第12章协同数据库与综合实例.ppt
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1、第12章 协同数据库与综合实例 数据库能否支持协同工作,决定着一个系 统在信息存储和信息交换等方面的效率, 进而影响整个系统的协同特性。 12.1 数据库中的协同工作 12.1.1计算机支持的协同工作 协同技术是近年发展起来的一门新兴课题 ,与之相关的学科通常被称为计算机支持 协同工作(Computer Supported Cooperative Work,CSCW)或群件。 CSCW侧重研究计算机及网络环境下共享 信息、协同工作的技术和某一类专门系统 (如可视会议系统等)的研制。CSCW技术 与系统能支持群体成员间的协同工作所需 的多点间对称的交互方式与功能。CSCW 的特点是支持群件的协同
2、工作方式,即支 持多点间的交互方式和对称的交互方式 . CSCW的目的就是在计算机环境下提供对 人们群体工作的支持。CSCW的3个基本 要素是:通信、合作和协调。 通信:CSCW基础是通信。自然的组通信发生 在地理上是分布的用户之间(本地通信可以认为 是分布系统的特例),因此网络通信是至关重要 的,并且在合作环境中处理多媒体文件传输和 数据控制是很复杂的。而基于计算机的或者以 计算机为媒体的通信,并没有完全与其他的通 信形式相结合。异步的基于文本的电子邮件和 公告板与同步的电话和面对面的交谈是不同的 :人们不能在任意的两个电话号码之间传送文 件,将计算机技术和通信技术结合起来可以解 决这个问题
3、。 合作:CSCW的形式是合作。与通信相似,合 作是小组活动的重要内容。在群体活动中,任 意一项活动都必须是多人合作完成。有效的合 作要求人们必须共享信息。但是当前的信息系 统尤其是数据库系统在很多情况下把人们互相 隔离开。比如,当两个设计人员使用同一个 CAD数据库进行操作时,他们不可能同时修改 同一个设计物体的不同部分并且知道他的合作 者所做的修改;他们必须通过互相检查才能知 道对方所做的工作。许多任务都需要良好的共 享环境,可以在适当的时候友好地通知群组的 活动信息以及各个用户的活动。 协调:CSCW的关键是协调。如果一个组 的活动是协调的,那么它的通信和合作将 会大大得到加强。如果一个
4、工作小组成员 之间不能很好地协调,势必会经常发生冲 突和重复劳动。当几个部分共同组成一个 任务时,协调本身被看作是一个必不可少 的活动。当前的数据库应用提供了对共享 对象的访问,然而大多数软件工具只提供 对单用户的支持,对支持小组的协调这一 重要功能所做的却很少。 CSCW是跨学科、跨领域的崭新研究领域 ,它正应用到越来越多的领域和学科。目 前国内外CSCW研究已经涉及多媒体信息 处理技术、通信技术,分布式计算技术, 也涉及心理学、管理科学等多种学科。下 面列出一本名为CSCW的国际性杂志所提 供的覆盖范围: 群件。 社会技术系统设计。 协同工作的理论模型。 计算机为媒介的通信。 人机交互。
5、群体决策支持系统。 协调系统。 分布式系统。 协同工作及实际活动的研究。 组织理论及设计。 技术社会学。 管理科学。 支持协同的人工智能和分布式人工智能方法。 具有创新性实际策略的研究。 用户支持协同工作的所有具有创新性的技术手段,如电子会议室、远程会议设施、 电子邮件、实时和异步技术、桌面会议系统、共享编辑、视频和多媒体系统。 有关CSCW系统的社会、文化、伦理道德、法律和政治等方面的研究。 1. “人-机交互”与“人-人交互” 传统的系统只有“人-机界面”概念,人与系统的界面只是“ 人与计算机”之间的接口;而CSCW重要特征是群体协同 性,除了“人-机交互”外,必须考虑“人与人”之间的接口
