【正文】 提出。單用戶交互應(yīng)用已經(jīng)滲透到我們的日常生活和工作中，與之相比，可供選擇的多用戶協(xié)作應(yīng)用程序是非常有限的。近年來(lái)，大量新興技術(shù)，例如網(wǎng)格技術(shù)，Web 服務(wù)技術(shù)，P2P 技術(shù)，語(yǔ)義與知識(shí)處理技術(shù)、XML 等，則致力于更廣泛，更普遍，更通用的信息共享，并且取得了巨大成就。當(dāng)今世界信息化程度與日俱增，我國(guó)也正在加快信息化建設(shè)的步伐。在國(guó)際上，CSCW 的研究經(jīng)過 20 余年的發(fā)展，已經(jīng)具有相當(dāng)規(guī)模和影響力。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作為這一領(lǐng)域內(nèi)的新方法，透明適配方法及其相關(guān)技術(shù)能在不改變單用戶應(yīng)用程序源代碼的情況下有效地將其轉(zhuǎn)化為多用戶協(xié)同程序。將單用戶應(yīng)用程序改造成為支持多用戶協(xié)同工作的應(yīng)用程序?qū)⒋蟠筇岣邞?yīng)用程序的使用價(jià)值。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。CSCW 這一理念是無(wú)所不在，它的研究與發(fā)展必將極大的影響和改變?nèi)藗兊墓ぷ骱蜕罘绞?。信息資源共享則是當(dāng)前的又一個(gè)熱門話題。傳統(tǒng)的信息共享研究主要集中在數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、文件及設(shè)備資源的小范圍的簡(jiǎn)單共享。在協(xié)調(diào)不同小組及個(gè)人的工作時(shí)，信息資源在一定程度上的共享是協(xié)同工作的前提，要實(shí)現(xiàn)不同對(duì)象之間的協(xié)同工作，首先就必須在對(duì)象之間共享相關(guān)資源；同時(shí)，為了做到信息資源的有序共享及科學(xué)管理，共享者之間的協(xié)同也是必須的。這種技術(shù)不但能提高現(xiàn)有單用戶應(yīng)用軟件的價(jià)值，可用性和可擴(kuò)展性，更能顯著地消除因?yàn)橹貜?fù)設(shè)計(jì)和重復(fù)開發(fā)所帶來(lái)的無(wú)謂成本。而這種通用的應(yīng)用共享系統(tǒng)采用集中的體系結(jié)構(gòu)（Centralized Architecture）[2] [7],這也就意味著為了達(dá)到一致性要求，這類應(yīng)用程序必須采用一種順序化的交互方式，即同一時(shí)間只能有一個(gè)用戶操作被共享的基于透明適配方法的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同軟件第 7 頁(yè) 共 65 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊應(yīng)用程序。為了解決這種集中式結(jié)構(gòu)帶來(lái)的問題，一些早期研究原型，如 VConf，Dialogo 等采用復(fù)制的體系結(jié)構(gòu)（Replicated Architecture）[5] [6]，即在整個(gè)協(xié)同系統(tǒng)中，單用戶應(yīng)用程序在每個(gè)客戶端均有實(shí)例存在。隨著軟件行業(yè)的規(guī)范和設(shè)計(jì)思路的拓展，組件化思想逐漸深入人心。但這種方案的局限性也是巨大的：為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，松散式 JAMM 要求底層平臺(tái)對(duì)于運(yùn)行時(shí)模塊替換，動(dòng)態(tài)綁定，以及截獲和重現(xiàn)用戶輸入功能的支持。這種方法為我們研究和開發(fā)基于互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同軟件系統(tǒng)提供了新的思路。它的思路是使用這些 API 來(lái)截獲用戶輸入，并對(duì)多個(gè)用戶的操作進(jìn)行并發(fā)控制，同時(shí)將其他用戶對(duì)應(yīng)用程序的操作回顯到本地。本文深入分析透明適配方法中的技術(shù)關(guān)鍵，討論實(shí)現(xiàn)對(duì)單用戶軟件“透明地”轉(zhuǎn)化為多用戶實(shí)時(shí)協(xié)同軟件的一般化的技術(shù)、一般化的構(gòu)建步驟，在上一個(gè)目標(biāo)完成的基礎(chǔ)上，進(jìn)行歸納和總結(jié)，提出一套標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，嘗試提出實(shí)現(xiàn)一個(gè)低侵入性架構(gòu)的方案，并分析其得到推廣的基于透明適配方法的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同軟件第 8 頁(yè) 共 65 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊可行性。