架构设计模型

架构设计模型（共9篇）

架构设计模型 篇1

摘要：针对网络分层架构设计模型在电力行业的应用思考展开论述。

关键词：网络分层,架构设计模型,电力行业

引言

随着电力企业的信息化企业建设战略部署的不断推进, 使得信息化应用的推进速度不断加快。电力企业的运行模式开始发生明显变化, 信息系统逐步成为电力企业的关键核心基础生产系统之一。作业信息系统的基础通信平台———网络互联系统逐步显现出它的重要性。当前电力企业已经对网络系统非常依赖, 一旦因各种灾难或突发事件而造成网络通信中断, 直接会导致电力企业的生产停顿甚至瘫痪。因此, 如何规范电力企业信息网络建设架构, 提高电力企业基础网络通信系统的建设安全性、稳定性、可扩展性、经济性, 为电力企业生产提供高保障的网络通信服务, 是我们后续电力网络系统不断优化建设的探索方向。就电力行业如何通过层次化的网络架构设计思想, 通过网络分层架构, 实现电力行业网络基础架构的安全、稳定、灵活扩展和较高的建设经济性提出一套设计思路, 以期为电力企业的网络建设提供点滴参考规划建议。

1 网络架构问题引出的思考

现有电力企业均建设了多种网络。由于建设时期不同和建设的目的不同, 多种网络结构相互混合交叉, 不少电力企业的核心设备即是大楼局域网的核心交换机同时也担当城域网的核心路由器, 甚至还担当广域网的核心路由器。网络的架构较简单, 多为星形架构或者利用二层或二三层混合的环路架构。这种不同网络区域的功能过多的集中到某几台核心设备上的设计思路, 在早期电力应用对网络依赖程度相对弱关联的时候是适用的, 但随着电力应用的集中, 电力应用对信息网络平台的依赖不断提升, 要求网络必须安全、稳定、扩灵活扩展。这类传统网络设计思路给网络系统的安全、稳定带诸多不确定因素。任何一个局域网内的网络故障, 直接影响网络的核心设备, 由于核心设备同时担当多张网络的核心, 直接导致全网震荡, 给全网的运行安全带来严重威胁。

2 网络架构区域的规范

为提出一套有效的网络分层的层次架构网络设计思路。有必要对电力企业的网络系统划分区域, 以便于架构的设计组织。

2.1 骨干网

骨干网用于连接各个地区局城域网, 实现各网络间流量的汇聚和转发, 可独立进行管理的网络平台。一般由省核心站点、各地区局接入站点组成。分为核心层和边缘层两层, 核心层由核心路由器组成, 负责对各城域流量的汇聚和转发。边缘层由边缘路由器组成, 主要负责特定城域站点流量的汇聚和转发。

2.2 城域网

城域网在地区局区域范围内组建, 用于实现语音、视频、数据等多种业务汇聚和转发, 可独立进行管理的网络平台。一般由地区局核心站点、城区接入点、郊区接入点、各县局接入站点组成。分为核心层和业务接入控制层两层, 核心层由出口路由器组成, 负责对业务接入控制点设备进行汇接并提供IP城域网到骨干网的出口。业务接入控制层由业务路由器组成, 主要负责业务接入控制。

2.3 接入网

接入网在地区局一定范围内组建的, 用于实现语音、视频、数据等多种业务接入, 可独立进行管理的IP网络平台。分为汇聚层和用户接入层两层。汇聚层主要由园区汇聚交换机、大楼汇聚交换机和SDH/MSTP/RPR设备组成。接入层主要由楼层交换机、综合布线系统等组成。

3 网络分层架构模型

网络分层设计模式可以使用于各种层级的网络设计规划, 可以是省到地市局, 也可以是地市到县局的网络设计规划。本文提出的网络分层架构模型建议按图1进行统一规划:

3.1 骨干网拓扑架构

推荐采用网状网结构, 宜采用IP/MPLS+Optical, 到同一站点的链路要做到物理独立。 (见图2)

3.2 城域网拓扑架构

推荐采用口型拓扑结构, 宜采用IP/MPLS+O ptical, 到同一站点的链路要做到物理独立。 (见图3)

3.3 接入网拓扑架构

应紧密结合各自链路资源情况, 可采用环形、星型或混合的拓扑结构。

4 网络路由协议在网络分层架构中的规划

4.1 骨干网

骨干网内可使用传统路由技术, 也可以采用MPLS技术, 对相互独立的业务进行VPN划分。针对电力信息网络的骨干网, 建议采用MPLS技术, 充分利用MPLS-VPN技术给多业务网络通信带来的便利。MPLS技术的承载网络内的IGP路由协议建议采用OSPF或ISIS路由协议, 采用平面路由设计。域间路由协议推荐EBGP或静态路由实现路由交换和控制。骨干网中路由器的Loopback地址和链路地址的路由建议由IGP路由协议宣告;其他路由推荐由IBGP承载。由于IBGP路由协议要求相邻的BGP对等体之间实现网状连接, 因此, 建议在骨干网内选择2台性能较好的路由器设备配置成RR (路由反射器) , RR应成对设置, 相互备份。在边缘路由器上对来自城域网路由进行汇总过滤后发布。VPN内部的路由协议可由各个VPN网络独立设计。

4.2 城域网

城域网内同样可以采用传统路由技术或者采用MPLS技术, 对相互独立的业务进行VPN划分。针对电力信息网络的特点, 建议采用MPLS技术, 对分布于各个地区局、县局的多种应用进行VPN业务划分。城域网内的MPLS技术承载网络内路由, 建议采用IGP路由协议, 如OSPF或ISIS路由协议, 采用平面路由设计。域间路由推荐采用E-BGP或静态路由实现路由交换和控制。承载网内路由器Loopback地址和链路地址的路由宣告建议由IGP路由协议承担;其他路由由IGP或IBGP承载。采用IBGP路由协议时, 建议在城域网内选择至少2台高性能路由器担当RR (路由反射器) 角色, RR应成对设置, 相互备份。在业务路由器上对接入网进入的路由进行汇总和过滤后发布。

4.3 接入网

接入网内一般不建议再细分多个VPN业务网络。接入网是针对一特定应用目的而建设的路由网络。网内的路由协议一般建议采用动态路由协议, 除非单链路的非常简单网络架构。动态路由协议, 优先推荐采用OSPF路由协议。

5 IP地址规划

IP地址分为网络设备IP地址和用户IP地址。网络中的路由器的链路地址和Loopback地址采用省公司统一分配的私有地址, 交换机的管理地址原则上采用省公司统一分配的私有地址, 用户地址采用国网公司统一分配的IP地址。为骨干网、骨干网下每个城域网、城域网下每个接入网所分配的路由器的链路地址和Loopback地址、交换机管理地址、用户地址为一段或几段连续地址, 以分配的段少为佳。 (下转130页) “演”与“看”的角色, 缺乏对知识深入引导和研讨, 忽略了学生主体思维动机的激发, 当然也就很难激起学生的创新意识、培养学生的创新能力。再说, 通过观看演示实验得出教学的结论在教师看来“很显然”, 而对学生来说却“很茫然”。如能将一些演示实验教法进行改进, 让学生去自主探索, 经过分析、讨论, 透过现象看本质, 则会从中悟出很多课本上学不到的知识。

例如在“阿基米德定律”教学中, 教师先让学生进行猜想“影响物体浮力大小的因素有哪些?”这时学生会猜想可能与物体的形状、物体的密度、物体排开液体的体积、物体浸入液体中的深度、液体的密度等因素有关, 然后让学生根据猜想提出实验方案, 教师为其提供所需的实验器材, 并在此基础上让学生演示给同学们看, 式因为重视学生获取知识的过程, 有时会影响原来的教学计划, 这是正常的, 特别在开始阶段, 学生还未适应这种教学模式, 同样会影响原来的教学计划, 因此, 教师要做好统筹安排。

其次, 营造和谐氛围是实验探究教学的基础。要在整个教学活动过程中始终发挥学生的主体作用, 教师在教学中应该对每个学生都寄予成功的希望, 对学生的表现多做鼓励性评价, 公平给予每个学生以成功的机会。积极创设一个宽松的情境, 努力营造一个和谐的氛围。让每位学生以开放的心态将思维发散开来, 大胆发表对问题的看法, 相互释难答疑, 相互启发补充, 充分发挥所思所想, 促进学生个性的发展和创新能力的提高。

其三, 在整个教学活动过程中, 老师要积极 (上接18页) 所分配的地址需包含备用地址。

每个连续地址段以C类地址为分配单位, 长度为2的N次方, N为正整数。

6 结论

网络分层架构设计思路是在电力企业多年网络设计和建设经验的总结之谈。一套好的网络架构, 可以为今后电力企业的信息化工作提供长期的信息通信保障。网络分层架构的实施也需要根据各个企业的实际情况, 科学应用。希望本文内容能引起同行对信息网络建设的思考并提供经验交流的话题。

架构设计模型 篇2

文章尝试把文化和当代经济学理论结合起来，论述了华人企业的经理激励与约束机制。作者认为华人企业对经理的激励与约束深受中国传统文化的影响，尤其是“关系”和“情”起了非常重要的激励作用，这不仅表现在精神层面，而且还表现在物质层面。无论是家族经理还是非家族经理，他们对家族利益都具有较高的“认同感”和“忠诚度”，能够较好地实行自我激励与约束，从而有效降低代理成本。但是，“关系”和“情”的潜在激励作用是有限的，不利于华人企业规模的大型化。

二战后，以港台和东盟五国为主体的海外华人企业在世界经济中迅速崛起，引起了国内外学者广泛的关注，已有不少文献对此做了描述和探索。这些对华人企业管理特点的研究，基本上都是从文化角度进行的，这也是当前中外学者较为普遍接受的看法。文化的作用无疑是重要的，它决定了人们的工作态度和工作方式，从而决定不同民族企业的管理模式。例如，“人际关系”在美国只是保健因素，但在东亚却成为激励因素，而且与日本人相比，对中国人具有更大的激励性。但是，笔者认为单纯从文化角度研究华人企业是不够的，还应把文化和当代经济学理论结合起来进行分析，从而推进对华人企业管理模式的研究。本文正是基于这一观点，对华人企业的经理激励与约束机制展开研究的。

一、华人企业的委托—代理问题

因经营权与所有权分离所产生的委托—代理问题最早是由伯利和米恩斯(1932)明确提出来的。委托—代理关系其实在古典企业中就已经存在，但成为“问题”却是随着现代股份公司的产生而出现的，并随着股份公司的发展而严重起来。现代企业管理的主要内容之一就是如何对经理实施监控，设计良好的激励与约束机制降低经理的代理成本，从而确保企业管理的效率。关于欧美日企业对经理的激励与约束机制，已有不少论文进行过系统的研究和比较，但是对华人企业的经理激励与约束机制进行具体研究的文献却很少，也未引起足够的注意。之所以造成这种情况，是因为很多学者认为华人企业家族色彩浓厚，经营权与所有权仍未分离，基本上不存在委托—代理问题。华人企业固然具有浓厚的家族色彩，但对于大多数大型华人企业来说，经营权与所有权并非完全合一的，在高层经理中不仅启用了一些专业经理人，而且即使在家族经理人员中，也并非都是主要所有者，所以华人企业无疑是存在委托—代理问题的。

在当代欧美日发达国家，家族企业并没有占据优势地位，而是以中小企业为主。华人大型企业之所以家族色彩浓厚，无疑是中国家族主义文化的反映，但这不仅仅是因为华人企业对家族经营有特殊的偏好，而是因为在华人社会聘请专业经理人的代理成本太高，过高的代理成本使有益的合作化为泡影。委托—代理理论认为，经营权与所有权分离只是经理产生代理问题的前提条件，并不是充分条件。尽管委托人和代理人的效用函数不完全一致，但是如果信息是对称的，委托—代理也不会成为问题，因为这时委托人与代理人签订的将是完全契约，由此委托人可以“迫使”代理人选择委托人希望的行动。但是，现实的情况是委托人和代理人之间的信息是不对称的，代理人拥有委托人不可知的“私有信息”，双方签订的契约是不完全的，代理人往往可以采取机会主义行为增进个人效用，从而损害委托人的利益。为解决代理问题，委托人可以激励和监督代理人，以使其为自己的利益尽力;同时代理人可以用一定的财产担保不侵害委托人的利益，否则以此给予补偿。即使如此，代理人的行动与使委托人效益最大化的行动仍会有差异，由此造成的委托人利益的损失被称为“剩余损失”。所以，詹森和麦克林认为代理成本包括以下三个部分：(1)委托人的监督成本;(2)代理人的担保成本;(3)剩余损失[1](p6)。由于一般信任较低以及法制极其薄弱，华人社会的契约具有更大的不完全性，从而导致严重的机会主义行为和很高的代理成本，而且所需的担保成本尤其大。尽管依据大数定律，家族成员的专业知识和管理能力一般要低于专业经理人，但是为了防范严重的机会主义行为，华人企业的最优选择只能是启用强有力的家庭信任，形成以家族成员为主的管理核心。相反，如果完全推行专业化管理，其结果由于代理成本过高，只能“望才兴叹”。某香港老板甚至直截了当地说：“我知道许多华人公司把自己的亲属放在非常关键的位置上，因为如果你是我的兄弟，你不可能带了我的钱逃走。”[2](p132)

