 作系统和数据库平台上运行的特性。本平台满足一般的政务办公需求并使得开发过程简 单化：基于这个w e b 应用开发平台用户可以较快地编写出自己的政务自动化应用软件 项目或产品。 关键词：政府办公自动化系统、二次开发平台、m v c 模型、w e b 框架、柔性集成 政府办公自动化系统开发平台的设计与实现 d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o n o n d e v e l o p m e n tp l a t f o r m f o r g o v e r n m e n t o a s o f t w a r e i n 2 0 0 5 ，o u r c o u n t r y w i l la c c e l e r a t e t h e p o p u l a r i z a t i o na n d a p p l i c a t i o n o f e - g o v e r n m e n t s o f t w a r ei ng o v e r n m e n t sa ta l ll e v e l s n o w ，e g o v e m m e n tc o n s t r u c t i o ni sa i m i n ga ta l l i n t e r a c t i o na m o n g s t g o v e r n m e n t s a n di n t e r a c t i o nb e t w e e nt h e g o v e r n m e n t a n dt h e p u b l i c g o v e r n m e n t o a s o f t w a r e i s a v e r y i m p o r t a n t p a r t o f t h e i n t e r n a l i n t e r a c t i o n o f t h e g o v e r n m e n t a c c o r d i n g t ot h e p a r t i c u l a r i t yo f g o v e r n m e n ta f f a i r s ，a no as y s t e m f o rt h e g o v e r n m e n ts h o u l d h a v e f o l l o w i n gf e a t u r e s ：h i g h l yc r e d i b l es e c u r i t ys y s t e m ，e a s i l yt om a i n t a i n ，a n de a s i l yt o e x t e n d ；s t a n d a r dd a t af o r m a t ；m a t u r i t ya u t h o r i z a t i o ns y s t e m ；c o n f i d e n t i a ld a t ap r o t e c t i n g m e t h o d s ；h i g he f f i c i e n c y ；p e r f e c tc o n c u r r e n tc o n t r o lm e t h o d s ；h e x i b i l i t yf o rt h ed i v e r s i t yo f g o v e r n m e n ta f f a i r s s u c h a s y s t e m w i t ha b o v ef e a t u r e sn e e d st ob ed e v e l o p e do nak i n d o f p l a t f o r m w h i c hi se f f i c i e n tb u t s a f e t y t h i s p a p e rg i v e s ac o n t r a s ta n d a n a l y s i sf o rt h ec o m m o n a r c h i t e c t u r ea n d i m p l e m e n t a t i o n o ft h ee x i t i n gg o v e r n m e n to a s y s t e m s b a s e do n t h eb a c k g r o u n do ft h eo a s y s t e m o f h a n g z h o ue - g o v e r n m e n tp r o j e c t ，t h i sp a p e r s t u d i e st h ef e a t u m st h a taw e bf r a m e w o r ks h o u l d h a v ef o rq u i c k l y d e v e l o p i n g a