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1、C 1 工程与技术专业委员会学术研讨会论文集 D I I C O E 的基本 概念和技术特征 杨友烈 通信_ 程学院计 算机系， 南京 2 1 0 0 1 6 摘要C O E是九十年代内 形成，美军设计和建造军用系统的 新框架.本文简要 介绍其墓本概念 及其与 传统系统 开发不同的 主要技术特征. -t $ i Z D I I C O E 系统综合 互 操作 渐近开 发 概述 美军勇十 C I的观点要求 C l i系统进行前所未有的综合，达到高度的互操作性。国防信 息基础设施 ( D T I ) 公共运作 环境 ( C O E ) 则是实现这种综合 C 工系统的关键。 最初从各种 C 2 系统
2、中发 现一些通用的功能，如 制图、轨迹管理等往往以互不兼容的方式重复设计。若把这 类功能抽出来作成可扩充的低层构件供设计者采用， 必可加速开发进度， 节约经费。更为重 要的是从长期经验已 知， 不同系 统中完成相同功能时采用同一公共软件将显 著改 善互操作性。 这种思路导致开发D I 工 C O E .虽然这是从C I领域提出的问 题， 它的范围正 在扩展，目 前己 包 括了 后勤、运输、 基地支持、人事、 医疗卫生、财政等领域。 实际 是 D I S A 在建中的系 统都采 用D I I C O E , 所有D 工 S A 的旧系 统也 要往采用D I I C O E 过渡。 美国防部长办公
3、室1 9 9 6 年曾有指 令l 7 规定，除 武器控制系统外，一切军用系 统都应采用D I I C O E D I 工 C O E 的概念代表了 美国工 业和政府部门开放系统渐近开发的顶峰。 汇集了 美军和许多 公司的经验，所形成的C O E是设 计和 建造军用系统的新框架。公共功能采 用军队和公司 提供， 经过实用验证了的软件，增加新功能和综合系统的设计过程已经成熟 现在 C O E概念己 成了 一种增加军用系统互操作性， 减少 开发时间，增加作战能力，迅速更新技术，使培训要求和 牛命周期帮用减到最少的一种策略。 D I I C O E的基本概念 基于D I 工C O E的系 统体系结构
4、可以 用图1 简单表示。 它用一 种三级客户/ 服务 器环境使在 L A N / W A N 上互连的数据服务 器， 应用服务器和工作站协同几 _ 作。 数据服务器和应用服务 器可以 有多个。 数据服务器是所有数据库的储存装置， 在 L A N体系结构的 合适位置可以重复配置以 提高性能，平衡负载。 C O E 保证重复的数据库保持同步。通常还有其它服务器，图中没有示明。 从设计和建造基于D I I C O E 的系统 看， D I I C O E 的 基本概念表现在如卜 四个方面: 2，D I I C O E 是系 统设计的共同基础 图2简要表明D 工 S A ( 国 防信息系统局) 的不同
5、 应用系统如何以同 一个C O E 为基础。 粗框 内的全部内容组成 C O E 。它包括一组可重 用软件的 构件集，一组A P I ， 一组开发工 具及一组 标 准。应用系统设计者按需要选用 C O E部件，通过同一组 A P I存取 C O E部件，用同一种方法进 C 1 工程与技术专业委员会学术研讨会论文集 行综合，同一组工具确保遵守 C O E的准则。不同系统中相同的功能严格采用同一个 C O E软件 实现， 从而把 互操作的问 题减到 最少。 2 . 2 D I I C O E 是一种围 绕客户 / 服务器模型设计的开放体系结构 软件按功能划分包装成段， 组成可管理的小单元，加入或移
