（机械电子工程专业论文）ASP服务平台机械标准件库的设计与开发.pdf

内蒙古科技大学硕士学位论文 捅要 现在产品设计人员在进行开发、设计时，其零件的选用首先要考虑标准件。调查分 析显示，标准件的数量约占到6 0 左右，3 0 左右的零部件是通过变型设计得到的通用 件，而根据客户特殊需求开发的零部件只有1 0 左右。标准件在设计过程中需要频繁查 阅各种设计手册。据统计，标准件的选用及绘制约占全部设计时间的7 0 。所以，在 产品设计中，标准件的设计是一项费时、费力且带有很大重复性的工作，这显然与日趋 激烈的市场竞争环境不相适应。 在机械设计过程中，设计人员要经常从标准手册和零件供应商的样本中查找需要的 零件；然后借助c a d 工具将零件绘制在图纸上，这将耗费设计人员很大的精力并因为 零件的大量使用而导致大量的重复性工作。为了减少重复劳动，提高和充分发挥c a d 的效率，迫切需要建立标准件库。当标准件库建立之后，我们把它放在一个网络平台 上，通过某种模式让企业用户或者个人用户可以下载共享使用标准件库资源。而 a s p ( a p p l i c a t i o ns e r v i c ep r o v i d e r ：应用服务提供商) 是一种服务模式，能满足资源共享的 目的。a s p 的主要思想是以网络为传输工具，向用户提供各种应用与服务。 本课题借鉴a s p 服务的思想，将制作好的标准件库挂在网络平台上，以便使广大 中小型制造企业用户和个人用户下载使用。论文的主要工作如下： ( 1 ) a s p 架构下三维标准件库系统的软、硬件组织的体系结构。该系统的a s p 架构 必须能够解决分布环境下的标准件库访问、管理、性能和安全等四方面问题。为了保证 该系统高效和安全运行，必须对其体系结构进行研究； ( 2 ) 标准件模型的变量化建模的原理。标准件的变量化建模是实现标准件变量化设 计的基础，也是实现三维标准件变量化在线驱动的保证。研究标准件模型的变量化建模 的原理和方法，将有助于标准件库的变量化调用功能为s o l i de d g e 软件的二次开发服 务； ( 3 ) s o l i de d g e 软件的二次开发技术的研究。在研究s o l i de d g e 的对象层次结构的基 础上，在v b 中先通过引用s o l i de d g e 类型库，然后用v b 实现对s o h de d g e 模板对象 库的调用； ( 4 ) 机械标准件库在a s p 服务平台上的实现。先设计了a s p 服务平台的体系结构 和a s p 服务平台的功能框架，最后制作网站。使标准件库在a s p 应用服务平台上运 用，达到用户共享标准件库资源的目的。 关键词：标准件库；a s p ；s o l i de d g e 二次开发 内蒙古科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h ef i r s ta n dp i i n f l a 巧c o n s i d e r a t i o ni st os e l e c ta n du s es t a n d a r dp a r t sw h e nt h ep e o p l eo f p r o d u c t sd e s i g ne n g a g i n gi nd e v e l o p i n ga n dd e s i g n i n gn o w a d a y s a n a l y s i ss h o w e dt h a tt h e n u m b e ro fs t a n d a r dp a r t si sa c c o u n t e df o r6 0 ，3 0 o ft h ep a r t sa n dc o m p o n e n t sa r ec o m m o n p a r t sw h i c ha r eo b t a i n e dt h r o u g hv a r i a b l ed e s i g n , a n dt h ep a r t sa n dc o m p o n e n t sa r eo n l y a c c o u n t e df o r10 i na c c o r d a n c ew i t ht h ed e v e l o p m e n to f t h es p e c i a ln e e d so fc u s t o m e r s i nt h e d e s i g np r o c e s ss t a n d a r dp a r t sn e e d sf r e q u e n t l yr e f e ra l lk i n d so fd e s i g nm a n u a l a c c o r d i n gt o s t a t i s t i c s ，t h es e l e c t i o na n dd r a w i n go fs t a n d a r dp a r t st o o k7 0 o f a l lt h ed e s i g nt i m e t h e r e f o r e ， i np r o d u c