計算機(jī)前沿課題報告

1、北京郵電大學(xué)軟件學(xué)院前沿課題報告報告人：張明（日期：2009 年 7 月19 日）在北京郵電大學(xué)軟件學(xué)院學(xué)習(xí)期間，我積極參加學(xué)校、各大企業(yè)和其他軟件行業(yè)組織舉辦的新技術(shù)、技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新講座，從2008年初到2009年6月，參加各類技術(shù)、業(yè)務(wù)應(yīng)用創(chuàng)新講座10余次，課題講座內(nèi)容包括軟件企業(yè)過程改進(jìn)價值體現(xiàn)、軟件售后服務(wù)能力提升關(guān)鍵工具研發(fā)、Web2.0技術(shù)應(yīng)用、SOA技術(shù)、SaaS技術(shù)、基于六西格瑪質(zhì)量管理等軟件工程領(lǐng)域前沿技術(shù)應(yīng)用課題研討。這些活動開拓了我在軟件工程領(lǐng)域的視野，增長了知識。下面著重談?wù)勎覍OA前沿課題技術(shù)研討的心得體會，以及基于SOA架構(gòu)的大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流快速通道在電子政務(wù)領(lǐng)域的實用

2、價值。一、 SOA技術(shù)應(yīng)用研討心得體會SOA概念已經(jīng)不是新鮮事物，但目前大部分SOA書籍或者側(cè)重于理論或底層實現(xiàn)，而“SOA應(yīng)用集成框架和支撐工具集的研究”側(cè)重于業(yè)務(wù)整合與整體架構(gòu)的具體實踐指導(dǎo)，對提高國內(nèi)業(yè)務(wù)整合系統(tǒng)架構(gòu)水平，以及加深對SOA的理解和利用有很大價值，屬前沿課題研究范疇。（1） SOA基本概念面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)（service-oriented architecture，SOA）是一個組件模型，它將應(yīng)用程序的不同功能單元（稱為服務(wù)）通過這些服務(wù)之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來。接口是采用中立的方式進(jìn)行定義的，它應(yīng)該獨立于實現(xiàn)服務(wù)的硬件平臺、操作系統(tǒng)和編程語言。這使得構(gòu)建在各種這

3、樣的系統(tǒng)中的服務(wù)可以以一種統(tǒng)一和通用的方式進(jìn)行交互。（2） SOA應(yīng)用集成框架構(gòu)想SOA應(yīng)用集成框架是基于國內(nèi)軟件企業(yè)聯(lián)盟聯(lián)合開發(fā)、應(yīng)用SOA技術(shù)的構(gòu)想，充分發(fā)揮不同軟件企業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢及行業(yè)應(yīng)用優(yōu)勢，整合軟件行業(yè)資源，為用戶提供更容易整合的應(yīng)用系統(tǒng)，更靈活應(yīng)對客戶需求的變化，減少客戶對固定廠商的依賴，保護(hù)用戶投資，同時SOA應(yīng)用集成框架可以促進(jìn)行業(yè)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。應(yīng)用集成框架由SOA基礎(chǔ)產(chǎn)品模型、SOA運行管理模型、SOA基本開發(fā)模式、SOA通用應(yīng)用模板、行業(yè)應(yīng)用模板及應(yīng)用模板開發(fā)工具組成。應(yīng)用集成框架依據(jù)SOA技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，將SOA工具集、SOA基礎(chǔ)產(chǎn)品、通用業(yè)務(wù)服務(wù)和行業(yè)業(yè)務(wù)服務(wù)有機(jī)銜

4、接在一起，可支持軟件廠商或最終用戶快速開發(fā)SOA應(yīng)用。應(yīng)用集成框架是開放、可擴(kuò)展的SOA應(yīng)用框架，通過在應(yīng)用集成框架上擴(kuò)展行業(yè)相關(guān)業(yè)務(wù)特征、模式、服務(wù)和行業(yè)規(guī)范即可定制形成特定行業(yè)的行業(yè)應(yīng)用平臺，是行業(yè)SOA應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)和運行的最好支撐基礎(chǔ)。1. SOA基礎(chǔ)產(chǎn)品模型首先定義了SOA基礎(chǔ)產(chǎn)品參考模型，并定義了各基礎(chǔ)產(chǎn)品之間的接口規(guī)范，其次定義了SOA應(yīng)用使用基礎(chǔ)產(chǎn)品的基本接口規(guī)范，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)使用SOA基礎(chǔ)產(chǎn)品的代碼框架，形成SOA基礎(chǔ)產(chǎn)品模型框架。SOA基礎(chǔ)產(chǎn)品模型框架屏蔽了服務(wù)基礎(chǔ)產(chǎn)品的技術(shù)復(fù)雜性，簡化了SOA應(yīng)用的開發(fā)。SOA基礎(chǔ)產(chǎn)品參考模型如下圖所示SOA應(yīng)用使用SOA基礎(chǔ)產(chǎn)品的接口規(guī)

