（计算机应用技术专业论文）基于javapos的嵌入式pos商业应用平台的设计与实现.pdf

摘要 摘要 随着嵌入式系统硬件性能的提高和相关软件技术的发展，嵌入式p o s 的使 用越来越广泛，更多的企业和组织已加入到p o s 应用和服务的领域中。在p o s 应用的基础平台方面，s u n 公司提供了针对消费电子和嵌入式设备制定的j 2 m e ( j a v a2m i c r oe d i t i o n ) 版本，为p o s 设备应用的开发提供了完善的运行环境； j a v a p o s 规范为软件设计者提供了一整套涵盖了对大部分p o s 硬件设备的属性 和操作进行控制和服务的应用接口。本课题的合作单位基于j 2 m e 的基础之上实 现了一个符合j a v a p o s 规范的p o s 应用平台，本论文的研究内容就是基于此p o s 应用平台的基础上实现的。 由于p o s 商业功能的复杂多变，单一的p o s 商业应用无法适应多变的需求， 如何更好的组织p o s 的商业功能，使得p o s 商业应用更易于适应多变的商业业 务需求成为p o s 商业应用的亟待解决的问题。 本论文在合作单位提供的j a v a p o s 平台的基础之上，参考了国内外成熟p o s 产品的特性，从商业状态，商业数据，商业功能等方面对p o s 商业的业务流程进 行了详细分析，利用工作流技术对复杂的商业功能进行组织管理，实现了p o s 商 业应用平台，并在商业应用平台的基础之上实现了零售版的p o s 商业应用。本论 文将工作流技术应用于嵌入式p o s 商业应用领域，提供了一个可进行二次开发的 p o s 商业应用平台，其技术研究及设计考虑对于其他类似产品的设计具有借鉴意 义。 经过测试，本论文实现的商业应用平台设计轻巧灵活，性能高，功能强大， 占用资源少，可以使得开发者不受嵌入式p o s 设备硬件资源的限制。在商业平台 上用户可以快速的实现一个嵌入式p o s 终端应用，同时实现的p o s 应用具有更 好的可维护性和扩展性。 关键词tj a v a p o s ，j 2 m e , 商业功能，工作流技术，商业应用平台 a b s r a c t a b s t r a c t w i t ht h ei m p r o v e m e n to ft h ee m b e d d e ds y s t e m a t i ch a r d w a r ep e r f o r m a n c ea n d d e v e l o p m e n to fr e l e v a n ts o f t w a r ee n g i n e e r i n g , e m b e d d e dp o s i sw i d e l yu s e d m a n y e n t e r p r i s e sa n do r g a n i z a t i o n sh a v ea l r e a d yj o i n e di nt h ef i e l do fa p p l i c a t i o na n ds e r v i c e w h i c ha r ec o n n e c t e dw i t hp o s a sap o sa p p l i c a t i o np l a t f o r m ，s u np r o v i d e sj 2 m e ( j a v a2m i c r oe d i t i o n ) w h i c hp r o v i d e sar o b u s t ，f l e x i b l ee n v i r o n m e n tf o ra p p l i c a t i o n s r u n n i n go i lab r o a dr a n g eo fe m b e d d e dd e v i c e s ；j a v a p o sp r o v i d e sas e to fa p p l i c a t i o n i n t e r f a c e sf o rs o f t w a r ed e s i g n e r st oc o n t r o lm o s to fp o sd e v i c e s o u rp r o j e c tg r o u ph a s f i n i s h e daj a v a p o sa p p l i c a t i o np l a t f o r mb a s e do nj 2 m e ，a n dt h i sp a p e rp r e s e n t st h e r e s e a r c hw o r k so nt h eb a s i so ft h i sa p p l i c a t i o np l a t f o r m a sar e s u l to ft h ec o m p l e x i t ya n dv a r i a t i o no ft h ec o m m e r c i a lf u n c t i o n ，s i n g l ep o s c o m m e r c i