应用协同与应用共享

应用协同与应用共享徐保民1赵怀林2(INRIA Sophia Antipolis BP93 06902 Sophia Antipolis Cedex France(郑州大学物理工程学院郑州450052)E-mailxucuilan@@371.net摘要应用共享的技术已经较为成熟并且已有产品提供使用。应用共享技术可以将单用户的应用程序改造为分布式的多用户共享应用程序但协作者只能串行工作而且还存在一些问题并未彻底解决,以至于难以实际应用。为了弥补应用共享存在的不足和更好地支持群体协同工作,文章提出了应用协同”的概念即把实质上仅支持个体工作的传统软件改造为支持群体协同工作的应用软件以达到充分利用已有资源旳目的。该文首先就应用协同的概念和它应具备的功能进行论述然后就应用协同与应用共享之间的差异进行比较。关键词CSCW应用共享应用协同文章编号1002-8331(2002)1-0101-03文献标识码A中图分类号TP31lShared Application and Cooperated ApplicationXu baomin! Zhao huailin2(INRIA Sophia Antipolis , BP93 06902 Sophia Antipolis Cedex FranceSchool of Physics Engineering of Zhengzhou University Zhengzhou 450052)Abstract: The technology of shared application has been matured. And there are already some produces in use. Peoplecan transform a single user application program into a distributed multi user shared application program using thetechnology. It is difficult to put shared application into practice because it only support the sequence work amongcooperator and some problems are not solved completely. In order to solve the defect of shared application and providebetter serves supporting group cooperative work.The term cooperated applietransform the traditional software only supporting single user operation into cooperative software supporting groupof using fully the existing resource is reached. First the paper discusses the concept ofcooperated appliefunctions it should have. Then a comparison is given between shared application andKeywords: CSCW shaplication Cooperated Application1应用协同的提出而难以真正支持协同设计随着对CSCW研究的深入,人们建立了很多支持群体进针对上述情况,该文提出了应用协同”的概念其主要含行协同工作的通用工具如白板工具、应用共享等。建立这些通义是提供支持群体协同地对某一应用工具生成的结果进行讨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论和编辑等功能。该文主要以协同设计为背景讨论如何建立协调冲突的协同工作手段。然而在协同设计时遇到的更多情支持群体协同讨论和修改设计结果的应用协同。