瘦型服务器及个人/家庭事务处理应用研究

论文摘要

随着科技的不断发展,普适计算时代己经到来,大众对个人/家庭小型事务处理（如Email、网络银行及个人理财、数据下载、网上购物、在线缴费、机票预订等）的需求日益增长,PC时代正在迈入PS（个人服务器Person Server）时代。这类小型事务处理的特点是私密性强,对服务器资源要求相对不高,应用上要求随时随地的更简单、更方便操作本研究提出了一种个人/家庭瘦服务器的SoC体系架构,包括嵌入式片上系统、硬盘控制器、硬盘、嵌入式文件系统、网络控制器、网络接口、物理层芯片等；其特征是：SoC作为个人/家庭服务器主体软硬件系统,内嵌了微处理器、硬盘控制器与以太网控制器IP核,相当于传统服务器中的处理器、芯片组,具有独立的嵌入式操作系统内核以及嵌入式文件系统,可通过针对嵌入式系统的应用软件实现文件服务、打印服务、通讯服务、WEB服务、电子邮件服务、数据库服务等功能。本研究针对个人/家庭事务处理瘦服务器系统提出了嵌入式文件系统及其基于SOA三层架构的实现方法。根据“需求-语义-服务”三层架构的设计思想,完成了文件系统整体设计思路和实现方案。需求层利用UML建模方法、Ontology语义分析工具Protege及其推理插件pellet构建了文件业务系统的领域本体模型；从领域模型中提取出了文件系统常用的系统用例,基于此完成用例的实现流程图。语义层建立了“需求-语义描述-服务”的语义特征树,并采用OWL/RDF语言对语义特征树进行了形式语义描述。根据业务用例、用例场景、业务步骤的分析过程找出对应的原子业务即业务语义概念范畴内最小的业务单元,根据原子业务映射到相应的系统需求进行系统建模,并得到对应的原子构件集合,通过形式语义将场景步骤序列描述为由一系列原子构件的组合,完成“需求一语义一服务”三层SOA结构的嵌入式文件系统设计针对瘦服务器在个人／家庭事务处理中的应用架构,本研究将瘦服务器与SOA三层架构融合在一起,提出了一种新的T/S体系结构,瘦服务器通过定义良好的语义描述体系,将业务需求和服务实现联系到一起。具体实现为“引擎+流程+服务”的SOA应用架构。T/S体系结构中瘦服务器作为客户与目标服务器的中间环节,把客户提出的业务需求转化为服务请求的工作流；瘦服务器同时也是工作流引擎,驱动执行工作流,产生一系列的服务请求操作,输出报文至部署的目标服务集群。输出的报文可以是键盘缓冲区的命令行,也可以是鼠标在某个确定位置的击键动作,对应着与目标服务器的交互,瘦服务器通过与目标服务集群的多次交互调用相应的服务以响应客户需求。最后,本文以网银系统为例介绍T/S系统架构的实施部署。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 缩略语表
• 图目录
• 表目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题背景和研究意义
• 1.2.1 SoC概述
• 1.2.2 SOA与文件系统
• 1.3 研究现状
• 1.3.1 普适计算
• 1.3.2 统一建模语言UML
• 1.3.3 本体（ontology）
• 1.4 论文的研究内容与创新点
• 1.5 论文的结构与章节安排
• 第二章 瘦服务器
• 2.1 概念
• 2.2 设计
• 2.2.1 OS层
• 2.2.1.1 嵌入式Linux移植基本流程
• 2.2.1.2 BootLoader的移植
• 2.2.1.3 BootLoader的操作模式（Operation Mode）
• 2.2.1.4 BootLoader的基本结构及执行流程
• 2.2.1.5 BootLoader的stage1与stage2
• 2.2.1.6 Linux内核的配置与编译
• 2.2.1.7 内核启动
• 2.2.2 硬盘控制器
• 2.2.2.1 系统分析
• 2.2.2.2 总体设计
• 2.2.3 以太网控制器
• 2.2.3.1 以太网传输原理
• 2.2.3.2 总体设计
• 2.3 本章小结
• 第三章 文件系统业务建模
• 3.1 业务参与者
• 3.2 业务用例模型
• 3.3 业务用例场景
• 3.3.1 管理文件（Manage File）
• 3.3.2 创建文件（Create File）
• 3.3.3 更新文件（Update File）
• 3.3.4 读文件（Read File）
• 3.3.5 删除文件（Delete file）
• 3.4 业务模型
• 3.5 本章小结
• 第四章 文件系统系统建模
• 4.1 系统参与者
• 4.2 系统用例
• 4.3 用例场景
• 4.3.1 File system format（文件系统格式化）
• 4.3.2 User Management（用户管理）
• 4.3.3 Access Control（访问控制）
• 4.3.4 Allocate Space（分配空间）
• 4.3.5 Recovery Space（回收空间）
• 4.3.6 Defragment（碎片整理）
• 4.3.7 Create Directory（创建目录）
• 4.3.8 Delete Directory（删除目录）
• 4.3.9 Change Directory（改变目录）
• 4.3.10 View Directory（查看目录）
• 4.3.11 Create File（创建文件）
• 4.3.12 View File（查看文件）
• 4.3.13 Read file（读文件）
• 4.3.14 Write file（写文件）
• 4.3.15 Seek file（定位文件）
• 4.3.16 Delete file（删除文件）
• 4.3.17 File Search（文件检索）
• 4.3.18 File Protection（文件保护）
• 4.3.19 Share File（共享文件）
• 4.4 原子构件
• 4.5 本章小结
• 第五章 文件系统可行性验证
• 5.1 映射关系
• 5.2 领域词汇
• 5.3 文件系统本体
• 5.3.1 实体类
• 5.3.2 对象属性
• 5.3.3 数据属性
• 5.4 用户需求脚本
• 5.5 应用环境及操作流程
• 5.6 本章小结
• 第六章 T/S结构
• 6.1 C/S与B/S
• 6.2 体系结构
• 6.3 工作过程
• 6.4 应用部署
• 6.5 应用实例（网络银行）
• 6.6 本章小结
• 第7章 总结与展望
• 7.1 本文完成的主要工作
• 7.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 附图1 文件系统业务Ontology OWLViz
• 附图2 文件系统业务Ontology OntoGraf
• 附图3 文件系统系统Ontology OWLViz
• 附图4 文件系统系统Ontology OntoGraf
• 附图5 文件系统Java源代码文件列表
• 致谢
• 攻读博士学位期间录用/发表的学术论文
• 攻读博士学位期间的科研工作及成果