高級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)-第12章_協(xié)同數(shù)據(jù)庫(kù)

1、第第12章章 協(xié)同數(shù)據(jù)庫(kù)與綜合實(shí)例協(xié)同數(shù)據(jù)庫(kù)與綜合實(shí)例 數(shù)據(jù)庫(kù)能否支持協(xié)同工作，決定著一個(gè)系統(tǒng)在信息存儲(chǔ)和信息交換等方面的效率，進(jìn)而影響整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)同特性。 12.1 數(shù)據(jù)庫(kù)中的協(xié)同工作數(shù)據(jù)庫(kù)中的協(xié)同工作12.1.1計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作 協(xié)同技術(shù)是近年發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興課題，與之相關(guān)的學(xué)科通常被稱為計(jì)算機(jī)支持協(xié)同工作(Computer Supported Cooperative Work，CSCW)或群件。 CSCW側(cè)重研究計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下共享信息、協(xié)同工作的技術(shù)和某一類(lèi)專門(mén)系統(tǒng)(如可視會(huì)議系統(tǒng)等)的研制。CSCW技術(shù)與系統(tǒng)能支持群體成員間的協(xié)同工作所需的多點(diǎn)間對(duì)稱的交互

2、方式與功能。CSCW的特點(diǎn)是支持群件的協(xié)同工作方式，即支持多點(diǎn)間的交互方式和對(duì)稱的交互方式 . CSCW的目的就是在計(jì)算機(jī)環(huán)境下提供對(duì)人們?nèi)后w工作的支持。CSCW的3個(gè)基本要素是：通信、合作和協(xié)調(diào)。 通信：CSCW基礎(chǔ)是通信。自然的組通信發(fā)生在地理上是分布的用戶之間(本地通信可以認(rèn)為是分布系統(tǒng)的特例)，因此網(wǎng)絡(luò)通信是至關(guān)重要的，并且在合作環(huán)境中處理多媒體文件傳輸和數(shù)據(jù)控制是很復(fù)雜的。而基于計(jì)算機(jī)的或者以計(jì)算機(jī)為媒體的通信，并沒(méi)有完全與其他的通信形式相結(jié)合。異步的基于文本的電子郵件和公告板與同步的電話和面對(duì)面的交談是不同的：人們不能在任意的兩個(gè)電話號(hào)碼之間傳送文件，將計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)結(jié)合起來(lái)

3、可以解決這個(gè)問(wèn)題。 合作：CSCW的形式是合作。與通信相似，合作是小組活動(dòng)的重要內(nèi)容。在群體活動(dòng)中，任意一項(xiàng)活動(dòng)都必須是多人合作完成。有效的合作要求人們必須共享信息。但是當(dāng)前的信息系統(tǒng)尤其是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在很多情況下把人們互相隔離開(kāi)。比如，當(dāng)兩個(gè)設(shè)計(jì)人員使用同一個(gè)CAD數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作時(shí)，他們不可能同時(shí)修改同一個(gè)設(shè)計(jì)物體的不同部分并且知道他的合作者所做的修改；他們必須通過(guò)互相檢查才能知道對(duì)方所做的工作。許多任務(wù)都需要良好的共享環(huán)境，可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候友好地通知群組的活動(dòng)信息以及各個(gè)用戶的活動(dòng)。 協(xié)調(diào)：CSCW的關(guān)鍵是協(xié)調(diào)。如果一個(gè)組的活動(dòng)是協(xié)調(diào)的，那么它的通信和合作將會(huì)大大得到加強(qiáng)。如果一個(gè)工作小組成

4、員之間不能很好地協(xié)調(diào)，勢(shì)必會(huì)經(jīng)常發(fā)生沖突和重復(fù)勞動(dòng)。當(dāng)幾個(gè)部分共同組成一個(gè)任務(wù)時(shí)，協(xié)調(diào)本身被看作是一個(gè)必不可少的活動(dòng)。當(dāng)前的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用提供了對(duì)共享對(duì)象的訪問(wèn)，然而大多數(shù)軟件工具只提供對(duì)單用戶的支持，對(duì)支持小組的協(xié)調(diào)這一重要功能所做的卻很少。 CSCW是跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的嶄新研究領(lǐng)域，它正應(yīng)用到越來(lái)越多的領(lǐng)域和學(xué)科。目前國(guó)內(nèi)外CSCW研究已經(jīng)涉及多媒體信息處理技術(shù)、通信技術(shù)，分布式計(jì)算技術(shù)，也涉及心理學(xué)、管理科學(xué)等多種學(xué)科。下面列出一本名為CSCW的國(guó)際性雜志所提供的覆蓋范圍:群件。社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。協(xié)同工作的理論模型。計(jì)算機(jī)為媒介的通信。人機(jī)交互。群體決策支持系統(tǒng)。協(xié)調(diào)系統(tǒng)。分布式系統(tǒng)。協(xié)同工作

5、及實(shí)際活動(dòng)的研究。組織理論及設(shè)計(jì)。技術(shù)社會(huì)學(xué)。管理科學(xué)。支持協(xié)同的人工智能和分布式人工智能方法。具有創(chuàng)新性實(shí)際策略的研究。用戶支持協(xié)同工作的所有具有創(chuàng)新性的技術(shù)手段，如電子會(huì)議室、遠(yuǎn)程會(huì)議設(shè)施、電子郵件、實(shí)時(shí)和異步技術(shù)、桌面會(huì)議系統(tǒng)、共享編輯、視頻和多媒體系統(tǒng)。有關(guān)CSCW系統(tǒng)的社會(huì)、文化、倫理道德、法律和政治等方面的研究。 1. “人人-機(jī)交互機(jī)交互”與與“人人-人交互人交互” 傳統(tǒng)的系統(tǒng)只有“人-機(jī)界面”概念，人與系統(tǒng)的界面只是“人與計(jì)算機(jī)”之間的接口；而CSCW重要特征是群體協(xié)同性，除了“人-機(jī)交互”外，必須考慮“人與人”之間的接口，即“人-人交互”問(wèn)題。那么，什么是“人-機(jī)交互”，什么

6、是“人-人交互”，為什么要引入“人-人交互”呢？人-機(jī)交互是利用汁算機(jī)完成某種工作，人-機(jī)交互只有“機(jī)器感”，僅僅支持個(gè)體工作。人-人交互雖然也是通過(guò)人-機(jī)界面實(shí)現(xiàn)的，但它支持群體合作開(kāi)展工作，共同完成某項(xiàng)任務(wù)，人-人交互界面應(yīng)使用戶有更多的“人感”，而不是“機(jī)器感”。人-人交互虛擬“人感”環(huán)境是由人-機(jī)界面和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實(shí)現(xiàn)的 (a) 人-機(jī)交互(“機(jī)器感”) (b) 人-人交互(虛擬“人感”) 2. 共享信息與協(xié)同工作空間共享信息與協(xié)同工作空間 在CSCW應(yīng)用系統(tǒng)中，信息是群體所產(chǎn)生并為群體所利用。信息具有分布式特點(diǎn)，信息共享是協(xié)同的一種主要實(shí)現(xiàn)方式。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，對(duì)于數(shù)據(jù)

7、庫(kù)共享訪問(wèn)，存取等都有許多成熟的技術(shù)(如數(shù)據(jù)加鎖和訪問(wèn)等)。 除了應(yīng)有必需的信息共享功能外，群體成員必須有支持協(xié)同工作的共享空間協(xié)同工作空間描述與設(shè)計(jì)及其與“私有工作空間”的關(guān)系問(wèn)題也是CSCW要解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。 3. 信息的信息的“時(shí)空時(shí)空”特性與協(xié)同通信特性與協(xié)同通信 群體成員間協(xié)同工作必須相互”交流”信息。這就需要在成員間傳輸信息傳統(tǒng)的管理信息系統(tǒng)中，用戶之間的信息通信主要是簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)通信。而群件中，必須同時(shí)考慮信息的“協(xié)同”問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，信息協(xié)同傳輸有4種方式：(1) 同地異步方式；(2) 同地同步方式；(3) 異地異步方式；(4) 異地同步方式。 此外，在實(shí)際系統(tǒng)中，特別是多媒

