工作流技术论文：高校分布式协同办公系统研究与实现

工作流技术论文：高校分布式协同办公系统研究与实现（精选7篇）

工作流技术论文：高校分布式协同办公系统研究与实现 第1篇

工作流技术论文：高校分布式协同办公系统研究与实现

【中文摘要】分布式协同办公系统是一种基于先进的网络互连基础上的分布式软件系统,它通过有效的资源共享和信息交流与发布,其是提高个人工作效率、缩减劳动强度,以及减少重复的劳动。它重点强调人好人和人之间、部门和部门之间、企业之间的协同工作,及相互之间进行有效的交流和沟通。时至今日,分布式协同办公系统已经逐渐发展成为一门比较成熟的综合学科,其中涉及了诸多领域的学科内容,它正成为现代计算机应用的一个极其活跃的领域。本系统采用了“一校各地”的分布式异地协同的办公方式。总体上的框架是B/S(浏览器/服务器)结构,基于Domino Notes群件技术,综合ASP.NET、XML进行开发。系统运行的服务器平台是Windows 2003 Server,软件平台是IBM Lotus Domino/Notes 8.0,数据库存储管理平台是Lotus Notes数据库。本文对分布式协同办公自动化系统设计与实现进行了详细讨论,并对工作流相关技术做了深入的研究,同时也给出了系统部署、实施和项目管理等相关内容的说明。本文研究与设计的办公自动化系统在建成后将能够满足天津广播电视大学的学校教职员工的办公需求,针对学校“一校各地”的工作模式特点,加强了总校与各地分校之间、教职员工同部门之间、部门同部门之间的协作与沟通,并同时实现了将散落在个人和部门的信息进行集中的管理,有效利用。这不仅替代了原有的人工业务协作模式,提高了教职员工的工作效率,降低了劳动强度,而且,更加使得天津广播电视大学在教

育体制改革与发展的浪潮中进一步增强了自身的竞争力。

【英文摘要】Distributed collaborative office system is the use of effective resources sharing and information exchange, release, improve personal work efficiency and narrow labor intensity, the decrease of the repeated labor purpose is based on an advanced network interconnection based on distributed software systems.It emphasizes man and the good people, between departments and divisions between, between enterprise’s work together, and each other for effective communication.It is a science is developing comprehensive discipline involved in many areas of disciplines, is now a computer application of an extremely active field.This thesis of office automation system is in order to adapt to the tianjin radio and television university is “a school around” office demand to specifically for the design and development of a set of comprehensive coordination office system.The system through provide powerful communication platform, workflow automation, document database and information exchange and internal resources sharing, by function, strengthen total school mass with the regional branch, between staff with between departments, departments with cooperation and communication between departments, will be scattered in the personal and

department for centralized management information, effective use, at the same time to improve the work efficiency and reduce labor.This system uses a “one university of distributed collaborative around” office way.The overall frame is B/S(browser/server)structure, based on the Domino Notes of groupware, comprehensive asp.net, XML development.Of the system operation Server platform is Windows 2000 Server, software platform is IBM Lotus Domino/Notes 6.5, data inventory store management platform is Lotus Notes database.【关键词】工作流技术 办公自动化 协同工作平台

【英文关键词】Workflow technology Office automation Collaborative working platform 【目录】高校分布式协同办公系统研究与实现4-5Abstract5

第一章 绪论9-14

摘要1.1 课题研究的背景和意义9-10状10-1210-12结构13-14

1.2 国内外对办公自动化系统研究的现

1.2.2 国内研究现状

1.4 本文组织

2.1 工作流

2.1.2 2.2.1 2.2.3 工2.4 工作1.2.1 国外研究现状101.3 本课题主要研究工作

12-13

第二章 工作流技术介绍14-24

2.1.1 工作流的各种定义15

2.2 模型16-22技术的概念14-16工作流管理系统的定义15-16工作流元模型16-17作流接口类型18-22

2.2.2 过程建模17-182.3 工作流管理系统22

流系统中的业务过程描述及其分析22-2323-2424-2529-3029-303030-31设目标31计31-32第三章 系统需求分析24-313.2 系统功能需求25-293.3.1 性能需求293.4 系统实施需求303.4.2 运行环境约束30

2.5 本章小结3.1 系统业务需求3.3 系统非功能需求

3.3.2 质量需求3.4.1 开发环境约束3.5 本章小结

4.1 系统建第四章 办公自动化系统设计31-534.2 系统设计原则31

4.3 系统网络架构设

4.4.1 办4.4 分布式工作流模型设计32-35公自动化OA 系统工作流程32-33型规划与设计33-34总体架构设计35-36系统逻辑结构36系统界面设计38-4338-3939-434344-45

4.4.2 分布式工作流系统模

4.5 4.5.2 4.7

4.4.3 工作流流程设计34-354.5.1 系统技术架构35-364.6 建立系统的体系结构36-384.7.1 系统界面设计原则

4.7.3 个人办公界面4.7.2 界面划分394.7.4 子系统专用界面434.9 数据库设计43-50

4.8 系统安全性设计

4.9.1 主要E-R 图

4.10 数据集成接第五章 办公系统

5.2 系5.2.2 4.9.2 系统主要数据表45-50

4.11 本章小结51-53口设计50-51的实现与测试53-80统功能实现54-72系统主要模块的实现

5.1 系统实现环境53-545.2.1 系统主要界面54-6161-72

5.3 ASP.NET 安全机制实现

72-7575-7878-7980-825.4 系统测试75-795.4.2 系统性能测试785.5 本章小结79-806.1 系统开发总结805.4.1 系统功能性测试

5.4.3 系统测试总结第六章 结论与展望6.2 前景展望80-82致谢

82-83

参考文献

83-86

工作流技术论文：高校分布式协同办公系统研究与实现 第2篇

为了实现对基于云计算的分布式数据挖掘系统设计，其中，数据挖掘算法设计是关键，本文提出一种基于分布式自适应特征调度和高阶累积量后置聚焦的数据挖掘算法，假设数据信息流为，数据信息流通过噪声滤波，得到数据流聚类相似性函数表示为，其是一组准平稳随机的时间序列，对数据库中的存储信息流进行能量谱密度特征提取，得到输出数据x(t)的第n 个宽频带分量，分布式自适应特征调度模型表示为：基于二元假设模型，构建数据库存储结构的检验统计量，通过经验模态分解执行数据库存储结构的区域的自适应筛选和更新，得到：云计算环境下分布式数据的数据挖掘的本体结构为一个五元组，其中，C 为云计算环境下分布式数据的概念集，I 是云计算环境下分布式数据的字符串实例集，通过四阶累积量切片进行数据库存储结构的特征压缩处理，降低存储的特征维数和数据冗余，结合高阶累积量后置聚焦，得到数据挖掘输出特征的四阶累积量切片：式中，表示存储空间的频谱特征伸缩尺度，可见，采用高阶累积量后置聚焦，有效提高了数据的精度。嵌入式Linux的内核下数据挖掘系统设计描述

在上述进行了算法设计的基础上，进行数据挖掘系统的软件开发设计，基于云计算的分布式数据挖掘系统总体模型中，采用ST 超低功耗 ARM CortexTM-M0 微控制器，系统建立在嵌入式Linux 的内核平台上，系统包括程序加载模块、数据存储模块、数据缓存调度模块和数据通信传输模块等，通过配置CAN_IMASK 寄存器，采用LabWindows/CVI 进行数据远程控制和信息通信，基于云计算的分布式数据挖掘系统给用户提供一个简单、统一的系统调用接口，系统可配置4 路组联合Cache，基于云计算的分布式数据挖掘系统的寄存器系统时钟120 MHz。嵌入式Linux 的内核下数据挖掘系统通过VISA 软件接口发送Flash 设备上的文件系统内核到HP E1562D/ESCSI 数据硬盘进行数据存储，调用s3c2440_adc_read()函数，进行程序加载和基于云计算的分布式数据挖掘系统的嵌入式控制，使用Qt/Embedded 作为GUI，利用开源Linux 操作系统的丰富网络资源，实现数据挖掘系统的远程通信信息传输和控制。仿真实验

