基于Bolloju系統(tǒng)集成概念模型的研究

蔣程伊

（紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院 浙江省紹興市 312000）

1 前言

Bolloju 的系統(tǒng)集成概念模型是基于系統(tǒng)集成構(gòu)建的。 首先，系統(tǒng)集成是通過集成的結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將分離的設(shè)備（例如個人計算機(jī)），功能和信息集成到相關(guān)，統(tǒng)一和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)中。在本文，系統(tǒng)集成的實(shí)質(zhì)被認(rèn)作是分散資源的集成。

2 Bolloju建模的弱點(diǎn)

本文的主要目的是找出Bolloju 建模的弱點(diǎn)并提供一些建議。首先，在Bolloju 文章中，對原始結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解釋：“上述結(jié)構(gòu)用于將每個系統(tǒng)或數(shù)據(jù)源表示為一個節(jié)點(diǎn)…………例如，“轉(zhuǎn)發(fā)”交互的語義可以是表示為：所有傳入和傳出對象實(shí)例都是相同的類型，即oi，oj，OI，OO（oi.t = oj.t）。為每種協(xié)調(diào)機(jī)制創(chuàng)建了類似的規(guī)范，以尊重所概述的語義。”（Bolloju，2012年）。元組＜l，m，Pin，Pout，no，nd＞不能區(qū)分交互是服務(wù)還是事件。服務(wù)和事件的工作機(jī)制不同，因此需要額外的資源（計算資源）來生成流以區(qū)分服務(wù)和事件。 Si 集合的四個元素-P，SC，PE 和SE 可用于定義節(jié)點(diǎn)是提供服務(wù)（SP）還是使用服務(wù)（SC），事件已發(fā)布（PE）或事件已訂閱（SE）。僅當(dāng)這四個元素中的任何三個為“0”且其余一個為“1”時才允許使用這種定義方式，以使該節(jié)點(diǎn)具有單個奇點(diǎn)。但是，此節(jié)點(diǎn)生成的流的作用不能作為當(dāng)多個元素不為“0”時的預(yù)測。同樣，在O 的定義中未明確指定流的角色。總之，下層節(jié)點(diǎn)從上層節(jié)點(diǎn)接收流時對接收對象一無所知，這意味著整個過程需要額外的時間來解釋流并對其進(jìn)行定義，這增加了算法的復(fù)雜性，資源消耗和處理時間。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)資源受到限制（例如帶寬不足或用戶需求大）并且網(wǎng)絡(luò)受到干擾（例如交換機(jī)，網(wǎng)絡(luò)電纜，物理端口故障或網(wǎng)絡(luò)上的惡意攻擊）時，額外的時間和資源消耗可能會嚴(yán)重加劇。因此，如果建模忽略區(qū)分服務(wù)和事件，將導(dǎo)致嚴(yán)重的不利后果。為了解決此類問題，我們可以在元組中添加一個參數(shù)“T”來表示“類型”，在這種情況下，元組可以表示為＜l，t，m，Pin，Pout，No，Nd＞。

其次，在Bolloju 的文章（Bollojus，2012年）中，它提到模型片段應(yīng)滿足四個條件：

（1）這是一個完全連接的有向圖，其中si 為中心系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)，并且所有與si 交互的系統(tǒng)都位于在外圍；

（2）系統(tǒng)si 直接或間接通過一個或多個協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn) Ci 與外圍系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行交互，換句話說，Oi 中的每個交互都直接鏈接到si 或通過一個或多個來自Ci 的協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行鏈接；

（3）SP 中系統(tǒng)的相互作用僅與Si 或與c 相關(guān)的Si 相互作用；也就是說，SP 中系統(tǒng)之間沒有交互；

（4）si 的每個交互式分支表示終止于SP 的節(jié)點(diǎn)的傳出或傳入交互（不包括沿著Si 到外圍節(jié)點(diǎn)的交互式路徑組合）我們可以發(fā)現(xiàn)模型中的數(shù)據(jù)傳輸通常是是全向的，并且機(jī)器無法區(qū)分哪個是上位機(jī)還是哪個是主機(jī)。這可能會導(dǎo)致資源和計算資源的分配不均。