8、體信息有時(shí)間和空間的要求。協(xié)同工作的難點(diǎn)是信息的同步與實(shí)時(shí)通信、協(xié)同機(jī)制等。 4. 沖突與協(xié)同控制沖突與協(xié)同控制 協(xié)同工作是有很多人參與的項(xiàng)群體活動(dòng)，有“協(xié)同”，就必然有“沖突”，所以有必要進(jìn)行一定的管理和控制。此外，群件協(xié)同正作的活動(dòng)往往具有地域性和歷史性等特點(diǎn)，這些都需要系統(tǒng)提供相應(yīng)的管理和控制功能，如身份確認(rèn)、沖突協(xié)調(diào)、歷史文檔資料存儲(chǔ)與查詢。 CSCW和群件的基礎(chǔ)是多媒體和網(wǎng)絡(luò)，核心是“協(xié)同”技術(shù)。其關(guān)鍵技術(shù)主要有：高速多媒體通信網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議、分布式多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、同步機(jī)制和控制策略以及群件系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)等。 分類(lèi)的可依據(jù)CSCW系統(tǒng)中的活動(dòng)方式、群體成員地理分布位置、使用的基本工具和

9、工作環(huán)境，以及應(yīng)用等。分類(lèi)如下 : (1) 按照交互協(xié)作方式分類(lèi) 可有同步方式和異步方式兩種。在同步方式時(shí)，在同一時(shí)間群體各成員進(jìn)行同一任務(wù)的協(xié)作；在異步方式時(shí)，在不同時(shí)間群體各成員進(jìn)行同一任務(wù)的協(xié)作。 (2) 按群體成員的地理分布分類(lèi) 協(xié)作又分成同地協(xié)作(Co-located)和異地或遠(yuǎn)程協(xié)作(Remote)兩種，異地協(xié)作的成員位于地理上的不同位置，或在邏輯上位于不同的位置。 (3) 按群體規(guī)模分類(lèi) 分為兩人協(xié)同系統(tǒng)和多人協(xié)同系統(tǒng)，多人協(xié)同系統(tǒng)具有更大的復(fù)雜性。 (4) 按使用的基本工具和工作環(huán)境分類(lèi) 具體的CSCW系統(tǒng)有電子郵件系統(tǒng)，電子布告欄、會(huì)議系統(tǒng)、協(xié)同寫(xiě)作和討論(編著)系統(tǒng)、工作流

10、系統(tǒng)和群件等。 (5) 按CSCW應(yīng)用領(lǐng)域分類(lèi) 由于CSCW的概念應(yīng)用廣泛，不同的應(yīng)用領(lǐng)域CSCW有不同的特點(diǎn)。按應(yīng)用領(lǐng)域分類(lèi)有：協(xié)同科研系統(tǒng)、協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)、遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)、協(xié)同決策系統(tǒng)、軍事協(xié)同(參謀會(huì)議)系統(tǒng)和協(xié)同辦公系統(tǒng)等。 CSCW系統(tǒng)針對(duì)的是多個(gè)用戶的信息交流，凡是在計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下共享信息、協(xié)同完成工作的應(yīng)用領(lǐng)域都可以屬于廣義的CSCW范疇。CSCW系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)的是信息的共享性和工作協(xié)同性。CSCW應(yīng)用正在滲透到越來(lái)越多的領(lǐng)域，逐步改變一些傳統(tǒng)的領(lǐng)域。主要應(yīng)用例如： 電子郵件系統(tǒng)(E-mail Electronic mail)。 電子公告板系統(tǒng)(BBS Bulletin

11、Board System)。 遠(yuǎn)程教育。 遠(yuǎn)程醫(yī)療。 視頻會(huì)議系統(tǒng)。 共享電子白板。 虛擬協(xié)作環(huán)境。 協(xié)同設(shè)計(jì)。 協(xié)同著作系統(tǒng)。 協(xié)同編輯。12.1.2基于基于XML的數(shù)據(jù)庫(kù)協(xié)同工作的數(shù)據(jù)庫(kù)協(xié)同工作 XML是eXtensible Markup Language(可擴(kuò)展的標(biāo)記語(yǔ)言)的縮寫(xiě)，是W3C組織于1998年2月發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)。W3C組織制定XML標(biāo)準(zhǔn)的初衷是，定義一種互聯(lián)網(wǎng)上交換數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)。W3C采取了簡(jiǎn)化SGML的策略，在SGML基礎(chǔ)上，去掉語(yǔ)法定義部分，適當(dāng)簡(jiǎn)化DTD部分，并增加了部分互聯(lián)網(wǎng)的特殊成分。因此，XML也是一種置標(biāo)語(yǔ)言，基本上是SGML的一個(gè)子集。因?yàn)閄ML也有DTD，所以XM

12、L也可以作為派生其他置標(biāo)語(yǔ)言的元語(yǔ)言。由于XML是一種樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，可以把形式與內(nèi)容徹底分離，正是基于這個(gè)原因，引出了本文的研究關(guān)鍵：使用XML將不同數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，從而達(dá)到協(xié)同工作的目的。 XML的特點(diǎn)及其優(yōu)越性主要表現(xiàn)如下： 跨平臺(tái)性：由于XML使用文本來(lái)保存數(shù)據(jù)，而不是使用二進(jìn)制格式，因此對(duì)于跨平臺(tái)的交換數(shù)據(jù)十分方便。 自描述性：在于其中的每個(gè)項(xiàng)目都有自己的名字，而這個(gè)名字又與文檔所描述的現(xiàn)實(shí)世界中的問(wèn)題所涉及的某項(xiàng)具體內(nèi)容密切相關(guān)。 靈活性：XML可以隨意定義元素之間的關(guān)系，因此可以定義非常復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。靈活的文件結(jié)構(gòu)幾乎可以滿足所有的應(yīng)用需求。 方便性：文件的內(nèi)容和外觀設(shè)計(jì)是完全

13、分開(kāi)的，外觀變動(dòng)時(shí)，XML文件本身不受影響。對(duì)信息進(jìn)行搜索時(shí)，只要對(duì)XML文件進(jìn)行搜索就可以得到自己想要的有用信息。 XML基本要素包括：DTD(Document Type Declaration，文檔類(lèi)型聲明)或XML Schema、XSL和XLink。DTD和XML大綱規(guī)定了XML文件的邏輯結(jié)構(gòu)，定義了XML文件中的元素、元素的屬性以及元素和元素的屬性之間的關(guān)系；Namespace實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的XML文檔數(shù)據(jù)表示以及數(shù)據(jù)的相互集成；XSL用于規(guī)定XML文檔呈現(xiàn)樣式的語(yǔ)言，它使得數(shù)據(jù)與其表現(xiàn)形式相互獨(dú)立；而XLink將進(jìn)一步擴(kuò)展目前Web上已有的簡(jiǎn)單鏈接。 OracleSybaseMySQLSQ

14、L ServerDB2 對(duì)于不同的數(shù)據(jù)庫(kù)，只要以XML為標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)與XML之間的轉(zhuǎn)換即可，這樣就大大地降低了開(kāi)發(fā)成本，實(shí)現(xiàn)了線性成本的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模式 OracleSybaseMySQLSQL ServerDB2XML文件 在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模型中，數(shù)據(jù)庫(kù)是關(guān)系的集合。每一個(gè)關(guān)系就是由若干個(gè)帶有同樣屬性的元組組成的集合，并且通常一個(gè)關(guān)系都用一個(gè)二維的表格來(lái)表示，即數(shù)據(jù)庫(kù)是由一個(gè)個(gè)的表構(gòu)成的。每個(gè)表，通常由多條記錄組成，每一條記錄代表一個(gè)數(shù)據(jù)。記錄的集合構(gòu)成記錄集。每一條記錄由若干的字段組成，字段有著各種屬性. 對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)中的各個(gè)表之間，可能存在著依賴關(guān)系，這些依賴關(guān)系靠外鍵進(jìn)行定義。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)一般由

15、3層模型組成，每個(gè)字段的值是原子的，不包含一系列值 DB Table1 Table2 Tablen Field1 Field2 Fieldn1 Field1 Field2 Fieldnn Field1 Fieldn2 信息交換是CSCW提供不同數(shù)據(jù)庫(kù)之間進(jìn)行密切合作的一種有效手段。在不同的應(yīng)用背景下，這種應(yīng)用模式以不同的形式出現(xiàn)，隨著信息的進(jìn)一步社會(huì)化，CSCW為異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)換提供了一種重要的技術(shù)和手段，更重要的是提供了一種理念：Web環(huán)境下不同數(shù)據(jù)源之間最大程度共享數(shù)據(jù)，從而達(dá)到降低成本、提高檢索效率等。在這類(lèi)應(yīng)用中，XML解決了數(shù)據(jù)的統(tǒng)一接口問(wèn)題，達(dá)到了協(xié)同工作的目的。但是，與其他的數(shù)據(jù)傳