尽管华人社会的代理成本很高，但并不意味所有的专业经理人都缺乏道德操守。其实，很多华人企业懂得聘请专业经理人的重要性，并寻求家族经营与专业化管理的平衡。我们发现，几乎所有知名的华人企业家都非常重视启用专业经理人，帮助自己创建和发展家族事业。例如，担任过台塑总经理的王金树、新光人寿总经理的吴家禄和盘谷银行总裁的黄闻波等，他们都曾经是知名的专业经理人。如果没有专业经理人的辛勤工作，华人企业也不可能得到发展壮大。但需要指出的是，能够升任高层经理的外来人员通常与主要所有者有业缘或地缘关系，他们是忠于企业的“资深职员”或“亲信”。尽管华人企业对外来专业经理人和家族经理人员的管理有相同的方面，比如说都重视“关系”和“情”的激励作用，但是在激励方法和措施上又有明显的差异，在中国传统文化的影响下，华人往往自觉不自觉地奉行差别对待的原则。所以，我们将分别论述华人企业对家族经理人员和非家族经理人员的`激励与约束机制。

二、对家族经理人员的激励与约束

对家族色彩浓厚的华人企业来说，我们首先要明确，需要激励的家族经理人员不是主要所有者，而是主要所有者的子女、女婿和兄弟等家族成员，他们还没有成为企业的重要股东。即使在子女任总经理的情况下，有时也不持有任何股份，因为按照中国的财产继承制度，父母家长一般是在年迈时或临终前把家庭财产平分给诸位儿子。总体上说，如下几个方面对家族经理人员能起到较好的激励与约束作用：

1.父家长权威有利于消除家族成员的意见分歧，约束机会主义行为，从而节约监督成本。在一般信任较低的华人社会，非家族成员普遍存有伺机跳槽的心态，企业所有者的监管虽然能起到一定的约束作用，但很容易招致他们的反感。相反，企业所有者对家族成员享有甚高的权威，子女一般都必须无条件地服从父亲的意志。当家族内部存在利益冲突和意见分歧的时候，家族成员因慑于家长权威往往会自觉压制自利动机，维持团结。即使父亲退出总经理宝座，甚至不担任董事长，他还是最高精神领袖，而且往往还是最高权力统领，对家族事业的发展起着重要的平衡作用。

2.家族内互通有无的氛围可以大量节约信息搜寻费用，提高决策效率。在信息不对称的条件下，搜寻信息是要花费成本的，而中国人“看人说话”的习惯更加重了信息搜集的难度。然而，在家族内，中国人有互通有无的传统，“一家人不说两家话”，家族成员之间能够做到倾心交谈，一般不容许有私人秘密，这无疑大大缓解了信息不对称的程度。

3.家庭利益至上的共同信念可以自觉抑制搭便车行为，提高政策的执行力度，减少监督和激励成本。企业管理是一种“团队工作”，管理绩效是经理层共同努力的结果。但是，管理活动是最难测度的，即使加强监督和报酬激励，也很难抑制搭便车行为。华人的行为取向是集体主义的，且更偏向于强烈的家庭集体主义，他们为家庭利益能够无私奉献和采取集体一致行动，从而有效克服个体理性的偏差，使政策得以顺利贯彻执行。

4.家族内的声誉机制是一种无形资本，几乎大得可以超过担保成本，并可以激励家族成员努力工作。血缘关系是中国人际交往关系中的硬核，是剪不断的，可以说家族成员之间的交往耐心是足够大的。所以，不管在家庭中扮演何种角色，华人都非常注重个人在家族内的声誉，即使是盗窃犯也不太会在家族内进行偷盗和行骗。因此，家族内的声誉机制是一种无形资本，完全可以充当担保成本，从而减少代理成本。而且，华人做人的基本意义就在于通过干出成绩、振兴家业以提高自己在家族中的地位和声誉，所以“光宗耀祖”也就成为激励他们努力工作的动力。

5.家产继承的均分制犹如股票期权，是对子女最为强大的长期激励，可以大大减少剩余损失。与欧洲和日本实行长子继承制不同，中国实行家庭财产的诸子均分制。尽管均分制会导致家族分裂，但不失为一个非常有用的激励工具。华人企业对经理的报酬激励是比较保守的，报酬结构一般由基本薪资、奖金和福利三部分组成，很少有长期性的股权激励。然而，这种报酬结构并不影响对子女的长期激励，因为家产均分制有如股票期权，而且它设置的期限更长，10年、20年或者更多，这使公司的未来发展与他们的长期利益更加紧密相连。所以，作为准所有者，他们能够像主要所有者那样实行自我激励与约束。

6.华人家族内尤为看重的亲情关系也是一大激励。重情尤其是重血缘之情是中国人的性格，中国人珍视的父子之情、母子之情以及兄弟之情都是血缘之情。所谓“血浓于水”，可见华人对亲情的重视程度。虽然家族成员之间也存在利益冲突，甚至是争吵，但是亲情总是无法割舍的。所以，厚重的亲情使华人能够突破短期的成本—收益计算，面向长期的互惠，有时甚至是不计报酬的帮助和奉献。

7.职位的优先升迁对家族成员的激励也是不可忽视的。权力欲乃人的本性之一，而管理人员往往是权力欲望更强的人，职位对他们具有较大的激励作用。无论是企业所有者子女还是其他家族成员，到华人家族企业工作，一般都能获得一官半职。对那些能力强的家族成员，通常委以重任，升迁快;对能力较差的家族成员，通常也会给予适当的照顾。特别是那些非子女家族成员，职务对他们的激励作用要更大一些，不仅有权力欲望的满足，而且还可以得到高报酬和能力的锻炼，为他们今后的创业打好基础。

华人企业虽然不能很好地获得专业经理人带来的专业管理收益，但家族经理人员的尽心尽力足以弥补这一损失，使企业有更大的发展。灿坤集团负责人吴灿坤曾表示，当年他两度发生危机时，若主要干部不是家族成员，企业早就解体了。“经营之神”王永庆甚至指出，如果没有致力追求管理，那么越大众化，后果越可怕[3](p25)。所以，在某种意义上，有能力但不努力的经理比没有能力但努力的经理更糟糕[4](p24)。当然，华人企业已普遍认识到，在未来的商业竞争中，企业必须由受过专业训练的管理人才来领导，因此他们往往把自己的子女送到欧美各国的名牌大学去深造。这在很大程度上改善了华人企业的经营管理水平，不少新一代接班人做得非常出色，例如泰国正大集团、马来西亚丰隆集团、香港新鸿基以及远东集团等。

三、对非家族经理人员的激励与约束

虽然专业经理人在华人企业未能占主导地位，但华人企业仍然重视对高级专业经理人的激励。华人企业对非家族经理人员的激励与约束主要呈现如下四个特点：

1.比较重视能力和业绩表现。美国企业是重视能力和业绩的典型代表，这归因于美国以唯我为中心的个人主义。相比美国企业来说，华人企业的用人制度显然有重关系而轻能力之倾向，因为要保持家族控制就不可能很好地做到以能力为标准。但是，相比日本和韩国企业来说，华人企业更加重视管理人员的能力和业绩表现，在干部中推崇美式的能力主义[5](p129～131)，特别是对外来管理人员更是如此。华人企业虽然也重视管理人员的忠诚意识，但并不像日本那样对他们有终身服务之要求。至于华人企业为什么更能引进美国业绩主义，这要从文化上探讨。华人的集体主义是偏向家庭集体主义的，但在家庭之外则表现出较强的个人主义，这一点接近美国的个人主义文化。因此，华人企业在尽量留住本企业关键管理者的同时，另一方面又能欣赏美式人才市场机制，认为只有不断到人才市场上去“买”最合适的管理者才是企业发展的最佳选择。无论是从内部提拔，还是从外部寻觅空降部队，华人企业一般都能做到以能力和业绩为主要标准，这就是中国人所说的“知人善任”。“知人善任”不仅是对专业经理人的莫大激励，而且还可以在企业内部形成经理市场，这对高层经理行为能起到约束作用。

2.权力距离大，授权有限。华人企业仍不习惯授权，董事长作为公司的领导人，通常由主要所有者担任。即使主要所有者不担任董事长，也会担任“名誉董事长”或“终身董事长”，成为幕后的掌门人。而且，主要所有者采取多重任职的方式，在集团内兼任多个公司的董事长，对整个集团实行层层控制。例如，李嘉诚不仅是长江实业的董事局主席兼总经理，而且还兼任和记黄埔和香港电灯等公司之主席。虽然很多人反感用人疑人的做法，但是到他们自己开设公司时，却又效法旧上司的家长式管理方法，忘却了自己正是为了摆脱这种诸多规限的企业文化而创业的[6]。何以出现这种情况呢?首先，在法制不健全和充满机会主义行为的华人社会，担保成本太大，也就是说人们的可信度比较低。如果授权太多或监督不力，显然会给企业带来更大的损失。所以，只有适当授权和加大监督才能减少代理成本，也只有把资产交给家人和亲信管理才是可信的。其次，华人重“权”的性格也决定了上司对下属的有限授权，而且授权模糊。因为一旦管理契约制度化，剩余控制权就会减少，这显然违背了华人习惯于自由使用权力的意志，构成对“家长权威”的挑战。有限授权虽然不利于经理能力的发挥，造成剩余损失，但是在约束经理机会主义行为方面却是有效的。

3.以“情”加固私人关系。监督虽然可以减少代理人的担保成本，但同时也会带来可观的监督费用，比如建立庞大的保安、验货、审计、出纳、会计等制约和监督体系。我国著名的民营企业家刘永行对此有深刻的体认，他在参观美国一家饲料企业后发现，他们凭着契约信誉省去了许多监督环节的成本[7]。而且，有限授权和过度监督也会降低代理人的积极性。如何做到既授权又减少代理成本，同时维护所有者的权威，可以说是华人家族企业所面临的挑战。华人企业特别重视以“情”加固私人关系的方式，达到提高外来经理的忠诚度，以及激励他们努力工作。华人企业强调管理人员的能力并不意味轻视忠诚，甚至把忠诚作为第一考量，只是华人相信通过给予好处和用“情”感化的手段能够达到使他们忠诚的目的，因为中国传统文化在某种程度上是一种感恩文化。对于中国人来说，“关系”不是简单的业务关系，关系中包含“情”的成分，情可以促进关系的加深。有了情作为基础，关系之人便会着重于长期的互惠，而不太会因一时的得失采取机会主义行为，所以用“情”作为激励手段是华人企业的一大特色。连号称“铁锤”管理的王永庆也认为，“做任何事情都是经营，经营要懂管理，管理不外人情，人情便是管理”。王永庆曾创造过“五顾茅庐”的佳话，他的五次登门最终打动了丁瑞央的心，同意出任副总经理，为台塑此后的发展立下汗马功劳。这种以情收买人心的做法在华人社会是十分有效的，它减少了许多监督成本和担保成本，同时也维护了所有者的权威。

华人虽然把家族成员作为“家人”的硬核，但根据对家庭有利之需要常把一些“外人”拉进来当作“家人”看待，即以“荣誉家庭成员”[2](p290)的身份出现。在华人企业，被拉进来的“荣誉家庭成员”通常是那些对家族事业能起重要作用的高层经理人员。不管是通过何种关系进入“家人”圈，华人企业对他们都做到关怀备至、厚爱有加。比如说，每遇不景气必须裁员之时，华人企业先裁遣低层人员，而把资深之高级经理人留下来共渡难关，体现以道义情份为重。与此相反，欧美国家企业在不景气时多数先裁遣高级职员，体现以效率与成本为重。在华人企业界，此般关系深厚正是专业经理人做事环境的最高境界，对他们不能不说是一种有效的激励。但值得指出的是，对于一般的经理人，即使他们能力强，华人企业通常会把他们当外人看待，以一种比较理性的态度对待他们。这种做法使中层管理人员难有上升的通道，故而他们离职他就或自行创业，导致企业经常处于中层干部的匮乏状态中[8]。

4.实行高薪报酬制度。薪酬虽然不是唯一的激励手段，但无论何时都是最重要的激励形式之一，因为它不仅是个人工作的回报，也代表对个人的能力和成就的肯定。美国崇尚个人英雄主义，注重经理能力和业绩表现，习惯以高薪进行激励。据美国经济政策研究所对全球ceo收入情况统计表明，美国ceo的薪酬是普通工人的34倍，欧洲大陆的ceo薪酬是普通工人的约20倍[9]。但在日本，大企业高级经理人的平均收入大约是普通职工的17倍。华人虽不像美国人那样崇尚个人主义，但相比日本表现出更浓的个人主义色彩，华人企业因此更加注重外来经理人的能力和业绩表现，通常以高薪激励高级经理人，从同行企业以高薪挖人也是华人企业惯用的手段。据1997年的调查显示，香港经理人的薪酬已超过东京的经理人，成为亚洲受薪最高的经理，甚至与美国公司ceo的年薪相差不多。对于那些忠心耿耿的高层经理，华人企业除给予优厚的薪金外，还会对他们进行额外的补偿，通常以年终派发“红包”的方式给予私下奖赏。另外，在福利方面，高层经理也能够享受优厚的汽车、住房、退休金和俱乐部会员资格等待遇。

从1980年代以来，欧美企业特别是美国企业开始注重经理的长期激励，基本薪资在整个收入所占的比重越来越小，而股票期权的收入所占比重越来越大，逐渐实现高级管理层向所有者转化。据统计，目前世界500大企业中至少有89%实行了股票期权，日本企业也在积极推行股票期权制度，如索尼、日本电气等上市公司实行了股票期权。但是，华人企业由于要保持家族控股地位，对实行股权激励仍相当保守。所以，专业经理人尤其是中下层经理在华人企业中难以成为有归属的所有者，除非“跳槽”另立门户。日本学者原口俊道在台调查发现，尽管企业的管理干部具有较强的晋升和成功意识，但是他们的归属意识比一般员工差，很少有人愿意长期在同一个岗位上工作，大多倾向于去高工资的岗位[5](p160～162)。

