面向服务架构下的实时决策支持系统研究

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1、面向服务架构下的实时决策支持系统研究邵立凤林爽大连工业大学艺术与信息工程学院摘 要 本文分析了虚拟企业中实时决策的特殊性要求和特点，以面向服务架构的网络共享环境为背景，研究了以网 络服务的形式提供决策支持功能，以及如何依靠网格计算的原理有效地管理、分享及协调整合众多的网络服务，实现动态 快速构建具有弹性的决策支持系统，从而稳定、高效地解决分布式群决策问题。最后探讨了面向服务架构下的实时决策支 持系统的评价因素，为系统的综合效果评价建立了基础。关键词 面向服务架构 网络服务 实时决策支持系统网格计算 虚拟企业一、引言 随着管理的逐步深入，企业将依靠大量的决策活动来实现主 动管理。当前决策问题的研

2、究大量集中在相对确定环境下的决策 问题研究。在相对确定的环境下，决策问题大多是例行性决策， 允许的决策时间长，其研究重点主要是，在信息较为稳定和统一 情况下改进决策方法，以提高决策的群体性和智能性，而对决策 的实时性则较少涉及。相对于传统决策，实时决策的环境是复杂 的、变化的，必须充分考虑时间和效率因素。其特点主要有：决 策系统开放，信息动态，实时流入决策各个步骤；决策评价目标 实时，造成决策效果不易把握；要求决策时间短，用尽可能快的 速度跟随环境变化以保障决策本身效果；由于信息动态，决策过 程易出现跳项、回溯和纠错;由于决策信息的丰富和动态，以及 决策时间短，决策者往往凭直觉做出决策。 在实

3、现技术方面，实时化的资源共享技术的发展为分布式环 境下的实时群体决策提供了基础。这项以 SOAP、WSDL 及 UDDI 技术为基础的架构，其本质是以基于 XML 的信息传递为沟通平 台，它有效解决了分布式异质环境的整合问题，且由于技术门坎 相对以往的整合策略低， 因此成为Internet上最可行的整合机制。 计算模式转为松耦合、动态集成的分布式计算方向。基于此，本 文提出面向服务的决策系统SODSS （Service Oriented Decision Support System） ， 该系统支持通过web门户提交、 确认决策任务， 利用Agent实时寻找分布在网络上的web servic

4、e， 将其启动、 运 行在网格管理的计算资源上，快速构建所需的决策支持系统，满 足了虚拟企业对实时决策的要求。 二、相关概念 1.面向服务架构 （Service Oriented Architecture） 可以说是系统开发的下一个潮流，面向服务的基础模型是由 长期软件开发所累积的知识而来。简单来说，面向服务允许软件 组件存在于任何可以连接至因特网的资源上，任何人都能够建 立、联系、使用此软件组件。在此面向服务的架构下，任何分布 式服务的应用程序可以不需要知道其他服务应用程序所在何处就 能够互相沟通。使用面向服务的好处在于:(1)能够使投资回报率 更高;(2)程序代码可流动;(3)单一组 件的

5、作法在侦错时更容易;(4)更容易 维护软件元件;(5)有利于软件再利用; (6)容易取得等。 面向服务架构的基本 元素可用图 1 表示： 当前的主要网络服务形式包括application service provider(ASP)、 storage service provider (SSP)等。 2.网络服务 （web service） 根据 W3C 的明确定义，网络服务（Web Services）是一种可 以用 URI 来辨识的应用程序， 此应用程序的接口与联系方式是以 XML 来定义及描述的。根据这种定义方式，网络服务能够被其 他的代理程序所发现引用，并经由因特网的通讯协议传送 XML

6、格式的信息来触发。 根据上述面向服务架构而发展出的技术层面则为网络服务的 三大要素：SOAP （Simple Object Access Protocol） 、 WSDL （Web Services Description Language ） 以及UDDI （ Universal Description Discovery Integration） ， 简单来说， SOAP 为网络服务的传输协议， WSDL 为描述服务的语言，UDDI 则是服务的注册中心。 3.网格计算 （Grid computing） 网格计算模型采用新型技术通过高速网络连接并集成地理上 分布的、异构的各种高性能计算机系统

7、、软件系统、大型数据存 储系统、数字化仪器设备和控制系统等各种资源为一体，实现跨 地域的、分布式的高性能联合、协同计算，为用户提供一体化的 高性能计算服务、信息处理服务和决策支持服务，发挥网络上资 源的综合效能。网格技术具有下列优势： Grid 提供一个单一的、安全的、具有访问大规模计算、数据 和仪器设备等横跨多个组织的资源的能力;Grid 对网络增加了许 多新的协议和服务， 是下一代Internet技术。 传统因特网实现了计算机硬件的连通， Web 实现了网页的连 通，而网格试图实现互联网上所有资源的全面连通，包括计算资 源、存储资源、通信资源、软件资源、信息资源、知识资源等等。 Grid建