16、遞標(biāo)準(zhǔn)不同的是，XML并沒(méi)有定義數(shù)據(jù)文件中數(shù)據(jù)出現(xiàn)的具體規(guī)范，而是在數(shù)據(jù)中附加TAG來(lái)表達(dá)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和含義。這使XML成為一種程序能自動(dòng)理解的規(guī)范。至于信息重用，可以用XML格式存放數(shù)據(jù)，就可能以單一的知識(shí)庫(kù)通過(guò)模板提供不同形式的輸出，以更低的價(jià)格提供最為及時(shí)的更新數(shù)據(jù)。12.1.3 時(shí)態(tài)時(shí)態(tài)XML擴(kuò)展擴(kuò)展 在信息時(shí)代,如何以最便捷、最可靠、最有效的方式獲取所需的信息是一個(gè)很大的困擾。人們期待著能夠找到一種可以描述任何邏輯關(guān)系的數(shù)據(jù)格式來(lái)統(tǒng)一電子數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，從而不再因?yàn)閿?shù)據(jù)格式的不統(tǒng)一而苦惱和困惑。目前，能夠擔(dān)當(dāng)此任的就是XML（Extensible Markup Language，可擴(kuò)展

17、符號(hào)化語(yǔ)言） 1. 時(shí)態(tài)時(shí)態(tài)XML的引入的引入 XML是由W3C（World Wide Web Consortium）的團(tuán)體提出并構(gòu)想出來(lái)的。XML（Extensible Markup Language 可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言）與HTML（超文本標(biāo)記語(yǔ)言）類(lèi)似，也是一種基于標(biāo)記的標(biāo)記語(yǔ)言，但卻有著HTML所無(wú)法比擬的卓越的性能表現(xiàn)：1)開(kāi)放性 XML技術(shù)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，允許數(shù)據(jù)在任何平臺(tái)上用讀取和處理，通過(guò)開(kāi)放性數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信，不必使用專用通信協(xié)議。2)簡(jiǎn)單性 XML文檔是非常簡(jiǎn)單的純文本格式。3)高效可擴(kuò)展 用戶可創(chuàng)建和使用自定義的標(biāo)簽，通過(guò)DTD（Document Type Definition文

18、檔定義類(lèi)型）或者Schema來(lái)定義數(shù)據(jù)類(lèi)型，從而檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的合法性和共享數(shù)據(jù)。4)操作性XML 可以在多種平臺(tái)上使用. 并且文檔的結(jié)構(gòu)是相容的,所以分析文檔的解析器可以很容易地建立。5)自描述性 數(shù)據(jù)內(nèi)容和表示分離，自定義標(biāo)簽使得數(shù)據(jù)本身就具有意義，XML的數(shù)據(jù)組織方式也是的信息容易閱讀和理解。6)國(guó)際化 新的編碼標(biāo)準(zhǔn)支持世界上所有以主要語(yǔ)言編寫(xiě)的混合文本，從而使得XML文檔能在不同計(jì)算機(jī)系統(tǒng)乃至跨國(guó)界和不同文化疆域內(nèi)交換信息。 2. 一種時(shí)態(tài)一種時(shí)態(tài)XML的模型的模型 這里采用XPath數(shù)據(jù)模型作為時(shí)態(tài)模型的基礎(chǔ)。XPath是由W3C組織定義的XML文檔的地址查詢語(yǔ)言，它把XML文檔描述成樹(shù)狀

19、結(jié)構(gòu)。 首先了解一些關(guān)于時(shí)態(tài)的基本概念。我們利用線性時(shí)間模型來(lái)描述時(shí)間元。在這種方式中，從過(guò)去時(shí)間到將來(lái)時(shí)間構(gòu)成一個(gè)全序關(guān)系。時(shí)間線（time line）由一個(gè)相對(duì)起始時(shí)間和一個(gè)當(dāng)前時(shí)間限定，當(dāng)前時(shí)間用“now”表示，它隨著時(shí)間的變化而持續(xù)變化。 時(shí)刻（time instant）在時(shí)間線（time line）上是一個(gè)最基本的時(shí)間量子（chronon）。時(shí)間區(qū)間（time interval）ts, te是指在時(shí)刻ts到te間的一段時(shí)間，其中tste。 有效時(shí)間是指一個(gè)對(duì)象在現(xiàn)實(shí)世界中發(fā)生并保持的那段時(shí)間，即在現(xiàn)實(shí)世界中為真的那段時(shí)間。一個(gè)對(duì)象可能跟多個(gè)時(shí)刻和多個(gè)時(shí)間區(qū)間有聯(lián)系。 時(shí)態(tài)XPath是

20、用于表示XML文檔的變化的，基于XPath數(shù)據(jù)模型的。一個(gè)時(shí)態(tài)XPath文檔包含4種結(jié)點(diǎn)：根結(jié)點(diǎn)（root）、元素（element）、文本結(jié)點(diǎn)（text node）、屬性結(jié)點(diǎn)（attribute node）。 定義定義12-1（結(jié)點(diǎn)）：（結(jié)點(diǎn)）：設(shè)D是一個(gè)XML文檔，V(D)是它結(jié)點(diǎn)的集合。則四種結(jié)，根結(jié)點(diǎn)、元素、文本結(jié)點(diǎn)和屬性結(jié)點(diǎn)，分別被表示為r、Ve(D)、Vt(D)和Va(D)。V(D)=r Ve(D) Vt(D) Va(D)。 定義定義12-2（邊）：（邊）：設(shè)D是一個(gè)XML文檔，E(D)是帶標(biāo)簽的邊(p, c), t)的集合，其中p=r，cVe(D)；或pVe(D)，cVe(D)；或

21、pVe(D)，cVt(D)；或pVe(D)，cVa(D)；或pVa(D)，cVt(D)。t時(shí)表示c的有效時(shí)間的標(biāo)簽。也就是說(shuō)，c在時(shí)間區(qū)間t中存在。 定義定義12-3（一致的時(shí)態(tài)（一致的時(shí)態(tài)XPath文檔）：文檔）：一個(gè)時(shí)態(tài)XPath文檔D只有在滿足下列條件時(shí)才是一致的： 1) 設(shè)r是D的根，ci(1=i=n)是r的孩子。ti是邊(r, ci), ti)的有效時(shí)間，則 titj= (ij,1i,jn) 2) 設(shè)vV(D)-r是一個(gè)結(jié)點(diǎn)，ti(1im)和ui(1in)分別是v的入邊和出邊的有效時(shí)間標(biāo)簽。則： 1jmuj 1inti 3) 設(shè)vV(D)-r是一個(gè)元素（或?qū)傩裕┙Y(jié)點(diǎn)，ci為v的一個(gè)孩

22、子，ti為邊(v, ci), ti)的有效時(shí)間標(biāo)簽。則對(duì)于每對(duì)相鄰的e-t(或a-t)邊有： titi+1= 第一個(gè)條件是指，文檔的根元素在同一時(shí)刻只能包含一個(gè)元素。第二個(gè)條件是指，每個(gè)元素、屬性和文本結(jié)點(diǎn)的存在都依賴于它們的父結(jié)點(diǎn)，如果從根結(jié)點(diǎn)到它們沒(méi)有有效路徑則它們不能存在。第三個(gè)條件是指，元素/屬性結(jié)點(diǎn)不能同時(shí)擁有兩個(gè)文本結(jié)點(diǎn) 12.2 工作流技術(shù)工作流技術(shù)12.2.1 工作流技術(shù)的起源與發(fā)展工作流技術(shù)的起源與發(fā)展80 年代中期, FileNet和ViewStar等公司率先開(kāi)拓了工作流產(chǎn)品市場(chǎng)，成為最早的一批工作流產(chǎn)品供應(yīng)商。進(jìn)入90 年代，集中式信息處理的時(shí)代已經(jīng)過(guò)去，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的異構(gòu)

23、分布式執(zhí)行環(huán)境，使得相互關(guān)聯(lián)的任務(wù)能夠高效運(yùn)轉(zhuǎn)并接受密切監(jiān)控已成為一種趨勢(shì)。工作流管理系統(tǒng)也由最初的創(chuàng)建無(wú)紙辦公環(huán)境轉(zhuǎn)而成為同化企業(yè)復(fù)雜信息環(huán)境、實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程自動(dòng)執(zhí)行的必要工具。這樣的一個(gè)轉(zhuǎn)變,把工作流技術(shù)帶入了一個(gè)嶄新的發(fā)展階段，使得人們從更深的層次、更廣的領(lǐng)域上對(duì)工作流展開(kāi)了研究。隨著工作流技術(shù)的蓬勃發(fā)展，工作流技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化組織工作流管理聯(lián)盟(Workflow Management Coalition，簡(jiǎn)稱WfMC)應(yīng)運(yùn)而生。它的成立標(biāo)志著工作流技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入相對(duì)成熟的階段，WfMC在工作流管理系統(tǒng)的相關(guān)術(shù)語(yǔ)、體系結(jié)構(gòu)及應(yīng)用編程接口等方面制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)。在全球范圍內(nèi)，對(duì)工作流技術(shù)的研究進(jìn)入

