探究SOA 的装备保障信息系统设计论文

时间：2021-02-25 13:05:10 毕业论文范文我要投稿

探究SOA 的装备保障信息系统设计论文

　　装备保障能够为装备迅速恢复战斗力创造条件，在目前所倡导的一体化联合作战中具有重要的作用和地位。随着科技的发展，在以信息化为主导的军事变革影响下，我军武器装备的信息化程度不断提高，装备保障信息化建设也取得了长足的发展，开发了基本上覆盖各项业务的装备管理系统。但是由于需求的不同以及采用的开发平台和开发语言的不同，导致了各个系统之间呈“烟囱式”结构自由发展，彼此之间的互联互通互操作比较困难，这就致使“信息孤岛”的出现，这给实现各装备保障资源的共享与集成造成很大困难。而且随着装备的种类数量越来越多，业务上的需求变得越来越复杂，若再采用传统的方式将难以快速地应对需求的变化。如何重用各类信息资源，建立可以应对灵活多变的装备保障信息系统( Equipment Support Information System，ESIS)成为新军事变革下的急切需求。因此，现阶段部队装备保障信息化建设的瓶颈已经转向怎样把孤立而且分散的各种信息资源充分利用从而消除“信息孤岛”的问题上来。要使得装备保障的业务模型能够迅速灵活地应对这些变化，也就是所谓的“随需而变”，这就对信息化条件下的装备保障系统的灵活性、重用性、开放性、可组合性等方面提出更为高标准的要求。而面向服务的体系架构( Service Oriented Architecture，SOA) 作为一种全新的系统设计理念和技术方法体系，其粗粒度、松耦合、平台无关性的特点正是解决这一问题的最佳途径。

探究SOA 的装备保障信息系统设计论文

　　1 SOA 及其相关技术

　　1. 1 SOA 概述

　　SOA 并不是一项技术，从本质上讲，它所体现的是一种架构思想，是一种新的架构组件模型。它将应用程序或者系统封装成不同的功能单元———“服务”，并通过各个服务之间所定义好的契约和接口联系起来。SOA 将服务作为基础，将业务驱动作为核心，其目的是可以灵活满足不断变化的业务需求。SOA 的基本特征包括以下3 个方面:

　　1) 独立的功能实体。SOA 将具有不同功能的应用程序封装成不同的服务，由于各个服务之间的耦合程度低，因此每个服务单元可以独立地完成不同的功能。

　　2) 大数据低频率访问。服务使用者在使用服务提供者所提供的服务时可以只进行一次或者很少的服务调用，这可以保证服务使用者可以以一致的方式使用此服务。

　　3) 基于XML 进行消息传递。SOA 采用可扩展标记语言( Extensible Markup Language，XML) 作为数据定义语言。XML 为Web 服务提供包括服务描述、消息、工作流描述等在内的统一数据格式。基于XML 定义的数据非常适用于在网络中传输，因此已经成为在开放环境下描述数据信息的标准技术。

　　SOA 的结构模型构建如下: SOA 的体系结构由服务提供者( Service Provider) 、服务代理( Service Broker) 和服务消费者( Service Consumer) 这3 个实体组成。三者之间遵循“发布( Publish) 、查找( Find) 、绑定( Bind) 和调用( Invoke) ”的操作规则。

　　1. 2 SOA 关键技术

　　1) Web Service。Web Service 是由W3C ( World WideWeb Consortium，W3C) 制定开放标准和规范，它是建立分布式应用程序的一个崭新平台。Web Service 是基于XML 的标准，因此可以在不同的网络和平台中进行互联互通。作为SOA 重要的实现技术，它具有较好的封装性、松耦合性和集成性，已经得到了广泛的应用。为更好地沟通不同的编程语言、平台以及不同类型的系统，来实现服务之间的互操作性，Web Service 提供了一系列的标准协议，所应用的协议包括: 服务描述语言协议( WSDL)、服务发布和发现协议( UDDI) 、简单对象访问协议( SOAP) 、业务流程组合协议( BPEL) 等。它们构成了一个互相依赖的协议栈，下层为上层提供支撑。

