基于耦合度的分布问题研究.doc
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1、-范文最新推荐- 基于耦合度的分布问题研究 【摘要】 本文主要讨论分布式应用系统中基于耦合度的用户分布、功能分布和数据分布问题。【关键词】用户分布,功能分布,数据分布,耦合度,领域知识,自动构造 随着Client/Server结构应用系统复杂和扩大,其数据、功能和用户的分布问题变得日益突出。合理有效地设计MIS系统模型是MIS系统能否有效发挥效率的关键。通常处理这些问题都是软件开发人员根据其以往的开发经验,设计的好坏受人为因素影响很大,且方案因人而异。本文提出了基于耦合度的分布过程解决方案,并在此基础上实现了一个分布的自动生成工具。一、 分布问题当我们根据系统的需求信息来设计基于三层Clien
2、t/Server模型的MIS系统的时候,一个很重要的工作就是需要确定MIS系统由多少个客户端、应用程序服务器和数据库服务器组成,用户、功能和数据是如何分布在客户端、应用程序服务器和数据库服务器上的。对于一个MIS系统来说,我们都可以将它抽象分解为用户集U=u1,u2,.,ul、功能集F=f1,f2,.,fm和数据集T=t1,t2,.,tn。用户通过调用功能集中的一些功能模块,来存取数据集中的数据表。我们可以用图1说明它们之间的关系:本文所要讨论的分布问题包括用户分布(User Distribution)、功能分布(Function Distribution)和数据分布(Data Distrib
3、ution)。用户分布指的是根据系统的需求,决定如何在客户端各个平台上分配用户,即每个客户端允许哪些用户使用。功能分布也称处理(process)分布、事务(business)分布、逻辑(logic)分布,指的是如何在应用程序服务器各个平台上分配功能,即决定哪些功能适合在哪些平台上完成。数据分布的粒度大小可以是数据库、数据表、行、列等,我们这里讨论的数据分布逻辑单元是数据表(以下简称数据),数据分布指的是如何在数据库服务器各个平台上分配数据,即如何在服务器上组织这些数据。二、耦合度的计算在分布式MIS系统中,之所以有不同的客户端、应用程序服务器和数据库服务器,是因为用户之间、功能之间和数据之间也
4、存在着一种类似的不同“吸引力”。我们将这种“吸引力”取名为耦合度(Coupling Degree)。我们将两个用户分在同一个客户端的可能性称之为用户耦合度,两个功能分在同一个应用程序服务器的可能性称之为功能耦合度,两个数据分在同一个数据库服务器的可能性称之为数据表耦合度。这里讨论耦合度,是因为耦合度是分布式MIS系统网络节点划分的依据。耦合度是不同种因素的函数。耦合度=f(因素1,因素2,因素n)用户耦合度 用户之间所属关系、距离和特殊要求等因素都可能影响用户耦合度大小。企业的部门和职务之间的所属关系构成一棵部门职务关系树或森林,叶结点为用户。直接同属一个部门的两个用户肯定比间接同属一个部门的
5、两个用户分在同一个客户端的可能性要大。我们将两个用户到它们最近共同祖先的最大距离定义为两个用户之间的疏远度,当两个用户分属于两棵关系树时,它们的疏远度为¥ 。如图2所示的部门职务关系树中,用户u1(职务1)和u4(职务3)之间的疏远度为2,用户u1和u3(部门6)之间的疏远度为3 。疏远度越大其耦合度越小,我们给不同的疏远度以不同的权值,这样就可以折算为耦合度值。两个用户相距400米以内肯定比两个用户相距1公里以上分在同一个客户端可能性要大。两个用户相距越近,其耦合度越大,用户相距远近给予不同的权值,以折算为耦合度值。针对企业的一些特殊要求,我们用程度词来说明两个用户分在同一个客户端的可能性,
6、常见的程度词如必须、尽可能、不可能、不能等等,我们给不同的程度词以不同的权值,以折算为耦合度值。功能耦合度 很明显,调用功能1的所有用户和调用功能2的所有用户之间的关系越紧密,这两个功能分在同一应用程序服务器的可能性就越大。这种用户调用功能的关系对功能耦合度影响较大,但其它因素也影响功能耦合度大小。数据耦合度 功能存取数据的关系对数据耦合度影响较大。其它影响数据耦合度大小的因素包括数据库系统的特殊要求、MIS系统要求等。三、 分布过程用户、功能和数据分布主要是确立Client/Server系统结构。我们这里主要讨论基于耦合度的用户、功能和数据划分过程,用户、功能和数据耦合度是我们进行网络节点划
