J2EE轻量级框架扩展技术的研究与应用
这是一篇关于轻量级框架,反转控制,有态POJO,序列化,对象导航图的论文, 主要内容为J2EE服务架构已成为当前行业应用软件开发的主流架构,然而在实际的应用中,J2EE构架的重量级组件却给系统开发和测试带来了很大的困难,以致造成了很多项目的失败。近年来,集成了多种设计模式的轻量级框架给软件系统设计带来了新的活力。 本课题以J2EE服务器框架设计为研究角度,深入研究了J2EE技术、轻量级框架技术以及新兴的反转控制模式和Ajax(Asynchronous JavaScript and XML)技术;并依据当前软件设计的发展趋势和实际项目的分析设计,找出当前轻量级框架在某些方面的不足并进行了扩展。 论文首先对新兴的反转控制模式、Ajax技术以及FrameServer框架做了简单的介绍。 在完成了实际项目“四川师范大学Sphinx交互式化学CAI系统”舶功能分析及架构设计后,论文随后深入探讨了FrameServer框架的扩展技术,该部分主要分为两方面。一方面是FrameServer中IoC微容器如何对有态POJO进行管理,本文提出了一种基于IoC(Inverse of Control)模式的有态POJO管理模型,将有态POJO的依赖关系和生命周期作为通用组件纳入模型的管理,并证明了有态POJO和无态POJO之间的引用完整性约束。另一方面是如何通过JSON支持Ajax这一当前最流行的Web技术,在此部分中,提出了一个基于JSON的对象序列化算法,该算法通过分析JSON文法并建立对象导航图,透明的将Java对象序列化成JSON表达式,使客户端能够很好的利用JavaScript引擎来解析JSON响应,有效解决了解析XML所造成的缺陷。 最后,结合“四川师范大学Sphinx交互式化学CAI系统”价绍了FrameServer框架的应用,不仅体验了轻量级框架和Ajax技术的优势;而且验证了扩展方案的正确性和可行性。
个人辐射剂量监控管理系统的设计与实现
这是一篇关于个人剂量,面向方面,工作流,非堵塞I/O,序列化的论文, 主要内容为针对从事核电站、核元件生产等企业及医院核医学的工作人员,开发个人辐射剂量监控管理系统(IDMS, Individual Dose Management System)是相关领域辐射防护工作的重要组成部分,对于改善辐射监控措施、提高辐射防护效能等具有重要意义,同时也为辐射医学工作人员研究辐射危害提供重要依据。 经对田湾、大亚湾等核电站的考察,我们发现,目前我国大多数核电站采用了法国MGP公司的个人剂量管理系统。由于系统的国产化需求,以及现有系统在架构模式、可维护性及操作便利性等方面存在着一些弊端,本文采用GoF设计模式、工作流引擎、J2EE技术、面向方面编程等先进的IT技术,构建了一个具有自主产权的、支持流程自动化流转的、较高性能的、模块低耦合的IDMS系统。 本文首先分析了IDMS系统的业务需求,以及现有类似系统的不足,设计了业务流程,确定了系统的功能需求和非功能需求。 然后,本文根据新的需求,对IDMS系统进行架构设计,并提出了整体技术方案,包括网络拓扑结构、逻辑视图、数据视图、进程视图和部署视图等。IDMS系统采用Dosimeter-II设备采集剂量数据,并采用B/S架构实现监控管理。 接着,本文对IDMS进行系统静态和动态逻辑模型的详细设计,并给出了系统关键技术的实现细节。这些关键技术包括: 在分析核电企业的工作流程特点的基础上,结合应用现状选择了适合于IDMS的工作流引擎――OSWorkflow,实现了任务单审核等工作流; 使用传统的面向对象技术,配合以面向方面的编程方法(AOP)对IDMS进行详细设计,为构建较高可维护性的系统实现提供解决方案。本文选择AspectJ语言,提取并实现了IDMS中重要的横切关注点; 把构建高性能剂量采集服务器的非阻塞读写(NIO)、用于前后台数据交换的对象级序列化和用于构建独立于数据库的后台应用的ORM机制(Hibernate)等相关技术,应用于IDMS的整体设计和实现中,提高了系统性能,同时增强了其可维护性。 最后,本文对IDMS平台进行了系统测试。系统以良好的性能通过了压力测试,达到了设计要求。与类似系统相比,IDMS具有较好的可复用性、可用性和可维护性,能有效监控核领域的个人辐射剂量,从而更好地支持辐射防护工作。