为了测试本文设计的基于云计算的分布式数据挖掘系统在实现数据挖掘中的优越性能，进行仿真实验，分布式数据信息采样的时宽为10 ms, 分布式数据的随机采样率为KHz，调控因子λ=0.25。根据上述仿真环境和参数设定，进行基于云计算的分布式数据挖掘系统的数据挖掘和处理性能分析，首先进行数据挖掘的输出时域波形采样，结果可见，采用本文算法进行数据挖掘的准确度较高，为了对比性能，采用本文方法和传统方法，以数据挖掘的准确配准性为测试指标，得到对比结果。实验结果表明，采用该方法进行基于云计算的分布式数据挖掘，数据挖掘的准确配准性能较好，系统的可靠性较好。结束语

工作流技术论文：高校分布式协同办公系统研究与实现 第3篇

关键词：电子政务,一体化,协同办公

一、前言

电子政务是指政府机构运用现代计算机和网络技术,将政府的管理和服务职能转移到网络上完成的活动,其目的是利用现代信息技术对政府机构的政务活动模式、办事流程进行优化重组,形成行为规范、运转协调、公正透明、廉洁高效的行政管理体制。

广东省水利系统电子政务办公系统的建设和发展在十五期间主要经历了两个阶段:

1、以简单文件处理为核心的第一代办公自动化系统,主要实现了文件登记、资料电子化的功能;

2、以工作流为核心的第二代政务办公系统,主要实现了公文流转处理、事务管理、信息发布、业务资料管理、电子公文交换、移动办公等功能。

二、一体化协同办公任务的提出

1、存在问题分析

广东水利电子政务办公系统的建设经过十多年的发展,已经达到了一定的良好水平,具备了较好的基础,但随着信息化技术的发展和用户需求的不断增加,该系统逐渐凸现出以下主要问题:

(1)系统所具备的功能还较为单一,主要停留在公文处理及其相关的功能,尚不能全方位支持日常办公所涉及的各种水行政管理业务的处理;

(2)系统缺乏良好开放性和可扩展性,不能方便地推广到各级水行政主管机关及水利事业单位使用;

(3)办公业务资源库的信息量还比较少,结构还不完善,功能和知识挖掘能力还比较弱;

(4)未建立起真正意义上的电子公文交换平台,仅实现了省厅与各级水利部门之间(上下级单位之间、星型关系)的电子公文交换,未能实现任意两个单位之间(网状关系)、以及与行业外单位之间的电子公文交换,且所能交换的信息还仅限于电子公文,未能扩展到其它类型的业务资料;

(5)广东水利电子政务发展至当时,仍未建成一个以政务业务处理为核心、与档案管理和查询利用密切结合、能够充分开发利用政务业务信息资源的政务业务一体化平台,各个分期建设的系统难以有机地整合在一起,不同功能的业务系统之间相互共享信息和协同作业存在不少困难,总体上无法形成规模,未能建成可涵盖水利政务各项业务的综合性协同办公系统,未能形成对全省水利政务业务信息化资源整合与共享的牵头作用;

(6)缺乏统一、标准化的技术接口规范,难以整合其它业务系统或被整合到其它更高层次业务系统,不利于提高信息资源共享程度及水利信息化可持续发展。

2、总体建设任务

基于当时广东水利电子政务办公系统存在的问题,提出广东水利政务一体化协同办公平台的总体建设任务如下:

(1)设计构造多业务、多流程控制机制,构建一套既能全面满足省厅机关(含各处室和直管各单位)日常水行政管理业务使用需求、又能方便推广到各级水行政主管机关和水利事业单位使用的“综合办公业务系统”,实现公文处理、行政许可审批、技术审查、监督监察、提案议案处理、信息发布、内部邮件传递、查询统计分析、机关事务管理、个人事务管理、项目管理、政务业务资源库、政务业务知识库、政务业务档案与工程技术图文档案管理和利用、VPN移动办公业务处理、秘书式待办业务实时短信引导等功能,实现每个单位内部多业务的一体化协同处理;

(2)设计构造跨地区、跨单位、跨部门、跨级别的多层逻辑结构的政务业务信息交换模型和流程控制机制,构建政务业务信息网络“虚拟交换大厅”,供全省水利系统(省、市、县、甚至镇,直属、间属)各单位、以及与广东省水利业务关系较密切的有关单位,任意两两之间传送、交换电子公文和政务业务资料。该平台不但提供友好方便的WEB操作界面,还提供标准化的软件接口及其规范,能与各单位同构、异构政务业务信息系统无缝对接,实现物理上分布的、逻辑上多单位、多业务的一体化协同处理;

(3)设计构造具有多层面“开放与包容”特性的系统平台基础模型,在单点登录接口、操作界面接口、功能调用接口、数据交换接口等多个层面制定通用的接口协议标准,并开发相应软件接口,使得满足本平台各层面接口协议标准的其它业务信息系统,不管其物理分布如何,都可以被逻辑地整合到本平台上来,实现多业务应用一体化整合的效果。更高层次的业务系统,也可以通过这些层面的标准接口,将本系统平台逻辑地整合为其属下的一个子系统,灵活适应信息化建设健康可持续地向更高层次发展。

三、系统构建方案

1、系统组成方案

根据系统总体建设目标,系统总体功能模型示意图如下:

2、系统技术框架

“一体化协同平台”完整的构架体系包括软件、网络、硬件,由五个结构层组成:表现层、业务层、应用支撑层、数据层、基础设施层。

(1)表现层

主要由综合办公业务系统门户、电子公文与业务资料交换平台人工登录界面以及水利厅门户网站构成。

(2)业务层

由协同办公业务系统、电子公文交换系统、行政审批业务网上受理系统、行政许可内部审批系统、后台管理平台等组成。

(3)应用支撑层

由办公业务平台、审批平台、信息管理平台、应用集成平台和短信平台组成。

(1)办公业务平台与审批平台整合在一起,提供日常公文流转以及审批业务流程需要的主要功能模块:并联审批、自动催办、实时监控等;

(2)信息管理平台为门户网站的信息采集、发布和管理提供支持;

(3)应用集成平台用于各内外部模块的集成,通过应用统一的用户、权限管理、单点登录等技术,实现应用资源的统一管理、调度和维护,为用户提供二次开发接口和后台系统管理功能;

(4)短信平台作为提供方便、快速、高效、低成本信息沟通交流的基础组件系统之一,提供给外网门户、内网门户、政务业务、邮件等系统的短消息服务或增值服务;

(5)各业务系统在通用基础框架平台上进行功能整合。

(4)数据层

数据层是本系统的数据存储中心。本系统采用关系数据库(ORACLE)集中存储系统中的所有文档、资料和信息,主要由共享数据库、数据交换系统两部分组成。

(5)基础设施层

由网络设备、计算机硬件、系统软件、安全设施组成。

3、系统部署方案

在水利厅现有的网络环境下,本系统部署方案如下图所示:

(1)综合办公业务系统:选用两台IBM X3650服务器,通过EMC AUTOSTART 5.2SP3双机集群软件构成双机集群系统,实现双机同步的方式来运行以保证系统遇到故障时业务应用的无缝切换,实现系统的高可用性。

