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- 婴 尤
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1 ISSN CODEN JKYTA8 Journal of Frontiers of Computer Science and Technology /203/07(02)-04-2 doi: /j.issn Tel: 采用构件组装技术协同开发 Web 应用的方法 陈 霄 +,2,2, 吴毅坚, 彭鑫, 赵文耘. 复旦大学软件学院, 上海 复旦大学计算机科学与技术学院, 上海 Collaborative Approach for Web Application Development by Using Component Composition CHEN Xiao, WU Yijian +, PENG Xin,2, ZHAO Wenyun,2. School of Software, Fudan University, Shanghai 20203, China 2. School of Computer Science, Fudan University, Shanghai 20203, China + Corresponding author: wuyijian@fudan.edu.cn CHEN Xiao, WU Yijian, PENG Xin, et al. Collaborative approach for Web application development by using component composition. Journal of Frontiers of Computer Science and Technology, 203, 7(2):4-25. Abstract: In the environment of cloud computing, collaborative development can optimize the development process, shorten the development cycle, and improve the efficiency of Web application development. This paper proposes a collaborative approach to support Web application development by using component composition. In this approach, the functions or user activities of applications are mapped to different components. And these components are divided into more sub-components. The sub-components are dispatched as development tasks, and are accepted by different developers. Development is done on the base of the component template and code framework generated automatically. All the sub-components, as the parts of the whole component, will be taken part in the component composition. Composition result should be a component which realizes some functions or a user activity in the business workflow. To verify the method, this paper realizes a collaboration-based component composition tool and an off-line IDE (integrated development environment) which supports the automatic code framework generating. Key words: collaborative development; Web application; task management; component composition The National Natural Science Foundation of China under Grant No ( 国家自然科学基金 ); the National High-Tech Research and Development Plan of China under Grant No. SS202AA0002 ( 国家高技术研究发展计划 (863)). Received , Accepted
2 陈霄等 : 采用构件组装技术协同开发 Web 应用的方法 5 摘要 : 在云计算环境下, 引入网络化的协同开发机制, 能优化 Web 应用的开发过程, 缩短开发周期, 提高 Web 应用的开发效率 提出了一种采用构件组装技术协同开发 Web 应用的方法 在该方法中,Web 应用的功能或流程活动将以构件为单位进行划分 划分出的构件可以进一步地拆分成多个子构件, 并分别以开发任务的形式发出 开发者可以接受任务, 并在构件开发模板和自动生成的代码框架下进行开发 开发出的构件会被统一回收, 并组装成对应于原功能或者原业务流程活动的构件 为了验证方法的可行性和有效性, 实现了一个基于协同开发 Web 应用的构件组装工具, 以及用于自动生成代码框架的离线开发工具 关键词 : 协同开发 ;Web 应用 ; 任务管理 ; 构件组装文献标志码 :A 中图分类号 :TP3.5 引言伴随着互联网技术的发展, 如今的 Web 应用, 从电子商务 电子政务, 再到日常生活信息, 几乎覆盖了人们生活的方方面面, 这就使得人们对 Web 应用所能提供功能的需求与日俱增 在这种情况下, 一些 Web 应用的复杂性越来越高, 以至于单个开发人员, 甚至是单个开发团队, 很难独立完成所接手的项目 因此, 人与人, 甚至是团队与团队之间的协同开发成为发展趋势 目前已存在的平台缺乏对完整网络化协同开发生命周期的支持, 比如 Google 的 App Engine,Microsoft 的 Windows Azure 和 Force.com, 它们现有的开发过程都相对比较简单 其中,Force.com 为开发者提供了应用框架和 API(application programming interface), 但是并不支持多个开发者以协同的方式来定义和开发应用 因此, 当应用涉及到的业务逻辑非常复杂或者繁多时, 会给单个开发人员带来巨大的压力, 并给整个项目带来风险 虽然从理论上来说, 协同开发要比独立开发更快速 更有效率, 但事实上, 如果不能妥善分配和管理协同开发中的任务和制品, 协同开发过程往往会使开发效率更低 要实现 Web 应用网络协同开发, 主要难点在于以下几点 () 开发者之间的交流 : 在网络化的协同开发中, 开发者往往处于不同的地理位置和不同的组织机构, 甚至使用不同的语言, 这给开发者之间的交流和对需求的理解带来了挑战 (2) 任务制品的管理 : 对不同的任务开发完成后, 将会生成不同的任务制品, 这些制品可能需要被整合到最后发布的应用中, 也可能成为另一个任务 的输入 制品管理需要为各个任务和其制品之间建立合适的关联关系和可追踪性 (3) 任务制品的一致性 : 对于同一类型的任务, 