td e s i g n , t h ed e s i g no fs t a n d a r dp a r t si sal a b o r i o u sa n dt i m e - c o n s u m i n gw o r kb e s i d e s al o to fr e p e t i t i v ew o r k , w h i c hi so b v i o u s l yi n c o m p a t i b l et h ei n c r e a s i n g l yf i e r c em a r k e t c o m p e t i t i o n i no r d e rt of i n dt h ed e m a n dp a r t sd e s i g n e r so f t e nc o n s u l tr e f e r e n c e sf r o mt h es t a n d a r d m a n u a l sa n ds a m p l e ss u p p l i e db yc o m p o n e n ts u p p l i e r si nt h ep r o c e s so f m e c h a n i c a ld e s i g n ；a n d t h e nt h e yd r a wp a r t so nt h em a pb yu s i n gc a dt o o l sw h i c hw i l lc o s td e s i g n e r sal o to fe n e r g y a n dal a r g en u m b e ro fr e p e t i t i v ew o r kb e c a u s eo ft h el a r g e - s c a l eu s eo ft h ep a r t s i no r d e rt o r e d u c et h er e p e t i t i v el a b o r ，i m p r o v ea n dm a k ef u l lu s eo ft h ee f f i c i e n c yo fc a d ，t h e r ei sa n u r g e n tn e e dt oe s t a b l i s hs t a n d a r dp a r t sl i b r a r y a f t e re s t a b l i s h i n gt h es t a n d a r dp a r t sl i b r a r y , w e p u ti to n an e t w o r kp l a t f o r ma n da l l o wc o r p o r a t eu s e r so ri n d i v i d u a lu s e r st od o w n l o a da n d s h a r et h er e s o u r c e so fs t a n d a r dp a r t sl i b r a r yt h r o u g hc e r t a i np a r e m a s p ( a p p l i c a t i o ns e r v i c e p r o v i d e r ) i sas e r v i c em o d e lw h i c hc a nm e e tt h ep u r p o s eo fs h a r i n gr e s o u r c e s t h em a i ni d e ao f a s pi sb a s e do nt h et r a n s m i s s i o nt o o l so fn e t w o r ka n dp r o v i d e ru s e r sw i t haw i d er a n g eo f a p p l i c a t i o n sa n ds e r v i c e s t h et h e s i sd r a wo nt h et h i n k i n go fa s ps e r v i c e sa n dp u tt h em a k e - w e l l e ds t a n d a r dp a r t s l i b r a r yo nt h en e t w o r kp l a t f o r mt o e n a b l et h eb r o a dm a s s e so fs m a l la n dm e d i u m - s i z e d m a n u f a c t u r i n ge n t e r p r i s e s u s e r sa n di n d i v i d u a lu s e r st od o w n l o a da n du s e t h em a i nw o r k so f t h et h e s i sa r ea sf o l l o w s ： ( 1 ) t h es o f l 3 v a r ea n dh a r d w a r ea r c h i t e c