(2)电子公文与业务资料交换平台—部署在一台HP PC SERVER服务器。

四、关键技术应用

1、体系架构关键技术

(1)采用J2EE三层应用体系架构构建、部署和管理多个层次中的应用

平台建设采用了流行的J2EE三层应用体系结构,即:表示层、应用逻辑层、数据层。这种标准的体系结构以及其所支持的跨平台的Java语言可以方便用户的应用开放以及应用集成。同时由于该应用支撑平台支持多种流行的开放工具,用户可以选择其熟悉的开发工具开发应用,缩短了开发部署以及应用移植的时间。

(2)采用面向服务的体系架构(SOA)来支持将业务作为链接服务或可重复业务任务进行集成,在需要时通过网络访问这些服务和任务

面向服务的体系结构(SOA)是一种全新的开发技术,新的组件模型,是一种构造分布式系统的方法,它将业务应用功能以服务的形式提供给最终用户应用或其他服务。本平台通过业务设计再抽象、声明式服务发布两个方面实现面向服务的体系结构。

(1)业务设计再抽象:根据接口隔离原则,将任意常用业务组件类进一步抽象为业务组件接口,该接口开始可能不声明任何方法,当需要将部分功能发布成服务,再扩展该接口,此接口属于一个窄接口,一方面限制服务的范围,另一方面将具体实现与调用分离。

(2)声明式服务发布:系统内嵌Xfire组件作为Web Service框架,完全支持基于JSR 181驱动方式,能够为架构解耦提供非常切实有效的途径,JSR 181与JAVAEE5中annotion的结合,可以实现零配置文件的导出Web服务,达到快速发布Web Service的目的。

(3)采用“模块功能总线”,实现“开放与包容”的系统平台特性

本平台要求系统具备可扩充、能整合两个要求。对于被整合系统本身作为本系统业务功能的扩展而建设的子系统,系统采用了“模块功能总线”的设计方案,使得子系统以一种灵活的、可插拔的形式方便地整合到本系统,系统模块功能总线示意图见右图。所有扩展的子系统,作为一个个模块,接入功能总线。子系统接入模块功能总线之前,系统会先进行模块分析校验,如果符合通用标准,则通过模块自动装备引擎导入模块总线。

对于被整合系统本身是作为一个相对独立、自治的系统而建设的,为了便于用户集成使用,也需要以整合的方式集成到本系统。对于此类逻辑子系统,平台采用了“统一认证服务,统一功能配置服务,统一功能服务,统一数据交换接口服务”四种服务,对应于单点登录、操作界面整合、功能调用、数据交换等四个层面的整合。

2、系统设计方法关键技术

(1)采用MVC(模型—视图—控制器)程式设计模式,简化程序结构

MVC包括三类对象:模型(Model)是应用对象,视图(View)是在屏幕上的表示,控制器(Controller)定义用户界面对用户输入的响应方式;使用MVC则将它们分离以提高系统的灵活性和可重用性。只有实现业务逻辑层与用户表示层、数据服务层完全分离,采用可复用构件技术来封装业务逻辑,才能有效地控制因需求变化而致的变更范围,才能有效地限制一处修改而处处牵连的“波动效应”,才能提高系统的可维护性,延长系统的生命周期。

(2)使用UML技术进行统一业务建模

本平台在业务建模时,采用了可视化的UML建模语言,通过用例分析技术,建立各套系统的业务模型,进行适当的切割,选取稳定的软件架构,分析出业务实体(Business Entity),并以此为基础,组装出组件(Component),落实到相应的三层结构,建立针对特定功能区域的应用系统,便于将最终用户与开发人员联系在一起,使得双方能够正确地理解需求。

(3)运用面向对象的分析与设计方法

面向对象的分析设计方法具有模块化、重用性、抽象性、继承、封装性、多态等特点,适用业务复杂、多变的应用。面向对象分析OOA、面向对象设计OOD、面向对象实现OOI(OOP)、面向对象测试OOT等是基于对象构造系统的,而不是基于业务流程构造系统。政策、机构的变化都会导致业务流程的变化,因此基于流程的系统是不稳定的系统,基于对象的系统才是较稳定的系统。面向对象的设计思想能最大限度的增强系统的适应性,增强系统的可维护性,从而优化系统的结构,减少长期的投资。

3、系统开发采用的关键技术

(1)采用反向推送技术,提高信息交互时效性,降低对服务器性能的要求

反向推送技术也称为向Ajax,是和常见的客户端轮询模式不同的推送技术,是指从服务器端主动推送新的信息到客户端浏览器,从而降低服务器端的开销,同时提高了时效性。

(2)采用按需加载技术,提高界面加载速度,降低对客户端机器性能的要求

平台中部分页面采用了按需加载技术,某些不显示的标签页或帧在进入页面时并不加载,只有在需要加载的时候(比如客户激活该标签)的时候才会加载,从而达到提高了首页面展现速度的目的。比如:工作流中的查看任务页面,包括了基本属性表单、意见表单、处理单等。对于一般办理者来说,并不关心处理单的内容,本平台采取按需加载的技术,只有在客户需要查看处理单的标签页时,才会做该标签页的加载工作,从而保证了这部分的性能消耗不会被浪费。

(3)采用面向切面编程技术,从框架级统一处理数据更新的事务,保证数据提交的原子性

在框架的数据持久层使用面向切面编程,实现框架级的数据库事务,从而保证数据库事务处理的统一性,降低数据出错的风险。

(4)采用Web Service技术,提供方便的一体化整合

在平台对外接口(如电子公文交换平台的接口)大部分使用Web Service方式提供,便于其他系统调用本平台所提供的功能能或将其他系统集成到本平台,实现一体化整合。

(5)采用RMI技术,解决公文和资料交换过程中大附件传输的问题

为避免因在XML中传输体积较大的附件而造成的性能问题,公文交换协议中规定附件可以使用RMI(Java Remote Method Invocation)来传输,一方面对能够使用RMI的系统可以大幅提高性能,另一方面也能够兼容常规的Web Service接口。

(6)实现子流程重用技术,降低冗余,提高重用度

将常用的环节(如会签,征求意见,传阅等)抽象为子流程,做到统一维护统一管理,在新流程中使用这些子流程时只需要简单的引用该流程,降低了冗余,提高了重用度。

(7)基于XML标准实现电子数据交换

本系统的数据交换格式采用通用的XML数据格式,每个级别分级打包,彼此互相不影响。XML格式的数据是目前应用最为广泛的数据格式,在各种应用平台,各种编程语言中都有其解析器。各个部分的交换采用XML格式的数据大大的降低了系统各个部分的耦合程度,方便系统变更,最大可能的实现松散结合的系统。

五、结语

水利政务业务一体化协同平台,充分考虑了对水利行业的通用性,注重灵活的功能组合和信息整合层次的集成。平台自2009年2月使用以来,已成为省水利厅机关(含各处室和直管单位)全体工作人员、各直属单位主要领导日常处理政务业务必不可少的支撑系统,注册用户达400多人。极大地提高了省水利厅行政管理业务的办事效率。行政许可审批子系统极大地规范了机关内部业务流程,提高了办事办文效率,提高了行政办事的公开、便民水平,提高了省水利厅的行业行政管理水平、公众服务水平和社会满意度。

参考文献

[1]广东省北江防洪调度中心.《广东省水利厅办公业务与图文档案管理一体化项目总体设计书》.2007年7月.

[2]广东省防汛抢险技术保障中心,广州华南资讯科技有限公司.《广东省水利厅办公业务与图文档案管理一体化项目需求规格说明书》,《广东省水利厅办公业务与图文档案管理一体化项目系统设计说明书》.2009年7月.

[3]国办秘函[2004]79号文《电子政务信息共享互联互通平台总体框架技术指南》.2004年8月.