a la p p l i c a t i o nc a n tm e e tt h ec h a n g e a b l en e e d s t h u s ，h o wt oo r g a n i z ep o s c o m m e r c i a lf u n c t i o na n dm a k ei tm o r ea d a p t i v et od i f f e r e n tc o m m e r c i a ln e e d sh a s b e c o m ea nu r g e n tp r o b l e mt ob es o l v e d t h i st h e s i sg i v e sad e t a i l e da n a l y s i so fp o sc o m m e r c i a lp r o c e s s e sa c c o r d i n gt o c o m m e r c i a ls t a t e s ，c o m m e r c i a ld a t aa n dc o m m e r c i a lf u n c t i o n t h e n ，t h i sd i s s e r t a t i o n d e m o n s t r a t e sh o wt ou s et h ew o r kf l o wt e c h n o l o g yt oa c c o m p l i s hap o sc o m m e r c i a l a p p l i c a t i o np l a t f o r mw h i c h c a no r g a n i z ec o m p l e xc o m m e r c i a lf u n c t i o n a tl a s t ，ar e t a i l p o sc o m m e r c i a la p p l i c a t i o ni sa c h i e v e db a s e do nt h ep o sc o m m e r c i a la p p l i c a t i o n p l a t f o r m t h i sp a p e rp u t sw o r kf l o wt e c h n o l o g yi n t op r a c t i c e i ne m b e d d e dp o s c o m m e r c i a la p p l i c a t i o n sa n do f f e r sap l a t f o r mf o rf u r t h e rd e v e l o p m e n to fp o s a p p l i c a t i o n s a l s o , t h er e s e a r c ht h e o r ya n de x p e r i e n c eo nh o w t od e s i g nap o s p r o d u c t i nt h i ss u b j e c tc a nb eu s e da sr e f e r e n c ef o ro t h e rs i m i l a rs y s t e m s t h ep o sc o m m e r c i a la p p l i c a t i o np l a t f o r mi sp r o v e nt ob ef l e x i b l ei nd e s i g n ，w i t h g o o dp e r f o r m a n c ea n dl e s sr e s o u r c eo c c u p a n c y b a s e do nt h ep r o d u c t s ，d e v e l o p e r sc a n q u i c h yc o m p l e t ea l le m b e d d e dp o s t e r m i n a la p p l i c a t i o nw i t hb e t t e rm a i n t a i n a b i l i t ya n d e x t e n d i b i l i t y k e yw o r d s ：j a v a p o s ，j 2 m e , c o m m e r c i a lf u n c t i o n , w o r kf l o wt e c h n o l o g y , c o m m e r c i a l a p p l i c a t i o np l a t f o r m 独创性声明 本人声明所呈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。据我所知，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过的研究成果，也不包含 为获得电子科技大学或其它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。 签名：乏三弛日期：，。