四、结 论

华人大型企业之所以家族色彩浓厚，不仅仅是因为华人企业对家族经营有特殊的偏好，这只是现象的表层;更深层的原因是因为在一般信任较低和法制很不完善的环境下，聘请专业经理人的代理成本太大，相反启用有血缘关系的家族成员能够有效防范机会主义行为和降低代理成本。当然，华人企业家也非常重视启用专业经理人来帮助发展家族事业，不过那些能被委以管理重任的非家族成员通常是一些与主要所有者关系密切和可信任的人，而且华人企业善于用“情”来加固与他们之间的关系。中国传统文化对华人企业的经理激励机制所产生的影响是多方面的，这种影响不仅涉及到精神层面的激励，而且还涉及到物质层面的激励。例如，对于担任经理职务的子女来说，不仅有来自家庭责任和情义的激励，还有来自对家庭财产继承的强大激励。在华人企业，往往是“关系”越密切、“感情”越深厚，物质激励的程度也越强烈。所以，无论是家族经理还是非家族经理，他们对家族利益都具有较高的“认同感”和“忠诚度”，能够较好地实行自我激励与约束，从而达到降低代理成本的目的。

架构设计模型 篇3

关键词：开放教育,网考系统,系统架构,模型设计

1 现代远程开放教育概述

1.1 现代远程开放教育的概念

现代远程开放教育是通过现代技术手段不但将现有的教育资源实现共享和开放, 更是将教育观念、教育过程乃至教育对象进行开放, 学生对课程选择、媒体使用、学习方式、学习进度、时间和地点等方面有较高的自主权, 在教学上采用多种媒体教材和现代信息技术手段等教育形式使得学生与教师处于准永久性分离状态, 是公民终身接受教育的重要途径。

1.2 开放教育省开课的概念

开放教育省开课是指由省级电大负责完成课程设计、师资配置、教学资源建设、课程教学、课程考核、教研活动、教学检查、教学评价和教学督导等环节的课程。

1.3 开放教育二级管理的概念

开放教育二级管理是指在开放教育省内分级管理体系中, 取消分校管理, 而由省级电大和教学点两级管理实现省内电大的分级管理。

2 现代远程开放教育省开课采用网考测评的意义

开放教育省开课网考系统不但是信息技术发展的必然结果, 而且是省级电大自身对省开课程的学习方式、考试方法和考核模式进行改革和发展的客观要求, 它对完善开放教育省开课课程学习测评理论、促使学生享受学习成果带来的成就感、激发学生学习的主动性和积极性、节约学生的考试成本、均衡考试资源、完善考核过程监控、丰富考核质量体系、提高学员时间利用率、推动开放教育向着良性循环的方向发展等方面都有重要的意义, 现简要概述如下:

2.1 在理论方面, 省开课网考系统使得开放教育的测评理论更具开放性、更有生命力

省开课网考系统引入和实现了学员的“随学随考”和“线上线下预约考试”等理念, 使得开放教育省开课考核更加灵活多样、更能适应学生的实际需求、进一步扩展了开放教育省开课考核方式的开放性, 从而使得开放教育更有生命力, 同时省开课网考系统能够保证教务管理中“教、学、考”等环节的一致、连贯和协调, 真正实现了开放教育省开课“教、学、考”的一体化设计, 从而进一步推动了远程开放教育省开课测评理论的发展和完善。

2.2 省开课网考系统有利于帮助学生解决学习时间和工作时间的冲突, 使得开放教育的发展形成了良性循环

开放教育的学生一般都是兼职学习, 他们一般以工作为主学习为副, 其主要学习时间是业余时间, 在时间分配上面临着工作时间和学习时间的冲突问题, 这种时间冲突使开放教育的学生面临着比全日制学生更大的学习压力和学习困难, 开放教育省开课网考系统通过信息技术完成学生省开课的考核和测评, 为学生节省了交通方面的时间和经济成本、提高了学员时间利用率, 同时通过这种设身处地为学员着想的实际行动增加了学员与学校的感情, 更带动了学生学习的主动性和积极性, 这在一定程度上推动了教学和招生的发展, 因而对开放教育的发展形成良性循环有着重要而深远的影响。

2.3 省开课网考系统有利于学生享受学习成果带来的成就感, 从而提升了学生学习的主动性、积极性

开放教育省开课网考系统本身能提供一些数据和量化指标, 通过这些指标能展示学生的学习成果, 从而有利于学生享受学习成果带来的成就感, 从而提升了学生学习的主动性、积极性, 同时成就感也使学生拥有了更多的自信心, 这对增强学习效果, 推动教学质量的提升都有重要的意义。

2.4 省开课网考系统节约了考点的办学成本和考生的考试成本, 而且使得各考点可以更均衡地分配本考点的考试资源

对学生来说, 省开课网考系统节约了学生的交通成本和时间成本, 对考点来说, 开放教育省开课网考系统减少了考点的命题成本、纸介试卷印刷时的纸张成本、运输成本、人工成本、阅卷成本、成绩录入成本等办学成本, 另外, 省开课网考系统使得各考点可以通过随学随考将每学期期末集中考试时一次完成的考试工作量分解到整个学期内, 这大大缓解了期末集中考试期间对大量考试资源的集中占用导致的资源分配困难, 因而省开课网考系统有利于均衡考点的各种考试资源, 同时, 有利于分解考点每学期期末集中考试的压力。

2.5 省开课网考系统使得课程的评价体系和教学服务体系更加灵活多样

开放教育省开课网考系统引入了随学随考的服务和评价理念, 使得省开课的教学服务体系和评价体系更具多样性、开放性、灵活性, 这不但使得开放教育的教学服务体系更加完善, 也使得开放教育的课程评价体系得到了进一步地发展和完善, 这使开放教育呈现出了新的活力, 必将对放教育的未来发展产生很重要而深远的影响。

2.6 省开课网考系统有利于及时方便地监控课程考核的整个过程, 有利于推动教学质量考核体系和质量分析体系的完善

省开课网考系统可以通过信息技术实现省校对各考点课程考核的整个过程实现全程视频监控, 这与传统的课程考核监控相比有着革命性的进步, 同时使得考试过程监控变得更加细致入微更能面面俱到, 更易于发现考试过程中出现的问题及意外情况, 有助于对考试过程进行全程监控。另一方面, 开放教育省开课网考系统能够准确及时地统计试卷利用率, 实考率、及格率、平均成绩、试题难易程度等考试数据和试卷分析数据, 从而有利于推动教学质量考核体系和质量分析体系的完善。

此外, 省开课网考系统还使得考试时间更加灵活、考试过程更加公正公平、试卷评阅和试卷分析更加方便快捷、成绩管理更加准确高效, 开放教育省开课网考系统的多级系统充分实现了开放教育分级办学、分级管理的办学理念。

3 开放教育二级管理模式下省开课形成性考核网考系统和终结性考试网考系统的系统架构

不论是省开课形成性考核网考系统, 还是终结性考试网考系统, 在系统架构时, 首先要在系统中嵌入或者人工完成网考系统正常运行所需要的各种管理、保障、考试数据控制和安全规范等考务基础性内容。其中, 管理主要包括考试报名方式管理、考试过程管理、个性化功能管理、交费管理等;保障主要包括软硬件保障、题库建设、维护、更新、远程技术支持服务及日常运行经费保障等;数据控制主要包括数据生成及传输、阅卷、成绩合成及导出、数据统计分析等;安全规范主要包括监控规范、考务系统运行规范、各类用户的身份认证、试卷答案的加密解密、认证文件的加密解密、考试包文件的加密等内容;其次, 网考系统需要性能良好运行稳定, 能够适应并完成大规模网考的各种任务;第三, 网考系统要具有方便快捷、操作简单、适应性强的特点, 不但要能适应考试出现的各种意外情况, 也要能够适应网考系统发展的需要;第四, 在架构技术上, 网考系统要将局域网、城域网、广域网结合起来, 要将B/S架构和C/S架构结合起来;第五, 在运行硬件方面。网考系统必须确保能在主流的服务器和客户端流畅运行;第六, 网考系统在系统架构时, 必须要有理念、技术和算法设计等方面的先进性;第七, 网考系统要有很强的实用性、可靠性、安全性。普遍性、准确性等特征;第八, 在形成性考核网考系统和终结性考试网考系统的功能分配时, 要分别突出各自的特点, 形成性考核网考系统仍应坚持对学习过程的考核, 而终结性考试网考系统则主要以期末课程考核为主。

4 开放教育二级管理模式下省开课形成性考核网考系统和终结性考试网考系统的模型设计

网考系统的模型与系统架构一样, 都是从顶层设计开始, 首先分为形成性考核网考系统模型和终结性考试网考系统模型, 这两个继续往下延伸, 就分别形成了自己的各级模型, 他们都包括题库模型、考生数据管理模型、试卷模型及答案模型、报考模型、考场编排模型、考务管理模型、试卷评阅模型、成绩管理及统计分析模型、远程监控模型等, 但他们有的模型是相同的, 而有些模型则是不同的, 比如他们的题库模型、考生数据管理模型、试卷评阅模型、成绩管理及统计分析模型等模型是相同的, 而他们的远程监控模型、试卷模型及答案模型、报考模型、考场编排模型、考务管理模型则是不同的, 具体分述如下:

4.1 题库模型

题库不需要区分自测题库、练习题库和考试题库, 只是在使用时用不同的组卷策略体现不同的用途, 之所以不做这些区分, 是因为题库的数据量非常大, 占用资源非常多, 而且没有必要为了区分题库重复建立数据相差不大的多个数据库, 在设计和建立题库模型时, 必须依据教学目标、围绕课程标准、坚持考学一致, 为此, 首先要考虑题库的结构、各种题型的数量、比例;其次确定试题标准;第三, 确定试题的正确处理流程, 试题须经过初审、修改、再审、再修改、直至符合标准才能最终录入题库;第四, 确定试题的各种属性, 具体包括试题所属题型、开闭卷属性、难易程度、所属章节、生成时间、解答所需时间、是否属于基础知识、是否属于实践拓展知识、是否来自教材、试题使用状态、试题使用次数、试题答案、试题是否待升级等属性;第五, 为保证题库模型的长久生命力, 试题设计除坚持科学性外, 还须正确处理题库的发展及建设维护成本等相关因素。

4.2 考生数据管理模型

设计和建立试卷评阅模型时, 要提供导入和录入两种模式使考生的学号、姓名、所在教学点、专业规则、教学计划等信息进入网考系统, 同时须提供考生考试课程的考试时间、考试次数、历次考试成绩及成绩查询等功能。

4.3 试卷评阅模型

设计和建立试卷评阅模型时, 客观题须设计成由网考系统对照答案自动完成, 主观题、机考电子答题卡试卷及扫描后的纸质试卷答题纸在网考系统中经授权完成人工评阅, 评阅完成后系统须自动完成各题型分值的相关记录, 包括具体分值、阅卷人、是否修改分值、修改理由、修改人、审核人等。

4.4 成绩管理及统计分析模型

设计和建立成绩合成及管理模型时, 主要是根据评阅结果将各题型的成绩和总成绩合成出来, 并做相应记录, 然后试卷分析, 再设计成绩数据的相关统计分析, 最后设计成绩数据导出功能, 以完成网考系统与教务系统的成绩数据对接。

4.5 远程监控模型

设计和建立远程监控模型时, 必须要实现省级电大通过视频、文本和语音信息等方式对考点的考试过程进行远程在线监控, 其中, 远程在线监控要完成双向功能, 省级电大和考点均需实现文本数据、语音数据和视频数据的生成、播放、发送、双向交流等功能, 形成性考核网考系统的远程监控由于不需要对考中进行监控, 因而其主要任务是考前和考后的监控, 终结性考试网考系统监控的重点主要是考点的考试全过程, 主要有针对学生流动、监考流动、试卷流动的监控, 以及考场周边和考务管理的监控, 例如校门口、警戒线、楼门口、楼道、楼内考场、考点办、保密室、试卷收发装订管理、试卷流转、医务室、备用考场、意外事故处理室等地点的监控。

4.6 试卷模型及答案模型

在设计和建立试卷模型时, 首先要建立科学的针对考核目的的组卷策略, 然后建立对应的组卷模型, 每种组卷策略要对应一种试卷模型, 形成性考核网考系统的组卷策略最好在四种以上, 这样既可以是全客观题, 也可以是全主观题, 也可以客观题和主观题相混合, 这样做的好处是既可以考查应用能力和实践能力, 也可以考查基础知识和理论水平。终结性考试网考系统在建立组卷策略时, 主要考虑学生结业该课程应具有的理论水平和实践能力, 因而他的组卷模型要考虑学生的综合能力, 当然可以是全客观题, 但一般应客观题和主观题相混合。最后, 根据试卷模型生成对应的答案模型。

4.7 报考模型

由于考生的相关数据已由考生数据管理模型完成, 因而, 形成性考核网考系统的报考模型只需要设定考试周期、报考要求、所需考场、监控等条件, 同时要提供多种报名方式, 由考生或考点远程自主选择个人报名或集体报名等方式完成报名, 终结性考试网考系统的报考模型与形成性考核网考系统稍有区别, 主要区别是省级电大对报考条件的设计上, 终结性考试网考系统无需设置明确的考试周期, 而且还要根据具体情况做更具体的审核及校验, 比如根据形成性考核网考系统中报考考生所修课程的成绩确定是否允许其参加对应的终结性网考考试, 以及考生所报考的课程是否属于对应专业规则中的课程等, 除此之外, 终结性考试网考系统的报考模型与形成性考核网考系统的设计是相同的。

