硕士学位论文-基于.NET的办公自动化系统研究与实现.pdf

西北工业大学 硕士学位论文 基于.net的办公自动化系统研究与实现 姓名：张幸亚 申请学位级别：硕士 专业：软件工程 指导教师：吴健 20051001 西北工业大学工程硕士论文 摘要 摘要 随着互联网络的快速发展，信息作为一种无形的物质资源，其重要性与日 俱增。各企事业单位信息管理的重点也已经从物流、资金流逐渐向信息流转变。 信息流更多地体现为电子化的公文随办公系统的流转，这实际上正是企事业单 位通过内部人与人、人与部门、部门与部门之间信息的收集、组织、交流等行 为来实现其整体管理目标的过程。为了使各企事业单位有效地利用各种文档信 息，提高办公效率，网络化办公自动化系统应运而生。 本文简要分析了办公自动化系统的现状，研究了目前市场上的各种办公自 动化系统，并比较了其设计方案的优缺点，结合某大学办公自动化系统的需求 分析，设计并实现了基于n e t 的办公自动化系统。 论文的主要内容是： 1 、详细论述了本办公系统的整体架构设计、功能模块设计和技术实现。其 中，重点阐述了基于工作流的办公自动化技术，并在此理论基础上结合实际需 求设计并实现了工作流自动化解决方案，重点说明了工作流自动化设计过程中 的数据库设计，给出了公文审批模块的实现过程和枫制，包括过程中数据的存 储与处理，并利用u m l 图对系统的处理流程进行了详细分析。系统基于n e t 框架，充分利用了n e t 体系结构的安全方案，通过与基于l o t u sd o m i n o n o t e s 及m i c r o s o f te x c h a n g eo a 系统的比较，表明了本系统设计的先进性与优越性。 2 、本论文解决的重点和难点如下： 1 ) 实现了一种公文管理中的权限管理问题的解决方案。论文采用树状目 录，利用权限表、角色表以及用户表三者结合的方式实现权限分配。 2 ) 在公文管理模块中，论文实现了一个基于关系数据库的简单工作流引 擎，它的特点是将任务的流转控制和具体的业务数据分离。 3 ) 设计并实现了一种解决文档审批留痕的电子签名方案。即设计了一个签 名表( s i g n _ t a b l e ) 专门保存用户的电子签名账号、密码和专用签名印章，并用专 用的电子签名印章控件实现了电子签名，w o r d 文档的印痕保留，强制痕迹保留， 手写签名，签名认证，文件头浏览，全部w o r d 功8 支持，签名认证等。 关键字：办公自动化，安全，工作流，n e t ，i i s ，审批，电子签名 西北t 业大学t 程硕十论文 a b s t r a c t a b s t r a c t w i t ht h em p i d l yd e v e l o p m e n to fi n t e r n e t ，t h ei m p o r t a n c eo ft h ei n f o r m a t i o ni s i n c r e a s e dd a yb yd a ya sam a t e r i a l i z e dr e s o u r c e ，a n dt h ee m p h a s e so fa l le n t e r p r i s e i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n th a sa l r e a d yb e e nt r a n s f o r m e df r o mm m 巅a la n df i n a n c i n g f l o wt oi n f o r m a t i o nf l o wg r a d u a l l yt o o t h ei n f o r m a t i o nf l o wh a si n c a r n a t e db yt h e m o v eo fe d o c u m e n t s ，a n di t sa l t e r n a t i o nc a ne n h a n c et h ee f f i c i e n c yo ft h eo f f i c e w o r k i nf a c t ，t h eo f f i c ew o r ki sap r o c e s st h a tr e a l i z e st h eu n i t a r ym a n a g e m e n tg o a l o fa ne n t e r p r i s eb yt h ea c t i o n so fi n f o r m a t i o nc o l l e c t i o n ，o r g a n i z a t i o n ，a n dm o v e b e t w e e np e r s o na n dp e r s o n ，b e t w e e np e r s o na n dd e p a r t m e n t ，o rb e t w e e nd e p a r t m e n t a n dd e p a r t m e n to fa l le n t e r p r i s e s ot h ew e bo f f i c ea