基于分布式计算技术的RP通用软件系统的应用研究
摘要
计算机软件的研究在近几年取得了较快的发展，大量新技术不断涌现出来，如开放分布式软件体系、软件过程技术、软件建模技术、面向对象技术、组件技术和网络计算技术等。各种新技术的综合运用，使开发具有良好反应性、可用性、可靠性、安全性、可扩展性、重用性和集成性的软件系统成为可能。
与此同时，实际应用域对软件系统的需求变得越来越复杂。在快速成型RP(RapidPrototype)领域，对软件系统的非功能性需求比以往得到更大的重视，如扩展性、重用性和通用性等。为了满足RP技术发展中对RP软件系统提出的新的功能和非功能性需要，必须将计算机软件发展的新技术集成到RP软件系统中，开发基于体系结构的通用RP软件系统。
本文重点研究基于J2EE的分布式多层RP通用软件系统RP Agent的关键技术。主要内容包括：
①开放分布式的体系结构和分布式计算模型的原理。
②利用统一建模语言UML对RP Agent系统分析和设计。
③运用J2EE规范、组件技术和软件代理技术实现了基于web浏览器的分布式多层即通用软件系统RP Agent，完成了该系统的部署、配置和集成。
④设计和实现了RP Agent的数据库缓冲池和RP Agent系统的通用性解决方案，提出并实现RP数据模型中的轮廓线修复算法、轮廓线组环算法、分区扫描算法和同步存储算法。
本文得到了国家自然科学基金重点项目“面向快速制造的特种加工理论与技术基础研究“资助。课题号为：59935110。
Recently, with the development of software technology, more and more new concepts and findings are springing up, such as open distributed architecture, software process, software modeling, object-oriented, component, network computing and so on. It is possible to develop one open and flexible enterprise application with all the above technologies now.
At the same time, in Rapid Prototype (RP) field, attention is paid to the non-function characteristics of a software system such as scalable, reusable and general. In order to meet those non-function needs for a RP software system, we must integrate latest technologies to analyze, design and implement a more general software system based on an open architecture.
The paper focuses on the key technologies of the J2EE based, distributed, multi-tier and general software system, RP Agent, for Rapid Prototype technology. The most important contents are:
open distributed architecture and distributed computing model of RP Agent; lalyze and design RP Agent by UML; ﹊mplement, configure, deploy and integrate RP Agent by J2EE, component, software proxies and web technologies.
esign and implement the database connection pool, the general solution, the mend algorithm in outline of data model, the make-ring algorithm in outline, the area-scanning algorithm and the synchronized store and retrieve algorithm between DBMS and file system in RP Agent.
与此同时，实际应用域对软件系统的需求变得越来越复杂。在快速成型RP(RapidPrototype)领域，对软件系统的非功能性需求比以往得到更大的重视，如扩展性、重用性和通用性等。为了满足RP技术发展中对RP软件系统提出的新的功能和非功能性需要，必须将计算机软件发展的新技术集成到RP软件系统中，开发基于体系结构的通用RP软件系统。
本文重点研究基于J2EE的分布式多层RP通用软件系统RP Agent的关键技术。主要内容包括：
①开放分布式的体系结构和分布式计算模型的原理。
②利用统一建模语言UML对RP Agent系统分析和设计。
③运用J2EE规范、组件技术和软件代理技术实现了基于web浏览器的分布式多层即通用软件系统RP Agent，完成了该系统的部署、配置和集成。
④设计和实现了RP Agent的数据库缓冲池和RP Agent系统的通用性解决方案，提出并实现RP数据模型中的轮廓线修复算法、轮廓线组环算法、分区扫描算法和同步存储算法。
本文得到了国家自然科学基金重点项目“面向快速制造的特种加工理论与技术基础研究“资助。课题号为：59935110。
Recently, with the development of software technology, more and more new concepts and findings are springing up, such as open distributed architecture, software process, software modeling, object-oriented, component, network computing and so on. It is possible to develop one open and flexible enterprise application with all the above technologies now.
At the same time, in Rapid Prototype (RP) field, attention is paid to the non-function characteristics of a software system such as scalable, reusable and general. In order to meet those non-function needs for a RP software system, we must integrate latest technologies to analyze, design and implement a more general software system based on an open architecture.
The paper focuses on the key technologies of the J2EE based, distributed, multi-tier and general software system, RP Agent, for Rapid Prototype technology. The most important contents are:
open distributed architecture and distributed computing model of RP Agent; lalyze and design RP Agent by UML; ﹊mplement, configure, deploy and integrate RP Agent by J2EE, component, software proxies and web technologies.
esign and implement the database connection pool, the general solution, the mend algorithm in outline of data model, the make-ring algorithm in outline, the area-scanning algorithm and the synchronized store and retrieve algorithm between DBMS and file system in RP Agent.