6、 ,即“人-人交互”问题。那么,什么是“人-机交互”,什么 是“人-人交互”,为什么要引入“人-人交互”呢?人-机交互 是利用汁算机完成某种工作,人-机交互只有“机器感”, 仅仅支持个体工作。人-人交互虽然也是通过人-机界面 实现的,但它支持群体合作开展工作,共同完成某项任 务,人-人交互界面应使用户有更多的“人感”,而不是“机 器感”。人-人交互虚拟“人感”环境是由人-机界面和计算 机网络环境实现的 2. 共享信息与协同工作空间 在CSCW应用系统中,信息是群体所产生并为群体所利 用。信息具有分布式特点,信息共享是协同的一种主要 实现方式。传统的网络环境数据库系统中,对于数据库 共享访问,存
7、取等都有许多成熟的技术(如数据加锁和访 问等)。 除了应有必需的信息共享功能外,群体成员必须有支持 协同工作的共享空间协同工作空间描述与设计及其与“私 有工作空间”的关系问题也是CSCW要解决的关键问题之 一。 3. 信息的“时空”特性与协同通信 群体成员间协同工作必须相互”交流”信息。这就需要在 成员间传输信息传统的管理信息系统中,用户之间的 信息通信主要是简单的数据通信。而群件中,必须同时 考虑信息的“协同”问题。一般来说,信息协同传输有4种 方式:(1) 同地异步方式;(2) 同地同步方式;(3) 异地 异步方式;(4) 异地同步方式。 此外,在实际系统中,特别是多媒体信息有时间和空间
8、的要求。协同工作的难点是信息的同步与实时通信、协 同机制等。 4. 冲突与协同控制 协同工作是有很多人参与的项群体活动,有“ 协同”,就必然有“冲突”,所以有必要进行一定 的管理和控制。此外,群件协同正作的活动往 往具有地域性和历史性等特点,这些都需要系 统提供相应的管理和控制功能,如身份确认、 冲突协调、历史文档资料存储与查询。 CSCW和群件的基础是多媒体和网络,核 心是“协同”技术。其关键技术主要有:高 速多媒体通信网络及协议、分布式多媒体 数据库技术、同步机制和控制策略以及群 件系统的体系结构等。 分类的可依据CSCW系统中的活动方式、 群体成员地理分布位置、使用的基本工具 和工作环境
9、,以及应用等。分类如下 : (1) 按照交互协作方式分类 可有同步方式和异步方式两种。在同步方 式时,在同一时间群体各成员进行同一任 务的协作;在异步方式时,在不同时间群 体各成员进行同一任务的协作。 (2) 按群体成员的地理分布分类 协作又分成同地协作(Co-located)和异地或远程 协作(Remote)两种,异地协作的成员位于地理 上的不同位置,或在逻辑上位于不同的位置。 (3) 按群体规模分类 分为两人协同系统和多人协同系统,多人协同 系统具有更大的复杂性。 (4) 按使用的基本工具和工作环境分类 具体的CSCW系统有电子邮件系统,电子布告 栏、会议系统、协同写作和讨论(编著)系统、
10、工 作流系统和群件等。 (5) 按CSCW应用领域分类 由于CSCW的概念应用广泛,不同的应用领域 CSCW有不同的特点。按应用领域分类有:协 同科研系统、协同设计系统、远程医疗系统、 远程教育系统、协同决策系统、军事协同(参谋 会议)系统和协同办公系统等。 CSCW系统针对的是多个用户的信息交流 ,凡是在计算机及网络环境下共享信息、 协同完成工作的应用领域都可以属于广义 的CSCW范畴。CSCW系统强调的是信息 的共享性和工作协同性。CSCW应用正在 渗透到越来越多的领域,逐步改变一些传 统的领域。主要应用例如: 电子邮件系统(E-mail Electronic mail)。 电子公告板系统
11、(BBS Bulletin Board System)。 远程教育。 远程医疗。 视频会议系统。 共享电子白板。 虚拟协作环境。 协同设计。 协同著作系统。 协同编辑。 12.1.2基于XML的数据库协同工作 XML是eXtensible Markup Language(可扩展的标记语 言)的缩写,是W3C组织于1998年2月发布的标准。 W3C组织制定XML标准的初衷是,定义一种互联网上交 换数据的标准。W3C采取了简化SGML的策略,在 SGML基础上,去掉语法定义部分,适当简化DTD部分 ,并增加了部分互联网的特殊成分。因此,XML也是一 种置标语言,基本上是SGML的一个子集。因为XM