e - g o v e r n m e n t s o f t w a r e f u r t h e rm o r e , t h e p a p e r d i s c u s s e sh o wt o a p p l ym v cp a t t e r n o nt h ea r c h i t e c t u r ed e s i g nt oi m p m v e r e u s i n ga b i l i t ya n d h o wt od e s i g n f l e x i b l ec l i e n tc o m p o n e n t st oi m p m v e s e c o n d d e v e l o p m e n te f f i c i e n c y a sar e s u l t , t h i sa r t i c l e p r e s e n t s a l la r c h i t e c t u r eo f s e c o n d - d e v e l o p m e n tp l a t f o r mf o rg o v e r n m e n to as y s t e m ，w h i c hi s s u i t a b l et ot h e t y p i c a lg o v e r n m e n t a f f a i r s p r o c e s s i t i sb a s e do n d 髂i g np a t t e r n st h e o r y ，f l e x i b l e i n t e g r a t i o nt h e o r y ，m e t a d a t at e c h n o l o g ya n d t h e t h e o r yw h i c h c l a i m sc o n t r o ll o g i c , b u s i n e s s l o 舀ca n dd i s p l a yl o g i cs h o u l db ed e p a r t w i t hj a v a , w e i m p l e m e n t t h es e r v e rp r o g r a ma n da s e r i e so fb a s i cc o m p o n e n t s ：c o m m o n s y s t e mc o n t r o lc o m p o n e n t sa n d b u s i n e s sl o g i c c o m p o n e n t s ；f l e x i b l e c l i e n tc o m p o n e n t s ：as e to f l a g se m b e di ni t i m l f i l e s ，t h ei n t e r f a c ef o r b u s i n e s sa n d d i s p l a yp l u g s t h ep l a t f o r m c a l ln mo nt w ok i n d s o f o p e r a t es y s t e m s a n dd a t a b a s e t h e p l a t f o r m m e e t st h en e e d so f g o v e r n m e n to as y s t e ma n ds i m p l i f i e si t s e c o n d d e v e l o p m e n t p r o g r a m m e r s c a nc o n s t r u c ta g o v e r n m e n to as y s t e m o ni tq u i c k l ya n d c o n v e n i e n t l y k e y w o r d s ：g o v e r n m e n to a s y s t e m ；s e c o n d - d e v e l o p m e n tp l a t f o r m ；w e bf r a m e w o r k ； m v c m o d e l ；f l e x i b l ei n t e g r a t i o n 独创性说明 作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究 工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得 大连理工大学或其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作 的同志对本研究所做的贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢 意。 