【正文】 ..........................55基于透明適配方法的互聯(lián)網協(xié)同軟件第 6 頁 共 65 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1 引言 研究背景 概述計算機支持的協(xié)同工作（CSCW）這一概念是在 1984 年由 MIT 的 Irene Grief 和 DEC 的 Paul Cashman 兩位研究員在描述他們所組織的有關如何利用計算機來支持不同領域和學科的人們共同工作的研究課題時首次正式提出的。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作 者 簽 名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 指導教師簽名：　　 　 　　 日 　　期：　　 　 　　 使用授權說明本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績热?。本文對透明適配方法進行了詳細的闡述，介紹了其原理，思路和實現(xiàn)技術，并在此基礎上做出設計，構建了系統(tǒng)原型，對其進行評估和測試，并結合實現(xiàn)原型系統(tǒng)中所遇到的問題，對進一步擴展和改進這一方法提出了新的思路?；谕该鬟m配方法的互聯(lián)網協(xié)同軟件第 1 頁 共 65 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊基于透明適配方法的互聯(lián)網協(xié)同軟件軟件工程 溫宏凱 指導老師 賈金原 王立峰【摘要】 單用戶應用程序已經滲透到我們日常的工作和生活中?！娟P鍵詞】 應用程序共享 多用戶實時協(xié)同工作 操作轉換 透明適配【Abstract】 Singleuser interaction puter application are pervasive in our daily lives and work. Leveraging singleuser applications for supporting multiuser collaboration has the potential to significantly improve the value of applications. As a newly introduced method, Transparent Adaptation approach and associated supporting techniques can transform a singleuser application to multiuser collaborative application without changing its source code. In this thesis, we introduced the theory and technique of this approach, built a prototype, evaluated and tested the prototype. Moreover, we promote new ideas to improve the usability and availability of this approach based on the implementation experiences.【Keywords】 Application sharing Mutiuser realtime collaboration Operational TransformationTransparent Adaptation基于透明適配方法的互聯(lián)網協(xié)同軟件第 2 頁 共 65 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文） ，是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 基于透明適配方法的互聯(lián)網協(xié)同軟件第 3 頁 共 65 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。它的研究主要定位于協(xié)同工作系統(tǒng)的建設、群體工作方式研究和支持群體工作的相關技術研究、應用系統(tǒng)的開發(fā)等。例如微軟的 Office System，Exchange Server，IBM 的 Lotus Notes 都是得到廣泛使用的協(xié)同軟件，凝集著 CSCW 研究的大量成果。當前，在政府決策、交叉學科研究、前沿學科的突破性進展、高等教育質量的提高、企業(yè)技術創(chuàng)新活動中，無不顯示出信息資源共享的重要性。同時，這兩個領域又有著密切的聯(lián)系。多年來，人們夢想研究出將單用戶應用透明地轉換為多用戶應用的技術。諸如此類的系統(tǒng)都是提供了一種通用的共享應用程序的環(huán)境，而單用戶軟件在這樣一種環(huán)境中被多個用戶所實時使用。最終這種體系結構被研究者認為是不靈活的，并且不能適應并發(fā)操作和多用戶自由交互的要求。這些技術障礙多年來阻滯了這一體系架構的發(fā)展，甚至有些研究人員開始認為復制結構是一個錯誤的方法[9]。這種方案能有效地提高本地程序的響應速度，提高網絡利用效率，于此同時還能維持松散的 WYSIWSI。研究者將這種方法應用在文字編輯軟件（MS Word）和幻燈片制作軟件（MS PowerPoint）上，并取得了一定的成功。透明適配方法的主要基礎在于單用戶應用程序的應用程序編程接口（API） 。 研究和設計目標本文選擇主流應用軟件 Microsoft Excel 為研究載體，采用透明適配方法將其轉化為一個基于互聯(lián)網的多用戶實時共享協(xié)同系統(tǒng)原型，并使其支持多用戶并發(fā)工作，具有較好的響應能力和理想的用戶體驗，同時對這一原型系統(tǒng)進行測試和評價。信息資源的共享，特別是科學數(shù)據和資源的共享，正得到政府有關部門的廣泛關注和大力支持。