12、L也 有DTD,所以XML也可以作为派生其他置标语言的元语 言。由于XML是一种树状结构,可以把形式与内容彻底 分离,正是基于这个原因,引出了本文的研究关键:使 用XML将不同数据格式的数据标准化,从而达到协同工 作的目的。 XML的特点及其优越性主要表现如下: 跨平台性:由于XML使用文本来保存数据 ,而不是使用二进制格式,因此对于跨平 台的交换数据十分方便。 自描述性:在于其中的每个项目都有自己 的名字,而这个名字又与文档所描述的现 实世界中的问题所涉及的某项具体内容密 切相关。 灵活性:XML可以随意定义元素之间的关 系,因此可以定义非常复杂的数据结构。 灵活的文件结构几乎可以满足所有的
13、应用 需求。 方便性:文件的内容和外观设计是完全分 开的,外观变动时,XML文件本身不受影 响。对信息进行搜索时,只要对XML文件 进行搜索就可以得到自己想要的有用信息 。 XML基本要素包括:DTD(Document Type Declaration,文档类型声明)或XML Schema、 XSL和XLink。DTD和XML大纲规定了XML文件 的逻辑结构,定义了XML文件中的元素、元素 的属性以及元素和元素的属性之间的关系; Namespace实现统一的XML文档数据表示以及 数据的相互集成;XSL用于规定XML文档呈现 样式的语言,它使得数据与其表现形式相互独 立;而XLink将进一步扩
14、展目前Web上已有的简 单链接。 对于不同的数据库,只要以XML为标准编写数据库与 XML之间的转换即可,这样就大大地降低了开发成本, 实现了线性成本的数据转换模式 在关系数据库模型中,数据库是关系的集合。 每一个关系就是由若干个带有同样属性的元组 组成的集合,并且通常一个关系都用一个二维 的表格来表示,即数据库是由一个个的表构成 的。每个表,通常由多条记录组成,每一条记 录代表一个数据。记录的集合构成记录集。每 一条记录由若干的字段组成,字段有着各种属 性. 对于数据库中的各个表之间,可能存在着依 赖关系,这些依赖关系靠外键进行定义。关系 数据库一般由3层模型组成,每个字段的值是原 子的,不
15、包含一系列值 信息交换是CSCW提供不同数据库之间进行密切合作的 一种有效手段。在不同的应用背景下,这种应用模式以 不同的形式出现,随着信息的进一步社会化,CSCW为 异构数据库转换提供了一种重要的技术和手段,更重要 的是提供了一种理念:Web环境下不同数据源之间最大 程度共享数据,从而达到降低成本、提高检索效率等。 在这类应用中,XML解决了数据的统一接口问题,达到 了协同工作的目的。但是,与其他的数据传递标准不同 的是,XML并没有定义数据文件中数据出现的具体规范 ,而是在数据中附加TAG来表达数据的逻辑结构和含义 。这使XML成为一种程序能自动理解的规范。至于信息 重用,可以用XML格式
16、存放数据,就可能以单一的知识 库通过模板提供不同形式的输出,以更低的价格提供最 为及时的更新数据。 12.1.3 时态XML扩展 在信息时代,如何以最便捷、最可靠、最有 效的方式获取所需的信息是一个很大的困 扰。人们期待着能够找到一种可以描述任 何逻辑关系的数据格式来统一电子数据的 存储,从而不再因为数据格式的不统一而 苦恼和困惑。目前,能够担当此任的就是 XML(Extensible Markup Language,可 扩展符号化语言) 1. 时态XML的引入 XML是由W3C(World Wide Web Consortium)的团体提出并构想出来的。 XML(Extensible Mar
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