缉调朋 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁 盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 日期：p 力多年猬j1 9 第一章引言 1 1 研究意义 第一章引言 随着市场经济的发展及全球经济一体化的大趋势，我国商业企业面临着严峻 挑战，要想生存并求得发展，就必须极大地提高管理和服务水平，向国际上先进的商 业企业管理、服务意识和手段靠拢并最终实现接轨。而商业p o s 系统是国际上商 业企业惯用的经营销售模式，因此加快建立和应用商业p o s 系统已是商业企业面 对国内、国际两个大市场的竞争所急待解决的重大课题。 由于国家税控政策的推行，税控市场勾勒行业信息化的国家脉络，预计 2 0 0 4 2 0 1 0 年中国税控设备市场的总体需求量为2 9 2 8 9 9 万台，市值规模达5 7 8 8 0 亿元人民币，复合增长率为4 2 1 9 。其中2 0 0 4 2 0 1 0 年税控收款机市场的总体需 求量将达到1 2 8 7 4 3 万台，市值规模为4 0 2 3 7 亿人民币，复合增长率为5 8 6 5 。 乐观估计，在未来几年里，全国对税控收款机的需求大约在数千万台左右，如果 再加上与之配套的相关软硬件、服务等，在3 年到5 年内，税控收款机领域将形 成2 0 0 0 亿元规模的市场。 目前收款机大致分为三类：第一类是基于p c 和d o s w i n d o w 体系的，这类 产品目前占市场绝大多数，但是价格太高；第二类是基于单片机( 5 1 系列居多) 的，基本上没有操作系统的支持，功能也较弱，主要用于餐饮娱乐，占据中低档 市场。第三类是正在快速发展的基于嵌入式芯片和嵌入式操作系统开发的嵌入式 p o s 收款机。 嵌入式p o s 收款机主要是面向小或者中小规模的餐饮、娱乐、零售和服务行 业。嵌入式p o s 收款机将以其价格低，功能强的优势在未来的税控p o s 市场中 扮演这重要角色。 商业应用部分在嵌入式p o s 应用中占有重要地位，由于商业功能的复杂多变， 电子科技大学硕士学位论文 单一的商业应用无法满足市场的需求，本课题实现的p o s 商业应用平台基于已实 现的j a v a p o s 平台之上并利用了工作流技术对复杂的商业功能进行组织管理，能 够满足商业功能多变的需求。p o s 商业应用平台具有如下研究意义： 1 p o s 商业应用平台基于符合j a v a p o s 标准的j a v a p o s 平台上实现，因此 其具有j a v a p o s 的特性： 降低p o s 终端的费用 利用j a v a 语言编写的应用程序具有平台独立的字节代码，可以通过j a v a 虚拟 机解释执行，与平台无关。j a v a p o s 标准通过形成一个支持单虚拟机的系统，降 低点销售终端所需的费用。同时完成零售功能的应用程序就可以在各种平台运 行。与传统的w i n d o w s9 5 配置相比，这种平台的费用大大降低。j a v ap o s 终端 不存储常驻信息，因此被称为”瘦型客户机”。虽然瘦型客户机可以拥有快闪存储 器( 或称闪存) ，或进行本地磁盘存储，但是它们主要用于完成”不间断”操作，对诸 如条码和价格这样的p o s 数据进行暂时缓存处理。这种瘦型零售客户机的最低配 置需求允许将现有的存储设备( 包括i n t e l3 8 6 4 8 6 计算机) 作为j a v a 点销售终端来 复用。 平台独立性 j a v a p o s 标准利用j a v a 虚拟机作为其零售平台。这种平台独立于特定的硬件 或操作系统。因此任何与j a v a p o s 兼容的零售应用程序都能够在w i n d o w s 9 5 系统 或者一个瘦型客户系统( 例如j a v a o s 或w i n d o w sc e ) 上运行。在这样一个零售应 用程序中唯一遗留的具有专用性的部分就是应用程序代码本身。 2 p o s 商业应用平台利用了工作流技术来实现对商业功能的管理，将商业 功能组织为可控的工作流元，并提供了一个引擎组织工作流元，基于p o s 商业应 用平台上进行开发的使用者能够按着自己的意愿将商业功能构造成工作流元，并 利用引擎对工作流元进行组织管理，大大提高了p o s 商业应用的开发效率。 综上所述，本课题实现的p o s 商业应用平台隐藏了p o s 设备的实现细节，商 业应用开发者可以不需要考虑p o s 设备的具体实现即可通过平台提供的设备接 口进行设备操作；同时，p o s 商业应用平台使用工作流技术提供了灵活的商业功 能引擎，使得开发者可以轻松的实现自己的商业功能，有了如上的特点就能在p o s 商业应用平台的基础上进行p o s 商业应用快速开发，迅速适应市场的需求，并且 开发出的商业应用还具有良好的维护性和扩展性。 1 2 国内外发展现状和分析 2 第一章引言 1 2 1 国外发展现状 1 9 9 8 年1 月1 9 日，s u nm i c r o s y s t e m s 公司联合2 0 多家主要的零售商和技术 公司发布了第一个基于j a v a 技术的点销售( p o s ：p o i n t o f - s a l 0 应用的标准 j a v a p o s 。