u t o m a t i ca p p l i c a t i o ns y s t e m e m e r g e s a st h et i m e s r e q u i r e t h i sp a p e rb r i e f l ya n a l y z e st h ec a r r e n ts i t u a t i o no ft h eo f f i c ea u t o m a t i o n s y s t e m ，s t u d i e sv a r i o n sk i n d so fo f f i c ea u t o m a t i o ns y s t e m so nt h ep r e s e n tm a r k e t ， c o m p a r e st h ea d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so ft h e i rd e s i g np l a n s ，a n dd e s i g n sa n d r e a l i z e sa no f f i c ea u t o m a t i cs y s t e mb a s e do n n e te n v i r o n m e n tf o rc o m b i n i n gt h e r e q u i r e m e n t so f o n eu n i v e r s i t yf o rt h eo f f i c ea u t o m a t e ds y s t e w 。 t h em a i nc o n t e n t so f t h ep a p e ra r e ： 1 。d e s c r i b et h ea r c h i t e c t u r a ld e s i g n ，f u n c t i o nm o d u l ed e s i g na n dt e c h n o l o g y i m p l e m e n t a t i o no ft h eo f f i c ea u t o m a t i cs y s t e mi nd e t a i l a m o n g t h e m ，m a i n l y e x p o u n dt h eo f f i c ea u t o m a t i o ns y s t e mb a s e do nt h ew o r k f l o w a c c o r d i n gt ot h e a c t u a ld e m a n d ，d e s i g na n di m p l e m e n tt h es o l v es c h e m eo ft h ea u t o m a t i cw o r k f l o w b a s e do i l t h et h e o r y , e x p l a i ni t sd a t a b a s ed e s i g n ，p r e s e n tt h ei m p l e m e n t a t i o np r o c e s s a n dm e c h a n i s mo f t h ed o c u m e n ta p p r o v em o d u l e ，i n c l u d i n gt h es t o r a g ea n dd i s p o s a l o ft h ed a t ai nt h ep r o c e s s ，a n du s et h eu m lg r a p h i c st oa n a l y z et h ed i s p o s a lf l o w p a r t i c u l a r l y t h es y s t e mi sb a s e do nt h e n e tf r a m e w o r k ，u s i n gs e c u r i t ys c h e m eo f t h ea r c h i t e c to ft h e n e t o u rs y s t e ms h o w ss o m ea d v a n t a g e sb yc o m p a r e dw i t ht h e o as y s t e m sb a s e d - o nt h el o t u sd o m i n o n o t e sa n dm i c r o s o f te x c h a n g e 2 t h ee m p h a s e sa n dd i f f i c u l t i e so f t h et h e s i sa r ea sf o l l o w s ： 1 ) d e s i g n e das o l u t i o nt ot h ea u t h o r i t ym a n a g e m e n ti nd o c u m e n tm a n a g e m e n t i n t h i sp a p e rt h ea u t h o ri n t r o d u c e sat