24、了空前繁榮的階段。12.2.2 工作流的定義工作流的定義 工作流是工作任務(wù)在多個(gè)人或單位之間的流轉(zhuǎn)。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，這種流轉(zhuǎn)實(shí)際上將表現(xiàn)為信息或數(shù)據(jù)在多個(gè)人之間的傳送。到目前為止，對(duì)于工作流仍沒(méi)有完全統(tǒng)一的定義。下面列舉一些有代表性定義： IBM Almaden Research Center 的定義：工作流是經(jīng)營(yíng)過(guò)程中的一種計(jì)算機(jī)化的表示模型，定義了完成整個(gè)過(guò)程所需用的各種參數(shù)。這些參數(shù)包括對(duì)過(guò)程中每一個(gè)單獨(dú)步驟的定義、步驟間的執(zhí)行順序、條件以及數(shù)據(jù)流的建立、每一步驟由誰(shuí)負(fù)責(zé)以及每個(gè)活動(dòng)所需要的應(yīng)用程序。 Amit Sheth的定義：工作流是涉及到多任務(wù)協(xié)調(diào)執(zhí)行的活動(dòng)，這些任務(wù)分別由不同

25、的處理實(shí)體來(lái)完成。一項(xiàng)任務(wù)定義了需要做的某些工作，它可用各種形式來(lái)進(jìn)行定義，包括在文件或電子郵件中的文本描述、一張表格、一條消息以及一個(gè)計(jì)算機(jī)程序。用來(lái)執(zhí)行任務(wù)的處理實(shí)體可以是人，也可以是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 WfMC的定義：工作流指的是“業(yè)務(wù)過(guò)程的部分或全部在計(jì)算機(jī)應(yīng)用環(huán)境下的自動(dòng)化”。在此過(guò)程當(dāng)中文檔、信息或任務(wù)按照一定的過(guò)程規(guī)則流轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)組織成員之間的協(xié)調(diào)工作以期達(dá)到業(yè)務(wù)的整體目標(biāo)。從理論上概括來(lái)說(shuō)，工作流包括定義、監(jiān)測(cè)、控制和優(yōu)化，以及相關(guān)的邏輯支持的復(fù)雜過(guò)程，是一個(gè)三維的概念，即過(guò)程、事件和資源的有機(jī)結(jié)合。 “自動(dòng)”(automate)是工作流的一個(gè)特征，但這主要是指它自動(dòng)進(jìn)行的特征，而不是

26、說(shuō)沒(méi)有人的參與。工作流實(shí)際上是一個(gè)人-電腦協(xié)調(diào)的混合過(guò)程，在一個(gè)實(shí)際的工作流中，通?？傆行┎襟E是人完成的。協(xié)調(diào)是工作流管理的一個(gè)目標(biāo)或者特征，這包括了人與人、人與電腦、電腦(軟件)之間等多種層面的含義。 監(jiān)察(Monitoring)與控制(Controling)是工作流系統(tǒng)的重要功能與特征。這不僅包括對(duì)正在發(fā)生的業(yè)務(wù)過(guò)程(工作流)，還包括它的定義或改變(比如BPR的過(guò)程)。這是工作流系統(tǒng)帶給我們的明顯好處之一。12.2.3 工作流的相關(guān)概念工作流的相關(guān)概念 業(yè)務(wù)過(guò)程(Business Process)：就是實(shí)際工作中的活動(dòng)集合，這些活動(dòng)均關(guān)聯(lián)于特定的托付事項(xiàng)(Commitment)，為過(guò)程的產(chǎn)

27、出增值。相對(duì)于“工作流”，業(yè)務(wù)過(guò)程是一個(gè)更一般化的統(tǒng)稱，而工作流這個(gè)詞，則已經(jīng)不能僅從字面含義或原理上去理解，它已經(jīng)被賦予了更深一層的特定含義專指基于信息技術(shù)規(guī)劃、運(yùn)作和管理的業(yè)務(wù)過(guò)程。 工作流模型(也稱作是過(guò)程定義)：即工作流的建模，用計(jì)算機(jī)可識(shí)別的方式描述業(yè)務(wù)過(guò)程，過(guò)程運(yùn)行中會(huì)涉及到的各種參數(shù)將被描述在模型當(dāng)中，由計(jì)算機(jī)運(yùn)行和控制，如業(yè)務(wù)過(guò)程的開(kāi)始和終止條件、各個(gè)工作環(huán)節(jié)及相互之間的控制流動(dòng)與數(shù)據(jù)流動(dòng)關(guān)系等。通常采用的工作流建模方法有：有向圖、條件化有向圖、PetriNets、對(duì)象模型和基于約束條件的形式語(yǔ)言文法表示等。 活動(dòng)：指的是工作流中的一個(gè)邏輯步驟或稱環(huán)節(jié)，它包含的信息包括：開(kāi)始和

28、結(jié)束條件；參加此項(xiàng)活動(dòng)的用戶，活動(dòng)中需要處理的數(shù)據(jù)，以及其他的一些約束控制信息，例如時(shí)間約束。 過(guò)程實(shí)例：指的是某個(gè)工作流的一次執(zhí)行。工作流的執(zhí)行是在工作流模型中帶入實(shí)際的數(shù)據(jù)并有計(jì)算機(jī)控制的執(zhí)行過(guò)程。過(guò)程實(shí)例的運(yùn)行將有WfMS管理，按照過(guò)程定義完成整個(gè)業(yè)務(wù)過(guò)程。 工作項(xiàng)(Work Item)：是過(guò)程實(shí)例和要被執(zhí)行的任務(wù)的結(jié)合。與活動(dòng)相似，工作項(xiàng)也被鏈接到某個(gè)特定的案例。工作項(xiàng)在其開(kāi)始執(zhí)行時(shí)消失，也就是說(shuō)在任務(wù)開(kāi)始執(zhí)行的時(shí)刻，工作項(xiàng)就變成活動(dòng)了。 選擇路由：許多過(guò)程需要具有處理多種案例的能力，即并不是所有案例都會(huì)以相同方式在一個(gè)特定的過(guò)程中前進(jìn)。換句話說(shuō)，一個(gè)過(guò)程可能存在多個(gè)路由。 順序路由：

29、當(dāng)多個(gè)任務(wù)一個(gè)接一個(gè)地被執(zhí)行時(shí)，我們稱之為順序任務(wù)執(zhí)行。當(dāng)兩個(gè)連續(xù)的任務(wù)通過(guò)一個(gè)條件相鏈接時(shí)，它們必須被順序執(zhí)行。 多人：若是單人就可以完成的工作，則不能歸類(lèi)為流程工作。凡是一件工作必須經(jīng)由兩個(gè)或更多人來(lái)協(xié)力完成的工作才能稱為流程工作。 共同目的：多人參與的流程性工作，必須是以完成共同目的為前提。如果一群人是分別針對(duì)不同的專案來(lái)執(zhí)行各別的工作，并不算構(gòu)成一個(gè)工作流程。 工作流管理(Workflow Management，WfM)：是人與電腦共同工作的自動(dòng)化協(xié)調(diào)、控制和通信，在電腦化的業(yè)務(wù)過(guò)程上，通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行軟件，使所有命令的執(zhí)行都處于受控狀態(tài)。在工作流管理下，工作量可以被監(jiān)督，分派工作到不

30、同的用戶達(dá)成平衡。12.2.4 工作流管理系統(tǒng)工作流管理系統(tǒng)(WfMS) 工作流管理系統(tǒng)（Workflow Management System，簡(jiǎn)稱WfMS）通過(guò)管理工作活動(dòng)序列，調(diào)用與各種活動(dòng)步驟相關(guān)的人員、IT資源，對(duì)業(yè)務(wù)過(guò)程提供自動(dòng)化處理。 根據(jù)WfMC的定義，工作流管理系統(tǒng)是這樣的一個(gè)系統(tǒng)，詳細(xì)定義、管理并執(zhí)行工作流，系統(tǒng)通過(guò)運(yùn)行一些軟件來(lái)執(zhí)行工作流。這些軟件的執(zhí)行順序由工作流邏輯的計(jì)算機(jī)表示形式（計(jì)算機(jī)化的業(yè)務(wù)規(guī)則過(guò)程定義）驅(qū)動(dòng)。WfMS就是運(yùn)行在一個(gè)或多個(gè)稱為工作流機(jī)的軟件上的用于定義、實(shí)現(xiàn)和管理工作流運(yùn)行的一套軟件系統(tǒng)，它和工作流執(zhí)行者（人、應(yīng)用）交互，推進(jìn)工作流實(shí)例的執(zhí)行，并監(jiān)

