（机械制造及其自动化专业论文）基于corba的cadcapp集成平台的开发.pdf

西华大学硕士学位论文 基于c o r b a 的c a d c a p p 集成平台的开发 机械制造及自动化专业 研究生龙甚羊指导教师蔡长韬教授 摘要 目前国内外对于分布式技术和网络化制造的应用研究十分活跃，分布式网 络化制造是当前研究的一个热点。在分布式环境下实现企业之间和企业内部各 应用系统之间信息的共享，以及对原有系统的兼容是一个十分棘手的问题，因 此开发基于c o r b a 标准的系统，其目的在于实现分布式异构环境下企业内部 及企业之间信息和软件资源的共享，以方便地接入c a d 、c a p p 等各种应用系 统。 论文在分析了网络化制造平台研究现状和发展趋势的基础上，根据系统需 要实现的功能和现有支持技术建立了网络化制造平台，该平台由软件体系和功 能体系组成，软件体系包括用户界面、服务器界面、应用服务群、数据服务群、 四部分，功能体系包括基本服务功能和扩展功能，选取消息中间件x m l b l a s t e r 作为该平台的核心。探讨了如何运用基于消息中间件来解决网络化制造的关键 技术，根据网络化制造平台的集成模式的总体构成，对消息中间件进行了分析 与设计，首先建立了一个消息中间件的模型框架，通过该模型可以较好地解决 网络化制造中异构、分布式的信息交换和集成问题，其次我们进行了消息中间 件的功能设计，针对消息传递的可靠和稳定性，我们还提出了防故障重连方式。 介绍了如何用i d l 定义各个接口封装不同系统的服务，以便用c + + 语言对 c a d 、c a p p 进行二次开发，为达到传输格式的统一，讨论了把c a d 、c a p p 、 p d m 中需要传输的文件转换成x m l 格式的几种方法，提出了使用d o m ，s a x 加上x p a t h ( x m l 路径语言) 技术对接收到的x m l 文件进行过滤来获取所 西华大学硕士学位论文 需信息。 最后通过对该网络化制造集成平台的应用，验证了软件结构的合理性和实 用性，为网络化制造的全面实施奠定了良好的基础，具有广阔的市场前景。 关键词：c o r b a ，x m l ，x m l b l a s t e r ，网络化制造平台，m o m i l 西华大学硕士学位论文 d e v e l o p m e n t o fc a d c a p p i n t e g r a t e dp l a t f o r mb a s e d o nc o r b a m a j o r i n gf i e l d ： m e c h a n i c a lm a n u f a c t u r i n ga n da u t o m a t i o n m e c a n d i d a t e ：l o n gs h e n y a n g a b s t r a c t s u p e r v i s o r ： c a ic h a n g t a o t h er e s e a r c ho ft h e a p p l i c a t i o n s o fd i s t r i b u t e dt e c h n o l o g ya n dn e t w o r k m a n u f a c t u r i n gh a sb e e nv e r y a c t i v ea th o m ea n da b r o a dt h e s ed a y s ，a n dt h e d i s t r i b u t e dn e t w o r km a n u f a c t u r i n gi sah o t s p o t t oa c h i e v et h ei n f o r m a t i o ns h a r i n g o f a p p l i c a t i o ns y s t e m s i n e n t e r p r i s e o r i n t e r - e n t e r p r i s e s u n d e rd i s t r i b u t e d e n v i r o n m e n t ，a sw e l la st h ec o m p a t i b i l i t yw i t ht h eo r i g i n a ls y s t e mi sav e r yd i f f i c u l t p r o b l e m t h e r e f o r e t h ep u r p o s eo fd e v e l o p i n gas y s t e mb a s e do nc o r b a s p e c i f i c a t i o ni s t oa c h i e v et h es h a r i n go fi n f o r m a t i o na n dr e s o u r c es o f t w a r ei n e n t e r p r i s eo ri n t e r - e n t e r p r i s e s ，a n da c c e s sc a d ，c a p p ，a n do t h e ra p p l i c a t i o n s e x p e d i e n t l y