r e ec a t a l o g u e ，a n di m p l e m e n t st h ea u t h o r i t y a s s i g n m e n tb yt h ei n t e g r a t i n go f t h ea u t h o r i t yt a b l e ，r o l et a b l ea n du s e rt a b l e i i 西北丁业人学工程硕十论文a b s t r a c t 2 ) i nt h ed o c u m e n tm a n a g e m e n tm o d u l e ，t h i sp a p e ri m p l e m e n t sas i m p l e w o r k f l o we n g i n eb a s e do nr e l a t i o n a ld a t a b a s e ，i t sp r o p e r t yi st os e p a r a t et h em o v e c o n t r o lo f t h et a s k sf r o mc o n c r e t eo p e r a t i o nd a t a 3 ) d e s i g n e das c h e m et os o l v et h em a r ki nt h ea p p r o v a ld o c u m e n t ，n a m e l y d e s i g nas i g n a t u r et a b l e ( s i g n _ t a b l e ) t os a v et h eu s e r s e l e c t r o n i ca c c o u n t ，k e y - w o r d a n ds p e c i a ls i g n a t u r es e a l ，a n du s et h ee l e c t r o n i cs i g n a t u r ec o m p o n e n tt oi m p l e m e n t t h ee l e c t r o n i cs i g n a t u r e ，t h em a r kr e s e r v a t i o ni nw o r dd o c u m e n t ，c o n s t r a i n tm a r k r e s e r v a t i o n ，m a n u s c r i p ts i g n a t u r e ，s i g n a t u r ea u t h e n t i c a t i o n ，t h er i t eh e a db r o w s e ， e t c k e y w o r d s ：o a ，s y s t e ms e c u r i t y , w o r k f l o w , n e t , i i s ，a p p r o v a l ，e l e c t r o n i c s i g n a t u r e 西北工业大学工程硕士论文 第一章绪论 第一章绪论 1 1 引言 随着科技、经济与社会的不断进步，微电子技术、通信技术的迅速发展， 办公室也开始了以自动化为重要手段，以提高办公效率和质量为目标的“办公 室革命”，也称“管理革命”。提高政府及企事业单位的办公自动化水平，有利 于提高办公效率，规范公文流程，降低办公成本，实现资源共享，增强协同工 作能力，是实现科学管理的必由之路，也是开展电子政务的技术基础。随着社 会经济的飞速发展，人们的生活节奏也在加快，管理和办公的重要性日渐突出， 引起了人们的普遍重视。因此各个企事业单位都迫切需要能够将日常工作信息 处理集中在一起的办公自动化( o f f i c ea u t o m a t i o n 以下简称o a ) 系统，传统的 o a 系统已经远远不能满足人们对新的办公系统模式的需求。伴随着 i n t e r n e t i n t r a n e t 技术的迅速发展，以w e b 技术为基础的、能够实现网络化办公 的o a 系统平台应运而生，并成为应用开发热点之一。 1 2 研究背景及意义 办公自动化是5 0 年代中期发达国家为解决办公业务量急剧增加对企业生 产率产生巨大影响问题的背景下，发展起来的一门综合性技术1 2 j 。办公自动化 目前较具权威性的定义有两个：l 、美国麻省理工学院m c 季斯曼认为办公自 动化就是将计算机技术、通信技术、系统科学与行为科学应用于传统的数据处 理技术，对难以处理、且量非常大而结构又不明确的那些业务上的一项综合技 术。2 、1 9 8 5 年在我国第一次办公自动化规划讨论会上提出了下述办公自动化 的定义。即：”办公自动化是指利用先进的科学技术，不断的使人们的一部分办 公业务活动物化于入以外的各种设备中，并由这些设备与办公室工作人员构成 服务于某种目标的人机信息处理系统”1 4 6 j 。 办公自动化的基本任务是利用先进的科学技术，使人们借助各种设备解决 对一部分办公业务的处理，达到提高生产率、工作效率和质量，方便管理和决 策的目的【5 ”。o a 的知识领域覆盖了行为科学、管理科学、社会学、系统工程 学等学科，并且o a 体现了多学科的相互交叉。