基于云计算的数字建模展示平台研究与应用
这是一篇关于三维图像压缩,DEFLATE算法,序列化,FlatBuffers的论文, 主要内容为NX是西门子公司用于工业化模型设计的交互式CAD/CAM平台。在云计算技术飞速发展的当下,西门子公司为满足用户对于快速办公的要求,提出在现有NX系统的基础上进行云平台开发,基于云计算高速且存储量大的特点,云平台的搭建将会为用户提供更加高效便捷的办公模式。云平台开发内容主要是构建基于云计算的NX数字化建模展示平台,通过将NX端的三维图像模型进行压缩、序列化、网络传输等工作,最终将三维模型展示在浏览器界面上,同时为用户提供与模型交互的基本功能。运用云计算技术将三维模型压缩的计算工作安排到后端的计算中去,极大地缩减了用户的工作冗余。本文实现了一个基于云计算的数字建模展示平台。在NX可视化架构的基础上构建云平台;通过改进的DEFLATE算法对NX的三维图像模型压缩;利用Google Flat Buffers序列化工具库对三维图像模型进行序列化操作后传输,最终将三维图像模型展示在浏览器端,同时实现简单的用户对三维图像模型的交互。本文的主要研究内容如下:(1)三维图像压缩技术。本文设计实现的云平台,需将NX端的三维图像模型展示到浏览器端,三维模型数据量大且复杂,为提升三维模型传输速率,需要对三维模型数据进行压缩解压操作。本文通过研究测试,提出对Zlib库中的DEFLATE算法的改进,在原有DEFLATE算法基础上,加入RLE算法,提高数据压缩效率,同时保证三维模型数据无损压缩。(2)数据交换方式。在数据传输阶段,选用Google Flat Buffers序列化数据,将三维图像转换为计算机可以识别的数据交换语言并存储在缓存中,这些序列化数据可以直接存储在文件中或通过网络传输,而无需任何解析开销。本文重点阐述Flat Buffers在云平台中的应用,序列化数据的过程和测试结果。(3)在上述工作的基础上,设计并实现基于云的数字建模展示平台。运用Web GL协议使三维模型更加流畅地展示在浏览器,用户在API窗口输入Java Script,系统进行解析,并通过后台一系列操作将三维模型展示在图形窗口,用户还可以在浏览器界面对模型进行简单交互。
个人辐射剂量监控管理系统的设计与实现
这是一篇关于个人剂量,面向方面,工作流,非堵塞I/O,序列化的论文, 主要内容为针对从事核电站、核元件生产等企业及医院核医学的工作人员,开发个人辐射剂量监控管理系统(IDMS, Individual Dose Management System)是相关领域辐射防护工作的重要组成部分,对于改善辐射监控措施、提高辐射防护效能等具有重要意义,同时也为辐射医学工作人员研究辐射危害提供重要依据。 经对田湾、大亚湾等核电站的考察,我们发现,目前我国大多数核电站采用了法国MGP公司的个人剂量管理系统。由于系统的国产化需求,以及现有系统在架构模式、可维护性及操作便利性等方面存在着一些弊端,本文采用GoF设计模式、工作流引擎、J2EE技术、面向方面编程等先进的IT技术,构建了一个具有自主产权的、支持流程自动化流转的、较高性能的、模块低耦合的IDMS系统。 本文首先分析了IDMS系统的业务需求,以及现有类似系统的不足,设计了业务流程,确定了系统的功能需求和非功能需求。 然后,本文根据新的需求,对IDMS系统进行架构设计,并提出了整体技术方案,包括网络拓扑结构、逻辑视图、数据视图、进程视图和部署视图等。IDMS系统采用Dosimeter-II设备采集剂量数据,并采用B/S架构实现监控管理。 接着,本文对IDMS进行系统静态和动态逻辑模型的详细设计,并给出了系统关键技术的实现细节。