工具總線結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建與研究

佘抒萌

摘 要： 具總線作為一種連接件，為工具構(gòu)建提供了通信、協(xié)作和便利的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了工具集成設(shè)施和工具邏輯處理功能的分離，將工具集成設(shè)施從以前的隱性方式改為顯性方式，是用于工具集成的結(jié)構(gòu)部件。目前，工具總線技術(shù)尚不成熟，主要由于缺乏實(shí)用的功能、抽象合理的結(jié)構(gòu)和開放的接口規(guī)范。在此背景下，本文提出了一種工具總線模型的構(gòu)建方式，實(shí)現(xiàn)了集成設(shè)施的完備性、開放性、靈活性和可移植性。

關(guān)鍵詞： 工具總線 模型構(gòu)建 集成設(shè)施 接口規(guī)范

工具總線是工具構(gòu)件間交互的中介，由標(biāo)識總線（IbBus）、控制總線（CtrlBus）、數(shù)據(jù)總線（DataBus）、集合和總線管理器（BusManager）組成（如圖1所示），還提供了用于工具構(gòu)件與工具總線掛接的接口。工具構(gòu)件既可以是客戶方構(gòu)件（即數(shù)據(jù)的消費(fèi)者），又可以是服務(wù)方構(gòu)件（即數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者）。下面對工具總線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和行為作闡述。

1.總線管理器

總線管理器完成工具總線的管理控制功能，對其工具構(gòu)件發(fā)送的消息進(jìn)行接收和分析。根據(jù)消息中的主題內(nèi)容，一般首先啟動(dòng)標(biāo)識總線，確定客戶方和服務(wù)方構(gòu)件的標(biāo)識或定位信息，指明信息的來源和去向，其次啟動(dòng)控制總線，傳遞消息，而數(shù)據(jù)總線根據(jù)需要決定是否啟動(dòng)。

2.標(biāo)識總線

標(biāo)識總線的作用類似于硬件總線中的地址總線，指明數(shù)據(jù)總線上數(shù)據(jù)的來源和去向，包含工具構(gòu)件命名、類型、ID（標(biāo)識符）及接口描述庫等內(nèi)容，提供其存儲(chǔ)、更新、檢索等管理方法，支持跨平臺的全局構(gòu)件標(biāo)識及接口空間，并負(fù)責(zé)處理不同主機(jī)上的標(biāo)識總線間的數(shù)據(jù)一致性問題。需要說明的是，各個(gè)工具總線在交互關(guān)系方面是對等的，它們通過消息相互聯(lián)系，但在工具總線的數(shù)據(jù)一致性問題上，還是以某個(gè)選定的工具總線為主控服務(wù)器，能夠明顯簡化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

3.控制總線

控制總線是在工具總線中負(fù)責(zé)命令或消息的傳遞，包含消息收發(fā)器和控制總線間協(xié)議（ICBP：Inter—Ctrl Bus Protocol）。

消息收發(fā)器的功能之一是接收從客戶方工具構(gòu)件發(fā)來的經(jīng)由總線管理器的具有統(tǒng)一編碼格式的消息，判別是否發(fā)往本地的消息。若是，則傳遞給本地工具構(gòu)件適配器，并從工具構(gòu)件適配器接收執(zhí)行結(jié)果；否則將消息通過ICBP實(shí)體傳遞給網(wǎng)絡(luò)上目的工具總線的控制總線并接收相應(yīng)結(jié)果。消息收發(fā)器的另一功能是根據(jù)所接收的消息的源地址、目的地址和參數(shù)而決定是否啟動(dòng)數(shù)據(jù)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸或接收，如果消息中不包含數(shù)據(jù)域，則不需要啟動(dòng)數(shù)據(jù)總線；否則，需要啟動(dòng)數(shù)據(jù)總線。

ICBP協(xié)議的功能是負(fù)責(zé)網(wǎng)際控制總線間的消息及結(jié)果的傳輸。ICBP協(xié)議是一個(gè)復(fù)雜的實(shí)體，包含公共數(shù)據(jù)表示（CDR：Commom Data Representation）。ICBP協(xié)議包格式和ICBP包的傳送機(jī)制等內(nèi)容，需要根據(jù)消息的底層TCP/IP傳遞過程做相應(yīng)的處理。其中，ICBP協(xié)議包格式如下所示：

其中：

（1）主機(jī)地址：指明了消息要發(fā)送的Internet上的主機(jī)地址，或者是合法的域名，如“www.uste.edu.cn”，或者是合法的IP地址，如“202.172.50.230”。

（2）端口號：指明了目標(biāo)主機(jī)上工具總線監(jiān)聽的TCP/IP端口號。

（3）構(gòu)件標(biāo)識符：指明了服務(wù)方構(gòu)件的全局標(biāo)識符。

（4）消息內(nèi)容：指明了ICBP協(xié)議包中封裝的消息內(nèi)容。

4.數(shù)據(jù)總線

數(shù)據(jù)總線集合負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的交換和共享，包括本地?cái)?shù)據(jù)的交換和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的交換。每根數(shù)據(jù)總線是一個(gè)數(shù)據(jù)交換協(xié)議實(shí)體，由數(shù)據(jù)發(fā)送方和數(shù)據(jù)接收方組成，負(fù)責(zé)交換一種類型的數(shù)據(jù)（如圖2所示）。由于工具間數(shù)據(jù)接口的多樣性，以及工具間接口的公共數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)尚未正式形成，導(dǎo)致數(shù)據(jù)交換這一任務(wù)十分復(fù)雜，不可能設(shè)計(jì)一個(gè)支持全部數(shù)據(jù)類型的通用的數(shù)據(jù)總線集合。因此，數(shù)據(jù)總線集合中每根數(shù)據(jù)總線都被設(shè)計(jì)成可裝卸的，由工具構(gòu)件根據(jù)數(shù)據(jù)交換需求動(dòng)態(tài)裝載和使用。但是，為了方便CASE工具開發(fā)，可將一些常用的數(shù)據(jù)類型設(shè)計(jì)成固定的數(shù)據(jù)總線，如XML數(shù)據(jù)、純文本數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制數(shù)據(jù)等。

5.結(jié)語

可見，數(shù)據(jù)總線體現(xiàn)為一組用于構(gòu)件間信息共享的數(shù)據(jù)類型及其接口。不同類型的數(shù)據(jù)作為工具構(gòu)件間信息交換的中介。同時(shí)，工具總線將屏蔽本地?cái)?shù)據(jù)交換和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換的差異，以及底層數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，如文件和環(huán)境庫。