31、控工作流的運(yùn)行狀態(tài)。 一般而言，所有的WfMS都將包含如下3大功能模塊：建立時(shí)功能、運(yùn)行時(shí)控制功能以及與用戶和應(yīng)用程序的交互功能。 1.建立時(shí)期功能建立時(shí)期功能 主要目標(biāo)是通過(guò)某種分析、建模及系統(tǒng)定義手段將現(xiàn)實(shí)世界的業(yè)務(wù)過(guò)程轉(zhuǎn)化成某種能夠被計(jì)算機(jī)處理的形式化表示。這種形式化表示，我們就稱之為過(guò)程定義(也可稱為過(guò)程模型、過(guò)程模板等)。過(guò)程定義中一般都包含有對(duì)業(yè)務(wù)過(guò)程中的各個(gè)活動(dòng)步驟的描述、同這些活動(dòng)相關(guān)的各種計(jì)算機(jī)或人工操作、以及在各活動(dòng)之間進(jìn)行切換的各種控制規(guī)則。過(guò)程定義所定義的實(shí)際上就是控制工作流過(guò)程執(zhí)行的各種參數(shù)。 2. 運(yùn)行時(shí)實(shí)例控制功能運(yùn)行時(shí)實(shí)例控制功能 主要進(jìn)行在某個(gè)計(jì)算環(huán)境中工作流

32、過(guò)程的管理及各活動(dòng)步驟之間的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。運(yùn)行時(shí)控制系統(tǒng)將解釋過(guò)程定義，完成過(guò)程的可操作實(shí)例的創(chuàng)建及控制，調(diào)度過(guò)程中各活動(dòng)步驟，為所涉及到的用戶生成待其處理的任務(wù)，并在合適的時(shí)機(jī)調(diào)用有關(guān)的應(yīng)用程序資源，等等。這些服務(wù)一般就稱之為“工作流執(zhí)行服務(wù)”。有些系統(tǒng)可能是通過(guò)一個(gè)工作流引擎提供這些服務(wù)，而在另外一些系統(tǒng)則可能會(huì)用到多個(gè)協(xié)作的工作流引擎。工作流引擎是工作流運(yùn)行時(shí)控制系統(tǒng)的核心部分，各種過(guò)程實(shí)例的執(zhí)行都是由它負(fù)責(zé)完成的。 3. 運(yùn)行時(shí)同用戶及應(yīng)用的交互功能運(yùn)行時(shí)同用戶及應(yīng)用的交互功能 主要完成對(duì)工作流實(shí)例執(zhí)行過(guò)程中各種活動(dòng)的處理。在過(guò)程實(shí)例的執(zhí)行過(guò)程中，經(jīng)常需要用戶通過(guò)某種應(yīng)用程序來(lái)完成過(guò)程定義

33、所要求完成的處理或操作，另外工作流執(zhí)行服務(wù)也可能需要自動(dòng)地調(diào)用有關(guān)的應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，在不同的WfMS中，工作流執(zhí)行服務(wù)所能訪問(wèn)的應(yīng)用或資源可能是不一樣的，如有些WfMS可能不提供此種能力，有些可能只能訪問(wèn)本地的應(yīng)用或資源，有些則可能通過(guò)某種遠(yuǎn)程調(diào)用機(jī)制(如RPC或?qū)ο蟠淼?去訪問(wèn)其他機(jī)器上的資源。所有這些構(gòu)成了運(yùn)行時(shí)交互功能的主要內(nèi)容。 12.2.5 工作流管理系統(tǒng)的分類(lèi)工作流管理系統(tǒng)的分類(lèi) 1. 結(jié)構(gòu)化與即席模型結(jié)構(gòu)化與即席模型 結(jié)構(gòu)化工作流是指工作流程固定、嚴(yán)格按照定義進(jìn)行的工作流程。其難點(diǎn)主要是工作流的分析和定義階段，在這個(gè)階段必須對(duì)業(yè)務(wù)過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)的分析，從而得到完整的過(guò)程定義并

34、在以后的應(yīng)用過(guò)程中反復(fù)使用。主要應(yīng)用在如公文處理、審批等應(yīng)用中。即席工作流則是指分析和設(shè)計(jì)階段無(wú)法確定，必須根據(jù)實(shí)際運(yùn)行的狀態(tài)確定工作流的流程，這種工作流要求系統(tǒng)提供更高的靈活性，可在執(zhí)行時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整工作流。 2. 面向文檔與面向過(guò)程面向文檔與面向過(guò)程 面向文檔的工作流的核心是對(duì)文檔進(jìn)行管理，將文檔在有關(guān)的人員之間進(jìn)行分發(fā)，以便能夠得到不同人的處理與審閱。公文流轉(zhuǎn)系統(tǒng)就屬此類(lèi)。面向過(guò)程的工作流則是對(duì)一系列的工作項(xiàng)進(jìn)行管理，這一系列的工作項(xiàng)的執(zhí)行構(gòu)成了工作流的執(zhí)行。 3. 基于郵件和基于數(shù)據(jù)庫(kù)基于郵件和基于數(shù)據(jù)庫(kù) 基于郵件的工作流采用郵件系統(tǒng)來(lái)分發(fā)任務(wù)和數(shù)據(jù)；基于數(shù)據(jù)庫(kù)的工作流是將數(shù)據(jù)和任務(wù)保存在

35、數(shù)據(jù)庫(kù)中，不同的用戶在不同的階段訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)中相應(yīng)的數(shù)據(jù)。前者是松散耦合的運(yùn)行模式，后者是相對(duì)緊密的運(yùn)行模式，側(cè)重?cái)?shù)據(jù)的集中管理。 4. 任務(wù)推動(dòng)與目標(biāo)拉動(dòng)任務(wù)推動(dòng)與目標(biāo)拉動(dòng) 任務(wù)推動(dòng)的工作流是目前通用的執(zhí)行方式，它采用正向執(zhí)行模式，各個(gè)工作環(huán)節(jié)之間有很強(qiáng)的順序關(guān)系，當(dāng)某個(gè)活動(dòng)實(shí)例被處理完之后，后續(xù)的有關(guān)活動(dòng)將被創(chuàng)建并被激活，由此直至整個(gè)工作流程的完成。目標(biāo)拉動(dòng)是一種全新的執(zhí)行方式，是基于任務(wù)分解執(zhí)行的，一個(gè)大任務(wù)的完成必須被分解成多個(gè)小的任務(wù)，小的任務(wù)再分解成更小的任務(wù)，只有當(dāng)這些分解的任務(wù)都完成時(shí)，總的大任務(wù)才能完成。12.2.6 WfMC工作流參考模型工作流參考模型 驅(qū)使實(shí)現(xiàn)工作流重要功能

36、接口的標(biāo)準(zhǔn)化主要有以下兩個(gè)原因： 1. 繼續(xù)支持過(guò)程重組和操作的靈活性繼續(xù)支持過(guò)程重組和操作的靈活性 業(yè)務(wù)過(guò)程重組與相應(yīng)的工作流實(shí)現(xiàn)是有戰(zhàn)略意義的，從而要求工作流產(chǎn)品要有足夠的靈活性來(lái)處理不停變化的業(yè)務(wù)過(guò)程，這是采用工作流技術(shù)的主要?jiǎng)訖C(jī)。有時(shí)，用不同工作流產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的幾個(gè)單獨(dú)的業(yè)務(wù)過(guò)程，后來(lái)業(yè)務(wù)過(guò)程重組為一個(gè)單一的復(fù)合過(guò)程。這種需求可能由于組織的合并、立法的變化、業(yè)務(wù)對(duì)象的改變等引起。在這種情況下，非常希望在不同的組織或者部門(mén)間使用不同的產(chǎn)品，而那些不能用于協(xié)調(diào)工作的產(chǎn)品，在過(guò)程變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生十分嚴(yán)重的潛在問(wèn)題。 2. 滿足產(chǎn)品專業(yè)性與市場(chǎng)變化的需要滿足產(chǎn)品專業(yè)性與市場(chǎng)變化的需要 市場(chǎng)中很多的工作