作者签名： 王一冰 日期： 泐f 辱弓嗣t , t a 大连理工大学硕士学位论文 1 引言 1 1 前言 信息技术进步的加快和互联网的迅猛发展，促使一个全球性的信息社会正在逐渐形 成。国民经济和社会信息化水平的高低，已经成为衡量一个国家综合实力的重要标志， 作为信息流的“中心节点”，政府信息化已成为带动国家信息化发展的重要力量。党中央 国务院已经把政府信息化作为非常重要的战略提出来，并指示我国的信息化的工作首先 要从电子政务入手，带动其它领域的信息化工作。电子政务的建设对于提高警惕国民经 济总体素质、提高现代化管理水平、提高行政效率、提高政府工作的透明度、开展反腐 倡廉等方面都具有重要的意义。电子政务的积极意义在于提高政府对企业和民众的管理 服务效率，提高数据信息的响应速度。 电子政务办公自动化系统是电子政务建设的重要组成部分，国内已有很多组织提出 了自己的电子政务解决方案，其中包括政务办公自动化的系统架构的解决方案。电子政 务也是一个有众多自身特点的业务领域，且本国特点尤为突出，国外有很多适合本国政 务特点的电子政府实现产品 1 。目前许多国内的电子政务系统采用的是国外的二次开 发平台如i b m 公司的l o t u sn o t e s 等产品 2 卜 3 ，缺点在于不能满足全部政府需求， 不利于刚氐成本和提高安全性。因而随着国家建设电子政务的步伐日益加快，国内也出 现了许多开发电子政务软件的框架，如美髯公、白玉兰等电子政务平台。 分析以上系统的特点，综合笔者从事电子政务软件项目的调研和开发的经验，总结 得出电子政务的开发平台应该具有如下的特点：应用开发步骤标准而简洁，开发过程参 数化、构件化；安全性高，开放性强，具有标准的数据交换接口；授权措施完善：对政 务关键数据的保密性高；并发可控性高：可扩充性高，能够适应政务处理流程的多样 性。面对办公自动化系统的功能需求的灵活性和多样性，以及建设的迫切性，一个好的 开发电子政务系统的平台成为迫切之需。 1 2 政府办公自动化系统 1 2 1 政府办公自动化系统及其重要性 办公自动化( o a ，o f f i c ea u t o m a t i o n ) 是指将现有各种先进的i t 技术和设备应用 于办公人员的各种办公活动中，使办公整体协同达到最优状态，从而最大限度地提高整 个办公系统的工作效能。所谓办公，包括抄写、填表、打字、批阅公文、请示汇报、做 出决定、下达指示、举行会议、管理文档等活动。公文是其最主要的信息载体，所有活 政府办公自动化系统开发平台的设计与实现 动都离不开各式各样的公文。所以，办公自动化的主要特征是以文字和数据处理为主， 是一个高效率的公文处理自动化系统。在公文的生成、加工、传输、使用等环节上均有 现代化的技术设备支持 4 】。 改革开放以来，目前我国政治经济有了长足的发展，这对政府部门的决策能力和管 理效率提出了更高的要求，政府机关有必要尽快地实现办公自动化。政府办公自动化作 为电子政务框架基础之一，其成功应用与否将影响整个电子政务建设成败。 1 2 2 政府办公自动化系统的发展状况 7 0 至8 0 年代，以文字处理为特征的办公机器进入市场，我国政府部门开始尝试利 用计算机技术辅助实施一些最基础的政务活动，如用来解决事务层( 秘书级) 的业务 【5 】。这种尝试被称为“办公自动化”，其最主要的特征是应用计算机来辅助处理办公事 务，目前我国政府机构中有相当一部分单位或部门仍停留在这个水平层次上 6 】。 随着办公自动化技术的发展和应用的展开，由普通办公设备、信息处理设备，电信 系统和多媒体系统结合的综合电子办公系统发展起来。从2 0 世纪9 0 年代中期开始，随 着以l o t u sn o t e s 为代表的工作流群件技术的面世，以及网络通讯技术的长足发展，第 二代办公自动化系统以网络技术和协同工作技术为主要特征，实现了工作流程自动化， 实现了收、发文从传统的手工方式向工作流自动化方式的飞跃。 进入9 0 年代后期，办公辅助决策系统、以知识管理为基础的办公自动化系统和公 文管理系统逐渐又为政府部门办公自动化的实现提供了强有力的支持。目前，政府在建 设电子政务的过程中“结合行政审批改革”纷纷开始以局域网应用为主的合署办公的尝 试【6 】。 现阶段政府办公自动化系统普遍具有以下的需求：办公自动化系统与文件交换系统 相结合，真正实现跨地域、跨部门的协同办公；可以适应多种办公模式：各单位集中 式办公，数据集中存放、分别存储与维护，可以在一套o a 系统中构建各单位内部办公 小流程；内部局域网上构建办公系统；系统可以迅速响应政府业务流程、组织结构、 人员、角色等的变化等。 尽管我国的政府办公自动化系统有了以上的长足的发展，但我国的政府信息化整体 水平较低，且地区、部门的发展也极不平衡，尚处于电子政务建设的起步阶段。目前业 界对电子政务办公系统的理论研究整体上重视不够，甚至还没有真正形成一个完整独立 的研究方向，导致办公业务系统的建设往往停留在对现有各项成熟技术的应用和系统集 成层面上。 - 2 大连理工大学硕士学位论文 1 2 3 政府办公自动化系统的开发现状 目前政府办公自动化系统的较普遍的开发方式有两种：一是使用l o t u sn o t e s 这样 国外平台做二次开发 7 】，但是l o t u s n o t e s 并非专门开发政府机关o a 的平台，而政府 机关与企业的办公业务明显不同，必须结合自身的特点进行。二是采用j 2 e e 等分布式 技术来实现。l o t u sn o t e s 有独到的体系结构，是一个集文档数据库、邮件系统、动态 w e b 信息发布、可视化集成开发环境于一体的基础平台，适合处理办公协作流程中产生 的非结构化文档信息，并可以利用灵活的邮件机制在人、部门之间传递文档。集成开发 环境提供的模板化开发方式，缩短了项目开发周期。但是l o t u s n o t e s 的c s 模式开发 的o a 软件需要安装客户端软件。只要有客户端，就会存在升级、维修、病毒等各种问 题。而采用b s 架构，同一网络上的用户只需要通过浏览器就可以实现各种功能。再 加上程序都安装在服务器上，服务器的损坏率是较低的，而且维护成本也会降低，升级 也会方便。 1 3 软件体系结构的国内外发展现状 1 3 1 中间件、框架和模式及三者的协同关系 模式、框架结构和中间件是三种正在逐渐升温的技术，它们正是强调并解决了高度 软件复用技术最关键方面的问题。框架以可复用算法和组件实现来存贮了软件开发的经 验技巧；模式在重用的一个补充层面上积累软件开发的经验及重复出现的体系设计主 题；中间件是以两种形式记录下来的软件复用的技巧：提供给应用程序去访问框架内部 的标准组件的一个简单入口 8 】。 中间件、框架和模式是高度协同的三方面软件复用技巧。模式可以说是框架的更抽 象的描述，通常和特定的编程语言、操作系统、网络或数据库环境无关的。模式被用来 记载框架和中间件。复杂的中间件与框架需要集中数百个模式才能实现。框架同样也整 合了不同的问题解决的方法。 在本系统中，二次开发平台可以说就是一个框架；此框架需要借助不同层次上的中 间件来实现，比如说数据库访问中间件，身份认证中间件等；在设计和实现这个框架各 个子部分及其相互关系的过程中，我们使用到了工厂模式、职责链模式和观察者模式等 软件设计模式。三者的协作关系充分体现在本系统中。 1 3 - 2 基于应用框架的软件开发模式 应用框架是现代软件技术发展的一个新阶段，框架的本质是可重用的、面向某领域 的软件系统的设计模式，它提供了供应用开发者组装软件构件为应用系统的体系结构 3 。 政府办公自动化系统开发平台的设计与实现 f 9 1 。早期的框架，像m a c a p p 、x - w i n d o w s ，是应用于图形用户接口( g u i ) 领域。目 前应用于许多更复杂的领域的框架正流行于业界，比如专门应用于开发e r p 系统的平 台的s a p 、用于开发医疗图像系统的框架的s y n g o 等。这类框架越来越多地和中间件标 准的层结构对齐，和领域专属的生产线体系对齐 8 】。框架的开发语言及环境组成框架的 开发平台，如s a p 的开发平台就是a b a p 。 应用框架不同于一般的标准库，是指一组紧密关联的c l a s s e s ( 类) ，强调彼此的配 合以完成某种可以重复运用的设计概念。这些类之间以特定的方式合作，彼此不可或 缺。框架软件是一种“半完成”的应用，程序员可以通过扩展框架中可复用的构件进行 定制组成完整的程序。框架有助于从针对某个领域的应用中把规范的控制流抽象成为可 欧阮量生产的体系结构和一系列的褶关组件：运行时这些组件互相合作，将可定制的与 应用无关的可重用的代码和经过定制的应用定义的代码整合起来。框架本身规划了应用 程序的骨干，让程序遵循一定的流程，展现一定的风貌和功能。这样就使程序员不必费 力于通用性的功能的繁文缛节，集中精力于专业领域。框架往往都是针对某个特定应用 领域的，是在对这个应用领域迸行深亥i 理解的基础上，抽象出该应用的概念模型，在这 些抽象的概念上搭建的一个模型，是个有形无体的框架。不同的具体应用根据自身的 特点对框架串韵抽象概念迸行实现，扶而赋予框架生命，完成应用的功能。 基于框架的应用都有两部分构成：框架部分和特定应用部分。要想达到框架高度复 薅的髫标。必须要傲到框架部分和特定应用部分的隔离。使用面向对象的一个强大功 能：多态。可以实现这一点。在框架中完成抽象概念之间的交互、关联，把具体的实现 交给特定的应用来完成。框架的设计中一般都会丈量使用了t e m p l a t em e t h o d 的设计模 式。j a v a 中的c o l l e c t i o n f r a m e w o r k 以及微软的m f c 都是很好的框架方面的例子。 图1 i 描述了信惑系统开发宏观捷鍪l 体系的几种模式。传统的开发模式是：行政业 务实际) 需求分析一) 数据库设计) 应用模块设计) 代码开发) 测试修改) 交付应 爆。本框架为基于w e b 豹办公自动化系统的开发提供了翅范及范例、通爝的业务模 型、丰富的中间件、组件和工具，从而开发模式变为：行政业务实际) 需求分析) 数 据库设计) 应用功能设计) 应用开发) 溅试修e 2 - ) 交付应用。 