这些关键技术包括: 在分析核电企业的工作流程特点的基础上,结合应用现状选择了适合于IDMS的工作流引擎――OSWorkflow,实现了任务单审核等工作流; 使用传统的面向对象技术,配合以面向方面的编程方法(AOP)对IDMS进行详细设计,为构建较高可维护性的系统实现提供解决方案。本文选择AspectJ语言,提取并实现了IDMS中重要的横切关注点; 把构建高性能剂量采集服务器的非阻塞读写(NIO)、用于前后台数据交换的对象级序列化和用于构建独立于数据库的后台应用的ORM机制(Hibernate)等相关技术,应用于IDMS的整体设计和实现中,提高了系统性能,同时增强了其可维护性。 最后,本文对IDMS平台进行了系统测试。系统以良好的性能通过了压力测试,达到了设计要求。与类似系统相比,IDMS具有较好的可复用性、可用性和可维护性,能有效监控核领域的个人辐射剂量,从而更好地支持辐射防护工作。
智能系统集成环境中用户界面开发工具的设计与实现
这是一篇关于人机交互,XML,序列化,可视化,代码生成的论文, 主要内容为农业专家系统是一种智能化的农业信息系统,具有农业技术咨询与指导的功能。目前Internet迅速发展,计算机逐渐普及,开发基于Web的农业专家系统将能够更好地发挥其作用。可是由于农业专家系统建造者计算机水平存在差异,使得如何方便快捷地开发用户与专家系统的接口界面成为一个急需解决的问题。本文的用户界面开发工具正是在此情况下提出的,它是国家863项目“智能系统集成环境”中的一个重要模块,它主要用于帮助用户通过可视化的方式快速、简便地定制和发布人机界面。 该工具采用定义层和解释层分离的体系结构。定义层包括界面设计器、页面流程控制器、脚本编辑器和界面生成向导等,该层主要从用户角度考虑为专家系统构建者提供了四种界面开发方式:向导自动生成、界面设计器自定义、脚本编辑及向导和自定义相结合的开发方式;解释层包括界面转换器、界面解释器、界面消息翻译器和脚本语言解释器等,该层主要负责解释运行定义层定制的专家系统用户界面,提供界面解释、脚本解释和消息同步等功能。另外,针对界面定制的重复性,提供了专家系统界面组件集,并将其集成在开发环境中,使用时不必组装,可直接使用;针对页面发布的复杂性,还提供了IIS设置向导。可以说,本文的用户界面开发工具比以往的界面设计工具功能更强、使用更加灵活方便。 本文在给出了用户界面开发工具的体系结构、各个子模块的详细设计及实现的基础上,通过一个应用实例来展示该工具的实用性。
个人辐射剂量监控管理系统的设计与实现
这是一篇关于个人剂量,面向方面,工作流,非堵塞I/O,序列化的论文, 主要内容为针对从事核电站、核元件生产等企业及医院核医学的工作人员,开发个人辐射剂量监控管理系统(IDMS, Individual Dose Management System)是相关领域辐射防护工作的重要组成部分,对于改善辐射监控措施、提高辐射防护效能等具有重要意义,同时也为辐射医学工作人员研究辐射危害提供重要依据。 经对田湾、大亚湾等核电站的考察,我们发现,目前我国大多数核电站采用了法国MGP公司的个人剂量管理系统。由于系统的国产化需求,以及现有系统在架构模式、可维护性及操作便利性等方面存在着一些弊端,本文采用GoF设计模式、工作流引擎、J2EE技术、面向方面编程等先进的IT技术,构建了一个具有自主产权的、支持流程自动化流转的、较高性能的、模块低耦合的IDMS系统。 本文首先分析了IDMS系统的业务需求,以及现有类似系统的不足,设计了业务流程,确定了系统的功能需求和非功能需求。 然后,本文根据新的需求,对IDMS系统进行架构设计,并提出了整体技术方案,包括网络拓扑结构、逻辑视图、数据视图、进程视图和部署视图等。IDMS系统采用Dosimeter-II设备采集剂量数据,并采用B/S架构实现监控管理。 接着,本文对IDMS进行系统静态和动态逻辑模型的详细设计,并给出了系统关键技术的实现细节。