【文章內容簡介】 協(xié)同軟件的一般化的技術、一般化的構建步驟，在上一個目標完成的基礎上，進行歸納和總結，提出一套標準規(guī)范，嘗試提出實現(xiàn)一個低侵入性架構的方案，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 共 65 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊可行性。 研究價值與應用價值CSCW 的研究具有重大現(xiàn)實意義：通過建立計算機支持的協(xié)同工作環(huán)境，改善人們進行信息交流和共享的方式，消除或減少人們在時間和空間上的分隔和障礙，提高群體工作質量和效率，從而提高企業(yè)、機關、團體乃至整個社會的整體效益和人們的生活質量。而信息資源共享正在成為一種趨勢，正在逐漸融入社會生活的方方面面。信息資源的共享，特別是科學數(shù)據(jù)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。當前，我國在 CSCW 與信息共享的研究方面仍存在著嚴重分離的現(xiàn)象，缺乏 CSCW 和信息共享的結合研究。尤其是在基于信息共享的復雜 CSCW 應用領域，相關理論、模型和關鍵技術等還幾乎是一片空白。而有效發(fā)揮單用戶交互式應用軟件在多用戶實時協(xié)同環(huán)境中的推動作用，既是一種機遇，更是一項挑戰(zhàn)。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。對于軟件的供應商來說，這意味著可以增加產(chǎn)品的價值，延長現(xiàn)有產(chǎn)品的生命周期，以增加利潤。對于軟件的消費方，這意味著他們不僅能夠進行合作，而且可以使用他們所熟悉的應用軟件。而作為研究者，我們可以提出一套標準，將一般單用戶軟件和操作系統(tǒng)的接口進行規(guī)范化，甚至能夠實現(xiàn)一種無侵入性或低侵入性的架構（Framework） ，將主流單用戶軟件納入其中，完美地實現(xiàn)對多用戶實時協(xié)同工作的支持，而這些都具有巨大的應用前景和市場價值。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。相對于單純的辦公軟件而言，這類主流開發(fā)環(huán)境更加復雜和多元化，同時所開發(fā)項目的規(guī)模也更加巨大，這就意味著多人同時展開工作能有效地提高生產(chǎn)率，多人協(xié)作這樣一個思維碰撞的環(huán)境也更能激發(fā)創(chuàng)作的靈感?；谕该鬟m配方法的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同軟件第 9 頁 共 65 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊2 數(shù)據(jù)層面的適配技術 基本的操作轉換技術在任何一種多用戶協(xié)同系統(tǒng)的實現(xiàn)中，數(shù)據(jù)一致性控制都是一項核心的技術。經(jīng)過多年的發(fā)展，針對數(shù)據(jù)一致性控制的解決方案也層出不窮，而操作轉換技術則是其中比較合理的解決方案。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(jù)結構更加復雜的應用程序中，勢必要對其進行擴展。操作轉換技術高度的可擴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。操作轉換技術可以用以下例子來解釋：在一個復制結構的協(xié)同應用程序中，兩個用戶（用戶 1 和用戶 2）同時操作一份文本文件，該文本文件中只有“abc”這樣一個字符串。用戶 1 向文件起始位置插入一個新字符“x” ，那么該操作可以被描述成用戶 1 在“0”這個位置插入了字符“x” 。那么在此之后文檔應變成“xabc”。但在這一操作未被發(fā)送到用戶 2 之前，用戶 2 仍然認為文件內容為“abc”并希望刪除“c”這個字符，該操作可以被描述為用戶 2 在“2”這個位置刪除了字符“c” 。在此我們假設用戶 1 的操作先于用戶 2 的操作，那么當用戶 2 的操作被傳送到用戶 1 處的時候，倘若我們仍簡單地認為用戶 2 在“2”這個位置刪除了字符“c” ，那么由于文件內容已經(jīng)變?yōu)椤皒abc” ，我們就會錯誤地把字符“b”刪除，這就造成了數(shù)據(jù)的不一致性。那么，為了保證數(shù)據(jù)一致性，我們必須將傳遞過來的用戶 2 的操作轉換為在“3”這個位置刪除字符“c” ，才能保證兩用戶共享數(shù)據(jù)的一致性。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(jù)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(jù)一致性的目的。為了有效地實現(xiàn)數(shù)據(jù)一致性，操作轉換技術實現(xiàn)了兩個基本模型：數(shù)據(jù)模型和操作模型。數(shù)據(jù)模型定義了協(xié)同系統(tǒng)中共享數(shù)據(jù)的尋址方式，即數(shù)據(jù)是如何被排列和組織起來的；操作模型則定義了一系列基本的操作，這些操作是一切復雜操作的基礎，因此也被稱為元操作。在上述基本操作轉換技術中，數(shù)據(jù)模型即為一個線性的地址空間，所有的對象都按照順序排列在這個地址空間中供用戶操作；而操作模型則由兩個元操作組成：插入操作和刪除操作。 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(jù)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。為了應對這種情況，研究者對操作轉換技術進行擴展，將它的應用范圍從普通文本文件擴展到基于 XML 規(guī)范的文件上去。經(jīng)擴展后的操作轉換技術，原本的一維線性地址空間被擴展成了一組具有相互關聯(lián)的線性地址空間。這些地址空間的相互關聯(lián)類似于 XML 文件中的節(jié)點間的關系，即構成一個樹型結構（見圖 ） 。基于透明適配方法的互聯(lián)網(wǎng)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。父節(jié)點中線性地址空間的每一個元素都對應了子節(jié)點中的一個域。這樣類似于 XML 文件的結構讓我們能方便有效地找到整個數(shù)據(jù)模型中的任何一個對象。