CSCW中保持共享对象一致性方法的研究与应用

摘要

随着Internet的普及和全球化程度的提高，为降低产品的开发成本和提高开发效率，产品设计正由传统的串行工作向支持并行工作转变，从孤立模式向协同模式转变。计算机支持的协同工作(CSCW)已经成为缩减设计成本和提高设计效率的最重要的产品设计模型。 CSCW的核心技术是并发控制，而如何保持共享对象的一致性是并发控制首先要解决的问题。只有解决了共享对象的一致性问题，才能在此基础上实现真正的实时协同工作。 本文首先对CSCW的产生与发展作了介绍，然后在分析CSCW特性的基础上提出了CSCW的定义。最后对CSCW研究的主要问题和应用领域进行了介绍。 接着本文对计算机支持的协同工作系统的特性做了深入的分析，找出影响协同工作系统性能的主要因素，并在此基础上提出协同工作系统中保持共享对象一致性模型的要求。然后分析了协同工作系统为了满足保持共享对象一致性模型的要求需要解决的问题。在以上研究的基础上提出了协同系统中通常的保持共享对象一致性模型。 对基于锁机制保持共享对象的一致性、基于令牌环机制保持共享对象的一致性和基于操作序列化机制保持共享对象的一致性进行了研究。讨论了它们的运行机制以及在使用过程中出现的一些问题，在此基础上对三种机制的优缺点做了总结。 对操作转换机制进行了深入的研究，对其中的核心运行机制做了详细的论述。先对操作转换方法中确保收敛性的机制做了介绍。然后在介绍协同文本编辑系统中的一些符号和概念的基础上，设计了操作转换函数。在研究和分析协同文本编辑系统中并发控制特点的基础上提出了操作转换控制算法。最后用一个操作转换方法的应用实例验证了操作转换方法在保持一致性模型各种属性上的正确性。 对多版本机制进行了深入的研究，并对其中的核心运行机制做了详细的论述。在介绍协同图形编辑系统中的一些符号和概念的基础上，提出了多版本方法中操作效果的结合规则。然后在研究和分析协同图形编辑系统并发控制特点的基础上提出了多对象版本增量创建算法，并用多版本方法应用实例验证了多版本方法在保持一致性模型各种属性上的正确性。最后对多版本方法中的对象标志符机制做了介绍。 在研究各种保持共享对象一致性方法的基础上，本文提出了RBCD(Role-BasedCollaborative Design)系统，它是本文的主要研究和创新成果。本文详细介绍了RBCD系统中的角色机制，其中包括RBCD系统中的角色划分与权限分配以及RBCD系统中的角色与权限管理。然后在分析传统迟加入方法优缺点的基础上提出了透明迟加入机制。最后对本文的消息驱动机制、基于消息回显的同步机制、冲突检测与消解机制和消息接收与处理机制进行了介绍，并在研究的基础上提出了保持共享对象一致性的分布式算法。最后用一个RBCD系统的设计实例验证了RBCD系统在保持共享对象一致性方面的正确性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1 CSCW简介

1.1.1 CSCW的产生与发展

1.1.2 CSCW的定义

1.1.3 CSCW的主要研究问题和应用领域

1.2本文的内容安排

1.3本文的主要工作

第二章保持共享对象一致性模型

2.1保持共享对象一致性模型的要求

2.2保持共享对象一致性模型中需要解决的问题

2.3通常的保持共享对象一致性模型

第三章锁机制、令牌环机制和操作序列化机制的研究

3.1基于锁机制保持共享对象的一致性

3.2基于令牌环机制保持共享对象的一致性

3.3基于操作序列化机制保持共享对象的一致性

第四章操作转换机制的研究

4.1操作转换方法中确保一致性模型各种属性的机制

4.1.1操作转换方法中确保收敛性的机制

4.1.2操作转换方法中保持操作目的性的机制

第五章多版本机制的研究

5.1多版本方法中确保收敛性和操作目的性的机制

5.1.1多版本方法中操作效果的结合规则

5.1.2多版本方法中任意一组操作的结合效果

5.1.3多对象版本增量创建算法

5.1.4操作冲突定义的改进

5.1.5多版本方法应用实例

5.2多版本方法中的对象标志符机制

5.2.1多版本方法中对象标志符的一致性

第六章系统实现

6.1 RBCD系统中的角色机制

6.1.1 RBCD系统中的基本概念

6.1.2 RBCD系统中的角色划分与权限分配

6.1.3 RBCD系统中的角色与权限管理

6.2 RBCD系统中的迟加入机制

6.2.1 RBCD系统中的透明迟加入机制

6.3 RBCD系统中的消息驱动机制

6.4 RBCD系统中的同步机制

6.5 RBCD系统中的冲突检测与消解机制

6.6 RBCD系统中的消息发送与接收处理机制

6.7 RBCD系统的应用实例

6.8小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和科研工作

致谢