毕业论文-国际强震表单模板预置系统表单流转任务编辑工具的设计与实现.doc

单位代码 10006 学 号 38060403 1分类号 TN311.52 毕业设计(论文)国际强震表单模板预置系统表单流转任务编辑工具的设计与实现 学院名称计算机学院 专业名称计算机科学与技术 学生姓名龚昱歌 指导教师马世龙 2012年 5月 北京航空航天大学毕业设计(论文) 本科生毕业设计（论文）任务书、毕业设计（论文）题目： 国际强震表单模板预置系统表单流转任务编辑工具的设计与实现 、毕业设计（论文）使用的原始资料（数据）及设计技术要求：设计并实现基于C/S架构的可视化任务模型编辑工具，该建模工具主要针对国际强震救援应用处置系统表单模板预置系统的业务流程，为业务人员提供功能全面，操作简便，界面友好的任务模型编辑环境，实现对任务模型的可视化编辑。 、毕业设计（论文）工作内容： 对现有工作流建模方法进行分析，建立符合国际强震表单模板预置系统业务特征的任务模型，并定义描述该模型的XML Schema。在此基础上设计并实现基于C/S架构的可视化任务模型工具，实现任务模型定义功能，提供用户友好的编辑环境，简化工作流建模过程。 、主要参考资料：陈洪娜，祖旭，周峰. 工作流技术研究发展状况、研究内容及趋势J. 重庆工学院学报，2006.2 范玉顺. 工作流管理技术基础M. 北京清华大学出版社，2001 李红臣，史美林. 工作流模型及其形式化描述J. 计算机学报， 2003.11; Vol. 26, No.11 陈飞. 工作流技术的研究与应用J. 安徽电子信息职业技术学院学报. 2010.3 王丽霞. 工作流参考模型分析J. 电脑应用技术，2007; 总71期 蒋国银，董利红. 工作流过程建模理论综述J. 计算机系统应用，2006.3 孙莲香. 基于EPC模型的学习领域课程方案设计J. 中国管理信息化，2009.9; Vol. 12, No. 18 范玉顺.工作流管理技术基础实现企业业务过程重组、过程管理与过程自动化的核心技术M.北京:清华大学出版社、施普林格出版社,2001:3759,136159,222240. 陈旭，刘佳伶. Client/Server与Browser/Server结构的分析与比较J， 重庆工学院学报，2000.4; Vol.14 No.2. 王婵娟. WPF架构及其应用J，科技信息，2011年第21期. 赵文，胡文蕙，张世琨，王立福. 工作流元模型的研究与应用J，软件学报，2003; Vol.14 No.6 计算机 学院 计算机科学与技术 专业类 38060403 班 北京航空航天大学毕业设计(论文) 第 I 页 摘 要在国际强震救援应用处置系统中，需要为各个相关工作人员发放表单。表单模板预置系统能够通过可视化所见即所得的设计工具，制作仿真纸面效果的电子表单，自定义表单处理流程，规划表单数据映射关系，通过服务器管理界面按照组织和应用特征来集中管理表单的存取、存储、版本、分发、权限、安全控制。由于对于各类救援计划，需要在不同时间向不同参与人员发送或回收不同表单，因此需要制定与表单和参与人员相关的业务流程。为业务流程建立恰当任务模型，能够避免业务流程过于复杂、工作繁重，难以被管理人员接受。本文对现有工作流建模方法进行分析，通过对传统工作流的模式进行必要的精简和扩展，并深入分析基于活动网络图的工作流模型，提出了符合系统业务特征的流转任务模型，并定义了描述该模型的XML Schema。在此基础上设计并实现了基于C/S架构的可视化任务编辑定义工具，通过图形化编辑视图和XAML脚本显示视图两种视图模式实现了对任务模型的定义功能，提供了用户友好的编辑环境，简化了任务模型建模过程。关键词：工作流程，可视化，编辑工具，活动网络图 北京航空航天大学毕业设计(论文) 第 II 页 The Design and Implementation of a Task Model Designer in International Earthquake Form Template Preset SystemAuthor : GONG Yu-ge Tutor : MA Shi-longAbstractIn the Rescue and Disposition Application System for International Earthquakes, various forms need to be sent to each related staff. The form preset system can produce electronic