4.8 考场编排模型

形成性考核网考系统考试时由考生直接登录系统进行考试, 没有考场限制因而不需要做考场编排, 但设计时仍须提供学生在报名成功后直接从省校下载考试需要的各种数据, 并完成离线考试, 最后将考试数据在线上传至省级电大, 终结性考试网考系统的考场编排需要根据考场情况进行考场编排, 为此须先从省校下载报考的所有相关数据, 然后选择考试时间和考场, 在完成考场编排后将编排数据上传至省级电大。

4.9 考务管理模型

设计考务管理模型时, 由于网络负荷的原因, 考点组织考试的管理采用C/S结构模式, 牙关的数据传输采用B/S模式, 由于形成性考核网考系统主要针对的是学习过程的考核, 由于考生学习有时间和地点的随机性, 因而形成性考核网考系统考试时一般不需要进行考场监控, 其考务管理主要是在线提醒督促学生加强学习并完成考核, 并在考核完成后自行完成对考务数据的上传, 且仍须对网络中传输的数据进行加密、解密、权限管理等做相应的安全技术处理, 但终结性考试网考系统的考务管理模型除要完成上述设计功能外, 还需进行专门的考前、考中、考后管理, 其中考前管理主要包括安排考场、机房、安排监考并组织考试;考中管理主要包括规范地组织考试、与省级电大对接远程监控, 提供每个学生考试数据的实时备份, 以及对考试情况进行准确记录;考后管理与形成性考核网考系统不同的是, 终结性考试网考系统的考后管理需要考点上传考试数据到省级电大, 而不是考生自行上传考试数据。

综上所述, 二级管理模式下省开课形成性考核网考系统和终结性考试网考系统的系统架构和模型设计是一件复杂的系统工程, 特别是它需要随着考务管理及网考政策的变化而不断变化, 因而网考系统需要在设计、测试和运行中不断发展和完善。

参考文献

[1]尹飞鸿.常睿.何亚峰.干为民“有限元法与软件应用”课程考试系统设计[J].常州工学院学报, 2013 (5) .

[2]郭飞军.基于B/S的航海类函授在线考试系统的设计[J].中国成人教育, 2011 (02) .

[]web架构设计经验！ 篇4

本人作为一位web工程师，着眼最多之处莫过于 性能与架构，本次幸得参与sd2.0大会，得以与同行广泛交流,于此二方面，有些心得，不敢独享，与众博友分享，本文是这次参会与众同撩交流的心得，有兴趣者可以查看视频

架构设计的几个心得：

一，不要过设计：never over design

这是一个常常被提及的话题，但是只要想想你的架构里有多少功能是根本没有用到，或者最后废弃的，就能明白其重要性了，初涉架构设计，往往倾向于设计大而化 一的架构，希望设计出具有无比扩展性，能适应一切需求的增加架构，web开发领域是个非常动态的过程，我们很难预测下个星期的变化，而又需要对变化做出最 快最有效的响应，。

ebay的工程师说过，他们的架构设计从来都不能满足系统的增长，所以他们的系统永远都在推翻重做。请注意，不是ebay架构师的能力有问题，他们 设计的架构总是建立旧版本的瓶颈上，希望通过新的架构带来突破，然而新架构带来的突破总是在很短的时间内就被新增需求淹没，于是他们不得不又使用新的架构

web开发，是个非常敏捷的过程，变化随时都在产生，用户需求千变万化，许多方面偶然性非常高，较之软件开发，希望用一个架构规划以后的所有设计，是不现实的

二，web架构生命周期：web architecture‘s life cycle

既然要杜绝过设计，又要保证一定的前瞻性，那么怎么才能找到其中的平衡呢？希望下面的web架构生命周期能够帮到你

所设计的架构需要在1－10倍的增长下，通过简单的增加硬件容量就能够胜任，而在5－10倍的增长期间，请着手下一个版本的架构设计，使之能承受下一个10倍间的增长

google之所以能够称霸，不完全是因为搜索技术和排序技术有多先进，其实包括baidu和yahoo，所使用的技术现在也已经大同小异，然而，google能在一个月内通过增加上万台服务器来达到足够系统容量的能力确是很难被复制的

三，缓存：Cache

空间换取时间，缓存永远计算机设计的重中之重，从cpu到io，到处都可以看到缓存的身影，web架构设计重，缓存设计必不可少，关于怎样设计合理的缓 存，jbosscache的创始人，淘宝的创始人是这样说的：其实设计web缓存和企业级缓存是非常不同的，企业级缓存偏重于逻辑，而web缓存，简单快 速为好。。

缓存带来的问题是什么？是程序的复杂度上升，因为数据散布在多个进程，所以同步就是一个麻烦的问题，加上集群，复杂度会进一步提高，在实际运用中，采用怎样的同步策略常常需要和业务绑定

老钱为搜狐设计的帖子设计了链表缓存，这样既可以满足灵活插入的需要，又能够快速阅读，而其他一些大型社区也经常采用类此的结构来优化帖子列表，memcache也是一个常常用到的工具

钱宏武谈架构设计视频 211.100.26.82/CSDN_Live/140/qhw.flv

Cache的常用的策略是：让数据在内存中，而不是在比较耗时的磁盘上。从这个角度讲，mysql提供的heap引擎（存储方式）也是一个值得思考的方法,这种存储方法可以把数据存储在内存中,并且保留sql强大的查询能力,是不是一举两得呢?

我们这里只说到了读缓存，其实还有一种写缓存，在以内容为主的社区里比较少用到，因为这样的社区最主要需要解决的问题是读问题，但是在处理能力低于 请求能力时，或者单个希望请求先被缓存形成块，然后批量处理时，写缓存就出现了，在交互性很强的社区设计里我们很容易找到这样的缓存

四，核心模块一定要自己开发：DIY your core module

这点我们是深有体会，钱宏武和云风也都有谈到，我们经常倾向于使用一些开源模块，如果不涉及核心模块，确实是可以的，如果涉及，那么就要小心了，因为当访 问量达到一定的程度，这些模块往往都有这样那样的问题，当然我们可以把问题归结为对开源的模块不熟悉，但是不管怎样，核心出现问题的时候，不能完全掌握其 代码是非常可怕的

五，合理选择数据存储方式：reasonable data storage

我们一定要使用数据库吗，不一定，雷鸣告诉我们搜索不一定需要数据库，云风告诉我们，游戏不一定需要数据库，那么什么时候我们才需要数据库呢，为什么不干脆用文件来代替他呢？

首先我们需要先承认，数据库也是对文件进行操作，

我们需要数据库，主要是使用下面这几个功能，一个是数据存储，一个是数据检索，在关系数据库中，我们其实非常在乎数据库的复杂搜索的能力，看看一个统计用的tsql就知道了(不用仔细读,扫一眼就可以了)

select  c.Class_name,d.Class_name_2,a.Creativity_Title,b.User_name,(select  count(Id)  from  review  where  Reviewid=a.Id)  as  countNum  from  Creativity  as  a,User_info  as  b,class  as  c,class2  as  d  where  a.user_id=b.id  and  a.Creativity_Class=c.Id  and  a.Creativity_Class_2=d.Id

select  a.Id,max(c.Class_name),(max(d.Class_name_2),max(a.Creativity_Title),max(b.User_name),count(e.Id)  as  countNum  from  Creativity  as  a,User_info  as  b,class  as  c,class2  as  d,review  as  e  where  a.user_id=b.id  and  a.Creativity_Class=c.Id  and  a.Creativity_Class_2=d.Id  and  a.Id=e.Reviewid  group  by  a.Id ……………………………………….

基于模型驱动的测试架构 篇5

软件测试在软件开发中占有非常重要的位置。然而为缩短产品的开发周期,各商家又不得不从测试环节中节省时间。所以如何在确保软件质量的前提下缩短测试周期便成了各测试领域专家研究的重点。

随着UML 2.0 Testing Profile的发布,模型驱动测试作为一种全新的测试思想已由前期的理论探索论证转入了发展与实践阶段。模型驱动测试就是通过对SUT的功能与系统结构进行分析,然后结合测试策略构建起全面、清晰的测试模型,最后通过测试模型自动生成测试用例驱动测试人员完成SUT的测试。模型驱动测试的优点主要有两方面:

(1)测试模型为用户提供了更加清晰、准确和系统地测试设计;

(2)减少了测试用例的维护工作,实现了测试资源的重利用,有效缩短了测试周期。

1 基于模型驱动的测试架构

1.1 测试架构

MDT-TA(Model Drive Testing Testing Architecture)的系统结构如图一所示,该系统将所有模块分成三层。

(1)模型处理层---核心层

该层是整个测试架构中的核心层。在本层中提供可视化的建模工具来支持系统设计建模和测试设计建模。当系统模型设计完成后,“模型转换器”就可以根据模型转换算法自动将系统模型转换成测试模型。

(2)测试用例抽象层

为了增加本测试架构的扩展性,在本测试架构中提炼出了测试用例抽象层。该层根据已建立的测试模型和测试策略,自动生成测试逻辑和测试数据池,而不直接生成具体的测试用例脚本。具体的实现与执行将由测试人员根据系统的要求在第三层的用例实现与执行层进行适配。

(3)测试用例实现与执行层

有了测试逻辑和测试数据后,系统就可以根据SUT的特性选用一种最合适的测试语言生成具体的测试脚本实施测试。本层的功能就是用测试数据实例化测试逻辑从而形成测试用例,然后生成测试脚本。

1.2 模型自动转换技术

在文献[2]中描述“软件的测试内容与方法由被测系统决定”,文献[3]中则称“测试模型与系统设计模型之间有一种天然的联系”,由此可见测试设计模型与系统设计模型之间存在着一种强关联。本文的模型转换技术就是通过解析系统设计模型与测试设计模型之间的关联关系来实现从UML模型到U2TP模型的自动转换。图二展示了设计模型与测试活动的对应关系。

在UML建模语言中,用例是用来描述业务功能的,它的执行有明确的前因和后果事件,一般由几个有序的步骤来完成。由用例组合而成的用例图明确地划定了系统所能提供的服务(即系统功能),而系统序列图(用例描述中步骤的体现)则清晰地描述出了每一个功能的详细操作步骤和激励。本文的模型转换技术就是通过分析用例图和系统序列图来构建系统测试模型,其构建过程如图三所示。

生成测试系统模型的过程如下:

(1)根据用例图分析出所有的参与者;

(2)根据用例描述图分析出参与者的活动和系统活动;

(3)根据参与者活动和系统活动的基本流程和备选流程生成系统测试模型。

下面通过ATM系统的实现用例来演示模型转换技术,图四和表一分别为ATM机系统的用例图和用例描述表。

模型转换器通过扫描分析系统设计模型的MOF文件,得到当前系统的参与者和系统活动。然后将系统活动集转换成测试模型中的状态图,同时将参与者的活动转换成激励,每一状态迁移时输出的信息作为测试结果仲裁的输入。基于用例图自动生成的ATM系统测试模型如图五所示。在生成的测试模型中存在两个激励和三个观察点,通过对激励点的不同组合就可以完成对ATM系统查询功能的系统测试。

1.3 测试逻辑自动生成技术

为了实现与平台无关和提高系统的可扩展性,本文提出了“测试逻辑”的概念,其定义如下:

(1)有特定的测试目的且在当前测试中是唯一的;

(2)不含测试数据;

(3)是一系列有序的测试步骤集合。

测试模型生成测试逻辑的过程可以根据测试策略选用不同的算法来实现。本文结合深度优先算法和广度优先算法,从测试模型状态图的初始状态开始遍历,将遍历过程中产生的每一条完整的状态转换路径都记录下来,这样每一条完整的路径就是一个测试逻辑。算法描述如下:

第一步:检查出当前状态图的所有回路并在相应的节点做上标记;

第二步:采用深度优先算法打上一级步骤编号;

第三步:采用广度优先算法打上二级步骤编号;

第四步:根据编号生成测试逻辑。

1.4 测试数据自动生成技术

测试数据的好坏直接决定了测试用例的质量。测试数据如果过多,则会加重对测试资源的消耗(包括人力资源);如果过少,又有可能导致覆盖不全面,容易造成漏测。本文的测试数据自动生成技术是针对系统测试用例而提出的,所以它只关注激励数据而不关注程序实现本身。算法描述如下:

第一步:获取测试模型中的所有激励(即标识为“IN”的变量)与约束,约束即密码不能为空且为6位数字,不能以0开头。

第二步:根据激励的合法性约束划分出有效等价类和无效等价类的边界,如表二所示。

第三步(可选):如果激励的约束中确定了值的范围、个数或者先后顺序,则标识该激励的边界值,如表三所示。

第四步:根据Pair Wise算法,生成有效等价类解集和无效等价类解集。在生成的测试数据中,根据测试策略中的权值表(该表从XML模板文件中读取,表中的权值因测试的目的不同而判定每一级的条件不同。例如在性能测试策略中,靠近阀值或极限值的数据优先级别为最高;而在基本功能测试中,为上点、离点或内点的数据的优先级要高于阀值)设定每一个测试数据的优先级,如表四所示。

2 结论与展望

目前基于MDT-TA指导开发的全流程测试管理与执行工具Test Studio已进入用户体验阶段。从用户反馈的结果看,一方面证实了本架构在实现测试前移、缩短开发周期和降低维护成本的优势;另一方面也暴露出了本架构的不足之处:

(1)只能证实,不能证伪。如果系统设计模型错误,则测试模型无法自动检测出系统设计模型的错误。

(2)当前的UML语义还不足以完全地支撑测试模型中需要的信息。

(3)生成的U2TP测试模型可以非常方便地生成TTCN测试用例,但JAVA、C++语言的支持不够。U2TP模型中的部份概念无法直接转换成对应的JAVA或C++代码。

因此,下一步需要研究的重点主要是下面几个方向:

(1)研究测试设计模型的自动测试技术;

(2)扩展UML和U2TP语义,使其满足测试建模的需要;

(3)研究将状态图、类图生成测试模型的算法,使当前的测试模型不仅仅覆盖系统测试,而且还可以覆盖集成测试和单元测试;

(4)扩展测试逻辑和测试数据自动生成算法。

参考文献

基于模型的航空制造企业架构 篇6

长期以来美、德等工业发达国家的制造业以信息技术创新应用为核心,运用系统工程方法论,采用基于模型的设计、制造、服务和管理等先进技术,以构建基于模型的企业为目标,不断地促进开发模式转型和企业架构重构,持续地提升复杂装备产品的协同开发能力。随着新一轮工业革命的到来,中航工业以德国工业4.0等为标杆,导入赛博-物理系统(Cyber-physical System,CPS)技术。引发虚拟产品生命周期与现实生产生命周期的集成,以及自优化、自重构、自诊断和对人的认知和智能支持等思想融合到航空制造企业的架构开发中,为构建信息技术和制造技术深度融合、支持高度柔性生产方式的智能制造企业提供示范指导。

1航空制造企业的总体架构

基于模型的航空制造企业是一种实体,如图1所示,它以CPS为基础,利用过程、产品和信息模型来定义、执行、控制和管理企业的全部业务;采用建模与仿真手段对需求、设计、制造、试验、生产、服务的全部技术和业务流程进行彻底的改进、无缝的集成以及战略的管理;使用科学的模拟与分析工具,对研发全生命周期的每一步工作进行综合验证和确认,以做出最佳决策;从根本上减少产品创新、开发、制造和支持的时间和成本。

1.1系统工程中的架构方法

信息、网络、自动化和嵌入式技术应用比例的不断扩大,使得航空产品研制活动从单纯组装型向系统集成型转变,并且产品不再由单一企业完成,而是依靠多个企业或企业联盟共同实现。因此,航空产品研制不可避免地成为了系统工程,具有统一的系统概念也成为对现代航空制造企业最基本的要求。架构作为解决系统复杂性的通用方法,针对围绕信息技术应用而构建的包含战略、业务、信息技术等多元要素于一体的复杂企业/系统,必须使用架构的方法对其整体结构和相互关系,以及这些关系之间的变化规则进行多层面、多角度的构建和描述,以指导信息技术在复杂企业/系统内的实施,确保与企业业务战略的一致。西门子公司在其工业4.0的战略中,就是在统一业务流程、统一工业软件和工业自动化的专业知识与技术的基础上,利用网络以及相关软硬件设备工具,为产品研发和生产过程提供一个基于CPS的、高度柔性化、自动化和智能化的全球统一的数字化企业(工厂)架构。

1.2架构开发中的模型技术

架构就是应用有效的开发方法,将企业战略愿景和目标逐步落实为具体的行动与解决方案,形成业务能力,其中模型及其建模技术是复杂系统架构开发的重要手段。基于模型的系统工程(Model Based System Engineering,MBSE)能提供在产品/系统开发的全生命周期不同阶段支持系统需求分析、功能分析、架构设计、产品验证和综合确认所需的模型和建模手段,以便确定系统需求、功能、表现和结构等要素之间的相关性。因此,在架构的开发过程中,需要应用MBSE逐步细化描绘出企业/系统的各个主要业务过程(需求工程、设计工程、制造工程、生产工程及IT在内的诸多相关要素),并将收集到的过程、产品和信息等模型转变为下一步开发的基础,以便构建更详细的子系统或组件模型,上述模型及其相互间的关系对于架构开发(业务架构-IT架构-技术架构)过程的确认、验证和跟踪都具有非常重要的作用。

2基于过程模型的业务架构

现代企业的核心价值链是业务过程,业务架构作为首先开展的架构活动,它以实现航空制造企业的业务战略为目标,提供开展其他领域(应用、数据和技术)架构工作所必须的知识,形成贯彻企业战略的业务运作模式,其中过程模型是企业/系统中执行任何过程的相关资源、信息、工具等要素的描述者和协调者。

2.1工程领域的过程模型

航空产品的研制是应用于全生命周期的跨学科的复杂系统工程,特别强调通过工程实践总结提炼过程模型,即通过对研制各个阶段的活动详细分析来描述环环相扣的业务过程,并得到涉及的技术方法、系统工具和工程经验。航空航天领域通常采用图2的“V”字模型来描述企业的业务过程,其中第1个V字模型代表传统的业务过程,即先进行数字化虚拟设计,然后生产制造实际产品,最后开展物理试验进行验证的过程。第2个V字模型代表数字化的业务过程,即所有业务过程(需求工程、设计工程、制造工程,试验工程、综合确认)均在数字化虚拟环境下完成,确保投入实际生产后一次成功,该模型代表的就是西门子实施工业4.0所采用的先进的数字化和虚拟化的产品研制过程。由于基于IT应用的各类知识——经验、规则、模型、标准和方法等需要长期的积累和集成,所以中航工业的数字化的试验工程和综合确认目前尚处于起步阶段。

2.2管理领域的过程模型

过程模型另一个重点是管理领域,管理过程模型就是以实现管理的敏捷化、精细化和精益化为目标,通过业务过程的显性化、结构化和标准化,达到对企业管理业务过程的建模、仿真、评估以及后续应用过程的执行、监控、交互和控制。并通过建模理解企业/系统的行为,通过仿真研究和预测企业系统的未来动态,为最终建造一种全新的企业管理方法和模式提供依据。为此,以西门子实施工业4.0中产品生命周期与生产生命周期的无缝集成为目标,将信息化与管理提升和企业再造紧密结合,一方面要运用需求、项目、构型及数据的管理思想,实现虚拟的产品生命周期业务过程中的工程需求、数据结构、配置功能和逻辑关系的全面管控。另一方面运用CPS及服务的管理理念,将现实的生产生命周期过程中独立的产品、工具与关联的服务相互连接,构成一个有机整体实现从原料进厂到产品出厂的生产过程自动化、装备制造信息化和智能化、生产过程的透明化。

3基于产品模型的IT架构

为了实现企业的战略目标和业务架构,需要在过程模型的基础上进行IT(数据和应用)架构开发,它将企业的业务实体抽象为信息对象-产品模型,进一步开展业务过程与系统/系统功能分析,明确系统间的信息交互关系,提升整个企业之间共享信息和服务的能力,实现从业务模式向信息模型的转变。在这个阶段不涉及具体的应用系统和技术,而是描述管理数据对象和支持业务功能的逻辑能力。

3.1产品模型的形成

产品模型是研制信息的载体和数据架构的可视化展示,它是随着对应用架构(系统功能及接口等)的细化分析而不断被丰富和延拓,在需求工程中,通过用例、功能、时序、状态、架构和接口等模型全面反映产品需求的属性信息(性能、物理结构、功能结构、质量和可靠性等),确保不同角色的工程设计人员能快速准确理解、识别、定义、分析、确认、分配需求。然后依据确认的需求指标开展产品研制,建立产品的逻辑、几何、功能、性能和关联等模型,实现基于模型的数字化产品定义与关联设计,在虚拟的数字世界中完成多学科优化、协同设计、优化分析、试验仿真、制造仿真以及模拟产品的制造和运营过程。产品模型的形成,是航空制造企业推进网络化、数字化、信息化、自动化、智能化等技术在产品全生命周期、企业全业务流程和产业全价值链的应用,提升研制数据跨地域/企业/系统的共享和传递能力,实现产品的虚拟、并行、协同的网络化研制的必然结果。

3.2产品模型的应用

数字化、网络化协同研制模式下,产品模型主要是按照业务架构的要求,完成应用架构所规定的功能,具体分为三种情况。首先,在单一数据源的管理思想下,以工程产品模型为基础,依次延拓出装配产品模型、检测产品模型、 制造产品模型等数据,最终进入实际生产。也可利用设计的工程产品模型直接进行生产,如增材制造等。其次,利用虚拟仿真技术,以各类产品模型(功能、 性能)为基础,实现数字化虚拟试验替代传统的物理试验,即依托试验工具、系统及模型(知识)库,完成产品功能性能验证、极限工况试验、故障模拟分析、工厂和生产线布局等活动,确保实际生产的顺利进行。最后,经过仿真验证的工程、装配、检测和制造模型结合生产现场的过程控制和自动化系统,通过产品模型实时获得生产和采购计划等信息,并由MES统一管理和下达生产计划和工艺指令,实现对生产计划调度、物料追踪、数据采集、生产设备状态监控、工位操作等生产运营全过程的优化整合。

4基于信息模型的技术架构

技术架构是由IT架构驱动的、以技术和平台为核心的,实现IT架构的底层技术基础结构,涉及数据架构、应用架构和基础设施等方面。如图3所示,西门子公司在实施工业4.0时,使用自主的CAD、PLM、MES和全集成自动化(TIA)等软件搭建CPS,实现解决方案、软件技术、硬件技术、网络技术、信息安全、标准体系等IT要素的集成,以支撑企业应用的运转。

4.1信息模型的类型

开放的、全球化协作的航空产品研制模式,需要构建一个高效、安全的统一协同和管理数字化环境,并组建与之相适应的协调机制,为各个层次研制业务活动提供解决方案和所需软硬件、网络等的技术支持,以满足跨地域/多厂所数字化协同研制和项目、生产、供应链等的数字化管理业务的要求。当前,信息模型有同构和异构两种类型,同构的信息模型是指实现业务活动功能的工业软硬件均由同一代理商提供,特点是易于保证产品数据、业务过程和研发企业之间的集成与协同,缺点是从应用软件工具到硬件服务器都由代理商控制,不能按照业务要求自主可控的开展平台和环境的统一管理与建设。异构的信息模型是指实现业务活动功能的工业软硬件由不同的代理商提供,特点是可以根据业务活动需求自主可控的选择合适系统,缺点是易导致存在多种孤立不兼容的应用系统、大量异构平台、无法转换的数据格式等,造成信息交换和集成困难。

4.2信息模型的发展

德国工业4.0的推出,使得智能制造成为现代先进制造业新的发展方向,智能制造的核心是CPS,其原理是将物联网及服务引入制造业,建立起高度智能化的、自适应、自调整的柔性化的生产方式,从根本上改善工业过程。为使信息模型能够支持航空制造业务的重大变革与高速发展。需要充分应用物联网、云计算、社会性网络服务(SNS)等新一代的信息技术,实现更加高效的协同创新;利用物联网提高企业生产和物流自动化和智能化程度;利用云计算平台有效解决数值模拟、虚拟仿真、工业设计等所需超大规模的计算能力问题;利用SNS达成与合作伙伴的高效协同、与客户的敏捷响应;利用工程中间件提供的统一平台和标准,既可以使得各工业软件厂商兼容并存,又可在工程中间件之上开发自主业务系统。

5结束语

中国航空工业经过多年的探索和发展,现已形成比较成熟的信息化体系,当前针对企业创造价值的方式与组织和管理的矛盾越来越突的问题,体现在战略与执行的不一致、组织与业务相冲突、业务与IT分离等方面。中航工业从全局的角度审视与信息化相关的业务、信息、应用和技术间的相互关系以及这种关系对业务过程和功能的影响。全面导入架构方法,推动从业务架构(过程模型)统一规划、IT架构(数据和应用模型)具体分析、技术架构(信息模型)有效支撑的整体性设计,以满足未来航空制造业推动产品研制数字化和业务流程管理为核心的协同业务模型的变革需求,实现信息化与工业化的深度融合。

摘要：数字化技术的应用,使得源自企业不同领域的众多数据、组织和业务模型成为管理复杂系统的有效手段。因此,在系统工程指导下,导入架构的先进方法,理解模型内涵,推动航空制造企业的业务架构(过程模型)统一规划、IT架构(数据和应用模型)精确分析、技术架构(信息模型)有效支撑的整体性设计,满足研制数字化和管理集成化的协同创新变革需求,提升基于模型的企业架构设计水平。

全程电子商务发展及架构模型探讨 篇7

关键词：全程电子商务,会计电算化,电子商务

我国的会计电算化工作, 经过近30年的发展, 已经从原来的会计核算软件发展成为与ERP一体化的管理软件。管理信息化是随着管理需求的提高和IT业的发展而发展的, 在ERP已经逐步趋于成熟的状况下, 将来的发展趋势是什么?它的基本架构和模型如何?本文将进行一些探讨。

一、全程电子商务是未来发展的趋势

21世纪全球进入新经济时代, 信息通信网络与技术的迅猛发展创造了一个无疆界的数字世界, 产品和服务几乎可瞬时在世界各地交易, 以网络和电子商务为主要特征的新经济以不可争辩的事实渗透到各行业, 并重组着全球财富。目前电子商务已成为国际上各个国家制定经济政策的主要依据之一。发达国家已纷纷制定政策, 发展中国家正在加紧制定总体发展战略, 大力促进电子商务在国民经济各个领域的应用, 力争在新一轮国际分工中占领制高点, 赢得新的竞争优势。

为了更加突出电子商务的地位和作用, 一种新的模式在业界产生, 即全程电子商务。其主要思想就是:EC+ERP, 但更强调电子商务在企业中的地位和作用。

其主要原因在于:

1.传统商业模式难以帮助企业应对当前激烈的竞争环境

随着贸易全球化的深入发展, 参与竞争的企业将越来越多, 市场的区域界限已经开始变得越来越模糊了。中小企业必须开始面对更多的竞争对手, 甚至参与全球的贸易竞争。这要求中小企业在销售环节中应该具有获得更多客户和销售渠道的能力, 来扩大销售规模。同时也要求中小企业应该能够在采购环节, 优化供应商结构, 或者是寻找到性能价格比更高的原材料, 以降低自身的采购成本和销售成本。而传统的商业模式由于受到信息发布、获取和管理等方面的因素制约, 难以得到突破性的发展, 也难以帮助中小企业更好地面对当前的竞争环境。

在扩大销售和降低采购成本的同时, 中小企业还迫切需要加强与上游供应商、下游分销商或客户之间的沟通与协同, 以提高各项商业活动的效率, 从而让自己在获得规模优势的同时还能够获得速度优势。

同样地, 大型企业也会遇到同样的问题, 但影响的程度要相对低一些。

2.IT技术的发展可以帮助企业改善管理和商业活动

虽然越来越多的企业开始使用管理软件和电子商务来改善企业的管理和商业活动, 但是现有的电子商务系统与企业内部管理软件是相互分离的, 两者之间的信息也是相互孤立的。传统管理软件只关注企业内部信息的管理, 无法实现与外部合作伙伴的链接和协同;而第一代电子商务实现了信息发布、搜索等功能, 但是无法将外部信息与内部管理进行直接的关联。要实现内部管理与外部商业活动的互动和集成, 需要大量的手工操作和人为的协调, 这样大大降低了使用的效率, 同时也增加了管理成本。因此, 现有的电子商务和管理软件应用模式仍无法满足企业当前的应用需求。

3.全程电子商务将开辟企业商业活动新天地

随着互联网技术发展成熟, 安全、支付、诚信等原先困扰电子商务开展的一些关键问题逐步得以改善, 已经有越来越多的企业, 尤其是中小企业开始采用电子商务作为企业经营的一个必要补充和延伸。

因此我们可以看到, 进入21世纪后, 电子商务与供应链管理之间已经开始迅速融合, 从而形成能够将企业、供应商、分销商/客户紧密结合在一起的全程供应链管理系统。全程供应链管理已经成为传统ERP向外部延伸的一个必然途径, 也是传统ERP适应新的商业环境进行发展的一个必然趋势。传统ERP是一个企业内部的信息中心;全程供应链管理把每个企业内部的基础信息提供给外部环境, 帮助树立企业形象和开拓市场。传统ERP重点在改进企业内部流程的效率和有效性;全程供应链管理侧重于企业间外部流程的效率和有效性以及企业产品的促销。传统ERP技术支持当前的商业战略, 而全程供应链管理则开启了新的战略机会的大门。

二、全程电子商务定义

我们认为, 全程电子商务 (Integrated E-Commerce) 是以信息技术和网络技术为基础, 面向全球化供应链网络, 将电子商务、企业管理、供应链协同融为一体, 实现企业贸易活动、内部运营管理及供应链上下游商务伙伴间协同等所有业务过程的数字化、电子化的一种全新的商业活动模式。它融合了最具时代魅力, 最具挑战性的IT、管理、商务等综合领域的特征, 开创了一种全新的企业管理和经营理念。全程电子商务的核心是商务, 主体是企业, 重点是全程。

全程电子商务的特点:

1.以全球化供应链管理为基础

在贸易全球化的冲击下, 市场竞争从原来区域市场、区域企业的竞争转变为全球市场、全球企业的竞争, 同时科技的迅速发展、信息的快速传播, 极大地增加了企业之间“比速度、比品质、比价格”的竞争。

企业要获取竞争优势, 就必需将重点放在如何围绕客户的需求, 整合全球资源 (材料、人力、资金和信息等) , 在向客户提供更优价值的前提下, 降低综合成本, 获取投资收益。对于客户需求, 不仅仅是迎合, 更重要的是“引导”乃至“创造”;同样, 对于资源整合, 强调的是在全球范围内, 开展供应链上、中、下游企业合作, 协调运作过程, 把产品的竞争形态从“企业与企业”之间的竞争, 转变为围绕核心企业打造的“供应链与供应链”之间的竞争。

全程电子商务以全球化供应链网络的角度, 为中小企业构建全球化的供应链协同平台, 不仅可以满足企业现有业务的需求, 还能帮助企业在全球范围内寻找新的商业机会和商务伙伴, 参与全球贸易, 促进企业高速发展。

2.电子商务、供应链管理紧密结合

电子商务与供应链是紧密不可分的, 当获取商业机会后, 企业需要采购及与供应商发生一系列的业务往来, 同时又要与下游客户产生一系列的业务往来。这就需要将电子商务和供应链紧密结合起来, 才能真正满足商业合作伙伴之间的需要。

3.良好的内部管理是基础

有了商业机会, 有了强有力的供应链, 若没有好的内部管理去完成, 也不可能最终获得商业价值。因此, ERP作为加强企业的内部管理, 十分重要, 而且ERP要与电子商务、供应链实现信息一体化。

全程电子商务是将企业的内部业务与电子商务完全融合, 并与上游供应商、下游分销商和客户实现业务协同与信息共享, 同时将各种商业活动与企业的品牌传播和产品推广紧密联系在一起, 让企业的传统商业活动与电子商务、企业自身与外部合作伙伴、产品销售与品牌推广成为一个整体。

从信息化的角度讲, 全程电子商务平台是为企业提供综合性信息化服务, 包括网络推广、商务沟通、电子商务交易、移动商务、商务社区管理、伙伴关系管理、内部业务管理 (财务、采购、销售、生产、仓储、运输等) 、企业间信息共享、跨企业的业务协同, 它由ERP和B2B电子商务网站组成。

三、全程电子商务的模式

(一) 技术构架

全程电子商务在技术架构模型上遵循SOA (ServiceOriented Architecture) 的架构体系, 由3部分构成:

(1) e Portal (电子商务门户) :e Portal是企业进行网上贸易、网络营销、获取商业资讯的网络门户, 它将企业使用的全程电子商务平台的各种服务和由此产生的内外部信息整合在一起, 为企业内部管理、网上贸易、供应链协同等提供统一的应用入口。它既是企业通过网络进行形象宣传和产品推广的窗口, 又是企业管理者、职员、供应商、分销商、客户、物流服务商等协同工作的接入点。

(2) e Tools (电子商务工具) :e Tools是一系列帮助用户完成与商业伙伴之间的业务协同, 并实现全商务流程电子化的工具。e Tools由业务流程管理 (BPM) 、商用即时通讯 (BIM) 、数据交换中心、电子支付、信用认证等工具组成。业务流程管理以工作流引擎和商务规则引擎为基础, 快速适应企业业务流程改进;数据交换中心基于XML、SOAP技术构架的数据同步中心, 通过数据总线 (Data Bus) 完成数据的路由 (Routing) 、传输 (Transport) 、数据格式转换 (Transformation) , 实现企业间业务数据交换;商用即时通讯基于P2P技术实现即时通讯平台, 实现文字、语音、视频、文件的高速传输和高质量语音视频通讯;电子支付和信用认证为企业提供安全快捷的网上贸易基础服务。

(3) e ERP (支持电子商务、扩展的ERP) :e ERP是一个扩展的、支持电子商务的ERP系统, 是构建全程电子商务最核心和最基础的组成部分。它不仅继承了传统ERP的所有功能和特点, 帮助用户实现企业管理信息化, 并将管理范围延伸到上游供应商、下游客户 (分销商) , 实现全球化供应链管理。它全面采用SOA架构, 具有高度的灵活性、松耦合性、可扩展性和可维护性, 并利用SOA技术构建企业服务总线 (ESB) , 为企业提供开放的供应链协同服务标准接口, 消除供应链企业之间的信息孤岛, 可跨越局域网、互联网、移动通信网、数字广电网为企业提供信息化服务。

(二) 全程电子商务平台的软件功能架构

全程电子商务平台主要由电子商务网站、供应链协同和ERP组成, 整体组成一个从外向内的业务驱动体系。

(三) 应用架构

全程电子商务的应用架构从应用深度和应用范围进行展示, 横向维度为资源管理范围 (企业内部→企业社区) , 纵向维度为应用深度或层次 (基础、运营和管理) 。

从管理的范围可以划分为企业的内部应用与外部供应链协同两个方面, 企业内部应用包括针对资金层面的财务核算会计及管理会计相关的资金管理、资产管理、全面预算及投资管理;针对内部运作的办公自动化、人力资源、生产制造管理及物流管理相关的物料管理、存货管理;面向客户的客户关系管理、销售管理、市场管理和服务管理。外部供应链协同包括对买和卖两个核心进行过程管理的部分, 卖以及时准确将产品交付给客户为管理核心, 包括分销管理、仓储与配送、运输管理供应链事件管理;买以准时保质低成本为管理核心, 包括供应商评估、供应商关系管理、采购管理、采购成本管理、需求预测管理。

从管理的深度可以划分为基础信息化构件、业务运营和业务管理, 三者相互依赖构成良好的内部管理循环。企业管理决定商业模式及运营流程, 并最终确定所需资源, 所以, 提供业务管理的工具对于一个管理软件至关重要。但管理最终能够实现的效果却取决于业务运营的有效性, 即取决于有关业务运营的工具诸如商机发布、商机搜索、网上结算、企业推广、诚信认证等。这些运营流程是否有效又取决于流程之间以及流程与管理工具的集成性, 如何实现管理信息流高度集成, 高度抽象的基础信息化构件将成为关键成功要素。譬如, 现在异地企业间商机的捕获和商务洽谈耗时费力且成效不高, 采用高精度信息搜索、商务助手、企业即时通讯即可以方便快捷地达到目的, 而这种信息化的业务手段同时也是可以分析和追溯的, 可以为管理纵深提供基础。

(四) 应用模式

全程电子商务的应用模式, 可从运作方式、部署方式、应用方式3个维度进行。其应用模式图如图1所示。

1. 运作方式

整个全程电子商务系统的运作分为3个层次:

基础应用:全程电子商务提供的在线交易、客户管理、供应商管理和诚信认证等主要功能, 以满足电子商务交易的商机搜索、网上销售、网上物流、网上支付、网上采购等主要交易环节, 支持全球范围内的商机共享与交易。

协同互动:用户提供的多种在线交流工具, 诸如即时通训、邮件、语音、视频、短信等。

虚拟战略联盟:经济活动中的各种角色 (包括:客户、企业、供应商、运输商、银行等) , 每一种角色都可以使用我们提供的后台管理工具, 并且针对每一种角色的应用需要, 提供不同的管理工具支持。同时由于后台管理工具的协同特性, 在一定程度上形成市场联动、共同发展的虚拟战略同盟。

2. 部署方式

部署方式分为3种:

(1) 在线租用模式。

应用永久连接到全程电子商务平台。典型的用于瘦客户端或者浏览器模式。本地没有数据存储功能。

(2) 线下租用模式。

单独的应用, 即使在没有与全程电子商务平台连接的情况下仍然是全功能的应用。本地部署胖客户端, 具备本地数据存储功能。需定期与全程电子商务平台连接, 进行租用期限的检查和控制。

(3) 混合租用模式。

部分系统采用线上租用模式, 如电子商务平台等;部分系统采用线下租用模式, 如财务管理系统等。具备本地数据存储和网络数据存储服务, 可定期连接全程电子商务平台进行数据同步, 确保灾难备份恢复。利用消息机制, 实现存储与转发。

全程电子商务是与企业的发展和IT业的发展分不开的, 随着信息终端的不断普及, 如3G手机、数字电视等等数据终端的更加普及, 在信息化程度不断提高的情况下, 全程电子商务还将向纵深发展, 并形成行业或者更细的专门化全程电子商务。

参考文献

[1]庄明来.电子商务会计研究[M].北京:中国财政经济出版社, 2004.