8、立一种新的计算模式， 突破传统的串并行运算的概念， 建立一种多维的管理域，是对性能、可靠性、人机关系等建立一 种新的判断准则。 Grid 的新意不仅是网络化的数字计算，而是强调了传感器的 联网、执行机构的联网，是更高层次上的协同处理。 对于网格研究多年的Foster 曾说过， 网格将是一个彻底改变 思考,以及运算的基础建设，一个网格能够连接多重地域或国家 的运算网格继而创造出全球性的网格资源。 三、 基于代理机制的grid与web service结合的实时决策支持 系统构架 1.面向服务架构的实时决策系统与传统决策系统比较 传统的系统架构中不同系统组件的协作是建立在相对脆弱的经 营 管 理 耦

9、合关系基础上的，大部分系统包括面向 Web 的系统，都是高度 耦合应用或子系统。这种应用对系统的变化十分敏感，任何一个 子系统输出的变化都常常导致整个系统崩溃。 Web Services 系统 弱化了系统的耦合性并提高了系统的动态绑定能力，系统中所有 的组件都是服务,这些组件封装其操作并向网络上的其他协作组 件公布其消息调用 API。构造一个应用只需要通过服务查找机制 找到需要的服务并将这些服务重新组合。 因此， Web Services 提 供了一种新的面向服务的构造方法，构造应用只是发现并重组可 用的网络服务， 即应用实时集成 （just - in - time integration o

10、f application） 。 因此， 不仅可以通过Web Services 获得服务， 而且 可以通过Web Services获得由更多Web Services协调运作所提供 的更高级的服务。 2.面向服务架构的概念模型 面向服务架构的概念模型如图 2 所示：(4)资源调度和服务部署 ： 为了完成用户提交的决策任务和满 足 web service 的应用要求， 把网格中所有可用资源 （计算资源、 存储资源和网络资源）进行匹配，找到最好最合理的资源分配方 式和资源调度策略。网格运算在缺乏标准和整合技术时，只能整合同平台架构的 computer； 而web service的特性是处理异构平台的

11、整合。 因此在 SODSS 中，通过具有整合异地资源的网格运算与具有整合异质性 系统的网络服务互相结合，使决策系统的实时性和动态性得到了 提高。 其中的智能化管理工作将主要依靠Agent来完成，Agent之 间的协作关系如图 4 所示：其中：用户接口主要以web 方式提供GUI 与用户进行交互， 支 持用户输入决策任务。 网格资源管理为整个系统提供可用资源，这些资源主要是与 web service相对应的硬件计算资源。 web service部署在网络中， 将被系统根据具体问题进行发现、 组合、调用。 中央控制： 主要是以Agent为主的智能管理， 支持对web ser- vice的管理、 g

12、rid资源管理、 web service 与资源的对应、 执行， 以及决策系统构建的流程控制。 3.基于代理机制的grid与web service结合的系统结构模型 基于代理技术的网格与web service的融合模型提供了对网络 服务的搜索、网络资源的选择、网络服务在网络资源上的部署、 集成、执行管理几个阶段的支持，对如图 3 所示:系统主要包括以 下功能： (1)决策问题分解：通过用户接口接受决策问题，Agent 负责 将决策问题分解为一系列单独的子任务列表，方便子任务与网络 服务在语义上的对应和匹配，为服务定位和资源定位建立条件。 (2) 网络服务的发现和搜索：主要通过系统中的服务搜索

13、Agent 来实现， Agent 根据子任务的要求， 依靠服务描述信息查询 UDDI 来寻找和绑定、调用合适的网络服务。 (3)资源发现 ： 资源是可以在一段时间内使用的可更新或不可 更新的东西。 它们的所有者可能向其他使用资源的人收费， 共享， 或独占。参考文献： 1AbranJSalazar:AmbiguityandCommunicationEffectsonSmallGroup Decision-MakingPerformanceJ.HumanCommunicationResearch,1996, (l2): 3337 2黄必清 刘文煌 奚 兵:基于智能Agent的群体决策支持 系统及其

14、在经营管理过程中的应用.系统工程理论与实践,2000,4 3蒋新松:21世纪企业的主要模式敏捷制造企业.计算机集 成制造系统CIMS,1996,2(4):384Ian Foster:Carl Kesselman.Steven Tuecke . The Anatomy of the Grid-EnablingScalableVirtualOrganizations 5李向阳 王颜新 项同德:虚拟企业组件模型化的框架. 管 理科学, 2004. 16(2): p. 18216Sprague,R.H.andE.D.Carson:Buildingeffectivedecisionsupport systems.EngleWoodCliffs:PrenticeHall， 1982 7杜 江 孙玉芳:基于面向对象模型库的DSS可重用体系结 构研究.系统工程理论与实践, 2000(1): p. 16 8余瑞钊 陈 奇:智能决策支持系统实现技术.浙江大学出 版社，200172商场现代化2008 年 7 月（下旬刊）总第 546 期