forms, define the process of handle forms and plan the mapping relation of form data by using a visual design tool. Besides, the system can manage the access, storage, version, distribution, authority and safety control of forms via the server interface. For various kinds of rescue plan, different forms need to be sent to different staff at different time. Therefore, business processes related with forms and staffs are required to be produced. Building a proper task model for the business process would reduce the complexity of the process and make it more acceptable for workers. In this article, we analyze the existing workflow model. The article also simplifies and expands the traditional workflow mode, and makes a deep analysis of the workflow model based on activity network diagram. In addition, the article describes a business process model for the system and defines the XML Schema for the model. At last, a visual task designer is designed and finally implemented with both the graphic editing view and XAML view. The designer provides a user-friendly environment for task model design in a simpler modeling process.Key words: Workflow, Visualization, Designer, Activity Network Diagram 北京航空航天大学毕业设计(论文) 第 63 页 目 录1 绪论11.1课题来源11.2课题背景11.3课题意义21.4国内外研究现状31.4.1 工作流研究现状31.4.2 典型建模方法分析31.4.3工作流描述语言现状41.5研究内容和目标51.6论文组织结构52 相关技术与内容介绍72.1工作流技术概述72.1.1 工作流技术相关概念72.1.2 工作流管理系统参考模型102.2工作流模型122.2.1工作流过程定义元模型132.2.2工作流模型特性142.3基于活动网络图的工作流模型152.3.1活动网络图节点类型162.4Client Server架构172.5WPF技术概述192.5.1WPF技术背景192.5.2WPF架构及特性202.6小结233 国际强震表单模板预置系统中业务流程建模243.1国际强震表单模板预置系统的特点243.1.1系统模块结构243.1.2 系统运行及联动253.2任务模型结构分析263.3流转任务模型定义273.3.1任务模型元素定义273.3.2过程和节点状态转移规则293.3.3流转任务建模实例313.4小结324 表单流转任务编辑工具的设计334.1工具功能需求分析334.2工具设计原则与目标344.2.1设计原则344.2.2设计目标344.3工具体系结构354.3.1视图364.3.2任务对象374.3.3全局任务管理384.3.4事件监听器384.3.5命令构造器384.3.6命令调用384.3.7 自定义事件384.3.9 任务模型处理逻辑层384.3.10 资源访问层384.3.11 模块流程图394.4主要功能模块的设计394.4.1可拖放编辑环境设计394.4.2可视化编辑组件设计404.4.3XAML自动生成模块的设计415 图形化编辑工具的实现435.1开发环境435.1.1 开发语言和平台435.1.2 技术基础435.2关键模块的实现435.2.1可拖放的编辑环境的实现435.2.2可视化编辑组件的实现445.2.3模型入库的实现456 系统实验设计与分析476.1 实验设计476.2 实验描述与分析476.2.1 系统测试环境476.2.2 实例运行过程486.3 小结53结论54致谢55参考文献56附录571 绪论1.1 课题来源本课题来源于北京航空航天大学软件开发环境国家重点实验室承担的中国地震应急搜救中心地震社会服务工程项目“国际强震救援应用处置系统”。