基于容器模型架构的合同管理系统 篇8

企业经常需要签订各种大大小小的合同, 随着签订的合同数量的增多,合同的管理必然成为一种负担。 目前,我国的合同管理大多采用传统的结合电子表格的手工管理方式,由于这种管理方式效率低、电子表格容量小、关联性差,不便于查询、更新和维护,而存在着严重的局限性。 尤其是随着项目复杂程度和合同数量的增加,合同管理的难度也在不断增加,单凭手工管理合同变得尤为困难,合同的管理已然成为一种负担。 在信息化程度越来越高的当今社会, 这种手工管理方式已远远不能满足现代化管理的需要。 现针对中小型企业合同管理的现状,通过采用基于容器模型的架构,开发一个功能实用、操作方便、简单明了、而且具有反追溯的合同管理系统。 同时在合同管理系统的开发过程中,我们发现各类合同台账所需汇总的信息字段一致,在对合同的录入、管理、查询、汇总等功能上都大同小异,而“异”的部分则仅仅表现在它们各自的合同内容不同, 所需对应的合同模板不同,因而为了避免无谓重复的工作,考虑以一个通用界面和相应的代码供这些不同类型的合同模块通用, 我们只需控制调用其相应的合同模板即可。 我们从实用的角度出发,本系统所使用的开发工具是Microsoft公司的Visual Basic6.0,数据库管理软件采用的是Microsoft SQL Server 2005。 本系统是针对以前合同管理系统所存在的问题,根据中小型企业实际使用情况进行开发,着重对合同数据进行管理,方便用户对合同进行查询、修改、添加和删除以及对合同的实时了解,主要考虑实用性设计的一个适合中小型企业使用的合同管理系统。

2软件的模块结构

本文研究的合同管理工作主要涉及到两个方面:一是合同录入,二是合同台账。 对于合同录入,要求准确地录入合同的信息; 对于合同台账,要求得出同一类型的合同台账和所有类型的合同台账。 对于同类型的合同台账,我们采用了一个通用界面来供这些合同模块调用,如何正确定位出这些合同的类型生成相应的合同台账是合同管理软件需要重点考虑的问题。对于所有类型的合同台账,一个公司可能有几十种合同模板,关键在于如何快速、准确、透明地统计出这些合同信息形成一个总的合同台账。

采用一种容器模型是解决这些难题的一个很好的方法。 容器模型图如图1所示。

为了实现通用界面的调用,首先要建立一个菜单节点表,记录菜单的节点名称,在打开系统时生成树形节点以供点选调用, 在点选时读出相应的节点名称和主界面名称即上述的通用界面名称。 相应的树形目录如图2所示。

然后根据读出的节点名称, 我们可判断出相应的合同类型进而从数据库中读出该类型的所有的合同信息, 调用通用界面显示该类型的合同台账信息。

以涂装承揽合同为例,如图3所示。

在图3中,我们点击增加按钮,即可调用出该类型合同相应的合同模板,进行合同的录入。 如果想查看其中某个合同的详细信息来源,我们可以选中这个合同然后点击查看按钮,或者将鼠标放在其所在行处双击,具有反追溯性。

以合同号是NTZZ-HS-HT1307004FD为例,如图4所示。

图4合同号为NTZZ-HS-HT1307004FD的详细合同信息

在总的合同台账模块中, 具有权限的人员可以查看所有合同的简要信息,而且具有反追溯性。 总的合同台账中包括所有类型的合同信息,如图5所示。

在图5中将鼠标放在某个合同所在行处双击, 就可以查看到该合同的详细信息,同样具有反追溯性。

使用基于容器模型的架构, 形成了所有类型的合同台账和同一类型的合同台账,同时还具有反追溯性。

当合同台账完成以后,单击“打印”按钮就可以将表格中数据导入到Excel中,形成合理的格式进行打印,既快捷又准确,效果非常好。

3基于容器模型架构的建模

合同管理系统必须完成两个任务: 1数据信息的准确性; 2数据信息的透明性, 即合同台账的每一条合同信息来源必须清楚。 即系统不仅要提供准确的数据信息给用户,还需要说明为什么数据是这样的,也就是具有反追溯性。 采用基于容器模型的架构方法,能够很好解决这些问题。

3.1 “容器模型”实现合同台账的思想

(1)合同台账分为同类型的合同台账和所有类型的合同台账。

(2)对应在数据库中建有总表1和总表2, 用于存放上述两类合同台账中各自所需的信息。 点击“保存”按钮时,各类合同在增加界面录入的数据会同时存入到上述两个总表中。 存入两个总表的信息不需相同,只存储各自需要的那些信息即可,总表相当于一个容器。

(3)在点击 “保存”按钮时,各类型的合同在增加界面录入的数据要分别保存到总表1和总表2中。

(4)对于同类型的合同台账数据,在合同增加界面保存数据时, 总表1中除了存放同类型合同台账需要用到的合同信息以外, 还设有一个字段Is Kind,用于存放与这个合同类型相对应的合同类型值。 在点选菜单节点下的某个合同节点时,根据点选的菜单节点名称所对应的Is Kind字段值,查找总表1中Is Kind字段值与之相同的所有记录即所有此类型的合同信息, 形成一个该类型的合同台账显示给用户。 将同类型的合同台账信息来源固定于一张总表, 统计时只需从这个容器总表中提取满足条件的数据信息进行统计。 数据存入总表的容器模型架构, 避免了为各类型的合同都建立一个相应的数据库表,与此同时,能够快速准确、透明地统计出这些数据。

(5) 总的合同台账数据, 当点击菜单节点中 “ 合同台账” 时, 从总表2中读出所有类型的合同信息,形成一个总的合同台账。

3.2 “容器模型”实现反追溯性

在同一类型合同台账和总的合同台账中都有这个功能:双击某个合同查看该合同的详细信息实现数据的反追溯性。

(1)在同类型合同台账中,由于各类型合同共用了一个通用界面, 反追溯性的实现首先是记录下点选的菜单节点名称即某类合同名称,加载相应类型的合同模板界面,然后根据双击所在行对应的合同号进行匹配, 满足匹配的合同信息即为反追溯需要的明细信息, 读取该合同信息填充到相应的合同模板界面显示给用户。

(2)在总的合同台账中,反追溯性的实现与同类型合同台账有一点不同, 而是根据双击所在行对应的合同类型值即总表中的Is Kind字段值,加载相应类型的合同模板界面,然后再根据所在行的合同号进行匹配, 满足匹配的合同信息即为反追溯需要的明细信息, 读取该合同信息填充到相应的合同模板界面显示给用户。

3.3基于 “容器模型”实现的通用界面

(1) 设计一个通用界面供不同模块调用, 该界面主要有增加、修改、查看、删除等功能,囊括了合同模块中涉及到的通用操作。

(2) 建立一个菜单节点表, 记录菜单的节点名称, 在打开系统时生成树形节点以供点选调用, 在点选时读出相应的节点名称和主界面名称即这个通用界面名称。

(3) 在通用界面的代码中, 我们根据上述得到的节点名称可判断得出这个合同的类别, 即能得到总表1中的Is Kind字段值,这样在点选一种类型的合同菜单节点时,从总表1中查找所有满足该合同类型值的合同信息,形成一个合同台账。

(4) 在点击这个通用界面上的增加/ 修改/ 查看/ 按钮时, 会根据上述的节点名称即合同类型名称调用相应类型的合同模板界面以录入/ 修改/ 查看该类型的合同。

3.4容器模型的优点

采用不存入容器总表的方法,1不能共用通用界面,有多少个合同模板就得有多少个相应类型的合同台账界面, 同时每种类型的台账都得对应一张相应的数据库表, 给软件开发过程中增加了大量无谓的重复工作,同时由于多个相似的表的存在,数据库中表的设计也没得到最大的优化;2反追溯性差,查看明细信息要连接多张数据库表,SQL语句嵌套复杂,不易实现;3对于刚参与到项目中的人员而言,会不知如何通过多张表进行汇总这将使得软件开发比较缓慢。

采用基于容器模型架构,就不存在这些问题,开发更方便快捷,思路更清晰。 1统计效率高:台账的数据都来源于一张总表, 仅使用一条SQL语句就能完成。 能共用通用界面,软件复用的粒度增加,仅建立两张总表就可以完成所有工作,数据库表设计得到了优化。 2反追溯性好:两个总表中都专门设有一个字段用于存放该合同的类型,通过这个字段的值,很轻松地读出录入的详细信息,显示给用户。 3而且对于刚参与到项目中的人员来说, 很快就可以理解容器模型的思想,使软件开发更快速。

3.5容器模型存在的问题

基于容器模型的软件体系架构,开发软件有很多优点,但也发现了不足之处:1数据存入两个表,冗余性比较大。 2与使用存储过程的方法相比,速度可能要慢一点,尤其对于较为复杂的逻辑,网络流量之间的消耗会大一些。

3.6解决方法

针对容器模型存在的问题,我们也有相应的解决办法:1两个总表中不存入特别详细的数据信息, 只存储汇总时需要用到的一些数据, 再存入具有索引功能的存放合同类型的Is Kind字段,便于统计和反追溯。 2不使用复杂的逻辑,使用简单便捷的SQL语句进行汇总以及反追溯。 而且我们也在考虑更多、更好的方法,使基于容器模型的软件体系架构更加完善。

4软件实施后的效果

(1)合同台账来源定位明确、具有反追溯性。 在合同台账模块中,用户可以双击数据查看合同的明细,既快捷又准确;当发现录入的合同的信息不对时, 点击修改按钮找到录入人员出错位置进行修改,效果非常好。

(2) 仿真现实合同文档, 为了延续工作人员以往填写的习惯,界面的设置与实际合同文档是百分之百的仿真,让用户在使用软件的时候,感觉就如同以往在纸质上面填写。

(3)合同台账能够送入到Excel中,形成合理的台账形式,以备份的方式存储起来。

5结束语

合同管理系统的目标就是改变人们以往的工作习惯, 将传统的纸张办公转变为办公自动化处理合同文本, 本系统操作方便、简单,对信息的汇总及时、准确,且具有反追溯性,使得计算机技术在合同管理系统中得到了充分的发挥, 有效地提高了企业的内部管理质量和水平。

摘要：目前,国内中小型企业多半仍采用手工方式进行合同管理,很难适应现代项目合同的大量化、复杂化的管理要求。基于容器模型的软件体系架构,开发适合企业的合同管理系统,可以进行合同管理、反追溯。同时本文从软件复用的角度,考虑以一个通用界面和相应的代码来供一组相似模块通用,从而大大减少软件开发的工作量,有效地控制了软件的规模大小。实践表明,基于容器模型的合同管理系统可将员工从繁琐的手工合同管理中解放出来,发挥软件系统的整体优势,在减少了员工工作量的同时,也增强了企业的竞争力。

面向物联网的工作流服务架构模型 篇9

随着计算机技术, 特别是物联网技术的迅猛发展和应用, 计算机支持的分步式、协同工作的工作流系统显得越来越重要, 具有广阔的应用前景。但当前的业务流程管理系统都是一个个孤岛, 不同的企业采用不同的流程管理系统以及每个业务数据都是独立访问, 有很多相同或者相关业务数据不能达到动态即时共享。针对此问题, 文献[1]提出了面向Web服务架构的协同工作流模型, 该模型提高了分布式工作流在异构网络环境下的灵活性、普适性和互操作性。文献[2]提出了基于工作流的并行化Web服务合成方案, 该方案提高了基于工作流的Web服务合成效率。以上两种方法对工作流并行化协作操作提供了思路, 但并不能解决对于并行化后的工作流服务如何处理负载以及在海量数据下如何提高数据查询效率等问题。

表单是业务数据的主要入口, 是工作流技术研究的重点对象之一, 文献[3]针对工作流管理系统中表单建模存在的数据结构不合理、缺乏数据和结构柔性等问题, 提出了基于XML和关系数据库的表单柔性建模方法。文献[4]从表单架构上提出了B/S与C/S相结合的设计方法处理数据。这两种方法解决了表单定义的灵活性和可扩展性。但这两种方法中的表单大部分数据都需要人工手动输入, 如果手动输入的数据量比较大就会影响流程的执行效率。

以上问题可以采用工作流与物联网技术相结合的办法进行解决。但现在工作流技术与物联网技术均沿着各自的技术路线发展, 它们之间如何协同应用尚未被考虑, 物联网与工作流技术相结合将成为各个企业和部门研究的热点。综合以上研究, 本文提出面向物联网的工作流服务架构模型IOTWSAM ( IOT Ori-ented Workflow Service Architecture Model) 。该模型主要由工作流服务资源共享、工作流系统通过RFID中间件与RFID通信以及工作流服务在底层海量数据处理上提出了一种改进的Ma-pReduce模型组成。工作流服务资源共享将工作流表单、工作流引擎、数据库服务以及工作流任务封装成服务组件并以可插拔的方式注入到工作流服务集控中心容器中形成资源共享库, 便于其他系统灵活调用资源。采用RFID中间件使得工作流系统与RFID进行通信, 在RFID中间件中集成Jini服务, 该服务可以被Jini网络中的程序或其它服务执行利用, 从而提高工作流系统与RFID的自适应网络环境以及工作流表单获取数据的能力。工作流数据库服务在底层海量数据处理上提出了一种改进的MapReduce模型, 该模型在HDFS的架构方案基础上增加主任务节点并采用任务节点元数据多点定时备份策略, 保证了系统前后数据的一致性问题, 从而提高了整个系统的Qo S能力。

1 IOTWSAM模型研究定位

物联网IOT ( The Internate of Things) 是把具有标识、感知和智能处理能力的物体, 借助于有线和无线网络与互联网融合而成的网络。它主要借助标签物品的RFID技术、感知事物的传感技术、思考事物的智能技术和处理海量数据的云计算技术实现物与物、人与人、人与物之间的信息在任何时间、任何地点共享和互联[5]。它自底向上可以分为四层[6]: 编码层、信息采集层、网络层和应用层。其中编码层是物联网的基石, 是物联网信息交换内容的核心。信息采集层主要完成数据采集功能, 包括对射频识别、二维条码和无线传感器等在内的自动识别与近场通信技术获取物品编码信息的过程。网络层, 即进行信息交换的通信网络平台, 信息采集后, 通过网桥、网关和路由等设备将信息传入网络层并对信息进行预处理。应用层则是构建在物联网技术上的业务应用系统和与业务应用系统相关的工作流系统。IOTWSAM模型研究的重点定位在应用层与信息采集层。研究在物联网下应用层的工作流系统如何共享工作流服务资源、如何与信息采集层的RFID进行通信以及在海量数据下如何运用物联网中的云计算技术提高工作流服务与数据库服务的数据通信效率。

2 面向物联网的工作流服务架构模型

2. 1 物联网中的工作流服务资源共享

在资源共享模型中, 最常用的是UDDI ( Universal Descrip-tion, Discovery and Integration) , 它定义了Web服务怎样在Inter-nate上互相作用, 并在一个全球的的注册体系架构中共享信息。UDDI能实现服务彼此发现和信息共享, 然而它只是Web层共享服务, 要在物联网中真正意义上达到资源的即插即用以及所需即所得, 还需要在此基础上增加工作流服务资源共享。在工作流服务资源共享中, 工作流服务集控中心为组件容器, 资源都是以服务组件的形式向容器注册并相互通信, 然后通过分步式工作流引擎处理大规模网络中数据密集与计算密集的服务资源请求。