j a v a p o s 之所以能够得业界的支持，在于很多零售商已认识到专用的硬 件和软件平台不具有通用性，限制了p o s 系统联接i n t e m e t 。j a v a p o s 的推出表 明，零售行业已经认可了j a v a 在实现商业系统和设备跨平台交互操作功能过程中 所发挥的重要作用。s u n 、p c n n e y 、s e a r sr o e b u c k 、k m a r t 、i b m 、n c r 、日本富 士通、e p s o n 等多家国际著名的计算机公司以及领先的零售设备公司都一致认为， j a v a 是实现p o s 系统的最佳平台与技术。j a v a p o s 标准定义了基于j a v a 技术的 p o s 设备访问操作的体系结构和p o s 设备接口集合，它可以对各种领域的p o s 解决方案提供支持1 1 】。零售商可以通过使用j a v a p o s 规范来降低系统的运作费用， 加快应用程序的开发和使用速度，同时还可以自由地选择针对不同商业需要的最 理想的硬件和软件，而不必考虑实际应用中的操作系统或指令集的问题。 工作流( w o r k f l o w ) 技术起源于生产制造业于办公自动化领域，通过对经营 过程进行明确的定义和表示，使其能够被计算机所识别并加以执行，从而实现经 营过程自动化。1 9 9 3 年国际工作管理联盟( w 酬k f l o w m 柚a g c m e n t c o a l i t i o n ，w f m c ) 的成立，标志着工作流技术开始进入相对成熟的阶段。为了实现不同工作流产品 之间的互操作，w f m c 在工作流管理系统的相关术语、体系结构及应用编程接口 等方面制定了一系列标准【2 】 国际上一些主要的p o s 系统开发商都对j a v a p o s 规范的推出给予了足够的重 视，并且在开发自己p o s 商业系统的过程中也或多或少的使用了工作流技术，其 中包括d a t a f i t 公司开发的b e a n s t o r e 系统和q o l s o n 所领导的开源项目m e r c a t o r 。 1 b e a n s t o r e d a t a f i tb c a n s t o r e 是一个纯j a v a 软件，它是一个集可复用性、平台独立性和 p o s 机功能于一体的p o s 系统。b e a n s t o r e 包含了如下运行时的组件： p o s 引擎( p o se n g i n o 。p o s 引擎实现一种简单、但性能强健的状态机， 它可以对基本的应用程序流实行控制。一般应用程序的状态少于5 0 个，这样就使 状态的表示更加易于理解和修改。在运行状态机的过程中，p o s 引擎完成检验权 限、调用相应的p o s 应用程序对象、在数据更新时通知显示对象以及处理设备和 键盘输入。 公共架构对象( c o m m o ni n f i a s t r u c t u r eo b j e c t s ) 。这些对象实现一系列支撑 3 电子科技大学硕士学位论文 功能，其中包括作为构造应用程序对象所用的空模板的基本应用对象、货币处理 操作、在数据更新时通知显示对象、本地问题( 如日期、时间和数字显示格式) 以 及多国语言的转换处理。 p o s 应用对象( p o s a p p l i c a t i o no b j e c t s ) 。通过对p o s 引擎和支撑架构的 使用，编写p o s 应用程序与编写一般目的的j a v a 应用程序相比更简单。程序设 计人员的工作主要集中在如何实现零售商业功能上。应用对象可以分为基本p o s 交互p p i 、调节程序( 在后台运行，如自动计算贴现率或应纳税额) 和支撑对象( 为 前两类对象提供一般的服务，如价格查找和数字签名的校验) - - 类。 j a v a p o s 设备对象( j a v a p o s d e v i c eo b j c c c s ) 。设备启动程序对象提供了 p o s 输入设备和打印系统所需的所有功能。这些对象实现了j a v a p o s 标准，目前 已经开发出了两种驱动程序，分别是用在网络计算机上的本机纯j a v a p o s 控制和 服务程序( 可以对e p s o n 兼容型设备进行管理) ，以及一个j a v a p o s 与o p o s 之间 的桥接器。 针对打印系统的打印对象& t i n to b j e c t s ) 。打印对象对后台持续打印和“一 次标签”打印操作提供支持。 p o s 数据访问对象f f o sd a t a a c c e s so b j e c t s ) 。数据访问对象与服务器端的 恢复组件集合，提供了瘦型客户机功能。它主要完成的工作包括从数据库中提取 应用程序所需的数据( 例如产品价格) ，接受应用程序所生成的数据并根据需要将 其传递给数据库。数据访问对象对数据对象进行高速缓存处理，这样p o s 终端就 可以独立进行工作。 传送系统( t r 锄s p o ns y s t e m ) 。