相互渗透性，所以o a 的应用 是企业管理现代化的标志之一。由于o a 的出现，使得传统的机关事务型办公 业务中的劳动力就业比率结构发生了变化，掘美国劳动统计局1 9 8 0 年的统计数 西北工业大学丁程预十论文 第一章绪论 据，美国四大产业的劳动力比率约为：信息产业占5 0 以上、服务业占3 0 、 工业占1 3 、农业占2 。因此o a 的应用将会进一步得到发展。 目前，我国还有很多企事业单位日常的办公还是停留在手工的基础之上， 网络资源得不到很好的利用，日常的信息也得不到共享。随着日常应用信息的 增多，各企事业单位对于信息的管理和应用也更加困难，人员之问也难沟通和 协作，浪费人力物力，工作效率非常低下，网络办公自动化系统就是在这样的 条件和背景之下而受到了人们的重视。办公自动化( o f f i c e a u t o m a t i o n ，简称 o a ) ，是现代信息社会的重要标志之一，涉及到系统工程学、行为科学、管理 学、人机工程学和社会学等基本理论以及计算机、通信、自动化等支撑技术， 输入复杂的大系统科学与工程。 科学技术突飞猛进的发展，其在各个领域内都改变着人们的工作和生活条 件，社会不断向着物质文明大踏步的前进，同时也提高了劳动生产率。科学技 术的飞速发展也使办公系统这一传统的以人工( 脑力和体力劳动的高度结合) 为主的领域内古老的劳动方式发生了巨大的变化，夯公室中使用的各类现代化 的办公设各很大程度上代替了原来的文房四宝，办公桌上的打字机被计算机所 取代。各种公文信息都存储在磁盘上，节省了时间和空间以及金钱。各种各样 的技术和设备冲击着传统的办公模式i u 。 在这些技术和设备中，对办公自动化的发展起着最显著作用的是计算机信 息处理设备和构成办公室信息通信的计算机通信网络系统。信息处理技术得益 于计算机的高速处理能力，没有计算机技术就没有现代化的信息处理技术，信 息处理技术也延伸了办公室业务处理的内涵，成为办公室自动化的主要技术手 段，其内容也在不断的深化和丰富。近年来，计算机工业和产品的飞速发展扩 大了信息处理技术的应用范围，也使办公室信息处理技术向纵深方自发展，并 不断扩大其应用范围。网络通信技术的发展，有可能使相隔任意距离的办公室 之间，超越空间的界限，实现处于不弼地点的办公室之间的同时协同办公。 i n t e r n e t 、数据仓库、核数据挖掘、电子邮件、多媒体信息的传输和处理、电子 数据交换、信息安全等新技术使得办公自动化技术更上升到一个新的技术境界。 信息处理和信息通信两者的紧密结合，饺办公室自动化技术具有更商的效能， 也使办公室自动化技术发展的重要趋势。 其实，过去已有不少政府机关单位、大型企业开发了办公自动化系统。由 于历史的原因，这些系统大都是老版本的l o t u s n o t e s 平台上丌发的办公自动化 系统。但是由于当时网络技术和信息管理软件本身的局限，这些办公软件存在 两北丁业大学工程硕士论文 第一章绪论 许多缺陷己不能适应现代工作的要求。如集成化程度低，资源共享不充分；缺 乏韧性，对环境适应性差；特别是这些办公软件大多是静态的，仅能提供文档 的存储、管理、查询。远远不能适应网络化信息时代的要求，使其应用范围和效 果很有限。信息时代要求实现一个高度的办公自动化系统。一个现代化的办公 自动化系统应该能够显著提高办公效率，降低办公成本，充分利用内部资源， 加快工作流程，适应环境的变化等。 进入2 1 世纪，信息产业将成为世界第一大产业，信息技术领域的竞争成为 全球竞争的核心，谁拥有先进的信息技术，谁就能在发展和竞争中保持领先地 位、跻身于世界先进民族之林，反之，就难以取胜，甚至可能沦落为“技术殖 民地”。 中国的办公自动化软件系统起源于政府的公文和档案管理【帕j 。由于计划经 济体制的影响，政府对企业的管理除了依靠法律、法规之外，还有大量的行政 指令和指示。企业在进行许多决策的时候，也经常需要向主管部门请示汇报。 各地政府机关和企业主管部门一般根据上级下发的关于公文管理的行政法规制 作出相应的执行措施，基本保持系统内的致性，规范了办公中的公文处理和 档案管理流程。同时也起到了的内部信息沟通以及和上级主管部门的沟通作用。 因为采用计算机和网络进行处理，提高了工作效率，减少了纸张浪费。 由于大部分企业的组织架构都有明显的层级结构，传统的办文程序，从文 件起草、审阅、会签、签发、下发到归档、借阅等各个环节，存在流程复杂， 流转时间长，导致办公效率低，决策缓慢等问题。由于在机构和流程上很难作 很大的改动，因此解决之道就是采用先进的计算机和网络技术，不仅将办文内 容电子化，而且实现整个办文过程电子化，从根本上改变了传统的工作模式。 办文者可随时了解文件到达哪里，办理的情况怎样，对逾期没有办理的文件， 可以自动催办，文件办理完毕，可以自动归档，归档后的文件可供借阅和调阅 等，消除手工工作过程中的存在流转时间长，文件去向不明以及不便于跟踪等 问题。这正是本论文研究的现实意义所在。 1 3 办公自动化技术发展概况 7 0 年代中期以来，社会信息化的进程在全球范围内已逐渐显示出其特征轮 廓和重大的影响。世界各国的产业界和知识界都围绕着这一进程开展活动、规 划对策，力求在信息时代走在 h ：界前列。