此項技術一旦成熟，無數(shù)的單用戶應用軟件可以透明化地轉變?yōu)閰f(xié)同工具，能夠極大地增加可用的協(xié)同應用軟件的數(shù)量。特別地，在圖形圖像和多媒體設計領域，這種多人協(xié)同共作的方式更有實際意義和現(xiàn)實價值。操作轉換技術本身是為文本編輯器而設計的，那么為了將其應用到數(shù)據結構更加復雜的應用程序中，勢必要對其進行擴展。那么在此之后文檔應變成“xabc”。總的說來，基本的操作轉換技術的核心就在于將傳遞過來操作信息的參數(shù)根據各個不同協(xié)同用戶的操作進行規(guī)整和轉換，以使別處傳遞過來的用戶操作信息能夠正確地作用到當前狀態(tài)下的文檔中，進而達到保證協(xié)同用戶間數(shù)據一致性的目的。 樹狀線性結構 定義和性質基本的操作轉換技術能夠有效地實現(xiàn)在一個線性地址空間內的數(shù)據一致性，對于更為復雜的文件結構，如多個地址空間或地址空間之間具有層次結構或繼承關系的文件結構則無能為力?；谕该鬟m配方法的互聯(lián)網協(xié)同軟件第 10 頁 共 65 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊. . .. . .線性空間 ：線性空間 ：. . .. . .. . .線性空間 ：線性空間 ：. . .. . .. . .線性空間 ：線性空間 ：. . .. . .. . .線性空間 ：線性空間 ：. . .. . .. . .線性空間 ：線性空間 ：. . .. . .. . .線性空間 ：線性空間 ：. . .. . .. . ..........圖 擴展后的地址空間：樹狀線性結構由圖 我們可以看出，擴展后的操作轉換技術擁有一個樹形的地址空間，樹的每一個節(jié)點都是一個域，域中有多個一維線性空間。值得注意的是，這種擴展之后的數(shù)據模型僅僅表示了被操作對象地址之間的關系，而不是對象之間的關系。其中 n 表示該節(jié)點中的某個一維線性空間的地址，而 p 則表示該對象在這個一(,)np維線性地址中的位置。前文提到，操作轉換技術有兩個重要模型，數(shù)據模型和操作模型，而由上文所述，我們可以將數(shù)據模型由一維線性結構擴展為樹狀線性結構，而操作模型也要做相應的更改以適應數(shù)據模型的變化。2. 從根節(jié)點出發(fā)到某個操作的目標域所經過的所有域的序列，稱為到該操作域的 域路徑 。假設目前存在一個最簡單的兩層樹狀結構，根節(jié)點僅有一個一維線性結構，且共有 3 個對象，指向下一級節(jié)點。1. 若 =1，即操作 1 先于操作 發(fā)生，由于操作 1 處于操作 的父域上，操作 1 有可能n影響到操作 所在域的地址，因此必須對操作 做轉換。經過上述四種情況的考察，我們可以得出結論，當操作 先于操作 發(fā)生時，當且僅當以x下兩種情況下，操作 需要針對操作 進行轉換：nx1. 操作 和操作 具有相同的目標域；x2. 操作 的目標域是操作 的父域?；?C++語法的偽代碼如下圖所示：基于透明適配方法的互聯(lián)網協(xié)同軟件第 13 頁 共 65 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊圖 用地址對判斷操作間關系的偽代碼上述代碼利用地址對來檢測兩個操作目標域之間的關系。函數(shù) CheckTargetDomainRelation 則進一步細化了兩個操作目標域之間的關系。本文選取了 Microsoft Excel 作為研究載體，因此要首先對 Excel 工作簿的數(shù)據結構進行深入的研究和分析，一邊將操作轉換技術應用到這種特定的應用程序上。同時，一個工作表內還可能含有圖形和圖表對象，這些圖形和圖標對象還可能與表格中單元格數(shù)據有一定的聯(lián)系，如圖 所示。原因在于，我們在這里并不關心用戶看到的數(shù)據結構是怎么樣的，我們更為關心從編程接口上所反映出的底層數(shù)據結構的狀態(tài)。Workbook 對象代表了一個 Excel 工作簿。同時，也可以通過 Workbook 對象來獲取指向Worksheet 對象的引用。我們可以通過 GetWorksheet 方法來取得某一個工作表的引用，同時也可以利用 Worksheets 集合來創(chuàng)建、打開、關閉任一個工作表。同時，Worksheet 對象中還包含有 Shapes 和 Charts 對象，分別表示在這個工作表中存在的圖形和圖表對象的集合。更加值得注意的是，這些對象在對象集合中均是以一維線性的方式進行排列（如 Workbook 對象中的 Worksheets 集合） ，這就為我們將操作轉換技術應用在 Excel 文檔上提供了依據和準備。至此，我們斷言，Excel 文檔的結構滿足擴展的操作轉換技術對數(shù)據結構的要求，下面一節(jié)對這一結論進行具體分析論證。即既可以用形如 getItem(0)的方式索引一個工作表對象，也可以用形如 getItem(“Sheet1”)的方式應用該對象。在當前采用的復制式體系結構中，多個用戶同時擁有一份 Excel 文檔的副本，當他們對各自文檔副本的工作表進行增、刪、改操作時，由于網絡延遲等原因，各個用戶所操作的工作表的名字很有可能不同，這也就意味著會有潛在的造成數(shù)據不一致的危險。顧名思義，表格區(qū)即是 Excel 工作表中表格所在的區(qū)域，它的表現(xiàn)形式為一個單元格二元矩陣。繪圖區(qū)則是一個統(tǒng)稱，在實際的 Excel 工作表中，繪圖區(qū)其實含有多個對象序列，即凡是不屬于表格區(qū)的對象都會出現(xiàn)在繪圖區(qū)中，例如圖形，圖表，單元格注釋等。另外值得強調的一點是，在繪圖區(qū)中，對象的索引跟對象的 ZOrder（即對象的疊放次序）息息相關。這些對象的內部數(shù)據結構均為一維線性基于透明適配方法的互聯(lián)網協(xié)同軟件第 19 頁 共 65 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊結構（如單元格內的文字） ，理論上直接滿足操作轉換技術對數(shù)據結構的要求。但事實并非如次。我們假設要實現(xiàn)單元格內部字符級別的數(shù)據一致性，那個當多個用戶同時對一個單元格進行編輯的時候，根