传送系统负责在p o s 终端和服务器之间进 行数据对象的移植。如果在传送过程中联接中断，则系统会中止处理：当连接重新 恢复时，它会自动重新启动传送操作。 数据桥。数据桥负责在t r a n s a c t ( 事务) 数据对象和关系数据之间进行相互 转换。通过应用程序汇编器，可以为r d b 上不同的数据模型配置数据桥。这种 转换操作也可以在服务器或p o s 终端上实现。 在线授权( o l a ：o n - l i n e a u t h o r i s a t i o n ) 客户端对象和o l a 服务器。这些对 象为应用程序提供的一系列功能实现了信用卡和其他电子支付媒体的授权支持。 在服务器端，第三方提供的b e a n s t o r e 软件接口为所使用的卡片接收设备提供了 协议处理程序。 汇总系统。汇总系统完成了一种特定的后台操作，它对当前各种存货的总 量进行处理，保证商店中所有的p o s 终端显示数据的一致性。 4 第一章引言 b e a n s t o r e 整个框架设计十分庞大，不适合于资源相对短缺的嵌入式应用，但 是其中的p o s 引擎组件值得我们借鉴。 2 m e r c a t o r m e r c a t o r 是一个用i a v a 实现的p o s 应用系统，它基于j a v a p o s 标准和图形界 面接口实现，为零售版和餐饮娱乐版的p o s 商业应用提供了一个交易引擎【3 1 。 m e r c a t o r 设计较为轻巧，可以应用于嵌入式应用，本课题即是在研究了m e r c a t o r 的基础之上完成的。 1 2 2 国内发展现状 随着国家税控政策的发行，国内嵌入式p o s 软件和硬件厂商也纷纷亮剑，提 出了自己的税控p o s 应用解决方案，各种各样的p o s 产品不断涌现，大大推动了 国内p o s 行业的发展。例如，山东浪潮的r e 5 1 0 f b 金融税控收款机和r e - 3 6 0 f b 税控收款机、长城信息产业股份有限公司的希诺达金融税控收款机、卫士通信息 产业股份有限公司的金融税控收款机e 1 4 3 0 和卫士通r 2 2 3 0 税控收款机、深圳 市中鼎电子科技有限公司的中鼎c l l 金融税控收款机、清华同方股份有限公司的 同方t f r d s k 5 m 中型税控收款机等等。然而在国内众多的p o s 应用解决方案中， 能够提供一个通用的商业应用平台的并不多见，而基于j a v a p o s 标准，使用工作 流技术实现的p o s 应用平台更是少之又少。目前只有本课题合作单位已经实现了 符合j a v a p o s 标准的p o s 应用平台，并在其基础之上实现了基于工作流技术的商 业应用平台。可见国内对于嵌入式p o s 商业应用平台的研究还处于一个初始阶 段。 1 2 3 现状分析 由于国内的p o s 行业起步较晚，很多国外已经成熟的技术在国内才刚刚起步， j a v a p o s 标准作为p o s 领域国际的通用标准对p o s 行业的发展起着重要的作用， 国外已有很多的p o s 产品都是基于j a v a p o s 标准之上实现的，而国内基于 j a v a p o s 标准实现的p o s 产品还处于一个初始阶段，因此，只有将我们的p o s 产品更多的向国际标准靠拢，并在其基础之上进行创新才是国内p o s 行业的发展 之道。 本课题就是基于这样的思想下，在先进的j a v a p o s 标准之上，并将工作流技 5 电子科技大学硕士学位论文 术应用到嵌入式p o s 应用领域当中，最终实现一个可以进行二次开发的嵌入式 p o s 商业应用平台。p o s 商业应用平台不仅继承了l a v a p o s 的先进性特点又包含 了工作流技术的优势，在未来的嵌入式p o s 应用中将发挥重要的作用。 1 3 研究内容和章节安排 论文课题来自北京科银京成技术有限公司的税控p o s 收款机项目。本课题的 目的是研究p o s 商业应用平台技术，为税控p o s 收款机复杂的商业功能需求提供 一个组织管理平台。主要工作内容有： 1 分析研究p o s 产品的产业状况。 2 分析国内外的技术现状及发展趋势。 3 p o s 商业应用平台设计相关技术的分析。 4 嵌入式p o s 商业应用平台的设计和开发，进行相关的概要设计、详细设计 和编码。 5 在嵌入式p o s 商业应用平台上实现一个开发实例，零售版p o s 应用的实 现，验证嵌入式p o s 商业应用平台的灵活易用性。 6 p o s 应用的系统测试与改进。 课题从技术研究到产品的发布历时近一年，并用了一年的时间根据市场需求 对产品进行验证。本人在该课题项目中担任项目负责人和软件开发人员，负责项 目实现产品功能定义、总体设计、部分源代码的编写与测试。 通过此课题的研究与实现，熟悉了p o s 设计相关技术，积累了在p o s 领域的 技术。目前国内基于j a v a p o s 的p o s 产品还非常少，而利用工作流技术实现一个 p o s 商业应用平台更是不多见，随着国内最新的税控政策的执行，本课题实现的 嵌入式p o s 商业应用平台将在国内市场具有较强的技术优势。 