美国麻省理工学院教授m c z i s m a n 为初露端倪的办公自动化下了如下的定义：办公自动化就是将计算机技术、通 西北工业大学工程硕l 论文 第章绪论 许多缺陷已不能适应现代工作的要求。如集成化程度低，资源共享不充分；缺 乏韧性，对环境适应性差：特别是这些办公软件大多是静态的，仪能提供文档 的存储、管理、查询。远远不能适应网络化信息时代的要求，使其应用范围和效 果很有限。信息时代要求实现一个高崖的办公自动化系统。一个现代化的办公 自动化系统应该能够显著提高办公效率，降低办公成本，充分利用内部资源， 加快工作流程，适应环境的变化等。 进入2 1 世纪，信息产业将成为世界第一大产业，信息技术领域的竞争成为 全球竞争的核心，谁拥有先进的信息技术，谁就能在发展和竞争中保持领先地 位、跻身于世界先进民族之林，反之，就难以取胜，甚至可能沦落为“技术殖 民地”。 中国的办公自动化软件系统起源于政府的公文和档案管理1 4 6 l 。由于计划经 济体制的影响，政府对企业的管理除了依靠法律、法规之外，还有大量的行政 指令和指示。企业在进行许多决策的时候，也经常需要向主管部门请示汇报。 各地政府机关和企业主管部门一般根据上级下发的关于公文管理的行政法规制 作出相应的执行措施，基本保持系统内的一致性，规范了办公中的公文处理和 档案管理流程。同时也起到了的内部信息沟通以及和上级主管部门的沟通作用。 因为采用计算机和网络进行处理，提高了工作效率，减少了纸张浪费。 由于大部分企业的组织架构都有明显的层级结构，传统的办文程序，从文 件起草、审阅、会签、签发、下发到归档、借阅等各个环节，存在流程复杂， 流转时间长，导致办公效率低，决策缓慢等问题。由于在机构和流程上很难作 很大的改动，因此解决之道就是采用先进的计算机和网络技术，不仅将办文内 容电子化，而且实现整个办文过程电子化，从根本上改变了传统的工作模式。 办文者可随时了解文件到达哪里，办理的情况怎样，对逾期没有办理的文件， 可以自动催办，文件办理完毕，可以自动归档，归档后的文件可供借阅和调阅 等，消除手工工作过程中的存在流转时间长，文件去向不明以及不便于跟踪等 问题。这正是本论文研究的现实意义所在。 1 3 办公自动化技术发展概况 7 0 年代中期阻来，社会信息化的进程在全球范围内已逐渐碌示出其特征轮 廓和重大的影响。世界各国的产业界和知识界都围绕饕这一进程开展活动、规 划对策，力求在信息时代走在世界前列。美园麻省理1 学院教授m c z i s m a n 为初露端倪的办公自动化下了如下的定义：办公自动化就是将计算机技术、通 为初露端倪的办公自动化fr 如下的定义：办公自动化就是将计算机技术、通 西北工业大学丁程硕士论文第一章绪论 信技术、系统科学及行为科学应用于传统的数据处理难以处理的数量庞大且结 构不明确的、包括非数值型信息的办公事务处理的一项综合技术垆”。 8 0 年代中期，我国制定了办公自动化的发展目标及远景规划，同时，国 务院电子振兴办办公自动化专家会议对办公自动化作了如下定义：办公自动化 是利用先进的科学技术，不断使人的办公业务活动物化于人以外的各种设备中， 并由这些设备与办公室人员构成服务于某种目标的人一一机信息处理系统。其 目的是尽可能充分地利用信息资源，提高生产率、工作效率和质量、辅助决策、 求取更好的效果以达到既定( 即经济、政治、军事或其它方面的) 目标。一个 比较完整的办公自动化系统应包括信息采集、信息加工、信息传输、信息保存 这四个基本环节。核心任务是为各领域各层次的办公人员提供所需运用的信息。 传统办公系统和现代化办公自动化系统本质的区别是信息存储和传输的媒 介不同。传统办公系统利用纸张记录文字、数据和图形，利用照相机或摄像机 胶片记录影像，利用录音机磁带记录声音。这些都属于模拟存储介质，所利用 的各种设备之间没有自动的配合，难于实现高效率的信息处理、检索和传输， 存储介质占用的空间也很大。现代化办公自动化系统，利用计算机和网络技术 使信息以数字化的形式在系统中存储和流动，软件系统管理各种设备自动地按 照协议配合工作，使人们能够高效率地进行信息处理、传输和利用。办公自动 化技术的发展将使办公活动向着数字化的方向发展，并实现无纸化办公。 办公自动他( o a ) 是将现代化办公和计算机网络功能结合起来的一种新型 办公方式，是当前新技术革命中一个非常活跃和具有很强生命力的技术应用领 域，是信息化社会的产物【2 】。通过网络，组织机构内部的人员可跨越时间、地 点协同工作。通过o a 系统所实施的交换式网络应用，使信息的传递更加快捷 和方便，从而极大地扩展了办公手段，实现了办公的高效率。 过去，计算机所带来的办公自动化仅仅是提高了个人工作的效率，帮助我 们进行文字处理、电子报表，以及进行简单的人事管理、财务管理等。而现在 所说的办公自动化，是以网络为依托，在企业内部进行畅通的信息交流。在这 种模式下，一个企事业单位成为一个大办公室，它下面的财务、人事、行政、 业务等部门都成为企事业单位信息流中的一个环节，而不再是一个一个的信息 孤岛。依靠这种模式，企事业单位的组织结构能够得到简化，各个部门在信息 共享的基础上进行协作，便于明确各个部门甚至每个员工的责任，而决策层可 以迅速综合来自各个方面的信息，并咀此为依据制定它的战略决策。 