文档协同编辑协作机制及应用研究

论文摘要

计算机支持的协同工作(Computer Supported Cooperative Work, CSCW)的形成和发展是计算机多媒体技术和通信技术发展的产物,是现代社会文明发展进入信息化时代的需要。作为CSCW系统应用领域的一个重要分支,协同编辑系统支持处于不同地理位置的多个用户通过网络实时地浏览和编辑同一个共享的文档、图形或者其他多媒体文件,从而为用户节约大量的时间、人力和物力,提高用户的工作效率。协同编辑系统一般具有实时性、分布性和无约束性等特点,以确保进行协同工作的用户之间能够自由、快速、低延迟地进行信息的交流和传输。本文首先从协同编辑的概念及理论出发,阐述了文档协同编辑协作机制的三大体系结构,并对每种体系结构的优缺点做了详细的分析,然后对文档协同编辑中的一致性维护问题进行了深入探讨,并表明只要对用户的并发操作进行适当的调整和处理操作,就可以解决数据不一致、因果关系违背和操作意愿违背的问题。紧接着从目前国内外各种文档协同编辑协作机制入手,对目前主要的几种协同算法进行了全面的对比分析,并对这些算法中的不足之处进行了总结。基于目前较为认可的GOTO并发控制算法,本文提出了一种扩展的文档协同编辑协作机制,并对其进行了详细描述和分析证明。然后本文通过两个实例对文档协同编辑协作机制的应用模式进行了深入研究。第一个实例是其在远程协同学习中的应用,为远程协作学习提供了一种全新的协作学习环境和交流方式。第二个实例是其在共享电子白板中的应用,为基于网络的远程实时教学提供了新的思路。最后,本文分别从总体框架、通信层、操作转换机制、协同感知、一致性维护等模块的设计,对一个文档协同编辑原型系统的实现进行了详细的阐述。在通信层,我们采用了XMPP作为通信协议,并使用Openfire作为原型系统的通信服务器；在操作转换机制模块中,我们使用操作等待确认机制和操作的转换合成来确保一致性模型的维护。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文主要工作
• 1.4 论文的组织结构
• 第二章 文档协同编辑系统概述
• 2.1 协同编辑系统的概念及理论
• 2.1.1 CSCW的定义及分类
• 2.1.2 CSCW相关理论
• 2.1.3 协同编辑系统的特性
• 2.1.4 协同编辑系统的类型
• 2.2 文档协同编辑系统的体系结构
• 2.2.1 集中式体系结构
• 2.2.2 分布式体系结构
• 2.2.3 混合式体系结构
• 2.3 文档协同编辑协作机制三要素
• 2.3.1 并发控制
• 2.3.2 数据通信
• 2.3.3 协同感知
• 2.4 现有文档协同编辑系统平台
• 2.4.1 GROVE
• 2.4.2 REDUCE
• 2.4.3 CoEditor
• 2.4.4 Z-Office
• 2.5 本章小结
• 第三章 文档协同编辑协作机制实现方法
• 3.1 本概念及相关定义
• 3.1.1 操作关系
• 3.1.2 一致性模型
• 3.1.3 转换性质
• 3.1.4 状态向量
• 3.1.5 历史缓存
• 3.1.6 操作的上下文
• 3.1.7 转换函数
• 3.2 常见协作机制的实现方法
• 3.2.1 传统的协作机制实现
• 3.2.2 基于操作转换的协作机制实现
• 3.2.3 基于文档标注的协作机制实现
• 3.2.4 各种协作机制实现算法对比
• 3.3 文档协同编辑中的不一致问题
• 3.3.1 数据不一致
• 3.3.2 因果关系违背
• 3.3.3 操作意愿违背
• 3.4 改进的基于操作转换的协作机制
• 3.4.1 GOTOS算法协作机制
• 3.4.2 协同编辑协作机制分析
• 3.4.3 协作机制的实例验证
• 3.5 本章小结
• 第四章 文档协同编辑协作机制的应用模式
• 4.1 远程协同学习系统中的文档协同编辑
• 4.1.1 远程协同学习概述
• 4.1.2 协同学习系统中的关键技术
• 4.1.3 远程协同学习的应用
• 4.2 共享电子白板的文档协同编辑
• 4.2.1 共享电子白板系统架构
• 4.2.2 共享电子白板中的关键技术
• 4.2.3 共享电子白板的应用
• 4.3 本章小结
• 第五章 文档协同编辑系统原型的实现
• 5.1 系统总体设计
• 5.1.1 系统需求分析
• 5.1.2 系统体系结构
• 5.1.3 系统模块设计
• 5.1.4 系统界面设计
• 5.2 通信层设计与实现
• 5.2.1 通信技术与通信协议
• 5.2.2 XMPP通信协议
• 5.2.3 通信服务软件的使用
• 5.3 操作转换机制的实现
• 5.3.1 客户端—服务器协议
• 5.3.2 操作等待确认机制
• 5.3.3 操作的转换与合成
• 5.4 协同感知设计与实现
• 5.5 一致性维护模块的设计实现
• 5.6 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 前景展望
• 参考文献
• 在校期间发表的论文与参与科研项目情况
• 致谢