基于web service的分布计算及其在交通统计中的应用设想

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1、基于W e bS e r v i c e 的分布计算及其在 交通统计中的应用设想 张广业 ( 广东省交通档案信息管理中心) 摘要：本文介绍了分布计算的产生历程与相关理论，介绍了W e bS e r v i c e 这种新技术，并 针对交通统计工作的数据量大、数据来源广、处理难度大的特点，提出了一个基于 网络服务W e bS e r v i c e 的交通统计工作的解决方案。利用W e b S e r v i c e 开放、跨平台、 语言无关、安全可靠等特点，可以很方便的进行大量数据的远程传送、收集和计算， 而且这个过程是非常安全的，同时可以把部分数据检查的工作交给计算机，大大减 轻了工作量。使

2、用这种方法不但可以大大简化抽样数据的提交过程，并能在收集完 成之后以分布计算的方式对大量的抽样数据进行处理，有效地提高了交通部门的工 作效率。本文对此设想提出了一个系统模型和可行性分析。 关键字：交通统计分布计算W e bS e r v i c e 三层模型 1 交通统计综述及问题的提出 公路、水路运输统计是燕个交通运输统计系统和国民经济统计体系的重要组成部分。搞 好此项工作，对国家及各级交通主管部门正确制定交通运输发展战略、方针和政策，协调交 通运输与国民经济发展的关系，编制规划、计划，加强公路、水路运输市场的管理，考核运 输业生产成果具有重要意义。 分层二阶不等概率抽样调查法是一种相当科学

3、的调查统计方案，它能保证精度，操作性 好，适宜在行业运输量统计调查中使用。目前的数据收集过程为：样本车辆调查表收集齐全 以后，逐级进行审核，包括登记内容是否完整，计算是否正确，对发现问题的要及时进行澄 清纠正。经审核的调查表，以地区为单位按统一的数据库设计要求进行数据录入。为保证录 入质量，应按规定的检查程序进行逻辑检查与异常数据检查，以便及时发现并纠正录入中的 问题。经检查后的数据以软盘形式提交给省级进行统一汇总与处理。有关资料( 含软盘) 保 存5 年。 但是，这种用软盘提交数据的方式存在以下问题： 数据保密问题，一旦软盘丢失，数据将很容易泄漏。 数据安全问题，软盘容易损坏，一旦损坏，数据

4、将丢失。 数据处理问题，经软盘提交的数据，一般都要进行二次输入( 拷贝数据、手工汇总) 。 这个过程容易出错，可能会影响最后统计结果。 2 8 8 能否找到一种方便快捷而且安全可靠的统计数据提交方法，来取代传统的软盘呢? 答案 是肯定的。基于网络服务( W e bS e r v i c e ) 的分布处理方式能一一解决这些问题。W e b S e r v i c e 凭借特有的开放性，并且与网络紧密结合，再借助于操作方便的软件，就能使数据提交的过 程大大简化。下面将尝试对基于w 曲S e r v i c e 的分布计算在交通统计工作中的应用提出一个 设想，希望能对最终的解决方案有所帮助。与此同

5、时，该设想方案比较能配合现在正在进行 的政府上网工程，也是对旧有工作模式的一种改革，可以说是相当有意义的。 2 基于W E B 的分布计算综述 在讨论所有问题之前，先介绍一下基于W e b 的分布计算。 2 1 分布计算 分布计算是计算机科学的一个新领域，是发掘计算机潜能的一个有效途径，同时也是计 算机科学发展的一个重要方向。 2 1 1 分布计算的概念 基于W E B 的分布计算就是通过互联网或局域网把分散的计算资源连接起来加以利用并 进行运算任务的计算方法，它最大的特点就是：分布。分布计算为需要进行大型计算任务的 公司或组织开启了一道大门。它的工作方式是把大型的任务分割成很多较小的任务，然