航天器分布式协同配置技术研究 第4篇

航天器分布式协同配置技术研究

首先分析了对航天器进行分布式协同配置的原因,并对实施分布式协同配置的`组成单元--产品配置服务进行构建和阐述,结合多智能体(Multi Agent)和Web服务(Web Service)的特性分析了分布式协同配置过程,最后给出了配置评价算法.

作 者：张旭辉 曾蕴波 王江永 ZHANG Xuhui ZENG Yunbo WANG Jiangyong 作者单位：北京空间飞行器总体设计部,北京,100094刊 名：航天器工程 ISTIC英文刊名：SPACECRAFT ENGINEERING年，卷(期)：200817(1)分类号：V46关键词：Web服务 协同配置 配置评价

工作流技术论文：高校分布式协同办公系统研究与实现 第5篇

互联网的迅猛发展, 导致网络流量产生了爆炸式的增长。而巨大的流量使得网络运营商面临传输效率低下, 带宽紧张等诸多问题。缓存系统的引入成为解决流量问题的主要方法[1]。在实践中, 网络缓存技术已经得到了比较广泛和深入的研究, 并提出了一些很有价值的解决方案, 取得了良好的效果。

网络缓存技术是将用户以前数据请求的响应存放在缓存服务器上, 当用户在此发出相同的数据请求时, 该请求无需再次发送给WEB服务器, 而是由缓存服务器直接将其缓存副本响应给用户, 从而在一定程度上缓解了对网络带宽的占用, 同时也减少了用户访问WEB服务器的延迟[2,3]。各国学者很早就已经开始大力研究缓存技术, 并针对不同时期的网络特性设计了各种结构的缓存系统及相应的算法和协议, 主要包括缓存服务器协作、最佳缓存位置计算和动态数据缓存等[4,5,6]。

但是, 在当前网络中, 各个子网分别采用独立的缓存系统, 导致扩展性差, 服务能力和缓存能力有限等问题, 需要提出可以快速、高效地整合全网资源的新型缓存内容协同技术, 实现系统对用户访问的更快响应和更好的服务保障。但这中间又面临如何在分布式网络缓存中实现统一管理、统一表示、统一调度、统一接口等挑战。

下面是本文的组织架构。本文第二部分介绍面网络缓存技术的现有工作, 分析该领域的研究现状和目前存在的问题, 以及本文的创新点和贡献; 第三部分介绍本文提出的面向分布式网络缓存的异构内容协同技术的系统架构和组成, 介绍该系统的工作原理; 第四部分说明本文所提出系统的工作流程, 对系统的工作步骤进行详细阐述; 第五部分介绍系统的试验结果, 并对其进行分析和探讨, 第六部分总结全文。

2 研究现状

缓存技术的引入可以有效地减少用户访问的延迟, 缓解网络拥塞。目前常用的网络缓存方案, 将缓存服务器部署在靠近用户的网络边缘 ( 也就是各个城域网的出口处) , 并将用户常用的数据存储到缓存服务器上; 当网内用户进行内容请求时, 可以直接从本地的缓存服务器中进行获取, 而不需要将内容请求发送到远方的内容供应商 ( ISP) [7, 8]。

但是当前网络中, 各个子网分别采用独立的缓存系统, 这就造成扩展性差, 服务能力和缓存能力有限等问题[9]。我们认为, 要解决这一问题, 需要提出新的缓存方案, 通过缓存间的内容发现、调度, 保证多个缓存系统协同工作, 从而提高系统整体的缓存命中率, 均衡各个缓存服务器的负载, 有效地解决单点出错和瓶颈问题。

与独立的缓存系统相比, 该方案对缓存系统间的内容协同提出了很高的要求: 如果本地缓存服务器中没有可满足用户请求的资源, 则需要通过缓存系统间的内容发现进行内容的查找, 当查找到网络中其它缓存服务器存有相应的资源时, 将相应的内容调度到本地缓存服务器中, 以满足用户的需求。通过缓存系统间的内容调度, 不仅满足了用户对网络内容的需求, 而且通过多个缓存系统的协同也提升了系统整体的缓存命中率。

但是由于不同地域的需求偏好, 以及管理方式的不同, 各个位于不同地点的缓存系统常常采用不一致的软硬件。缓存系统存在的异构性使得不同缓存系统中接口不一致、内容标记采用不同的表现格式, 给缓存系统间的内容发现、调度和协同带来了困难。

当前异构的缓存系统的内容调度系统主要采用了层次式和分布式两种基本结构。层次式结构中, 缓存服务器呈树状层次, 同一层和上下层的服务器之间可以进行内容的发现和数据共享。分布式结构中, 各服务器具有平等的地位, 不存在层次与层次的关系。

分布式网络缓存间的内容调度和管理可以很好地适应网络的发展趋势, 解决了缓存服务器之间难以管理的不足, 有效地提高缓存系统的协同性。该系统给网络带来两个方面的好处: 一方面有效地保证了用户的投资不会很高, 另一方面分布式网络缓存间的内容所带来的管理收益是非常全面的。

但是, 现有的分布式网络缓存系统存在如下缺陷:

( 1) 分布式网络缓存系统接口的协议不具有统一性。当前网络中, 各个省份的缓存服务器常常采用不同的软硬件。异构性的存在, 使得不同省份缓存系统无法兼容, 阻碍了缓存系统之间的内容协同。

( 2) 缓存中内容的存储和内容标记的表现格式不统一。在缓存系统中, 内容由缓存服务器进行分散存储, 内容的标记由缓存服务器产生并保存。这种方式为局部的内容调度提供了便利, 但是对于分布式网络缓存系统来说, 各个缓存系统之间很难进行信息交互, 因而阻碍了缓存间的内容协同。

( 3) 现有的缓存系统一般只考虑一个子网内缓存服务器的部署, 仅关心对本地内容的发现, 缺少缓存系统统一的管理, 难以实现全网的内容协同。签于当前主流的内容调度技术无法很好地应用于分布式网络缓存系统, 这就阻碍了多个缓存系统的协同工作以及内容调度。如何对分布式网络缓存系统中的信息提交、信息查询、信息交换进行统一的管理是当前技术面临的重要问题。

为解决上述问题, 本文提出一种面向分布式网络缓存的异构内容协同技术, 在此基础上建立统一的管理平台对各个缓存服务器进行统一的管理, 可以实现如下目标:

( 1) 各个子网的缓存系统与内容管理平台具有统一的接口, 进行信息提交查询和交换, 实现管理平台对缓存系统的统一管理;

( 2) 内容的存储由缓存服务器独立实施, 内容标记则由内容管理平台进行集中的定义;

( 3) 通过查找内容管理平台中的内容标记来实现对整个分布式网络缓存系统的内容协同。

除此之外, 本文提出的面向分布式网络缓存的异构内容协同技术, 与传统的缓存方案相比, 在技术方面还有如下创新:

( 1) 引入内容管理平台, 将内容管理从缓存服务器中分离, 降低缓存服务器的压力。

( 2) 通过集中式的内容管理平台对各个异构的缓存服务器进行信息查询, 从而将异构缓存系统之间的内容协同扩展到全网范围。

3 系统方案与运行流程

本文提出的面向分布式网络缓存的内容协同技术通过集中式的方法来实现。系统由集中式的内容管理平台和一系列的缓存服务器组成。

集中式的内容管理平台与各个异构的缓存服务器存在信息接口, 与不同缓存服务器进行信息提交, 查询, 交换; 缓存服务器中的内容标记存储在内容管理平台中, 实现对分布式网络缓存服务器内容的统一管理, 从而将内容管理从现有的缓存服务器中剥离, 降低了缓存服务器的负担。

