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基于耦合度的分布問題研究
基于耦合度的分布問題研究 中共廣州市委辦公廳自動化中心 汪勝 廣州工程總承包集團有限公司 時亞弘【摘要】 本文主要討論分布式應用系統(tǒng)中基于耦合度的用戶分布、功能分布和數(shù)據(jù)分布問題。
【關鍵詞】用戶分布，功能分布，數(shù)據(jù)分布，耦合度，領域知識，自動構造
隨著Client/Server結構應用系統(tǒng)復雜和擴大，其數(shù)據(jù)、功能和用戶的分布問題變得日益突出。合理有效地設計MIS系統(tǒng)模型是MIS系統(tǒng)能否有效發(fā)揮效率的關鍵。通常處理這些問題都是軟件開發(fā)人員根據(jù)其以往的開發(fā)經(jīng)驗，設計的好壞受人為因素影響很大，且方案因人而異。本文提出了基于耦合度的分布過程解決方案，并在此基礎上實現(xiàn)了一個分布的自動生成工具。
一、 分布問題
當我們根據(jù)系統(tǒng)的需求信息來設計基于三層Client/Server模型的MIS系統(tǒng)的時候，一個很重要的工作就是需要確定MIS系統(tǒng)由多少個客戶端、應用程序服務器和數(shù)據(jù)庫服務器組成，用戶、功能和數(shù)據(jù)是如何分布在客戶端、應用程序服務器和數(shù)據(jù)庫服務器上的。
對于一個MIS系統(tǒng)來說，我們都可以將它抽象分解為用戶集U={u1,u2,..,ul}、功能集F={f1,f2,..,fm}和數(shù)據(jù)集T={t1,t2,..,tn}。用戶通過調(diào)用功能集中的一些功能模塊，來存取數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)表。我們可以用圖1說明它們之間的關系：
本文所要討論的分布問題包括用戶分布(User Distribution)、功能分布(Function Distribution)和數(shù)據(jù)分布(Data Distribution)。用戶分布指的是根據(jù)系統(tǒng)的需求，決定如何在客戶端各個平臺上分配用戶，即每個客戶端允許哪些用戶使用。功能分布也稱處理(process)分布、事務(business)分布、邏輯(logic)分布，指的是如何在應用程序服務器各個平臺上分配功能，即決定哪些功能適合在哪些平臺上完成。數(shù)據(jù)分布的粒度大小可以是數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)表、行、列等，我們這里討論的數(shù)據(jù)分布邏輯單元是數(shù)據(jù)表(以下簡稱數(shù)據(jù))，數(shù)據(jù)分布指的是如何在數(shù)據(jù)庫服務器各個平臺上分配數(shù)據(jù)，即如何在服務器上組織這些數(shù)據(jù)。
二、耦合度的計算
在分布式MIS系統(tǒng)中，之所以有不同的客戶端、應用程序服務器和數(shù)據(jù)庫服務器，是因為用戶之間、功能之間和數(shù)據(jù)之間也存在著一種類似的不同“吸引力”。我們將這種“吸引力”取名為耦合度(Coupling Degree)。我們將兩個用戶分在同一個客戶端的可能性稱之為用戶耦合度，兩個功能分在同一個應用程序服務器的可能性稱之為功能耦合度，兩個數(shù)據(jù)分在同一個數(shù)據(jù)庫服務器的可能性稱之為數(shù)據(jù)表耦合度。這里討論耦合度，是因為耦合度是分布式MIS系統(tǒng)網(wǎng)絡節(jié)點劃分的依據(jù)。耦合度是不同種因素的函數(shù)。
耦合度=f(因素1，因素2，…，因素n)
用戶耦合度 用戶之間所屬關系、距離和特殊要求等因素都可能影響用戶耦合度大小。企業(yè)的部門和職務之間的所屬關系構成一棵部門職務關系樹或森林，葉結點為用戶。直接同屬一個部門的兩個用戶肯定比間接同屬一個部門的兩個用戶分在同一個客戶端的可能性要大。我們將兩個用戶到它們最近共同祖先的最大距離定義為兩個用戶之間的疏遠度，當兩個用戶分屬于兩棵關系樹時，它們的疏遠度為￥ 。如圖2所示的部門職務關系樹中，用戶u1(職務1)和u4(職務3)之間的疏遠度為2，用戶u1和u3(部門6)之間的疏遠度為3 。疏遠度越大其耦合度越小，我們給不同的疏遠度以不同的權值，這樣就可以折算為耦合度值。
兩個用戶相距400米以內(nèi)肯定比兩個用戶相距1公里以上分在同一個客戶端可能性要大。兩個用戶相距越近，其耦合度越大，用戶相距遠近給予不同的權值，以折算為耦合度值。針對企業(yè)的一些特殊要求，我們用程度詞來說明兩個用戶分在同一個客戶端的可能性，常見的程度詞如必須、盡可能、不可能、不能等等，我們給不同的程度詞以不同的權值，以折算為耦合度值。
功能耦合度 很明顯，調(diào)用功能1的所有用戶和調(diào)用功能2的所有用戶之間的關系越緊密，這兩個功能分在同一應用程序服務器的可能性就越大。這種用戶調(diào)用功能的關系對功能耦合度影響較大，但其它因素也影響功能耦合度大小。
數(shù)據(jù)耦合度 功能存取數(shù)據(jù)的關系對數(shù)據(jù)耦合度影響較大。其它影響數(shù)據(jù)耦合度大小的因素包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特殊要求、MIS系統(tǒng)要求等。
三、 分布過程
用戶、功能和數(shù)據(jù)分布主要是確立Client/Server系統(tǒng)結構。我們這里主要討論基于耦合度的用戶、功能和數(shù)據(jù)劃分過程，用戶、功能和數(shù)據(jù)耦合度是我們進行網(wǎng)絡節(jié)點劃分的依據(jù)。用戶、功能、數(shù)據(jù)分布需要解決兩個問題：1）MIS系統(tǒng)由多少個網(wǎng)絡節(jié)點組成。2）用戶、功能、數(shù)據(jù)是如何在這些網(wǎng)絡節(jié)點上分配的。這兩個問題的解決又是統(tǒng)一的，即如何進行網(wǎng)絡節(jié)點的劃分。下面我們以用戶分布為例，來說明分布過程的具體步驟。
設企業(yè)的用戶集合U={u1,u2,…um}，Lu為客戶端分組劃分的用戶耦合度下限。我們的目標是找出一個最小個數(shù)客戶端集合C={C1, C2, C3,…, Ck}，客戶端C1, C2, C3,…, Ckí U，滿足（1） C1, C2 C3 … Ck =U。（2）任意Ci∈C，Cj∈C，i≠j 有Ci∩Cj=φ。（3）若RF(ui，uj)
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