【摘 要】
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表格文档编辑系统是世界上应用最为广泛的软件系统之一,随着云服务和Web2.0的发展,将传统的本地表格编辑系统逐渐向云端迁移,并且添加多人实时协同功能对提高工作效率具有重大意义。尽管工业界已经有较为成熟的在线表格协同应用,但是这些应用在面临操作冲突时无法将多方意愿融合,只是简单的提示用户存在冲突或者让多个冲突版本共存,所以如何在能保证结果一致的情况下尽可能的保留用户意愿是协同编辑领域的一个难题。在支
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表格文档编辑系统是世界上应用最为广泛的软件系统之一,随着云服务和Web2.0的发展,将传统的本地表格编辑系统逐渐向云端迁移,并且添加多人实时协同功能对提高工作效率具有重大意义。尽管工业界已经有较为成熟的在线表格协同应用,但是这些应用在面临操作冲突时无法将多方意愿融合,只是简单的提示用户存在冲突或者让多个冲突版本共存,所以如何在能保证结果一致的情况下尽可能的保留用户意愿是协同编辑领域的一个难题。在支持操作意愿融合的协同编辑算法中,地址空间转换算法存在以下问题:一方面,目前的研究主要针对1D文档类应用进行设计,对于2D表格的协同支持较差。另一方面,在2D表格场景下,该算法存在本地存储和网络传输开销过大的问题。其次,选择性撤销在协同编辑系统中已经是不可或缺的功能,它允许用户从错误中恢复,提升了编辑体验,但是面向字符串级的地址空间转换算法并不支持可选择性撤销功能。除此之外,目前的协同编辑系统在构建方式上通常采用C/S架构,这导致了系统存在协同数据易篡改的问题。针对上述问题,本文改进了基于地址空间转换的协同编辑算法并且设计了基于Hyperledger Fabric的2D表格协同编辑系统。论文的主要研究内容如下:（1）改进了面向字符串的地址空间转换协同编辑算法（ASTS）。主要从以下方面进行改进:首先总结了表格协同操作中插入/删除单元格会遇到的2D冲突情况并且提供了适用于ASTS的冲突融合方案,该方案考虑了多方用户的操作意愿。其次,总结了单元格文本撤销操作可能遇到的冲突并提供了对应的解决方案,将Undo语义加入该算法,使其支持字符串级的可选择性撤销操作。实验表明,在字符级和字符串级数据集中,Undo操作平均运行时间分别为0.086ms和0.158ms,实验结果与理论分析的时间复杂度基本一致,改进后的算法能满足协同编辑系统的实时性要求。除此之外,为了在2D表格场景下优化冗余操作,节约本地存储空间并且降低网络传输开销,设计了基于单元格文本的前置融合方法ASTS-DIFF。首先该方法针对2D表格编辑场景,对编辑前后的新旧字符串做预处理,然后对剩余字符进行判断,生成对应的Insert/Delete协同操作。ASTS-DIFF相比于ASTS增加了Move语义,通过计算最长的规律序列来找到冗余操作合适的移动位置。经过数据集验证发现,当字符长度N＜600时,ASTS-DIFF-no Move产生的操作数平均减少了38.5%,ASTS-DIFF-Move操作在N＜1000时,操作数平均减少46.1%。在操作的存储空间消耗上,ASTS-DIFF比ASTS平均减少了45.3%。（2）设计并实现了一种基于Hyperledger Fabric联盟链的2D协同编辑系统。协同编辑系统分为视图层,协同数据查询中间件和网路层。将2D协同编辑算法部署在视图层,并融合进视图发布订阅模块,实现用户交互和协同功能。网络层定义了各个节点在Fabric上的组织方式以及相关权限与策略的定义。除此之外,设计了协同数据查询中间件,目的是解决Fabric网络中提交/查询协同信息效率较低,并且不支持区块数据富查询的问题。实验结果表明,在排序节点出块参数的设置上,当Batch Timeout为5s,Max Message Count为720的情况下,配置的Fabric网络能达到最佳的出块效率。除此之外,在排序节点设置为最佳出块参数的基础上对本文设计的协同数据查询中间件和Fabic＿network进行QPS指标对比,结果显示查询中间件的QPS指标在查询语义get State,get Tx ID,get Range Key By上分别比Fabric＿network提高了4.2倍,4.3倍,3.1倍,在Etherscan2021＿data数据集上分别提高了5.5倍,3.5倍,1.1倍。最后,验证了富查询语句的响应时间满足协同系统的实时性要求。
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