当用户进行内容查找时, 如果本地的缓存服务器中没有存储该内容, 内容管理平台会在内容标记中进行查找: 如果查到其他缓存服务器存有相应的内容, 在内容管理平台的管理下, 储存有相应内容的缓存服务器与本地的缓存服务器进行信息交互, 将内容发送到本地缓存服务器, 从而实现了分布式网络缓存系统间的内容协同。

这种方法可以实现对分布式网络缓存系统的统一管理, 既可以解决分布式网络缓存系统的不兼容性, 又可以有效改善现有缓存的性能, 扩大缓存服务器的适用范围, 提高缓存的适用性。

本文提出的面向分布式网络缓存的内容协同方案中, 内容管理中心是整个系统的核心部分, 主要包括: 通信模块, 信息收集模块, 内容处理模块, 内容标记生成模块, 内容标记查询模块内容管理平台的结构如图1所示。

内容管理平台包括通信、信息收集、内容处理、图表生成、图表查询等多个模块, 各个模块的功能描述如下:

( 1) 通信模块。该模块通过接口和各个缓存服务器进行通信, 用于实现内容管理平台与各个缓存服务器之间的通信;

( 2) 信息收集模块。该模块可以对各个缓存系统中的内容信息进行采集, 主要获取缓存服务器中各个内容本身的信息和内容所在缓存服务器信息;

( 3) 内容处理模块。该模块对信息收集模块所收集的不同格式的内容信息进行归一化处理;

( 4) 内容标记生成模块。该模块将处理结果进行整理, 并生成为计算机可以识别的内容标记;

( 5) 内容标记查询模块。该模块通过对内容标记进行查询, 获取存储所需内容的缓存服务器信息。

本文所提出的缓存方案基于面向分布式网络缓存的异构内容协同技术, 通过内容管理平台对缓存服务器进行统一的管理, 在全网范围内有效地实现分布式网络缓存系统间的内容调度。

分布式网络缓存异构内容协同系统在全网的部署如图2所示。

从总体上来说, 面向分布式网络缓存的异构内容协同过程如图3所示可分为如下4个步骤:

( 1) 内容信息采集。本方案所介绍的面向分布式网络缓存系统间的异构内容协同方法采用集中式的内容管理中心通过接口与缓存服务器通信, 负责对各个缓存服务器中的内容信息进行采集, 查询。主要采集包括内容的本身的特性, 以及内容所在的缓存服务器信息 ( 如IP地址) 。

( 2) 内容处理。内容管理服务器在完成对内容的采集和查询以后, 对内容信息进行统一的格式处理, 生成内容标记。内容标记包含先前所采集到的内容信息, 并且被描述为计算机可以识别的格式。

( 3) 内容发现。在缓存系统中, 用户的内容请求被重定向到本地缓存服务器, 如果缓存服务器中没有相应内容, 则缓存服务器向内容管理平台发送内容请求。内容管理平台收到内容请求后, 对内容标记中的相应内容进行查询, 所查询到内容对应的缓存服务器信息, 可以用来描述内容在系统中存储的位置。

( 4) 内容调度。在内容发现完成以后, 内容所在的缓存服务器与本地缓存服务器之间建立链接, 进行内容的传输与调度。

本文基于面向分布式网络缓存的异构内容协同技术提出了一种统一的管理平台, 对各个缓存服务器进行统一的管理: 各个子网的缓存系统与管理平台具有统一的接口, 进行同一个信息提交查询和交换, 实现管理平台对缓存系统的统一管理; 内容的存储由相关缓存服务器独立实施, 内容视图则由中心管理平台进行集中的定义; 内容的发现则通过查找中心管理平台中的内容视图来实现整个缓存系统的内容查找。通过面向分布式网络缓存的异构内容协同, 可以有效地将位于不同地域的独立缓存整合起来, 保证多个缓存系统协同工作, 从而提高系统整体的缓存命中率, 均衡各个缓存服务器的负载, 有效地解决单点出错和瓶颈问题。

4 实验结果

为了验证本文所提出的面向分布式网络缓存的异构内容协同技术的实际应用效果, 我们通过搭建模拟实验平台, 对本文所提出方案的效果进行了实际验证。我们的实验平台基于NS2网络仿真工具进行二次开发生成, 通过对NS2仿真平台进行修改, 实现了本文所提出的基于面向分布式网络缓存的异构内容协同技术构建的全网缓存方案和传统的独立缓存方案, 并通过仿真实验对他们的实施效果进行对比分析。

在实验过程中, 我们将缓存命中率作为衡量各方案优劣的最主要的标准, 缓存命中率越高, 则说明缓存系统提供服务的效率越高。经过24小时的仿真运行, 得到各方案的实验结果如图4所示。

从仿真结果中我们可以看出, 本文提出的缓存方案与传统方案相比, 具有明显的优势, 缓存命中率极大提高, 且表现稳定。传统的独立缓存方案限于各自的缓存内容限制, 使得用户的命中率难以得到本质的提升, 通过采用内容管理平台对缓存服务器进行统一的管理, 可以在全网范围内有效地实现面向分布式网络缓存系统间的内容发现, 再加上合理的内容调度机制, 使得用户的缓存命中率极大提升, 同时也使得缓存系统的服务能力得到极大增强, 进一步提升了用户的使用体验。

5 结果与展望

本文提出的面向分布式网络缓存的异构内容协同技术解决了现有网络中由于缓存系统的异构性导致缓存系统间无法实现内容协同的问题, 通过在现有网络中部署内容管理平台, 通过与缓存服务器之间的接口, 对不同缓存服务器进行信息提交, 查询, 交换; 在内容管理平台中生成内容标记, 从而将内容管理从现有的缓存服务器中剥离, 降低了缓存服务器的负担。内容管理平台通过对内容标记的查找, 对分布式网络缓存服务器中存储内容进行内容调度, 既消除了分布式网络缓存的冲突问题, 又有效改善现有缓存的性能, 扩大缓存服务器的适用范围, 提高缓存的适用性。

结合本文提出的面向分布式网络缓存的异构内容协同技术, 通过内容管理平台对缓存服务器进行统一的管理, 可以在全网范围内有效地实现分布式网络缓存系统间的内容协同。但是, 由于现实网络环境的复杂和多变, 本文提出的异构内容协同技术还有很多地方有待改进, 如实现内容标记的更佳表示、进一步提升内容调度的准确度等, 我们将在未来的工作中对这些问题进行更加深入和全面的研究, 争取提出更好的解决方案。

参考文献

[1]胡晓艳, 龚俭.信息中心网络中网络缓存的角色探索[J].电信科学, 2014.30 (3) :67-71

[2]柏亚平.DTN网络缓存区管理算法的研究[M].合肥:合肥工业大学, 2003.

[3]胡琨.P2P网络缓存技术的研究与应用[M].武汉:武汉理工大学, 2012.

[4]贾钊, 桑亚群, 黄文枫.基于主动网络的自适应缓存技术研究[J].西安石油大学学报 (自然科学版) , 2009, 24 (4) :89-91, 95

[5]张建惠.面向云计算平台的网络缓存系统的实现[M].杭州:杭州电子科技大学, 2012.

[6]尹挺然, 王珍娥, 周頔.基于主动网络的最佳缓存位置计算[J].科学技术与工程, 2007, 7 (21) :5688-5690

[7]车秀梅.基于三层交换的网络缓存技术研究及仿真[M].山西:太原理工大学, 2006.

[8]贾磊.P2P网络缓存协作的研究[M].西南交通大学, 2010.