。4 大连理工大学硕士学位论文 图1 1 信息系统开发宏观模型体系 r i g 1 1m i c r o s c o p i c a lm o d a lo f i n f o r m a t i o ns y s t e md e v e l o p m e n t 1 3 r 3h i v c 模式与w e b 应用开发 1 3 3 1m v c 模式概述 2 0 世纪7 0 年代，m v c ( m o d d - v i e w - c o n t r o l l e r ) 模式在s m a l l - t a l k - 8 0 的g u i 设计中 被提出。m v c 模式把数据处理、程序输入输出控制以及数据表示分离开来，并且描述了 不同部分的对象之间的通信方式，使它们不必卷入彼此的数据模型和方法中，使程序结 构变得清晰而灵活 1 0 】。 ( 1 ) m o d e l ( 模型) 模型封装了应用问题的核心数据、逻辑关系和业务规则，提供了完成问题处理的操 作过程。一方面，模型为控制器所调用；另一方面，模型还为视图获取显示数据而提供 了访问其数据的操作。模型是与数据格式无关的，因此，一个模型可以为多个视图提供 数据。这样模型一次编写就可为多个视图重用，从而减少了代码的重复性。 ( 2 ) v i e w ( 视图) 视图是用户看到的并与之交互的界面。视图从模型获得数据，视图的更新由控制器 来完成。最强调的一点就是视图中决不允许也决不应该包含诸如业务逻辑的东西，在视 图中其实没有真正的处理发生也不应该有处理发生，不管这些数据是联机存储的还是一 个简单的信息列表，作为视图来讲，它只是作为一种输出数据并允许用户操纵的方式。 ( 3 ) c o n t r o l ( 控制器) 5 政府办公自动化系统开发平台的设计与实现 控制器本身不输出任何东西和做出任何处理。它只是接收请求并决定调用哪个模型 构件去处理请求，并确定用哪个视图来显示模型处理之后返回的数据。模型、视图、控 制器三者的关系可用图l _ 2 表示。 嵌壹( h 到d ) 女艘虚用机盎 j 响j 盘状卷寄豫 捧墩斑用聃能 向税匿遥彻数据变化 状落改囊 ? ， j + 。变亿通如i ， 祝孵( v ；w ) 祝嬲选捍控错嚣f h ) 实勰摸磊l 定义_ 盘甩行为 米自担翌的蔓新街求将用户鼬甜l 映射翊l 嵌型 向控耕卷发进用户牡怍响应巍匿盥捧 允许捏倒器进祥税囝 ，l i 产动作 每干功艟的 掰 图1 2m v c 设计模式三部分之间的基本关系 f i g 1 2r e l a t i o n s h i pa m o n g s tt h r e ep a r t so f m v cm o d e l 基于上图所描述的三部分之间的基本关系，在实际开发的应用系统中，常用的几种 m v c 结构如图1 3 所示。如在很多应用中采用图1 3 ( b ) ，图1 3 ( c ) 所示的两种通信形 式。图1 3 ( b ) 中，视图承担的角色与图1 3 ( c ) 及图1 3 ( a ) 中有重要区别，它直接接收用 户输入并向用户提供数据表示；图1 3 ( c ) 与图1 3 ( a ) 的重要区别是取消了视图与模型 的通信，由控制器与模型交互，抽取需要显示的数据并传递给视图，视图只负责处理数据 表示【1 0 】。 龌褪虢 ( b ) ( 。) 图1 3m v c 设计模式的几种结构 f i g 1 3s t r u c t u r e so f m v c m o d e l 6 大连理工大学硕士学位论文 1 3 3 2 基于m v c 的w e b 应用开发模式 最早的w e b 应用开发结构非常简单。首先从h 兀p 的请求中提取参数，然后调用 相应的业务逻辑处理h t r p 会话，最后生成h t m l 文档返回给浏览器端。这个模型的 好处是简单，但是它把业务逻辑和显示逻辑混在一块，不利于分工协作、调试维护、软 件复用和系统扩展。 以m v c ( m o d e l v i e w c o n t r o l l e r ) 为代表的分离业务、逻辑与显示的设计模式可 以解决上述的问题。以m v c 为模式的w e b 应用如图1 4 所示。模型存储应用程序的 数据，包含应用程序的状态及其它业务数据；视图负责显示模型中存储的数据；控制器用 来结合模型和视图，它根据浏览器的请求参数及模型中存储数据的当前状态，处理请求 并修改模型中的数据后，调用一个视图，视图根据模型中的数据生成h t m l 页面返回给 浏览器。 客户端：服务器端 图1 4 基于m v c 模式的w e b 应用 f i g 1 aw e ba p p l i c a t i o nb a s e d 0 1 1m v cm o d e l 1 3 3 3m v c 模式的优缺点 m v c 模式的优点可概括为： ( 1 ) 模式很好地解决了软件工程中如何使软件系统各模块之间最大限度地降低其 复杂的耦合关系，以及系统显示逻辑和业务逻辑之间的矛盾( h 用户界面的多变性和业 务逻辑的相对不变性) ，尽可能地提高了系统的可维护性和可扩展性。 ( 2 ) 模型、视图、控制器三者的相互独立，使得其中一个的变化而不会影响其他 两个( 或者说影响甚小) ，据此可以构造良好的松耦合构件。 7 政府办公自动化系统开发平台的设计与实现 ( 3 ) 所有的模型和视图都是由控制器连接和调用的，控铝4 器的这种桥梁枢纽作用 使得它可以根据用户不同阶段的不同需求选择不同的模型进行处理，并选择不同的视图 将处理结果显示给用户，极大地提高了系统的灵活性。 ( 4 ) 一个模型可以拥有多个视图或者说多个视图，可以共享一个模型。多个视图 能够提供多种数据显示方式，以满足不同用户的需求。控制器协调的变化传播机制可 以确保所有相关的视图和其模型达到同步。 ( 5 ) 模型的可移植性和伸缩性。模型的相对独立性使得它很容易被移植到新的平 台工作，很容易被改变业务规则而不影响( 或者说这种影响甚小) 视图和控制器。 ( 6 ) 潜在的框架结构。可以基于此模型建立应用程序框架，不仅是用在界面的设 计中。 有利必有弊。由于采用i v i v c 结构作为软件开发的原则使得软件设计和实现过程复 杂度较高，因此对软件分析和设计的人员的经验和水平提出较高要求，还容易因设计不 当产生错误的聚合反而使程序耦合度增高，不利于模块变动，测试和维护【1o 。 1 4 问题的提出 在引言中曾经提到：面对办公自动化系统的功能需求的灵活性和多样性，以及建设 的迫切性，一个好的开发电子政务系统的平台成为迫切之需。 一种具有使开发者无须关，t l , 底层实现细节，无须关一t l , 对象之间协作的结构体系的开 发平台可节省大量的开发时间，加快软件开发速度，降低开发出错比例。这种平台应该 具有如下的特点：易操作：应用开发步骤标准而简洁，开发过程平台化、参数化、构件 化、标准化；安全性高：开放性强，具有标准的数据交换接口；数据格式标准化；完善 的多级授权措施：系统对政务关键数据的保密性高；系统处理效率高，并发可控性高； 易维护，可扩充性高，能够适应业务的多样性；成熟性高，已在多个政府的电子政务项 目中得到较好的应用。 面向对象的最大的优势之一就是：软件复用。通过复用，可以减少很多的工作量， 提高软件开发生产率。复用本身也是分层次的，代码级的复用和设计架构的复用。代码 级的复用如c 语言中的一些标准库，它们提供了一些通用的功能让你的程序使用。 框架的本质是可重用的面向菜领域的软件系统的设计模式，它提供了供应用开发者 组装软件构件为应用系统的体系结构。传统上的软件重用强调程序源代码的重用，而实 际上重用应当包括软件的分析、设计、实现、维护阶段以及相应的文档 4 】。利用成熟的 框架作为基础工作，则只需要集中精力完成系统的业务逻辑设计。而成熟的框架应该是 成熟、稳健的，可以处理系统很多细节问题，比如，事务处理，安全性，数据流控制等 8 大连理工大学硕士学位论文 问题。良好的框架结构使提高了应用的扩展性。不断升级的框架使得在有限的时间、精 力和成本的范围内构建出一个基于w e b 的稳定，功能完善的应用成为可能。 基于框架开发应用充分利用已有经验，便于开发人员交流，增强软件的可扩充性和 代码重用性，缩短开发周期，提高软件质量，使开发出的系统结构清晰，易于维护。 本课题的任务就是如何利用面向对象的编程技术、基于框架开发的思想、m v c 架 构设计思想与设计模式等软件复用技术【1 1 1 4 】，结合政府办公业务，设计并实现出一 个高效合理实用的开发政府办公自动化的开发平台，提高政府自动化软件的复用度。 图1 5 本课题的任务示意图 f i g 1 5 s k e t c ho f t a s k so f t h i sp a p e r 1 5 本文的研究思路及研究工作 在利用应用框架开发软件的思想的指导下，我们提出这个开发平台就是一种系统框 架，分别实现了办公自动化的基本构建的框架部分和特定应用即业务逻辑组件部分，屏 蔽了底层的系统实现为用户提供了对象接口，使得开发过程简单化，较好地解决了上述 问题。 本系统设计的基于w e b 的政府办公自动化的开发平台，兼有1 3 3 节所述的两种 开发方式的优点：提供一个集成开发环境，采用模板化的开发方式，缩短了项目开发周 期；采用b s 多层结构，方便开发人员，“瘦客户端”降低软件维护、升级的精力和成 本。而与这两种方式相比，更多的优势在于：办公业务流程逻辑、控制和显示模块高度 组件化，还有灵活多样的外部接口，根据业务对现有模块组合定制，对外部模块的挂插 都很方便。 9 政府办公自动化系统开发平台的设计与实现 本文设计并实现了应用于电子政务领域中办公自动化业务范围的软件开发平台，并 应用于杭州市政府网上办公系统等。在设计整个系统中我们采取了以下的研究思路， 并根据这样的思路展开了工作。 a 多层结构 本文所设计的系统将实现一个面向对象的多层结构，每一层的功能都是建立在下 层的基础之上，并为上层提供一定的服务功能。