本办公自动化系统就是在这样的系统需求下产生的，学校的各种公文流转， 4 西北工业大学工程硕士论文 第一章绪论 如果利用传统办公模式，将非常浪费时间，所以本系统是基于n e t 的网络化办 公自动化软件，以非常灵活的办公模式来满足不同办公用户的需求，用户可以 在家里面办公，如果出差也不会将工作耽误，就如同在办公室里办公一样，可 以说只要能够上网就可以知道所有有关办公事宜，这在以前办公模式下是无法 办到的。这正是本办公系统的优势所在。 1 4 本课题的研究内容及组织结构 本文从办公自动化系统的概念和相关技术着手，叙述系统的研究背景和意 义，详细分析办公自动化系统的工作流技术，并且实现了对于工作流自动化的 个性化解决方案。本文共分为六章，其章节安排如下： 第一章：绪论，简单分析了系统的研究背景及意义。论述本论文研究内容。 第二章：主要介绍了系统的架构设计，包括n e t 体系结构的介绍以及本系 统的设计框架。 第三章：对于系统的关键技术即工作流自动化技术进行了分析。 第四章：对于本系统的安全性分析及功能模块设计。 第五章：对系统详细设计进行分析。 第六章：对于本系统的设计和其他同类产品的设计方案对比，说明了本系 统设计的优越性，并且简单介绍了系统功能测试情况和系统调优。 在总结与展望中，主要介绍了整个系统设计与实现中本人所做的工作、所 取得的成果、并着重分析了本设计还有什么不足，以便后续完善阶段加以改进。 西北t 业大学t 程颇十论文 第二章系统架构设计 第二章系统架构设计 o a 开发技术、开发方法对o a 应用软件的功能起关键的作用，选择用最 先进的技术及开发方法，才能开发具有先进系统结构的o a 应用软件，才能保 障系统不被淘汰t 3 1 。本办公系统是建立在，n e t 架构上的。所以在本章的开始， 首先来介绍一下n e t 。 v i s u a ls t u d i o n e t 是一个综合性开发工具，使用它能够快速构建下一代应 用程序，这些应用程序可以应用到任何互联网设备，并能与任何平台集成，释 放n e t 的能量。m i c r o s o f tv i s u a ls t u d i o n e t 是用于快速构建和集成x m lw e b 服务和应用程序的综合性多语言开发工具，它极大地增加了开发人员的生产率， 提供了新的企业机会。在设计时v i s u a ls t u d i o n e t 深度集成了互联网标准和协 议，如x m l 和s o a p ，它极大地简化了应用程序开发周期。v i s u a ls t u d i o n e t 提供了控件拖放，自动调试等功能。能够快速的设计、开发、调试和部署w e b 应用程序，极大地提高开发程序的工作效率。本章将对于n e t 的体系结构进行 简单的讲解，并且结合实际应用，对n e t 体系结构中本系统所用的技术进行简 单的介绍【2 】。 2 1v i s u a ls t u d i o n e t 规范 m i c r o s o f t n e t 平台包括用于创建和操作新一代服务的n e t 基础结构 和工具、用于实施多信息客户端的n e t 用户经验，以及用于启用新一代智能 i n t e m c t 设备的n e t 构造块服务和n e t 设备件。n e t 框架是创建、部署 和运行w e b 服务及其他应用程序的一个环境p j 。它包括三个主要部分：公共 语言运行时、框架类和a s e n e t 。 a s p n e t 是建立在微软新一代n e t 平台架构上，利用普通语言运行时 ( c o m m o nl a n g u a g er u n t i m e ) 在服务器后端为用户提供建立强大的企业级 w e b 应用服务的编程框架。 a s e n e t 与a s p 保持语法兼容，实际上可将现有的a s p 源码文件扩展名 “a s p ”改为“a s p x ”，然后配置在支持a s e n e t 运行时的i i s 服务器w e b 目录下， 即可获得a s e n e t 运行时的全部优越性能。a s e n e t 与a s p 的主要区别在于 前者是编译( c o m p i l e ) 执行，而后者是解释( i n t e r p r e t ) 执行，前者比后者有更高 的效率”j 。实际上可以把a s e n e t 的执行过程看作是编译后的普通语言运行时 代码充当 个和前端浏览器和中间件用户交互的应用程序，它接受用户的请求， 西北工业大学工程硕j | 论文 第二章系统架构设计 输出h t m l 流到客户端显示。除此之外，a s e n e t 还可以利用n e t 平台架构诸 多优越性能，如类型安全，对x m l ，s o a p , w s d l 等i n t e r n e t 标准的强健支持。 2 2 n e t 体系结构简介 m i c o s o f l n e t 平台是一个建立在开放互联网络协议标准之上，采用新的工 具和服务来满足人们的计算和通信需求的革命性的新型x m lw e b 智能计算服 务平台。它允许应用程序在因特网上方便、快捷地互相通信，而不必关心使用 何种操作系统和编程语言。