t u r eo ft h r e e - d i m e n s i o n a ls t a n d a r dp a n sl i b r a r y s y s t e mi nt h ef r a m e w o r ko f a s p a s pf r a m e w o r ko fm es y s t e mm u s tb ea b l et os o l v et h ef o u r p r o b l e m ss u c ha sa c c e s s 、m a n a g e m e n t 、p e r f o r m a n c ea n ds e c u r i t yi s s u e so fs t a n d a r dp a r t s l i b r a r yi nt h ed i s t r i b u t e de n v i r o n m e n t i no r d e rt oe n s u r et h ee f f i c i e n ta n d s a f eo p e r a t i o no ft h e s y s t e m , w em u s tc o n d u c tas t u d yo f i t sa r c h i t e c t u r e ； ( 2 ) t h ev a r i a b l ep r i n c i p l e so fs t a n d a r dm o d e l v a r i a b l em o d e lo f s t a n d a r dp a r t sa r en o to n l y t h eb a s eo fr e a l i z i n gt h ed e s i g no fv a r i a b l e s ，b u ta l s ot h eo n l i n e - d r i v e ng u a r a n t e eo ft h r e e - d i m e n s i o n a ls t a n d a r dv a r i a b l e s r e s e a r c h i n gt h ep r i n c i p l e sa n dm e t h o d so fv a r i a b l em o d e lw i l l - i i 内蒙古科技大学硕士学位论文 c o n t r i b u t et ot h ev a r i a b l ed r i v e nf u n c t i o no fs t a n d a r dp a r t sl i b r a r yw h i c hp r o v i d es e r v i c ef o rt h e s e c o n d a r yd e v e l o p m e n t o fs o l i de d g es o f t w a r e ； ( 3 ) t h er e s e a r c ho fs e c o n d a r yd e v e l o p m e n tt e c h n o l o g yo fs o l i de d g es o f t w a r e b a s e do nt h es t u d yo f t h eo b j e c th i e r a r c h yo fs o l i de d g e ，f i r s t l yq u o t et y p el i b r a r yo fs o l i de d g e i nv b ，a n dt h e nu s ev bt oa c h i e v et h ee d l m g t a r g e to f t h es o l i de d g et e m p l a t el i b r a r y ； ( 4 ) t h er e a l i z a t i o no fm e c h a n i c a ls t a n d a r dp a r t sl i b r a r yi na s pp l a t f o r m f i r s t l yd e s i g nt h e a r c h i t e c t u r ea n df u n c t i o n a lf r a m e w o r ko f a s ps e r v i c ep l a t f o r m f i n a l l yp r o d u c es i t e m a k es u r e s t a n d a r dp a r t sl i b r a r yw o r ki na s pp l a t f o r ma n dm a k eu s e r ss h a r er e s o u r c e so fs t a n d a r dp a r t s l i b r a r y k e yw o r d s ：s t a n d a r dp a r t sl i b r a r y ；a s p ；s o l i de d g es e c o n d a r yd e v e l o p m e n t m 独创性说明 本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果。