工作流技术论文：高校分布式协同办公系统研究与实现 第6篇

分布式仿真系统是以局域网通讯为交互手段、由多台实现子系统仿真的计算机所构成的分布式机群系统, 在调度策略的统一控制下实现平台级复杂系统的实时仿真, 并支持人与真实物理设备参与交互。它为复杂系统提供了实用、高效的实时仿真手段, 主要用于平台级系统 (如舰炮、飞机、导弹、潜艇等武器系统) 的人在回路、物理设备在回路的实时仿真, 并可作为一个仿真结点参与分布交互仿真。

然而, 随着对仿真的真实性和仿真精度要求的提高, 在基于局域网分布式的仿真系统中, 网络传输、仿真算法、仿真调度都会造成网络通讯的时间延迟, 这些延迟对仿真的真实性和仿真精度产生不良影响。

本文以舰炮武器半实物仿真系统为例, 针对其体系的结构和特点, 研究了分布式舰炮武器半实物仿真系统中的实时性问题, 提出了解决系统实时性的具体办法。

1舰炮武器半实物仿真系统组成

舰炮武器半实物仿真系统主要是在仿真试验时, 产生特定战术环境, 驱动被试系统工作, 对系统有关数据的录取、处理和存档, 完成对被试系统的主要战术、技术性能评估和评定以及提供试验显示, 辅助试验指挥决策等功能。其功能和结构如图1所示。

系统是以局域网通讯为交互手段、由多台子系统仿真的计算机所构成的分布式机群系统, 在调度策略的统一控制下实现舰炮武器系统在半实物仿真环境下的战术、技术性能的测试与评估。

仿真处理计算机作为整个飞行仿真系统的核心主要负责完成输入输出及各节点任务之间的协调、实时数据存储和大量的科学计算, 包括火控方程解算、控制率解算和目标运动模型解算等。

操控显示计算机作为系统的管理系统控制台, 主要负责人机交互、数据监测和数据管理等, 目的是为用户提供一个图形化的人机接口。

战情仿真机主要完成显示目标态势、按时序解算仿真航路理论值、发送仿真目标现在点坐标值和是归接收摇摆台数据报文等工作。

为了满足系统性能、费用和开发周期的苛刻要求, 选择Windows平台的实时控制子系统RTX, 它具有开放式单一硬件构架、微秒级的实时性能、能对硬件直接方便的访问方式且支持VC++开发环境。

仿真实时管理模块主要包括实时调度管理模块、实时监控模块、数据通讯模块和人机界面模块等, 具体功能如下:

对各个分系统应用程序进行统一的调度、管理、管理通讯, 实现对系统多个节点的程序进行加载、卸载, 并行运行和实时监控;

对各种应用程序模块库进行统一管理;

向各分系统提供各种实时运行的数据和控制命令, 包括中断、启动、再现和复位等;

向用户提供仿真帧周期修改操作;

设置各种试验项目、试验条件和电磁干扰等操作;

提供系统启动前的各分系统自检操作, 并显示或输出测试结果。

由图1可以看出, 仿真处理计算机与各分系统之间都存在一定的信息交链, 各系统主要通过一个总线型拓扑结构局域网实现双向实时通讯。

2系统仿真实时性分析与实现

2.1仿真实时性分析

在舰炮武器半实物仿真系统中, 各仿真主机常采用数值迭代算法对仿真子系统的功能进行实时计算。仿真主机的数值迭代周期是仿真计算的基本单元, 也是仿真算法周期执行的最小时间单位。整个仿真任务按照各功能的相对独立性划分到多台计算机上同时运行, 整个仿真的实时性与所有参与仿真的仿真主机有关。系统必须将各仿真主机产生的信息实时传送到其他仿真主机, 实现信息的实时交互和各仿真主机的协调运行。对于高速机动目标的仿真 (如超音速导弹、歼击机等) , 其主控计算机的仿真周期通常为几ms至十几ms, 这对仿真的实时性提出了很高的要求。

仿真中, 系统将整个仿真任务按照各功能的相对独立性划分到多台计算机上同时运行, 整个仿真的实时性与所有参与仿真的仿真主机有关。系统必须将各仿真主机产生的信息实时传送到其他仿真主机, 实现信息的实时交互和各仿真主机的协调运行。整个仿真系统的实时性可包括计算实时性、通讯实时性和调度实时性3个方面。

2.2计算实时性的实现

仿真主机必须实时运行, 即在每一个仿真周期中必须完成相应的实时计算任务。它反映了仿真主机在特定的仿真周期内具有完成相应运算的能力。计算实时性是实现局域网分布实时仿真系统实时性的必要条件。

计算实时性是由各仿真主机的硬件和运行在其上的仿真软件共同保证。系统的仿真主机在硬件方面采用了能够满足一定复杂度科学计算的硬件配置;在软件方面, 系统选择实时性较高的Windows+RTX操作系统, 对于管理软件人机界面方面, 系统多任务并发性的实现并采用运行效率高的单进程多线程编程模式。

从总体上看, 实时系统的并发性体现在人机交互和实时处理的并发性。人机交互包括消息循环, 如果实时处理也嵌入消息循环则会出现以下问题:若着重实时处理, 则会影响消息的及时处理, 不能建立良好的人机交互;若着重人机交互, 则实时处理就会受到影响。因此, 舰炮武器半实物仿真系统的人机交互应作为单独的一个线程, 实时处理根据需要可以分成一个或多个线程。一般来说, 科学计算型的处理和I/O处理应该分成不同的线程, 这样有利于处理器和I/O设备的并行工作。根据这一原则, 实时处理可以划分为3个线程:实时曲线显示线程、实时网络通讯线程和实时数据存储线程。其中, 网络通讯与数据存储主要是I/O 操作。这样, 管理程序共分为4个线程, 运行在一个处理器上, 实践证明, 这个线程数是合适的。

2.3实时数据通讯的实现

各分系统要实现相互之间实时数据通讯, 必须选用满足系统要求的数据通讯方式。数据通讯方式及性能在某种程度上决定了仿真软件的运行性能以及工程模拟器的性能。本系统中主要采用以下2种数据通讯方式:

① 各分系统之间的数据通讯采用基于以太网的UDP协议实现。在速度上, 目前PC机配置的串口传输速率常用115～200 bps, 而快速以太网的传输速率为100 Mbps;可靠性方面, 串口可以提供奇偶校验, 而以太网可以提供更可靠的循环冗余校验 (CRC) 。为此, 该仿真系统采用10M/100M自适应以太网接口。在通讯协议方面, 选择UDP通讯协议。因该仿真系统中, 网络传输的信息类型主要是数据, 且数据传输量大, 且一个仿真节点需要同时对多个仿真节点发送数据, 一个仿真节点也需要同时接收多个节点数据;此外, 数据传输以40 ms/帧的频率传输, 完全能承受个别帧的丢包现象。为此, 选择支持广播方式的UDP通讯协议;

② 采用共享内存通讯。除采用以太网外, RTX网络还可用于同一个底板的多个处理器间相互通讯, 如图2所示。系统分为前后台程序。前台为实时程序, 在RTX环境下运行, 主要完成试验程序的仿真及RT-UDP数据的收发。后台为通用的Windows图形窗口程序, 主要完成系统的监控、管理和维护。在这种方式下, 前后台程序的数据通讯是通过共享内存进行的。

共享内存机制通过RTSS (real-time subsystem) 子系统对底层网卡的实时支持, RTX在RTSS子系统中建立独立的UDP协议栈。RTX对UDP协议栈做了部分修改, 同时对数据包大小进行了限制, 使其更加适合于实时数据传输。RTX将UDP协议的实现和硬件的操作集成在网卡的实时驱动中, 用户无需加载额外的链接库。