圖1：Example of an individual model fragment

以圖1 為例，每個系統(tǒng)對集成系統(tǒng)的重要性是不同的。位于繼承系統(tǒng)中心的子系統(tǒng)將承受更多的計算和通信壓力。不同的子系統(tǒng)獲得不同的權(quán)重。當(dāng)集成系統(tǒng)獲得的資源總量固定時，不同的子系統(tǒng)將根據(jù)其各自的權(quán)重分配資源。在通信和處理數(shù)據(jù)時，它們會獲取相應(yīng)的資源量或根據(jù)權(quán)重確定子系統(tǒng)的優(yōu)先級。系統(tǒng)之間的信息傳遞和處理應(yīng)給予一定的權(quán)重，以在有限的資源下區(qū)分它們。簡單的資源分配將導(dǎo)致資源浪費(fèi)和效率降低。本文對交互的開始和結(jié)束有一個清晰的定義，但是沒有明確定義每個節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系。也就是說，每個節(jié)點(diǎn)的重要性默認(rèn)情況下都是相同的，因此在沒有自上而下和平通過的方向的情況下流將通過。因此，每個系統(tǒng)都可以被視為具有相同的權(quán)重（并且各個權(quán)重是相同的，或者所有子系統(tǒng)都沒有權(quán)重分配），子系統(tǒng)之間沒有權(quán)重差，這將導(dǎo)致流在不存在權(quán)重的情況下通過自上而下（向次系統(tǒng)發(fā)出命令的重要系統(tǒng)），和平級別轉(zhuǎn)移的方向性（同等重要的系統(tǒng)之間進(jìn)行信息交換），導(dǎo)致集成系統(tǒng)出現(xiàn)資源分配不均的問題，這也是權(quán)重分配不均的現(xiàn)象。

第三，該模型似乎假設(shè)傳輸和計算是正確的百分之一百，從而省略了監(jiān)視或反饋機(jī)制?？梢酝ㄟ^使用各個子系統(tǒng)之間的通信協(xié)議來解決丟失數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}。盡管數(shù)據(jù)計算錯誤的結(jié)果是一個小概率事件，但是一旦發(fā)生，它可能會帶來嚴(yán)重的后果。由計算結(jié)果引起的可能是數(shù)據(jù)包在傳輸中的丟失（物理原因，例如光纖表面上的數(shù)據(jù)丟失造成的損壞），也可能是黑客攻擊（黑客惡意修改數(shù)據(jù)）或計算機(jī)硬件失?。ㄓ布?dǎo)致計算結(jié)果從源頭上出現(xiàn)錯誤。）。解決方案是增加參數(shù)“e”以表示期望值。

3 改進(jìn)建議

基于前面提到的這三個弱點(diǎn)，我們需要提出一些改進(jìn)建議。第一個弱點(diǎn)是，基于Tuple ＜l，m，Pin，Pout，No，Nd＞的交互是服務(wù)還是事件之間沒有區(qū)別。服務(wù)和事件工作機(jī)制不同，并且需要額外的功能來區(qū)分交付流。解釋流可能要花費(fèi)額外的時間，這會增加算法的復(fù)雜性，資源消耗和處理時間。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)資源受到限制（例如帶寬不足或用戶需求大）并且網(wǎng)絡(luò)受到干擾（例如交換機(jī)，網(wǎng)絡(luò)電纜，物理端口故障或網(wǎng)絡(luò)上的惡意攻擊）時，這種額外的時間和資源消耗可能會嚴(yán)重加劇，造成嚴(yán)重的不良后果。在這種情況下，重要的是在表示Type 的元組中添加參數(shù)“t”。然后，元組可以顯示為＜l，t，m，Pin，Pout，No，Nd＞。下位機(jī)或下位機(jī)接收到上級節(jié)點(diǎn)傳遞來的消息后，首先讀取類型信息，然后可以根據(jù)類型信息進(jìn)行預(yù)處理或預(yù)分類并進(jìn)行處理，可以有效提高信息處理效率。該解決方案的缺點(diǎn)是，在添加一個參數(shù)之后，該算法也將變得更加復(fù)雜，并且需要額外的存儲空間來存儲參數(shù)和參數(shù)內(nèi)容。該解決方案是合理的，因?yàn)檎麄€系統(tǒng)將大大提高系統(tǒng)的可靠性和運(yùn)行效率。可靠性較低但不需要添加參數(shù)的另一種方法是預(yù)先計算集成系統(tǒng)中的服務(wù)和事件的數(shù)量。如果其中一項(xiàng)的數(shù)量遠(yuǎn)多于另一項(xiàng)，則默認(rèn)的集成系統(tǒng)將最有可能生成服務(wù)（或事件）。在此前提下，可以預(yù)先設(shè)置下部機(jī)器以接收服務(wù)（或事件），并且將算法設(shè)置為處理服務(wù)（或事件）。

