關(guān)鍵詞： 決策支持系統(tǒng) 組件建模 J2EE技術(shù) 分布式體系結(jié)構(gòu)
城市數(shù)字化使國(guó)家在經(jīng)濟(jì)、文化、教育、電信、國(guó)防和安全以及公民在教育、就業(yè)、醫(yī)療等社會(huì)保障方面的信息有效地組織起來(lái)，形成在先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下?lián)碛泻Ａ啃畔⒌膹?fù)雜應(yīng)用系統(tǒng)。綜合決策指揮系統(tǒng)將為這樣一個(gè)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程提供支撐和保障。若沒(méi)有一個(gè)科學(xué)的、實(shí)效的、可靠的、多層次的決策模型和決策系統(tǒng)，最終必將制約數(shù)字化城市的發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)許多城市已有一些相應(yīng)的決策支持系統(tǒng)正在運(yùn)行，但由于各自分散建設(shè)，呈離散式分布，并采用了各異的系統(tǒng)平臺(tái)，缺乏信息共享的機(jī)制，缺乏與其他現(xiàn)行的管理信息系統(tǒng)（MIS）、辦公室自動(dòng)化（OA）等系統(tǒng)的整合與管理，信息未能得到充分利用。因此建成的系統(tǒng)往往綜合決策性不強(qiáng)，導(dǎo)致在城市數(shù)字化進(jìn)程中不能很好地發(fā)揮指揮決策作用。面對(duì)我國(guó)城市數(shù)字化發(fā)展的迅猛趨勢(shì)，城市信息共享機(jī)制與技術(shù)問(wèn)題成為越來(lái)越突出的問(wèn)題，迫切需要能提供支持分布式、異構(gòu)空間信息共享與分析的決策支持平臺(tái)[1]。
1 技術(shù)方案的研究與選擇
1.1 多層B/S結(jié)構(gòu)模式
隨著Internet/Intranet/Extranet技術(shù)的不斷發(fā)展，基于Web的信息發(fā)布和檢索技術(shù)導(dǎo)致了整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)從C/S的主從結(jié)構(gòu)向靈活的B/S分布計(jì)算體系結(jié)構(gòu)過(guò)度，其最大特點(diǎn)就是客戶機(jī)采用瀏覽器界面，簡(jiǎn)單易學(xué)，且有統(tǒng)一的客戶界面，大大降低了C/S模式客戶端多樣軟件的開(kāi)發(fā)、維護(hù)及培訓(xùn)的成本費(fèi)用。這種模式得到現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的青睞，并逐漸滲透到現(xiàn)代決策支持系統(tǒng)領(lǐng)域。采用統(tǒng)一的B/S結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)的決策支持系統(tǒng)無(wú)論是現(xiàn)在還是將來(lái)都是最好的選擇，它提供了真正意義上的與其他系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)縫整合的方案。這種結(jié)構(gòu)模式的決策支持系統(tǒng)不僅提供了個(gè)體決策者獨(dú)立的決策能力，而且對(duì)多決策者群決策也提供了支持，決策點(diǎn)的增加不會(huì)帶來(lái)額外的維護(hù)和多余負(fù)擔(dān)。
但面對(duì)信息瞬息萬(wàn)變、系統(tǒng)龐大且環(huán)境復(fù)雜的數(shù)字化城市，確保決策支持系統(tǒng)的穩(wěn)定性、分析處理能力及決策的效率成為解決問(wèn)題的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的瀏覽器/Web服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的二層或三層B/S結(jié)構(gòu)模式是基于簡(jiǎn)單事務(wù)處理能力的系統(tǒng)，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足數(shù)字城市建設(shè)中對(duì)信息共享和系統(tǒng)整合以及系統(tǒng)跨平臺(tái)性、分布性、可重用性、高擴(kuò)展性及決策支持系統(tǒng)強(qiáng)大的分析處理與決策的要求。因此數(shù)字化城市決策支持系統(tǒng)必然選擇多層B/S結(jié)構(gòu)。
1.2 J2EE體系架構(gòu)
數(shù)字化城市的建設(shè)不是一朝一夕的事，其可持續(xù)發(fā)展的特點(diǎn)必然導(dǎo)致城市信息、建設(shè)策略等因素的不斷變化，從而導(dǎo)致對(duì)決策支持系統(tǒng)的要求也不斷改變。因而，如何延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用壽命成為開(kāi)發(fā)者必須面對(duì)的問(wèn)題，其擴(kuò)展性和平臺(tái)無(wú)關(guān)性的特點(diǎn)更是表明了決策支持系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的選擇是延長(zhǎng)系統(tǒng)壽命的重要因素。
目前，業(yè)界流行的系統(tǒng)架構(gòu)為J2EE和.Net二大體系。其中，.Net是來(lái)自Microsoft的系統(tǒng)架構(gòu)，其部署、應(yīng)用依賴于Microsoft公司的Windows。也就是說(shuō)，選擇了.Net平臺(tái)就意味著選擇了Windows?？疾煳覈?guó)政府及相關(guān)部門(mén)軟件采購(gòu)的特點(diǎn)，會(huì)發(fā)現(xiàn)選擇.Net平臺(tái)將會(huì)制約城市決策支持系統(tǒng)的部署及與相關(guān)系統(tǒng)的整合。