尽我所知，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的研究成果，也不包含为获得内蒙 古科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。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做了明确的说明并表 示了谢意。 签名：j 焯日期：兰望兰： 关于论文使用授权的说明 本人完全了解内蒙古科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公 布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论 文。 ( 保密的论文在解密后应遵循此规定) 签名：j 蝉导师签名：l 螂日期： 内蒙古科技大学硕士学位论文 1 绪论 1 1 研究a s p 服务平台机械标准件库的背景与意义 1 1 1 背景 现在产品设计人员在进行开发、设计时，其零件的选用首先要考虑标准件。调查分 析显示，标准件的数量约占到6 0 左右，3 0 左右的零部件是通过变型设计得到的通用 件，而根据客户特殊需求开发的零部件只有1 0 左右。标准件在设计过程中需要频繁查 阅各种设计手册。据统计，标准件的选用及绘制约占全部设计时间的7 0 。所以，在 产品设计中，标准件的设计是一项费时费力月带有很大重复性的工作，这显然与日趋激 烈的市场竞争环境不相适应。 在机械设计过程中，设计人员要经常从标准手册和零件供应商的样本中查找需要的 零件；然后借助c a d 工具将零件绘制在图纸上，这将耗费设计人员很大的精力并因为 零件的大量使用而导致大量的重复性工作，为了减少重复劳动，提高和充分发挥c a d 的效率，迫切需要建立标准件库。 当标准件库建立之后，我们把它放在一个网络平台上，通过某种模式让企业用户或 者个人用户可以下载共享使用标准件库资源。而a s p ( a p p l i c a t i o ns e r v i c ep r o v i d e r 应用 服务提供商) 是一种服务模式，能满足资源共享的目的。a s p 的主要思想是以网络为传 输工具，向用户提供各种应用与服务。a s p 将某个行业经营、运行、管理各环节所需的 各种应用程序放在i d c 0 n t e m e td a t ac e n t e r ，互联网数据中心) 的服务器，由用户在远程 终端通过i n t e m e t 调用，a s p 根据用户的要求提供帮助、咨询、资源利用和共享，为用 户解决企业运营、管理中所遇的各种问题。由于a s p 的诸多优点，在制造业信息化， 特别是中小企业制造业信息化中它可以发挥重要作用。本课题借鉴a s p 服务的思想， 将制作好的标准件库挂在网络平台上，以便使广大中小型制造企业用户和个人用户下载 使用。 1 1 2 研究的意义 本文研究如何建立a s p ( a p p l i c a t i o ns e r v i c ep 州d e r ，应用服务提供商) 服务平台机 械标准件库，通过应用服务提供商对各用户和企业提供服务，其意义主要有【1 】： ( 1 ) 为我国广大中小制造企业提供一个信息畅通的环境，加强机械标准件企业间的协 作； 内蒙古科技大学硕士学位论文 ( 2 ) 帮助我国广大中小制造企业提高信息化水平，开展协同设计、知识管理、客户关 系管理和供应链管理等； ( 3 ) 促进企业的分工化、专业化和协同化。我国广大中小标准件企业只有实现高度的 分工、专业和协同，才能在激烈的全球化竞争中取得生存和发展。 1 2 三维标准件库的研究现状 1 2 1 国外的研究现状 标准件库最根本的就是具备开放性，其基本手段就是采用标准化的方法。德国标准 化协会( d i n ) 在8 0 年代中期就制定了系列标准：d i n 4 0 0 0 一事物特性表；d i n 4 0 0 1 一 c a d 标准件文件编制总则；d i n 6 6 3 0 4 _ t a d 编程接口。 符合以上标准的零件库使德国的企业，特别是汽车制造业获得了巨大的利益。目 前，欧洲标准化组织c e n c e n e l e c 和国际标准化组织i s o 在德国标准的基础上共同 制定了零件库国际标准i s 0 1 3 5 8 4 一零件库( p a n - - i ，m ) ，以满足制造业全球化的需求。 标准i s 0 1 3 5 8 4 标准吸收了德国标准的基本思想，同时又受到了s t e p 标准的影响，引 入了e x p r e s s 语言的形式化描述的方法。 在c a d 数据共享方面，许多c a d 系统都在产品中采用s t e p 标准或者提供s t e p 转换器。目前，许多大型企业和项目已经采用了s t e p 标准。例如，美国波音飞机制造 公司与供应商、客户和合作伙伴之间采用s t e p 标准进行飞机零部件的数据交换；通用 公司在m i c h i g a n 成立了一个s t e p 转换中心，在各类c a d 系统之间传递产品数据。 