第二個弱點(diǎn)是模型中的數(shù)據(jù)傳輸通常是全向的，并且計算機(jī)不會將主機(jī)與子機(jī)分開。這可能會導(dǎo)致資源分配不均。本文對交互的開始和結(jié)束有明確的定義，但沒有明確定義每個節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系。也就是說，默認(rèn)情況下每個點(diǎn)的重要性相同。簡單的資源分配將導(dǎo)致資源浪費(fèi)和效率降低。解決方案是增加代表體重的參數(shù)“w”。將元素“w”添加到Si 集合中以表示權(quán)重，并將元素nw 添加到所有交互集以表示上級節(jié)點(diǎn)的權(quán)重。這樣，子系統(tǒng)本身就具有權(quán)重，并且子系統(tǒng)產(chǎn)生的流也具有很大程度的標(biāo)記。集成系統(tǒng)可以根據(jù)子系統(tǒng)的權(quán)重確定其重要性，并以此為基礎(chǔ)分配資源。每個子系統(tǒng)還可以基于流中的nw 元素確定此信息的重要性，并根據(jù)此方法分配資源或處理優(yōu)先級。

第三個弱點(diǎn)是Bolloju 的系統(tǒng)集成概念模型，它似乎假定傳輸和計算是100%正確的，因此省略了監(jiān)視或反饋機(jī)制?？梢酝ㄟ^使用各個子系統(tǒng)之間的通信協(xié)議來解決丟失數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}。盡管數(shù)據(jù)計算錯誤的結(jié)果是一個小概率事件，但是一旦發(fā)生，它可能會帶來嚴(yán)重的后果。解決方案是將元素“e”添加到所有交互集。該元素是流源的預(yù)期結(jié)果。任何上位計算機(jī)在傳遞信息之前都會給下位計算機(jī)一個期望值，并將該期望值附加到流中。下部計算機(jī)在數(shù)據(jù)處理完成后將計算結(jié)果與期望值“e”進(jìn)行比較。如果誤差在一定范圍內(nèi)，則認(rèn)為計算結(jié)果正確。如果錯誤很大，則要求主機(jī)重新計算或報告錯誤。

