体系结构大作业（软工13级）

软工13级

体系结构大作业

I

“面向电子政务的数据交换平台”体系结构设计

一. 总论

1.1 项目的主要内容及技术原理简述 1.1.1 项目背景

近十年来，Internet迅速伸展到世界各地，成为人们沟通信息和协同工作的有效工具。同时，Internet上巨大的计算资源、数据资源、软件资源以及各种数字化设备共同构成了生产、传播和使用知识的重要载体，以Internet为中心的计算机技术正在加速知识经济时代的到来。计算机信息系统的模式经历了单机模式、终端/主机模式和客户/服务器（C/S）模式三个重要阶段。随着以网络为中心的信息时代到来，信息系统正在向客户/网络模式方向发展，其中客户/网络模式以中间件技术为枢纽，其体系结构以客户端采用网络浏览器的多层B/S模式为典型代表。

作为除OS、DBMS之外的第三种基础性软件系统，中间件是一种位于平台和应用之间的软件系统和通用服务，为分布式应用的开发提供跨网络、跨平台的透明性和互操作性，从而可以集成异构应用系统，共享重要的应用服务和资源，实现快速开发和部署。近年来随着Internet的迅速普及和Web Service技术的兴起发展，应用程序将成为可编程的 Web 服务，使得中间件技术在外在形态、关键技术和应用模式上又面临一场深刻的变革。Internet下的Web服务中间件成为一种中间件技术走向，Web 服务代表并发展了已有组件技术和Web技术的结合方式，正在成为一种新颖而重要的中间件体系。

电子政务是政府在国民经济和社会信息化的背景下，应用现代计算机和网络技术，将政府的信息发布、管理、服务、沟通功能迁移到Internet上完成，从而提高政府办公效率，为整个国民经济和社会的信息化提供最强有力的支持。电子政务系统是采用Internet技术标准的面向政府机关内部、政府机关之间、政府机关与企业之间、以及政府机关与社会公众之间的综合信息服务与信息处理系统，电子政务系统的建设通过政府管理流程再造，构建和优化政府内部管理系统、决策支持系统、办公自动化系统，为政府信息管理、服务水平的提高提供强大的技术和咨询支持。所以说，电子政务是面向政府信息化的一种计算机网络信息系统的应用，实施电子政务的核心是建设政务应用，最终的目标就是建立电子政府。

电子政务系统的建设是一项业务内容复杂多变、涉及面广的系统工程，标准化是支持电子政务发展的重要基础和手段。不同的国家和地区在体制、政务机构体系、政务流程和

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管理模式等方面存在较大差距，因此，不同的国家和地区即使采用相同的技术手段，实现电子政务的业务流程和电子政务的标准化工作也存在较大差距。相对于电子政务发展的几个阶段和国外发达国家的电子政务发展情况而言，我国电子政务的发展建设尚处于起步阶段，但是电子政务应用和发展又不能直接照搬国外成功的经验，所能借鉴的只是电子政务发展中技术体系和政务应用构架方面成功的经验。

我国电子政务是在前期政府OA建设和政府上网工程基础上，于2002年初由国务院信息化领导小组确定电子政务是2002年全国信息化工作的重点，并于2002年成立了“国家电子政务标准化总体组”，负责组织和制定电子政务标准化工作。XX省信息化工作办公室于2002年完成XX省电子政务一期工程项目建议书、项目可研（代初步设计）报告，于2002年底从组织机构上成立了XX省电子政务网络管理中心，并于2003年初完成了XX省电子政务一期工程的招投标工作。XX省电子政务后续工程规划，拟通过数据交换平台建立XX省电子政务二级交换结构。

为了保证电子政务系统的先进性和可扩展性，电子政务的应用系统应该以B/S模式基于应用服务器进行部署。近年来，各级各部门信息化建设进行了大量的投资，建立了基于不同技术体系、不同应用数据规范和数据格式的应用系统，不同单位的信息化进程也差别甚大，从而导致电子政务从业务应用体系上来说存在以下一些特点：多种应用模式并存；内在多种应用之间联系紧密；各种业务应用规范性较差；各种业务应用规范不统一。

政务应用的特点和政府信息化建设的现状为电子政务的规划、发展和建设提出了一个不得不面临的问题：如何基于中间件技术并考虑到中间件技术的发展趋势，规划多层的应用参考模型，实现多种政务应用的统一标准、统一平台、互联互通、资源共享，有利于新的应用开发和已有的应用系统集成。