1 2 2 国内研究现状 我国制造业c a d c a m 中一直对网络化的标准件库有需求，国内对三维零件库的 研究也是刚刚开始，虽然取得一定进展，但是距离实际应用还有相当距离。中国标准研 究所的王平、詹俊峰等人主持并制订了我国c a d 标准件库标准g b l 7 6 5 4 ，并参照采用 d i n 标准，制定了国家标准：g b l 0 0 0 9 1 事物特性表；g b 厂r 1 5 0 4 9 _ _ c a d 标准件文件 编制总则。 理论研究方面，南京航天航空大学的鲁泳、廖文和等人在p l i b 标准的基础上，对 网络化零件库的数据描述规范、建库技术和实现关键技术进行了深入的研究；浙江大学 的祁国宁、顾建新和杨志雄等人基于p l i b 标准研究了产品的信息建模技术和基于本体 的信息检索技术。 - 2 - 内蒙古科技大学硕士学位论文 1 3 论文研究的内容 本文的研究目标是如何建立一个机械标准件库以及建立一个a s p 平台，使用户可 以方便的在a s p 平台上共享标准件库等资源。该系统实现依赖于下列内容的研究： ( 1 ) a s p 架构下三维标准件库系统的软、硬件组织的体系结构。该系统的a s p 架构 必须能够解决分布环境下的标准件库访问、管理、性能和安全等四方面问题。为了保证 该系统高效和安全运行，必须对其体系结构进行研究； ( 2 ) 标准件模型的变量化建模的原理。标准件的变量化建模是实现标准件变量化设计 的基础，也是实现三维标准件变量化在线驱动的保证。研究标准件模型的变量化建模的 原理和方法，将有助于标准件库的变量化调用功能为s o l i de d g e 软件的二次开发服务； ( 3 ) s o l i de d g e 软件的二次开发技术的研究。在研究s o l i de d g e 的对象层次结构的基 础上，在v b 中先通过引用s o l i de d g e 类型库，然后用v b 编程实现v b 与标准件s o h d e d g e 模板库和标准件数据库连接，从而实现v b 对标准件库的开发应用； ( 4 ) 机械标准件库在a s p 服务平台上的实现。先设计了a s p 服务平台的体系结构和 a s p 服务平台的功能框架，最后制作网站，使标准件库在a s p 应用服务平台上运用， 达到用户共享标准库资源的目的。 1 4 论文的章节安排 本文共分6 章，内容包括： 第1 章绪论 本章阐述了机械标准件库在国内外的发展现状，同时分析了本文的研究背景 和研究内容，提出用a s p 模式来解决标准件库共享的问题。 第2 章针对机械标准件库的a s p 应用服务平台研究 本章主要内容是根据中d , n 造企业对a s p 的需求和面对中小型制造企业的 a s p 的特点，对组建a s p 平台所需的体系结构进行了研究。在体系结构的研究 中，首先选择了b s 作为系统的计算模式，然后对b s 计算模式下的a s p 平台的 关键技术进行了研究。最后研究制定了a s p 服务平台要实现的功能框架。 第3 章机械标准件库的总体设计 本章主要内容是研究了标准件建库所参考的标准是由中国标准化与信息分类 编码研究所制定的，接着研究了标准件所用的三维软件、开发语言以及开发方 法，最后研究了标准件图库界面的窗台调用方法。 第4 章机械标准件库的建立 - 3 - 内蒙古科技大学硕士学位论文 本章节主要研究了v b 对s o l i de d g e 进行二次开发的全过程，用户必须熟悉 s o l i de d g e 的对象层次结构和v b 编程语言，按照一定的步骤，掌握s o l i de d g e 的 二次开发技术，才能树立的实现二次开发任务。 第5 章针对机械标准件库a s p 应用服务平台网站的开发与实现 本章节主要介绍了a s p 应用服务平台的开发语言，并对该平台的主要数据库 进行了设计，同时对平台的物理网络进行了设计。阐述了该平台实现的主要模块 以及实现的主要界面。 第6 章全文总结和展望 本章总结了本论文的主要研究工作。 1 5 本章小结 本章首先阐述了本文的研究背景和研究意义，在大量的参考文献的基础上，阐述了 三维标准件库国内外的研究状况，最后论述了本文所做的主要工作。 4 内蒙古科技大学硕士学位论文 2 针对机械标准件库的a s p 应用服务平台研究 2 1a s p 平台的特点 面向机械标准件库的a s p 平台的主要任务是为企业提供各种管理和应用技术的服 务，其核心任务是最大限度地实现各种资源的共享。因而为了满足上述要求，面向机械 标准件库的a s p 应用服务平台具有以下特点【2 】： ( 1 ) 完备的资源及其最大限度的共享。面向机械标准件库的a s p 应用服务平台的核 心是实现各种资源的共享。支持其应用服务的基础是该平台所拥有的资源，它决定了服 务中心所能提供的应用服务的数量、范围、质量和速度。平台中的绝大多数资源是独立 存在的，可以根据一定协议实现共享；也可拥有少数资源，独立实现相关服务。所有的 资源应该随着科技进步和应用实践，不断更新和改进，并在平台中及时录入； ( 2 ) 宽广的覆盖面。面向机械标准件库的a s p 应用服务平台应能保证多用户的远程 访问，这就要求网络基础对平台的支持性。只有i n t e m e t 网络拥有足够的带宽，并且有 低廉的网络通信费用，a s p 应用模式才具有实用价值。