即使开发者对其需求的理解是一致的, 也可能由于使用的工具不同, 版本不同, 或者是开发语言不同而生成不同的结果 这既可能为其他开发者的理解带来不便, 也可能为制品整合的自动化带来困难 为了解决以上问题, 提出了一种采用构件组装技术协同开发 Web 应用的方法, 并提出了一系列构件定义 实现和组装的标准 同时, 制定了相应的基于网络的任务制品管理机制和构件组装技术 为了验证本文方法, 实现了一个实验性的 Web 应用开发平台, 以及相应的构件组装工具和离线开发工具 本文组织结构如下 : 第 2 章主要介绍与目前构件组装 Web 应用开发平台和工作流相关的技术 ; 第 3 章阐述协同开发 Web 应用的方法 ; 第 4 章对有关网络环境下的构件组装技术进行说明 ; 第 5 章主要说明开发完成之后 Web 应用的部署和运行 ; 第 6 章介绍按照本文方法实现的平台和工具 ; 最后总结全文 2 相关技术目前在工业界比较流行的构件技术包括 Microsoft 的 COM/DCOM(component object model/distributed object model) OMG(object management group) 的 CORBA/ CCM(common object request broker architecture/corba component model), 以及 Oracle 的 J2EE/EJB(Java 2 platform enterprise edition/enterprise Java Beans) 等, 这些技术分别提供了各自的构件模型和组装框架 比如 CORBA 提供了静态和动态两种组装调用方法, 并
3 6 Journal of Frontiers of Computer Science and Technology 计算机科学与探索 203, 7(2) 定义了对象请求代理 (object request broker,orb) 之间通信的标准协议 GIOP(general inter-orb protocol) 构件开发技术中的 ABC(architecture-based component composition) 方法将 SA(software architecture) 理论与基于构件的软件开发相结合, 在构件开发和系统构建过程中, 将 SA 模型描述作为框架和蓝图, 并把中 [-2] 间件作为构件组装运行时的支撑 虽然以上技术和方法已经能够较好地应用于本地构件的开发 组装和运行等阶段, 但缺乏对 Web 应用的构件化开发和网络化的构件组装的支持 现今主流的软件开发过程主要有模型驱动开发 (model-driven development) 和迭代增量开发 (iteractive and incremental development) 模型驱动开发主要通过对系统进行抽象化描述, 来半自动化地获得可执 [3] 行代码 比如 KobraA 方法就是通过 UML(unified modeling language) 的多视图, 对构件从多个不同的抽象层次进行统一的定义和描述 在这种情况下所设计的系统往往比较笨重, 缺乏对需求变化的应变 [4] 能力 相较于模型驱动开发需要面面俱到的体系 [5-7] 结构设计, 迭代增量开发运用敏捷的思想和方法, 注重于实现和快速交付可以运行的代码, 通过迭代和增量方法来实现面向功能的开发过程 这样的方法为系统带来了快速应变能力, 但也使系统缺少一个明确的体系结构框架 此外, 这两种方法都没有涉及对在网络化环境下开发的支持 在互联网迅速发展的今天, 各个互联网公司都推出了自己的 Web 应用开发平台, 来支持面向客户的 Web 应用定制 比较流行的开发平台包括 Microsoft 的 Windows Azure,Google 的 App Engine 和 Force.com Windows Azure 主要通过三个构件向用户提供三种服务 其中, 基于 Windows 的运行环境用于应用的运行,SQL Azure 提供了云中的数据存储服务, 而.NET 服务为基于云和本地的应用提供了分布式的基础设施服务 Windows Azure 接受所有由.NET 框架搭建的, 或由 Windows 系统所支持语言编写的应用 Google App Engine 是由 Google 数据中心所支持的 面向传统网络应用的平台 目前, 该平台所支持的编程语言包括 Python 和 Java, 网络框架包括 Django CherrPy Pylons Web2py, 以及一个由 Google 所定制 [8] 的网络框架 Force.com 是一个支持超过 个组织的应用部署平台 为了减少支持如此庞大用户群体的运行成本,Force.com 采用了元数据驱动的软件架构来实现多租户应用, 通过元数据 数据和枢纽表实现虚拟的数据库结构, 为开发者提供了开发框架 元数据和 WebService 的 API, 并采用 APEX 语言 [9] 来支持应用的定义和开发 各个开发平台虽然为 Web 应用的开发提供了从体系结构到底层实现的支持, 但这些支持缺少在协同开发方面的管理, 在应对相对复杂的应用时可能会出现瓶颈 这些年来,Web 应用逐渐从仅仅支持信息浏览, 发展成为涉及多个个人和组织的, 基于协同工作流 (workflow) 的应用, 也就是说, 应用需要能够实现对 [0] 工作流的管理 工作流是对工作流程及其各个操作步骤之间业务规则和走向的概括和描述 现在比较流行的工作流描述语言包括面向业务流程的 BPMN(business process modeling notation), 以及面向服务组合的 WSFL(Web services flow language) [] XLANG(Web services for business process design) [2] 和 BPEL4WS(business process execution language for Web services) [3] 等 在工作流中, 由于所有被定义的活动都有良好的封装性, 便于开发者将不同活动所对应的功能构件化 另一方面, 工作流又定义了各个活动之间的关联, 这些定义的关联又为之后的整个流程的自动化组装部署提供了便利 3 方法概述本文提出了一种采用构件组装技术协同开发 Web 应用的方法 其主要思想在于, 将一个完整的 Web 应用以任务为单位, 分割成多个开发任务以实现整个应用的协同开发 为了支持整个开发过程, 提出了一套相应的任务管理 构件组装和构件开发机制来支持整个开发过程 3. 方法流程在本文方法中, 一个完整 Web 应用的开发流程如图 所示 在每一个开发阶段都会产生一个或者多个开发任务 这些开发任务所产生的制品可能会