1.1.2 本项目的主要内容及技术原理

本项目正是针对上面的问题提出的：从应用角度出发，项目完全依托于国家电子政务总体技术框架和XX省电子政务工程建设的应用体系逻辑结构规划方案；从技术角度出发，项目充分考虑到计算机网络信息系统多层结构和最新的Web服务技术的发展。

本项目在相关技术的发展和政务应用业务的标准化基础上，基于Web技术、XML技术和J2EE标准，采用UML面向对象的软件工程建模方法，深入研究电子政务应用的参考模型、数据交换平台的数据适配和应用接口技术、XX省电子政务公文格式标准、文档路由处理、数据交换平台关键技术、数据交换平台的内部公文格式化处理和交换处理的标准化，

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形成“面向电子政务的数据交换平台”应用中间件软件产品。

从电子政务的应用体系角度来看，电子政务的多层应用体系结构以中间件为核心，面向后台数据库需要定义适配层访问数据，面向应用需要定义各种应用接口以支持应用的部署和数据交互。本项目在深入研究国家电子政务标准化和政务应用功能分析基础上，以数据交换平台为中心，研究电子政务应用的参考模型，定义数据交换平台的对外接口。参考模型的研究和设计根据信息系统建模原理进行，具体定义电子政务的应用接口、已有政务应用的集成接口、数据交换平台之间互操作的接口、交换平台的管理和监控接口、数据交换平台对后台数据库的数据访问接口等功能和规范定义。

从数据交换平台内部处理与交换的规范化角度来看，为了通过数据交换平台实现政务数据的交互和处理，需要在明确数据交换平台内部的构件和模块的功能基础上，明确定义构件和模块之间的各种数据内部表示和处理格式标准。本项目在数据交换平台内部处理与交换格式化研究方面，采用Web技术和XML技术，实现内部的公文格式化表示、数据交换格式、内部处理日志记录等规范化，具体定义：

? 内部公文的格式化表示标准：明确内部构件和模块处理的公文的格式标准，包括公

文的模式定义、公文头和公文体的结构属性、公文的元信息描述等；

? 内部公文的数据交换格式标准：定义内部构件或模块之间进行政务公文数据交换的

格式标准、相关的描述语法、数据导入和导出方式等，交换格式的定义包括政务公文模式结构中哪些数据、属性和描述需要在内部功能构件模块之间进行交互； ? 内部处理日志记录定义：记录内部公文格式化处理、内部格式转换、交换操作、例

外处理等方面日志，格式化处理日志记录了格式化处理的公文来源、操作目标、操作时间等；内部转换日志记录数据来源、数据去向、转换时间等相关信息；交换操作日志记录采用的格式标准、交换在哪些构件模块之间进行等；例外日志记录数据交换平台内部各种处理发生例外的时间、正在处理的事件和任务。

从数据交换平台的内部关键技术角度来看，数据交换平台旨在实现各种政务应用的数据交互和政务应用的集成，因此在研究电子政务应用参考模型基础上，需要深入研究数据交换平台内部的信息表示、处理、交换等技术，实现互联互通。本项目在数据交换平台内部核心技术的研究方面，采用Web技术和XML技术，研究数据交换平台的安全接口规范和内部的信息表示、处理、交换等技术的规范化，具体定义：

? 政务数据交换平台对后台数据访问的适配层和政务应用接口层的描述：对访问后台

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数据的适配功能、访问属性、政务应用接口功能等进行描述，描述语法采用XML； ? 安全体系：研究平台层面的安全服务和应用的安全接口，提供CA认证管理、安全

策略选择、安全日志管理、安全审计以及数据加密等功能和安全服务的集成； ? 基于公文标准化格式的内部流程定义标准：基于公文的格式标准，提供内部流程的

抽象定义，实现不同政务之间的应用流程数据交互；

? 基于公文格式标准的文档路由处理标准与策略：负责电子政务公文交换系统各个节

点的URL名称、地址分配和管理，并根据文档的结构确定文档处理的路由。 从“面向电子政务的数据交换平台”应用中间件软件产品技术开发和实现角度来看，在电子政务应用参考模型、数据交换平台的内部处理规范化和内部关键功能模块定义基础上，实现数据交换平台的原型系统进行测试和试用，在此基础上形成软件产品。本项目在具体工程实现上，基于Web技术和XML技术，采用UML面向对象的软件工程建模方法、J2EE技术，实现数据交换平台关键构件模块、接口定义，从而实现原型系统。工程实现方面包括：