b a s e do nt h ea n a l y s i so fn e t w o r km a n u f a c t u r i n gp l a t f o r m sr e s e a r c hs t a t u sa n d d e v e l o p m e n tt e n d e n c y ，t h ep a p e re s t a b l i s h e dt h en e t w o r km a n u f a c t u r i n gp l a t f o r m a c c o r d i n gt ot h ef u n c t i o nn e e d e da n dt h ee x i s t i n gt e c h n i c a ls u p p o r t t h ep l a t f o r m c o n s i s t so fs o f t w a r es y s t e ma n df u n c t i o ns y s t e m t h es o f t w a r es y s t e mi n c l u d e sf o u r p a r t s ：u s e ri n t e r f a c e ，s e r v e ri n t e r f a c e ，a p p l i c a t i o ns e r v i c eg r o u pa n dd a t as e r v i c e s g r o u p t h ef u n c t i o ns y s t e mi n c l u d e sb a s i cs e r v i c e sa n de x t e n d e df u n c t i o n s m e s s a g e o r i e n t e dm i d d l e w a r e ( m o m ) x m l b l a s t e ri ss e l e c t e da st h ec o r eo ft h ep l a t f o r m t h ea u t h o rd i s c u s s e st h ek e yt e c h n o l o g yo fu s i n gm o mt os o l v en e t w o r k m a n u f a c t u r i n g ，a sw e l la st h ea n a l y s i sa n dd e s i g no fm o m ，w h i c hi sb a s e do nt h e o v e r a l lc o n s t i t u t i o no ft h ep l a t f o r m si n t e g r a t i o nm o d e l f i r s tw ee s t a b l i s h e dam o d e l f r a m e w o r kf o rm o m w h i c hc a nb e t t e rs o l v et h ei s s u e so fi s o m e r i s m , d i s t r i b u t e d i i i 两华大学硕士学位论文 i n f o r m a t i o ne x c h a n g ea n di n t e g r a t i o ni s s u e si nt h en e t w o r km a n u f a c t u r i n g ，t h e nt h e f u n c t i o no ft h em o mi sd e s i g n e d ，a n da l la n t i f a u l tr e c o n n e c t i n gm o d ei sa l s o p r o p o s e df o rt h er e l i a b i l i t ya n ds t a b i l i t yo fm e s s a g e t h i sd i s s e r t a t i o na l s oi n t r o d u c e dh o wt od e f i n et h es e r v i c e so fd i f f e r e n ts y s t e m s i nv a r i o u si n t e r f a c ee n c a p s u l a t i o n sw i t hi d l s ot h a tt h ec a da n dc a p pc o u l db e s e c o n d a r i l yd e v e l o p e db yc + + p r o g r a m m i n gl a n g u a g ei no r d e rt ou n i f yt h et r a n s f e r f o r m a t a f t e rt h a ts e v e r a lw a y st ot r a n s f o r mt h ef i l e sn e e d e di nc a d ，c a p p ，a n d p d mi n t ox m lf o r m a ta r ea l s od i s c u s s e d w i t