引文
1．王坤，黄因慧．基于CORBA的分布式即控制系统．南京航空航天大学第三届研究生学术会议．2001．
2．王坤，黄因慧．基于J2EE的分布式企业级应用．计算级应用研究．
3．刘超、张莉、周伯生．可视化面向对象建模技术——标准建模语言UML．北京航空航天大学出版社，1999
4．陈禹六．IDEF建模分析和设计方法．清华大学出版社，1999
5．李世杰．DNA & Web数据库应用与分析．科学出版社，1999
6．付宇，沈钧毅．基于CORBA的web访问数据库的多层模式．小型微型计算机系统，2000，21(6)：657-660
7．王琨，王肇东，尤晋元．CORBA与web整合——CORBA Page．上海交通大学学报，1999，33(11)：1373-1376
8．沈军营，黄进，严隽琪，蒋祖华．基于CORBA的异地协同工作流模式．计算机应用，1999，19(9)：19-22
9．程涛，胡春华，吴波，杨叔子．基于CORBA的分布式多自主体系统研究．中国机械工程，2000，11(4)：441-445
10．黄进，江平宇，严隽琪，马登哲，金烨．基于Internet／Web的快速成型远程制造服务系统．上海交通大学学报，2000，34(3)：433-436
11．蒋韬，秦杨，赵大哲，刘积仁，Internet／Intranet应用系统开发平台的研究与实现．小型微型计算机系统．2000，21(1)：28-31
12．黄洪涛，王慧．基于Web的分布式计算．计算机应用研究．2000，2：38-41
13．张海昆，赵辉．基于Web的3-Tier客户／服务器体系的应用系统开发研究．计算机工程与应用．2000，6：108-114
14．何大勇，查建中，姜义东，王春喜．面向网络制造的网络结构设计方案研究．制造业自动化．2000，22(5)：20-23
15．陈小安，尹佑盛，郑小光。梁锡昌，王永刚．分布式协同设计技术及其模型实例设计．机械工程学报．2000，36(4)：1-4
16．吴大杰，董玮文，董传良．基于CORBA的Web数据库服务器．计算机应用研究．2000，2：71-73
17．刘向东．用Java来开发CORBA式应用程序．电脑与信息服务．2000，2：27-30
18．赵继政，张曙．网络制造的信息基础及其实现技术．同济大学学报．1999，27(5)：571-575
19．夏雨佳，习裕庚．基于Java的面向对象数据库调用机制实现．计算机工程．2000，26(6)：21-23
20．任晓蕾，魏海平，林涛，潘耘．基于Web数据库动态访问技术的Java实现．计算机与现代化．2000，2：65-69
21．叶润国，李文印，玄光哲，刘英梅．基于Web的数据库开发新技术．长春科技大学学报．2000，30(2)：201-203
21．孔庆芸．Java语言与数据库的接口——JDBC的技术原理与实现．电脑与信息技术．2000，2：20-22
22．周伯生，北京第二次CMM认证工作会学术报告，2000
23．第二届全国快速成型与快速制造学术会议论文集．南京，2000
24．SUN合作伙伴软件应用大会，2001-上海(会刊)
24．Uichi Henning Steve Vinoski 著，徐金梧、徐科、吕志民等译．基于C++ CORBA高级编程．清华大学出版社．2000
26．汪芸编，顾冠群审．CORBA技术及其应用．东南大学出版社．1999
27．OMG编著，韦乐平、薛君敖、孟洛明主持编译．CORBA系统结构、原理与规范．电子工业出版社．2000
28．Meilir Page-Jones 著，包晓露，赵晓玲，叶天军，唐亚东译．UML面向对象设计基础．人民邮电出版社．2001
29．Subrahmanyam，Allamaraju 等著，闻道工作室译．J2EE服务器端高级编程．机械工程出版社．2001
30．杨正华．CSS & DHTML 网页制作特效与实例．清华大学出版社．2000
31．康博．Web应用程序开发新技术．人民邮电出版社．1999
32．北京宝兰-英博思信息技术公司．Borland分布式解决方案．2000
33.Ambler, S. Process Patterns. Cambridge, England: Cambridge University Press, 1998
34.Booch, G. Object-Oriented Analysis and Design with Application. Reading, Mass.: Addison-Wesley, 1994
35.Atkinson, C. Object-Oriented Reuse, Concurrency and Distribution. Reading, Mass.: Addison-Wesley, 1991
36.Bertino, E., and L. Martino. Object-Oriented Database Systems. Reading, Mass.: Addison-Wesley, 1993
37.Cook, S., and J. Daniels. Designing Object Systems. Englewood Cliffs, N.J.: Prentice-Hall, 1994
38.DeMarco, T. Structured Analysis and System Specification. Englewood Cliffs, N.J.: Prentice-Hall, 1978
39.Firesmith, D.G. Object-Orientied Requirements Analysis and Logical
Design. New York: John Wiley & Sons, 1993
40． Harel, D. Statecharts: A Visual Formalism for Complex Systems. Science of Computer Programming, vol. 8, 1987
41． Hatley, and P. Hruschka. Process for System Architecture and Requirements Engineering. New York: Dorset House Publishing, 2000
42． Jacobson, I., M. Christerson, P. Jonsson, and G. Overgaard. Object-Oriented Software Engineering. Workingham, England: Addison-Wesley, 1992
43． Larman, C. Applying UML and Patterns. Englewood Cliffs, N.J. : Prentice Hall, 1997