37、流產(chǎn)品都針對(duì)不同方面的應(yīng)用和不同的數(shù)據(jù)/應(yīng)用程序集成。協(xié)同標(biāo)準(zhǔn)的制定，將使得我們可以選擇每一應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)品中最好的來(lái)滿足要求,此外，許多工作流程序需要與其他已有的或者將要出現(xiàn)的系統(tǒng)集成，標(biāo)準(zhǔn)化的接口可以支持這種集成并減少產(chǎn)品的復(fù)雜度。 工作流參考模型(Workflow Reference Model)詳細(xì)描述了工作流系統(tǒng)的有關(guān)概念，并在此基礎(chǔ)上，給出WfMS的主要組成部分、各部分的功能及相互之間的接口 過(guò)程定義工具 工作流 API 及交換格式 工作流執(zhí)行服務(wù) 工作流 引擎 接口 1 管理及監(jiān)控工具 客戶應(yīng)用程序 被調(diào)應(yīng)用程序 其他工作流執(zhí)行服務(wù) 接口 5 工作流 引擎 接口 2 接口 3 接口

38、 4 1. 過(guò)程定義工具過(guò)程定義工具(Process Definition Tools) 有各種各樣的過(guò)程定義工具可以使用，有的采用PetriNets建模，有的采用形式語(yǔ)言建模等，這些工具可以由不同的廠商開(kāi)發(fā)，目的是為用戶對(duì)定義工作流提供幫助。用戶可以使用這些工具對(duì)實(shí)際業(yè)務(wù)過(guò)程進(jìn)行分析、建模，并最終生成工作流定義的計(jì)算機(jī)描述(過(guò)程定義)。由于這些工具的多樣性，為保證各種工具能夠正確地與工作流系統(tǒng)整合，在過(guò)程定義工具與工作流執(zhí)行服務(wù)之間定義接口“接口1”，任何過(guò)程定義工具只要遵循接口定義就可以正確地執(zhí)行。此接口為工作流過(guò)程定義信息的交換提供了標(biāo)準(zhǔn)的互換格式及APl調(diào)用。2. 工作流執(zhí)行服務(wù)工作流

39、執(zhí)行服務(wù)(Work Enactment Service)工作流執(zhí)行服務(wù)是工作流運(yùn)行的核心環(huán)境，其中可以使用一個(gè)或多個(gè)工作流引擎(根據(jù)系統(tǒng)的需要，可以使用多個(gè)工作流引擎執(zhí)行工作流，在大型的WfMS中，工作流的運(yùn)行時(shí)控制可能需要多個(gè)工作流引擎共同完成)，激活并解釋過(guò)程定義的全部或部分，并同外部的應(yīng)用程序進(jìn)行交互，完成工作流過(guò)程實(shí)例的創(chuàng)建、執(zhí)行與管理，如過(guò)程定義的解釋、過(guò)程實(shí)例的控制(創(chuàng)建、激活、暫停和終止等)，在過(guò)程各活動(dòng)之間的游歷(控制條件的計(jì)算與數(shù)據(jù)的傳遞等)，并生成有關(guān)的工作項(xiàng)通知用戶進(jìn)行處理等，為工作流程的進(jìn)行提供一個(gè)運(yùn)行時(shí)環(huán)境。此外，不同的工作流執(zhí)行服務(wù)可以通過(guò)“接口4”與其他的工作流執(zhí)

40、行服務(wù)協(xié)同工作，共同完成一個(gè)復(fù)雜的工作流執(zhí)行。這些相互通信的工作流服務(wù)可以是相同類(lèi)型的，也可以是不同類(lèi)型的，要保證工作流執(zhí)行服務(wù)之間的正確執(zhí)行，必須遵循統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)，這些是接口4定義的內(nèi)容。 3. 客戶應(yīng)用程序客戶應(yīng)用程序(WorkFlow Client Application) 用戶在工作流的執(zhí)行過(guò)程中，可以通過(guò)客戶應(yīng)用程序?qū)⑷税ǖ焦ぷ髁鞯膱?zhí)行過(guò)程中，當(dāng)某一工作項(xiàng)需要用戶處理時(shí)，工作流執(zhí)行服務(wù)通過(guò)客戶應(yīng)用程序通知用戶，給用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，當(dāng)用戶處理完后，由客戶應(yīng)用程序?qū)⑻幚斫Y(jié)果返回到工作流執(zhí)行服務(wù)中，工作流得以繼續(xù)執(zhí)行。WfMS將為每個(gè)用戶維護(hù)一個(gè)工作項(xiàng)列表，它表示當(dāng)前需要該用戶處理的所有任

41、務(wù)。 4. 被調(diào)應(yīng)用程序被調(diào)應(yīng)用程序(Invoked Application) 在工作流執(zhí)行過(guò)程中，有的工作項(xiàng)需要人工完成，有的可以由系統(tǒng)自動(dòng)完成，而系統(tǒng)對(duì)工作項(xiàng)的自動(dòng)處理內(nèi)容，必須預(yù)先定義好。被調(diào)用程序就是一些預(yù)先定義好的處理，用以對(duì)應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)處理，這些可以是系統(tǒng)預(yù)先定義的，也可以由用戶根據(jù)需要自己定義?！敖涌?”的目標(biāo)就是提供一些標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)，供工作流執(zhí)行服務(wù)經(jīng)過(guò)此接口調(diào)用被調(diào)用程序。 5. 管理及監(jiān)控工具管理及監(jiān)控工具(Administration & Monitoring Tools) 管理及監(jiān)控工具目的是對(duì)運(yùn)行的工作流實(shí)例的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控與管理，這些管理內(nèi)容有：用戶管理、角色管理、

42、審計(jì)管理和資源控制(包括過(guò)程管理及過(guò)程狀態(tài)控制等)等。遵循“接口5”接口規(guī)范的管理工具都可以對(duì)工作流執(zhí)行服務(wù)中的實(shí)例進(jìn)行管理，不同廠商開(kāi)發(fā)的管理工具有不同的特點(diǎn)，用戶可以根據(jù)自己的喜好進(jìn)行相應(yīng)的選擇，定制自己的工作流管理工具集。12.2.7 現(xiàn)代的工作流產(chǎn)品介紹現(xiàn)代的工作流產(chǎn)品介紹 1. Software-ley GmbH公司的公司的COSA產(chǎn)品產(chǎn)品 其主要特點(diǎn)有： 它是一個(gè)基于Petri網(wǎng)的工作流管理系統(tǒng)。 COSA的結(jié)構(gòu)可以很容易地映射到工作流管理聯(lián)盟的參考模型。 COSA支持多種技術(shù)平臺(tái)。服務(wù)器端有UNIX、Windows NT/2000和OS/2。客戶端有Windows3.1、Wind

43、ows 95/98/2000和UNIX。同時(shí)還支持下列的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：Oracle、Informix、Sybase、Ingres和DB2。 2Action Technologies公司的公司的ActionWorkflow產(chǎn)品產(chǎn)品 它著重支持以員工和/或團(tuán)隊(duì)間的通信為主的過(guò)程。主要特點(diǎn)如下： ActionWorkflow采用業(yè)務(wù)過(guò)程圖，他由很多工作流組合而成。工作流可以彼此鏈接，以表示事務(wù)間的聯(lián)系。 ActionWorkflow的結(jié)構(gòu)可以映射到工作流管理聯(lián)盟的參考模型。 ActionWorkflow只能支持有限種類(lèi)的平臺(tái)。ActionWorkflow 3.0服務(wù)器端只可用于Windows NT/2

44、000。數(shù)據(jù)管理只能使用Microsoft SQL Server。 3. Microsoft的的Exchange產(chǎn)品產(chǎn)品 基于微軟Exchange軟件平臺(tái)開(kāi)發(fā)的工作流產(chǎn)品的特點(diǎn)主要有： 實(shí)現(xiàn)郵件、傳真、聲音和數(shù)據(jù)交互通信，實(shí)現(xiàn)用戶與知識(shí)的聯(lián)合。Exchange與Windows操作系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫集成，獲得增強(qiáng)的可靠性、伸縮性、企業(yè)消息和協(xié)作平臺(tái)性能。 通過(guò)應(yīng)用無(wú)線通信、統(tǒng)一消息、手持設(shè)備及遠(yuǎn)程會(huì)議等新興技術(shù)的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都能提供信息訪問(wèn)的通信基礎(chǔ)架構(gòu)。 針對(duì)消息和協(xié)作而改進(jìn)的平臺(tái)，Exchange提供了一套具有較低總體擁有成本的消息和協(xié)作基礎(chǔ)架構(gòu)。并提供了增強(qiáng)的可靠性、伸縮

