學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)化訂閱系統(tǒng)建模與實(shí)現(xiàn)

鄔 婧，張 兵，陳德軍

(武漢理工大學(xué)信息工程學(xué)院，湖北 武漢 430070)

隨著期刊網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行管理方式的推出和運(yùn)行，學(xué)術(shù)期刊編輯部的相關(guān)工作都移到了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行平臺(tái)上。期刊的傳播方式也隨之發(fā)生了巨大的變化，其影響力也得到了前所未有的提升。傳統(tǒng)的期刊訂閱與發(fā)行方式的特點(diǎn)是期刊社或編輯部設(shè)專人負(fù)責(zé)或委托郵局訂閱和發(fā)行，該方式工作量大，且效率較低、出版量較少、傳播量較小、期刊的影響力較小，不利于提高學(xué)術(shù)期刊學(xué)術(shù)交流的效果。為探索新的訂閱發(fā)行模式，筆者提出了學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)化訂閱和發(fā)行的新方案，該方案有效克服了傳統(tǒng)期刊訂閱與發(fā)行的弊端。為保證該方案的正確實(shí)施，筆者對(duì)該系統(tǒng)的功能進(jìn)行了分析建模，并在此基礎(chǔ)上提出了期刊網(wǎng)絡(luò)化訂閱和發(fā)行系統(tǒng)的實(shí)施方案。

1 學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)化訂閱系統(tǒng)建模

1.1 系統(tǒng)基本需求

期刊訂閱和發(fā)行是期刊社或編輯部的重要工作內(nèi)容之一。長(zhǎng)期以來，期刊訂閱和發(fā)行的工作都是由期刊社或編輯部的專門人員管理，其內(nèi)容主要包括訂閱用戶的登記、訂閱費(fèi)用的記賬和匯總、訂閱期刊的郵寄發(fā)行。由于管理的內(nèi)容較多，管理單位的管理形式也多種多樣:①由專門人員負(fù)責(zé)訂閱用戶的登記、訂閱費(fèi)用的記賬和匯總，以及訂閱期刊的郵寄發(fā)行;②將期刊的訂閱和發(fā)行工作全部委托給郵局，而部門管理人員則負(fù)責(zé)訂閱數(shù)量和委托費(fèi)用的統(tǒng)計(jì)，制定印刷計(jì)劃，并將印刷的期刊交付給郵局;③上述兩種形式的組合，即期刊社或編輯部將主要的訂閱和發(fā)行工作委托給郵局，而期刊社或編輯部也同時(shí)接收零星訂閱和發(fā)行工作。上述各種工作形式具有共同的工作內(nèi)容，即訂閱用戶的登記、訂閱費(fèi)用的記賬和匯總，以及訂閱期刊的郵寄發(fā)行，只是不同工作形式時(shí)的分工不同，導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)各異，參與管理的人員數(shù)量不同，實(shí)現(xiàn)訂閱和發(fā)行的成本也不同，但發(fā)行量基本沒有太大的差別。

如果采用網(wǎng)絡(luò)化的期刊訂閱與發(fā)行模式，必須按網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境的特點(diǎn)，改進(jìn)期刊訂閱方式和期刊訂閱處理流程，使訂閱時(shí)間和訂閱地點(diǎn)自由，訂閱價(jià)格的規(guī)則可變，訂單處理功能及時(shí)流暢，處理地點(diǎn)自由，發(fā)行過程快速可靠。為此，可采用網(wǎng)上訂閱、網(wǎng)上審批、網(wǎng)上或本地即時(shí)付費(fèi)的方式，發(fā)票和賬務(wù)功能動(dòng)態(tài)即時(shí)處理，印刷計(jì)劃在付印前可動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)生成，發(fā)行工作可委托給物流公司完成。由此實(shí)現(xiàn)訂閱面廣泛，訂閱用戶快速動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)，財(cái)務(wù)處理準(zhǔn)確及時(shí)，印刷計(jì)劃動(dòng)態(tài)及時(shí)，發(fā)行服務(wù)安全快速，并可消除計(jì)劃外庫存。其具體實(shí)現(xiàn)流程如圖1所示。

1.2 學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)化訂閱系統(tǒng)建模

工作流網(wǎng)是為了方便工作流的建模提出來的，除了具有Petri－net的邏輯性嚴(yán)密、表達(dá)能力強(qiáng)等特點(diǎn)外，還有建模簡(jiǎn)潔、模型性能易于驗(yàn)證的特點(diǎn)[1－2]。

圖1 讀者訂閱模塊業(yè)務(wù)流程

定義1[3－4]工作流網(wǎng)。一個(gè)Petri－net PN=(P，T，F(xiàn))被稱為工作流網(wǎng)，當(dāng)且僅當(dāng)它滿足如下兩個(gè)條件:

(1)PN有兩個(gè)特殊的庫所i和o。庫所i為一個(gè)起始庫所，即°i=φ;庫所o為一個(gè)終止庫所，即o°=φ。

(2)如果在PN中加入一個(gè)新的變遷t*，t*連接庫所 i與 o，即°t*={o}，t*°={i}，這時(shí)所得到的PN是強(qiáng)連接的。

從以上兩個(gè)對(duì)Petri－net的約束條件可以看出:條件(1)要求工作流網(wǎng)必須具有一個(gè)起始點(diǎn)和一個(gè)終止點(diǎn)，進(jìn)入起始庫所的托肯代表一個(gè)過程實(shí)例的開始，而進(jìn)入終止庫所的托肯則意味著一個(gè)過程實(shí)例的結(jié)束;條件(2)使工作流網(wǎng)中不存在孤立的活動(dòng)和條件(孤立狀態(tài)是指經(jīng)過該變遷或者庫所不存在由i到o的道路)，所有的活動(dòng)與條件都位于由起始點(diǎn)到終止點(diǎn)的道路上[5]。

定義2[6－7]正確性。由工作流網(wǎng)所建立的模型PN=(P，T，F(xiàn))是正確的，當(dāng)且僅當(dāng):①對(duì)于每一個(gè)從狀態(tài)i到達(dá)的狀態(tài)M都有一個(gè)觸發(fā)順序，使得狀態(tài)M變遷到狀態(tài)o;②狀態(tài)o是一個(gè)唯一可以從狀態(tài)i到達(dá)的狀態(tài)，并且狀態(tài)o至少有一個(gè)托肯;③在(PN，i)中沒有死的變遷。

如果按定義進(jìn)行正確性的驗(yàn)證，則過程繁瑣，通常使用構(gòu)造擴(kuò)展工作流網(wǎng)來驗(yàn)證，根據(jù)給定的工作流網(wǎng)PN=(P，T，F(xiàn))，通過添加一個(gè)額外的變遷t*來連接庫所i和o，構(gòu)造擴(kuò)展工作流網(wǎng)

定理1合理性。一個(gè)工作流網(wǎng)是合理的，當(dāng)且僅當(dāng)流網(wǎng)模型(是活的和有界的。

對(duì)于一個(gè)活的Petri網(wǎng)，任意從初始標(biāo)識(shí)M0得到新的標(biāo)識(shí)M，至少存在一個(gè)可觸發(fā)的變遷t∈T，并且觸發(fā)的后續(xù)標(biāo)識(shí)M'是活的。一個(gè)Petri網(wǎng)PN是有界的，當(dāng)且僅當(dāng)對(duì)于?p，存在一個(gè)自然數(shù)n，對(duì)于每一個(gè)可達(dá)的狀態(tài)，庫所p中的托肯數(shù)少于n。一個(gè)Petri網(wǎng)PN是安全的，當(dāng)且僅當(dāng)庫所中最大的托肯數(shù)不超過1。

由上述定理分析可知，對(duì)任意工作流網(wǎng)進(jìn)行合理性驗(yàn)證時(shí)，其過程可歸納為標(biāo)識(shí)覆蓋問題，通過構(gòu)造可達(dá)圖或可達(dá)樹來驗(yàn)證。

根據(jù)上述工作流網(wǎng)的定義和特點(diǎn)，結(jié)合學(xué)術(shù)期刊訂閱系統(tǒng)的流程，可得出學(xué)術(shù)期刊訂閱系統(tǒng)工作流網(wǎng)模型，如圖2所示。

圖2 學(xué)術(shù)期刊訂閱系統(tǒng)的工作流網(wǎng)模型

在圖2中，期刊訂閱過程的每個(gè)任務(wù)都代表一個(gè)變遷。庫所i中有一個(gè)新的購(gòu)買需求，表示為一個(gè)托肯。T1消耗庫所i中的資源產(chǎn)生新的托肯傳遞到P1中。T4表示的是變遷產(chǎn)生了兩個(gè)庫所，這樣的結(jié)構(gòu)稱為決策或者選擇，T5和T6只能有一個(gè)被激發(fā)。同樣可以看出 T2、T3、T4、T11、T12、T15、T16為具有順序結(jié)構(gòu)的事件。(T5、T6)為具有并行結(jié)構(gòu)的事件，T9、T10分別為具有循環(huán)結(jié)構(gòu)的事件。現(xiàn)假設(shè)用戶一次性選擇好選購(gòu)“商品”，可得到一種可達(dá)路徑:i→P1→P2→P3→(P4，P6)→(P5，P7) →P9→P10→P12→(P13，P14) →P15→(P16，P17)→P18→P19→o。通過分析可以得到模型可達(dá)樹上所有可能的狀態(tài)，如表1所示。