ht h ed o m s a xa n dx p a t h ( x m lp a t hl a n g u a g e ) ，t h en e c e s s a r yi n f o r m a t i o nc a nb eo b t a i n e db yf i l t e r i n gt h e x m lf i l e sr e c e i v e d f i n a l l y ，t h er a t i o n a l i t ya n dp r a c t i c a l i t yo ft h es t r u c t u r e f o rt h es o f t w a r ea r e v e r i f i e da c c o r d i n gt ot h e a p p l i c a t i o n o ft h en e t w o r km a n u f a c t u r i n gi n t e g r a t e d p l a t f o r m m o r e o v e r , t h er e s e a r c h h a sl a i das o l i df o u n d a t i o nf o r t h ef u l l i m p l e m e n t a t i o no fn e t w o r km a n u f a c t u r i n g ，w h i c hh a sab r o a dm a r k e tp r o s p e c t s k e yw o r d s ：c o r b a ，x m l ，x m l b l a s t e r , n e t w o r k e dm a n u f a c t u r i n gp l a t f o r m , m o m i v 两华大学硕士学位论文 声明 本人声明所皇交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经 发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西华大学或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论 文中作了明确的说明并表示谢意。 本学位论文成果是本人在西华大学读书期间在导师指导下取得的，论文成 果归西华大学所有，特此声明。 作者签字：名彗手动。髟年万月6 日 导师签字：咱笋韦甬 埘年6 月6 日 西华大学硕士学位论文 1 绪论 1 1 课题研究的背景 随着分布式技术的发展，由o m g 组织制订的c o r b a 标准与m i c r o s o f t 的 c o m d c o m 标准、s u n 公司的j a v ar m i 标准一起形成了分布对象计算领域的 主流。其中c o r b a 和c o m 的应用最为广泛，基本上c o m 是以w i n d o w s 为 中心的开发环境，而c o r b a 则是平台中立的分布式技术。采用c o r b a 标准 作为集成的技术平台，可以从技术上解决集成过程中操作的透明性和系统的可 扩展性，即无论任何数据源只要进行适当的封装并向系统提供用c o r b ai d l 语言编写的界面，就可以加入系统。表现在集成企业或者企业联盟已有的应用 系统上，如机械设计系统p r o e n g i n e e r 、i - d e a s 、m d t ，m i s m r p i i e r p 系 统，电子商务等等，需要通过c o r b a 系统集成到一起实现信息的交互和共享。 因此本课题以阀门产品生产企业为例，在分析了国内外用户的实际需要及其特 点的基础之上，提出一种基于c o r b a 的网络化制造集成平台。其目的在于实现 分布式异构环境下企业内部及企业之间信息和软件资源共享。以方便地接入 c a d 、c a p p 、c a m 及p d m 等应用系统 1 】 2 】【3 】 4 】。 随着计算机网络和数据库技术的发展，制造企业在工程设计中广泛采用了 各种计算机辅助工具，如c a d ( c o m p u t e ra i d e dd e s i g n 计算机辅助设计) ，c a e ( c o m p u t e ra i d e de n g i n e e r i n g 计算机辅助工程分析) ，c a p p ( c o m p u t e ra i d e d p r o c e s sp l a n n i n g 计算机辅助工艺规划) ，c a m ( c o m p u t e ra i d e dm a n u f a c t u r i n g 计算机辅助制造) 等，从而大大提高了生产率。但在实际产品开发过程中，有 的企业虽然作了c a d 系统，但是管理部门所管理的设计文档是c a d 系统打印 出来的硬拷贝或者是原始c a d 文档，工程人员有近一半的时间花在从各种形 式( 图纸、文件) 的介质上查找和验证设计所需的信息，并且在设计过程中， 大量的数据是在设计的动态过程中形成的，经常发生变化，工程技术人员难以 及时得到这些设计过程的信息内容和状态变化【5 】【6 】【7 1 。 从全球来看，世界制造业信息化发展走过了一条“由内向外”的道路。