从技术层面来说，m i c r o s o f t n e t 平台主要包括两个 内核，即通用语言运行时( c o m m o nl a n g u a g er u n t i m e ，简称c l r ) 和 m i c r o s o f t n e t 框架类库，它们为m i c r o s o f t n e t 平台的实现提供底层技术支持。 图2 1 说明了n e t 的组件和类库结构。 回固回固 图2 1 n e t 的组件和类库结构 2 2 1 通用语言运行时( c l r ) 通用语言运行时是整个m i c r o s o f t n e t 框架赖以建构的基础，它为 m i c r o s o f t n e t 应用程序提供了一个托管代码的执行环境。它实际上是驻留在内 存里的一段代理代码，负责应用程序在整个执行期间的代码管理工作，主要包 括：内存管理、线程管理、安全管理、远程管理、即时编译、代码强制安全类 型检查等。实际上，c l r 代理了部分传统操作系统的管理功能。在c l r 下的 代码称为托管代码，否则称为非托管代码。也可将c l r 看作个技术规范，无 一7 一 西北工业大学工程硕上论文第二章系统絮构设计 论程序使用什么语言编写，只要能编译成微软中间语言( m s i l ) ，就可以在它 的支持下运行。这使得应用程序锝以独立于语言。即时编译器在运行时将中间 语言编译成本地二进制代码，它为m i c r o s o f t n e t 平台提供了多语言的底层技 术支持【5 】【4 “。 c l r 的设计目的是直接在应用程序运行环境中为基于组件的编程提供支 持。c l r 直接支持组件( 包括属性和事件) 、对象、继承性、多态性和接口。 对属性和事件的直接支持使得基于组件的编程变得更简单，而不需要特殊的接 口和适配设计模式。在组件运行时，c l r 负责管理内存分配、启动和中止线程 和进程、强化安全系数，同时还调整任何该组件涉及到的其他组件的附属配置。 组件代码是与处理器无关的、易于验证的中间语言( 1 l ) ，而不是某一种特定的 机器语言，这意味着组件不但可以在多种计算机上运行，而且可以确保组件不 会覆盖它们不使用的内存，也不会潜在地导致系统崩溃。c l r 根据托管组件的 来源( 例如来自因特网、企业局域网、本地机) 等因素对它们确定适当的信任 度，这样c l r 会根据它们的信任度来限定它们执行如读取文件、修改注册表等 一些敏感操作的权限。c l r 下的编程全部是围绕组件进行的。 值得指出的是c l r 通常包括在其他高性能的服务器应用程序中，比如：因 特网信息服务器( i i s ) 、m i c r o s o f ts q ls e r v e r 。这使得本系统可以充分利用通 用语言运行时诸多的安全、高效的优点来部署自己的商业逻辑。 2 2 2 内存管理 c l r 对程序员影响最大的就是它的内存管理功能，有必要单独把它列出来 阐述。它为应用程序提供了高性能的垃圾收集环境，在m i c r o s o f t ，n e t 托管环 境下，c l r 负责处理对象的内存布局，管理对象的引用，释放系统不再使用的 内存( 自动垃圾收集) 。这从根本上解决了长期以来困扰软件的内存泄露和无效 内存引用问题，大大减轻了程序员的开发负担，提高了程序的健壮性。值得指 出的是m i c r o s o f t n e t 应用程序可以使用托管数据，也可以使用非托管数据， 但c l r 并不能判断托管数据与非托管数据。 当用n e w 操作符创建新的对象时，垃圾收集器在托管堆( m a n a g e dh e a p ) 中为对象分配内存资源【“。只要托管堆内的内存空间可用，垃圾收集器就为每 一个新创建的对象分配内存。当应用程序不再持有某个对象的引用，垃圾收集 器将会探测到并释放该对象。但是垃圾收集器并不是在对象引用无效时就也h 口 开始释放工作，而是根据一定算法束决定什么时候进行收集和对什么埘象进行 西北工业大学工程硕士论文 第二章系统架构设计 收集。任何一个机器的内存资源总是有限的，当托管堆内的内存空间不够用时， 垃圾收集器启动收集线程来释放系统内存。垃圾收集器根据对象的存活时间， 对象历经的收集次数等来决定对哪些对象的内存进行释放。一般地说，开发人 员并不知道垃圾收集的确切行为，但m i c r o s o f t n e t 类库为开发人员提供了控 制垃圾收集行为的部分功能。 垃圾收集器并不意味着程序员从此可以一劳永逸，如果正在操作一个包装 了如文件、网络连接、w i n d o w s 句柄、位图等底层操作系统资源的对象，还是 需要明确地释放这些非托管资源的。 2 2 3 n e t 框架的基本组件 m i c r o s o f t n e t 框架类库是一组广泛的、面向对象的可重用类的集合，为应 用程序提供各种高级的组件和服务【4 1 1 。它将程序员从繁重的编程细节中解放出 来专注于程序的商业逻辑，为应用程序提供各种开发支持不管是传统的命 令行程序还是w i n d o w s 图形界面程序，或是面向下一代因特网分布式计算平台 的a s p n e t 或x m lw e b 服务。下面是对这些组件和服务的一个概括： 1 系统框架服务 服务框架包括一套开发人员希望在标准语言库中存在的基本类库，例如： 集合、输入，输出、字符串及数据类。