　　2) ESB。企业服务总线( Enterprise Service Bus，ESB) 是XML、Web Service 等技术与传统的中间件技术相结合的产物。它基于开放的标准，所提供的是实现SOA 的架构模式，能够有效集成松耦合的服务与应用，为服务提供可靠的、安全的环境。SOA 中使用ESB 主要用来进行服务的集成，ESB 并不参与业务逻辑，主要功能有事件管理、路由功能、数据类型转换等。若不使用ESB，服务消费者与服务提供者之间的绑定只能是通过接口进行点对点的对接调用，如果服务量比较大，业务比较复杂，这将大大增加资源开销。利用ESB 进行服务的整合可减少接口数量，提高服务位置的透明化，从而大大提高系统的可扩展性。

　　2 系统总体需求

　　ESIS 以满足装备保障平时业务管理、平战信息转换需要为目标，充分吸收现有的建设成果，按照改造、继承与新研发相结合的方式，采取“专业模块分散，公用构件集中”的研制方法，统一数据规范、标准接口关系，集成构建面向装备保障，以数字化、自动化、网络化、可视化为主要特征，实现“资源透明可视、信息灵敏感知、业务融合互动、决策智能辅助”的ESIS，实现装备保障业务管理、平战信息转换，支持装备保障各项业务的高效运行和辅助决策需要，为一体化装备指挥平台提供数据支持。融合装备保障各专业、各业务，为首长科学决策提供辅助工具，为各机关参谋、助理业务管理和保障部队处理提供集成化信息管理手段; 建立标准、规范、全面的装备保障信息资源体系，为装备保障平时业务管理、战时指挥提供数据支撑; 实现各部队、军区和总部三级之间的信息贯通，各级内部业务间的信息互动，对外建立起规范化、标准化的信息交互接口。

　　3 系统设计

　　3. 1 系统功能设计

　　根据ESIS 的总体需求，结合我军信息化建设过程中的装备保障业务管理与体制特点的关系，系统建设要充分考虑总部、军区及各部队装备部门之间，与司令机关、政治机关、后勤机关等相关部门之间的装备保障信息的共享与交换需求; 能够依托军用网络建设战术级、战役级、战略级三级平台，实现各层级之间信息的互联互通。基于SOA 的'ESIS 依托这三级平台，在异构的环境中创建分布式的数据库体系，建立数据共享中心来实现总部、军区和各部队之间的信息交互; 实现全军装备信息的全方位系统化的管理，为各级装备管理部门提供资源管理、信息服务、辅助决策等功能。

　　3. 2 系统架构设计

　　基于SOA 的装备保障系统架构模型参照文献采用分层设计的思想，共分为6 层。图3 系统架构设计模型

　　1) 硬件平台层。该层提供系统运行的基本环境。依托军用网络，选择国产计算机等设备，加装全军统一配发的安全保密设备，构建运行稳定、安全可靠的支撑环境; 按照统一要求选用操作系统、数据库管理系统、办公处理软件、应用服务器等。

　　2) 存储层。该层对系统的数据进行存储，可分为数据库系统存储和文件系统存储。数据库系统主要存储结构化信息，文件系统主要存储非结构化信息。如果系统运行方式是单机环境，则采用单机数据库系统或本地文件系统。

　　3) 资源服务层。该层是本架构的关键部分，本架构把数据信息、程序、服务都抽象为资源。因此资源服务层一方面负责对存储层存储的各种结构化信息和非结构化信息进行资源抽象并提供统一访问接口，供上层使用; 另一方面，对各种语言实现的程序和服务通过统一的方式封装，提供统一的调用接口为上层服务提供支撑。