5、范，主要定義了服務(wù)訪問和管理相關(guān)的接口規(guī)范，包括：服務(wù)注冊接口服務(wù)查詢接口服務(wù)部署接口服務(wù)訪問接口服務(wù)管理接口流程及人工任務(wù)管理接口2. SOA運行管理模型對于SOA的基礎(chǔ)產(chǎn)品和其上部署的應(yīng)用，需要及時了解其運行狀態(tài)，并能夠?qū)ζ溥M(jìn)行管理控制。應(yīng)用集成框架定義了SOA的運行管理參考模型，內(nèi)置管理框架代碼及標(biāo)準(zhǔn)接口的通訊框架代碼，簡化SOA應(yīng)用的運行管理開發(fā)，為SOA工具集中運行管理工具提供代碼基礎(chǔ)和框架支撐。SOA運行管理參考模型如下圖所示：SOA基礎(chǔ)產(chǎn)品，應(yīng)用服務(wù)都可以由SOA運行管理中心加以集中管理，對于被管理對象，只需要按參考模型實現(xiàn)管理界面，運行管理處理邏輯，以及具體的管理操作實現(xiàn)，就可

6、以將被管理對象的管理操作集成到運行管理中心，以實現(xiàn)統(tǒng)一的管理要求，方便進(jìn)行SOA應(yīng)用系統(tǒng)的運行管理。3. SOA基本開發(fā)模式基本的SOA應(yīng)用開發(fā)過程表現(xiàn)為：首先按照組織/部門對業(yè)務(wù)進(jìn)行梳理和歸類，基于梳理出的業(yè)務(wù)及流程，開始具體的服務(wù)定義和服務(wù)開發(fā)，然后基于服務(wù)進(jìn)行滿足業(yè)務(wù)需要的應(yīng)用開發(fā)，通過對服務(wù)進(jìn)行選擇、組合，并最后完成部署和運行時的管理。從技術(shù)實現(xiàn)角度講，SOA應(yīng)用開發(fā)過程大體包括服務(wù)定義（服務(wù)描述、訪問接口實現(xiàn)或定義、管理接口實現(xiàn)或定義），基于服務(wù)的應(yīng)用開發(fā)（選擇服務(wù)、編寫服務(wù)訪問、實現(xiàn)新的服務(wù)），應(yīng)用部署，運行監(jiān)控四個階段。SOA具體的應(yīng)用開發(fā)實踐中，有很多公共的開發(fā)內(nèi)容和業(yè)務(wù)應(yīng)用能

7、夠進(jìn)行抽象和歸類，總結(jié)出多種服務(wù)應(yīng)用模式，如將實現(xiàn)簡單封裝為服務(wù)，可供不同實現(xiàn)的消費者，通過多種渠道供訪問使用；服務(wù)能以不同的方式進(jìn)行組裝及合成，如組合方式、流程編排方式等。根據(jù)總結(jié)和抽象，形成三種基本的SOA開發(fā)模式：簡單服務(wù)類型、組合服務(wù)類型和流程服務(wù)類型。4. SOA通用應(yīng)用模板SOA通用應(yīng)用模板是對各種類型SOA應(yīng)用總結(jié)抽象后形成的應(yīng)用模板及框架范例。模板可以適用于不同類型，不同行業(yè)的SOA應(yīng)用開發(fā)?；谕ㄓ脩?yīng)用模板及框架代碼可以針對不同行業(yè)的業(yè)務(wù)需求，快速開發(fā)基于SOA的行業(yè)應(yīng)用，達(dá)到開發(fā)方法及模式的復(fù)用，提高開發(fā)效率。通用應(yīng)用模板支持動態(tài)擴(kuò)充，可隨著技術(shù)及用戶業(yè)務(wù)場景的變革進(jìn)行調(diào)整