该项目的主要目标是：探测全球发生的强震事件，开展震后警报、短期速报以及后续跟踪阶段的综合研判。在这一系列的活动中，通过工作流系统搭建电子办公平台，实现专家在线协同分析与研判，为救援工作的指挥、决策提供保障。1.2 课题背景强震救援一直是备受国际关注的重要问题。在强震灾害发之后，能否迅速指定救援方案并展开救援工作，在强震救援工作的成败中起着决定性的作用。在制定救援方案的过程中，要保证其快速性和正确性，从而对强震灾害进行综合研判就十分重要，其中包括：1. 震源的精确定位；2. 地震范围区域划分；3. 地震灾情衰减分布；4. 建筑损毁评估；5. 重大危险源及交通状况分析等。对强震灾害进行综合研判，可以及时为救援队伍及公众组织提供地震灾害应急救援信息服务，对提高社会救援效果和应灾能力，降低人员伤亡和经济损失有着重要的现实意义。强震应急因其较大的突发性、随机性在业务活动开展过程中存在一定特点。其处理过程分为震后自动速报、半自动化的跟踪研判与人工协同综合研判等几个基本阶段。在这一过程中专家通过在线协同工作实现各种灾情信息的分析、灾情破坏程度的估计以及灾情事件的确认；因此，专家电子办公平台成为整个“国际强震救援应用处置系统”的业务核心之一。由于地震灾情综合研判是一个涉及灾情、人员伤亡与财产损失、重大隐患处置、灾区社会秩序与局面、公众舆论等多门类与科目的信息处理活动。因此，在整个灾情处置过程中需要以工作流的方式组织多种分析与研判活动。通过这一支持专家协同的工作流系统保障国际强震救援工作中各种信息处理、分析与研判活动的效率与质量，为救援决策提供辅助支持。1.3 课题意义国际地震应用处置系统，强调在突发灾情的情况下，系统从数据收集，数据处理到确定应急预案都能够进行全自动化办公，这对提高工作效率具有重大意义。为实现全自动化办公目标，则要求系统在处理数据信息前，能够将业务处置流程标准化，形成应对地震灾害的工作流模型。当地震灾害发生时，各相关组织单位能够通过处置系统，依照预先设定好的工作流模型，按既定方案迅速启动救援方案，统一调度人力、财力、物力，使各救援单位相互联动与协调，从而开展有效的救援措施，将损失降到最低。工作流技术是一种自动化的信息处理技术。它利用脚本语言实现任务模型的搭建与任务内容的描述。活动是工作流的基本执行单元，通常一个活动代表了任务中一个基本操作步骤。在多数工作流应用环境中，利用活动实现服务组件的调用、信息的转发等工作；与传统的工作流相区别，在国际强震救援应用处置系统中的工作流任务执行过程中，需要进行人机交互与人为干预，专家根据不断丰富与准确的灾情信息，通过不断迭代编辑与修正形成准确的研判结论与行动决策。因此，在这一应用环境中，活动不仅仅是一个“被动”的任务参与者，需要利用活动实现各种处理表单的自动转化发送通知回收催缴结论收集。工作流模型在建模阶段就要保证处理业务中各种行为的定义与协同组织。因此，在本课题的工作中，围绕强震处置活动的特殊性，设计并实现支持专家协同的活动模型，以此为基础构建综合研判工作流模型与语言。结合这一工作流模型设计并开发一套可视化的工作流编辑工具。协助地震应急救援预案工作流建模人员高效建模，完备强震救援预案，同时提供可重用模型库，方便日后对模型的重用与优化。通过本课题的研发工作，可以为强震应急处置业务提供图形化的工作流模型编辑工具。实现强震应急处置业务活动的准确建模，解决综合研判过程中人机人人之间协同办公的定义与描述难题，为我国今后强震应急处置自动化协同办公提供技术保障。1.4 国内外研究现状1.4.1 工作流研究现状随着市场竞争的加剧，企业为了降低开发成本和风险，提高生产质量，缩短生产周期，以及增强业务的稳定性和可扩展性，工作流技术应运而生。以计算机协同工作为主体的工作流管理系统被广泛应用到多个行业的系统研制过程中，极大地提高了企业的业务处理水平。