自 从上个世纪5 0 年代以来，发达国家制造业信息化从功能自动化( c a d 、c a m 、 c a p p 、m r p ) 起步，经历了信息系统集成( 如c a d c a p p c 舢、c a d m r p i i 、c a p p m r pi i 、c i m s ) ，生产过程优化( 如c e 、b p r ) 等发展阶段。2 0 世纪9 0 年代中期以来，互联网的飞速发展使以满足全球化市场用户需求为核心 西华大学硕士学位论文 的快速响应制造活动成为可能，国际制造业出现了五大变局，以虚拟制造、总 装制造、转移制造、全球协作制造为标志，制造业信息化的重心开始向外部信 息网络化全面转移。制造企业通过网络在全球范围内建立零部件的加工基地。 如波音7 4 7 飞机的4 5 0 万个零部件，就来自近1 0 个国家的i 0 0 0 多家大企业和 1 5 0 0 0 多家小企业。由英国总装生产的汽车，其发电机来自瑞典，控制设备来 自德国，底盘、弹簧来自美国，车身来自意大利。美国耐克公司自己只生产“耐 克鞋”关键的气垫系统，其余全由外部加工制造商提供。凭借其独特的设计能 力，耐克公司将主要精力集中于新产品的研发和市场营销上。在美国的硅谷地 区，3 0 的研究与开发工作是在日本与欧洲进行的，9 0 的组装工作是在第三世 界进行的。而这些研发资源、制造资源的协作，高度依赖信息网络和新兴的信 息应用服务。 网络经济时代的来临，使企业面临信息化的挑战，如何利用信息技术，将 不同的应用系统集成为一个高效的整体，采纳现代的管理理念和方法，消除信 息孤岛现象，及时将关键信息服务送到一线的工作人员的手中，成为企业提高 市场竞争力的关键，i n t e r a c t 技术的广泛应用，使企业能通过其内部或外部网 ( i n t r a n e t e x t r a n e t ) ，实施面向业务流程的管理重整和自动化( b p m b p r b p a ) ， 进入所谓的电子商务时代。制造业电子商务、供应链管理、客户关系管理等应 用兴起，制造业信息化发展的重点日益从内部信息化诸环节向外部管理信息化 转移，与产业链、与消费者、与社会信息联系日益紧密，对信息网络和应用服 务的需求日益迫切。为推进这一目标，企业的应用集成已成为当前一个技术关 键和热点，而e a i 的核心技术就是通过中间件来完成跨平台的应用集成。现代 的企业网络应用，基本上都采用多层结构，这就更加重了中间件的必要性，中 间件的选择显然与要跨接的应用相关，关键的考虑点是如何采用开放的接口和 协议。因此基于分布式技术、向后兼容的、适用于产品网络化制造的基于中间 件的集成平台开发是制造企业当前的迫切需要瞵d 卯。 1 2 现代制造业的发展趋势 1 2 1 信息化带动制造业的发展 随着当代信息技术、先进制造技术和全球化的发展，制造业的发展技术、 发展模式发生了较大的变化，出现了所谓现代制造业。现代制造业是相对于传 2 西华大学硕士学位论文 统制造业来说的，前者对信息化水平、企业的组织形式、经营的开放性与全球 性、企业的研究开发能力与产品的技术含量都有较高的要求，总的来看，传统 制造业向现代制造业的转变，集中体现为以下几个方面的特点。 ( 1 ) 全球化。一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈，例如在机 械制造业中，国内外已有不少企业，甚至是知名度很高的企业，在这种无情的 竞争中纷纷落败，有的倒闭，有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额 的企业，不得不扩展新的市场；另一方面，网络通讯技术的快速发展推动了企 业向着既竞争又合作的方向发展，这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。 这两个原因的相互作用，已成为全球化制造业发展的动力，全球化制造的第一 个技术基础是网络化，网络通讯技术使制造的全球化得以实现。 ( 2 ) 网络化。网络通讯技术的迅速发展和普及，给企业的生产和经营活动 带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售 都可以异地或跨越国界进行。此外，网络通讯技术的快速发展，加速技术信息 的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习，推动了企业向着既竞争又合 作的方向发展。 ( 3 ) 虚拟化。制造过程中的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。 检验产品的可加工性、力n - r - _ 方法和工艺的合理性，以优化产品的制造工艺、保 证产品质量、生产周期和最低成本为目标，进行生产过程计划、组织管理、车 间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真，通过 仿真软件来模拟真实系统，以保证产品设计和产品工艺的合理性，保证产品制 造的成功和生产周期，发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。 ( 4 ) 自动化。