7、分的依据。用户、功能、数据分布需要解决两个问题:1)MIS系统由多少个网络节点组成。2)用户、功能、数据是如何在这些网络节点上分配的。这两个问题的解决又是统一的,即如何进行网络节点的划分。下面我们以用户分布为例,来说明分布过程的具体步骤。设企业的用户集合U=u1,u2,um,Lu为客户端分组划分的用户耦合度下限。我们的目标是找出一个最小个数客户端集合C=C1, C2, C3, Ck,客户端C1, C2, C3, Ck U,满足(1) C1,+C2+ C3+Ck =U。(2)任意CiC,CjC,ij 有CiCj=。(3)若RF(ui,uj)>=Lu,则用户ui,uj 就在同一客户端。具体步
8、骤如下:第一步,计算用户之间耦合度。这里RFd (ui,uj) 、RFc (ui,uj) 、RFs (ui,uj)分别表示用户ui和uj之间由于距离、所属关系、特殊要求等因素影响的耦合度。RF(ui,uj)= RFd (ui,uj) +RFc (ui,uj) +RFs (ui,uj)+第二步,求用户二元关系Ru。Ru=<ui, uj > | “ ui, uj ? U 且 RF(ui, uj)3 Lu 第三步,求Ru的等价关系Ru挕?Ru? t(Ru)第四步,客户端划分C。C=U/ Ru?/P>分布是一个权衡的过程,不存在唯一正确的方案。必须兼顾目标与限制,综合考虑所有方面的因
9、素。四、分布的自动生成工具我们设计和实现了一个MIS系统辅助开发环境NDTool(Node Distributed Tool),这是一个基于耦合度和领域知识的用户、功能和数据分布的自动生成工具。该系统设计过程贯穿了我们所提出的思想和方法。ECSL(Enterprise Concept Structure description Language)是一个企业概念结构描述语言,主要用于获取最终用户所提供的企业的需求信息。采用中文的类自然语言形式,面向最终用户。DKDL(Domain KnowledgeDescription Language)是一个领域知识描述语言,主要用于获取领域专家在MIS系统
10、开发上所积累的经验,并将所得到的领域知识存放于领域知识库中。该语言面向领域软件专家。领域知识库用于存放领域知识。由DKDL获取的领域专家的开发经验,经过分析、组织,所得到的结果保存在领域知识库中。我们提供一组领域知识库的操作接口,用于领域知识库的存取和维护工作。MADL(MIS System Architecture Description Language)是一个分布式MIS系统体系结构描述语言,主要用于描述MIS系统中的用户、数据和功能的分布情况。它是NDTool系统最后生成的结果。该语言面向软件开发人员。NDTool系统的工作流程。首先,将领域软件专家所掌握的领域知识,描述成DKDL文本
11、,经过DKDL编译器的编译,并调用领域知识库的接口将所分析的结果存入领域知识库中。当需要开发MIS系统时,企业最终用户将他的需求信息用ECSL语言描述出来。通过ECSL编译器进行编译,参考领域知识库的有关领域知识,计算用户、功能和数据耦合度,再根据耦合度进行网络节点的划分,最后将结果用MADL语言描述出来。提供给开发人员进行数据模型和模块设计。五、 结束语本文围绕基于耦合度的Client/Server结构应用程序的分布过程及其自动生成工具的实现进行了讨论。分布问题具有一个不确定性的特点,同时分布将耗费开发者大量的精力。如何合理地设计分布构造方法以及设计分布的自动生成工具是Client/Serv
12、er系统开发过程中一个重要问题。参考文献:1 陆汝钤,金芝,万荣林,夏幼明 基于领域知识的需求信息获取软件学报,Vol.7,No. 3,19962 赵洪彪,周立柱 Client/Server结构系统中的处理分布计算机科学,Vol. 24,No.5,19973 张左梁 C/S应用系统设计的新概念和新技术计算机科学,Vol.24,No.1,1997 【摘要】本文分析了实现智能网业务的网间互通对业务的生存及发展的重要意义,以及实现智能网业务的网间互通的前提条件,并以被叫集中付费业务为例,对实现智能网业务网间互通的方式进行了具体的探讨。【关键词】智能网业务 业务的网间互通 网间互通方式 被叫集中付费业
13、务1.引言随着中国电信、联通、吉通等多个电信运营者的出现,我国电信市场的竞争局面逐步形成。多运营者的竞争使广大电信用户在价格方面、服务质量方面得益,但如果不能及时、科学地解决各运营者间智能网业务的互通问题,用户将只能在各运营者的网络范围内使用各自提供的智能网业务。智能网业务因业务本身性质的不同,要求应用的范围也不相同。如,大众呼叫、电子投票等业务,一般在本地范围或本省范围内开放,而记帐卡呼叫业务、被叫集中付费业务则在全国甚至国外范围内开放。对于象记帐卡呼叫等要求使用范围越广越好的业务来说,实现智能网业务的网间互通,即一个运营者开放的智能网业务,用户在其它运营者的网络中也可使用,对于业务的生存及