當(dāng)前，我國(guó)在 CSCW 與信息共享的研究方面仍存在著嚴(yán)重分離的現(xiàn)象，缺乏 CSCW 和信息共享的結(jié)合研究。對(duì)于軟件的供應(yīng)商來(lái)說，這意味著可以增加產(chǎn)品的價(jià)值，延長(zhǎng)現(xiàn)有產(chǎn)品的生命周期，以增加利潤(rùn)。相對(duì)于單純的辦公軟件而言，這類主流開發(fā)環(huán)境更加復(fù)雜和多元化，同時(shí)所開發(fā)項(xiàng)目的規(guī)模也更加巨大，這就意味著多人同時(shí)展開工作能有效地提高生產(chǎn)率，多人協(xié)作這樣一個(gè)思維碰撞的環(huán)境也更能激發(fā)創(chuàng)作的靈感。操作轉(zhuǎn)換技術(shù)高度的可擴(kuò)展性就成為我們選擇它作為數(shù)據(jù)一致性控制解決方案的重要原因。但在這一操作未被發(fā)送到用戶 2 之前，用戶 2 仍然認(rèn)為文件內(nèi)容為“abc”并希望刪除“c”這個(gè)字符，該操作可以被描述為用戶 2 在“2”這個(gè)位置刪除了字符“c” 。為了有效地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一致性，操作轉(zhuǎn)換技術(shù)實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)基本模型：數(shù)據(jù)模型和操作模型。為了應(yīng)對(duì)這種情況，研究者對(duì)操作轉(zhuǎn)換技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)展，將它的應(yīng)用范圍從普通文本文件擴(kuò)展到基于 XML 規(guī)范的文件上去。父節(jié)點(diǎn)中線性地址空間的每一個(gè)元素都對(duì)應(yīng)了子節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)域。在一個(gè)復(fù)雜的應(yīng)用程序中，對(duì)象之間的關(guān)系可能會(huì)更加復(fù)雜，但對(duì)于操作轉(zhuǎn)換技術(shù)而言，我們只需要關(guān)注對(duì)象地址間的關(guān)系就足以滿足需求。那么，為了描述樹形地址空間中的任意一個(gè)對(duì)象，我們需要一組這樣的地址對(duì)來(lái)描述對(duì)象的地址，在這里，我們用一個(gè) vector 來(lái)盛放這樣一組地址：01[(,),.,(),.()]ikvpnpn?其中 表示了第 層的地址?；谕该鬟m配方法的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同軟件第 11 頁(yè) 共 65 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 操作間的關(guān)系判斷策略在擴(kuò)展后的樹狀線性結(jié)構(gòu)中，一個(gè)操作所作用的對(duì)象可能會(huì)落在任意一個(gè)樹節(jié)點(diǎn)所包含的任何一個(gè)一維線性結(jié)構(gòu)中，這個(gè)特定的一維線性結(jié)構(gòu)被稱為該操作的 目標(biāo)域 。當(dāng)數(shù)據(jù)模型擴(kuò)展成為樹狀線性結(jié)構(gòu)后，多個(gè)用戶所產(chǎn)生的操作可能會(huì)落到相同或不同的目標(biāo)域中，這些目標(biāo)域又可能具有類似樹結(jié)構(gòu)中的父子關(guān)系，如何才能保證操作轉(zhuǎn)換技術(shù)能正確地將用戶操作進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以保障數(shù)據(jù)的一致性，成為很重要的一個(gè)問題。每個(gè)第二級(jí)節(jié)點(diǎn)中均有兩個(gè)一維線性結(jié)構(gòu)，如下圖所示：0 1 200001122330011操 作 3操 作 2 操 作 n操 作 4操 作 1圖 樹狀線性結(jié)構(gòu)中的操作轉(zhuǎn)換在上述這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的樹狀線性結(jié)構(gòu)中，假設(shè)存在兩個(gè)并發(fā)的操作，稱之為操做 和操作n，其中 =1，2，3，4。