国外现有很多致力于开发商业化工作流系统的公司，一些著名的工作流领域软件供应商不断推出了新的工作流产品，如：IBM的FlowMark与MQseries工作流，FIleNet公司的 WorkFloBusinessSystem，Xerox公司的InConeert，AT&T公司的ProcessITO。1.4.2 典型建模方法分析在工作流建模的问题研究中，国际上，研究人员从各自的研究背景和应用需求出发，提供了许多具有研究参考价值的方法，目前的主流建模方法主要是以下几种：1. 事件驱动的过程链模型该模型简称为EPC(Event-Process Chain)模型。它主要用于企业的经营过程重组、工作流的定义与控制、软件的配置与开发、基于活动的成本分析以及符合ISO 900X认证的质量文档的规范。EPC由Keller提出。EPC包括业务事件、业务功能、控制流、逻辑操作符、信息对象、组织单元这些元素。它的主要元素是功能和事件：功能被事件触发，功能也能产生相应的事件。经营过程的控制流就这样由交替出现的功能和事件彼此连接而构成，控制流的分支选择、汇合连接以及并发进行则通过逻辑操作符（与、或、异或等）或者更复杂的表达式来完成。EPC模型的优点在于它兼顾了模型描述能力强和模型易读性两个方面。2. 基于语言行为的工作流模型过程中的每一个基本活动都由输入(I)、处理(P)、输出(O)这三部分组成。即IPO模型。此模型对于观察信息与物料的流动过程比较合适, 但不利于观察不同角色之间的委托与承担行为, 在对客户提出要求、服务方与之达成协议这一过程上则完全是个盲点。3. 基于Petri网的工作流模型Petri网是一种适合于描述异步并发现象的计算机系统模型。它通过严格的形式定义，以直观的图形表示并采用丰富的系统描述手段和系统行为分析技术，是一种适用于多种系统的图形化、数学化建模工具，为描述并行、异步、分布式和随机性等特性的复杂系统提供强有力的手段。当前的有色Petri 网, 信息控制网(Information Control Net, ICN)和时态约束网(Temporal Constraint Petri Net, TCPN), 模糊着色Petri 网都属于此模型。4. 基于活动网络的工作流模型IBM公司在20世纪90年代中期推出的工作流产品FlowMark是这种模型中比较有代表性的。在此模型中, 一个完整的业务过程用一个无自环的有向图描述，该有向图中用节点和有向弧段表示。其中，每一节点表示工作流程中的执行步骤或任务，节点间的弧线表示流程中的控制流和数据流。组成模型的元素包括:过程(process)、活动(activity)、模块(block)、控制连接弧(control connector)、数据连接弧(data connector)和条件(condition) 。基于活动网络的过程模型将过程中执行的每个活动作为模型中的基本元素，符合人们的思想。它的特点是简单、直观，便于理解，适合流程比较固定、异常情况较少的生产型工作流的建立；但该模型缺乏柔性，也缺少数学模型的支持。1.4.3 工作流描述语言现状为了方便模型的重用和格式转换，一些模型提供了规范的工作流描述语言。每种工作流描述语言都设置其特定的语言规范，如关键字、标识符及文法规则等。典型的例如WFMC的WPDL（workflow process definition language）、IBM FlowMark的FDL（FlowMark definition language）、佐治亚大学Meteor2项目定义的WIL（workflow intermediate language）等。其中WFMC在其制定的定义语言WPDL的基础上，又于2001年推出了基于XML的工作流定义语言XPDL草案，为工作流定义语言的标准化做出了重要的贡献。1.5 研究内容和目标本课题的目标是深入分析国际地震应用处置系统中基于流程图，有向图和迭代编辑的活动模型，进而创建模型描述语言，并实现一套能够进行可视化工作流程建模的表单流转任务编辑工具，以实现表单预置流转系统的开发。本课题从以下几个方面进行研究：1. 定义一个能够准确简洁地表达本系统业务流程特点的工作流模型，该模型应基于数据驱动和迭代编辑，避免复杂的工作流设定。2. 根据模型设计一种能够表达此模型的语言，该语言简单易用，易被工作流引擎所解析，能够满足描述本系统中可能出现的工作流程的需求。3. 设计一种界面友好，操纵简单的工作流定义工具，将工作流过程实例化。