43． Meyer, B. Object-Oriented Software Construction. Englewood Cliffs, N. J. : Prentice Hall, 1998
44． Sun Microsystems Inc. The Java?2 Enterprise Edition Developer' s Guide. http://java. sun. com
45． Sun Microsystems Inc. RMI-IIOP Programmer' s Guide. http://java. sun. com
46． Object Management Group. The Common Object Request Broker: Architecture and Specification, Revision 2． 1, August 1997．
47． Object Management Group. CORBA Services: Common Object Services Specification, Revised Edition, OMG TC Document 95-3-31
48． Object Management Group. IDL/Java Language Mapping, 1997
49． Vogel A, Duddy K. Java programming with CORBA. New York: John Wiley & Sons, Inc, 1998
50． Curtis D. Java, RMI and CORBA. White Paper of Object Management Group, 1996
51． 0' Toole A. Making software work together. Orbix Journal, 1998
51． Microsoft Corporation and Digital Equipment Corporation. The Component Object Model Specification, Draft Version 0． 9,1995
52． Otte R, Patrick P, Roy M. Understanding CORBA. New Jersey: Prentice Hall, 1995
53． Vinoski S. CORBA: integrating diverse applications within distributed heterogeneous environments. IEEE Communication Magazine, 1997, 35(2) : 45-55
54． Eckerson W W. Grumann uses an orb to interate legacy systems. Open Information System, 1995,10 (7) : 38-42
55． Merle P, Christophe G, Jean-Marc G. CORBA Web: a generic object navigator.
Computer Networks and ISDN Systems, 1996,28(7) : 1269-1281
56． Craig T, Gil H. Current web architecture. Object Services and Consulting, Inc. 1996
2．王坤，黄因慧．基于J2EE的分布式企业级应用．计算级应用研究．
3．刘超、张莉、周伯生．可视化面向对象建模技术——标准建模语言UML．北京航空航天大学出版社，1999
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5．李世杰．DNA & Web数据库应用与分析．科学出版社，1999
6．付宇，沈钧毅．基于CORBA的web访问数据库的多层模式．小型微型计算机系统，2000，21(6)：657-660
7．王琨，王肇东，尤晋元．CORBA与web整合——CORBA Page．上海交通大学学报，1999，33(11)：1373-1376
8．沈军营，黄进，严隽琪，蒋祖华．基于CORBA的异地协同工作流模式．计算机应用，1999，19(9)：19-22
9．程涛，胡春华，吴波，杨叔子．基于CORBA的分布式多自主体系统研究．中国机械工程，2000，11(4)：441-445
10．黄进，江平宇，严隽琪，马登哲，金烨．基于Internet／Web的快速成型远程制造服务系统．上海交通大学学报，2000，34(3)：433-436
11．蒋韬，秦杨，赵大哲，刘积仁，Internet／Intranet应用系统开发平台的研究与实现．小型微型计算机系统．2000，21(1)：28-31
12．黄洪涛，王慧．基于Web的分布式计算．计算机应用研究．2000，2：38-41
13．张海昆，赵辉．基于Web的3-Tier客户／服务器体系的应用系统开发研究．计算机工程与应用．2000，6：108-114
14．何大勇，查建中，姜义东，王春喜．面向网络制造的网络结构设计方案研究．制造业自动化．2000，22(5)：20-23
15．陈小安，尹佑盛，郑小光。梁锡昌，王永刚．分布式协同设计技术及其模型实例设计．机械工程学报．2000，36(4)：1-4
16．吴大杰，董玮文，董传良．基于CORBA的Web数据库服务器．计算机应用研究．2000，2：71-73
17．刘向东．用Java来开发CORBA式应用程序．电脑与信息服务．2000，2：27-30
18．赵继政，张曙．网络制造的信息基础及其实现技术．同济大学学报．1999，27(5)：571-575
19．夏雨佳，习裕庚．基于Java的面向对象数据库调用机制实现．计算机工程．2000，26(6)：21-23
20．任晓蕾，魏海平，林涛，潘耘．基于Web数据库动态访问技术的Java实现．计算机与现代化．2000，2：65-69
21．叶润国，李文印，玄光哲，刘英梅．基于Web的数据库开发新技术．长春科技大学学报．2000，30(2)：201-203
21．孔庆芸．Java语言与数据库的接口——JDBC的技术原理与实现．电脑与信息技术．2000，2：20-22
22．周伯生，北京第二次CMM认证工作会学术报告，2000
23．第二届全国快速成型与快速制造学术会议论文集．南京，2000
24．SUN合作伙伴软件应用大会，2001-上海(会刊)