况是如何对由传统CAD软件所产生的设计结果进行讨论和修改对此需求现有的协同工具大都存在一定的局限性如白板2应用协同应具备的功能工具,不支持对由传统CAD软件所产生的设计结果进行讨论作为支持群体协同讨论设计结果的应用协同起码应具备和修改应用共享尽管能支持群体成员对由传统CAD软件所以下功能:支持成员间对设计结果协同地进行讨论和修改湜提产生的设计结果进行讨论和修改但它只是支持群体成员通过供CSCW应用系统应具备的基本功能共享的方式,串行地对设计结果进行讨论和修改而对CSCW为了实现上述功能可以新建立一个协同和修改设计结果应用系统应具备的诸如动态性、异时性等功能基本上不提供的讨论工具但该讨论工具应包括产生设计结果的应用工具本支持既使有些应用共享系统提供支持攴持的程度也非常有身所提供凶而应阳T具本身所提供的功能兼限,另外由于应用共享本身还存在一些问题井未彻底解决以容同时中国煤化工则新建的协同讨论工至于难以实际应用比如对于通过截获输入事件的方法所实现具也必须CNMHG量的重复开发工作同的应用共享由于它对截获的输入事件流没有解决如何进行分时也很难保证协同讨论工具所提供的功能与应用工具所提供解和解析的问题,故它无法实现协同工作所需的一些功能因的功能完全兼容。所以,为了充分利用传统CAD软件资源建作者简介徐保民男1966年生博士主要从事CSCW方向的研究。赵怀林男主要从事计算机应用方面的教学与研究。计算机工程与应用2002.11101立其应用协同工具的最好方法是:通过对传统CAD软件本身人-人交互界面:主要负责对改造后的功能模块和其它功所提供的功能进行改造再把这些改造后的功能加到所要建立能模块所提供的功能进行统一管理的应用协同工具之中为此需要进行如下两个方面的研究改造后功能模块:主要负责将传统CAD软件所提供的支2.1如何支持群体协同编辑设计结果持个体工作的功能改造为支持群体成员协同工作的功能由于传统CAD软件所提供的功能并不支持群体协同编辑其它功能模块:主要提供对CSCW应用系统应具备的基设计结果,为了既利用传统CAD软件资源又支持群体对设计本特点如群体性、动态性、工作模式等的支持。结果进行协同编辑,必须对传统CAD软件所提供的有关功能进行改造。而实现这种改造的关键是可否对成员的操作命令应用协同工具进行分解和解析,对此,可分为两种情况:对有源代码的传统人人交豆界面CAD软件对无源代码的传统CAD软件。(I)对有源代码的传统CAD软件在此情况下应用软件的內部信息是已知的,包括应用软改后的功能模坝其它功能块件的数据结构、选中菜单所对应的命令、输入参数等信息。因此对操作事件的截取和解析相对简单。对事件流的划分按照一个传统CAD软件命令为单位即可当然一个命令可以对应多个操作事件。在传输时因为数据结构是已知的,可以只传输命令的结图1应用协同工具的系统结构示意图果,比如要在某个位置画一个圆则可以只传输圆心的位置及半径等参数池可以传输命令的整个执行过程比如鼠标、键盘3与应用共享和改进的应用共享的比较事件。对这些事件的截取过程与下面要讲的对无源程序的截取为了着重回答下面三个问题应用共享为何难以支持群体过程有本质区别,因为这些事件已经发向应用程序的消息队协同工作?改进的应用共享为何不能有效支持群体协同工作?列所以可以在应用程序内部有选择地进行截取。同样在回放为什么应用协同工具才能支持群体协同工作?该节就应用共时可以只输出命令的结果或输岀命令的整个执行过程享、改进的应用共享、应用协同工具间的开发思路、软件结构以2对无源代码的传统CAD软件及功能的差异进行比较。在无源程序的前提下人们通常采用截获成员所有输入事3.1开发思路的比较件或输出信息的方法使其为多个成员共享即应用共享所采用目前支持群体对设计结果进行讨论的主要工具是应用共的方法但协作者之间只能串行操作同时操作前还要进行操享它的开发思路是在传统应用软件的基础上通过加入操作作控制权的申请等工作造成这一情况的主要原因是对截获控制权的方式支持多用户对传统应用软件进行共享操作由于的输入事件流如何进行解析的问题一直没有得到解决。对此问它直接采用传统应用软件的人-机交互界面作为用户的操作界题笔者进行了深入研究提出了三种方法用于对所截获的输面,导致它对CSCW系统应具备的基本功能根本无法提供支入事件流进行分解和解析进而将成员的操作分解为一个一个持。