层间是一些可以进行数据和控制信息可 控交换的接口。这样，每一层都必须会提供一组预定义的接口。这样不仅可以减少层间 数据交换量，还可以在需要的时候很简便地用另外一个完全正确不同的实现替换原来的 实现，达到平滑升级系统的能力。 b m v c 模式 本系统的系统架构和组件架构都是遵循m v c 模式的设计思想设计并实现的。实现 了控制，显示和业务逻辑的分离，各部分之间设有平滑互动的接口。和s t r u t s 的m v c 结构相比本系统取消了模型和视图之间的数据通信，一切消息传播和调用关系均由控制 器来协调。提高了整个系统的可控性。 c 基于角色网络理论的柔性集成模型 模型是整个架构设计的理论基础，模式是整个架构得以实现的方法论。以模型为基 础，以模式为方法，以相关技术为手段去构建一个可行、可靠、可重用的平台架构。本 系统采用的是一种基于角色网络理论的柔性集成的模型。通过此模型来实现政府办公自 动化流程在流程中的所涉及到的各个实体关系链图中的流动。 d “零代码”实现用户交互界砸的二次开发 般的w e b 应用系统开发平台都使用j s p 的显示逻辑来实现用户交互界面的二次 开发。由于办公自动化系统应用的页面所涉及到的显示逻辑和业务逻辑可以抽象出来很 多通用流程，这些流程比普通的w e b 应用的开发更抽象。一个完备的标签库可完全基 于h t m l 使用，而实现页面定制“零代码”。因此为了尽量减少页面显示中的代码编 写的任务量，提高页面编写的可重用度，本平台在扩展了h t m l 的基础上，设计了一套 定制标记库。定制标记的语法类似于i - i t m l 标记，但其又能够像j s p 页面一样访问运行 环境和情境的所有信息，故使用定制标志包装常用的功能以便在页面中复用。 本文的研究工作基于m v c 的设计模式、利用软件设计模式、等为主的软件体系构 造方法，柔性集成技术，元数据技术、微操作技术等技术，要解决了如下的问题： 基于w e b 的政府办公自动化业务模型的开发平台的机制研究 1 0 大连理工大学硕士学位论文 通用控制组件和业务逻辑组件设计与实现 模板化开发方式的设计与实现 内部模型与视图定制方式的研究与实现 外部模型与视图集成方式的研究与实现 政府办公自动化系统开发平台的设计与实现 2 实现开发平台的理论基础面向电子政务办公系统的角色网络理论 2 1 角色网络模型理论简介 大连理工大学管理学院的王延章老师提出了在一种面向电子政务办公系统的角色网 络理论，他的博士生于淼在这个角色网络理论的基础之上提出了基于角色网络模型的电 子政务系统框架和应用这种理论的技术路线【1 5 - 【1 6 】。本平台的核心设计就是基于这个 框架的。下面对王延章老师的理论和于淼博士提出的框架进行简要的介绍。 电子政务系统中的每一个作用者，例如一个企业、一个政府机构或一个公务员，都 被预先定义了在系统中的权利和义务，扮演着确定的角色，在系统中进行着各种活动。 在活动的同时，各个角色之间还在发生着各种各样的联系。 电子政务活动中的任何目标的具体执行过程都是在组织内部通过目标确定、任务划 分、角色分配、角色互连以及活动执行完成的。因此，可以将组织、目标、任务、角 色、操作、对象之间看成一种层次映射互连关系来刻画现实中的政务活动。即一个组织 有确定的总体目标，围绕着这个目标有多个团队，每个团队由各自的任务集，每个任务 由确定的事务对象以及对他们的操作。事务对象通过团队的群体协作来完成，在这一协 作过程中，团队的成员都有确定的角色。角色都有自己的责任和权利，这些责任和权利 通过与其绑定的一组操作体现和实现。这些操作叉往往可以一些特定的算子表示，运算 的过程和结果对应于事物对象的处理过程和输出结果。 运用角色网络管理的内涵如下： 管理一般是基于组织层次的，所管理的可能是多方面的，包括行业、市场等，政务 信息系统也不例外。各级管理人员之间千丝万缕的关系构成了基本的角色网络。 政务系统中的一个工作流，也就是角色整体中的一些联系个体，由此将层次结构按 照角色扁平化、网络化后分析可知，其实质上就是由角色作为顶点，各个工作流为边构 成的网络，即角色网络。网络中每个角色都是节点，角色之间的关系构成网络的边。从 数学意义上说，工作流实质上是网络中边的组合数，它的量上的变化是按照组合级数来 增长的，不管工作流如何先进，角色也要处理太多工作流，而且工作流本身也有许多不 确定性。一个机构里的节点数是有限的，从节点出发，只管角色，每个角色管好了，无 限的工作流就被组织起来了。信息流动是怎样实现的、菜个角色在业务系统中能进行 什么样的工作是相对固定的，信息到达某角色的时候，此角色知道对此信息应进行什么 1 2 大连理工大学硕士学位论文 样的处理，因此只需将此角色能处理的信息特点描述清楚即可，这是符合业务管理实际 的，也是角色网络思想的生命力所在【1 7 】。 