自动化是一个动态概念，目前它的研究主要表现在制造系统 中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的 计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。制造自动 化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制 造智能化和制造绿色化。 ( 5 ) 绿色化。绿色制造则通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色 设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品，产品使用完以后再 通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的 负面影响，同时，使原材料和能源的利用效率达到最高【1 6 】 1 7 】【1 8 】。 西华大学硕士学位论文 其中网络化越来越体现出更大作用，造成更深远的影响。 1 2 2 网络化制造与网络化制造系统的内涵 网络化制造技术是将网络技术与制造技术相结合的所有相关技术与研究领 域的总称，是经济全球化和信息时代的产物。它的具体内涵是企业利用网络技 术( 包括i n t e m e t 、v p n 、无线网络等) ，开展市场开拓、产品设计、生产制造、 产品销售、零件采购、企业管理等一系列活动的总称。 网络化制造系统的内涵是：在一定区域内( 如国家、省、市、地、县) ，采 用政府调控、产学研相结合的组织模式，在计算机网络( 包括因特网和区域网) 和数据库的支撑下，动态集成区域内的企业、高校、研究所及其制造资源和科 技资源，形成一个包括网络化的制造信息系统、网络化的制造资源系统、虚拟 仓库、网络化的销售系统、网络化的产品协同开发系统、虚拟供应链及其网络 化的供应系统等分系统和网络化的分级技术支持中心及服务中心的、开放性的 现代集成系统。 1 2 3 网络化制造涉及的技术 网络化制造涉及的技术大致可以分为总体技术，基础技术，集成技术与应 用实施技术。 ( 1 ) 总体技术：总体技术主要是指从系统的角度研究网络化制造系统的结 构、组织与运行等方面的技术，包括网络化制造的模式、网络化制造系统的体 系结构、网络化制造系统的构建与组织实施方法、网络化制造系统的运行管理、 产品全生命周期管理和协同产品商务技术等。 ( 2 ) 基础技术：基础技术是指网络化制造中应用的共性与基础性技术，这 些技术不完全是网络化制造所特有的技术，包括网络化制造的基础理论与方法、 网络化制造系统的协议与规范技术、网络化制造系统的标准化技术、产品建模 和企业建模技术、工作流技术、多代理系统技术、虚拟企业与动态联盟技术和 知识管理与知识集成技术等。 ( 3 ) 集成技术；集成技术主要是指网络化制造系统设计、开发与实施中需 要的系统集成与使能技术，包括设计制造资源库与知识库开发技术、企业应用 集成技术、a s p 服务平台技术、集成平台与集成框架技术、电子商务与e d i 技 4 西华大学硕士学位论文 术、w e bs e r v i c e 技术、以及c o m + 、j 2 e e 技术、x m l 、p d m l 技术、信息智 能搜索技术等。 ( 4 ) 应用实施技术；应用实施技术是支持网络化制造系统应用的技术，包 括网络化制造实施途径、资源共享与优化配置技术、区域动态联盟与企业协同 技术、资源( 设备) 封装与接口技术、数据中心与数据管理( 安全) 技术和网 络安全技术等。 1 2 4 信息安全是保证网络化制造实施的关键 企业在实施网络化制造后，必须利用网络化平台在企业内部或与异地合作 伙伴交换产品设计信息、生产制造数据、采集用户的建议和反馈等。这种信息 交换和处理的自动化可以使企业降低成本，加快市场的反映速度，但在信息交 换和处理过程中，大量重要的产品数据、商业数据需要在公共网络上传输，这 些信息极有可能在传输过程中被窃取、篡改或破坏，给使用它的利益实体造成 损失。信息是企业的第一生命，关系企业的生死存亡，信息的丢失或错误将意 味着企业在竞争中失败。所以必须与网络技术同步，解决异地协同开发环境中 的信息安全问题，防止重要数据被竞争对手窃取或破坏，保护企业的知识产权 【1 9 _ 2 3 1 。 1 3 课题来源及研究意义 1 3 1 课题来源 课题来源于四川省教育厅重点科研项目：基于c o r b a 的区域网络化制造集 成平台的开发与应用( 项目编号0 5 2 0 2 0 9 4 ) o 1 3 2 课题研究意义 目前国内外对于分布式技术和网络化制造的应用研究十分活跃，分布网络 化制造是当前研究的一个热点。许多专家学者提出了分布式异地协同设计、分 布式产品数据管理等系统模型并进行了一些理论研究。一些制造企业为了增强 市场竞争力，在进行信息化建设过程中，也开发了一些应用系统和部分实现了 企业内部的信息集成。但是如何在分布环境下实现企业之间、企业内部各应用 系统之间信息的共享，以及对原有系统的兼容，是一个十分突出的问题。因为 两华大学硕士学位论文 一个典型的分布环境包括有大型主机、u n i x 工作站和p c 机，各种机器所采用 的操作系统、网络通信协议和数据库管理系统千差万别。同时企业原有系统采 用的体系结构也不尽相同，功能上也不能满足网络化制造的需要，但是全部重 新开发也不现实。因此基于分布式技术、向后兼容的、适用于产品网络化制造 的集成平台的开发是制造企业当前的迫切需要。 