基于SOA技術的管理信息系統(tǒng)設計

彭曉惠，溫 明，任媛媛

（新疆電子研究所有限公司 新疆 烏魯木齊 830049）

隨著社會的進步，科技的飛速發(fā)展，軟件已經作為一種提高工作效率的重要工具而應用于各行各業(yè)中，跨部門和地區(qū)的協(xié)作也在迅速擴大。為了加快軟件的開發(fā)周期，更多的開發(fā)者通過面向對象的編程語言來實現(xiàn)低層次的代碼復用，但是它并不適合于特定領域大型軟件的生產需要。因此在軟件生產過程中，不僅可以重復使用舊的代碼，還可以在相似的分析結果前提下復用相似的體系架構，以減少軟件生產的代價，提高軟件的穩(wěn)定性、可靠性。本文提出的基于SOA（Service-Oriented Architecture）面向服務的體系結構就是對協(xié)作完成的一系列相關的類和接口集合的抽象設計，從而提供一種可復用的體系架構，它是一種松散耦合的應用程序體系結構。由于提供了一個抽象的服務層，對服務使用者隱藏了服務的實現(xiàn)細節(jié)，使得SOA在需求和應用環(huán)境需求不斷變化的應用程序開發(fā)中得到了很好的應用。互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，特別是Web Service的應用支持，為部門內部及部門之間提供了簡便的通訊支持。同時，基于SOA的體系結構與以應用為中心的一體化應用程序相比，具有高度開放性、靈活性和可重用性等特點，因此，采用SOA體系結構和開發(fā)模式能夠實現(xiàn)管理信息系統(tǒng)的應用開發(fā)[1]。筆者根據(jù)科技成果管理信息系統(tǒng)的實際需求，并為了滿足系統(tǒng)業(yè)務的流程變化和異構系統(tǒng)的集成，建立了一種基于SOA模式的綜合業(yè)務管理系統(tǒng)軟件體系結構，對系統(tǒng)運行流程、各軟件層和組件的功能進行了論述，提出了系統(tǒng)關鍵層的設計要求和實現(xiàn)方法。

1 SOA技術架構

SOA是一種面向企業(yè)級服務的系統(tǒng)架構，簡單來說，SOA就是一種進行系統(tǒng)開發(fā)的新的體系架構，在基于SOA架構的系統(tǒng)中，它將應用程序的不同功能單元（稱為服務）之間定義良好的接口和規(guī)范按松耦合方式整合在一起，即將多個現(xiàn)有的應用軟件通過網(wǎng)絡將其整合成一個新的系統(tǒng)[2-3]。因此，基于SOA的架構也一定是從企業(yè)的具體需求開始構建的。但是，SOA和其它企業(yè)架構的不同之處就在于SOA提供的業(yè)務靈活性。業(yè)務靈活性是指企業(yè)能對業(yè)務變更快速和有效地進行響應、并且利用業(yè)務變更來得到競爭優(yōu)勢的能力。對企業(yè)級架構設計師來說，創(chuàng)建一個業(yè)務靈活的架構意味著創(chuàng)建一個可以滿足當前還未知的業(yè)務需求的IT架構。利用基于SOA的系統(tǒng)構建方法，一個基于SOA架構的系統(tǒng)中的所有的程序功能都被封裝在一些功能模塊中，利用這些已經封裝好的功能模塊組裝構建所需要的程序或者系統(tǒng)，而這些功能模塊就是SOA架構中的不同的服務 （Service）。因此，SOA架構本質上來說體現(xiàn)了一種復合的概念：它不僅為一個企業(yè)中商業(yè)流程的組織和實現(xiàn)提供了一種指導模式，同時也為具體的底層Service開發(fā)提供了指導。

2 基于SOA的科技成果管理信息系統(tǒng)平臺架構模型體系

1）科技成果管理信息系統(tǒng)平臺主要包括如下子系統(tǒng)：

①科技成果管理信息系統(tǒng)，系統(tǒng)包括：科技成果鑒定申報系統(tǒng)，成果業(yè)務處理（鑒定、勘驗、登記）信息管理系統(tǒng)（MIS系統(tǒng)），鑒定會會議系統(tǒng)；

②科技成果科技進步獎系統(tǒng)，系統(tǒng)包括：項目申報系統(tǒng)，審核系統(tǒng)，評獎項目管理系統(tǒng)（MIS系統(tǒng)），科技進步獎評審會議系統(tǒng)，評獎計算發(fā)布（決策）系統(tǒng)；