图2 1 基于角色网络模型的电子政务系统框架的总体技术路线 r i g 2 1t e c h n o l o g yg e n e r a l l i n eo f e - g o v e r n m e n tf r a m e w o r kb a s e do l lr n m 基于角色网络模型的电子政务系统框架的总体技术路线为【1 6 ：综合运用系统科学 理论和方法、管理科学理论和方法、信息科学理论和方法，并集成历史遗留的众多软件 制品，在整体上应用系统工程思想与方法，基于管理业务中的动态需求，综合人、技术 与组织的复杂性特征，对电子政务办公业务系统进行科学可行的实际分析，对角色网络 理论进行了大量的理论化的工作，并围绕该理论给出了角色网络模型的数学描述，在此 基础上综合运用现代软件工程技术设计出相应的软件体系结构和相应组件，从而最终形 成电子政务办公业务系统平台，并由平台生成电子政务办公业务系统，来满足电子政务 环境下实际办公的需要。 图2 1 中将本文所要实现的平台的技术位置用紫色框标识出来。 2 2 角色网络理论在本平台中的应用柔性集成 所谓柔性集成就是可灵活定制，适应多变性的需要，方便组合的弹性化的集成机 制。柔性集成控制体系，是本平台控制模型结构的核心部分( 图2 2 ) 1 8 1 9 。它提供 - 1 3 政府办公自动化系统开发平台的设计与实现 了各类业务逻辑模块的运行与集成的统一平台，为其主要构件具有很强的健壮性，重用 性和可扩展性。本平台实现所基于的柔性集成体系是架构在以下的四个部分之上的： 用户、角色管理器 模板管理器 操作集管理器 模型管理器 操作管理器用来管理用户对系统所能进行的操作的全集；模板管理器用来管理系统 模板的全集；角色管理器管理系统的角色全集和用户与角色的映射关系；而事务模型管 理器是“总调度师”，管理的是电子政务活动中的任何目标的具体执行过程，用于组合 用户角色管理器、模板管理器和操作集管理器的输出结果，形成最后得角色网络模型。 事务对象通过团队的群体协作来完成，在这一协作过程中，团队的成员都有确定的 角色。角色都有自己的责任和权利，这些责任和权利通过与其绑定的一组操作体现和实 现，因此，事务模型形式上就表现为一组角色在一组模板上的一组具体的操作。这些操 作又往往可以一些特定的算子表示，运算的过程和结果对应于事物对象的处理过程和输 出结果。 图2 2 柔性集成体系 f i g 2 2r e x i b | ei n t e g r a t i o ns y s t e m 模板管理器用于生成和管理一系列的复杂算子对象，这里的算子是一组导致事务对 象状态转移的状态和行为的集合，以表单( 在应用开发中成为模板) 形式出现，通常， 1 4 大连理工大学硕士学位论文 每一个算子被视为一个表单，如果算子是一个复杂算子，那么算子中也可嵌套算子，表 现形式为表单嵌套表单，用于对复杂算子对象的分解。算子对象的结构和表单结构存在 对应关系。对象的属性参照算子的基本功能与事务对象的状态集进行绑定。算子功能的 实现隐藏在表单之中，计算的结果通过向数据库提交同步请求进行存储，同时算子对象 和绑定在其上的事务对象的生命期得以向前延伸，一个事务对象经过多个算子的处理的 过程形成一个事务对象流，反映了事务对象的生命周期。 操作集管理器用作定义和建立角色网络体系中的可能操作全集和相互的依赖关系， 并由这些操作组成政务处理过程中业务逻辑模型，操作集模型从结构上看是一个树型结 构，其层次按照组织体系和业务划分粒度确定。阻某省直机关的公文处理的四层操作集 为例来说明操作集管理器( 如图2 3 ) ：第一层表示总体目标( 如信息管理) ：第二层 为业务范围( 如发文管理，为事务对象的总体范围，在数据库中通常为库中的一个 表) ；第三层为基本任务( 如文件登录、文件办理) ；第四层为基本操作( 如手工登 录、信息修改、各种文稿的生成等，通常与模板，即一个操作算子，相挂接) 。模板生成 器和操作集管理器的设计模型来源于角色网络理论中的操作算子集合，任务集合，目标 集合，时间点集合等概念。 * 图2 3 一个操作集示例 f i g 2 3f l e 赋b l em t e f a f i o n 蹄s t e m 1 5 政府办公自动化系统开发平台的设计与实现 3 政务办公自动化系统开发平台的需求分析 3 1 基于w e b 的政务办公自动化系统的特点 政务办公自动化系统是利用先进的计算机技术，使办公室工作逐步物化于各种现代 化设备当中，由办公室人员与设各共同构成服务于某种i b 标的人机信息处理系统。办公 自动化系统两个最为重要的思想为政务流程管理和信息集成。政务流程管理不但需要涵 盖政府机构内部的政务工作流程，还需要包括本单位的上下级管理机构的相关流程。应 具有以下几个特点： 从安全性而言，具有更高的安全性要求系统涉及到的数据大部分为我国政务、财 政、金融等关键数据，因此要求更高的安全性。 从扩展性和标准化而言，对标准接口的要求非常严格，国家专门为电子政务建 设，针对电子政务系统中的公文格式规范、设计与管理规范、网络基础设施部分、支撑 技术、工程管理等多个方面做出规定，提出了明确的要求 在易用性方面，要求较高。主要原因在于系统的用户信息化水平。应用于政府及