本论文的章节安排如下： 第一章为引言，简单的介绍了p o s 应用的研究意义，以及基于j a v a p o s 的p o s 商业应用平台的国内外发展现状和分析，最后介绍了本文的研究内容和章节安排。 第二章主要介绍本课题实现的技术背景，分别详细介绍了j a v a p o s 标准、j 2 m e 以及工作流技术。 第三章对p o s 商业业务流程进行分析设计。 6 第一章引言 第四章介绍p o s 商业应用平台的各个模块的具体实现。 第五章在p o s 商业应用平台的基础之上实现零售版的商业应用。详细的介 绍了各个商业功能实现细节。 第六章建立测试用例，对p o s 商业应用进行测试。 第七章是全文总结，介绍了p o s 商业应用平台的创新以及存在的不足。 7 电子科技大学硕士学位论文 2 1j a v a p o s 标准 2 1 1j a v a p o s 概述 第二章基本概念 j a v a p o s ( j a v af o rr e t a i lp o s ) 为基于j a v a 技术平台的应用程序提供了一套 通用的p o s 设备解决方案。它是u n i f i e d p o s 结构的一种实现，其定义如下【1 】： j a v a p o s 访问设备的体系结构。 丰富的访问p o s 设各的应用程序接口( a p i ) 。 j a v a p o s 标准协会是由一些著名的零售厂商和p o s 设备生产厂商成立的，其 主要的目的是为基于j a v a 的零售应用程序提供标准的访问p o s 设备的标准接口。 它并没有提供具体的实现，只提供了如下的一些j a v a 代码【1 1 ： 定义文件：一套简单的设备控制类，用来为基于j a v a p o s 的应用程序提 供接口。 j p o s c o n f i g l o a d e r ( j c l ) ：配置和服务的加载事例。 2 1 2j a v a p o s 的优点 使用基于j a v a p o s 的p o s 解决方案主要有以下几个优点【1 】： 通过使用瘦客户端可以降低p o s 终端的成本。 应用程序平台独立性，应用程序可以与硬件平台和特定操作系统相分离； 降低了管理成本，因为应用程序和支持软件可以放在一个服务器上，可 以根据需要通过j a v a 下载。 快速的上市时间和市场适应能力，因为上层的应用程序是基于j a v a 的， 因此应用程序和下层软件同时进行，并且当硬件平台和操作系统发生改 变时，应用程序可以保持不变。 8 第二章基本概念 2 1 3j a v a p o s 的体系结构 l a v a p o s 定义了一个多层次的体系结构，如图2 - 1 所示，p o s 应用程序通过 j a v a p o s 与具体的物理的或者逻辑的设备进行交互。图中每层的作用和功能分 别定义如下1 1 l ： 1 p o s 应用程序指使用一个或者多个j a v a p o s 设备的j a v a 应用程序或者 a p p l e t 程序。应用程序通过j a v a 实现的j a v a p o s 设备接口操作和访问j a v a p o s 系 统中的设备。 2 j a v a p o s 设备分为不同的设备类，u n i f i e d p o s l 8 标准中一共定义了2 4 种 设备类，如钱箱、p o s 打印机等。每个j a v a p o s 设备在逻辑上分为两层： j a v a p o s 设备控制( d e v i c ec o n t r 0 1 ) ：它提供应用程序和设备类之间的接口， 遵守j a v a b e a n sa p i 的接口标准。设备控制是用来保证使每类设备都提供相同 的应用程序接口，与同类的设备服务的实现无关。 j a v a p o s 设备服务( d e v i c es e r v i c e ) ：是设备控制通过j a v a p o s 设备服务接 口( s e r v i c ei n t e r f a c e ) 调用的j a v a 类。设备控制可以通过它来实现对j a v a p o s 定 义的物理设备进行操作。设备服务也可以通过调用设备控制提供的特殊的事件方 法来向应用程序发送特定的事件。在j a v a p o s 系统中必须为每一个系统中的物理 设备实现相应的设备服务，只要这样才能实现对物理设备进行操作。 p o s 应用程序 j a v 删s a j a v a p o s ，一、 设备彳。p n 、 j a v a p o s 设备控制 ，d 、 一一一_ 设备服l 缮耘几 、r j a v a p o s 设餐服务 物理( 或逻辑) 设备 图2 - 1j a v a p o s 的体系结构图 9 电子科技大学硕士学位论文 应用程序必须通过调用j a v a p o s 设备的a p i ( d e v i c ec o n t r 0 1 ) 来实现对p o s 物理设备的操作。某些物理设备支持多种设备类，例如，有些p o s 打印机包括了 对钱箱的控制。但是在j a v a p o s 系统中，应用程序把每类设备都当成是一个独立 的物理设备。 