该工作流定义工具为理论的实现，关于它有如下明确的要求： 提供用户一个可视化的流程模型定义界面，且用户界面友好，布局合理，菜单条例清晰，使用方便； 提供用户一个快速的工作流模型定义工具，模型中许多属性都可以被用户自定义编辑； 提供给用户一个方便的表单模板关联设置功能，以方便用户对表单模板及其输入输出与任务的关联； 提供给用户一个层次化建模软件，采用“子流程”和“块活动”的形式对模型进行形式化划分，实现对过程的模块化设计； 提供用户一个简单的参与者映射功能，能够在添加参与者之后快速地实现角色和企业员工实名映射。1.6 论文组织结构本文的组织结构如下所示： 第一章：主要阐述了本课题来源和研究背景，并且提出了论文对研究目标； 第二章：主要介绍了论文中会涉及到的相关技术，包括工作流技术以及工作流建模基础，基于活动网络图的工作流建模方法。同时，本章还介绍了C/S架构以及WPF这种新兴的图形用户界面开发技术。第三章：提出了基于活动网络图的工作流模型，并对模型的描述能力进行了分析，同时说明了模型的正确性约束条件； 第四章：提出了流转任务编辑工具的总体设计，给出了系统的框架，并介绍了本系统框架中几个模块的功能。第五章：介绍了图形化编辑工具的实现方法。首先介绍了开发环境以及主要开发技术，接着给出了各个功能模块的详细实现。 第六章：介绍了工具测试及评测分析情况。选取一个任务模型编辑实例，从任务模型编辑到模型实例入库，跟踪了工具的运行过程，测试了系统的主要功能，并对测试结果作了分析。2 相关技术与内容介绍2.1 工作流技术概述2.1.1 工作流技术相关概念工作流技术主要包括工作流建模技术、工作流实现技术，以及工作流执行和管理。工作流是个过程行为，其中，对工作流进行过程建模是工作流管理系统的基础和难点。了解工作流技术，需要了解两个最重要的术语，即工作流和工作流管理系统。工作流管理联盟（Workflow Management Coalition, WFMC）对这两个概念都进行了详尽的解释：工作流（workflow）是一类能够完全或者部分自动执行的经营过程，根据一系列过程规则，文档、信息或任务能够在不同的执行者之间传递、执行。工作流的定义包括以下含义：1. 有多个参与者；2. 依照一定规则进行活动，如：传递文档、信息和任务等；3. 活动进程是自动或部分自动的。工作流管理系统（Workflow Management System, WFMS）是一种在预先定义好的工作流逻辑形式化表示的驱动下，通过执行软件，从而实现工作流的完全定义、管理和推进过程实例执行的系统。WFMS在业务流程中对各相关工作人员和IT资源统一协调，从而起到对工作流定义、管理和执行的确定性作用。使用WFMS可以支持企业实现业务过程管理的自动化，充分利用资源，跟踪工作流程，提高工作效率。其他的相关重要概念还包括：业务流程（Business process）指在某企业或机构中，能够实现业务目标和策略的相互连接的过程和活动集。如公文处理流程、投保过程及项目开发过程等。过程（Process）是对现实世界一个业务过程结构的抽象描述，属性包括名称、时限、活动列表、开始活动、结束活动和优先级等等。活动（Activity）是对业务过程中一个执行步骤的抽象描述，是一个抽象实体，根据应用语义分为不同类型。它是工作流中一个逻辑步骤或环节的工作任务，一般分为人工操作和自动处理两类。活动是流程执行中的最小工作单元，要求有人员的参与或由计算机自动完成。过程实例（Process Instance）：指的是某个工作流过程的一次执行。每个实例代表一个能独立控制执行、具有内部状态的线程。在实例的执行过程中，WfMS 将解释相应的过程定义，生成有关的活动实例并根据过程定义中的控制规则协调这些活动实例之间的顺序关系，同时根据数据流动关系的定义完成活动实例之间的数据传送. 一般情况下每一个活动实例都将表现为一个工作项(Workitem，它将由某个或某组用户负责完成)。因此从用户的角度来说, 实例的执行实际上是由用户调用相应的应用程序对他所涉及的那个环节有关的数据进行处理, 处理完之后由WfMS根据相应的结果决定激活后续的那个环节并生成相应的工作项，同时通知与此有关的那些用户对之进行处理.由此依次反复进行直至整个过程的完成。某个用户所负责的所有工作项将构成其工作项列表(Worklist)，它是一个参与者所负责的所有工作项的详细描述。那些被各环节所调用的应用程序所处理的数据被称作是工作流应用数据（Workflow Application Data），其中将有一部分将同工作流过程定义一道用于控制工作流的执行。这部分数据一般被称作是工作流相关数据（Workflow Relevant Data），相关数据在流程定义中一般为全局变量，又可细分为控制数据和参考数据。流程定义（Process Definition也称为流程建模，过程定义）：计算机所能识别的业务流程的形式化描述，用来支持运行过程的自动化。