面向机械标准件库的a s p 应用 服务平台的主要任务是尽可能多地为广大企业提供基于网络的应用服务，最大限度地做 到资源共享，以减轻企业负担，提高企业信息化水平。同时也降低a s p 运营商的成本； ( 3 ) 客户化。客户是需求的来源，不同客户具有不同特征，即使是针对同样的需求， 不同的客户所要求的解答也是不同的，是要与客户的具体特征相联系的。因此，应该实 现与特征相联系的客户管理，不断积累资料，以便有针对性地为客户提供最佳应用服 务； ( 4 ) 安全性。一般来说，a s p 所有应用服务产品被放置在a s p 的数据中心，以供客户 随时调用。大部分企业对放在a s p 数据中心的资料和数据的安全性能否得到有效保证 表示担心。因此，对涉及客户自己独有的有关数据，平台应提供相应安全保护措施。 2 2a s p 服务平台的体系结构 2 2 1 平台系统的计算模式 计算机应用系统中数据与应用( 程序) 的分布方式，称为计算机应用系统的计算模 式。计算机应用系统经历了三种计算模式：单主机计算模式、分布式客户服务器计算模 式( c l i e n t s e r v e r ，简称c s ) 和浏览器服务器计算模式( b r o w s e r s e r v e r ，简称 b s ) 。 - 5 _ 内蒙古科技大学硕士学位论文 ( 1 ) 单一的集中式系统 最初的商业应用系统大都是采用单一集中式结构，它以大型机、中小型机作为中央 主机，所有的应用和数据都在主机上集中处理，再配置大量的终端构成处理环境。这种 集中式的开发结构一般属于特定的专有体系结构，缺乏开放性，且其处理一般是非分布 式的，主机的负担很重。另外一些规模不大的系统则采用了文件服务器的方式开发，工 作站的与文件服务器之间的是整个文件的传递，数据积累会越来越多，网络负担越来越 重，当网络用户增加到一定极限时，整个网络性能会严重下降，甚至瘫痪。 ( 2 ) - - 层c l i e n t s e r v e r 结构 随着微型计算机的计算能力增强，出现了客户机服务器c l i e n t s e r v e r ，简称c s ) 结 构，即由前端客户机和后台服务器组成。客户机负责执行前台的管理用户接口、数据管 理和报告请求等功能，为每个用户所有。服务器则负责执行较复杂的计算和管理任务， 如管理共享外设、控制对共享数据库操作、处理客户机的请求等功能。这种结构允许一 些处理转移到客户端执行，应用组件在c s 结构中是分布的，数据库服务在服务器上， 用户界面在客户端，显示逻辑和事务处理逻辑位于客户端，服务器主要完成数据处理逻 辑和部分事务处理逻辑，相对而言，服务器的任务较轻，二层c s 结构模式如图2 1 所 示： 客户机j服务器j j j 显j 请求请求j jj j 事务一数 j- 不j r 事务j 处理一据 逻j 一 处理一逻辑一库j j 辑一逻辑j 1 j 响应响应一 图2 1 两层c s 体系结构图 客户端向服务器发送的数据请求通过s q l 语句完成，即当客户发送数据请求时，将产 生s q l 语句，然后这些s q l 语句通过网络发送给远程数据库服务器，远程数据库服务 6 - 内蒙古科技大学硕士学位论文 器执行s q l 语句并将结果返回给客户端，这种c s 模式称为r d a ( r e m o t ed a t aa c c e s s ) 模式，r d a 模式主要的优点是桌面应用容易开发，由于目前大部分可视化图形开发工 具都支持c s 结构的r d a 模式，它们通过标准a p i 、成熟的标准s q l a p i 及协议标准 可以访问多个远程数据库服务器，因而开发工具选择的自由度比较大。另一个优点是统 一的、集中式的业务逻辑，这种业务逻辑适合简单的本地或工作组类应用建模。这种简 单的方法对于一些规模小的、用户较少、单一数据库的局域网非常适用，在企业级的信 息共享中也得到了广泛的使用。随着企业间的合作需求增多，应用系统的大型化，大量 的s q l 消息和数据通过网络在客户端和服务器之间传送，c s 模式越来越满足不了客户 更高的要求，因而必须进一步提高网络化设计模式的性能。c s 结构模式的局限性主要 体现在以下几个方面【3 j ： ( i ) 首先客户端需要安装专门的c a d 软件，并且负载过重，设计人员难以管理大 量的客户机。另外系统资源浪费，随着客户端的资源越来越大，对客户机的资源的要求 越来越高，尽管硬件不断更新，但新的操作系统和新的应用软件不断出现，使得用户对 硬件的更新仍然跟不上软件更新的速度，客户不得不在本地硬盘上装入大量的软件，但 是使用的只是其中很小的一部分( 一般低于1 0 ) ，这无疑是资源巨大的浪费，形成一种 胖客户的状态； ( i i ) 系统的可靠性降低。一个c s 系统是有各自独立开发、制造和管理的各种硬件 和软件的混合体，其中内在的可靠性不如单一的、中央管理的大型机或小型机，出现问 题时很难及时获得技术支持和帮助； ( 1 1 1 ) 维护费用较高。尽管这种应用模式在某种程度上提高了生产效率，由于客户端 要安装庞大而复杂的应用程序，当网络用户规模达到一定数量之后系统的维护量急剧增 加，一旦系统要进行维修或升级，则需要更新所有的程序，系统的正常升级维护工作很 难进行。