j a v a p o s 体系结构中还包含了附加的层和应用程序接口( a p i ) 以便和j a v a 环 境更好的整合到一起。如图2 2 所示。有关j c l 将在设备服务管理一节中详细介 绍。 2 2j 2 m e 2 2 1j 2 m e 概述 图2 - 2 带附加的j a v a p o s 的体系结构图 j 2 m e ( j a v a2m i c r oe d i t i o n ) 是s u nm i c r o s y s t e m si n e 面向市场的需要，针 对微型家电及嵌入式领域推出的微型j a v a 技术【4 】，其结构如图2 - 3 所示： 1 0 第二章基本概念 黧蚕蓊国 日日日口 l e a s t p a 圳删 d 铂i c e 8 m o s t p o w e r f u l 塘0 c e 8 图2 - 3j 2 m e 架构图 1 配置描述 配置将基本运行时环境定义为一组核心类和一个运行在特定类型设备上的特 定j v m 。虽然还可能在将来定义其他的配置，但当前j 2 m e 存在两种配置【4 】： 连接限制设备配置( c l d c ) 。与k v m 一起用于内存有限的1 6 位 或3 2 位设备。这是用于开发小型j 2 m e 应用程序的配置( 虚拟机) 。( a 开发者的角度来看) 它的大小限制让它比c d c 更有趣、更具挑战性。c l d c 同时还是用于开发绘图工具应用程序的配置。p a l m 电脑便是一个运行小应 用程序的小型无线设备的示例。我们将在本转体的后续文章中深入介绍 c l d c 。 连接设备配置( c d c ) 。与c 虚拟机( c v 岣- - 起使用，用于要求内存超 过2 兆的3 2 位体系结构。互联网电视机顶盒便是这类设备的一个示例。 2 简表概述 简表定义了您的应用程序所支持的设备类型。特别地，它向j 2 m e 配置添加 了特定于域的类来定义设备的某种作用。简表建立在配置的顶部。已经为j 2 m e 定义了两种简表四：k j a v a 和移动信息设备简表( m i d p ) ，它们也被建立在c d l c 上。这两种简表适用于小型设备。 课题合作单位所使用的j 2 m e 平台在配置层使用了专门针对具有网络连接功 能但资源有限的移动终端设备提供的c l d c ，简表层使用了针对移动通信设备制 定的m d p 。 1 1 电子科技大学硕士学位论文 2 2 2j a v a 虚拟机与j a v a 程序运行 2 2 2 1j a v a 虚拟机简介 j a v a 是一种与平台无关的语言。j a v a 源程序经编译器编译以后生成j a v a 字 节码( b y t e c o d e ) ，由j a v a 虚拟机( v i r t u a lm a c h i n e ，以下简称r v m ) 解释执行。j v m 建立在硬件和操作系统之上，作为j a v a 与不同平台的接口，实现j a v a 字节码 的具体功能。j a v a 字节码本身与平台无关。 j a v a 语言定义了丰富的类库( c l a s sl i b r a r y ) ，用以实现不同的功能。在某种意 义上，类库相当于操作系统提供的a p i ，或者c c + + 语言的函数库。类库的绝大 部分代码也是用j a v a 编写，在运行时同样由j v m 解释执行。和传统的编译型 面向对象语言相比，j a v a 语言拥有一些重要的特性 6 1 。这些特性包括( 但不限于) ： 1 目标代码( 字节码) 与平台无关，完全可移植； 2 不支持指针； 3 用内置的垃圾回收器取代了传统的显式内存分配与回收操作； 4 多线程支持。和c 肥+ + 语言不同，这种多线程支持是j a v a 语言标准的 一部分，与平台和操作系统无关； 5 运行时的安全检查，包括字节码校验、数组边界检查、类型转换检查等； 6 j a v a 类可以在运行时动态装载； 7 统一的数据类型。整型类型规定为3 2 位，长整型为6 4 位，单精度浮点 数为3 2 位，双精度浮点数为6 4 位，字符为1 6 位； 8 内置的u n i c o d e 支持。 可以看出，j v m 必须完成许多复杂的功能来实现j a v a 的这些特性，同时还 要保证j a v a 程序运行时的性能。 2 2 2 2 嵌入式j a v a 虚拟机k v m 针对移动通信设备硬件资源有限( c p u 主频低、内存小、电力供应有限) 的 事实，为了降低j v m 的复杂程度，使之更适合应用在移动通信设备上，c l d c 规范定义了一个简化版本的j a v a 虚拟机，这个虚拟机通常被称为k v m ( k i l o b y t e s v i r t u a lm a c h i n e ) 。在c l d c1 0 规范中定义的k v m 与标准j v m 的差异主要包 括川： 1 k v m 不支持浮点数据类型( 包括浮点类f l o a t 和d o u b l e ) 和浮点运算 指令： 第二章基本概念 2 k v m 不支持j a v a 的r e f l e c t 机制； 3 k v m 不支持w e a kr e f e r e n c e ，s o f tr e f e r e n c e 和p h a n t o mr e f e r e n c e ； 4 k v m 不支持对象的f i n a l i z a t i o n ： 5 k v m 不支持j a v a 字节码中的j s r 和r e t 指令； 6 k v m 简化了字节码校验过程； 7 k v m 不支持j n i ( j a v an a t i v ei n t e r f a c e ，j a v a 本地方法接口) 。 