流程一般被分解成一些子过程和活动，其定义主要包括运行过程中涉及到的各种数据和参数，如过程的开始和终止条件、各个工作环节（活动）及相互之间的控制流和数据流的关系以及一些关于个体行为的信息，如组织成员、与IT相关的应用和数据等。活动之间依赖关系的语义包括因果关系和时间关系，例如活动Q依赖于活动P，这意味着Q需要P产生的结果作为输入并且Q在P完全结束之前不能开始。WfMC已经确定了用来描述工作流的六个原语集。用这些原语可以描述任何可能发生的工作流。这些原语是Sequence、AND-split、AND-join、OR-split、OR-join和Iteration。以上四个概念定义有着如下关系：图2.1 基本概念关系1工作流模型（Workflow Model）是对工作流业务活动或经营过程的抽象描述，它包含描述一个可由工作流执行服务软件系统在执行流程中需要的所有信息。工作流模型是工作流执行的前提和基础，工作流建模就是将现实世界中的业务过程抽象出来，并用一种形式化的、计算机可处理的方式来表示，这种形式化结果就是工作流模型。工作流元模型（workflow meta-model）是为了定义某个应用域的工作流模型而定义的抽象模型，主要包括一些基本概念。工作流概念模型（workflow conceptual model）是使用工作流元模型中的基本概念，对某个应用域的业务过程抽象描述所得到的结果.工作流定义语言（workflow definition language）是基于工作流元模型而定义的，用于形式化地描述工作流模型的语言。下图描述的是这些基本概念间的关系：图2.2 基本概念关系2如图所示，工作流模型是基于工作流元模型并以工作流定义语言所描述的。一个工作流模型可以生成多个工作流实例。每个工作流有一个ID，它唯一标识该工作流实例。2.1.2 工作流管理系统参考模型工作流管理系统参考模型是工作流管理联盟（WFMC）为实现工作流技术的标准化和开放性，使得不同的工作流管理系统之间能够进行信息交换和协作而提出的一个共同的参考模型。该参考模型描述了组件功能及各组件间的接口的关系。如下图：图2.3 工作流管理系统参考模型根据上图，六个基本组件分别为：1. 工作流执行任务。该组件为系统提供执行服务，是整个系统的基础与核心，它由一个或多个工作流引擎组成。工作流引擎是一个为工作流实例的执行提供运行服务环境的软件，是工作流执行服务的核心。工作流管理系统之间的互联由接口四完成。2. 工作流引擎。该组件指为工作流实例提供运行时执行环境的软件服务或“引擎”。主要提供以下功能：对过程定义进行解释；控制过程实例的生成、激活、挂起、终止等；控制过程活动间的转换，包括串行或并行的操作、工作流相关数据的解释等；支持用户操作的界面；维护工作流控制数据和工作流相关数据，在应用或用户间传递工作流相关数据；提供用于激活外部应用并提供工作流相关数据的界面；提供控制、管理和监督的功能。3. 过程定义工具。该组件主要用于分析、建模、描述业务过程和对业务过程建档，给出工作流的定义，并以特定数据格式提供给工作流引擎解析。它通过接口一为过程定义信息的交换提供API调用和交换格式。4. 工作流管理工具。该组件用于监视工作流流动状况，同时提供一套管理方法，以实现系统对工作流的安全性，过程控制和授权操作等方面的管理。它通过接口五来完成工作流执行任务。5. 客户应用。该组件由用户操作和工作流任务管理器共同实现。工作流任务列表将分配给某一特定用户处理。表中的任务队列由各任务项排列组成。用户可使用工作流任务管理器来管理任务列表以完成交互操作。工作流任务管理器通常为一个软件模块。6. 被调应用。该组件为一系列应用程序，工作流执行任务时，在过程实例的运行过程时将调用这些应用程序来对应用数据进行处理。五类接口具体为： 接口一：工作流服务和工作流建模工具间接口，为实现对工作流过程定义的访问(如建立、修改、删除等)提供了一致的方法； 接口二：工作流引擎及直接调用的应用程序间的直接接口，重点在于集成工作流和其它应用服务而无需考虑原有工作流管理系统； 接口三：工作流执行任务和客户应用间的接口，它是最主要的接口规范，约定了所有客户方应用与工作流服务之间的功能访问方式； 接口四：工作流管理系统间的互操作接口，用于描述不同工作流产品的互操作性。一般必须得互操作有两个主要方面：1) 流程定义或子集的公共解释；2) 运行运行时间对各种控制信息转换，和在不同实施服务之间传递工作流相关数据和应用数据的支持。