利用共享内存机制实现了运行在不子系统的多个任务之间的数据通讯、同步与互斥。

2.4调度实时性

系统必须采用有效的调度策略协调多台仿真主机之间的实时运行。由于整个仿真对象被分布在多台仿真主机上独立运行, 各仿真主机上的仿真子系统具有在功能上和逻辑上的协同运行关系, 这种协同关系一方面体现在子系统间的数据交互上, 另一方面体现在子系统运行的逻辑时序上。因此, 仿真调度的作用就是有效地组织、调度和协调各仿真主机运行和交互关系, 保证各仿真子系统间逻辑的正确性。仿真调度也必须具有实时性的特点, 即各仿真主机必须在及时有效的调度策略控制下完成仿真功能。因此, 仿真调度的实时性主要体现在各子系统间的仿真时间保持一致性方面。

采用硬件和软件同步结合的方法来实现时钟同步。在硬件方面, 在仿真处理计算机中按装一GPS时钟同步控制板, 通过驱动程序, 响应GPS的秒脉冲, 使仿真处理计算机中的当前时钟值与GPS时钟值一致, 从而使仿真处理计算机中的时钟同步到其他仿真子系统。在软件方面, 在仿真处理计算机中发送时间请求信息, 并记录结点当时的时间T0, 仿真处理计算机接收到仿真子系统的请求信息后, 将自身的时间T1发送给其他仿真子系统, 仿真子系统接收到时间同步报文后, 记录当时的接收时间T2, 可以计算出仿真子系统的校正时间是T=T1+ (T2-T0) /2。对于高速运动的目标 (如导弹、飞机) , 网络的延迟会导致空间位置达到几m甚至几十m。为解决此问题, 仿真处理计算机对网上传输的报文加上时戳, 仿真子系统根据报文的时戳和本机的时间对传输的延时进行补偿。

此外, 为实现整个仿真系统的时间同步, 各子系统都采用Windows XP+RTX系统, RTX的定时器提供了精确的仿真周期, 每一个仿真周期结束时, 试验仿真子系统作为核心的同步控制端向网络服务器发送同步数据, 因此整个系统协调一致性工作。这种基于实时以太网的同步控制策略不需要更改既有的网络结构, 不仅满足了性能要求, 而且具有良好的经济性。

3结束语

在实际的舰炮武器系统半实物仿真试验中, 对于低空高速目标 (>2Ma) , 仿真结果精度能够达到指标要求, 说明通过采用上述方法能够解决仿真的实时性问题, 实践表明本文给出的技术方法是可行和有效的。

如何提高仿真的实时性是分布式仿真系统急需解决的一个重要问题。本文以舰炮武器半实物仿真系统为例, 提出了分布式仿真系统实时性的解决方法。该方法具有一定的普遍性, 对于其他分布式仿真系统实时性研究具有一定的借鉴作用。

参考文献

[1]黄守训.舰炮武器系统试验与鉴定[M].北京:国防工业出版社, 2005.

[2]杨榜林, 岳全发.军事装备试验学[M].北京:国防工业出版社, 2002.

[3]李绍燕, 惠天舒, 陈宗基.局域网分布实时仿真中的调度策略研究[J].系统仿真学报, 2003, 15 (7) :1024-1029.

[4]袁楚明.实时多任务工业监控组态软件的研究与开发[J].机械与电子, 2004 (2) :43-46.

[5]贾宏宇, 施仁.大型通用工控软件设计研究[J].信息与控制, 2001, 30 (1) :30-35.

工作流技术论文：高校分布式协同办公系统研究与实现 第7篇

关键词：角色协同,工作流,毕业论文,管理系统

1 引言(Introduction)

本科毕业论文是本科生的一门重要实践课程,也是大部分教师和教学管理人员每年都要面临的一项烦琐工作。从出题、选题,再到写作与指导、评审与答辩等,整个过程都需要教学管理人员、教师、学生投入大量的精力。传统的本科毕业论文指导与管理工作存在以下主要问题:

(1)师生协同不足:学生离校实习、教师无固定办公地点等,导致学生与教师见面不易,信息沟通不畅,师生交流不充分。由于教师工作比较繁忙,每个教师要同时指导多名学生,导致学生和教师很难在工作时段内同时有空闲时间来进行面对面地指导,难以实现老师与学生之间的互动,教师对学生论文评阅效率低下。

(2)工作压力大:本科毕业论文整个工作流程的工作环节多,参与人员多,时间跨度长,业务流程繁杂,工作量庞大,工作烦琐、易重复。

(3)信息化程度低:本科毕业论文各个工作环节会产生阶段文档,而且前后各阶段文档之间有着密切的关联关系;大量的打印文档不利于师生对文档的查阅、保存,且不环保。即使使用电子文档,但未建立关联关系,不利于收集、查询和统计。

(4)监管力度不足:传统毕业论文写作与指导过程缺乏有效的监管力度,难以保证师生按时完成各项工作。缺少第三方监管本科毕业论文写作与指导过程的完整记录,难以解决导师与学生之间就论文完成情况及论文质量相互推卸责任的问题。

针对上述问题,国内研究者们提出了不同的毕业论文管理系统,文献[1—4]建立了基于WEB方式的论文管理系统,文献[5]提出了基于本体的论文管理系统,文献[6]提出了基于工作流的论文管理系统,但是这些研究在师生协同、提高工作效率、加强监督方面仍存在不足。因此,本文提出一种角色协同的工作流模型;根据模型中的系统工作流状态,利用时间和事件触发机制,对用户指派角色、对角色指派权限,再通过各个角色之间的协同,完成毕业论文各项工作,解决传统人工方式的论文管理工作中存在的问题,提高工作效率、减轻工作压力、增强监管力度、提高论文管理工作的信息化水平。

2 相关知识(Related work)

角色:是相关权限命令的集合,使用角色的主要目的是简化权限管理,角色主要由权限和用户构成[7]。

协同:就是打破资源(如人、财、物、信息和流程等)之间的各种壁垒和边界,使它们为共同的目标而进行协调的运作,通过对各种资源最大的开发、利用和增值以充分达成共同的目标[8]。

工作流:是指一类能够完全自动执行的经营过程,根据一系列过程规则,将文档、信息或任务在不同的执行者之间进行传递与执行[9]。作为计算机支持的协同工作研究的一个重要方向,工作流管理的主要目标是通过调用有关的信息资源与人力资源来协调业务过程中的各个环节,使之按照一定的顺序依次进行,从而实现业务过程的自动化。工作流技术通过将工作分解成为良好的任务、角色,按照一定的规则和流程来执行这些任务并对它们进行监控,以达到提高办事效率、降低工作成本的目的[10]。

时间触发机制[11,13]是指将时间域分成离散的时间间隔,将消息的传输分配在一定的时间间隔内完成。

事件触发机制[12,13]是指在工作流程中,根据其他事件的发生而产生相应动作(称为触发动作)干预工作进程。

3 角色协同的工作流模型(The role-collaborativeworkflow model)

本节首先对角色协同的工作流模型(Role-collaborativeWorkflow Model,Rc W)进行描述,然后基于该模型进行建模。

3.1 模型的组成元素

角色协同的工作流模型由用户主体、角色主体、任务主体、系统工作流状态、访问权限、角色指派、权限指派和角色协同这八个元素组成。下面将分别对这八个元素进行描述。

用户主体:是指提出指派角色请求的实体,使用符号u表示,用户主体的集合使用符号U表示。

角色主体:是指提出指派权限请求的实体,使用符号r表示,角色主体的集合使用符号R表示。在本科毕业论文的整个工作当中,存在着教学管理人员(教学院长、系主任、教学秘书)、教师(指导老师,交叉评阅老师,答辩老师)以及学生这些不同的角色,所以论文管理系统中的角色主体集合表示为:

公式(1)中,M表示管理员,T表示教师,S表示学生。

任务主体:是指接受r访问的实体,也是工作流各个环节的核心,使用符号t表示,任务主体的集合使用T表示。论文管理系统中的任务主体集合围绕着论文展开,表示为:

系统工作流状态:是指Rc W模型在整个论文工作流程(如图1所示)中,r访问t时的快照,使用符号s表示,系统工作流状态集合使用符号S表示,包含r访问的对象t和访问时间time两个元素。论文管理系统中的系统工作流状态集合表示为:

访问权限:是指r访问工作流中任务主体的方式,使用符号p表示,访问权限的集合使用符号P表示。论文管理系统中的访问权限集合表示为:

角色指派:是指在系统工作流状态下对u指派r的方式,使用符号UA表示。Rc W模型中,同一个u能够被指派多个r,但是在同一s状态下,一个u只能被指派一个r,因此角色指派由s决定。角色指派函数表示为:

权限指派:是指在系统工作流状态下对r指派p的方式,使用符号PA表示。Rc W模型中,不同的r访问的t不一样,对t的访问权限也不同,且同一r在不同的s状态下,对t的访问权限也不同,因此,权限指派由s决定。权限指派函数表示为:

角色指派和权限指派都由s决定,s的状态由s中的两个元素t和time决定,s中的元素time是被分成离散的时间间隔,t的触发被分配在一定的时间间隔内完成,这样就应用到了时间触发机制的原理。例如在开题报告提交时间结束时,则激活论文写作与指导阶段的工作流程中的t,开始初稿的提交;在论文定稿提交时间结束时,则冻结论文写作与指导阶段的工作流程中的t。

同时在Rc W模型中,部分流程的ti的触发等待着ti-1事件的完成来激活自身状态。不同的用户角色访问不同t,则被指派不同权限,这样就应用到了事件触发机制的原理。例如学生在论文初稿tk提交完成后,触发导师指导评阅论文初稿tk+1的工作进程;导师在论文初稿的评阅tk+1提交完成后,激活学生提交修改稿tk+2的工作进程。

因此角色指派和权限指派都考虑到了时间和事件触发机制。

角色协同,是指在Rc W模型中,各个角色主体之间打破时间、空间、物质等资源之间的各种壁垒和边界,使他们为完成共同目标而进行协调的运作,通过对各种资源最大的开发、利用和增值以充分达成共同目标,使用符号RC表示。角色协同函数表示为:

在毕业论文管理系统中,大部分工作需要教学院长、系主任、教学秘书、教师和学生等这些角色之间的协同RC来完成。例如,导师与学生之间协同完成论文的指导与写作,最终完成共同目标——论文定稿的完成。

这样,Rc W模型可以表示为八元组:

Rc W模型运行的充分必要条件为:不存在u无法被指派r,不存在r无法被指派p,不存在t无法被访问。

3.2 角色协同的工作流模型

基于Rc W模型的组成元素,根据RBAC96[14]的框架对Rc W模型进行建模,在Rc W模型中添加了会话集和约束集,如图1所示。

Rc W Model:

U:用户主体集合;R:角色主体集合;

T:任务主体集合;P:访问权限集合;

Sessions:会话集——各主体之间的会话;

Constrains:约束集——约束各主体之间的指派关系。

OP={execute},操作集合

P=OP×T~Constrains(S)

,用户与角色的指派关系

roles(u):U→2R~Constrains(S),对用户指派角色的函数映射。

,角色与权限的指派关系

per: R→2P~Constrains(S),对角色指派权限的函数映射。

在Rc W模型中,为确保用户角色指派的正确性,根据用户与角色的指派关系和用户指派角色的函数映射,设计了用户角色指派算法。如下所示。

在Rc W模型中,为确保角色权限指派的正确性,根据角色与权限的指派关系和角色指派权限的函数映射,设计了角色权限指派算法。如下所示。

根据Rc W模型,实现基于Rc W模型的毕业论文管理系统。下一节对该系统和传统人工方式进行应用研究比较与结果分析。

4 应用研究与结果分析(Application studies andresults analyzes)

为了验证基于Rc W模型的本科毕业论文管理系统在解决传统人工论文管理方式中存在的问题的实用性,基于角色协同的工作流模型的本科毕业论文管理系统已在西南大学外国语学院试运行,网址:http://202.202.121.101/pdms。

对于传统的人工论文管理的方式,通过外国语学院教务管理人员提供的信息,收集整理了2011—2013年这三届西南大学外语学院本科毕业论文管理工作的数据。

对于系统进行论文管理的方式,通过系统对论文管理工作整个流程的完整记录,收集整理了2014届外语学院毕业生通过本系统完成毕业论文的数据。

对于传统人工方式和系统方式的各项数据,主要从以下几个方面进行比较与分析。首先,在完成各个相同阶段的管理工作耗时进行了比较,结果如表1所示。

说明:在统计提交任务书、开题报告和论文定稿人数的时候,如果有未提交的,还需要列出未按时提交论文稿件的学生名单。目前为止,2015届毕业生的论文工作完成了一部分,只有部分数据。2011—2013的数据是由外国语学院的教务管理人员提供的,2014—2015的数据是通过系统操作20次的平均值。

然后,在各个阶段论文稿件的按时提交比例方面进行了比较,结果如表2所示。

说明:由于传统人工方式无法对论文指导过程进行记录,传统人工方式在论文指导过程中无数据。修改稿在论文指导过程中,论文稿件有多次提交的情况,在表中使用的数据是修改稿第一次提交和第一次评阅的数据。2011—2013的数据是由外国语学院的教务管理人员提供的,2014的数据是系统记录的。

由表1中的数据可以看出,通过本系统进行本科毕业论文相关工作,极大地减少了工作时间,提高工作效率,同时减轻了教学管理人员的工作量。由表2的数据分析可以明显看出,在通过使用进行本科毕业论文相关工作时,本科论文过程中各项工作的完成率相较于传统模式平均提升了15%,各个阶段完成工作比大幅提升。通过在线提交,在线指导,在线监控论文进程,方便了师生之间论文的写作与指导,同时实现了对论文指导过程的全程记录,对论文指导工作的评价与衡量提供可靠的依据。

论文存储:2011届纸质任务书、开题报告和论文各571份,2012届纸质任务书、开题报告和论文各563份,2013届纸质任务书、开题报告和论文各541份,总占地1.14m3;2014届各种电子版的论文稿件共计9514份,占5.15GB的硬盘容量。纸质论文需要大量的打印,不环保,电子格式的论文稿件存储占地空间小,不需要打印大量的纸质文档,十分环保,且在系统中查找论文稿件十分方便。

在2011—2013年的本科毕业论文工作中,发生学生稿件遗失、需要学生重新提交的情况平均17例;给导师发送论文出错情况平均发生8例;在2014届,由于使用了本系统,未发生上述两种情况。在2011—2013年,学生未按时完成论文,与导师相互推卸责任的情况平均有5例,同时由于无依据可寻,处理此种情况很麻烦;在2014届中发生此种情况三例,直接查看整个工作过程的记录,根据记录处理,十分方便且具有说服力。

5 结论(Conclusion)

基于角色协同工作流模型的本科毕业论文管理系统已初次在西南大学外国语学院使用,运用角色协同和工作流的技术,采用时间触发机制和事件触发机制的原理,较好地解决了传统人工管理方式存在的四大问题,有效地减轻了教学管理人员、教师、学生完成本科毕业论文工作的工作量,提高了本科毕业论文工作的工作效率,取得了较好的教学成果;且系统全程保留了本科毕业论文工作在各个阶段产生的文档和数据,记录了论文指导的整个过程,可以为教师进行论文工作的绩效评估提供依据。