4 陈霄等 : 采用构件组装技术协同开发 Web 应用的方法 7 作为下一阶段任务的输入制品参与组装绑定, 也可能作为应用开发的文档被归档保存 需求定义基本框架定义构件组装定义构件开发迭代迭代迭代应用部署组装集成构件测试 Fig. Development process of Web application 图 Web 应用开发流程 () 需求定义需求定义的目标在于针对当前所需开发的 Web 应用, 捕获并明确不同涉众的需求, 再为该目标应用建立需求模型 允许项目管理员创建需求建模任务, 该任务所产生的模型可以为之后的基本框架定义起到参考作用 (2) 基本框架定义在本文方法中, 应用框架主要包括三个方面 : 应用功能 业务数据对象和应用角色 应用功能指的是 Web 应用向最终用户提供的业务能力 (business ability) 业务数据对象是指应用所需要处理和持久化的与具体业务相关的数据, 其往往能够被用户所理解, 并以数据表的形式在数据中心进行维护 应用角色是对不同用户在应用所处理的业务逻辑中, 对应职责的划分 在实际使用中表现为不同角色可以使用应用提供的不同功能 比如, 对于一个图书馆管理系统来说, 往往允许学生登记借书和还书, 并允许图书管理员查看所有学生的借阅记录 在这个应用中, 借还书和查看所有学生借阅记录就是应用所提供的功能, 书就是应用处理的业务数据对象, 而学生和图书管理员是应用所包含的两个应用角色 在应用角色和功能定义完成后, 还需要根据需求模型对应用角色进行业务职责的划分, 也就是指定哪些应用角色允许使用哪些应用 功能定义任务所交付的制品是该 Web 应用所对应的功能菜单 Web 应用所包含的具体功能会作为菜单项挂在功能菜单下 此时的功能菜单项仅仅描述了在该应用下应该包含的某个功能, 而并不包括该功能的实际实现 因此, 还需要从功能菜单项上进一步给出开发任务 一般 Web 应用的功能可以分为两类 : 一类为功能型, 该类型主要向应用角色提供逻辑上的单一功能 ; 另一类为流程型, 它需要与一条完整的, 实现某个业务目标的工作流绑定, 一般会包含多个应用角色的交互和多个用户活动 比如在申购经济适用房的应用中, 市民查询自己的申购记录是一个单一的功能, 而申购经适房是一个流程型的功能, 它包括提交申请 审核 摇号和选房等活动, 并且涉及市民 审核人和摇号人等角色 (3) 构件组装定义因为功能型菜单项只实现一个功能, 且向所有绑定的应用角色提供相同的功能, 所以应用的功能只需要通过单一的构件来实现 但对于开发者而言, 该功能可以包含任意复杂的逻辑, 所开发的部分应用可能包括与用户交互的前台页面, 处理应用业务数据的后台逻辑和与第三方服务的交互 因此, 定义由功能型菜单项发出的任务为构件组装任务 在构件组装任务中, 允许开发者在构件级别对功能型菜单项的实现进行拆分和定义 也就是说, 允许将单个构件的开发分割成多个子构件, 并定义这些构件的本身属性以及构件之间的交互关系, 再将未实现的子构件以构件开发任务的形式发出 对于流程型的菜单项来说, 被绑定的业务流程可能会包含用户活动, 该活动涉及到与指定应用角色之间的交互, 因此也应该通过单一的构件来实现 与功能型菜单项类似, 很难断定开发该构件的复杂度和工作量, 因此将所发出的任务类型定义为构件组装任务, 并由开发者来定义 (4) 构件开发在构件组装中定义的子构件开发任务会由承接该任务的开发者来进行编码实现 为了简化开发和实现组装的自动化, 为开发者在开发构件时提供一套代码框架 该代码框架会根据该构件在构件组装中的定义自动生成 代码框架的存在可以使开发者只专注于具体逻辑的实现, 而不用考虑与其他构件的交互问题 另一方面也给开发者在实现构件功能时提供一定的指导
5 8 Journal of Frontiers of Computer Science and Technology 计算机科学与探索 203, 7(2) (5) 构件测试在开发者提交了所开发的构件后, 项目管理员可以为该构件创建对应的测试任务 即将该构件及其对应的描述交由第三方进行单元测试, 以验证该构件是否能够满足描述中的功能性和非功能性需求 验证完毕后, 验证方应递交一份有关该构件的测试报告作为制品进行交付 (6) 组装集成在确认构件的正确性之后, 将所发出的构件开发任务对应的制品回收, 并进行自动化的构件组装 对于流程型菜单项, 还需要将组装完成的构件与用户活动绑定, 并将该绑定信息添加进工作流的描述中 由于任务是从功能菜单项发出的, 当构件和流程组装完成后, 应用所对应的功能项有了具体的实现 (7) 应用部署应用开发完成后, 开发者得到的是一个完整的 Web 应用 该应用可以被部署到由第三方提供的服务容器中, 也允许部署多个应用副本来支持负载平衡 为了使整个方法更具灵活性, 上述步骤之间存在着一些迭代关系 由于需求定义阶段所定义的需求模型会作为基本框架定义的依据, 当需求发生变化时, 可能会影响整个应用的框架 因此需求定义和基本框架定义之间存在一个迭代开发 共同演化的过程 在构件测试阶段, 项目管理员可以根据所获得的测试结果将构件开发任务重新打回给开发者, 要求其修改不符合需求的部分 待开发者修改后允许其重新提交构件 在之后的构件组装阶段, 相应的开发者如果发现功能需求发生了变化, 构件组装无法进行, 或者组装出的构件并未实现预期的功能, 开发者可以要求重新定义构件组装 因此, 构件组装定义 构件开发 构件测试和组装集成之间存在一个大的迭代开发过程 3.2 任务机制在本文开发方法中, 整个 Web 应用开发所涉及的活动将被分割成多个开发任务 而单个开发任务又可能产生多个更小粒度的开发任务 根据任务所涉及的内容和最终交付的制品, 任务可以分为不同的类型, 如图 2 根据被指派的开发者, 可以将任务分为内部任务和外部任务 如果一个任务需要由承接应用开发的团队来完成, 则该任务为内部任务 如果该任务需要由其他团队来承接完成, 则该任务为外部任务 具体一个任务应该是外部任务还是内部任务, 完全由实际情况而定 项目管理员在考虑该任务应该为内部任务还是外部任务时, 应该考虑成本 开发时间 技术和保密性等问题 每一个开发任务都会由一个开发者来承担 对于内部任务而言, 该开发者往往由项目管理员来指定 对于外部任务来说, 不同的开发团队将以竞标的形式承接开发任务 竞标成功的团队将由该团队的负责人将该任务分配给团队中的某个具体开发人员 任务的生命周期主要包括如下几个状态 () 创建态 : 开发任务刚刚被创建, 还未被指派给任何开发者时, 认为其处于创建态 项目管理人 Web 应用 需求任务 需求建模 角色定义 设计任务编码任务 业务构件开发 功能定义 数据对象定义 构件组装 工作流定义 Fig.2 Types of tasks 图 2 任务分类 测试任务 页面构件开发单元测试
6 陈霄等 : 采用构件组装技术协同开发 Web 应用的方法 9 员可以将该状态下的任务指派给本开发团队下的开发者, 也可以将其发布到平台, 允许其他开发团队以竞标的方式摘取任务 (2) 分配态 : 开发任务被项目管理人员分配给指定开发者后, 任务成为分配态 项目管理人员可以通过平台, 实时查看分配态下任务的制品, 以方便管理人员评估任务的实际完成进度 (3) 提交态 : 当开发者认为自己已经完成了被分配的任务, 并生成且提交了相应的交付制品时, 可以将被分配的任务状态置为提交 提交态任务下的制品将不能再被编辑 (4) 确认态 : 项目所属团队的管理员在检查了开发者所提交的交付制品, 并认为该交付制品满足创建该任务时所提出的需求后, 可以将该任务置为确认态 (5) 取消态 : 放弃指定任务 只有当任务处于创建态时才允许项目管理人员将其置为取消态 任务正常的生命周期应该遵循创建 分配 提交和确认的状态转换, 但是也可能会存在其他情况 比如任务在创建后, 项目管理员可能发现该任务不应该被包含在该项目中, 而将该任务置为取消态 当开发任务被分配给某个开发人员后, 项目管理人员可以随时追踪任务的开发进度 当管理人员发现被指派的开发人员无法完成被分配的任务, 或者被分配任务的开发人员在开发过程中离职, 管理人员可以重新将任务置为创建态 4 构件开发和组装在实际开发中, 某个构件可能涉及庞大的工作量或者由于项目因素被要求快速完成, 这时该构件就需要多个开发者之间协同开发 在本文方法中, 允许开发者将单个构件分割成多个相互关联的子构件 被定义的构件会被单独作为构件任务开发, 并回收进行统一的组装 4. 