45、性以及從對(duì)消息、協(xié)作與網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行統(tǒng)一管理中派生出來(lái)的性能。4. IBM的的Lotus產(chǎn)品產(chǎn)品基于Lotus WorkFlow 軟件或Domino軟件平臺(tái)開(kāi)發(fā)的工作流產(chǎn)品的特點(diǎn)主要有：使用Domino平臺(tái)作為應(yīng)用的支持，同時(shí)具有多平臺(tái)支持，不僅支持Windows，也同樣支持Unix操作系統(tǒng)。利用Lotus開(kāi)發(fā)工具包，應(yīng)用開(kāi)發(fā)員可以建立功能更加強(qiáng)大的工作流解決方案，可以利用其他目錄，包括Domino目錄和LDAP目錄等。 具有先進(jìn)的工作流性能，包括可以使用戶自動(dòng)替代關(guān)鍵流程參與者的代理管理；先進(jìn)的進(jìn)度控制，包括到期提示和缺席提示；對(duì)并行處理流程的支持，使流程可同時(shí)執(zhí)行，并可重新合并可視化的工作流

46、開(kāi)發(fā)工具。可以通過(guò)直觀的圖形界面定制業(yè)務(wù)流程、參與者及他們的角色、相關(guān)數(shù)據(jù)等，所有這些都不需要額外工作?；谝?guī)則和角色定義流程。內(nèi)容與流程處理邏輯是分離的，所以當(dāng)用戶需要開(kāi)發(fā)新的流程時(shí)，只需要重用或簡(jiǎn)單地修改現(xiàn)有的流程定義模塊即可。12.3 一個(gè)綜合實(shí)例一個(gè)綜合實(shí)例 工資智能決策支持系統(tǒng)（SIDSS）也稱為工資時(shí)態(tài)知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，是我們開(kāi)發(fā)的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)。其目標(biāo)是將各單位的人事部門(mén)從繁瑣的工資調(diào)整工作中解放出來(lái)，不再陷于成堆的工資政策中；同時(shí)也可以避免許多人為造成的錯(cuò)誤，使工資管理規(guī)范化。 12.3.1 SIDSS系統(tǒng)框架 根據(jù)工資系統(tǒng)的特點(diǎn)，SIDSS主要包括人員自然信息處理、工資政策管

47、理、事件生成器、工資變更管理等模塊。 職員時(shí)態(tài) 信息管理 職員 時(shí)態(tài)信息庫(kù) 時(shí)態(tài)事件生成器 （推理機(jī)）制） 工資變更 事件表 工資政策時(shí)態(tài)知識(shí)庫(kù)管理 工資政策時(shí)態(tài)知識(shí)庫(kù) 工資變更 時(shí)態(tài)工資庫(kù) 上報(bào)人事 主管單位 （1）人員信息管理模塊包括人員信息的錄入、變更、查詢、統(tǒng)計(jì)等。人員信息包括自然信息和影響工資的信息。人員自然信息是指姓名、性別、身份證號(hào)、出生年月等不影響工資的信息；影響工資的信息則非常復(fù)雜，包括參加工作時(shí)間等不受時(shí)間影響的信息，還包括學(xué)歷、職務(wù)晉升、職稱晉升、獎(jiǎng)懲情況、年度考核結(jié)果、職業(yè)、崗位等受時(shí)間影響的信息。 （2）工資政策管理模塊包括政策的錄入、變更、查詢等。工資政策是確定和變

48、更人員工資的依據(jù)，復(fù)雜且時(shí)態(tài)性很強(qiáng)，還有地域性。我們采用知識(shí)庫(kù)技術(shù)，根據(jù)工資政策的特點(diǎn)提出了一種適合于工資政策表達(dá)的知識(shí)表達(dá)模式。 （3）事件生成器是一個(gè)推理機(jī)制，根據(jù)人員信息變動(dòng)事實(shí)和工資政策知識(shí)庫(kù)觸發(fā)工資變更事件。 （4）工資確定與變更模塊根據(jù)工資變更事件重新確定人員的工資，并在工資庫(kù)變更人員的工資信息，同時(shí)記錄變更事件以供存檔、查閱。 （5）上報(bào)人事主管單位模塊生成有關(guān)報(bào)表和文件，上報(bào)給上級(jí)人事主管單位審批。12.3.2 工資信息的時(shí)態(tài)性工資信息的時(shí)態(tài)性 工資系統(tǒng)的時(shí)態(tài)知識(shí)主要包括時(shí)態(tài)性工資政策和時(shí)態(tài)性工資標(biāo)準(zhǔn) 1工資系統(tǒng)的時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)工資系統(tǒng)的時(shí)態(tài)數(shù)據(jù) 影響人員工資變動(dòng)的信息主要包括：參加

49、工作時(shí)間、學(xué)歷、職務(wù)級(jí)別、任職時(shí)間、年度考核結(jié)果、獎(jiǎng)勵(lì)及處分等。當(dāng)某人員的信息有改動(dòng)時(shí)，并不代表可以替換過(guò)去的信息，否則將引起工資確認(rèn)的錯(cuò)誤。 影響工資并受時(shí)間影響的信息，如學(xué)歷、職務(wù)晉升、工資標(biāo)準(zhǔn)等。另外，還有在工資確定過(guò)程中產(chǎn)生的人員工資歷史記錄，它們同樣具有時(shí)態(tài)性。 單位中的人員信息是動(dòng)態(tài)的，這不但包含人員來(lái)到該單位、離開(kāi)該單位，也包括人員本身不斷進(jìn)步或改變，如職務(wù)晉升、獎(jiǎng)懲記錄等。職務(wù)待遇 工資檔次 變動(dòng)原因 執(zhí)行時(shí)間 助 教 2 轉(zhuǎn)正定級(jí) 1995/7 助 教 3 正常晉升 1998/10 講 師 2 職務(wù)晉升 1999/3 講 師 3 正常晉升 2000/10該表記錄了該人員自參加

50、工作以來(lái)的工資變動(dòng)歷程，其時(shí)態(tài)性是顯而易見(jiàn)的。為了說(shuō)明從實(shí)踐中抽象出工資變動(dòng)記錄對(duì)象對(duì)歷史模型的過(guò)程， 年份考核結(jié)果1994合格1995優(yōu)秀1996優(yōu)秀1997合格1998優(yōu)秀1999優(yōu)秀2000優(yōu)秀人員M從1994年至2000年的年度考核結(jié)果 根據(jù)1993年和1999年的“兩年優(yōu)晉升”工資政策，M可以分別在 1997年和2001年晉升一檔工資。系統(tǒng)對(duì)歷年考核結(jié)果的處理過(guò)程如表所示。年份事件兩年優(yōu)原工資檔次新工資檔次政策依據(jù)1997越級(jí)晉升1995,1996121993年2000越級(jí)晉升1998,1999221999年2001越級(jí)晉升1999,2000231999年 容易看出，工資越級(jí)晉升處理

51、過(guò)程包含以下要素： 1) 一個(gè)屬性集合。其中包括“年份”（方便起見(jiàn)，計(jì)為Y） 、“考核結(jié)果”（T） 、“原工資檔次”（L1）、“新工資檔次”（L2）以及“工資政策依據(jù)”（P）。這些屬性起著不同的作用。P暗含工資政策的時(shí)態(tài)性，可與Y合并，稱為狀態(tài)屬性，在系統(tǒng)中表現(xiàn)為某一具體的規(guī)則：T和L1來(lái)自系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，稱為輸入屬性；而L2有系統(tǒng)根據(jù)輸入屬性和相應(yīng)規(guī)則進(jìn)行計(jì)算得出，稱為求值屬性。 2) 一些函數(shù)。用于計(jì)算狀態(tài)屬性值的函數(shù)稱為狀態(tài)函數(shù)，用于獲取輸入屬性值的函數(shù)稱為輸入函數(shù)，用于計(jì)算求值屬性的函數(shù)稱為求值函數(shù)。 2.工資政策的時(shí)態(tài)性工資政策的時(shí)態(tài)性 工資政策與普通的知識(shí)是截然不同的。在不同時(shí)期

52、需要使用相應(yīng)時(shí)間段的工資政策，這樣才能保證工資確定的正確性。 在一般的人工智能系統(tǒng)中，知識(shí)只有好知識(shí)與壞知識(shí)之分，好知識(shí)是當(dāng)前正確的知識(shí)，根據(jù)好知識(shí)可以推理出正確的結(jié)果，而根據(jù)壞知識(shí)推理出來(lái)的結(jié)果則是不正確的。作為工資管理決策支持系統(tǒng)最重要的知識(shí)工資政策，其本身則沒(méi)有好壞之分，每一條工資政策在某個(gè)特定的時(shí)期里都是正確的。當(dāng)某條工資政策被終止使用時(shí)，并非因?yàn)樵撜呤清e(cuò)誤的，而僅僅說(shuō)明該政策以后不再適用，但在生命周期中，它仍然有效。 例例12-4 工資政策中“兩年優(yōu)晉升”的政策。 該政策在1999年以前的描述是這樣的：人員連續(xù)兩年考核優(yōu)秀，或某年考核優(yōu)秀有“一年優(yōu)”標(biāo)志，工資檔次允許晉升一檔，考核