? 数据交换平台数据适配层分析：根据工程视图，具体针对多种不同的后台数据库存

储方式，分析数据适配层的实现功能，并提供按照XML语法进行描述的转换功能； ? 数据交换平台内部功能分析：从工程实现的角度出发，分析数据交换平台的内部功

能实现内容和内部模块之间的交互接口；

? 数据交换平台应用接口层分析：从工程实现的角度出发，分析应用接入的接口； ? UML建模：采用UML建模方法对接口层和适配层的各种功能以及内部功能模块进

行建模分析，形成相关的类结构体系；

? 具体编码实现：基于UML模型进行编码，形成数据交换平台；

? 测试与改进：对数据交换平台进行具体的性能、功能和应用测试，针对测试暴露的

问题和不足进行改进。

1.2 项目的目的和意义

随着Internet的迅速普及和网络经济的全球化发展，电子政务在一些国家，特别是发达国家迅速发展。电子政务的发展经历了政府和用户没有互动的起步阶段、政府与用户的单向互动、政府与用户的双向互动、网上的事务处理几个阶段，目标就是实现政府管理服务职能的电子化、自动化。

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务应用都是建立在中间件甚至数据交换平台之上的，所基于的软件技术体系和平台都提供中间件访问服务，或支持JDBC与其他标准的访问方式。

应用系统的集成：面向数据集成的适配技术主要从数据层面上解决数据的访问适配，而应用集成主要从应用层面上考虑如何访问不同应用的多种数据源。项目拟采用EAI的应用集成方法，通过XML对应用中的数据和函数提供SOAP封装，把各种应用作为一种Web的服务，实现政务后端应用和Web的集成。

政务业务流程的集成：当对政务业务过程进行集成的时候，政务系统必须在各种政务业务系统中定义、授权和管理各种政务业务信息的交换，以便改进操作、减少成本、提高响应速度，数据交换格式标准的定义和从应用功能中进行分离为这种业务流程的集成提供了支持。此外，因为政务业务过程集成包括政务业务管理、政务流程进程模拟以及综合任务、流程、组织和进出信息的工作流，因此除了数据交换格式标准作为政务流程静态的数据定义以外，还需要定义面向政务流程的管理、任务、流程进程等描述的动态标准。 ? 管理与消息发布

管理是一个非常广泛的概念，数据交换平台的管理是指在中间件之上的管理功能，总的来说分为系统管理和业务管理。在数据交换平台上，系统管理实现对政务信息交换进行配置、管理和监控，包括数据管理、用户管理、应用模块管理、安全管理和系统运行时的管理模块，实现用户、组、角色、消息、审计、CA等管理和配置，且对传输网络系统、系统日志、系统事件进行监控。而业务管理包括转换规则表定义与管理、政务信息交换登记与标准管理、远程交换代理管理、政务信息服务注册与发布管理、政务信息的收发与交换控制管理等。

在系统管理的数据管理中，管理还包括：资源信息的分类管理、信息格式管理、信息归档与历史查询管理、信息的目录服务管理。

消息发布通过应用网关向多种通道进行内容发布，为移动用户和固定用户实体发布政务通知和消息。

? 安全支撑平台适配器

数据交换平台需要安全支撑平台为政务外网上的应用提供内部系统的安全服务和其他多种层次的安全服务，安全支撑平台主要提供数据传输安全、应用系统安全、用户身份认证与鉴别等功能，具体提供CA认证管理、防火墙管理，同时提供了安全策略选择、安全日志管理、安全审计等功能以及政务数据加密处理功能。通过VPN专网传输，在数据交换中

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心和局域网用户端配置防火墙以及IDS系统，保证了政务外网平台的内部系统的安全。采用电子印章技术，可以实现电子公文的排版、红头文件制作、电子公章加盖并加密生成电子公文，提高公文的防伪造、防篡改、防抵赖等安全性控制，同时在安全支撑平台中通过内置CA认证系统，实现身份识别、应用模块授权、电子签名等安全措施。

根据以上定义的参考模型的功能需求说明，请设计基于数据交换平台的系统体系结构。 要求：

1. 用“4+1”视图模型描述你针对需求的概念体系结构设计，并提交结果， 2. 如果系统开发使用ABSD方法，请按照ABSDM标准过程进行描述。 3. 关于这门课程以及完成大作业的总结和体会，不少于300字。

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