而由Sun公司提出的J2EE作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中間件體系結(jié)構(gòu)正日趨成熟。它簡(jiǎn)化和規(guī)范多層分布式企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和部署，其最大特點(diǎn)就是跨平臺(tái)和強(qiáng)大的組件建模技術(shù)。
J2EE運(yùn)行在Java虛擬機(jī)JVM（Java Virtual Machine）上，利用Java本身的跨平臺(tái)特性，獨(dú)立于硬件配置和操作系統(tǒng)，完全消除了平臺(tái)差異。圖1為其特性圖。目前，幾乎所有的主流操作系統(tǒng)都提供對(duì)J2EE的支持。因此，通過(guò)采用Java及J2EE可以使得系統(tǒng)的部署和擴(kuò)展免于昂貴的硬件設(shè)備及操作系統(tǒng)的再投資，保護(hù)已有的IT資源。在很多情況下，J2EE還可以直接運(yùn)行在企業(yè)集成系統(tǒng)服務(wù)器環(huán)境中，從而節(jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬，提高性能。實(shí)際上如果要搭建跨Linux、Windows等多個(gè)操作系統(tǒng)的平臺(tái)，J2EE平臺(tái)幾乎是惟一的選擇，其規(guī)范性和兼容性的特點(diǎn)使得只需進(jìn)行少量的代碼修改就可以把J2EE部署在不同的應(yīng)用服務(wù)器上。綜上所述，采用J2EE實(shí)施方案顯著地提高了系統(tǒng)的可移植性、可伸縮性、可重用性、安全性和負(fù)載平衡。
采用此平臺(tái)的另一特點(diǎn)是通過(guò)JMS支持MOM部署Java RMI/IIOP和CORBA/IIOP分布式對(duì)象和組件，使得EJB構(gòu)件及CORBA構(gòu)件的互操作成為可能，在很大程度上實(shí)現(xiàn)它們之間的互補(bǔ)。這種集成的體系成為擴(kuò)展的J2EE集成體系結(jié)構(gòu)，數(shù)字化城市決策支持系統(tǒng)選擇這種系統(tǒng)基本架構(gòu)完全滿足了多層分布式結(jié)構(gòu)和跨平臺(tái)的條件，大大提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性、可伸縮性、部署集成的松耦合性，真正延長(zhǎng)了系統(tǒng)的使用壽命。
1.3 Java語(yǔ)言
對(duì)于語(yǔ)言的選擇，既要保證系統(tǒng)的效率、安全性和實(shí)時(shí)性，還要提供足夠的穩(wěn)定性。在系統(tǒng)構(gòu)建中，選擇采用Java為主語(yǔ)言的主要原因有如下幾點(diǎn)：
(1)Java語(yǔ)言“Write once, run anywhere（一次編寫(xiě)，到處運(yùn)行）”的特點(diǎn)，徹底解決了跨平臺(tái)問(wèn)題，避免了將來(lái)更換操作系統(tǒng)或移植決策支持系統(tǒng)所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。
(2)Java是對(duì)C++語(yǔ)言的補(bǔ)充，構(gòu)建的系統(tǒng)在穩(wěn)定性方面得到極大的提高。
(3)Java強(qiáng)大的組件技術(shù)，其可擴(kuò)展性、安全性、可重用性和松耦合性為分布式系統(tǒng)的部署提供了有利條件。
(4)通過(guò)Java和XML組合可以得到一個(gè)更加完美的平臺(tái)獨(dú)立性解決方案。XML是一種可以用來(lái)定義其他標(biāo)記語(yǔ)言的語(yǔ)言，它可以在不同的商務(wù)過(guò)程中共享數(shù)據(jù)。XML的發(fā)展和Java是相互獨(dú)立的，并且它和Java具有的相同目標(biāo)正是平臺(tái)獨(dú)立性。
2 城市數(shù)字化決策支持系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本方案基于擴(kuò)展的J2EE集成體系結(jié)構(gòu)，采用了組件化的設(shè)計(jì)思想并綜合MVC(模型-視圖-控制器Model-View-Controller)設(shè)計(jì)模式進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
MVC設(shè)計(jì)模式屬于體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式的一種，所謂設(shè)計(jì)模式就是面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)人員用來(lái)解決編程問(wèn)題的一種形式化表示。此模式中Model層用來(lái)實(shí)現(xiàn)決策業(yè)務(wù)， View層用來(lái)顯示決策界面，Controller層主要負(fù)責(zé)View層和Model層之間的控制關(guān)系。這種設(shè)計(jì)模式使得數(shù)字化城市決策支持系統(tǒng)在構(gòu)建中實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)、應(yīng)用、表示的分離，使開(kāi)發(fā)工作更加容易和迅速?；诖朔N設(shè)計(jì)模式的決策支持系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。