6、后这些 任务将被分布到很多计算机上，通过网络同时在这些计算机上运行，其情形就如同在一个私有 网络内运行一样。 W W W ( W o r l dw i d ew e b ) 服务使得I n t e m e t I n t r a n e t 越来越流行，如果能够将地理上分布 的计算机资源通过w w w 服务相联系，实现一定范围内的计算资源共享，这对需要大量运算 的社会部门，比如交通部门来讲，实现分布计算将具有很大的发展前途。 2 1 2 分布计算的主要部件三层模型 分布式计算系统由许多构件组成，这些构件通过网络分布并相互作用，实现特定功能。其 主要部件为： ( 1 ) 表示逻辑 应用系统的图形

7、用户构件，用来管理键盘与鼠标输入、屏幕绘制及窗1 2 1 操作。也就是用 户界面。 ( 2 ) 商务逻辑 完成应用功能的商务处理逻辑。 ( 3 ) 数据库逻辑 用来操纵应用中数据的代码和由D B M S 完成的对数据的实际处理。这些部件的位置决 定了计算环境的类型、客户，服务器模式，也是一种分布计算模式。 2 2 为什么需要分布计算 很明显，这是计算行业向前发展的必然方向。在实践中，为了使某些工作更好的完成， 人们不外乎采用三种方法：一是加倍努力工作，二是更聪明的工作，三是获得其他人的帮助。 这三种方法反映在计算机技术领域中就变成了：努力工作类似于硬件能力的提高，聪明工作 意味着采用更优良的算

8、法，至于获得帮助就是采用多处理器进行并行计算或运用分布计算技 术让别人的计算机帮助自己完成工作。 另一方面，计算机硬件技术即将成为计算机计算能力提高的瓶颈。爱因斯坦的相对论指 出，任何物质传输速度不可能超过光速，电子运动传输速度约为光速的一半，因此，单机的 运算速度在理论上是有上限的。同时，元器件的物理尺寸受氢原子直径的限制不可能无限变 小，越来越密的封装电路板会出现各种干扰效应，因此，单机的速度在实现技术上也会有限 制。另外，功耗散热问题是制约巨型机发展的重要障碍。即使新技术的采用能使当前的硬件 能力有突破性的提高，单个C P U 也满足不了多个I O 设备的处理速度要求，满足不了大容量 存

9、储器对处理能力的要求，易出现信号的拥挤堵塞现象，使系统性能下降。协同计算正成为 越来越重要的需求，异构系统之间、传统系统和新系统之间、异地用户之间需要实现资源共 享、优势互补的协同工作环境。 随着基于网络的分布计算的兴起，使并行系统更具备了低投入、可扩展、贴近普通用户、 易使用等特点，为分布计算注入了新的生命力。 因此，自然形成了分布计算的思想，即一种可行的替代单机计算的方法是将多台计算机 连接起来，协同计算。分布是实现计算机能力突破极限的根本手段。 分布计算正在被广泛应用在医学研究、密码破译、科学计算、图像处理、信息共享等领 域。 由U n i t e dD e v i c e 与I n t

10、 e l 、牛津大学、世界癌症研究组织主办的癌症研究计划就是其中一 个例子。U D 通过向外发布客户端程序的方式，利用广大互联网计算机的空闲计算能力去寻 找癌症药物，现在已经取得了相当的成果。在密码学领域，用分布计算对1 0 0 位以上的大数 进行因子分解已经取得了成功，再次证明分布计算可以发挥出比超级计算机更强大的计算能 力。另外，利用分布计算进行图像渲染、文件共享、协同工作等任务都取得了非常瞩目的成 就。 2 3 分布计算的程序模式 分布计算的编程模型有很多种，比较有代表性的有进程模型( P r o c e s sF a r m ) 、工作池模 型( W o r k P 0 0 1 ) 等