为了继承应用共享支持多用户对传统应用软件可进行共享的基本操作单元,从而为将无源代码的传统CAD软件改造成操作的特性同时对群体协同工作时应具备的功能提供可能支应用协同工具奠定了基础持笔者曾在应用共享的基础上提出了改进的应用共享,它的对于第一种情况由于程序内部信息是可知的则改造工开发思路是想通过扩展传统应用软件的人-机交互界面使之支作相对简单叫对于第二种情况由于其程序内部信息是不可知持群体协同工作实践表明通过对人机交互界面进行扩展所的则如何将它改造成应用协同困难很大而这正是该文的研构造的CSCW界面,只能对CsCW系统应具备的功能提供非究重点常有限的支持,体现不了支持群体协同工作的CSCW系统应2.2提供CSCW系统应具备的其它功能具备的基本特性CSCW应用系统的目的是帮助群体为一共同目标而协同定义模块工作,它强调的是构成群体的人与人之间的交互活动,因此CSCW应用系统起码应对群体间的协同感知、群体协同历史的保留、群体的动态性、同步/异步工作模式等等功能提供支持。扩充接口交互设备佶惠工群体组成交互活动定义传统的CAD软件对上述功能不会提供任何支持,但是通协同过程过上述而建立起来的应用协同,即通过对传统CAD软件本身所提供的功能进行改造再把这些改造后的功能加到所要建立的应用协同工具之中队从而成为CSCW应用系统,它就能对上述功能提供全面支持,而如何实现上述这些支持协同的功能,⊙利0(交(行(用执行)动制人们已有许多实践经验。中国煤化工23系统结构示意图CNMHG综上所述,通过对传统CAD软件的功能进行改造所建立的应用协同工具的系统结构示意图为图1所示。由图1可知应用协同工具由改造后功能模块和其它功能模块组成其中图2人-人交互界面结构模型1022002.11计算机工程与应用在总结过去经验基础上笔者认为必须重新建立一个协同从图4可以看出,它继承了应用共享支持多用户对传统应讨论工具但为了攴持群体对设计结果进行讨论和修改需要用软件可进行共享操作的特性,同时对传统应用软件的人-机提供大量的传统CAD软件已有的编辑功能如果重新开发工交互界面进行扩展使之能支持多光标、不同的工作模式等协作量很大,同时还要考虑到与传统CAD软件功能的兼容和升同功能但它对协同功能的支持是非常有限的例如它不支持级等问题困难很多。因此若能对传统CAD软件本身所提供以人为条件的检索、无法对成员的操作进行撒消和重做操作的功能进行改造即充分利用传统CAD软件资源使这些改造等造成这一现象的根本原因仍然是它没有解决如何对输入事后的功能支持成员间的直接交互,应是建立协同讨论工具即件流进行分解和解析的问题即改进的应用共享的处理对象仍应用协同工具的最佳方法。至于应用协同工具中应提供哪些然是原始的输入事件流而不是一个一个的操作命令进而导CSCW系统应具备的基本功能,可以参考图2所示的人-人交致它象应用共享那样,为了能支持协作者对传统应用软件进行互界面结构模型该模型由交互活动定义构件、交互活动构共享操作,必须提供应用程序级的加锁机制即图4中的操作件、群体组成构件以及协同过程构件等组成其中交互活动定权控制机制。义构件定义了人-人交互的各种活动,交互活动构件在协同过由于改进的应用共享所提供的支持群体协同工作的功能程中体现了丰富的群体交互信息界面的群体组成构件反映了与CSCW应用系统应提供的基本功能之间存在较大差距如群体构成的动态变化为协作者提供了协同环境中的组织上下它无法支持协同历史保留、以人为条件的检索等基本功能其文信息:协同过程构件为群体提供了协同的整个历史记录这主要原因在于它们无法对某-人员所产生的输入事件流进行些记录便于协作者了解他人或群体的行为总之通过该模型更进一步的分解。为了解决上述问题文章就如何对输入事件所提供的上述有关构件可以快速地开发出对协同工作提供支流进行分解和解析的问题进行了研究,并建立了应用协同工持的人-人交互界面。具,该工具的软件结构如图5所示其中实线表示成员进行协3.2软件结构的比较同操作时的信息流向虛线表示工具执行协同功能时的信息流由于应用协同工具应用共享以及改进的应用共享的开发向。与应用共享和改进的应用共享相比,应用协同工具对思路不同导致它们的软件结构不完全一致,下面主要就它们条件的检索、成员间的直接交互等由于该工具实现了操作命间的软件结构进行比较应用共享的软件结构如图3所示,其中输入ⅹ是指在某令级的加锁,因此它无须提供基于应用级的操作权控制机制时刻获取到操作控制权的用户输入。但为了保证成员间能顺利地进行协同工作需要提供更复杂的控制机制即图5中的协同控制机制用于负责协调成员的冲用户A>突操作、操作命令的解析人-人交互活动的管理等功能的实施。