一个工作流引擎可以选择、实例化和执行其他工作流引擎所约定的流程定义； 接口五：工作流执行任务和工作流管理工具间的接口，用于系统管理、应用访问工作流执行服务。2.2 工作流模型在现实世界的工作处理流程中，可分别从四个角度进行：1. 过程构成。一个工作流程由一个或多个任务组成，任务是构成工作流程的基本单位。在工作处理的流程中，按照任务间的约束关系，先后完成执行。任务间根据约束关系和抽象层次而形成较为复杂的结构特性。2. 过程执行。工作流程中的一次执行是为完成某一具体工作目标，需要特定的数据和人力资源。一个工作流程可能在组织内完成，也可能在组织之间完成。但不同的工作流程是相互独立执行，其间可能不直接相互约束，但可能通过共享某种资源而相互联系。3. 访问数据。任务在执行过程中需要访问外部应用或数据，它们或为任务输入流，或为输出流。某一任务输出数据可能为另一任务输入数据，因此，任务间便会因访问数据而产生约束。数据是工作流程所作用的对象，这些数据的类型定义和组织方式都各不相同。4. 执行者。任务在执行其间可能需要人或代理的参与。执行者构成一个组织，他们之间存在某种关系。一般采用两种方式划分执行者：一种是按照执行者的职能将其划分为不同角色；另一种是根据组织结构将其划分为不同组织单元，一个执行者属于某个组织单元，充当某个角色。2.2.1 工作流过程定义元模型根据现实世界的工作流程处理分析，工作流程处理可从三方面描述，即业务过程构成、数据模型和组织结构。因此，构建的工作流模型应包括组织模型，数据模型和过程模型。其中，过程模型是整个工作流模型的核心基础，它定义工作流的过程逻辑，如工作流中各个活动的依赖关系。其余两部分则为过程模型提供支持：l 组织模型是对一个组织内各种实体及其相互关系的描述,用于定义企业人员的组织结构，包括几种不同形式的组织元素以及每种组织元素内部的递阶层次关系。组织模型的主要任务是为企业执行工作流提供柔性的组织定义，为企业人员执行工作流提供“人”的支持；l 数据模型是对工作流执行过程中所访问数据对象的描述。不同数据对象有着不同类型定义，为工作流的执行提供信息支持；l 过程模型是工作流元模型的核心，它描述了对业务过程结构中各种实体及其约束关系。工作流管理联盟为过程定义开发了一个基本的元模型(如图4)。工作流元模型规约出元素类型的一个基本集合，这些元素类型适合于相对简单的过程定义，工作流开发人员根据需要可以对该元模型进行适当的扩展。图2.4 工作流管理联盟过程定义元模型工作流管理联盟的过程定义元模型中元素的定义和重要属性如下:活动(activity)。完成工作流的一个逻辑步骤.重要属性包括活动名称、活动类型、前/后活动条件、其他调度约束等。转移条件(transition conditions)。从当前活动到下一活动流转或状态转移的规则.主要参数包括过程条件、执行条件、通知条件等。工作流相关数据(workflow relevant data)。被工作流管理系统用作决定一个工作流实例状态转移的数据。重要属性包括数据名称或路径、数据类型等。角色(role)。把参与者与一系列活动相联系的机制。重要属性包括名称、组织实体等。被调应用(invoked application)。应用主要描述用于完成业务过程所采用的工具和手段。重要属性包括类型或名称、执行参数、位置或存取路径等。2.2.2 工作流模型特性工作流模型既要明确表达经营过程中的活动以及活动间的关系，又要对活动间所传递的信息、活动执行体、活动所需要的资源等方面进行定义这样才能够构成一个完整的业务过程模型。理想的工作流模型从不同的角度对实际过程给予描述，应包括10： 1. 功能方面：定义一个过程实现了什么。功能方面主要是从较高的抽象级别上对产品开发过程进行描述，它回答了如下的问题：通过何种方式执行了哪些任务或子过程就能实现某个目标。可见在功能方面，一个工作流模型应定义所使用的各种类型的任务以及任务间的执行依赖关系，即过程结构。它是工作流模型中最基本和主要的方面，是描述工作流其它方面的基础。 2. 行为方面：描述一个过程任务如何执行。行为方面详细定义执行具体任务的细节信息，包括任务执行和状态转变控制机制、任务失败和回复策略、异常处理、时间约束等。它是任务管理器控制任务执行时不可缺少的信息，直接关系到任务执行的成败。 3. 组织/资源方面：决定谁（人或资源）执行一个任务。组织/资源方面定义了工作流模型与组织/资源模型的关联性，即执行特定任务的代理和/或使用的资源；任务通知代理的方法和代理选择任务的同步问题，如任务优先级、任务同步执行的人数等；以及执行者绑定策略，如基于角色、基于匹配规则、基于历史信息、基于表达式约束等。 4. 