这些关键技术包括: 在分析核电企业的工作流程特点的基础上,结合应用现状选择了适合于IDMS的工作流引擎――OSWorkflow,实现了任务单审核等工作流; 使用传统的面向对象技术,配合以面向方面的编程方法(AOP)对IDMS进行详细设计,为构建较高可维护性的系统实现提供解决方案。本文选择AspectJ语言,提取并实现了IDMS中重要的横切关注点; 把构建高性能剂量采集服务器的非阻塞读写(NIO)、用于前后台数据交换的对象级序列化和用于构建独立于数据库的后台应用的ORM机制(Hibernate)等相关技术,应用于IDMS的整体设计和实现中,提高了系统性能,同时增强了其可维护性。 最后,本文对IDMS平台进行了系统测试。系统以良好的性能通过了压力测试,达到了设计要求。与类似系统相比,IDMS具有较好的可复用性、可用性和可维护性,能有效监控核领域的个人辐射剂量,从而更好地支持辐射防护工作。
SDN控制器集群下分布式缓存系统的设计与实现
这是一篇关于SDN,分布式缓存,Infinispan,Hotrod,数据一致性,序列化的论文, 主要内容为随着云计算、虚拟化技术的迅速发展,数据中心的规模也在不断的扩张,SDN控制器负责管理运维数据中心设备,因此控制器集群的规模也在不断的扩大。日益复杂的网络需求及控制器集群规模的限制使得控制器集群不能通过简单的增加服务器解决复杂的网络问题(高并发、高可用等问题)。分布式缓存介于控制器系统与数据库系统之间,引入分布式缓存的目的,一方面可以缓解数据库的压力,另一方面能够提高控制器集群的响应、处理速度,使得控制器能够提供更加可靠、高效、稳定的服务。当前市面的上缓存产品各有特点,但是无法同时满足复杂系统的业务需求,如服务器端的分布式部署、缓存系统安全性需求、缓存系统与其他服务集成(Hibernate、Spring Session、Hadoop)、分布式代码执行等。所以需要根据现有产品特点对缓存产品进行二次开发以满足当前系统的业务需求。本文分析对比了两种缓存产品的优缺点后选择使用Infinispan缓存技术,该缓存技术满足上述几种业务需求。但是Infinispan同时存在几点不足之处,如下所示:1.当缓存集群与控制器集群分开部署时,高并发的对同一 key的读请求会建立大量重复的网络连接,消耗网络资源,所以需要新的缓存机制解决该问题。2.当系统为C/S形式部署时,使用HotRod协议无法远程开启事务,缓存客户端并没有实现分布式事务,所以会产生数据不一致问题和原子性写操作问题。3.网络传输需要对内存对象进行序列化和反序列化操作,当前系统使用的是Jboss Marshalling,序列化后的数据过大并且序列化速度较慢,降低网络性能。4.传统的增加虚拟节点的缓存算法存在分布不均及低性能问题,客户端查询缓存服务器速度较慢,采用的哈希算法当节点较少时会导致数据分布不均匀。针对上述Infinispan存在的问题提出以下解决方案并进行仿真实验验证理论研究的可行性。1.本地缓存子模块将重复请求的缓存内容保存在本地,保证下次相同的key请求操作直接查询本地内存,该机制可以有效的减小网络开销,极大的提高缓存系统性能。2.本文提出的解决方案是为缓存条目增加唯一标识来保证数据的一致性。在创建缓存的时候在服务器端生成一个唯一的版本号,下次修改或者删除缓存条目需要对比客户端发送的版本号与服务器端版本号,判断是否一致,若一致则进行缓存操作。使用服务器端拦截器结合客户端自定义缓存操作模拟客户端分布式事务,解决写操作原子性问题。3.Kryo与Externalizer4J结合不仅可以预生成序列化文件,而且针对Java内置的数据类型都有特定的序列化器,并且支持自定义序列化器,该方案提高了序列化的速度,减小了序列化文件的大小。并优化空集合提高序列化速度。4.本文提出的基于段的一致性哈希算法,是对虚拟节点方案的改进,将所有虚拟节点与服务器的映射信息保存在数组内,提高了缓存操作时查找服务器的速度,使用的MurmurHash算法提高了哈希的速度并且使得数据分布更加均匀。最后针对本文给出的设计思路与实现方案进行仿真实验,验证上述方案的可行性。仿真实验表明,提出的优化改进方案能够有效的提高缓存系统的性能,解决缓存系统扩展性问题、数据不一致问题、序列化问题及缓存分布问题。
