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1、摘要：传统的管理方式和工作方式正在经受一场变革，社会逐步由个人工作时代迈入协同摘要：传统的管理方式和工作方式正在经受一场变革，社会逐步由个人工作时代迈入协同 工作时代。先进的技术，如计算机网络技术、通讯技术、多媒体技术和群件技术共同构成工作时代。先进的技术，如计算机网络技术、通讯技术、多媒体技术和群件技术共同构成 了协同计算环境，可以使不同地域、不同时间、不同文化背景的人们能够协调一致地为某了协同计算环境，可以使不同地域、不同时间、不同文化背景的人们能够协调一致地为某 项任务而共同工作，本文将具体讲述协同计算的发展和它的组成，而且在文中对组通信以项任务而共同工作，本文将具体讲述协同计算的发展和
2、它的组成，而且在文中对组通信以 及共享控制也将会做出具体讲解。及共享控制也将会做出具体讲解。第一章第一章协同计算与组通信协同计算与组通信1.1 协同计算的发展随着时代的快速发展，追求速度和效率已经成为了当今世界的主题，人们通常希望群件能够从非协作型的单用户模式无缝的过渡到两个用户之间或多个用户之间的协作模式，能够实现在同一平台下共同工作，例如希望多用户协同工作的文字编辑器与单用户独立使用的编辑器具有类似的界面和工具。但是用户规模的任意扩展并不是一个容易达到的要求，而这个时候协同计算这个概念便应运而生。对 CSCW 的研究是始于 20 世纪 80 年代中期，在随后的年代里，CSCW 逐渐形成了一
3、个与分布式系统，计算机通信，人机交互，人工智能和社会科学等多门学科相关的研究领域。近年来随着多媒体技术和高速网络技术的发展，CSCW 与电视会议结合产生了功能更强大的分布式同步协作计算系统，这也被称为多媒体合作工作系统，在这样的系统中，由于合作者之间听得见，看得见，增强了人和人之间的交流。同时，在这类系统的共享工作空间（如白板，共享的编辑器等）中，操作是实时的，操作的对象不仅包括静态媒体，也可以包括实施媒体。1.2 协同计算的概念及组成1.2.1 协同计算的概念协同计算11（CSCW） ，或称为计算机支持的协同工作，是指两个或两个以上的人使用各自的计算机合作完成同一项工作，或共同解决同一问题。
4、能够支持这样的组工作的系统被称为群件。群件的实质在于为协同工作的合作者创造一个共享的空间，以使他们能有效的完成同一项工作，其利用计算机技术，网络与通信技术，多媒体技术以及人机接口技术，将时间上分离，空间上分布而工作上又相互依赖的多个协作成员及其活动有机的组织起来，以共同完成某一项任务的分布式计算环境23，CSCW 体现并符合信息时代人们工作的群体性，交互性，分布性和协同特性3,又被称为群组计算。1.2.2 协同计算的基本组成CSCW 系统的基本组成元素可归纳为成员角色、共享对象、协作活动和协作事件 4 类4，图 14是一种通用的 CSCW 系统设计开发体系结构，用来描述计算机信息技术、CSCW
5、 开发者、用户与设计者开发者接口、CSCW 用户和设计者 4 个层次之间的关系，这四层模型是从系统开发者的角度讨论 CSCW 系统框架，并且有待进一步细化。CSCW 用户和设计者领域用户/设计者窗口CSCW 开发领域 计算机科学技术与信息技术领域 图图 1 1 通用的通用的 CSCWCSCW 系统设计开发体系结构系统设计开发体系结构1.3 协同计算的分类CSCW 通常通过对某些特征的区别来进行分类。需求 约束用户 设计者协助用户要求协助开发者理解请求讨 评 论 价CSCW 应用通用主持功能 特殊支持功能CSCW 开发环境通信与分布式系统支持OSI TCP/IP用户规模： 单个用户多个用户 同一