信息方面：一个任务生成和使用了哪些信息（数据）。信息方面对产品开发过程中的信息流给与定义，这包括任务操作或生成才数据对象的定义(即应用数据)，以及某些工作流控制数据获取方法的定义等。 工作流模型除了对以上四个方面内容详细描述以外，还应保证模型结构的正确性，并对模型动态更改提供支持，同时还要考虑模型的存储和索引问题。 不同的流程模型在描述能力、使用方便程度以及易修改程度等方面各有其不同的侧重点和特点，很难精确的断言某个模型在所有情况下都优于其他模型。但总体而言一个好的工作流模型应具备以下基本要求： 与领域无关：提供一种不依靠某一领域内特殊数据格式的定义形式，能够支持普遍的数据结构。 完整性：能对整个工作过程完整与合理地表达。生成的流程定义包括业务流程视线中所需的所有信息等。 方便灵活性：易懂易学易用，可方便地对生成的业务流程定义进行修改。可重用性：可对已有的过程定义重用或嵌套定义新的工作过程，减轻工作流，提高可靠性。 可靠性：能够适应企业日常业务和企业环境的变化，能够快速地对各种异常情况走出反应和处理，保证整个系统的一致性。 有形式化理论基础：允许形式化推离和防止解释的二义性。形式化基础包括形式化语法和形式化语义。2.3 基于活动网络图的工作流模型基于活动网络的过程模型将一个完整的经营过程表示为一个有向图。有向图中的节点元素表示为可执行的步骤或任务，节点间的连接弧代表过程中的控制流和数据流。IBM公司在20世纪90年代中期推出的工作流产品FlowMark是这种模型中比较有代表性的。其模型的组成元素包括过程(process)、活动(activity)、模块(block)、控制连接弧(control connector)、数据连接弧(dataconnector)和条件(condition)。基于活动网络的过程模型将过程中执行的每个活动作为模型中的基本元素，符合人们的思想。它的特点是简单、直观，便于理解，适合流程比较固定、异常情况较少的生产型工作流的建立；但该模型缺乏柔性，也缺少数学模型的支持。2.3.1 活动网络图节点类型根据节点功能的不同可分为3类：任务节点、逻辑节点和标志节点。1. 标志节点标志节点有两种类型，分别是“开始节点”和“结束节点”。它们主要起到一种标记性的作用，标志了一个过程实例的开始。“开始节点”是一个工作流模型(或过程)的唯一入口点，它没有前驱节点。一个流程开始执行时，最先被激活的就是“开始节点”，然后由“开始节点”去激活后继的节点。一个过程实例可有多个“结束节点”, 它没有后继节点。只有当所有的“结束节点”被激活，此时对应于本次过程实例所有的活动都处于完成状态，才能结束本过程实例的运行，整个流程结束。2. 任务节点任务节点代表了组成一个实际经营过程所需的各种类型的活动与任务。它包括原子级的“人工型活动”(交互活动)、“自动应用”(自动活动)以及非原子级的“过程”(子过程活动)。“人工活动”是需要人的参与才能进行的活动，通常由工作流执行者从自己的工作项列表中来选择执行，代表了和用户的界面的交互，交互活动有等待汇聚，等待接受，正在处理，暂停，完成状态。它的属性有汇聚方式，汇出方式，分配活动的方法，分配活动的基准。自动应用是指不需要人的参与，由工作流管理系统激活相关应用来执行活动。包括打印服务、定时器等；当过程比较复杂时，网络活动图上的关系比较密切的节点可以集合起来形成一个子过程，在工作流程中以一个节点来表示,此节点就是一个子过程。它都能分解成多个节点、连接弧，包含了开始活动，结束活动，交互活动，以及其他活动，实际就是一个子工作流。3. 逻辑节点与任务节点相比, 逻辑节点并不代表真正需要执行的活动，它是为了表示任务节点之间的逻辑关系而设立的。在一个工作流过程中，活动间的逻辑关系并不仅仅是串行的顺序关系，还有可能出现较为复杂的“与”、“或”关系组合。主要包括以下五种基本的逻辑关系：顺序、与分支(与汇出节点) 、与合并(与汇聚节点) 、或分支(或汇出节点) 、或合并(或汇聚节点)。与汇出节点启动该节点后所有的后续活动。与汇聚节点等待所有的汇聚活动的接受者完成活动后才能启动以后的活动。或汇出节点根据条件选择一个符合条件的后继节点执行，在或汇出节点中包含一类特殊的表决汇出节点，该节点统计前依赖活动的投票数，根据投票数是否满足规定的票数决定要启动的后续活动。或汇聚节点当前依赖活动有任一活动结束就启动本活动。图2.5 活动网络图节点类型2.4 Client Server架构80年代末，针对主机终端模式体系结构的不足之处，人们提出了客/服务器（Client/Server）结构，这种结构比较适于局域网运行环境, 得到了广泛的应用。Client