14、发展具有非常重要的意义。反之,则一方面满足不了用户在任何地方都可方便地使用业务的需要,另一方面局限于一定范围内开放的智能网业务,对用户也缺乏吸引力,不利于业务的推广。2.实现智能网业务的网间互通的前提条件智能网是一种可迅速、经济、灵活地提供新业务的网络体系,在智能网上开放补充业务,其优势不仅在于业务、用户数据的管理及业务逻辑的控制比较集中,而且还在于用户可在较大范围内使用业务,用户可在任何通过No.7信令网与用于开放智能网业务的业务控制点SCP相连的地方,使用智能网业务,正是这后一点优势为实现智能网业务的网间互通提供了技术基础。要实现智能网业务的网间互通,前提条件之一就是要实现网间信令功能的互
15、通。此外,在网间互通的智能网业务中,业务呼叫的主叫与被叫分别位于两个不同的网络的情况将占较大比例,如果两个进行业务互通的网络彼此无话路相通,实现智能网的业务互通是不可能的,所以前提条件之二就是实现网间基本呼叫控制功能的互通。以下所有对于互通方式的讨论将建立在这两个前提之下,有关两网实现话路及信令网互通应遵循的原则,这里不做讨论,但假设它们是符合有关规定的,本文将只从技术的角度,对实现智能网业务网间互通的几种可能性进行探讨。3. 实现智能网业务的网间互通的方式网间互通是指由几个网络合作提供一项业务的处理过程,其中包括智能网与智能网的互通,智能网与非智能网的互通。国际电联曾在建议Q.1201中,将
16、业务处理层次上的网间互通概括为两种情况: (1)两个IN结构的网络合作提供一项智能网业务,如图1所示:IN-SL IN业务逻辑BCP 基本呼叫处理GW 网关图1 业务处理层次上的网间互通(IN与IN)在图1中,GW1用于在两网间进行呼叫的接续,GW2用于接入其它网络中的业务逻辑,GW3用于在各不同网络保有的业务逻辑间进行通信。(2)IN结构的网络与非IN结构的网络合作提供一项智能网业务,如图2所示:IN-SL IN业务逻辑BCP 基本呼叫处理GW 网关图2 业务处理层次上的网间互通(IN与非IN)在图2中,GW4的功能是在IN结构的网络和非IN结构的网络之间接续呼叫,在两个网络的BCP之间提供
17、互通.综合上述两种情况,不考虑进行互通的两个网络的接入类型(PSTN、ISDN)及智能结构的等级(部分智能网、完全智能网、非智能网),并结合我国的智能网建设的实际情况,智能网业务的网间互通方式可归结为三种方式。为了便于讨论,首先假定有如下一个需要进行IN业务互通的例子:网络1由运营者甲管理,它利用业务控制点SCP1开放被叫集中付费业务,网络2由运营者乙管理,用户A和用户B是网络1的用户,用户C和用户D是网络2的用户。下面将就此例,探讨网络2的用户使用运营者甲在SCP1上开放的被叫集中付费业务即实现被叫集中付费业务在网络1与网络2之间互通的三种方式。方式一:通过对方网络的SSP访问对方的SCP图
18、3 通过对方网络的SSP访问对方的SCP如图3所示,在这种智能网业务互通方式下,网络2的用户C拨叫在网络1登记的被叫集中付费业务用户号码时,由网络2的端局将被叫号码(800KN1N2.)及主叫号码传送给网络2的网关GW2,经网络1的网关GW1传送给网络1的业务交换点SSP1,由网络1的SSP1与网络1的SCP1交互作用后,SSP1得到SCP1送来的真正的被叫号码,并将呼叫接续至被叫用户B。如果在业务执行过程中需要给用户送语音提示或系统需要收集用户输入的密码信息等,则需网络1中的智能外设IP1进行辅助。方式一的特点是,在整个IN呼叫的处理过程中,与智能网业务有关的处理完全由网络1完成,对于网络2
19、来说,就如同处理一个到网络1的普通呼叫一样。业务特性的变动对网络2没有任何影响。即便网络2是一个非IN网络,也可用此方式实现智能网业务的互通。但网络1中负责汇接本网及外网IN呼叫的业务交换点需具有较大的处理能力。在呼叫处理中,由于必须经过网络1的SSP1接通主、被叫,有可能造成路由组织上的不合理。方式二:通过本网的SSP直接访问对方的SCP网络1用于开放智能网业务的业务控制点SCP1可被与其进行业务互通的网络2的业务交换点SSP2接入,如图4所示:图4 通过本网的SSP直接访问对方的SCP网络2的用户C拨叫在网络1登记的被叫集中付费业务用户号码时,由网络2的端局将被叫号码(800KN1N2.)