构件类型根据 Web 应用的特点, 将可定义的构件 (component) 进行分类 从构件所提供的功能类型来看, 可以将构件分为三类 () 页面构件 : 页面构件主要关注与最终用户之间 的交互, 包括向用户提供接口以及用户体验的问题 (2) 业务构件 : 业务构件主要关注业务逻辑和数据的处理, 而不包含可视化的界面 (3)WebService 构件 :WebService 构件主要是以服务的形式向其他构件提供数据处理和业务逻辑处理的功能 从构件复用的角度来看, 可以将构件分为两类 () 特定应用构件 : 特定应用构件是专门针对当前应用所设计和实现的构件 默认的特定应用构件不带有任何接口和方法, 需要开发者根据应用的需求进行定义, 并由开发者进行开发 WebService 构件不存在特定应用构件 (2) 通用构件 : 开发平台为开发者提供了一个构件库, 保存在该库中的构件称为通用构件 通用构件可以是页面构件或业务构件, 不需要开发者的定义和开发, 可以直接使用 所有的 WebService 构件都是通用构件 4.2 构件组装定义子构件个体所实现的逻辑和子构件之间的交互共同实现了原构件的功能 因此, 在定义构件组装时, 主要关注两方面的问题, 一个是构件本身的定义, 另一个是构件之间交互的定义, 如图 3 在定义构件时, 需要关注的属性如下 () 构件名称 : 所需要开发构件的名称 (2) 构件描述 : 对构件功能和非功能需求的描述, 是开发者了解所需开发构件的主要途径 (3) 接口 (interface): 接口是构件之间交互的桥梁, 它可以进一步分为服务接口 (provide interface) 和请求接口 (request interface) 请求接口是需要被实现的接口, 其中的方法需要与其他方法映射才能提供实际的功能 服务接口是具体被实现的接口, 可以被其他请求接口以及请求接口中的方法映射 页面构件应该只关注与用户的交互, 而不提供, 或者仅提供基本的业务逻辑处理能力 因此, 页面构件不包含服务接口 相反的, 对于 WebService 构件, 其应该作为一个服务独立存在, 而不依赖于其他构件 WebService 可能在实现过程中, 本身对其他构件或者服务有依赖, 但是当它作为服务向外暴露时, 对于服
7 20 Journal of Frontiers of Computer Science and Technology 计算机科学与探索 203, 7(2) Method Interface +name:single +name:string +params:variable[] +methods:method[] +return:variable +type:interfacetype Component +name:string +desc:string +interfaces:interface[] 2 MethodMap +requestmethod:method +providemethod:method +parammaps:variablemap[] InterfaceMap +requestinterface:interface +provideinterface:interface 2 VariableMap +requestvariable:variable +providevariable:variable InterfaceType +REQUEST +PROVIDE Fig.3 Component composition meta-model 图 3 构件组装元模型 务的调用者来说, 它应该具有独立向外提供服务的能力, 因此只包含服务接口 (4) 方法 (method): 方法是构件之间交互的最小单位, 也是构件功能最直接的体现 一个接口可以包含多个方法, 一个方法可以包含多个参数 方法可以有返回值, 也可以没有 构件之间的交互主要体现在不同构件服务接口和请求接口的映射 (interface map) 包含请求接口的构件为了实现自己的功能, 或向外提供服务接口, 这时需要调用其他构件的服务接口, 从而产生了请求接口和服务接口之间的映射 接口级的映射最后需要落实到接口中方法之间的映射 (method map) 方法之间的映射在构件运行时体现为, 当请求接口中的方法被调用时, 实际被调用的是服务接口中的方法 定义方法映射时还需要指定方法中的变量映射 (variable map), 变量映射包括了方法的参数映射和返回值映射 4.3 构件开发在构件组装中所定义的特定应用构件会产生与其相对应的构件开发任务 如果特定应用构件为页面构件, 则产生的任务为页面构件开发任务 ; 如果为业务构件, 则为业务构件开发任务 承担具体编码 开发任务的开发者, 需要根据所获得的对具体构件的描述进行开发 这时可能会面临如下一些问题 一方面的问题来自于实现构件所使用的具体语言和开发框架 目前的编程语言和框架种类繁多, 如果不同的开发者都使用自己所擅长的语言和开发框架实现各自的构件, 将给之后的构件组装带来极大的困难 为此, 分别为页面构件和业务构件准备了两套基于 J2EE 和 J2SE(Java 2 standard edition) 的开发模板 模板中包含了应用所对应的业务数据对象, 对业务对象持久化的方法, 以及调用所提供的服务的方法 因为编码任务需要在本地进行, 所以如何实现构件中的数据持久化成为一个问题 虽然可以将数据中心的相关信息告知开发者, 使其能通过 SQL 语句直接在构件中实现数据的持久化, 但是这样作非但不安全, 而且还将开发者的注意力从前台设计或者是业务逻辑的处理分散到数据持久化的处理上 因此在本文的模板中, 通过 Hibernate 框架实现了数据库的透明 开发者完全不用担心数据库配置等问题, 就可以在编码中实现业务数据的增 删 改 查等功能 所有的编码开发工作应该在事先提供的开发模板的基础上进行 另一方面的问题在于如何实现构件组装的自动
8 陈霄等 : 采用构件组装技术协同开发 Web 应用的方法 2 化 在构件组装定义的过程中, 定义了不同构件之间的交互关系以及接口方法之间的映射 但是对于开发者而言, 他们并不一定会完全遵照构件组装任务中所定义的接口和方法来进行编码 并且即使开发者想要遵守定义, 但是按照定义的实现方式也可以有很多种 比如, 对于页面构件, 它的请求接口应该如何实现, 就是一个仁者见仁 智者见智的问题 不同构件的不同实现, 将极大地影响之后的构件组装 因此, 在开发者所使用的开发模板中, 会根据该构件在之前构件组装中的定义, 为其自动生成一套代码框架 该代码框架包括构件的接口定义 方法定义和方法中的参数定义 有了自动生成的代码框架, 除了可以为构件之间的交互提供标准之外, 还可以使开发者将注意力完全集中在用户交互设计和业务逻辑处理上 构件开发完成后, 开发者需要将任务所对应的制品上传 本文提供了一套完整的制品管理机制来支持不同任务所交付的制品 4.4 构件组装待构件组装中所有的特定应用构件任务都提交了制品, 并成为确认态后, 就可以真正地开始进行构件组装 首先, 需要从制品空间和构件库中获得所有将要参与构件组装的制品, 对于 WebService 构件而言, 会根据其 WSDL(Web services description language) 描述自动生成调用所需要的桩文件 之后所需要作的, 就是根据构件组装中各个构件之间的接口 方法和参数映射, 使用 DWR(direct Web remoting) 反射和动态编译等技术, 在相应的子构件中生成与其他构件交互的粘连代码 因为在之前的构件开发过程中有代码框架的存在, 所以粘连代码中的交互对象和粘连代码所需要放置的位置都可以很容易地确定 限于篇幅, 这里将不具体介绍粘连代码的生成过程和结果 构件组装完整后, 所得到的应该是一个单独的构件 该构件应该至少包含一个与用户交互的界面 ( 构件组装任务是从功能菜单项和用户活动上发出的, 两者都需要与用户进行交互 ), 并实现该任务描述中的所有功能 该构件将会作为构件组装任务的交付制品上传到制品空间, 并自动与功能型菜单或用户活动绑定 5 部署和运行待 Web 应用下所有的开发任务都成为确认态后, 认为该应用所有的功能需求和非功能需求已经被满足 同时, 与其相关的开发文档也已经进行了相应的归档保存 之后, 会将该应用部署到相应的容器中 整个应用的部署容器和运行状态的维护不在本文考虑范围内 但是值得注意的是, 对于应用中的流程型菜单项, 为其提供了流程引擎来执行和管理流程实例, 并提供了诸如发起流程实例 继续流程实例和获得流程实例信息等方法, 以允许开发者实现最终用户与流程实例之间的交互操作 5. 