③專家信息管理系統(tǒng)：專家?guī)煜到y(tǒng)，專家管理系統(tǒng)，專家工作評價系統(tǒng)。

④科技成果檔案管理及進步獎檔案管理系統(tǒng)；

⑤科技成果展示/公示系統(tǒng)，展示/公示科技成果項目及科技進步獎項目。

2）科技成果管理系統(tǒng)及科技進步獎系統(tǒng)部署模式：

這兩個系統(tǒng)部署模式相同，都采用如下3個模式：內部網(wǎng)絡的辦公管理信息系統(tǒng)、基于互聯(lián)網(wǎng)絡的申報系統(tǒng)、移動式專家會議系統(tǒng)，3種系統(tǒng)以內部辦公系統(tǒng)為核心，分別通過獨立的數(shù)據(jù)包將相應的信息結合起來，系統(tǒng)共計6個模塊，之間沒有物理連接方式。

3）科技成果管理系統(tǒng)的主要特點：

①基于互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)站，具有單位注冊、科技成果鑒定申請、科技進步獎申報、網(wǎng)上推薦、審核等功能。系統(tǒng)可支持在線申報、審核、打印、流程通報等能力。

②基于科技部門內部網(wǎng)絡的業(yè)務管理信息系統(tǒng)（MIS），可管理科技成果管理，如鑒定等的各類業(yè)務，管理科技進步獎評獎管理各類業(yè)務。

③成果鑒定專家會議系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)查閱材料、打分、統(tǒng)計、鑒定書打印等功能。

④科技進步獎專家會議系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)查閱材料、打分、統(tǒng)計、評分打印等功能。

⑤系統(tǒng)全部采用B/S架構，建立數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，以瀏覽器為操作手段，系統(tǒng)具有權限管理功能，其中會議系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行至少滿足30個專家在線評審。

4）項目應用的主要功能：

按照SOA的架構改造原有的系統(tǒng)，采用面向業(yè)務應用服務的SOA架構，建立4套應用軟件系統(tǒng)、一套基礎信息系統(tǒng)及安全權限管理系統(tǒng)，分別是：

科技成果鑒定管理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)由3個獨立運行的子系統(tǒng)構成：

第1子系統(tǒng)：（主要供申請鑒定單位使用）基于互聯(lián)網(wǎng)的單位申請鑒定系統(tǒng)，主要內容：單位注冊，填報鑒定申請，WEB打印等。

第2子系統(tǒng)：（成果處內網(wǎng)專用）科技成果管理MIS系統(tǒng)。

主要內容：項目管理，業(yè)務流程，專家管理，會議處理，數(shù)據(jù)接口等。

第3子系統(tǒng)：專家評審會用，移動式評審會議系統(tǒng)。主要內容：項目申報材料瀏覽，專家評分，統(tǒng)計，數(shù)據(jù)接口等。

《科技成果評獎管理信息系統(tǒng)》，該系統(tǒng)由3個獨立運行的子系統(tǒng)構成：

第1子系統(tǒng)：（主要供申請科技獎項的單位使用）基于互聯(lián)網(wǎng)的單位請獎申報統(tǒng)，主要內容：單位注冊，填報請獎理由，數(shù)據(jù)互傳，在線WORD打印等。

第2子系統(tǒng)：（成果管理機構內網(wǎng)專用）科技進步獎管理MIS系統(tǒng)。

主要內容：項目管理，評獎流程管理，專家管理，會議處理，評分管理，數(shù)據(jù)接口等。

第3子系統(tǒng)：專家評審會，移動式科技獎評審會議系統(tǒng)。

該系統(tǒng)又分為4個獨立運行的子系統(tǒng)：科技進步獎專家會議系統(tǒng)，個人獎項（如：突出貢獻獎）專家會議系統(tǒng)，特別獎專家會議系統(tǒng)，綜合評審會議系統(tǒng)。主要內容：項目申報材料瀏覽，專家評分，循環(huán)式打分統(tǒng)計，數(shù)據(jù)接口，綜合決策等。

（基于互聯(lián)網(wǎng)的）科技成果網(wǎng)，是以上兩個系統(tǒng)的信息入口，采用Web Service技術以平臺的形式搭建。該平臺整合了單位注冊，單位審核；成果鑒定申請，中介機構網(wǎng)上評審；科技進步獎（進步獎、特等獎、突出貢獻獎）推薦書填報，推薦單位審核，業(yè)務辦公室形式審查；各類業(yè)務操作流程記錄，項目動態(tài)等各種業(yè)務，同時具有各類信息發(fā)布、信息查詢等功能。

專家管理系統(tǒng)，專家信息管理，專家評價管理，專家工作記錄管理等。該系統(tǒng)按將內容服務作為核心，為各類會議系統(tǒng)提供服務。

基礎信息系統(tǒng)，是各類科技成果、科技進步獎的評價體系的載體，具有各類標準化的信息，如：學科分類、國民經濟行業(yè)分類、黨派、地域等等。該系統(tǒng)主要以數(shù)據(jù)字典方式提供服務。

權限管理系統(tǒng)，包括業(yè)務流程管理，角色管理，權限管理，軟件模塊管理等，是整個系統(tǒng)的核心內容。

搭建科技進步獎互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站及移動會議網(wǎng)絡硬件系統(tǒng)。