53、結(jié)果有效年份從下年算起，但連續(xù)兩次晉升之間必須相隔兩年以上。 該政策在1999年以后的描述則改為：連續(xù)兩次晉升之間必須相隔四年以上。 舉例說(shuō)明：人員A從1995年到2000年的考核均為優(yōu)秀，則他可以分別在1997年和1999年執(zhí)行一次工資檔次晉升，而由于1999年以后的工資政策規(guī)定，2001年與1999年之間并未相隔四年以上，因此不允許在2001年執(zhí)行檔次晉升，如圖12-9所示?？梢?jiàn)，同樣的一條工資政策，在不同的時(shí)期必須執(zhí)行的操作是不同的，這就為工資政策打下了深深的時(shí)間烙印。 年份 考核結(jié)果執(zhí)行操作 政策依據(jù)1995年 優(yōu)秀1996年 優(yōu)秀1997年允許晉升一檔1999年以前的1997年 優(yōu)秀

54、“兩年優(yōu)晉升”相隔1998年 優(yōu)秀必須兩年以上1999年允許晉升一檔1999年 優(yōu)秀2000年 優(yōu)秀1999年以后的2001年不允許晉升一檔“兩年優(yōu)晉升”相隔必須四年以上 3 工資標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)態(tài)性工資標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)態(tài)性 工資標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)也屬于工資政策的一部分，但它與用于確定工資檔次那部分工資政策有所不同，這兩者在實(shí)際應(yīng)用中相當(dāng)于知識(shí)庫(kù)中的事實(shí)和規(guī)則。 例例12-5 大學(xué)講師一檔工資標(biāo)準(zhǔn)： 在1993年10月至1997年7月為205元； 在1997年8月至1999年7月間為219元； 在1999年8月至今為312元。12.3.3工資的時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)模型工資的時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)模型 1時(shí)態(tài)工資數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)態(tài)工資數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 前面SI

55、DSS中含有三類(lèi)信息：第一類(lèi)是不影響工資的信息，如人員編號(hào)、姓名、身份證號(hào)等；第二類(lèi)是影響工資但不受時(shí)間影響的信息，如參加工作時(shí)間等；第三類(lèi)是影響工資也受時(shí)間影響的信息，如學(xué)歷、職務(wù)晉升、工資標(biāo)準(zhǔn)等。另外，還有在工資確定過(guò)程中產(chǎn)生的人員工資歷史記錄，它們同樣具有時(shí)態(tài)性。工資管理決策支持系統(tǒng)的一大重要特點(diǎn)是根據(jù)用戶輸入的人員信息重現(xiàn)該人員自參加工作以來(lái)的工資變動(dòng)歷程，以確保工資確定的正確性。由此可知，SIDSS既要記錄有效時(shí)間，又要記錄事務(wù)時(shí)間。因此，SIDSS采用雙時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。但如此一來(lái)，將使人員的不受時(shí)間影響的信息重復(fù)記錄，造成數(shù)據(jù)冗余量非常龐大 人員編號(hào)身份證號(hào)姓名性別專業(yè)技術(shù)職務(wù)0101

56、010001330223700802004李明女1993.7,1996.10助教0101010001330223700802004李明女1996.11,2000.10講師0101010001330223700802004李明女2000.11, NOW副教授0101010002110223740112001王東男1997.7,2000.10助教0101010002110223740112001王東男2000.11, NOW講師 為減少數(shù)據(jù)冗余，將獨(dú)立于時(shí)間的屬性（即不受時(shí)間影響的信息）和時(shí)變屬性（即受時(shí)間影響的信息）分開(kāi)不同的表存放，以“人員編號(hào)”為關(guān)鍵字進(jìn)行索引。但在保存時(shí)變屬性的表中，信息的

57、冗余量還是很大的，而且人員的不同屬性的時(shí)間區(qū)間個(gè)數(shù)不一樣、取值也不一樣，不好表達(dá)、管理，更不利于查詢。如表12-5所示，人員編號(hào)為“0101010001”的專業(yè)技術(shù)職務(wù)屬性有三個(gè)時(shí)間區(qū)間，而部門(mén)屬性有四個(gè)時(shí)間區(qū)間，而且每個(gè)區(qū)間之間無(wú)任何對(duì)應(yīng)關(guān)系。人員編號(hào)專業(yè)技術(shù)職務(wù)部門(mén)01010100011993.7,1996.10助教1996.11,2000.10講師2000.11, NOW副教授1993.7,1995.5數(shù)學(xué)系1995.6,1997.8計(jì)算機(jī)系1997.9, 2000.2數(shù)學(xué)系2000.2, NOW網(wǎng)絡(luò)中心01010100021997.7,2000.10助教2000.11, NOW講師19

58、97.7, NOW機(jī)電系可見(jiàn)，時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的對(duì)象是三維的實(shí)體，用傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)（二維表）模擬它是勉強(qiáng)的，因?yàn)橐粋€(gè)對(duì)象的歷史需要用幾個(gè)1NF元組才能表示。近年來(lái)， 非第一范式的理論、實(shí)現(xiàn)、應(yīng)用均取得巨大進(jìn)展。非第一范式方法的本質(zhì)在于允許一個(gè)關(guān)系的屬性是另外一個(gè)關(guān)系，它可以描述大而復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，用它來(lái)描述三維對(duì)象是比較方便、直觀的 2時(shí)態(tài)實(shí)體時(shí)態(tài)實(shí)體-關(guān)系模型關(guān)系模型 時(shí)態(tài)實(shí)體-關(guān)系模型(Temporal Entity-Relationship Model)，簡(jiǎn)稱TER模型采用傳統(tǒng)的實(shí)體-關(guān)系方法作為它的基本機(jī)制。它不僅在圖形表示上而且在語(yǔ)義上都對(duì)ER模型進(jìn)行了擴(kuò)展。最突出的是它能表示時(shí)間、分類(lèi)層次

59、關(guān)系和復(fù)雜對(duì)象，具有較強(qiáng)的描述能力，又避免了過(guò)分的復(fù)雜。在TER模型中，基本概念是類(lèi)，即若干具有共同性質(zhì)的對(duì)象組成的整體。并且也只有類(lèi)被表示出來(lái)。類(lèi)分為實(shí)體類(lèi)、值類(lèi)、時(shí)間類(lèi)和關(guān)系類(lèi)四種。我們將沿用傳統(tǒng)ER模型中的一些概念和符號(hào)。 雇員 部門(mén) 姓名 地址 工資 部門(mén)編號(hào) 部門(mén)名稱 T 以上TER模型是基于類(lèi)的時(shí)態(tài)ER模型，它不僅在圖形表示上而且在語(yǔ)義上都對(duì)ER模型進(jìn)行了擴(kuò)展。最突出的是它能表示時(shí)間、分類(lèi)層次關(guān)系和復(fù)雜對(duì)象，具有較強(qiáng)的描述能力，又避免了過(guò)分的復(fù)雜。為更突出時(shí)變屬性的時(shí)態(tài)性，也為了更好、更方便地表達(dá)及引用時(shí)態(tài)區(qū)間，我們將沿用TER模型的圖形表示，并利用嵌套關(guān)系來(lái)將TER模型進(jìn)行進(jìn)一步

60、的擴(kuò)展，得到嵌套關(guān)系的時(shí)態(tài)實(shí)體-關(guān)系數(shù)據(jù)模型( Nested Temporal Entity- Relationship Model )，簡(jiǎn)稱NTER模型。 (a) (e) (f) (b) (c) (d) (g) T 圖元含義如下： (a): 屬性 (b): 實(shí)體集 (c): 聯(lián)系集 (d): 時(shí)態(tài)聯(lián)系集 (e): 將屬性連接到實(shí)體集，或?qū)?shí)體集連接到聯(lián)系集（當(dāng)實(shí)體集與聯(lián)系集之間為“多”的關(guān)系時(shí)） (f): 將實(shí)體集連接到聯(lián)系集（當(dāng)實(shí)體集與聯(lián)系集之間為“一”的關(guān)系時(shí)）,此時(shí)箭頭指向?qū)嶓w集 (g): 具有嵌套關(guān)系的復(fù)雜屬性，其中頂頭的矩形框?yàn)樵搹?fù)雜屬性，而它本身又是一個(gè)實(shí)體集，它包含下面各個(gè)矩形