应用部署可以部署的应用, 其所有的功能菜单项应该或是绑定了实现其功能的构件, 或是绑定了实现其业务目标的流程 所有与应用相关的制品, 包括可执行制品和不可执行制品, 比如文档 模型等都在所提供的制品空间中进行统一管理 在部署应用的时候, 会从制品空间中获得所有与该应用相关的制品, 并将其作为一个完整的应用部署到可访问的容器中, 整个部署过程是自动化的 部署容器应该是既定存在, 由第三方提供的 需要说明的一点是, 虽然部署之后的应用运行维护不属于本文所研究的内容, 但是在容器允许的情况下, 可以向应用的部署者提供部署多个应用副本的功能 部署者可以指定所需要部署的应用副本数量 所部署的多个应用副本可以帮助容器的提供者实现应用的负载平衡 5.2 流程引擎 Web 应用中的业务流程应该符合 BPMN2.0 的规范 为了简化开发, 并使所定义的流程能更符合涉众的需求, 对 BPMN2.0 进行了一定的剪裁和扩展 因此, 虽然不关心整个应用所部署的容器, 但是提供了流程引擎来执行和管理应用中的所有流程实例, 并在需要的时候调用所绑定的构件, 如图 4 在本文方法中采用了 jbpm(java business process management) 工作流引擎来驱动所定义的工作流 jbpm 引擎可以接受符合 BPMN2.0 标准的描述并执行 在本文所定义的流程中添加了新的活动类型, 为此对 jbpm 引擎进行了相应的扩展, 新支持的活动
9 22 Journal of Frontiers of Computer Science and Technology 计算机科学与探索 203, 7(2) 应用容器 调用绑定构件 构件 构件 2 读写业务数据 流程引擎 bpmn bpmn2 调用 WebService 数据中心 调用 WebService WebService Fig.4 Interactions among workflow engine,components and services 图 4 流程引擎与构件和服务之间的交互关系 包括如下内容 ()SMS 活动 : 流程引擎执行到该活动时会根据定义的内容, 自动向用户发送短信 (2)WebService 活动 : 该活动会自动调用被绑定的 WebService, 获得返回值后走向下一个节点 (3) 异步调用活动 : 与 WebService 活动类似, 不同的是调用 WebService 后不会自动走向下一个节点, 而是需要第三方调用引擎提供的接口才能继续流程 扩展后的 jbpm 引擎以服务的形式运行在服务容器中, 并向外暴露接口来支持流程与用户的交互 与流程菜单项绑定的应用角色有权访问业务流程中的起始活动 起始活动所绑定的构件应该包含一个用户接口, 最终用户可以通过该接口直接发起一个流程实例 新建流程实例将完全由流程引擎进行管理 流程引擎将会按照所输入的 BPMN 文件自动执行整个流程, 除非当前节点为用户任务或是异步调用节点 这种情况下, 需要由用户或者第三方来调用流程引擎提供的接口, 以通知流程继续走下去 6 方法实现为了验证本文方法, 实现了一个网络化应用开发平台 该平台包括从任务管理 制品管理, 到应用开发 组装和部署的一整套 Web 应用协同开发环境 开发者可以在该平台上实现注册, 创建开发团 队, 创建项目, 管理任务和部署应用等一系列功能 为了简化用户的开发, 实现组装自动化, 同时从根本上实现开发者交付制品的统一, 向开发者提供了涵盖整个应用开发周期的一整套工具集 其中包括用于支持构件定义 构件制品绑定和构件组装的构件组装工具, 以及支持用户完成编码级任务 ( 业务构件开发任务和页面构件开发任务 ) 的离线开发工具 6. 构件组装工具构件组装工具向开发者提供在线的构件功能定义和自动化的构件组装功能 在图 5 中, 左侧的构件列表栏显示了用户可以向构件组装中添加的子构件, 用户可以通过拖拽, 将指定构件添加到右侧的组装定义画布上 构件列表分别包含了 ( 自上而下 ) 特定应用页面构件 特定应用业务构件 通用页面构件 通用业务构件和 WebService 构件五种构件类型 对于特定应用构件 ( 特定应用页面构件和特定应用业务构件 ), 工具允许开发者对其名称 接口 方法和参数等信息进行编辑 ; 对于通用构件 ( 通用页面构件和通用业务构件 ) 和 WebService 构件, 工具允许开发者在向画布添加时浏览当前可使用的对应类型的构件列表, 并查看其包含的具体信息, 包括名称 接口 方法和参数等, 但是不允许租户对其进行修改 需要注意, 根据之前对构件的定义, 特定应用和通用页面构件只允许包含请求接口 ( 左箭头圆角矩形 ),WebService 构件只能包含服务接口 ( 右箭头圆角矩形 )
10 陈 23 霄 等 采用构件组装技术协同开发 Web 应用的方法 件后 自动上传到制品管理空间中 6.2 接口映射 离线开发工具 离线开发工具是一个基于 Eclipse 插件的集成开 发环境 如图 7 开发者可以通过自己在网络化应用 请求接口 开发平台上的用户名和密码进行登陆 登陆之后 服务接口 开发者在工具下方的任务栏可以看到自己当前被分 配的编码任务 开发者可以选择自己当前所希望开 发的任务 并选择下载构件 当开发者选择下载了 Component composition tool 某个任务后 离线开发工具会按照之前方法中的描 图5 构件组装工具 述 下载该类构件的开发模板 并导入开发环境 之 本文以构件接口之间的连接箭头表示接口之间 后 离线开发工具会获得该构件在构件组装中的定 的映射关系 开发者可以在操作列表栏中选择接口 义 并根据该定义在导入的开发项目中自动生成代 映射选项 之后就可以通过连接两个接口表示接口 码框架 对于页面构件而言 其定义的请求接口将 之间的映射关系 需要注意 这里只允许建立隶属 会以 JavaScript 文件的形式自动生成 在该接口中所 于不同构件 且以请求接口为起始 以服务接口为终 定义的方法也会在 JavaScript 文件中自动生成 对于 止的映射 映射之后 可以通过双击映射连接打开 业务构件来说 请求接口和服务接口都会按照 Java 映射编辑窗口 在该窗口中 开发者可以定义接口 中 Interface 的标准来生成 接口中所定义的方法也 中方法 方法参数和方法返回值之间的映射 如图 6 会按照 Java 定义方法的标准来实现 Fig.5 自动生成的 代码框架 请求方法列表 已完成映射 的方法列表 服务方法列表 开发者的构件 开发任务列表 Fig.6 Fig.7 Edit method mapping Off-line development tool 图7 图 6 编辑方法映射 离线开发工具 在开发者按照要求完成了某个构件的开发后 在完成构件和构件映射定义后 开发者在保存 的时候 工具会自动检测构件组装定义中未发布过 可以按照不同的构件类型 将构件打包成相应的格 任务的特定应用构件 并提示开发者该构件将作为 式并上传 在离线工具中 对于页面构件 其交付制 编码任务发出 当发出的构件开发任务被完成后 品的打包格式应该为.war 文件 对于业务构件 打包 开发者可以通过更新构件状态 将编码任务所完成 上传的格式应为.jar 文件 在构件的交付制品上传 的构件与构件组装中所定义的构件进行绑定 之后 后 该上传的制品如果能通过之后的构件测试 就可 开发者就可以进行构件组装 工具会自动获取构件 以直接参与构件组装 组装中所定义的构件实体 并按照映射生成构件之 6.3 间的粘连代码 在将多个构件组装成一个完整的构 实现评价 利用所提出的方法和实现工具 实验性地开发