特別需要提出的是，當一個對象沒有子節(jié)點，即對象中不具有下一級結構時，我們認為其為終結對象，反之我們認為它為中間對象，即對象中仍有指向下一級對象的鏈接。值得注意的是，這種擴展之后的數(shù)據(jù)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。在一個復雜的應用程序中，對象之間的關系可能會更加復雜，但對于操作轉換技術而言，我們只需要關注對象地址間的關系就足以滿足需求。更進一步說，兩個對象被認為是臨近的，并不一定意味著這兩個對象實際的位置關系臨近或是在內存中的位置臨近，而是僅僅說明對于操作而言，這兩者的地址是接近的。 尋址方式在擴展后的樹形地址空間中，每個節(jié)點中的任何一個對象都可以用一個唯一的地址對來描述。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。那么，為了描述樹形地址空間中的任意一個對象，我們需要一組這樣的地址對來描述對象的地址，在這里，我們用一個 vector 來盛放這樣一組地址：01[(,),.,(),.()]ikvpnpn?其中 表示了第 層的地址。依照這樣的方式，自根節(jié)點開始尋址，[](,)ivik?遍歷整個 vector，總能找到目標對象。 擴展后的操作轉換技術為了使操作轉換技術能應用于復雜的文件數(shù)據(jù)，我們需要將操作操作轉換技術擴展到具有樹狀線性結構特征的文件數(shù)據(jù)上。前文提到，操作轉換技術有兩個重要模型，數(shù)據(jù)模型和操作模型，而由上文所述，我們可以將數(shù)據(jù)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(jù)模型的變化?；谕该鬟m配方法的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同軟件第 11 頁 共 65 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 操作間的關系判斷策略在擴展后的樹狀線性結構中，一個操作所作用的對象可能會落在任意一個樹節(jié)點所包含的任何一個一維線性結構中，這個特定的一維線性結構被稱為該操作的 目標域 。在擴展后的操作轉換技術中，確定兩個操作目標域之間的關系對于正確進行操作轉換具有重大的意義。仿照數(shù)據(jù)結構中樹的定義，我們給兩個目標域之間的關系做如下定義：1. 若目標域 A 中有一個元素是指向目標域 B，那么目標域 A 被稱為目標域 B 的一個 父域 。2. 從根節(jié)點出發(fā)到某個操作的目標域所經(jīng)過的所有域的序列，稱為到該操作域的 域路徑 。當數(shù)據(jù)模型擴展成為樹狀線性結構后，多個用戶所產(chǎn)生的操作可能會落到相同或不同的目標域中，這些目標域又可能具有類似樹結構中的父子關系，如何才能保證操作轉換技術能正確地將用戶操作進行轉換，以保障數(shù)據(jù)的一致性，成為很重要的一個問題。當兩個操作并發(fā)進行時，某些情況下需要對其中的操作做轉換，而某些情況下卻不用。我們用一個例子來說明這一問題。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。每個第二級節(jié)點中均有兩個一維線性結構，如下圖所示：0 1 200001122330011操 作 3操 作 2 操 作 n操 作 4操 作 1圖 樹狀線性結構中的操作轉換在上述這樣一個簡單的樹狀線性結構中，假設存在兩個并發(fā)的操作，稱之為操做 和操作n，其中 =1，2，3，4。為了方便，我們總假設操作 先于操作 發(fā)生。我們以此來考察操作x xn1 到操作 4。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。n2. 若 =2，即操作 2 先于操作 發(fā)生，由于操作 2 與操作 具有同一個目標域，操作 2x n有可能影響到操作 所在域的地址，因此必須對操作 做轉換。3. 若 =3，即操作 3 先于操作 發(fā)生，由于操作 3 與操作 既不具有同一個目標域，也n基于透明適配方法的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同軟件第 12 頁 共 65 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊不在操作 的父域中，操作 3 不可能影響到操作 所在域的地址，因此不需要對操作 做轉換。nnn4. 若 =4，即操作 4 先于操作 發(fā)生，雖然操作 4 與操作 具有同一個父域，但是二者x n的目標域不同，操作 4 不可能影響到操作 所在域的地址，因此不需要對操作 做轉換。經(jīng)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。更深入地研究可以發(fā)現(xiàn)，上述兩種情況仍可以總結成一種情況，即當操作 的目標域位于x操作 的目標域的域路徑上時，操作 需要針對操作 進行轉換。nnx 根據(jù)地址對判斷操作間的關系在 節(jié)中，本文提到在樹狀線性結構中，用一組形如 的地址對來描述對象的地(,)np址，并將這一組地址對存放在一個 vector 中。利用這一結果，我們可以將 節(jié)中所述的操作間關系判斷策略用偽代碼的方式描述出來，進而可以使用實際代碼將這一特性實現(xiàn)?；?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(wǎng)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。根據(jù) 節(jié)中的策略，我們首先利用 IsDomainDependent 函數(shù)檢驗兩操作目標域是否獨立，若兩函數(shù)不獨立，再進一步判斷兩目標域是否相同或者具有父子繼承關系。在函數(shù) IsDomainDependent 中，若操做 的域路徑長度小于操作 ，說明操作 的目標域nxn位于操作 的的上級節(jié)點中，那么返回 true；反之，則遍歷操作 的整個目標路徑，若有任何x一個節(jié)點與操做 的不重合，也返回 true。若上述情況均不滿足，則返回 false，即兩者的目n標域不獨立。函數(shù) CheckTargetDomainRelation 則進一步細化了兩個操作目標域之間的關系。首先調用IsDomainDependent 判斷兩目標域是否獨立，若不獨立，則根據(jù)兩操作目標域域路徑長度來判斷兩操