6、地点 多媒体邮件BBS不同地点图图 2 2图 2 给出了从时间，空间和用户规模进行分类的情况。从时间上看，CSCW 分为异步和同步两种。在异步 CSCW 中，合作者的协作活动发生在不同的时间段内，例如电子邮件发信人的发信时间和收信人的读信时间是不同的；而同步 CSCW 中的协作活动则发生在同一时间内，例如电话会议、即时通信或实施决策系统中、合作者实时的进行交谈和讨论。从地点上来看，写作可能发生在同一地点，例如在同一房间内进行的会面，协作也可能在处于不同地域的合作者之间，这些合作者通过 LAN，或 WAN 进行通信。从用户规模上看，有一个用户和另一个用户之间的协作，也有两个以上的用户，或多个用户
7、组之间的协作。除了以上三种分类方法外，CSCW 的分类还可以依照控制方式（集中，或分散）的合作意识的强弱等进行。因此我们将 CSCW 技术引入到分布式计算中来，以解决分布应用之间的协同工作与控制问题，计算机支持的协同工作就是在计算机网络环境下，为完成一个共同的任务，群体各成员协同工作，在这种模式中，计算机之间不仅仅像在分布式计算中那样互相传递数据，实现信息共享，而且要进行更深层次的共享，也就是说用两台或更多的计算机来共同完成处理一个任务。1.4 协同计算的目的协同计算的目的是支持一组用户协同的完成一个任务，协同通过交互而实现，因而常根据交互形式和交互各方的地理位置对协同计算系统进行分类，通常可
8、以将协同计算系统分为面对面交互系统（如桌面会议系统 Captureab6,Colab7等） ，异步交互系统（如电子笔记薄，留言条等） ，以及异步分布式交互系统（如信件系统，电子邮件等） 。1.5 计算机支持的协同工作的研究内容计算机支持的协同工作的研究与开发所涉及的“计算机和通讯技术”方面属于计算机与通讯技术的研究范畴，主要研究以下 6 个方面5：1：交流模型的抽象。把不同民族，不同国籍的人们之间的相互交流的方式抽象成计算机能识别和处理的结构和模型，这方面的研究包括：交互模型，协调方式，协作透明性和可视化等。2：支持协同工作的工具和群件。研究支持协同工作系统开发的各种工具和具有群体感知特征的协
9、调工作支撑软件系统群件。支持协同工作的工具集的研究主要包括：协同软件体系结构支撑工具，程序设计抽象支撑工具和界面支撑工具等。群建的研究主要包括网络会议系统，白板讨论系统和虚拟社区系统。3：分布式处理方式。研究支持群组工作的分布式处理模型和软件结构，其结构有集中式，全复制式和混合式三种，各种结构各有优缺点，应根据具体的工作情形，有选择的使用。此外，针对相应的结构研究用户操作的并发控制和数据的一致性维护技术。4：多媒体信息处理技术。多媒体信息是营造群组工作虚拟工作空间的切实可行否的方式，就如何为群组内成员提供必备的声音，图像和，动画和文字信息表现方式，以达到群体协同工作之目的。5：高速实时的网络技
10、术。 ；传统的网络设施及协议难以满足同步实时协同系统的要求，故应对网络基础设施及协议进行研究，使网络能提供多联接，多媒体控制，多逻辑信道控制，可靠的多点传输通讯和高速实时通讯等功能。6：智能用户界面技术。智能用户界面能为群组成员协同工作提供易于操作的环境。智能用户界面技术研究主要包括多媒体显示技术、多媒体输入输出操作方、语音识别、人物表情识别和姿势识别等。这些技术的研究将为自然真实和易用的协同计算系统的开发打下良好的基础。1.6 协同系统的组成与系统软件结构协同系统的部件与非协同系统的部件一样，均是由模块，层，线程，过程和备份组成，只是协同系统应用了特定的技术对其进行分解 ，因此 Prasun
11、 Dewan 提出了一个分层的系统结构：图 3。Out put Input图图 3 3：协同系统结构协同系统结构现存的协同系统软件运行时结构大致分为三种结构5：集中式，复制式和混合式。集中式结构：这种结构有一个或若干个服务器节点负责整个绘Layer L(Semantics)Layer R+1(Base)Layer R (Branch Point)Layer R (Branch Point)Layer 2Layer 2Layer R (Workstation)Layer R (Workstation)会话过程中的管理，协调和通信转发，其优点是易于实现和管理，但系统效率不高。稳定和安全性不好，一是