11 24 Journal of Frontiers of Computer Science and Technology 计算机科学与探索 203, 7(2) 了两个 Web 应用 从开发的过程和应用运行维护情况来看, 使用本文方法和工具会带来以下好处 () 任务分解和并行 : 当一个复杂的任务被分成了多个子任务时, 不单单是减少了单个任务的复杂度, 同时也使多个任务能够并行处理, 减少了开发时间 (2) 迭代开发 : 在本文方法中, 存在多个迭代过程, 这使得整个开发过程能更好地响应变化, 及时发现问题并减少项目风险 (3) 简化开发 : 虽然为整个开发过程制定了一些与传统开发不同的规则, 但是在所实现的工具的帮助下, 开发者可以进行快速 简便的开发 (4) 便于部署 : 通过构件化技术开发的应用具有高内聚低耦合的特点, 使得整个应用的部署变得十分容易 (5) 便于维护 : 因为整个应用的开发都通过任务进行分配管理, 所以应用的每个部分都有很强的可追踪性 并且在任务开发中所产生的制品都可以作为文档在维护应用的时候使用 7 结论和展望虽然当前存在很多平台能够协助 Web 应用的开发, 但是这些平台对于开发过程的协同却鲜有支持 本文提出了一种采用构件组装技术协同开发 Web 应用的方法 通过将 Web 应用中实现不同功能的构件进行拆分 定义, 并将所拆分出的子构件以任务的形式发布给不同的开发者, 实现了基于构件的协同开发 对构件本身的属性和构件之间的交互定义了一套标准, 并根据这些定义制定了相应的代码框架来支持开发 最后, 在之前所提出的构件定义和代码框架上, 实现了多个不同类型构件的自动化组装 为了验证本文方法, 实现了一个网络化协同开发平台, 以及构件组装工具和离线开发工具 协同开发平台主要负责实现开发任务的管理和分配 构件组装工具用于构件之间关系的定义和自动化的构件组装 而离线开发工具为开发者提供了目标构件的开发模板和代码框架 在未来的工作中, 希望能够将可变性添加到应用的定义中 对于所定义的带有可变性的应用, 希望用户能够通过自动或者半自动化的方法完成定制, 快速获得同时符合用户功能和非功能需求的应用 References: [] Chen Feng, Wang Qianxiang, Mei Hong, et al. An architecturebased approach for component-oriented development[c]// Proceedings of the 26th Annual International Computer Software and Applications Conference (COMPSAC 02), Oxford, England, Washington, DC, USA: IEEE Computer Society, 2002: [2] Mei Hong, Chen Feng, Wang Qianxiang, et al. ABC/ADL: an ADL supporting component composition[c]//proceedings of the 4th International Conference on Formal Engineering Method (ICFEM 02), Shanghai, China, London, UK: Springer-Verlag, 2002: [3] Zhao Longwen, Liu Jinyun. Component-oriented SaaS integration framework research based on OFBiz[C]//Proceedings of the 20 IEEE International Conference on Management and Service Science (MASS ), Wuhan, China, 20. Washington, DC, USA: IEEE Computer Society, 20: -3. [4] Atkinson C, Muthig D. Component-based product line engineering with the UML[C]//Proceedings of the 7th International Conference on Software Reuse: Methods, Techniques, and Tools, Austin, Texas, USA, London, UK, Springer- Verlag, 2002: [5] Beck K. Embracing change with extreme programming[j]. IEEE Computer, 999, 33(0): [6] Palmer S R, Felsing M. A practical guide to feature-driven development[m]. London, England: Prentice Hall, 2002: 304. [7] Schwaber K. Agile project management with Scrum[M]. Redmond, Washington, DC: Microsoft Press, 2004: 92. [8] Zhang Qi, Cheng Lu, Boutaba R. Cloud computing: state-ofthe-art and research[j]. Journal of Internet Services and Applications, 200, (): 7-8. [9] Weissman C D, Bobrowski S. The design of the Force.com multitenant Internet application development platform[c]// Proceedings of the 2009 ACM SIGMOD International Conference on Management of Data (SIGMOD 09), Rhode Island, USA, New York, NY, USA: ACM, 2009: [0] Hepp M, Leymann F, Domingue J, et al. Generation of WebML Web application models from business process specification[c]// Proceedings of the 6th International Conference on Web Engineering (ICWE 06), Palo Alto, California, USA, New York, NY, USA: ACM, 2006:
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12 陈霄等 : 采用构件组装技术协同开发 Web 应用的方法 25 [] Juric M B, Mathew B, Sarang P. Business process execution language for Web services[m]. 2nd ed. Birmingham, England: Packt Publishing Limited, 2006: 372. [2] Peltz C. Web services orchestration and choreography[j]. IEEE Computer, 2003, 36(0): [3] Pistore M, Traverso P, Bertoli P, et al. Automated synthesis of composite BPEL4WS Web services[c]//proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Web Services (ICWS 05), Orlando, Florida, USA, Washington, DC, USA: IEEE Computer Society, 2005: CHEN Xiao was born in 988. He is a master candidate at Fudan University. His research interests include software product line and cloud computing, etc. 