另外软、硬件组合集成能力有限，需要根据不同的软硬件进行相关开发，使用 范围比较局限； ( i v ) 它是单一的服务器，以局域网为中心。由于本地网络的局限性，在同一企业内 部的工程设计人员，可以共享设计信息，而其它企业或异地设计人员就不能访问这些信 息，这样，在异地环境下就不能进行信息的无缝集成和设计合作。 ( 3 ) 多层c l i e n t s e r v e r 结构 从理论分析看，c s 结构可以用任意多的层，但最常用的还是三层c s 结构，如图 2 2 所示： - 7 _ 内蒙古科技大学硕士学位论文 它把应用程序系统分成用户接口层、业务逻辑层和数据库存取层。三层结构大大增 强了二层结构的功能。三层结构通过分离客户端部分功能，因而不受应用程序部分改变 的影响，使得整个系统更加稳定，另外应用程序的划分范围更具体，从而使得应用程序 的开发更方便、可靠。多层c s 结构增加了层与层之间的独立性，从而减少了系统的脆 弱性，用户接口层只与业务逻辑层通讯而不会直接与数据库存取层联系，业务逻辑层负 责联络用户接口层和数据库存取层，这样数据库存取层的改变就不会影响到用户接口层 了。在多层c s 结构中，数据库存取层和业务逻辑层是相互独立的逻辑实体，可以分布 在不同的机子上上，也可以位于同一台机子上，从而使得系统具有更高的鲁棒性和负载 均衡性。与二层c s 结构相比，三层c s 结构在伸缩性、可维护性、安全性等性能都体 现出相当大的优势【4 j 。 客户机 应用服务器数据库服务器 厂、一一厂、一 一厂、 l 一一一一 图2 2 三层c s 体系结构 ( 4 ) 基于w e b 的b r o w s e r s e r v e r 结构 传统的二层c s 结构是一种胖客户机瘦服务器网络模式，三层c s 结构是一种瘦客 户机胖服务器网络模式，目前最流行的则是客户机更瘦，服务器更胖的网络计算模式， 客户机 w e b j l 臣务器数据库服务器 厂、一 一厂、一 一厂、 一一l 一一l 图2 3b s 体系结构 - 8 一 内蒙古科技大学硕士学位论文 这就是基于w w w 的数据库应用系统，它采用同一的浏览器作为用户界面，形成浏览 器郴b 服务器数据库服务器的结构，这种结构就是浏览器朋艮务器 ( b r o w s e r s e r v e r ，简称b s ) ，如图2 3 所荆5 j ： 实际上它是三层c s 的一种应用。它是在传统两层的c s 模式的基础上发展起来 的，它解决了c s 系统中出现的问题，将w e b 技术与数据库技术相结合，扩展了c s 模式的分布计算特性，实现了动态w e b 应用。在这种结构下，用户界面完全通过w e b 浏览器实现，一部分事务逻辑在前端实现，但是事物逻辑在服务器端实现，形成一个由 用户服务层、应用服务层、和数据服务层组成的三层结构的客户服务器体系，c s 模式 是松散藕合结构，通过消息传递机制进行通话，客户向服务器发出请求，服务器进行相 应的处理后将结果返回给用户。显然b s 简化了客户端软件，客户端只需安装上浏览器 作为客户端应用的运行平台，而将所有的开发、维护和升级工作集中在服务器端完成， 用户使用浏览器上网，向w e b 服务器发送请求，服务器处理请求，查询数据库，执行 应用程序，并将结果信息组织成超文本标记语言( h y p e rt e x tm a r k u pl a n g u a g e ，h t m l ) 页面发送给用户，在用户的浏览器上显示。组成分布式的b s 模式，具体各层如下： ( i ) 用户服务层( u s e rs e r v i c et i e r ) 也称为表现层( p r e s e n t a t i o nt i e r ) 。该层可以是 j a v a ，a p p l e t ，a c t i v e x 组件也可以是w e b 浏览器，它主要负责在客户端通过图形用户 界面实现与用户的交互，并向应用服务层提交服务请求，显示应用输出的数据。该层对 应于客户端的w e b 浏览器； ( i i ) w e b 服务层( w e bs e r v i c et i e r ) 称为商业逻辑层( b u s i n e s sl o g i ct i e r ) 。该层相当 于应用的本体，它处理所有来自客户端的服务请求，包括数值计算、数值分析、数据查 询等工作。同时也能作为中介，进一步向其它的分布式应用系统服务器提交服务请求。 该层对应于w e b 服务器； ( i i i ) 数据服务层( d a t as e r v i c et i e r ) 数据层就是数据库管理系统( d b m s ) 。负责管理对 数据库数据的读写，系统通过该层完成数据的查询、存储等操作。d b m s 必须能迅速执 行大量数据的更新和检索。现在的主流数据库管理系统是关系数据库管理系统 ( r d b m s ) ，因此一般从应用层传送到数据层的要求都使用。 如上所述，目前流行的计算模式主要有两种：g ，s 模式和b s 模式。在目前以及到 未来的一段时间内，是c s 模式和b s 模式共存的情况。但是，很显然，计算机应用系 统计算模式的发展趋势是向b s 模式转变。 