这些简化降低了在移动通信设备上实现k v m 的复杂程度，降低了k v m 对 系统资源的需求，也减小了系统类库的容量。例如，仅仅j v m 中进行字节码校 验所需要的代码就已经超过k v m 自身代码的总量。 c l d c m i d p 规范也定义了与k v m 一起应用在移动通信设备上的标准类 库。与标准的j 2 s e 类库相比，这些类库也进行了大量的简化。 在运行阶段，j a v a 虚拟机在装入指定的c l a s s 文件，进行必要的校验，然后 翻译运行c l a s s 文件中的字节码。虚拟机在执行过程中根据需要动态装入其他的 c l a s s 文件并运行。这些c l a s s 文件可能是用户程序的一部分，也可能是系统类库 的一部分。这一装入过程通常都是被推迟到必要的时候才进行。 除了翻译执行j a v a 字节码，j a v a 虚拟机在运行j a v a 程序时还需要完成大 量的其他工作，包括垃圾回收、线程调度、对象同步、异常处理等。 2 3 工作流技术 2 3 1 工作流的基本概念 一个工作流包括一组活动及其相互的顺序关系，还包括过程及活动的启动和 终止条件及对每个活动的描述 6 1 。工作流管理系统指运行在一个或多个工作流引 擎上，用于定义、实现和管理工作流运行的一套软件系统，与工作流执行者( 人、 应用) 交互，推进工作流实例的执行，并监控其运行状态。 1 工作流过程定义实体及其属性。工作流过程定义实体，包含了工作流相关 提供了过程中应用于其他实体的上下文信息，还提供了于管理相关的信息，主要 包括：工作流应用程序声明、工作流参与者声明、工作流相关数据和转移信息。 工作流应用程序声明：用于描述哪些可以为工作流部件所调用的应用( 在活 动的应用程序分派属性中指定) ，以完全自动化或仅仅支持与各个活动相关的处 电子科技大学硕士学位论文 理。 工作流参与者声明：描述了充当过程定义中活动执行者的资源。这种资源被 活动中的成员分派去执行该活动。工作流参与者声明并不必须指定某个人，但是 它可能会指定一组拥有相应技能或责任的人，或者是机器自动装置。 工作流相关数据：与业务流程相关的数据。工作流管理系统使用这些数据确 定工作流实例的状态转移，例如过程调度决策数据、活动之间的转移数据等转移 信息。每个转移信息有三种基本的属性( f r o m 活动、t o 活动、转移条件) 和两 种基本要求( i n p u t 资源、o u t p u t 资源) 。 2 工作流元。一个工作流过程由一系列工作流元构成。在系统中，每一工作 流元代表一个活动或者子活动。在某种情况下，某个活动又可以相当于一个单独 定义的过程定义实体，并具备其实体的各种属性及资源。 3 处理及转移过程。每一个活动之0 司通过转移信息相联系。一个工作过程在 工作流参与者的指派下，调用其工作流应用程序，根据其转移信息的f r o m 属性， 从它的上一个活动中获取输入资源，并利用自己工作流相关数据，进行处理工作 处理完成后，再一次根据转移信息的t o 选项及相应的转移条件，将自己的输出 资源提供下一个活动。另外，这种从一个活动向另一个活动的转移是有条件的， 也可以是无条件的。一个过程中转移的结果会是活动的并行或串行操作，在相应 的活动中定义了和这种分支或汇总条件相关的信息。 4 庞大的组织体系。工作流过程之间的处理及转移过程与活动之间的处理及 转移活动相同。这样一系列相互关联的工作流元之间及工作流程之间的相互协助、 并有步骤地调用资源，就构成了庞大的组织体系，从而有效的完成全部的商务活 动。 l 工作漉过程定义实体l i 。 r o m 获取资源 含t o 提供资源 前工作流活动定义实ll 工作流活动定义实体ll 后z 作流活动定义实 被执行i 调用 工作流参与者ll 工作流应用程序 图2 _ 4 工作流过程定义实体及其协作 1 4 工作流数据 转移信息 第二章基本概念 2 3 2 工作流的特点 工作流技术有如下特点1 6 j ： 1 普遍性：任何系统都有操作流程和处理流程，它们都可以以工作流方式 控制。 2 分步性：工作流技术中的每个工作流单元，是应用逻辑每个处理步骤， 多个步骤按着一定的关系组合起来，形成一个完整的应用逻辑。 3 可装配性：按照一定的应用逻辑，可以组装成不同的工作流，进而形成不 同的应用软件。装配性也就是“重组性”。 4 重用性：多种不同的应用逻辑总可以抽出其部分相同的功能，形成共同的 工作流单元。新的工作流可以从已有的工作流单元组装形成，重用工作流单元。 电子科技大学硕士学位论文 第三章嵌入式p o s 商业应用平台分析 3 1 商业应用平台总体分析 本章节将对p o s 业务流程中的商业数据、商业界面、商业状态、商业功能、 设备响应等方面进行分析，设计一个p o s