對(duì)于一般業(yè)務(wù)流程的工作流網(wǎng)模型，可通過基于Petri網(wǎng)的圖形化簡(jiǎn)輔助驗(yàn)證模型的正確性和合理性，常用的方法是擴(kuò)展與歸約。將工作流轉(zhuǎn)化為WF－net模型，按照串行結(jié)構(gòu)優(yōu)先歸約，接著采用并行結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)歸約的法則簡(jiǎn)化模型，最終達(dá)到一個(gè)只有起始庫所(i)、終止庫所(o)和一個(gè)變遷的最簡(jiǎn)單Petri－net結(jié)構(gòu)，即可驗(yàn)證模型的正確性。筆者采用擴(kuò)展和歸約的方法來驗(yàn)證工作流網(wǎng)模型的正確性。

表1 圖2中庫所和變遷的定義

圖2所示的工作流網(wǎng)模型是由最基本的順序結(jié)構(gòu)、并行結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)擴(kuò)充而成，表示從狀態(tài)i到狀態(tài)o必然存在一條路徑，且狀態(tài)o是唯一的終點(diǎn)，所有路徑中不存在死鎖，滿足工作流網(wǎng)模型定義及正確性定理的3個(gè)條件，因此所建立的工作流網(wǎng)模型是正確的。

工作流網(wǎng)模型的化簡(jiǎn)過程如圖3所示。由模型的可達(dá)樹得到圖3(a)，將其順序結(jié)構(gòu)T6、T7、T8、T9進(jìn)行歸約得到圖3(b)，將模型中的循環(huán)結(jié)構(gòu)(T13、T14)、T17歸約，并行結(jié)構(gòu) T5、T6歸約最終得到最基本的工作流網(wǎng)如圖3(c)所示。

以上分析基于擴(kuò)展歸約法以Petri網(wǎng)圖形顯示分析過程。最終期刊訂閱的工作流網(wǎng)歸約為一個(gè)最基本的工作流網(wǎng)，驗(yàn)證了其正確性。以下對(duì)其合理性進(jìn)行驗(yàn)證。

圖3 學(xué)術(shù)期刊訂閱系統(tǒng)的工作流網(wǎng)模型的化簡(jiǎn)過程

假定圖2中建立的工作流網(wǎng)PN=(P，T，F(xiàn))存在一個(gè)初始狀態(tài)M，添加一個(gè)額外的連接起始庫所i和終止庫所o的變遷t*，從而構(gòu)成一個(gè)滿足3個(gè)條件強(qiáng)連通的工作流網(wǎng)強(qiáng)連通的工作流網(wǎng)必然存在一個(gè)初始狀態(tài)M'。這里，由于強(qiáng)連通的工作流網(wǎng)中的每一個(gè)狀態(tài)的變遷被激發(fā)后，均能產(chǎn)生一個(gè)新的狀態(tài)，說明是活的，且對(duì)從庫所i到庫所o中的所有庫所，當(dāng)任何任務(wù)被實(shí)施時(shí)，其中的標(biāo)記數(shù)量是有限的，從而可以得知，工作流網(wǎng)是活的且是有界的。滿足工作流網(wǎng)的合理性定理，因此所建的工作流網(wǎng)PN是合理的。

由上述可知，所構(gòu)建的學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)化訂閱系統(tǒng)的工作流網(wǎng)模型是一個(gè)正確合理的工作流網(wǎng)。

2 學(xué)術(shù)期刊訂閱管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)的應(yīng)用框架采用J2EE架構(gòu)，具有平臺(tái)無關(guān)性，業(yè)務(wù)邏輯被封裝成可復(fù)用的組件，J2EE使用多層的分布式應(yīng)用模型，應(yīng)用邏輯按功能劃分為組件，各個(gè)應(yīng)用組件根據(jù)其所在的層分布在不同的機(jī)器上[8－9]。該系統(tǒng)基于“模型－視圖－控制器”結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式開發(fā)，Struts框架是采用該模式的一個(gè)開源項(xiàng)目，其目標(biāo)是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)，它充分發(fā)揮了MVC模式中顯示業(yè)務(wù)邏輯與控制邏輯分離的功能。

模型層是按照業(yè)務(wù)流程和狀態(tài)來處理并制定業(yè)務(wù)規(guī)則的。該系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯由JavaBean來實(shí)現(xiàn)，包括訂單實(shí)體對(duì)象模型(orderMain類)、詳單實(shí)體對(duì)象模型(DetailMain類)、訂閱人實(shí)體對(duì)象模型(SubscriberMain類)等，部分實(shí)現(xiàn)程序如下:

視圖層是用戶交互的界面，是應(yīng)用程序的外在表現(xiàn)。系統(tǒng)采用JSP和Struts標(biāo)簽庫中＜html:form＞、＜html:text＞、＜html:hidden＞等標(biāo)簽，使頁面中不再有業(yè)務(wù)邏輯和模型信息。標(biāo)簽用戶訂閱模塊的視圖層以填訂單(fill_order.jsp)為例:

控制層是一個(gè)分發(fā)器，從用戶端接受請(qǐng)求，把用戶數(shù)據(jù)傳送給業(yè)務(wù)邏輯模塊，在相應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯模塊處理后，根據(jù)用戶所需相應(yīng)調(diào)用符合要求的視圖模塊生成結(jié)果頁面，返回瀏覽器。

該系統(tǒng)控制器由ActionServlet類和Action類組成。ActionServlet類是Struts框架中的核心組件，繼承了javax.servlet.http.HttpServlet類，在MVC模型中扮演中央控制器的角色。

以期刊訂閱的控制層類orderAction.java為例說明如下:

當(dāng)業(yè)務(wù)邏輯層要連接數(shù)據(jù)庫時(shí)，先訪問struts_config.xml文件，讀取連接數(shù)據(jù)庫的驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)庫名、端口號(hào)、用戶名和密碼等。

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)按照Third Normal Form(3NF)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化要求進(jìn)行。按照期刊訂閱流程涉及到的數(shù)據(jù)庫表分別為:期刊表(PERIODICAL_INFO)、訂閱人信息表(SUBSCRIBER_INFO)、訂單信息表(ORDER_INFO)、詳單信息表(SUBSCRIBER_DETAIL)、期 刊 折 扣 表 (DISCOUNT_INFO)、發(fā)票信息表(RECEIPT_INFO)、發(fā)貨表(CONSIGENMENT_INFO)和發(fā)行信息表(PUBLISH_INFO)。數(shù)據(jù)庫表關(guān)系如圖4所示。

圖4 期刊訂閱管理數(shù)據(jù)庫表關(guān)系圖

期刊網(wǎng)絡(luò)化訂閱系統(tǒng)的訂閱用戶登錄界面圖如圖5所示。

圖5 訂閱用戶登錄界面圖

該訂閱子系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)銷售直接互動(dòng)和即時(shí)反饋的模式。讀者注冊(cè)成為系統(tǒng)會(huì)員后，可隨時(shí)隨地進(jìn)入訂閱系統(tǒng)訂購(gòu)本站的刊物，并享受優(yōu)惠價(jià)格。主要功能包括:

(1)期刊瀏覽展示所有預(yù)售的期刊信息，讀者可通過相應(yīng)的操作檢索所需信息，預(yù)覽期刊的目錄信息，將期刊放入購(gòu)物車。

(2)購(gòu)物車存放讀者沒有確認(rèn)的商品信息，在下次登錄后可查看上次放入購(gòu)物車的信息，繼續(xù)購(gòu)物，清空購(gòu)物車或訂購(gòu)某個(gè)商品。

(3)已下訂單信息顯示訂閱用戶已經(jīng)確認(rèn)提交的訂單信息，訂閱者在此查看訂單狀態(tài)，確定是否付費(fèi)，是否發(fā)貨。

(4)發(fā)票管理顯示編輯部確認(rèn)收到訂單費(fèi)后，訂閱用戶申請(qǐng)發(fā)票作為憑證，并能查看已申請(qǐng)發(fā)票的狀態(tài)，是否得到編輯部的批準(zhǔn)。

(5)個(gè)人信息管理可修改用戶的個(gè)人信息和密碼。

系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的功能可為各類訂閱用戶提供即時(shí)訂購(gòu)和跟蹤訂購(gòu)信息，以及個(gè)性化服務(wù)窗口。

3 結(jié)論

目前中國(guó)學(xué)術(shù)期刊的出版和運(yùn)營(yíng)模式，過多地受到傳統(tǒng)學(xué)術(shù)期刊出版方式和運(yùn)營(yíng)模式的束縛，學(xué)術(shù)期刊的訂閱和發(fā)行模式應(yīng)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行平臺(tái)[10]進(jìn)行改進(jìn)，以達(dá)到期刊品牌效應(yīng)與訂閱發(fā)行量良性互動(dòng)的效果，促進(jìn)學(xué)術(shù)期刊的良性發(fā)展。筆者的研究成果為學(xué)術(shù)期刊在線訂閱的實(shí)現(xiàn)提供了理論依據(jù)。

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