另外，基本类库提供访问操作系统服务如 图像、网络、线程、全球化和加密的类。服务框架也包括数据访问类痒和开发 工具，如调试和剖析服务使用的类。 2 a d o n e t 组件 a d o n e t 为基于网络的可扩展的应用程序和服务提供数据访问服务。 a d o n e t 不仅支持传统的基于链接指针风格的数据访问，同时也为更适合于 把数据返回到客户端应用程序的无连接的数据模板提供高性能的访问支持。 3 x m l 数据组件 所有的数据都可被看作x m l ，开发人员可以通过x m l 为任何数据使用转 换、传输和确认服务。系统框架对x m l 数据提供操作支持，系统也支持 a d o n e t 数据与x m l 数据之间的通用转换。 4 w i n d o w s 智能表单组件 w i n d o w s 表单组件为开发人员提供了强大的w i n d o w s 应用程序模型和丰富 的w i n d o w s 用户接口，包括传统的a c t i v e x 控件和w i n d o w sx p 的新界而，如 透明的、分层的、浮动的窗口。 西北工业大学t 程硕士论文 第二章系统架构设计 5 a s p n e t 应用服务 a s p n e t 的核心是高性能的用于处理基于低级结构的h t t p 请求的运行语 言。编译运行的方式大大提高了它的性能。a s p n e t 使用基于构件的m i c r o s o f t n e t 框架配制模板，因此它获得了如x c o p y 配制、构件并行配制、基于 x m l 配制等优点。它支持应用程序的实时更新，提供高速缓冲服务改善性能。 6 x m l w e b 服务 a s p n e t 应用服务体系架构为用a s p n e t 建立x m lw e b 服务提供了一个 高级的可编程模板。虽然建立x m lw e b 服务并不限定使用特定的服务平台， 但是它提供的许多特点将简化开发过程。使用这个编程模型，开发人员甚至不 需要理解h t t p 、s o a p 或其他任何网络服务规范。a s p n e t 的x m lw e b 服务 为在i n t e m e t 上绑定应用程序提供了一个利用现存体系架构和应用程序的简单 的、灵活的、基于产业标准的模型。 2 2 4 n e t 框架的主要优点 首先它能够帮助软件使用者与网络服务商部署软件；其次能够提供更稳定、 更安全、更易扩容、更高性能的软件开发环境；在此能够让开发人员更有生产 力：更易使用现有代码，使他们更轻松地集成所支持的2 0 多种编程语言编写出 来的组件，让他们用同样的工具和技能开发出更多样化的软件。在实际应用 中，n e t 框架给本系统的应用程序提供了更加安全的体系结构，很容易的实现 了代码的分离。 2 3 系统架构设计 i i s 和组件服务一起作为来建立一个基本创建w e b 应用程序的结构。a s p 和其他m i c r o s o f t 技术已经扩展了这个基本功能来创建一个好的环境来进行应 用程序开发。这个基本的服务器功能通过i s a p i 显示。 i i s 6 0 提供的核心功能包括： 1 ) 建立和维护h t t p 连接。 2 ) 读取h t t p 请求和写入h t t p 响应。 3 ) 修改h t t p 标头。 4 ) 获取客户机验证信息。 5 ) 管理异步连接。 6 ) 将u r l s 映射到物理地址。 西北工业大学t 程硕士论文 第二章系统架构设计 7 ) 管理和运行应用程序。 g ) 传送文件。 图2 - 2 是本系统的体系结构。利用i i s 作为w e b 服务器，n e t 企业服务 器是本系统的应用服务器，s q ls e r v e r 是本系统的数据库服务器，客户端是浏 览器。 w e b 服务器：应用服务器数据库服务器 i i 图2 2 系统的架构设计 2 3 1 系统的运行原理概述 在论文的本节来解释一下本系统的运行原理。其实也就是a s e n e t 的运行 原理，它对于理解本系统的运行过程有着非常重要的意义，因为本系统运行机 理对于构建一个基于n e t 的应用程序来说非常重要。 动态w e b 程序均是以文本的的方式保存在服务器的。j s p 和a s p n e t 以前 的技术中，只有当服务器受到执行请求以后，服务器才会将这些程序的源代码 交送编译器编译，而编译一次程序是需要时间的，如果每次请求都需要编译一 次，花费在编译上面的时间将会很多，从而大大降低了程序执行的效率。 a s p n e t 中借用了j s v 的“二次编译”的思想：在j s p 的编译执行过程中， 当程序第一次被请求执行时，其源代码将会编译成j a v as e r v l e t 代码，然后再 编译成机器代码执行；当该程序第二次被请求执行时，系统会检测原j s p 程序 是否修改，如果没有，系统会直接将j a v as e r v l e t 代码编译成为机器代码加以 执行。 西北工业大学工程硕士论文第二章系统架构设计 当a s p n e t 程序第一次执行时，c l r ( c o m m o nl a n g u a g er u n t i m e ) 会将 a s p n e t 程序源代码首先编译成为m s i l (