　　4) 平台服务层。该层负责构建系统基础核心服务和业务核心服务。其中基础服务层通过各种标准服务提供系统运行的支撑环境，业务服务层提供系统的业务组件，供上层组合调用，实现完成不同业务的子系统软件。

　　5) 接口层。该层分为硬件接口层和软件接口层。其中硬件接口层抽象信息采集的各种手段，为应用层和平台服务层提供硬件访问服务; 软件接口层提供与其他系统交互的接口。

　　6) 应用层。该层利用各层提供的服务，根据装备保障工作的任务和特点，通过插件、构件体系，按业务进行系统配置形成业务子系统，提供装备保障工作所需的业务管理、控制、分析和辅助决策功能，实现业务处理。其中资源服务层和平台服务层为系统的核心部分，构成服务器端系统。接口层和应用层提供给用户与系统的交互界面，构成客户端系统。服务端系统提供了资源存储、各种服务访问的接口方法，提供了负载均衡、容错冗余的机制，保证系统运行的可靠、安全。客户端系统提供了客户端软件集成的方法、规则、和运行环境，保障业务应用系统按需组装，实现整个系统单点登录、资源的控制访问，实现各种复杂业务功能。

　　3. 3 系统数据库设计

　　由于ESIS 涉及专业较多，难以全面介绍，因此在这里数据库的设计以“器材管理子系统”为例进行介绍。按照功能分类数据信息可以分为系统基础数据、库存管理数据、计划管理数据、旧品器材管理数据、统计查询数据、筹措供应管理数据等。每种类型的数据又可以进行细分，例如统计查询数据可以分为旧品器材收发明细数据、旧品器材收发单据、周转器材收发明细数据、周转器材收发单据等。其中周转器材收发单据数据所涉及到的数据表

　　4 基于Java EE 的系统实现

　　Java EE 是一套API 规范，它是标准化组件、容器、服务的集合，用于在一个明确的分布式计算系统中创建和部署分布式应用。它是J2EE 的发展和升级，引入了最新的规范和技术，大大简化了开发和部署流程。利用Java EE 作为基于SOA 的ESIS 的实现技术，可充分利用Java EE 的优点，简化服务器端软件的开发，并且方便客户端的调用。基于JavaEE 实现的ESIS 架构图。基于Java EE 的ESIS 实现架构中可以看出Java EE 体系采用EJB 3.0 或者Spring 进行业务逻辑的编写，由于SOA 中的业务是以服务为基础的，因此采用Spring 技术中的无状态会话bean 将业务逻辑层中的各个组件封装成Web 服务进行注入，使其具有松耦合、高内聚的特征; 用Hibernate 进行对象关系之间的映射，方便开发人员利用面向对象的知识解决数据存储问题。利用ESB 作为服务请求和调用的中介，这使得服务请求者无需直接将请求信息发送给服务提供者，而是先通过ESB 进行消息的中转; 请求消息处理后，ESB 再回传给服务请求者。而且，在ESB 和控制层之间加了服务调用层，该层用来调用服务的具体代码，服务代码需要根据ESB 中所获取服务描述文件( WSDL) 进行编写。

　　5 结束语

　　基于SOA 的ESIS 依靠军队的多级网络体系以及采用ESB 的部署方式，简单有效地重用和共享了原有的应用程序和资源，解决了当前装备保障信息化从所存在的各种问题。与其他信息系统相比具有独特优越性。将业务逻辑与界面实现相分离，使其耦合性降低，提高了系统的健壮性和代码的可复用性。系统提供了多种服务，集成了许多公用的功能模块，提高了开发的效率。解决了“信息孤岛”和历史遗留系统问题，实现各系统之间的互联互通，降低了开发的成本。但是也存在这一些缺点，例如软件设计过程较为复杂，包括很多软件设计的思想和设计模式，这对技术人员的要求较高; 而且开发语言比较单一，限制了技术人员的选择。下一步工作将改进和完善ESIS 的易用性，集成更多的服务降低其开发难度; 抽象SOA 的基础架构使其满足更多的应用。

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