20、及主叫号码传送给网络2的业务交换点SSP2,SSP2通过No.7信令网直接与网络1的业务控制点SCP1进行交互作用后,SSP2得到SCP1送来的真正的被叫号码,由于被叫用户B位于网络1,SSP2需按照网络1与网络2互联互通的有关路由组织原则将用户C与用B接通。如果在业务执行过程中需要给用户送语音提示或系统需要收集用户输入的密码信息等,则需网络2中的智能外设IP2进行辅助。方式二的特点是,由网络2的业务交换点SSP2直接与网络1的业务控制点SCP1进行交互作用,SSP2获得真正的被叫号码后可直接选择最佳路径,将主、被叫接通。只要在网络2中合理设置业务交换点,且两网络话路互通的路由组织方案合理,就
21、不会出现在呼叫接续中路由组织不合理的现象。由网络2的业务交换点及智能外设直接处理IN呼叫,减轻了对网络1中的相应设备的压力。此方式的缺点在于需要统一网络1的业务控制点与网络2的业务交换点的接口规程;一部分业务数据需在网络2中设置,如:业务的触发数据需在网络2的业务交换点中设置,业务的录音通知数据需要在网络2的智能外设中配置,而且一旦数据有变更,如:录音通知更改,则网络1需通知网络2,并将更改的数据提供给网络2,协助它重新加载。在这种互通方式下,网络1与网络2的运营者需要互相配合,两者在业务开放过程中较紧密地耦合在一起。由于网络2的业务交换点可直接接入网络1的业务控制点,而在INAP规程中没有相
22、应的机制来保证SCP与SSP之间通信的安全性,这样可能会对业务用户数据的安全性构成威胁。由于网络2中的多个业务交换点都可直接接入网络1的业务控制点,使得网络1业务控制点的逻辑信令关系变得十分复杂。方式三:通过不同运营者SCP间访问的方式为了实现这种业务互通方式,需要在SCP1及SCP2分别配置不同的业务逻辑。在SCP1中配置的业务逻辑包括两个部分:a. 用于处理来自本网的业务呼叫;b. 用于处理与本网互通的其它网络的用户对本网开放的业务的呼叫。在SCP2中配置业务逻辑c. 用于处理本网用户对与本网互通的其它网络开放的业务的呼叫,这部分业务逻辑不涉及业务的具体特性。在网络2中,当SCP2收到对在
23、SCP1中登记的被叫集中付费业务用户的业务请求时,SCP2中的逻辑c启动,控制SCP2与SCP1交互作用,SCP1在逻辑b的控制下对呼叫进行处理。SCP2接收来自SCP1的指令,并与本网中的SSP2一起完成相应的指令,以向用户提供网间互通被叫集中付费业务。图5为一个网间互通被叫集中付费业务中,各部分业务逻辑间交互作用的示意图。此种互通方式的中继方式如图6所示。图5 网间互通被叫集中付费业务中各部分业务逻辑间的交互作用图6 通过不同运营者SCP间访问的方式网络2的用户C拨叫在网络1登记的被叫集中付费业务用户号码时,由网络2的端局将被叫号码(800KN1N2.)及主叫号码传送给网络2的业务交换点S
24、SP2,SSP2通过No.7信令网与SCP2交互作用,在SCP2中有一个支持与其它业务控制点交互作用、接受来自其它业务控制点的指令的简单业务逻辑,该业务逻辑与被叫集中付费业务的具体特性无关,在该业务逻辑的控制之下,通过智能网应用规程中SCP与SCP之间的接口规程(智能网功能集2支持),SCP2将被叫号码(800KN1N2.)及主叫号码传送给SCP1,收到SCP2传来的信息,SCP1找到相应的业务逻辑,该业务逻辑包含被叫集中付费业务的全部业务特性,并支持对外网来的业务呼叫的处理,执行业务逻辑,将翻译得到的真正的被叫号码返送给SCP2。SCP2收到真正的被叫号码后,将其传给SSP2,并命令SSP2
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- 基于 耦合度 分布 问题 研究

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