3 業(yè)務組件化、服務化、應用分層的設計思想

科技成果管理信息系統(tǒng)邏輯上主要分為客戶表示層、服務發(fā)布層、業(yè)務邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層4層，客戶層主要負責人機交互，服務發(fā)布層實現(xiàn)各種服務的發(fā)布，業(yè)務層提供業(yè)務服務，包括業(yè)務數(shù)據(jù)和業(yè)務邏輯，集中了系統(tǒng)大多數(shù)業(yè)務處理，數(shù)據(jù)訪問層主要負責與數(shù)據(jù)庫的一切交互，基于多層分布式組件模型，結合面向服務的設計思想，提出如圖1所示的業(yè)務組件化、服務化的應用分層體系結構。

1）表示層（UI）：實現(xiàn)用戶交互，系統(tǒng)主要為 Web界面。通過表示層，與用戶進行交互，將表示層與業(yè)務邏輯層連接起來，讓用戶的要求可以從表示層經由業(yè)務邏輯層傳遞到數(shù)據(jù)訪問層，同樣，數(shù)據(jù)訪問層從數(shù)據(jù)服務器取得相應的內容，經由業(yè)務邏輯層傳遞到表示層展示給用戶。

圖1 業(yè)務應用分層體系結構圖Fig.1 Business application of hierarchical structure char

2） 服務發(fā)布層（Web Service）：通過 Web Service發(fā)布各系統(tǒng)服務。將業(yè)務邏輯層中的各種業(yè)務封裝成粒度較大的、易用的業(yè)務中間件，接受界面邏輯層調用，通過Ticket認證實現(xiàn)調用的安全性[4-6]，該層是面向服務的一層，通過該層實現(xiàn)SOA架構的服務發(fā)布。

3）業(yè)務邏輯層（BLL）：封裝各種業(yè)務邏輯，形成業(yè)務中間件，實現(xiàn)各子系統(tǒng)的業(yè)務邏輯。該層還管理著對事務的處理。該層被設計成無狀態(tài)面向服務的模式，通過該層實現(xiàn)SOA架構的服務功能。

4）數(shù)據(jù)訪問層（DAL）：數(shù)據(jù)訪問邏輯組件從數(shù)據(jù)庫中檢索數(shù)據(jù)并把實體數(shù)據(jù)保存回數(shù)據(jù)庫中，完成對數(shù)據(jù)的持久化操作。數(shù)據(jù)訪問邏輯組件還包含實現(xiàn)數(shù)據(jù)相關操作所需的所有保持邏輯。

5）數(shù)據(jù)訪問輔助工具（SQLHelper類）：利用數(shù)據(jù)訪問輔助工具可實現(xiàn)多種類型數(shù)據(jù)庫的訪問，利用抽象工程模式實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫訪問無關性。

6）業(yè)務實體組件（Data）：通過封裝數(shù)據(jù)來表示科技成果管理信息系統(tǒng)的業(yè)務實體。用于業(yè)務實體的表示與層間傳輸數(shù)據(jù)。

4 SOA開發(fā)周期的階段及項目管理

1）面向服務的需求分析：在這一階段確定SOA的服務功能范圍，制定出各層服務，并將各個服務作為包含主要的初步SOA所需要的服務候選并模塊化。

2）面向服務的概要設計：這是一個標準驅動階段，它將行業(yè)標準和合服務原則合并到服務設計過程中，確定程序由哪些模塊組成和各模塊之間的關系。

3）服務的開發(fā)：在確定的開發(fā)平臺、編程語言和開發(fā)環(huán)境中，選擇決定服務編排業(yè)務流程所采用的物理形式，用選定的語言編寫程序，并且仔細測試編寫的每一個模塊。

4）服務的測試：將服務的通用特性在不同情況中復用和組合，對不可預測的情況進行反復的、綜合的測試。

5）服務的部署：在服務期上安裝和配置分布式組件，各類服務接口和相關的中間件產品。

6）服務的管理與維護：服務部署以后，對這些服務進行標準的應用管理和維護。

5 結束語

文中論述了基于.NET技術和面向服務架構（SOA）的科技成果管理信息系統(tǒng)平臺的設計和實現(xiàn)方案，該技術方案通過建立和應用基于SOA模式的軟件體系結構?？萍汲晒芾硇畔⑾到y(tǒng)實現(xiàn)了Web Service安全認證、壓縮算法、異步操作、事務處理、異常處理等機制，該系統(tǒng)運行至今約有一年多時間，當某一個子系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，在對該部分軟件進行維護的同時其它子系統(tǒng)依然能夠保證業(yè)務的繼續(xù)運轉 ，達到了理想的效果。由于各服務間低耦合，并可根據(jù)需求快捷地組合實現(xiàn)新的服務，具有可復用、靈活和可擴展等優(yōu)點，能夠較好地適應科技行業(yè)業(yè)務部門的要求。

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