2. 1. 1 工作流服务组件模型

基于组件的开发方法一直是软件业为降低开发成本, 促进软件复用和提高效率与质量的一个重要方法, 它通过组装已有的组件构造新的软件系统。组件是软件系统中的一个组装单元, 它具有服务契约指定的接口和显式的上下文依赖, 可以独立部署并由第三方使用和组装[7]。组件容器为组件提供了运行环境, 它是组件之间的通信纽带并自动为组件动态分配资源。组件模型定义了组件实现、文档书写及部署的标准。但是往往对于不同语言有不同的组件模型, 从而需要不同的调用方式。比如在Java EE技术领域, 就有EJB、POJO、JDBC和JMS等。为了给不同的接口提供一个统一的调用方式, 以及增强系统的Qo S能力, 使用户在构建企业应用时有一个不再直接面对具体的技术细节的层次, 而是通过服务组件的方式来构建应用, 本文提出面向物联网的工作流服务组件模型IOTWSCM。

1) 服务组件

服务组件是IOTWSCM中的基本组成元素和基本构建单位, 也是具体实现业务逻辑的地方。IOTWSCM服务组件提供了两个主要接口, 一个接口是基于WSDL ( Web Service DescriptionLanguage) , 另一个是基于Java的。组件只有放入组件容器中才能正常运行, 可以在容器中组装和部署一些与业务联系比较紧密的服务组件, 如业务状态机、业务工作流程和业务规则等。这样用户就可以直接利用这些服务组件构建自己的业务流程。其中与工作流相关的服务组件包括:

( 1) 工作流表单组件。内容包括表单编号、表单名称和表单类型。

( 2) 工作流引擎组件。内容包括工作流引擎编号、类型、特征以及工作流服务IP地址。

( 3) 工作流数据库服务组件。内容包括工作流数据库服务器的类型、IP地址和数据库连接信息。

( 4) 工作流任务组件。工作流任务就是某一类型流程的一次完整的定义以及执行过程。内容主要包括流程表单、步骤定义、权限定义、转入转出条件定义和流程结束标识等。

2) 服务模块

服务模块是由一个或多个具有内在业务联系的服务组件构成。根据业务需求和部署上灵活性的要求, 可以把多个服务组件放在一个模块中以便容器调用。

3) 资源共享库

在组件容器中, 如果不同模块之间需要共享资源, 可以在它们之间创建一份共享资源, 而不是在它们之间重复创建。资源共享库是存放公共资源的场所, 内容包括接口定义、数据定义和数据映射关系。当一个模块需要用到共享库中的资源的时候, 只需要使模块依赖于共享库即可。

2. 1. 2 IOTWSCM与其它组件模型比较

网驰平台 ( ONCE) 是中国科学院软件研究所研发的一个软件平台, 由数据集成平台、流程集成平台、基础运行支撑平台、服务集成平台以及信息门户这5 部分组成, 其中涉及的组件模型有EJB、Web Service、Portlet[8], BPEL[9]和Servlet等。现就IOT-WSCM与这五种组件模型进行比较, 如表1 所示。

2. 2 RFID中间件与工作流系统协同融合

RFID中间件是处于电子标签硬件系统和RFID应用系统之间的一类软件, 是RFID应用系统的核心。中间件屏蔽了RFID设备的多样性和复杂性, 能处理从一个或者多个读写器获得的RFID或传感器数据流, 是一种企业通用的管理RFID数据的架构。随着RFID技术在生产和生活中越来越广泛地使用, 业界、学术界和一些开源的组织都遵照EPC global[10]发布的RFID中间件标准开发各自的RFID中间件系统, 如Oracle /BEA、IBM等, 都各自推出了RFID中间件方案, 如Oracle / BEARFID Middleware和IBM公司的IBM Web Sphere RFID Solution。由于Sun公司提供的“Sun Java System RFID ”中间件集成了Jini技术, 该Jini技术的目标是将网络转变成一个动态自配置、自管理和自恢复的环境, 通过这个环境, 用户能够找到他们感兴趣的资源并加以利用。Jini服务是一个可执行的对象, 这个服务可以被Jini网络中的任何一个人或另外一个服务执行利用, 从而使网络变成一个更富有动态性的环境, 所以这种技术非常适合物联网的动态自适应网络环境。文献[11]也证明了Jini提供了优于其他服务网络架构技术的性能。因此本文采用“Sun JavaSystem RFID ”中间件与工作流系统协同应用。工作流系统与RFID协同应用工作原理图如图1 所示。该中间件由事件管理器 ( Java System RFID Event Manager) 、信息服务器 ( Java System RFID Information Server) 、RFID配置管理器 ( RFID Configuration Manager) 和RFID管理控制台 ( RFID Man-agement Console) 四个元件组成[12], 其中事件管理器用来处理来自一个或多个RFID Reader、Sensor的数据流信息或依照客户的需求筛选信息; 信息服务器用来得到和储存使用RFID技术生成的信息, 并将这些信息提供给工作流管理等其他系统。该中间件与工作流管理系统协同工作流程如下:

1) 将需要自动填充表单的信息通过智能设备写入电子标签Tag。

2) RFID Reader与电子标签进行非接触式信息通讯, 获取电子标签信息。

3) Java System RFID Software中间件与RFID Reader通信并获取电子标签信息, 并将标签信息写入RFID Database。

4) 运行流程实例, 工作流引擎与Java System RFID Software中间件通信, 获取电子表单信息并将获得的信息自动填充到工作流表单。

2. 3 基于MapReduce的工作流全局数据查询策略

2. 3. 1 一种改进的MapReduce架构模型

在物联网模式下, 工作流服务与数据库服务之间的数据交换规模远远超过普通模式, 这时工作流数据库的存储策略以及数据库的查询响应效率就显得特别重要。该问题可以采用分布式数据库存储策略来解决。在分布式的数据存储策略下, 数据查询操作可能需要跨过多个数据库才能够得出结果。跨数据库的查询性能由于需要多次建立数据库连接, 降低了数据查询操作的性能。本文提出一种改进的MapReduce模型来解决工作流分布式数据库存储与查询响应效率问题。

MapReduce[13]是建立在海量存储能力之上的数据处理模型, 也是一种高效的任务调度模型。它不仅在云计算中有广泛的应用, 在Cell Processor和多核处理器上也有广泛的应用。目前, 对于大规模数据处理能力的讨论, 基本集中在对MapReduce模型进行扩展或者更新。如Yahoo公司在其MapReduce步骤之后加入一个Merge步骤, 从而构成一个MapReduce Merge模型。而在MapReduce模型的总体架构上的改进相对较少。而Ma-pReduce模型的一个主要问题在于架构上过多地依赖任务节点的执行效率, 从而导致整个系统的可用性和稳定性都受限于任务节点。因此本文在分析和研究MapReduce底层文件系统HDFS ( Hadoop Distributed File System) 的架构方案的基础之上, 提出一种改进型的MapReduce架构模型, 该模型在HDFS的架构方案基础上增加主任务节点并结合任务节点元数据多点定时备份策略, 解决MapReduce架构中任务节点失效后所带来的系统运行不稳定问题。

目前, Hadoop中的MapReduce架构主要采用主从式架构模型。在Hadoop中, MapReduce是由一个任务节点 ( Master Node) 和多个工作节点 ( Worker Node) 组成。其中任务节点的目的是管理集群, 为工作节点分配Map和Reduce任务并汇总工作节点在Map和Reduce任务过程中产生的数据。工作节点主要获取任务节点分配的Map和Reduce任务并添加到自己的任务队列当中, 然后采取先到先处理的原则进行处理, 并将处理结果返回给任务节点。但这种架构有两个主要缺点, 一个是任务节点失效后, 整个系统会立即瘫痪; 另外一个缺点是所有的任务调度由唯一的任务节点完成, 因此整个系统的执行效率依赖于任务节点的工作能力。因此本文对现有的主从式架构模型进行改进。即在原有的主从式架构中增加一个主任务节点, 该主任务节点直接与用户程序进行通信。一个主任务节点可以给多个子任务节点分配任务, 而一个子任务节点又可以跟多个工作节点分配任务。其中, 主任务节点主要对机群和元数据进行管理, 以及给子任务节点分配任务。子任务节点既可以与主任务节点通信, 又可以与用户程序进行通信, 并将处理结果返回给用户程序, 还可以与工作节点通信。而工作节点则直接由子任务节点管理, 这样可以节约通信成本。

2. 3. 2 MapReduce中任务节点的元数据定时备份

在上述的改进MapReduce模型中, 由于还没有解决主任务节点和子任务节点失效问题, 因此本文在此基础上提出在任务节点上增加元数据定时备份策略, 解决主任务节点失效以后系统前后数据的一致性问题。在MapReduce模型中, 所有的元数据都是保存在任务节点的内存里。任务节点主要保存了三种类型的元数据:

1) 工作节点与任务的对应。

2) 工作节点上文件到块的映射。

3) 工作节点的IP地址以及端口号。

在集群系统架构过程中, 给各任务节点分配一个备份服务器来作为任务节点元数据定时备份。具体做法是各任务节点服务器和备份服务器统一采用NFS来存一份文件系统镜像的备份和一份事物日志的备份。各任务节点服务器在运行过程中把处理的事务写进NFS里的事务日志。同时, 相对应的备份服务器在分钟时间级内定时打开NFS上同一份事务日志, 然后在自己的命名空间内开始执行事务, 以保证自己的命名空间尽可能和初始信息接近并对初始信息进行核查和创建新的文件系统镜像。这样一个工作节点服务器就跟两个任务节点服务器通信。如果任务节点服务器出现宕机, 备份服务器就会立即代替任务节点服务器工作, 继续完成失效之前所受理的任务, 从而保证整个系统的正常运行。

3 IOTWSAM模型的运行流程

为了能够更好地理解IOTWSAM模型中各关键要素的整合应用, 需要定义如下几个概念:

( 1) 工作流服务管理集控中心: 它既是工作流服务组件的容器, 能接受并管理工作流服务组件, 并将工作流服务组件信息传递给工作流引擎, 又是工作流服务与数据库服务相互通信时资源协调中心。

( 2) 工作流服务注册中心: 它是工作流服务管理集控中心的输入接口。由于现有工作流产品存在差异性, 不同厂商生产不同工作流产品。为了使不同的工作流产品在物联网条件下能够智能化资源共享, 需要不同的工作流产品在工作流服务注册中心注册。

( 3) 用户接口: 它主要使得用户能够跟工作流服务管理集控中心进行交流。比如智能表单设计、流程实例化设计、启动流程实例或与流程某项活动进行交互等。

图2 为IOTWSAM模型运行过程图, 具体内容描述如下:

( 1) 用户通过工作流服务注册中心接口向工作流服务管理集控中心 ( 简称集控中心) 注册工作流和数据库服务组件, 形成资源共享库。

( 2) 用户通过用户接口向集控中心申请工作流任务。

( 3) 集控中心得到申请后查找工作流服务, 服务将需要自动填充表单的信息通过智能设备写入电子标签Tag, RFID Read-er获取标签信息并通过RFID中间件将数据填充工作流表单。

( 4) 工作流系统负责流程定义的解析, 并生成流程实例wf Is, 完成流程实例wf Is的初始化工作, 并为流程实例设置状态st, st的初始值为流程开始。

( 5) 工作流系统获取下一个任务节点, 并判断该任务节点是否要进行数据库连接处理, 如果为真则工作流引擎开始与工作流数据库采用改进的MapReduce模型进行数据处理, 并将处理结果保存在集合中, 并更新工作流执行状态st。如果为假则执行其它活动节点, 保存活动处理结果并更新工作流执行状态st。

( 6) 判断工作流执行状态st是否结束, 如果为真则执行第 ( 7) 步, 否则执行第 ( 5) 步。

( 7) 将工作流任务结果返回给用户, 清除当前流程实例wf Is的执行环境。

4 实验及分析

本实验主要对改进前后的MapReduce模型进行性能对比。实验环境为jdk1. 6, ssh和rsync。HDFS集群包含9 台电脑, 这些电脑由两个8 端口300 Mbps的路由器组成, 一个路由器接5台电脑, 另一个路由器接4 台电脑。实验运用MapReduce模型最多的领域-搜索进行实验, 搜索客户端为Hive[14]。测试平台环境为: Core 2. 1 GHz, RAM 2 GB, Windows XP SP3, Hadoop的版本是0. 20. 1。对数量为200 和800 的文件块进行实验数据采集。MapReduce库将输入的文件分割成16 MB到64 MB大小, 实验结果如表2 所示。

从表2 可以看出, 随着数据块数量的增加, 两种模式的网络通信成本时间有所增加, 但改进后的模式所增加的时间比率比普通模式增加的比率要少。在本实验中, 灾难恢复时间是考察的重点, 任务节点灾难恢复时间相较于工作节点灾难恢复时间要慢一些, 是因为任务节点宕机后, 网络突然中断到恢复需要一定的时间, 再加上备份服务器还需要判断任务节点宕机后是否能自恢复以及确定任务节点不能自恢复后开始从镜像备份文件和事物日志备份文件中获取数据都需要一定的时间。改进后的MapReduce模式采用任务节点元数据定时备份策略后不论是工作节点还是任务节点的灾难恢复时间都比普通模式花的时间少, 从而提高了整个系统处理数据的性能。

5 结语