[传统人机交互界面传统人-机交互界配威员A或员BM协同控制传统应用软件传统应用软件图3应用共享的软件结构作统应用软件其它协同功能传统应用软从图3可以看出,应用共享是借助于传统应用软件的人图5应用协同的软件结构机交互界面实现了多用户对传统应用软件的共享操作由于它仅直接采用了传统应用软件的用户界面且没有解决从输入33功能的比较事件流中如何分解和解析岀有用事件的问题因此它不能支持不同的开发思路和不同软件结构导致应用协同工具、应用sCW系统所特有的协同功能并导致在某一时刻,它只能允享以及改进的应用共享具有不同的功能具体讲许一个用户对传统应用软件进行操作即应用共享需要加入操(1冮作模式作权控制机制来保证多用户对传统应用软件的共享操作。群体可依据实际情况自由选择有利于群体协同的不同工改进的应用共享的软件结构如图4所示其中实线表示作方式。一般的应用共享只支持同步工作模式改进的应用共成员对传统应用软件进行共享操作时的信息流向虚线表示系享支持同步和异步两种工作模式而应用协同可以通过人-人统执行有限的协同功能时的信息流向交互界面结构模型中的工作模式构件定义应用协同所需的工作模式类型,因此应用协同工具支持不同的工作模式是很自成员s>然的扩展的人机交互界面[扩展的人和交互界面(2胁同出记录对群中国煤化工操作权控制产解和分析整个协作过程中的群CNMH间的交互。基于人一机交互界面建立的应用共享和改进的应用共享也可能提供人机交互的历史记录但这些记录反映的是全体成员与计算机的交伟统应用软件有屎的协同功能〉(侍纯应用抗件互活动历史而应用协同工具则不然它可以通过人-人交互界图4改进的应用共享的软件结构(下转131页)计算机工程与应用2002vironment Named value. NVlist、 Request, Context, Principal、Type这种软件总线技术来开发C++程序,进而得到需要的 CORBACode、BOA、ORB和 Object接口的映射。由于它们不同于一般的组件利用 CORBA的优势来实现网上应用系统。在实践中该对象,在內存管理等方面可以有不同的管理规则,并且在CASE工具得到了比较满意的应用。CORBA系统中通过类库等形式实现和向上提供。第三部分是服务器方映射主要涉及用C++编写的对象实现的可移植性限5结束语制问题。该文开发的这个CASE工具只是提供了UML/IDL/C++的编译器的主要功能包括∶对用户提交的IDL文件进行处转换根据实际应用的需要还计划逐步扩展到JAVA等的转理得到相应对象服务的头文件、桩和构架将这些生成的结果换。作为基于 CORBA的面向领域的网上应用系统开发支撑平和相应的客户方程序、服务器方程序以及 CORBA基本类和操台的子系统该CASE工具的独特优点和实用性使其具有很广作的实现相结合后就能够实现客户请求的生成和发送、对象阔的市场前景。同时,设计人员还有许多工作要继续例如还只服务的激活、操作请求的标识、操作请求的执行和执行结果的是实现了UML类图的转换,对其它图的转换,有待进一步研返回。究。(收稿日期2001年6月)4.3该CASE工具的特点该CASE工具比较起ROSE等工具的特点是延续了UML参考文献IDL的转换,提供了IDL/C++的转换;同时比较起 ORBUS中1 R Otte P Patrick M Roy著李师贤等译校 COrBA教程[M清华大IDL编译器等工具的特点是把面向对象的建模工具和IDL编学出版社,999译器结合起来。这个CASE工具是作为汕头大学计算机系《基2汪芸题冠群编 CORBA技术及其应用M东南大学出版社199于 CORBA的面向领域的网上应用系统开发支撑平台》课题的3刘超张莉著可视化面向对象建模技术M北京航空航天大学出版社,1999子系统而开发的开发该平台的目的是以 CORBA这种分布式4 Michi Henning SteveⅤ inoski著徐金梧狳科吕志民等译.基于C++组件技术为基础来构建网上应用系统。