11、。 2 3 1 进程模式( P r o c e s sF a r m ) ( 图1 ) 主程序与子程序之间的关系非常密切，而且子进程之间有严格的逻辑关系。一般而言， 子进程负责的工作是不同的，换句话说，使用这种模型需要编制若干不同的予程序负责不同 的计算任务。同时，系统要有完备的进程调度机制和计算结果收集机制来确保任务顺利进行。 这种模型适用于粒度小、针对性强的任务，如某些大型图形系统。 圈1 进程模式( 1 o c e $ $ F a r m ) 示意图 2 3 2 工作池模型( W o r kP 0 0 1 ) ( 图2 ) 与进程模型相比，工作池模型灵活性很大，它适用于粒度较大的任务。同

12、时，子程序的 功能是一样的，也就是说只需开发一个予程序就可以完成所有工作。子程序之间的关系是松 散耦合的，甚至是没有任何关系的，它们之间不需要通讯，主程序也无需付出额外的代价调 度他们，他们的任务就是计算，然后把结果返回。使用这种模型的例子有上面提到过的U D 和I n t e l 的癌症药物研究计划，还有S E T I H o m e ( 寻找外星人计划) 和对大数进行因数分解 的工作等。 图2 工作池模型( W o r kP 0 0 1 ) 示意图 3 网络服务( w 曲S e r v i c e ) 与概念化的分布计算相比，网络服务W e bS e r v i c e 是一种具体的计算机

13、技术，是实现分 布计算的其中一种工具。目前有多家公司和组织，如微软、m M 、O M G 等在开发类似的技术。 W e bS e r v i c e 正如它的名字，生来就与网络密不可分，它提供了一种开放体系，通过一条无形 的桥梁t f r l P 。使拥有W e bS e r v i c e 的远方的计算机就像在你身边一样。 3 1W e bS e r v i c e 简介 W e bS e r v i c e 是封装成单个实体并发布到网络上供其他程序使用的功能集合。W e bS e r v i c e 是用于创建开放分布式系统的构件，可以使公司和个人迅速且廉价地向全世界提供其数据服 务。 举

14、个例子：有一家擅于图像处理的公司，他们掌握了非常高超的图像生成技术，可以用 来美化网页，于是，他们建立了一个W e bS e r v i c e ，当中包含了他们所擅长的图像生成技术。 而世界各地的用户都可以利用这个W e bS e r v i c e 生成非常漂亮的圈形来美化他们的个人主页， 他们要做的仅仅是在网页中调用这个W e bS e r v i c e 。 3 2W e bS e r v i c e 的特点 W e bS e r v i c e 是下一代分布式系统的核心，它具有如下特点： ( 1 ) 互操作性 任何的W e bS e r v i c e 都可以与其他W e bS e

15、r v i c e 进行交互。由于有了S O A P ( S i m p l eO b j e c t A c c e s s P r o t o c 0 1 ) 这个所有主要供应商都支持的新标准协议，因焉避免了在C O R B A 、D C O M 和其他协议之间转换的麻烦。还因为可以使用任何语言来编写W e bS e r v i c e ，因此开发者无 须更改其开发环境，就可生产和使用W e bS e r v i c e 。 ( 2 ) 普遍性 W e bS e r v i c e 使用 f I r r P 和X M L 进行通信，因此，任何支持这些技术的设备都可以拥 有和访问W e bS

16、 e r v i c e 。 ( 3 ) 易用性 W e bS e r v i c e 背后的概念易于理解，并且有来自I B M 和微软这样的供应商的免费工具箱 能够让开发者快速创建和部署W e b S e r v i c e 。此外，其中的某些工具箱还可以让已有的C O M 组件和J a v a B e a n 方便地成为W e bS e r v i c e 。 ( 4 ) 行业支持 所有主要的供应商都支持S O A P 和周边W e bS e r v i c e 技术。例如，微软的N e t 平台就 基于W e bS e r v i c e ，因此用V i s u a lB a s i c 编写的组件很容易作为W e bS e r v i c e 部署，并可以被 2 9 1 I B MV i s u a l A g e 编写的W e bS e r v i c e 使用。 4 基于W e bS e r v i c e 分布计算在交通统计中的一个应用方案 针对软盘提交的安全保密性和操作不便等不足之处，我们可以用W e bS e r v