n2. 若 =2，即操作 2 先于操作 發(fā)生，由于操作 2 與操作 具有同一個(gè)目標(biāo)域，操作 2x n有可能影響到操作 所在域的地址，因此必須對(duì)操作 做轉(zhuǎn)換。更深入地研究可以發(fā)現(xiàn)，上述兩種情況仍可以總結(jié)成一種情況，即當(dāng)操作 的目標(biāo)域位于x操作 的目標(biāo)域的域路徑上時(shí)，操作 需要針對(duì)操作 進(jìn)行轉(zhuǎn)換。根據(jù) 節(jié)中的策略，我們首先利用 IsDomainDependent 函數(shù)檢驗(yàn)兩操作目標(biāo)域是否獨(dú)立，若兩函數(shù)不獨(dú)立，再進(jìn)一步判斷兩目標(biāo)域是否相同或者具有父子繼承關(guān)系。首先調(diào)用IsDomainDependent 判斷兩目標(biāo)域是否獨(dú)立，若不獨(dú)立，則根據(jù)兩操作目標(biāo)域域路徑長(zhǎng)度來(lái)判斷兩操作目標(biāo)域是同一目標(biāo)域還是繼承關(guān)系。 從用戶角度看 Excel 工作表從用戶角度看，一個(gè) Excel 工作表如下圖所示：基于透明適配方法的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同軟件第 15 頁(yè) 共 65 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊圖 Excel 用戶界面與簡(jiǎn)單的文本不同，Excel 工作表是一種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的文件類型。在相對(duì)位置上，這些圖形和圖表可能被放置到工作表界面的任意位置，而且用戶可以隨時(shí)調(diào)整其位置。單純從編程接口上看，Excel 這種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)恰好能滿足第二章所述的擴(kuò)展后操作轉(zhuǎn)換技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)地址空間的要求。在一個(gè) Application 對(duì)象中，有一組 Workbook 對(duì)象，組成一個(gè)被稱為 Workbooks 的集合。Worksheet 對(duì)象代表了一個(gè) Excel 工作表。Worksheet 對(duì)象提供的屬性和方法大都和 Workbook 對(duì)象類似，其區(qū)別在于 Workbook 對(duì)象中的方法和屬性是對(duì)這個(gè)工作簿下的所有工作表有效，而 Worksheet 對(duì)象則是僅僅對(duì)該工作表有效。這兩個(gè)集合的組成元素分別是 Shape 對(duì)象和 Chart 對(duì)象，即表示單個(gè)圖形和圖表對(duì)象。 樹狀線性結(jié)構(gòu)的映射 概述由 節(jié)所述，從應(yīng)用程序接口的觀點(diǎn)看，Excel 文檔中的對(duì)象呈一種較為規(guī)則的樹形結(jié)構(gòu)，而研究這種樹形結(jié)構(gòu)能否與第二章所述的擴(kuò)展的操作轉(zhuǎn)換技術(shù)所要求的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相符合，便成為我們將操作轉(zhuǎn)換技術(shù)應(yīng)用于 Excel 文檔的前提。 工作表（Worksheet）對(duì)象序列的映射由上兩節(jié)所述，無(wú)論從用戶角度還是從應(yīng)用程序接口角度，在一個(gè) Excel 文檔中，工作表是以一個(gè)序列的形式出現(xiàn)的，正如圖 所示?；谕该鬟m配方法的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同軟件第 18 頁(yè) 共 65 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊這也就意味著從應(yīng)用程序接口的角度看，工作表對(duì)象序列可以被認(rèn)為是一個(gè)一維線性空間，即所有的工作表按照順序被排成一列，而這恰好符合操作轉(zhuǎn)換技術(shù)所要求的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因此在工作表層面上的操作可以直接應(yīng)用操作轉(zhuǎn)換技術(shù)。假如采用這種按照名字索引對(duì)象的方式，我們就必須在每個(gè)客戶端維護(hù)一個(gè)全局的對(duì)象名稱表，以保證操作對(duì)數(shù)據(jù)的一致性，而這種開銷是非常巨大的。