文章开发的CASE工具 CORBA高级编程清华大学出版社200提供给平台一个从建模到生成IDL最后产生C++代码的便捷陶培基基于 CORBA的面向领域的网上应用系统开发支撑平台C方法让用户能够方便有效地采用UML建模并使用 CORBA见第七届联合国际计算机会议论文集2000(上接29页)7. Leung Y W, Wang Y P Multiobjective programming using uniform5.Schaffer J D Multiple objective optimization with vector evaluated design and genetic algorithm[J].IEEE Transactions on Syst. Man Cyberngenetic algorithms[C]. In Grefenstette JJ Eds. Proceedings of the First C 2000 303 )293-304International Conference on Genetic Algorithms Lawrence Earlbaum 8.Leung Y WAang Y PAn orthogonal genetic algorithm with quanAssociates Hilladale NJ, 1985 93-100zation for global numerical optimization[J].IEEE Trans. Evol. Comput6. Ishibuchi H Murata T A multi-objective genetic local search algo-2001x(1)41-53rithm and its application to flowshop scheduling J .IEEE Transactions9.陈魁试验设计与分析M北京清华大学出版社1994-1on Syst. Man Cybern. C, 1998 283)392-40310胡毓达实用多目标最优化M上海止上海科学技术出版社J99035-(上接103页)标等旨在提高群体间协同感知度的方法。改进的应用共享仅提面结构模型中的协同过程构件方便地对群体间协同活动历史供了能体现操作者名字、操作过程以及操作位置等信息的多光进行记录。标。而一般的应用共享甚至对有关参与者的操作过程、位置以(3)以人为条件的检索功能及操作结果等信息的支持都不够因为它们通常只提供一个代协作者对他人工作记录的查询,便于了解他人的活动特表其他协作者光标位置的远程光标的方法来提供协同感知信征可方便以后协同的顺利进行应用协同工具可通过人-人交息例如 Microsoft的 Netmeeting在所有成员之间只提供一个互界面结构模型中的协同过程构件所提供的按人名检索的接远程指针来表示某一时刻是谁在进行操作Sun公司的口,方便地实现以人为条件的检索功能和应用共享与改进的 how Me仅为每个参与者提供一个远程光标来表明各参与者应用共享没有解决对输入事件流的解析问题无法以人为线索目前的状态。对群体协同历史进行保留,更不可能提供以人为条件的检索功能4结束语(4群体管理该文首先就应用协同”的概念、研究内容进行论述然后群体组成是协作的基础有效的协同群体管理(包括成员就应用协同与应用共享和改进的应用共享之间的差异进行了组成、成员角色、访问权限、成员的动态加入和退出等)方便分析。(收稿日期2002年1月)群体工作。人-人交互界面结构模型中的群体组成构件对群体管理提供了全方位的支持因此应用协同工具支持群体管理参考文献另外,为了体现协同工作的群体性改进的应用共享也对群体1丁磊群体编辑系统及其开发工具D博士学位论文中科院计算所管理提供了支持而一般的应用共享则不支持群体管理,中国煤化工(5胁同感知度2徐保民应CNMHG中科院计算所200人人交互界面结构模型中的交互活动定义构件,定义了3 Walter Re.CSCW Tools Conceptand Architectures(JH.IEEE Computer, 1994-05 30-32人-人交互的各种活动,交互活动构件在协同过程中体现了丰4. John Menges Kevin Jeffay Inverting X :An Architecture for a Shared富的群体交互信息为协作者提供了协同环境中的组织上下文 Distributed Window SystemJLIEEE199453-63信息应用协同工具通过上述两个构件可以很容易地实现多光冯键人-人交互界面模型及应用D博士学位论文中科院计算所200计算机工程与应用2002.11131