8、變化。通過對不同行業(yè)的業(yè)務(wù)特征、業(yè)務(wù)場景和典型需求分析，SOA應(yīng)用集成框架提煉出如下幾種SOA通用應(yīng)用模板。ü 數(shù)據(jù)共享交換模板在實際應(yīng)用中，重用遺留應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和資源信息是在國內(nèi)應(yīng)用市場的典型需求之一，數(shù)據(jù)共享交換，是當(dāng)前乃至今后較長時間內(nèi)的SOA重要應(yīng)用場景。數(shù)據(jù)共享交換模板，就是將數(shù)據(jù)共享開發(fā)中通用的過程、相應(yīng)資源、數(shù)據(jù)信息表示、數(shù)據(jù)共享交換機(jī)制等進(jìn)行抽象集中，形成可公用的模板，這樣用戶通過簡便的開發(fā)步驟、向?qū)Ъ翱梢暬慕换ソ缑?、較少的配置，就可以快速開發(fā)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換過程。ü 業(yè)務(wù)協(xié)同模板不同機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)辦理都有可能依賴于其他部門或組織提供的業(yè)務(wù)

9、，而業(yè)務(wù)本身的辦理又通常需要資源的支撐，資源的提供者可能是不同的部門或組織。因此，在SOA的應(yīng)用開發(fā)中，業(yè)務(wù)協(xié)同也是很通用常見的應(yīng)用模式。SOA應(yīng)用集成框架，通過對SOA應(yīng)用中組織內(nèi)（縱向）及組織外（橫向）之間常見的業(yè)務(wù)協(xié)作進(jìn)行梳理、抽象，總結(jié)出幾種通用的業(yè)務(wù)協(xié)同模板，如并聯(lián)審批協(xié)同流程，集成在流程建模工具中。通過選擇使用這些不同的業(yè)務(wù)協(xié)同模板，建立可視化圖形向?qū)?，指?dǎo)用戶以較少的步驟、配置及開發(fā)工作量，完成類似業(yè)務(wù)協(xié)同流程的開發(fā)。5. SOA行業(yè)應(yīng)用模板行業(yè)應(yīng)用模板，是對特定行業(yè)應(yīng)用總結(jié)抽象后形成的行業(yè)應(yīng)用模板和基本行業(yè)業(yè)務(wù)服務(wù)，可以適用于特定SOA行業(yè)應(yīng)用的快速開發(fā)。如電子政務(wù)、公共服務(wù)行

10、業(yè)、金融、電信等行業(yè)，都有它們行業(yè)自身的業(yè)務(wù)特點，需要針對這些行業(yè)的常用業(yè)務(wù)模式及SOA應(yīng)用方式進(jìn)行抽象和總結(jié)，提供這些行業(yè)的部分應(yīng)用模板，以便SOA應(yīng)用更加適用于具體行業(yè)的應(yīng)用，使SOA應(yīng)用在不同行業(yè)落地及推廣。6. 應(yīng)用模板開發(fā)工具由于行業(yè)的業(yè)務(wù)及應(yīng)用不僅差異大，而且通常會涉及不同的專業(yè)/領(lǐng)域知識，因此要通過一個SOA應(yīng)用集成框架，涵蓋所有行業(yè)和領(lǐng)域的SOA應(yīng)用模式幾乎不太現(xiàn)實。因此，通過提供應(yīng)用模板開發(fā)工具來支持用戶根據(jù)自身業(yè)務(wù)需要及開發(fā)習(xí)慣，定制化開發(fā)常用的應(yīng)用模板，深化了對行業(yè)應(yīng)用的支持能力。為了支持應(yīng)用模板的定制開發(fā)和定義，應(yīng)用模板開發(fā)工具主要提供以下功能：1)元數(shù)據(jù)描述的抽象和定

11、義工具，并便于擴(kuò)展2)服務(wù)接口的定義和開發(fā)模板化，并可擴(kuò)展3)開發(fā)步驟的向?qū)Э杀４娌⒛軌驍U(kuò)展4)應(yīng)用模板本身及其關(guān)聯(lián)資源的統(tǒng)一管理和版本控制（3） SOA工具集SOA工具集包括建模工具、集成開發(fā)工具和運行管理工具。1. 建模工具建模工具可以供業(yè)務(wù)人員和開發(fā)人員使用，圍繞服務(wù)對業(yè)務(wù)進(jìn)行全方面建模工作，起到梳理業(yè)務(wù)的效果。它使業(yè)務(wù)人員和開發(fā)人員具有共同交流的語言，更好的描述業(yè)務(wù)，將業(yè)務(wù)翻譯成技術(shù)語言。建模工具提供的建模能力包括：組織架構(gòu)的建模，業(yè)務(wù)服務(wù)的建模，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的建模和業(yè)務(wù)流程的建模。為了使業(yè)務(wù)模型與技術(shù)模型的平衡過渡，建模工具會提供部分業(yè)務(wù)模型轉(zhuǎn)換為技術(shù)模型的能力。2. 集成開發(fā)工具集成開