采用c o r b a 技术除了可以有效的解决以上问题外还能降低制造业的使用 风险。可在新的分布式和基于w e b 服务的系统中复用组织内最重要的企业计 算资源。允许使用c o r b a 系统的组织，通过各种方式扩展和加强这些系统， 具有各种技能的开发人员都使用面向服务的体系结构和w e b 服务，也无需太 多的再培训，企业文化不仅仅局限在网络或商业模式方面，更注重在整个企业 的目标达成和工厂的流程整合方面；人员也更注重于投资回报率和策略的产生； 商业模式方面关注企业和工厂内部的流程整合与合作；组织结构上也偏向于合 作以及将不擅长的业务进行外包，在应用方面，主要是围绕如何完成公司的整 体目标和各部门或个流程的分目标来指定相关的技术应用程序。 1 3 3 研究目标 本课题提出的基于c o r b a 中间件的网络化制造集成平台，目的在于能较 好地适应机械产品网络化制造的实际需要。要求系统提供标准接口c o r b a ， h t t p ；跨平台；允许异构数据库；提供负载平衡；代码重用性好，扩展性好， 可以对系统的客户端和服务器层增加具体的功能即可。通用数据访问模块的设 计，要求与操作系统和具体数据库无关，针对不同的操作系统设计统一的数据 库操作接口，通过封装标准的s q l 语句实现对数据库的操作，便于实现数据库 平台的更换。同时数据存取速度要快，以满足实时系统的要求，模块要求独立， 可以单独使用要达到的目标主要有以下几点。 ( 1 ) 基于c o r b a 的消息中间件平台的开发； ( 2 ) 在c o r b a 平台上实现分布式c a d c a p p c a m 系统集成； ( 3 ) 在c o r b a 平台上实现对企业原有系统的集成 1 4 论文主要工作 本论文主要分四大部分共六章内容，主要论述如何研究和实现了基于 6 西华大学硕士学位论文 c o r b a 和x m l 的c a p p 系统的数据集成开发工作。本论文的主要结构如下： 第一章介绍了现代制造业的开发现状和发展趋势，现有技术存在的不足， 以及进行制造信息集成的优势，通过c o r b a m x l 技术实现分布式异构环境下 企业内部及企业之间信息和软件资源共享的必然趋势。 第二章介绍了分布式系统集成总体结构，详细讨论了其中所涉及的各种技 术的实现原理，现有的几种流行的中间件产品和它们各自的特点。 第三章针对前面刚刚建立的分布式系统集成框架，制定了具体实施步骤， 定义了与c a p p ，c a d 通讯的接口，并把通讯的数据统- n 同一种格式。 第四章详细阐述了中间件的实现过程，软件的组织结构，对服务器进行配 置以实现多种功能。 第五章结合项目应用实例介绍了基于c o r b a x m l 技术的应用和数据传 送、处理与分析，并进行演示，对本论文做了总结，并对基于c o r b a x m l 的 集成系统的研究和开发进行了展望。 西华大学硕士学位论文 2 分布式系统集成总体架构 2 1c o r b a 技术 公用对象请求代理( 调度) 程序体系结构( c o m m o no b j e c tr e q u e s tb r o k e r a r c h i t e c t u r e ) ，缩写为c o r b a ，是对象管理组织( o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p ) 对应当今快速增长的软硬件的协同工作能力的要求而提出的方案。简而言之， c o r b a 允许应用程序和其他的应用程序通讯，而不论他们在什么地方或者由 谁来设计。c o r b a1 1 由对象管理组织在1 9 9 1 年发布。他定义了接口定义语 言( i d l ) 和应用编程接口( a p i ) ，从而通过实现对象请求代理( o r b ) 来激 活客户朋艮务器的交互。c o r b a2 0 于1 9 9 4 年的1 2 月发布。他定义了如何跨 越不同的o r b 提供者而进行通讯。 o r b 是一个中间件，他在对象间建立客户服务器的关系。通过o r b ，一 个客户可以很简单地使用服务器对象的方法而不论服务器是在同一机器上还是 通过一个网络访问。o r b 截获调用然后负责找到一个对象实现这个请求，传 递参数和方法，最后返回结果。客户不用知道对象在哪里，是什么语言实现的， 他的操作系统以及其他与对象接口无关的东西。 在传统的客户服务器程序中，开发者使用他们自己设计的或者公认的标准 定义设备之间的协议。协议的定义依赖于实现的语言，网络的传输和其他许许 多多因素。o r b 将这个过程简单化。使用o r b ，协议定义是通过应用接口， 而该接口是接口定义语言( i d l ) 的一个实现，他和使用的编程语言无关的。 并且o r b 提供了很大的灵活性。他让程序员选择最适当的操作系统，运行环 境和设计语言来建设系统中每个组件。更重要的是他允许集成已经存在的组件。 c o r b a 是在面向对象标准化和互操作性道路上的一个信号。通过 c o r b a ，用户不必要知道软硬件的平台和他们处在企业网的什么地方就可以操 作。 ( 1 ) o r b 结构 图2 1 说明的是客户端发送一个请求到对象的实现。客户端是希望对某对 象执行操作的实体。o r b 负责下面的必要的机制，对该请求找到对象的实现， 让对象的实现准备好接受请求，和请求交换数据。