基于工业互联网的造纸用水实时预测系统的研究与实现
这是一篇关于工业互联网,大数据,造纸用水,序列化的论文, 主要内容为近年来各国对工业互联网越来越重视,各工业领域与互联网的结合成为了当下的研究热点。在造纸行业,我国造纸总产量和消费量均居世界首位,是实打实的国民经济基础产业。国家《工业水效提升行动计划》的发布,对于造纸行业的取水量提出了新的要求,但是当前线下式的传统管理模式中对于造纸清水流量的监测、分析手段匮乏,问题发现、解决的不及时会带来生产损失的风险。本文基于工业互联网平台技术,开展造纸清水流量实时预测系统的研究与应用,通过数据可视化展示、风险数值记录等功能,为新水取用量的监测分析提供了数据支撑和新的方法。主要研究工作内容如下:(1)对造纸用水预测进行研究。分析造纸清水流量数据规律、比较不同模型的效果,选定整合移动平均自回归模型。基于高采样频率数据特点,对数据进行了重采样降频、滑动平均的处理,选定最优目标时间频率和滑动阶数的组合,将流量趋势变化预测的准确率提高到85%以上。(2)设计并实现了基于Avro的序列化组件。针对工业互联网场景海量数据,本文引入了 Avro框架对原始采集数据进行序列化处理,相比于默认的序列化方法,编码更高效。本文将序列化相关功能进行打包封装,并实现了序列化模式注册中心以及懒汉式的模式检索方式,能够在消息队列的生产和消费端进行接入,并且支持动态的模式变化调整,大幅度缩小了数据量,提高了数据传输、存储的效率。(3)设计并实现了基于工业互联网的造纸用水实时预测系统。大数据处理是工业互联网平台的核心内容,本文借助相关技术,采用实时数据处理架构,对系统进行了分层设计与实现。通过分布式集群搭建系统环境,实现了接入层、存储层、计算层、平台层、应用层的具体功能,接入序列化组件,提供造纸用水实时预测分析、异常监测和可视化界面展示的功能,并且具备扩展其他业务场景的能力。
基于工业互联网的造纸用水实时预测系统的研究与实现
这是一篇关于工业互联网,大数据,造纸用水,序列化的论文, 主要内容为近年来各国对工业互联网越来越重视,各工业领域与互联网的结合成为了当下的研究热点。在造纸行业,我国造纸总产量和消费量均居世界首位,是实打实的国民经济基础产业。国家《工业水效提升行动计划》的发布,对于造纸行业的取水量提出了新的要求,但是当前线下式的传统管理模式中对于造纸清水流量的监测、分析手段匮乏,问题发现、解决的不及时会带来生产损失的风险。本文基于工业互联网平台技术,开展造纸清水流量实时预测系统的研究与应用,通过数据可视化展示、风险数值记录等功能,为新水取用量的监测分析提供了数据支撑和新的方法。主要研究工作内容如下:(1)对造纸用水预测进行研究。分析造纸清水流量数据规律、比较不同模型的效果,选定整合移动平均自回归模型。基于高采样频率数据特点,对数据进行了重采样降频、滑动平均的处理,选定最优目标时间频率和滑动阶数的组合,将流量趋势变化预测的准确率提高到85%以上。(2)设计并实现了基于Avro的序列化组件。针对工业互联网场景海量数据,本文引入了 Avro框架对原始采集数据进行序列化处理,相比于默认的序列化方法,编码更高效。本文将序列化相关功能进行打包封装,并实现了序列化模式注册中心以及懒汉式的模式检索方式,能够在消息队列的生产和消费端进行接入,并且支持动态的模式变化调整,大幅度缩小了数据量,提高了数据传输、存储的效率。(3)设计并实现了基于工业互联网的造纸用水实时预测系统。大数据处理是工业互联网平台的核心内容,本文借助相关技术,采用实时数据处理架构,对系统进行了分层设计与实现。通过分布式集群搭建系统环境,实现了接入层、存储层、计算层、平台层、应用层的具体功能,接入序列化组件,提供造纸用水实时预测分析、异常监测和可视化界面展示的功能,并且具备扩展其他业务场景的能力。
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