12、發(fā)工具，主要提供基于定義和配置的方式開發(fā)SOA應(yīng)用，支持靈活，快速構(gòu)建應(yīng)用系統(tǒng)。它使開發(fā)人員能夠更好、更快的實現(xiàn)SOA應(yīng)用。按照通常的SOA應(yīng)用開發(fā)過程，集成開發(fā)工具提供的功能，主要包括：1)服務(wù)的定義2)數(shù)據(jù)的定義3)已有應(yīng)用系統(tǒng)的服務(wù)化封裝，提供常用技術(shù)的服務(wù)化封裝4)服務(wù)的組裝5)服務(wù)的流程設(shè)計6)環(huán)境定義能力7)系統(tǒng)的打包和部署功能。3. 運行管理工具運行管理工具，主要供技術(shù)人員使用，用來對SOA基礎(chǔ)產(chǎn)品、部署其上的服務(wù)、合成應(yīng)用及業(yè)務(wù)流程等SOA應(yīng)用進(jìn)行狀態(tài)查詢、配置信息查看與變更及運行狀態(tài)的調(diào)度控制等管理活動。SOA運行管理工具，提供的功能主要包括1)對基礎(chǔ)運行設(shè)施及部署的SOA應(yīng)

13、用進(jìn)行啟動、停止、定時調(diào)度、部署管理等；2)對基礎(chǔ)運行設(shè)施及部署的SOA應(yīng)用的運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控；3)提供對基礎(chǔ)運行設(shè)施及部署的SOA應(yīng)用的歷史運行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析功能，便于系統(tǒng)和流程的改進(jìn)；4)系統(tǒng)和服務(wù)的運行日志及報警信息進(jìn)行查詢和統(tǒng)計；二、 大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流快速通道在電子政府領(lǐng)域的實用價值通俗地講，大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流快速通道是實現(xiàn)電子政務(wù)各職能部門業(yè)務(wù)橫向集成的業(yè)務(wù)總線和數(shù)據(jù)總線，其技術(shù)實現(xiàn)借助于SOA架構(gòu)理念。宏觀上講大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流快速通道能夠從技術(shù)層面快速整合不同政府部門的業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)，加快實現(xiàn)網(wǎng)上審批、電子監(jiān)察、政民互動，完善行政許可集中辦理制度、行政許可決定公示制度，促進(jìn)我國政府職能由管理型向服務(wù)

14、型、職能型政府轉(zhuǎn)變。具體來說，基于SOA技術(shù)的大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流快速通道具有以下三方面的作用：（1） 行政服務(wù)互聯(lián)互通的媒介行政服務(wù)會產(chǎn)生業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)流，業(yè)務(wù)流分為公務(wù)流和服務(wù)流，行政服務(wù)辦公業(yè)務(wù)的運行流動即公務(wù)流（部門之間的公務(wù)需求）；行政審批服務(wù)業(yè)務(wù)的運行流動稱之為服務(wù)流（對企業(yè)、個人的需求）。對應(yīng)不同業(yè)務(wù)流，數(shù)據(jù)流有以下幾個部分：公務(wù)數(shù)據(jù)流：部門間的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交互流動。行政服務(wù)數(shù)據(jù)流：圍繞個人、企業(yè)的需求而產(chǎn)生的服務(wù)數(shù)據(jù)交互流動。上下數(shù)據(jù)流：行業(yè)部門業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上下交互流動。內(nèi)部數(shù)據(jù)流：部門內(nèi)部業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)內(nèi)部交互流動。在目前的情況下，數(shù)據(jù)無法橫向交互流動形成“煙囪效應(yīng)”，數(shù)據(jù)無法上下交互流動形成孤島效應(yīng)?；赟OA的大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流快速通道可以消除“煙筒效應(yīng)”和“孤島信息”，摒棄點對點的連接解決方案的重重弊端，成為了行政服務(wù)互聯(lián)互通的媒介，為業(yè)務(wù)流和數(shù)據(jù)流的順暢流轉(zhuǎn)提供了重要平臺。（2） 提高系統(tǒng)運行效能的基礎(chǔ)大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流快