在a s p 应用服务平台系统中，用户、管理者、资源提供者都可以通过各自计算机 的浏览器访问平台，使用服务、管理服务和上传服务资源。每个使用者的计算机的硬件 9 内蒙古科技大学硕士学位论文 系统和软件系统千差万别，使用b s 结构可以很大程度上解决了这个棘手的问题。所有 的使用者只要使用浏览器( 例如微软的、网景的n e t s c a p e 等) 就可以进行对平台的 访问，不必考虑使用者与a s p 平台的硬件系统和软件系统的异构性问题。因此，提供 应用服务的a s p 平台应该采用b s 模式。 在面向机械标准件库的a s p 平台系统的开发中，计算模式采用b s 模式( 系统结 构图如图2 3 所示) ，使其具有t ( i ) 界面统一，操作简单； ( i i ) 有利于降低开发和维护的成本； ( i i i ) 有利于系统的维护与使用； ( i v ) 开发过程易于分工，可以由专人负责编写组件，其他人组装页面； ( v ) 有利于不同计算机系统使用者对平台的访问，具有彻底的开放性； m ) 有利于系统的安全性。b s 结构在客户机与数据库服务器之间增加了一层w e b 服务器，使两者不再直接相连，客户机无法直接对数据库操纵，从而在一定程度上有效 地防止用户的非法入侵。 2 2 2j 2 e e 和n e t 平台体系架构的比较 目前a s p 市场被普遍看好，提供a s p 应用服务的商家数量在以相当快的速度增 长，但a s p 应用服务的基本架构不多。 就目前来看，基于j 2 e e 的解决方案和微软n e t 平台的解决方案将是今后大多数 人的选择。一般说来，绝大多数公司根据市场情况，客户需求，开发成本，升级成本， 培训成本，产品价格，兼容性，可靠性、安全性等选择其一。 ( 1 ) n e t 平台 n e t 开发平台的发布标志着近十年来微软开发平台第一个重大的转变。这个开发 平台包括一个用于加载和运行应用程序的新的软件基础结构( n e tf r a m e w o r k 和a s p 玎) 、一个新的开发环境( v i s u a ls t u d i o 玎) ，以及支持该结构的编程语言。 n e t 框架是多语言应用程序执行环境，在某种程度上，它处理与w i n d o w s 和w e b 应用程序开发相关的必需的管理杂务。n e t 框架提供的应用程序执行环境可用于管理 内存、处理版本问题，提高应用程序的可靠性、扩展性和安全性。n e t 框架包括多个 部分，包括通用语言运行时、a s p n e t 及一套丰富的用于构建x m lw e b 服务的类 库。对n e t 架构的一个快速浏览有助于理解v i s u a ls t u d i o n e t 的功能。 1 0 内蒙古科技大学硕士学位论文 n e t 的核心是通用语言运行时( c o m m o nl a n g u a g er u n t i m e ) ，它管理代码的执 行并提供不同的服务。它也就是在c + + n e t 、v b n e t 、c # 、n e t ，当然还有 j a v a s c r i p t 编译器所暴露出来的运行时函数。这些暴露出来的接口允许你编写在管理执 行环境中运行的代码( 运行在这种环境中的代码称为管理代码) 。运行时处理的事务包 括异常处理、安全性、版本控制、交叉语言集成、组件集成、调试、造型、以及内存管 理的细节，如创建对象、管理引用1 6 1 。 n e t 平台的组成有： ( i ) n e tf r a m e w o r k _ n e t 应用运行的基础； ( i i ) i l ( i n t e r r n e d i a r yl a n g u a g e 中间语言) 所有的n e t 语言首先被编译成该中 间语言，然后在c l r 中运行； ( ds o a p ( 简单对象访问协议) 用于服务访问的工业标准； ( p c ) d c o m 鲴件间通信协议； ( v ) m s d t c _ 用来在n e t 平台上使用两阶段提交协议未处理分布式交易； ( v i ) c i ，r - c o m m o nl a n g u a g er u n t i m e ，通用语言运行时n e t 应用的运行时环 境； ( v 1 1 ) c o m + n e t 的中间层模型，用于构建商务逻辑； ( ) a d o n 班l 一n e t 对数据访问的a p i 。 此外n e t 平台还包括其他一些产品例如a p p l i c a t i o nc e n t e rs e r v e r ，b i z t a l k s e r v e r ，n l b s ( n e t w o r kl o a db a l a n c i n gs e r v i c e ) ，c o m m e r c es e r v e r ，e n t e r p r i s e s e r v e r s ，i s a s ( i n t e m e ts e c u r i t ya n da c c e l e r a t i o ns e r v e r ) 用来提供如防火墙，安全访 问，b 2 b 交易，负载平衡等服务，而j 2 e e 规范本身没有定义这些服务，但可通过选择 第三方产品来满足类似的要