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一种基于约束管理的CSCW支撑平台结构模型

发表时间:2008/8/26 黄少寅 杨晨晖 来源:万方数据
提出了一种新的基于约束的CSCW支撑系统结构模型,该模型构筑在现有的分布式系统之上,向上提供各种协同功能。现实世界中的各种协同要求从理论上均可抽象为分布对象之间的一组约束关系,所以可以通过一个“通用约束管理器”即可透明地定义各种对象事件之间的约束关系,形成一协同规则库,并通过该约束管理器的“约束条件触发”,“约束求解(推理)”,“冲突协调”机制便可满足不同层次的协同应用要求。该模型采用了适合于CSCW标准通信的KQML(Knowledge Ouery and Maniplation Language)语言
1 现有分布式系统不足及引入CSCW必要性

    现有的分布式系统一般都提供了诸多透明的分布系统功能调用,可满足一般的分布式应用需求,但由于其实现时未考虑到CSCW中特有的协同及实时性要求,所以存在以下不足:

    (1)缺乏对协同机制有效支持
    现有的分布式系统未能提供一套通用的应用程序间的协同功能调用,因而用户在设计CSCW应用系统时需要进行专门的编程工作以实现具体的协同功能,整个过程很繁锁,需要了解许多网络通信的细节问题,开发效率低,不适合于非专业人员开发其自己熟悉领域的CSCW应用系统。

    (2)缺乏一套机制反映各应用模块之间的状态
    在CSCW中“所见即所得(WYSLWIS)”是很重要的概念。但由于现有分布式系统中其控制是面向系统的,系统的资源分布与访问及多用户操作之间的并发控制均是对用户透明的,因此用户不知其操作对象的具体情况、同时也不能实时了解其他用户的当前状况和行为。

    (3)缺乏对基于多媒体的协同支持
    现有的分布式系统未能考虑到各种多媒体信息间的时间和空间的同步约束性。

    综上所述,在CSCW应用系统与现有分布式系统间引入中间层“CSCW支撑层”是非常必要的,该层向上提供各种显式协同功能调用,向下调用分布式网络功能,其基本层次结构如图1所示。

    笔者估计,在不久的将来将会出现将“基本分布式功能层”与“CSCW支撑层”合二为一的CSCW操作系统,这无疑会大大方便CSCW应用系统的开发和研制。


图1 基本层次结构


2 PCSL的结构模型

    基于上述分析,在借鉴了国内外现有的CSCW支撑系统体系结构的各自优缺点的基础上研制了PCSL系统及相应的CSCW应用程序开发软件包,该系统采用了Agent和分布式人工智能的一些技术,其核心是“约束管理器”。由于现实世界中的各种协同需求从理论上均可抽象成对象集之间的约束关系,因而用户可以通过定义分布应用模块中对象之间的约束关系,并提交给“约束管理Agent”,可方便地实现约束条件触发、约束求解和约束冲突协调等功能,完成不同层次的协同应用需求。PCSL中采用了适合于CSCW 的标准通信语言KQML(Knowledge Query and Manipulation Language)作为各具体应用模块之间的通信标准,从而解决了节点的异构性问题,通过KQML提交规则和事实可实现各应用模块间的知识共享。由于在PCSL中协同机制和协同规则是完全分离的,所以用户通过定义和修改协同规则库可方便实现各种具体的协同应用需求,从而把用户从以往繁锁的网络编程中解放出来。同时,为了便于CSCW应用系统的开发,我们开发了一套基于PCSL体系结构的PCSL_DK(PCSI Develop Kits),向用户提供了一套标准的协同工具的ActiveX控件,利用可视化的设计方法,借助于VB或VC++便可快速开发出高效的专用CSCW应用系统。

    2.1 PCSL体系结构模型

    PCSL体系结构如图2所示。


图2 PCSL体系结构图


    整个体系结构从总体上可由“全局PCSL-Agent”, “工作站PCSL-Agent”及“其它协同应用模块”三部分组成。“全局PCSL-Agent”负责对一些全局共享协同信息的管理,其核心为约束管理器。它可实现约束条件触发、约束求解、约束推理等功能来实现各工作站用户之间的协同。“工作站PCSL-Agent”负责工作站应用程序与“全局PCSL-Agent”间的接口;“其它协同应用模块”则为一组标准的CSCW中常用的协同功能部件(以Active X形式出现),用户可根据不同的CSCW应用需求而进行引用以实现不同的协同功能。在图2中,当用户需实现一具体的CSCW应用系统时,必须拥有一个“全局PCSL-Agent”,每台工作站必须拥有一个“工作站PCSL-Agent”,整个体系结构采用了“混合式”策略,对一些必须共享的信息,用“全局PCSL-Agent”管理;而对于一些非共享信息,如协同工具库中的E-Mail,点对点方式下的音频、视频传送等就可不通过全局PCSL-Agent而直接通信,这样处理有助于减轻全局PCSL-Agent的负荷,提高整体CSCW应用系统的工作效率。全局PCSL-Agent与工作站PCSL-Agent之间用消息方式进行信息交换。

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