陈霄 (988 ), 男, 上海人, 复旦大学硕士研究生, 主要研究领域为软件产品线, 云计算等 WU Yijian was born in 979. He received his Ph.D. degree from Fudan University in Now he is a lecturer at Fudan University. His research interests include software architecture, software reuse and software product line, etc. He has published more than 0 papers in domestic and international journals and conferences. 吴毅坚 (979 ), 男, 上海人,2006 年于复旦大学获得博士学位, 现为复旦大学讲师, 主要研究领域为软件体系结构, 软件复用, 软件产品线等 在相关国内核心期刊和国际会议上发表论文 0 余篇, 作为项目负责人承担国家自然科学基金项目 项, 作为骨干参加多项国家自然科学基金 973 项目和 863 项目等 PENG Xin was born in 979. He received his Ph.D. degree from Fudan University in Now he is an associate professor and master supervisor at Fudan University, and the senior member of CCF. His research interests include software maintenance, adaptable software, software reuse and product line, etc. He has published more than 30 papers in domestic and international journals and conferences, and has been in charge of many national projects. 彭鑫 (979 ), 男, 湖北黄冈人,2006 年于复旦大学获得博士学位, 现为复旦大学副教授 硕士生导师,CCF 高级会员, 主要研究领域为软件维护, 自适应软件, 软件复用, 产品线等 在相关国内核心期刊和国际会议上发表论文 30 余篇, 主持国家自然科学基金项目 项, 参加多项国家自然科学基金和 863 项目 ZHAO Wenyun was born in 964. He received his M.S. degree from Fudan University in 989. Now he is a professor and Ph.D. supervisor at Fudan University, and the senior member of CCF. His research interests include software engineering and electronic commerce, etc. He has published more than 50 papers in domestic and international journals and conferences, and has been in charge of many national projects. 赵文耘 (964 ), 男, 江苏常熟人,989 年于复旦大学获得硕士学位, 现为复旦大学教授 博士生导师,CCF 高级会员, 主要研究领域为软件工程, 电子商务等 在国内外会议及期刊上发表论文 50 余篇, 主持国家自然科学基金项目 2 项,863 项目多项
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2 3. 1,,,.,., CAD,,,. : 1) :, 1,,. ; 2) :,, ; 3) :,; 4) : Fig. 1 Flowchart of generation and application of 3D2digital2building 2 :.. 3 : 1) :,
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13 A DSS B DSS C DSS D DSS A. B. C. CPU D. 15 A B Cache C Cache D L0 L1 L2 Cache 16 SMP A B. C D 17 A B. C D A B - C - D
2008 1 1 A. B. C. D. UML 2 3 2 A. B. C. D. 3 A. B. C. D. UML 4 5 4 A. B. C. D. 5 A. B. C. D. 6 6 A. DES B. RC-5 C. IDEA D. RSA 7 7 A. B. C. D. TCP/IP SSL(Security Socket Layer) 8 8 A. B. C. D. 9 9 A. SET
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36 7 Vol. 36, No. 7 2010 7 ACTA AUTOMATICA SINICA July, 2010 1, 2 1, 2, 3 1, 2,,,,,,, DOI,,, 10.3724/SP.J.1004.2010.00923 Distributed Simulation System Hierarchical Design Model Based on Quotient Space
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2 ( 自 然 科 学 版 ) 第 20 卷 波 ). 这 种 压 缩 波 空 气 必 然 有 一 部 分 要 绕 流 到 车 身 两 端 的 环 状 空 间 中, 形 成 与 列 车 运 行 方 向 相 反 的 空 气 流 动. 在 列 车 尾 部, 会 产 生 低 于 大 气 压 的 空 气 流
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DOI:10.3969/j.issn.1009-6868.2016.01.002 网 络 出 版 地 址 :http://www.cnki.net/kcms/detail/34.1228.tn.20151117.1506.006.html Challenges and Countermeasures of Network Space Security 周 延 森 /ZHOU Yansen 周 琳 娜
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012 Journal of Library Science in China 嘉 兴 模 式 的 延 伸 与 深 化 : 从 总 分 馆 体 系 到 图 书 馆 服 务 体 系 李 超 平 摘 要 嘉 兴 模 式 包 含 两 个 体 系 : 一 是 以 总 分 馆 为 核 心 的 公 共 图 书 馆 服 务 体 系, 二 是 跨 系 统 的 图 书 馆 服 务 联 盟 体 系 研 究 发 现, 从