Bolloju 理論模型似乎假設(shè)整個系統(tǒng)的資源是無限的，任何操作都可以立即進(jìn)行處理。但是，在實(shí)際情況下，存在計算機(jī)計算能力，網(wǎng)絡(luò)資源，數(shù)據(jù)傳輸丟包等問題。而且所有情況都會受到設(shè)備的限制。因此，在條件（ii）下（Oi 中的每個交互都直接連接到si 或通過Ci 的一個或多個協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接；），因?yàn)榇嬖谝粋€未直接連接的節(jié)點(diǎn)，所以位于中心位置的節(jié)點(diǎn)正在向周圍傳輸該節(jié)點(diǎn)在流中，數(shù)據(jù)丟失的可能性可能會增加（因?yàn)閿?shù)據(jù)需要通過多個節(jié)點(diǎn)，所以節(jié)點(diǎn)之間的正確傳輸路徑取決于它們與中繼節(jié)點(diǎn)本身之間的網(wǎng)絡(luò)狀況。節(jié)點(diǎn)越多，則數(shù)據(jù)丟失的可能性越大），并降低了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男剩鞣椒ㄖ械墓?jié)點(diǎn)越多，網(wǎng)絡(luò)自然占用的資源越多。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)資源總量固定時，傳輸效率將會受到限制）同時，流可能會保留在路徑上的任何節(jié)點(diǎn)上，因?yàn)樵摴?jié)點(diǎn)正在處理最后一個流，這也會影響數(shù)據(jù)傳輸效率。在Bolloju 的理論中，所有非直接連接的節(jié)點(diǎn)都?xì)w為同一集合。我認(rèn)為可以將通過一個節(jié)點(diǎn)間接連接的節(jié)點(diǎn)和一個中央節(jié)點(diǎn)分組到同一集合中，并且可以將通過多個節(jié)點(diǎn)和中央節(jié)點(diǎn)間接連接的節(jié)點(diǎn)歸納在同一集合中，以區(qū)分其中的節(jié)點(diǎn)。具體的實(shí)現(xiàn)，并根據(jù)實(shí)際情況安排數(shù)據(jù)處理策略。由于流需要通過更多路徑，因此通過多個節(jié)點(diǎn)和才能間接連接到中央節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)將被傳遞到中央節(jié)點(diǎn)。因此，由于網(wǎng)絡(luò)問題和中間節(jié)點(diǎn)計算能力，來自這些節(jié)點(diǎn)的流具有較高的概率。到達(dá)中心節(jié)點(diǎn)的時間超出預(yù)期時間后，將浪費(fèi)中心節(jié)點(diǎn)的等待時間。在集中于同一集合之后，中心節(jié)點(diǎn)可以預(yù)測該流將是“遲到的”，并建議預(yù)處理或處理來自其他節(jié)點(diǎn)的先進(jìn)先出信息。

4 結(jié)語

面對當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)和信息，有必要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)活動的具體要求，重視系統(tǒng)的有效整合，實(shí)現(xiàn)信息資源的共享。 Bolloju 的概念模型應(yīng)結(jié)合創(chuàng)新和面向服務(wù)的概念模型。為了最大程度地利用數(shù)據(jù)庫和業(yè)務(wù)應(yīng)用程序中所有子系統(tǒng)之間的使用功能，并有效處理各種硬件設(shè)備和子系統(tǒng)之間存在的調(diào)用問題，我們應(yīng)該集中精力構(gòu)建基于內(nèi)部系統(tǒng)的系統(tǒng)集成模型。具體性能是：有效地組合所有設(shè)備，轉(zhuǎn)換層和標(biāo)準(zhǔn)定義，優(yōu)化子系統(tǒng)服務(wù)功能，并指定面向?qū)ο蟮姆?wù)提供者。同時，有必要編寫能夠統(tǒng)一調(diào)度所有設(shè)備（即服務(wù)請求者）的業(yè)務(wù)應(yīng)用程序；注意服務(wù)注冊表的有效設(shè)置，提高系統(tǒng)中應(yīng)用程序配置管理的水平，保持良好的搜索效果；根據(jù)組織內(nèi)部的統(tǒng)一發(fā)展制定標(biāo)準(zhǔn)，提高數(shù)據(jù)庫信息資源的使用效率。組織之間的系統(tǒng)集成中的主要問題通常是異構(gòu)信息源的共享，交互的安全性以及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的異構(gòu)性。通過深入考慮這些問題，構(gòu)建了可靠的組織間系統(tǒng)集成模型。實(shí)際操作應(yīng)從這些方面開始：在標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的支持下，通過WSDL 在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的作用描述服務(wù)描述，確定服務(wù)提供者；將標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制下的任何智能設(shè)備視為服務(wù)請求者，并遵循UDDI 規(guī)范。正在執(zhí)行服務(wù)發(fā)現(xiàn)；注重合理使用HTTP 協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)各種信息的有效傳遞和使用，逐步形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，為信息傳遞過程中的服務(wù)描述提供指導(dǎo)，并通過SOAP 服務(wù)調(diào)用集成系統(tǒng)。該系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用效果是：在計算機(jī)統(tǒng)一調(diào)度系統(tǒng)下，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的集中控制，有效地傳輸了所有信息，并集成和調(diào)用了系統(tǒng)內(nèi)部的所有設(shè)備，并共享了所有信息資源。