工具总线结构模型的构建与研究

佘抒萌

摘 要： 具总线作为一种连接件，为工具构建提供了通信、协作和便利的服务，实现了工具集成设施和工具逻辑处理功能的分离，将工具集成设施从以前的隐性方式改为显性方式，是用于工具集成的结构部件。目前，工具总线技术尚不成熟，主要由于缺乏实用的功能、抽象合理的结构和开放的接口规范。在此背景下，本文提出了一种工具总线模型的构建方式，实现了集成设施的完备性、开放性、灵活性和可移植性。

关键词： 工具总线 模型构建 集成设施 接口规范

工具总线是工具构件间交互的中介，由标识总线（IbBus）、控制总线（CtrlBus）、数据总线（DataBus）、集合和总线管理器（BusManager）组成（如图1所示），还提供了用于工具构件与工具总线挂接的接口。工具构件既可以是客户方构件（即数据的消费者），又可以是服务方构件（即数据的生产者）。下面对工具总线的内部结构和行为作阐述。

1.总线管理器

总线管理器完成工具总线的管理控制功能，对其工具构件发送的消息进行接收和分析。根据消息中的主题内容，一般首先启动标识总线，确定客户方和服务方构件的标识或定位信息，指明信息的来源和去向，其次启动控制总线，传递消息，而数据总线根据需要决定是否启动。

2.标识总线

标识总线的作用类似于硬件总线中的地址总线，指明数据总线上数据的来源和去向，包含工具构件命名、类型、ID（标识符）及接口描述库等内容，提供其存储、更新、检索等管理方法，支持跨平台的全局构件标识及接口空间，并负责处理不同主机上的标识总线间的数据一致性问题。需要说明的是，各个工具总线在交互关系方面是对等的，它们通过消息相互联系，但在工具总线的数据一致性问题上，还是以某个选定的工具总线为主控服务器，能够明显简化系统的设计。

3.控制总线

控制总线是在工具总线中负责命令或消息的传递，包含消息收发器和控制总线间协议（ICBP：Inter—Ctrl Bus Protocol）。

消息收发器的功能之一是接收从客户方工具构件发来的经由总线管理器的具有统一编码格式的消息，判别是否发往本地的消息。若是，则传递给本地工具构件适配器，并从工具构件适配器接收执行结果；否则将消息通过ICBP实体传递给网络上目的工具总线的控制总线并接收相应结果。消息收发器的另一功能是根据所接收的消息的源地址、目的地址和参数而决定是否启动数据总线进行数据的传输或接收，如果消息中不包含数据域，则不需要启动数据总线；否则，需要启动数据总线。

ICBP协议的功能是负责网际控制总线间的消息及结果的传输。ICBP协议是一个复杂的实体，包含公共数据表示（CDR：Commom Data Representation）。ICBP协议包格式和ICBP包的传送机制等内容，需要根据消息的底层TCP/IP传递过程做相应的处理。其中，ICBP协议包格式如下所示：

其中：

（1）主机地址：指明了消息要发送的Internet上的主机地址，或者是合法的域名，如“www.uste.edu.cn”，或者是合法的IP地址，如“202.172.50.230”。

（2）端口号：指明了目标主机上工具总线监听的TCP/IP端口号。

（3）构件标识符：指明了服务方构件的全局标识符。

（4）消息内容：指明了ICBP协议包中封装的消息内容。

4.数据总线

数据总线集合负责数据的交换和共享，包括本地数据的交换和远程数据的交换。每根数据总线是一个数据交换协议实体，由数据发送方和数据接收方组成，负责交换一种类型的数据（如图2所示）。由于工具间数据接口的多样性，以及工具间接口的公共数据标准和元数据标准尚未正式形成，导致数据交换这一任务十分复杂，不可能设计一个支持全部数据类型的通用的数据总线集合。因此，数据总线集合中每根数据总线都被设计成可装卸的，由工具构件根据数据交换需求动态装载和使用。但是，为了方便CASE工具开发，可将一些常用的数据类型设计成固定的数据总线，如XML数据、纯文本数据、标准二进制数据等。

5.结语

可见，数据总线体现为一组用于构件间信息共享的数据类型及其接口。不同类型的数据作为工具构件间信息交换的中介。同时，工具总线将屏蔽本地数据交换和远程数据交换的差异，以及底层数据存储方式，如文件和环境库。