声 明 本 公 司 及 全 体 董 事 监 事 高 级 管 理 人 员 承 诺 不 存 在 任 何 虚 假 记 载 误 导 性 陈 述 或 重 大 遗 漏, 并 对 其 真 实 性 准 确 性 完 整 性 承 担 个 别 和 连 带 的 法 律 责 任 本 公 司 负 责 人 和 主 管 会 计 工
Shenzhen WitSoft Information Technology Co., Ltd. 主 办 券 商 二 〇 一 六 年 二 月 声 明 本 公 司 及 全 体 董 事 监 事 高 级 管 理 人 员 承 诺 不 存 在 任 何 虚 假 记 载 误 导 性 陈 述 或 重 大 遗 漏, 并 对 其 真 实 性 准 确 性 完 整 性 承 担 个 别 和 连 带 的 法 律 责 任 本
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10 2016 10 No. 10 Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique Oct. 2016 1001-2265 2016 10-0012 - 05 DOI 10. 13462 /j. cnki. mmtamt. 2016. 10. 004 * 116024 MIMO TH166 TG502 A Dynamic Performance
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56 Chinese Journal of Library and Information Science for Traditional Chinese Medicine Dec. 2015 Vol. 39 No. 6 综 述 中 医 药 学 语 言 系 统 研 究 综 述 于 彤, 贾 李 蓉, 刘 静, 杨 硕 *, 董 燕, 朱 玲 中 国 中 医 科 学 院 中 医 药 信 息 研 究 所,
10384 199928010 UDC 2002 4 2002 6 2002 2002 4 DICOM DICOM 1. 2. 3. Canny 4. 5. DICOM DICOM DICOM DICOM I Abstract Eyes are very important to our lives. Biologic parameters of anterior segment are criterions
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创 业 板 风 险 提 示 本 次 股 票 发 行 后 拟 在 创 业 板 市 场 上 市, 该 市 场 具 有 较 高 的 投 资 风 险 创 业 板 公 司 具 有 业 绩 不 稳 定 经 营 风 险 高 退 市 风 险 大 等 特 点, 投 资 者 面 临 较 大 的 市 场 风 险 投 资 者 应 充 分 了 解 创 业 板 市 场 的 投 资 风 险 及 本 公 司 所 披 露 的 风 险
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中 考 英 语 科 考 试 标 准 及 试 卷 结 构 技 术 指 标 构 想 1 王 后 雄 童 祥 林 ( 华 中 师 范 大 学 考 试 研 究 院, 武 汉,430079, 湖 北 ) 提 要 : 本 文 从 结 构 模 式 内 容 要 素 能 力 要 素 题 型 要 素 难 度 要 素 分 数 要 素 时 限 要 素 等 方 面 细 致 分 析 了 中 考 英 语 科 试 卷 结 构 的
声 明 本 人 郑 重 声 明 : 此 处 所 提 交 的 硕 士 学 位 论 文 基 于 等 级 工 鉴 定 的 远 程 考 试 系 统 客 户 端 开 发 与 实 现, 是 本 人 在 中 国 科 学 技 术 大 学 攻 读 硕 士 学 位 期 间, 在 导 师 指 导 下 进 行 的 研 究
中 国 科 学 技 术 大 学 硕 士 学 位 论 文 题 目 : 农 村 电 工 岗 位 培 训 考 核 与 鉴 定 ( 理 论 部 分 ) 的 计 算 机 远 程 考 试 系 统 ( 服 务 器 端 ) 的 开 发 与 实 现 英 文 题 目 :The Realization of Authenticating Examination System With Computer & Web for
语篇中指代词的分布规律与心理机制*
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长 安 大 学 硕 士 学 位 论 文 基 于 数 据 仓 库 和 数 据 挖 掘 的 行 为 分 析 研 究 姓 名 : 杨 雅 薇 申 请 学 位 级 别 : 硕 士 专 业 : 计 算 机 软 件 与 理 论 指 导 教 师 : 张 卫 钢 20100530 长安大学硕士学位论文 ３ １ ３系统架构设计 行为分析数据仓库的应用模型由四部分组成 如图３ ３所示
案例正文：（幼圆、小三、加粗）（全文段前与段后0
案 例 正 文 : 1 中 国 农 业 银 行 FMIS 系 统 开 发 摘 要 : 本 案 例 描 述 一 家 大 型 商 业 银 行 自 主 开 发 战 略 性 管 理 信 息 系 统 的 过 程 该 系 统 不 仅 规 模 大, 而 且 业 务 类 型 复 杂, 项 目 启 动 时 的 系 统 目 标 具 有 高 度 不 确 定 性 项 目 独 特 之 处 是 业 务 专 家 在 项 目 中
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2017 4 357 GLOBAL EDUCATION Vol. 46 No4, 2017 K-12 2016 K-12 K-12 / 200062 / 200062 2015 8 2015 STEM STEM 1 Computer Science Association for Computing Machinery ACM Code Computer Science Teachers Association
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144 2016 年 4 月 然 趋 势 1.1 HTML5 的 发 展 历 程 HTML5 是 网 页 设 计 核 心 语 言 HTML 的 最 新 标 准 由 于 它 提 供 的 新 型 标 签 (<video>,<audio>) 允 许 开 发 者 将 视 频 音 频 等 媒 体, 直 接 嵌
第 37 卷 第 8 期 2016 年 4 月 PACKAGING ENGINEERING 143 基 于 HTML5 的 宣 纸 文 化 网 站 设 计 研 究 汪 梅, 汤 书 昆, 陈 敬 宇 ( 中 国 科 学 技 术 大 学, 合 肥 230026) 摘 要 : 目 的 充 分 借 助 信 息 技 术 的 力 量 延 续 宣 纸 文 化 的 活 力, 实 现 对 其 的 保 护 与 传 承
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68 2012 11 the requirements of load - bearing rescue and turning of the large fire engine can be served as an outdoor safety area. 5 The second floor
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