客户端的接口完全独立于对 象的位置，其实现的语言不影响对象接口。 西华大学硕+ 学位论文 f i g u r e2 1i m p l e m e n t a t i o ns e n dar e q u e s tt oo b j e c t 图2 1发送一个请求到对象的实现 ( 2 ) o r b 接口的结构 图2 2 显示的是一个独立的对象请求代理( o r b ) 的结构。o r b 的接口是 灰色的矩形。箭头说明o r b 的调用关系。 为了提出一个请求，客户端可以使用动态调用接口( d y n a i i l i ci n v o c a t i o n i n t e r f a c e ) ( 和目标对象的接口独立) 或者一个o m g 的i d l 占位程序( 具体 的占位程序依赖于目标对象的接口) 。客户端也可以直接和o r b 在某些地方 交互。 对象的实现通过o m g 的i d l 产生的骨架或者是一个动态骨架的调用来 接受请求。对象的实现可能在处理请求或其他的时候调用o r b 。 对象接口的定义可以有下面两种方式。接口可以通过接口定义语言静态的 定义，这叫做o m g 的i d l 。该语言按照可以进行的操作和该操作的参数定义 对象类型。或者( 也可以作为补充) ，接口可以加入到i n t e r f a c er e p o s i t o r y s e r v i c e 。该服务描述了该接口作为一个对象的组件，并允许运行时访问这些组 件。在任何o r b 实现中，i d l 和i n t e r f a c er e p o s i t o r y 有相同的表达能力。 9 西华大学硕士学位论文 f i g u r e 2 2o r b i n t e r f a c es t r u c t u r e 图2 2o r b 接口的结构 ( 3 ) 客户端使用占位程序或者动态调用接口 f i g u r e2 3c a l l i n gd y n a m i ci n t e r f a c e 图2 3 动态调用接口 1 0 西华大学硕士学位论文 在图2 3 中，客户端通过访问对象的对象引用和了解对象的类型及要求执 行的操作来发布一个请求。客户调用占位程序例程来请求或者动态构造请求。 无论动态还是占位程序的接口都可以相同实现。接收方不可能知道请求是 如何发布的。 ( 4 ) 对象的实现接受请求 二l 里三 s t a t i c j l d l - - 卜 【 四詹1 c s k e l t o n s “ r o b j e c t 够o r j c 二夕 f i g u r e 2 4t h ea c h i e v e m e n to ft a r g e t s 图2 4 对象的实现 图2 4 中，o r b 为对象定义适当的代码，传递参数，传输控制。这一切都 通过i d l 骨架或者动态骨架。骨架对于不同的接口和对象适配器是不同的。 在执行该请求的时候，对象的实现可能由o r b 通过对象适配器来获得一定的 服务。当请求完成，控制和输出值返回给客户。 对象的实现可能会选择使用的对象适配器。该决定基于对象的实现要求的 服务。 ( 5 ) 接口和i m p l e m e n t a t i o nr e p o s i t o r i e s 图2 4 说明的是接口和实现信息如何让客户和对象实现访问的。接口用 o m g 的i d l 和或i n t e r f a c er e p o s i t o r y 定义。该定义用于产生客户占位程序 西华大学硕士学位论文 和对象的实现的骨架。 对象的实现的信息在安装时就提供好了，储存在i m p l e m e n t a t i o nr e p o s i t o r y 中以便请求发布的时候使用。 c o r b a 能完成不同的计算机应用之间的协同工作。它是开放式的、独立 于厂商、用于网络上计算机应用的底层结构。任何厂家、计算机、操作系统、 编程语言及网络环境下的基于c o r b a 的应用均使用i i o p 标准协议，所以任何 基于c o r b a 的应用均能协同工作。 ( 1 ) 在小型的c l i e n t s e r v e r 模式的应用系统中使用c o r b a ，能给系统提 供可靠的、标准的底层结构。可以使用c o r b a 来构建、运行在不同平台上的、 用不同编程语言实现的客户端及服务器端的应用程序。如果企业广泛使用基于 c o r b a 的应用，会带来巨大的商业利益。企业中的不同的应用系统都有不同 的功能，能够处理不同的数据，这些系统如果能结合起来协同工作，就会产生 更大的商业价值。如果应用系统都是用c o r b a 来实现，就可以容易地移植到 网上，企业内部可以通过网络协同工作，产品订货单就会滚滚而来了。 ( 2 ) 随着业务的不断扩展，公司的电子商务站点的负载会不断增大，总有 一天负载量会超过系统预先设计的支持能力。可以使用c o r b a 来制作基于对 象模型的服务器端的应用系统，解决系统负载的问题。考虑到当前的负载及以 后可能达到的负载情况，可以选择o r b ，它可以在多个服务器之间实现负载均 衡。它是基于o m g 可移动对象适配器的，当系统负载较重时( 比如运行基于 w e b 的应用) ，可以更充分地利用系统硬件资源。 ( 3 ) 如果应用系统需要很高的稳定性( 比如股票或证券方面的应用) ，可 以利用c o r b a 提供的容错机制。c o r b a 的容错机制不仅能实现负载均衡， 还能使每一个对象同时在两个或多个服务器上运行，当其中的一个出现故障时， 系统能自动切换到另一个服务器。如果多个服务器的硬件配置相同，服务器会 拥有很高的稳定性。 ( 4 ) c o r b a 对象可以用任何一种c o r b a 软件开发商所支持的语言，如 c 、c + + 、j a v a 、a d a 和s m a l lt a l k 等等来编写。同样，c o r b a 对象可以运行 在任何一种c o r b a 软件开发商所支持的平台上，如s o l a r i s 、w i n d o w s9 5 n t 、 o p e nv m s 、d i g i t a lu n i x 、h p u x 或a i x 等。这意味着可以在w i n d o w s9 5 下 运行j a v a 应用程序，同时动态调入并使用c + + 对象，而实际上该对象可能存储 西华大学硕士学位论文 于一个在i n t e r n e t 上的u n i xw e b 服务器上。 ( 5 ) 目前，对于较为流行的编程语言( 包括c + + 、s m a l l t a l k 、j a v a 和a d a 一9 5 ) ，已经有了许多第三方的o r b 。随着其他语言的逐渐流行，c o r b a 开发 商毫无疑问地要做出相应的o r b 来支持它们【2 4 - 3 0 。 采用c o r b a 来实现该系统。c o r b a 能够建立起一个分布式的平台，它 具有开放性，能够将各种已有的系统无缝的集成起来，可以方便的加入新的资 源和子系统，不影响系统的完整性，通过c o r b a 提供的各种服务可以使各系 统协调的工作，相互协作完成各种既定的任务。 2 2x m l 技术 ( 1 ) 什么是x m l ? x m l 是e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e 的缩写 x m l 是一种类似于h t m l 的标记语言 x m l 是用来描述数据的 x m l 的标记不是在x m l 中预定义的，你必须定义自己的标记 x m l 使用文档类型定义( d t d ) 或者模式( s c h e m a ) 来描述数据 x m l 使用d t d 或者s c h e m a 后就是自描述的语言 ( 2 ) x m l 是用来存放数据的 x m l 是被设计用来描述数据的，重点是：什么是数据，如何存放数据。 h t m l 是被设计用来显示数据的，重点是：显示数据以及如何显示数据更好上 面。h t m l 是与显示信息相关的，x m l 则是与描述信息相关的。 ( 3 ) x m l 是用来组织、存储和发送信息的。 下面的例子是o r d m 给l i n 的便条，使用的是x m l 格式： l i n o r d m r e m i n d e r d o n tf o r g e tm et h i sw e e k e n d l 这个便条有信息头，又有信息主体，还包括发送人和接收入。尽管如此， 西华大学硕士学位论文 这个x m l 文档仍然什么都不做，他只是用x m l 标记存储信息的文件。有人已 经编写出来发送和接收并且显示这种格式信息的软件。 ( 4 ) 垤l 是自由的、可以扩展的 x m l 标记并不是预先规定好的，你必须创造你自己的标记。在h t m l 文 档中必须使用规则中定义好的标记。比如： 等等。x m l 允许 你定义自己的标记以及文档结构。 比如在上面例子中的” ”、 ”标记都不是在x m l 规范中事先定义 好的。这些标记都是x m l 文档的作者“创造”出来的。 ( 5 ) x m l 是一种跨平台的，与软、硬件无关的，处理信息的工具。 w e b 开发中，x m l 是w e b 技术的基础，x m l 成为最普遍的数据操纵和数 据传输的工具【3 1 。6 | 。 x m l 用于交换数据，通过使用x m l ，可以在互不兼容的系统间交换数据。 在制造集成平台中，计算机系统和数据库通过互不兼容的格式来容纳数据。对 开发人员来说，其中一项最费时的挑战一直是在不同系统之间交换数据。通过 x m l 来描述产品数据，可以极大地降低这种复杂性，并创建可被许多不同类型 的应用程序读取的数据。 2 3 中间件技术 为解决分布异构问题，人们提出了中间件( m i d d l e w a r e ) 的概念。中间件 是位于平台( 硬件和操作系统) 和应用之间的通用服务，如图2 5 所示，这些 服务具有标准的程序接口和协议。针对不同的操作系统和硬件平台，它们可以 有符合接口和协议规范的多种实现。中间件是分布计算机系统中集成各个组成 的软件粘接剂。也有人把中间件定义为网络环境中一组为许多应用需要的、可 复用和可扩充的服务或( 资源相关的) 功能。至今很难给出一个精确的定义和 界限其范围，大家发现每个人在谈论中间件时，常关系到他所涉及特定的范围， 常常与应用相关，也有人企图将中间件分层，但发现这样做并不带来很多好处， 因此，有人干脆认为中间件是一组正交的非结构化的集合，按领域划分或许更 方便。 1 4 西华大学硕士学位论文 一。! “9 v 髓豫 一i 。“。1 7