根據(jù) Excel 版本的不同，這個(gè)矩陣的行列數(shù)目略有不同。以應(yīng)用程序接口的角度看，這些對(duì)像均以序列的形式出現(xiàn)，而且可以用索引的方式來(lái)引用，盡管實(shí)際存儲(chǔ)的形式可能不是如此。例如，在圖形序列 Shapes 中，排在前面的圖形的 ZOrder 永遠(yuǎn)比排在后面的 ZOrder 小，表現(xiàn)在用戶界面上就是位于更底層的圖層。但能否在這些對(duì)象內(nèi)部數(shù)據(jù)上使用操作轉(zhuǎn)換技術(shù)保證數(shù)據(jù)一致性，仍需要進(jìn)一步論證。造成這一現(xiàn)象的根本原因在于，Excel 組件對(duì)象模型中并沒有提供讀取單元格編輯狀態(tài)下光標(biāo)位置的 API。而 Excel 恰恰沒有提供這一層次上的 API，這也就造成了實(shí)現(xiàn)之一目標(biāo)的不便。那么，本文將 Excel 工作表中的一個(gè)單元格映射為樹狀線性結(jié)構(gòu)的葉子節(jié)點(diǎn)，即一個(gè)單元格操作即為一個(gè)原子操作，同一時(shí)刻一個(gè)單元格只能被一個(gè)用戶編輯，這也就保證了整體上文檔數(shù)據(jù)的一致性。與此同時(shí)，在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，每個(gè)線性序列均有自己獨(dú)一無(wú)二的名字，至此，我們成功地把 Excel 文檔映射成為一個(gè)滿足操作轉(zhuǎn)換技術(shù)的樹狀線性結(jié)構(gòu)。在下面幾節(jié)中，本文將詳細(xì)討論以上幾個(gè)問題。其原因在于，再一個(gè)無(wú)限制協(xié)同環(huán)境下，每個(gè)站點(diǎn)的實(shí)際數(shù)據(jù)狀態(tài)不一定相同，而簡(jiǎn)單地將接收到的輸入事件直接重現(xiàn)很有可能造成站點(diǎn)間的數(shù)據(jù)不一致。因此，這里我們需要對(duì)用戶的交互進(jìn)行兩個(gè)層面的處理：過濾和封裝。如何為 Excel 定義有效操作本文在 節(jié)中進(jìn)行詳細(xì)敘述。基于透明適配方法的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同軟件第 22 頁(yè) 共 65 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 元操作由上節(jié)所述，我們通過引入有效操作這一概念來(lái)封裝用戶的輸入，進(jìn)而試圖利用操作轉(zhuǎn)換技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)一致性控制，但是新的問題隨之而來(lái)。更為嚴(yán)重的是，這種處理方式與應(yīng)用程序本身之間的關(guān)系是緊耦合，即每個(gè)應(yīng)用程序必須有自己獨(dú)特的一套基于操作轉(zhuǎn)換技術(shù)的一致性處理方法，這既給開發(fā)人員帶來(lái)極大的負(fù)擔(dān)，也使整個(gè)系統(tǒng)的可重用性大打折扣。根據(jù)第二章所述的樹狀線性結(jié)構(gòu)的尋址方式，我們?yōu)槿N元操作進(jìn)一步作如下定義：1. 表示一個(gè)“增加”操作，其意義在于在某個(gè)位置添加一個(gè)長(zhǎng)(,)InsertvpumobjSeq度為 的對(duì)象序列 ，而插入的位置由地址對(duì)容器 描述（一個(gè)盛放地址對(duì)vp的容器，詳見第 節(jié)） ；(,)2. 表示一個(gè)“刪除”操作，其意義在于在 描述的位置刪除一(,)DeltvpnuobjSeq個(gè)長(zhǎng)度為 的對(duì)象序列 ；3. 表示一個(gè)“更新”操作，其意義在于在 描述的位置將一(,)Udatkyalv vp個(gè)名為 的屬性由 更新成 。而在具體實(shí)現(xiàn)中，我們完全可以使用抽象接口的方式來(lái)描述這三種元操作。影響我們截獲用戶輸入能力的因素有如下幾點(diǎn)：? 應(yīng)用程序提供的事件接口；? 應(yīng)用程序所支持的操作類型；? 底層操作系統(tǒng)提供截獲 API 類型。其中 Application 事件是針對(duì)當(dāng)前 Excel 應(yīng)用程序中所有工作簿，相應(yīng)地，Workbook 事件Worksheet 事件則是主要針對(duì)某個(gè)工作簿和工作表。我們通過響應(yīng)這樣一個(gè)事件，可以監(jiān)視單元格內(nèi)容的變化，即一旦該事件被觸發(fā)，我們就可以生成一個(gè)有效操作：Update_Cell_Text，并將單元格位置信息和更改前后的文本信息封裝在有效操作中，進(jìn)而將有效操作廣播到所有客戶處