(1)用戶層。系統(tǒng)數(shù)據(jù)的直觀表現(xiàn)部分直接面向決策者，屬于系統(tǒng)的UI（User Interface）。決策者直接通過(guò)瀏覽器實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)的交互。同時(shí)，本系統(tǒng)基于J2EE架構(gòu)的特點(diǎn)，使得用戶可以通過(guò)桌面應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行B/S結(jié)構(gòu)和C/S結(jié)構(gòu)的集成混合使用；通過(guò)支持J2EE平臺(tái)的移動(dòng)設(shè)備使移動(dòng)交互、移動(dòng)決策成為可能。
(2)Web服務(wù)組件層。本層是部署系統(tǒng)的表現(xiàn)層，面向用戶提供數(shù)據(jù)服務(wù)。它位于MVC模式的View層。組件層提供報(bào)表展現(xiàn)、報(bào)表定制、數(shù)據(jù)輸入及信息瀏覽獲取的功能。
本層采用基于Java的Servlet、JSP及XML編程技術(shù)建立了一個(gè)動(dòng)態(tài)的、高度交互的、顯示直觀的、可維護(hù)性強(qiáng)及能夠跨平臺(tái)部署的Web體系。
(3)應(yīng)用服務(wù)器層。響應(yīng)來(lái)自Web服務(wù)層或客戶瀏覽器及其他用戶應(yīng)用程序的服務(wù)請(qǐng)求而執(zhí)行一系列的分析決策及事務(wù)，它是用戶服務(wù)和集成層數(shù)據(jù)服務(wù)之間聯(lián)系的橋梁，其交互由控制層及會(huì)話處理層來(lái)完成。應(yīng)用服務(wù)器中的決策核心層如圖3所示，其實(shí)現(xiàn)采用基于Java及J2EE平臺(tái)的強(qiáng)大的EJB組件建模技術(shù)。通過(guò)對(duì)模型庫(kù)、方法庫(kù)、數(shù)據(jù)管理等組件化的設(shè)計(jì)與封裝和RMI與CORBA構(gòu)件互操作的實(shí)現(xiàn)，使得系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)即插即用的組件模型服務(wù)功能，而且可以充分利用和集成現(xiàn)有的豐富的模型資源和現(xiàn)行系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)模型資源的共享和分布式管理。
(4)系統(tǒng)集成層。建立決策支持系統(tǒng)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)響應(yīng)OLTP和OLAP請(qǐng)求而提供的分析與決策服務(wù)；并利用整合技術(shù)與現(xiàn)行系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)城市分布廣泛的數(shù)據(jù)資源共享。
數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)是面向主題的、集成的、不可更新的、隨時(shí)間不斷擴(kuò)展的數(shù)據(jù)集合[2]。它建立在已有的數(shù)據(jù)資源之上，采用二次采集的方法將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蛇M(jìn)行信息的查詢、分析、統(tǒng)計(jì)并組織成可用于決策分析的綜合數(shù)據(jù)形式。其體系結(jié)構(gòu)如圖4所示。
3 結(jié)束語(yǔ)
基于J2EE應(yīng)用架構(gòu)的決策支持系統(tǒng)體系是一種新型的體系模式。本文結(jié)合MVC設(shè)計(jì)模式，采用組件化設(shè)計(jì)思想，簡(jiǎn)便、高效地實(shí)現(xiàn)Web計(jì)算。系統(tǒng)具有良好的可靠性、可重用性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性，尤其是RMI與CORBA構(gòu)件的交互實(shí)現(xiàn)，極大地增強(qiáng)了軟件模塊的可重用性和共享性，從而提高了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)效率并降低了開(kāi)發(fā)、維護(hù)、培訓(xùn)的成本。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)的引入使得系統(tǒng)分析決策的實(shí)現(xiàn)更高效、更可靠。這些特點(diǎn)也正體現(xiàn)了DSS技術(shù)平臺(tái)今后的發(fā)展方向。在數(shù)字化城市的建設(shè)中，決策支持系統(tǒng)采用這樣的體系結(jié)構(gòu)將會(huì)實(shí)現(xiàn)城市內(nèi)部、城市與城市之間及城市與國(guó)家數(shù)據(jù)信息應(yīng)用體系的平滑銜接，真正體現(xiàn)連接與數(shù)據(jù)共享、局部決策與全局決策完美結(jié)合的群決策思想。該體系結(jié)構(gòu)在數(shù)字化博物館、學(xué)校師資人才決策支持系統(tǒng)等應(yīng)用實(shí)踐中效果良好。
參考文獻(xiàn)
1 邵立勤，景貴飛.加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)我國(guó)數(shù)字化城市建設(shè)2002年北京數(shù)字化城市高層論壇及學(xué)術(shù)研討會(huì)，2002
2 Mallach E G.決策支持與數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)（英文影印版）. 北京：清華大學(xué)出版社，2001