6、出系统都很方便。 按功能将软 件包装成段的方法还给系 统配置提供了许多灵活性， 使工作站满足特定任务需要又保持硬件 减到最少;工作站人员 进行现场更新时只要用简单一致的 面向图形的 用户接口替换有关的段 即可。 这一点私 M i c r o s o f t W i n d o w s的范型相似。 基本设 想是 提供一个标准环境， 一组程序 设计标准， 说吠 怎样给环境增加新功能。W i n d o w s范型是一种 “ 系统联合” ;即 正确设 计的多 个应用系统在同一环境内 并存_r 作。 D I I C O E要求更进一步能 达到真止的“ 系统综合， ;即要 求不同 使命的 应用系统在服务
7、器级能共享数据。 这是一种要求更高的体系结构，必须按严格 的标准正确地建立加入系统的部件。 目澳 鳖旦 因 R o i . K G 路由器 加密/ 复 份州 W in d o w s W o 1庶 U n i x W 。 工 作 站 旦酶 图 1 DI I 概念中的L A N体系结构 C I 工程与技术专业委员会学术研讨会论文集 2 . 3 D I C O E 是一套基准实现。 图 2粗框中提供的应用系统公用的各种功能是重用软件和互操作的关键。选择那些功能 部 件组成 这种基准实现，决定了 这种C O E 所能适用的使命领域的广度和特性。随 着技术更新， 基 准实现 可能改变，但渐进过程总保持
8、向后 兼容。 C O E 内 包含的 功能 段被分为 三层， 只有内核每个上作站都不可少。内核里的C O E 工具用来 安装 其它的段。 从安 装次序看，内核里需要定义一组功能子集.叫 C O E引导程 序。因为段要 用特殊的C O E 程序 ( 段安装工具)进行安 装。 而操作系统、窗口 等都是C O T S 软 件，并不采用 段的 格式:典型的安装办法是先按硬件供应商的指导装入操作系统和窗口 环境，再装入 C O E 段安装工具。内 核保证各工作站引导达成的初始环境相同。此后就可以用段安装工具装入内 核其余的C O E 部件或特殊用户、任务所需 要的 段。 C O E 有创建配置定义的能
9、力， 说明 哪些段应 装入哪些T作站。 A- M A I 民 而 .1 。 c s、 11 : c P N ll三习 开发工具标准AP I 相关MCG 其中， 被广泛使用的功能也可综合入C O E ， 成为一个C O E 部 件。 C O E 的实现策略很 注意改 造旧系 统， 使之逐步过渡到完全以C O E 为基础。 过渡中 坚持采 用 公 共A P I ，只有公共A P I 才是C O E 生 命周期始终有效的接口 。 无论是开发新应用或过渡旧系统，从系统开发者来看， C O E就是一个开放客户/ 服务器体 系结构，它给使命应用程序提供一整套服务和已 建的 功能 块。开发者的工作只是从 C
10、 O E中选 定那 些有用的部件加以装配，真要进行的开发 作仅是特定领域使命所需要的专用部件:许 多 情况下只是增加 一些新的F 拉菜单条目 和图标。 3 . E l l C O E的技术特征 D I 工C O E 将体系结 构、 标准、 技术要求、 软件重用、 共享数据、 互操作、自 动综合等问 题 归纳成一个能相互很好适应的系统开发框架，以 下介绍它与传统系统开发不同的主要技术特 征。 31段是基于 C O 的系统基本组成部件 除低层引导C O E部件外，基于 C O E的系统 将所有软件和数据都包装成段。 每个段包 含一 个或多个计算机软件可配置对象，使它们实现的 功能 容易移 入或移出
11、系统。 C O E的基本原则是 段不能 直接修改属于其 它段的文件、日 录、 操作系统和窗口 环境。必要扩充基本环境时须通 过 C O E提供的工 具， 避免软件间 环境相互作用造成综合时的困难。段被划分为六种类型和六 种不同的属性以便于管理。 要严格按照C O E 和工 使用非标准S Q L 的数据库段也应有文档记录， 而且只要可能就单独包装成段。7 级称可互操作顺应性级。这时 段重用 C O E部件以 保证互操作性， 其中包括 C O E提 供的 通信接口 ，消息分析器， 数据库段， 轨迹数据单元和后勤服务等。 通过公 共的A P I存取 C O E部 什，个别例外应有文档记录。 段不 重