24．Uichi Henning Steve Vinoski 著，徐金梧、徐科、吕志民等译．基于C++ CORBA高级编程．清华大学出版社．2000
26．汪芸编，顾冠群审．CORBA技术及其应用．东南大学出版社．1999
27．OMG编著，韦乐平、薛君敖、孟洛明主持编译．CORBA系统结构、原理与规范．电子工业出版社．2000
28．Meilir Page-Jones 著，包晓露，赵晓玲，叶天军，唐亚东译．UML面向对象设计基础．人民邮电出版社．2001
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32．北京宝兰-英博思信息技术公司．Borland分布式解决方案．2000
33.Ambler, S. Process Patterns. Cambridge, England: Cambridge University Press, 1998
34.Booch, G. Object-Oriented Analysis and Design with Application. Reading, Mass.: Addison-Wesley, 1994
35.Atkinson, C. Object-Oriented Reuse, Concurrency and Distribution. Reading, Mass.: Addison-Wesley, 1991
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37.Cook, S., and J. Daniels. Designing Object Systems. Englewood Cliffs, N.J.: Prentice-Hall, 1994
38.DeMarco, T. Structured Analysis and System Specification. Englewood Cliffs, N.J.: Prentice-Hall, 1978
39.Firesmith, D.G. Object-Orientied Requirements Analysis and Logical
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40． Harel, D. Statecharts: A Visual Formalism for Complex Systems. Science of Computer Programming, vol. 8, 1987
41． Hatley, and P. Hruschka. Process for System Architecture and Requirements Engineering. New York: Dorset House Publishing, 2000
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43． Larman, C. Applying UML and Patterns. Englewood Cliffs, N.J. : Prentice Hall, 1997
43． Meyer, B. Object-Oriented Software Construction. Englewood Cliffs, N. J. : Prentice Hall, 1998
44． Sun Microsystems Inc. The Java?2 Enterprise Edition Developer' s Guide. http://java. sun. com
45． Sun Microsystems Inc. RMI-IIOP Programmer' s Guide. http://java. sun. com
46． Object Management Group. The Common Object Request Broker: Architecture and Specification, Revision 2． 1, August 1997．
47． Object Management Group. CORBA Services: Common Object Services Specification, Revised Edition, OMG TC Document 95-3-31
48． Object Management Group. IDL/Java Language Mapping, 1997
49． Vogel A, Duddy K. Java programming with CORBA. New York: John Wiley & Sons, Inc, 1998
50． Curtis D. Java, RMI and CORBA. White Paper of Object Management Group, 1996
51． 0' Toole A. Making software work together. Orbix Journal, 1998
51． Microsoft Corporation and Digital Equipment Corporation. The Component Object Model Specification, Draft Version 0． 9,1995
52． Otte R, Patrick P, Roy M. Understanding CORBA. New Jersey: Prentice Hall, 1995
53． Vinoski S. CORBA: integrating diverse applications within distributed heterogeneous environments. IEEE Communication Magazine, 1997, 35(2) : 45-55
54． Eckerson W W. Grumann uses an orb to interate legacy systems. Open Information System, 1995,10 (7) : 38-42
55． Merle P, Christophe G, Jean-Marc G. CORBA Web: a generic object navigator.
Computer Networks and ISDN Systems, 1996,28(7) : 1269-1281
56． Craig T, Gil H. Current web architecture. Object Services and Consulting, Inc. 1996