12、各客户节点的延迟，二是中央节点称为整个系统的瓶颈。复制式结构：针对集中式的缺点，复制式将应用程序复制在所有的参与工作的用户节点上，复制式的应用允许相应用户的个性行为存在，在该结构的系统中，用户操作响应快，但必须区分本地操作与远程操作，同时注意同步化各副本的执行，以使他们不至于颠沛执行，即：并发控制。人们必须对操作的及时性和结构的一致性间做出权衡。另外，用户欲建立对象的一个副本时，需采用广播机制，网络通信耗费大。混合式结构：混合式介于集中式和复制式之间，他作为前两种的权衡，采用集中式的状态更新，分布式的用户操作，避免了使用广播机制，使之能够在较大规模的协作系统中使用。在混合式系统中用户交互动作只
13、经过对话模块处理，提高了反馈速度，但无法直接传达给其他用户，一定程度上降低了协同的效率。CSCW 是跨学科，跨领域的崭新研究领域，目前国内外 CSCW 研究已经涉及多媒体信息处理技术，通信技术，分布式计算技术，也涉及心理学，管理科学等多种学科。随着研究的深入，人们建立了很多支持群体 CSCW 进行协同工作的通用工具，如白板工具，应用共享等，建立这些通用工具的主要目的就是给群体成员提供一种交流思想，发现和协调冲突的协同工作手段8 。1.7 组通信的概念及组成1.7.1 组通信概念在 CSCW 中组通信也发挥着不可替代的作用，组通信1是指能够支持同步（或异步）协同工作的多个用户之间的通信，组通信是
14、建立在支持多播的网络之上的。多播提供了有效的完成一点至多点，或多点至多点数据传输的手段，而构成协同工作的环境还需要组通信来支持，图 4 中的组通信代理由组聚集，会议和应用共享 3 个主要部分组成。图图 4 4组聚集向用户提供组织组活动的方法，以及获取关于组成员，正在进行的组活动或其他静态或动态信息的方法。组聚集通常分为同步和异步两类同步方法使用目录服务和显示邀请，通过目录服务和显示邀请，通过目录服务用户可以获取存储在信息库中的有关组活动的名称、参加者、参加者的角色和权限等信息。所谓显示邀请是指活动的发起者需要通过点对点、点对多、或多点对多点的方式向合作者发出邀请，才能组织起组活动。异步组聚集可
15、以通过电子应用组聚集 会议 应用共享通信服务（传送层）应用组聚集 会议 应用共享通信服务（传递层）应用组聚集 会议 应用共享通信服务（传递层）多点通信网络邮件或公告牌来实现，即将正在（或将要）进行的组活动及其参加者的有关信息放在邮件中或公布在公告牌上。此外，WWW 也提供了一种查询组活动信息的方法。1.7.2 会议控制方式的分类组通信代理的会议部分对实施媒体的通信进行管理，组活动参与者的图像和声音的交换是十分重要的，因为他创造了参考者面对面会见的感觉。会议控制方式1一般分为集中式和分布式两种：1. 在集中式会议控制中，发起者首先向合作者发出显示邀请（这暗含着发起者已知合作者的地址，而这些地址可以从中央目录服务器中获得）,每一个合作者要回复发起者他是否愿意参加会议。然后再愿意参加的合作者之间进行会议有关策略的协商，同时将有关会议的信息存入中央信息库，并利用可靠的消息传递机制将共享的回忆状态信息通知所有参加者。这种控制方式的优点是控制方便，而且对每一个参与者而言，回忆状态信息是一致的其缺点是，当有一个新成员加入会议时，必须向每一个成员发送会议状态变更的消息，在新的会议状态建立之前有较长的延时。此外，在会议期间如果某一个参与者的链路发生故障，回忆状态将被破坏，即使链路恢复，回忆状态也不见得马上恢复。因此，集中控制方式比较适合于规模较小，