12、复C O E部 件的任何功能。数据库段内的 数据对象都要遵守D o D 8 3 2 0指令的标准。8 级称完 全 D I 工顺应性级。开发出的这类新功能段完全综合入系统 ( 例如尽可能使用 C O E服务) ，并可 经由执行管理程序使用。完全顺应样式准则，只采用公共的 A P 工 ，不重复任何 C O E部件及其它 使 命应用或数据库段的功能。 运行时环境是 I - 4级的系统只能保证在同一现场应用时不致发生破坏性的干扰。达到 5 级的系统才能安全 共享同一硬 件平台， 但仍 保留 着 “ 烟囱 式”的特点。 6 - 8 级通过减少 重复功 能， 增进数据共享，并使系统对用户变得好像是一个整体
13、，逐步加深综合， 最终成为完全综 合的系统。 根据C I S R 综合特别工 作组， 综合体系结构小组的方案，工 特点是应用程序能共享数据显示， 并通过公共数据模型交换信息。 它能 在局部分布环境下共享 信息和共享应用功能。中等级即分布系统: 特点是具备标准接口 C1 Tip. 与技术专业委员会学术研讨会论文集 的客户 / 服务器环境和分 布计算 服务。 容许交换异构数据 ( 如有重叠部分的 地图或加注解的图 像) 和高 级协作。 互操作可通过 ” ，技术和基本 D I I功能部 件达到 在应用程序间实 现剪贴的 程度。基本级即 分离系统交互:特点是对等连接的系统可以交换同类数据 ( 如电子邮
14、件，格 式化消息) 。互操作能达到 用接口 技术和提供输入/ 输出功能的办公自 动化产品实现的程度。 顺应性和互操作能力的对应关系如表 1 。由 于这两种级别针 对的目 标和重点不同，对应的 界 线不是十分清楚 但可以 看出 的重要结论是:按D I I C O E 的方法加深综合的结果， 随着D I I 顺应性级别提高， 互操作能力白 动加强。当各系统准确用同一软件完成同一功能， 从同一数 据库段获取数据单元时，就达到完全顺应性级和总体 互操作能力。 顺便指出，互操作交换数 据达到不须经过中 介格式时，可互操作的系统从同 一数据就会得到完全相同的答案。通过接 口 交换数据的系 统则不能保证如此
15、:这是因为在数据交换中可能损失了数据精度。 表 1 顺应性和互操作能力的对应关系 DI I顺应性级 互操作能力级 1 标准 基本 2网 络 基本 3 工作站 基本。中等 4 引导 基本，中等 5 最小基本，中等 6 中等 中等 7 可互 操作 中等，高级，总体 B全一总 体 段的 顺应性要逐个检 验。工 而 且在 C O E 环境 下 通过规定的测试。 CI 工程与技术专业委员会学术研讨会论文集 提交给 S S A的段都被放入软件 储存库。首先进行单独测试， 然后作为可交付使用系统的 一部分进行测试。 验证中每一步使 用的F 具都与开发 者开发过程中使用的完全相同 这种方 法使开发者直接承担了
16、许多综合的责任。 一般传统方法在系统综合阶段所做的工作变成只是 验证开发者的工作是否正 确。只有达到顺 应性 8 级， 或者是 顺应性 7 级但有过渡到8级的计 划的 产品 才正 式被 接收为D 丁 S A 可配用的 产品。顺应性达到5 级的 产品 也接收装 入联 机库，但 只安装在选定的 某些现 场作为供用户评估， 取得反馈信息的原型，并不推) “ 使用。 使用 C O E提供的自 动化安装工具加载并联接段，可按段的需 要改变环境， 使己 授权的用 户能利用新加载的段;可标出段间相互冲突的 地方。传统的系统综合方法简化成只是加载并 测试。由于段是由许多不同部队和机关提供， 一个 段还可能由许多个体参与开发，自 动化综 合特别必要。 改 造旧系统，过渡到基于 C O E的系统同样要经过上述各阶段。 特点是在开 发阶段的工作 是 把旧系统的部件综合入C O E 。重用C O E 并达到D I 工 顺应性的关键是只
