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摘 要：针对传统企业管理信息系统(Management Information System，MIS)集成过程中出现信息孤岛、不同系统之间数据难以共享等问题，探讨当前企业MIS的集成方式，基于XML和Web服务提出1套开放式的企业MIS构建方案. 该方案采用XML文档作为数据存储及不同系统之间传输数据的主要载体，并将Web服务接口作为服务端接口以提高系统的开放性. 在该方案中还给出身份验证、安全数据传输以及模块热插拔等关键技术的解决方法. 实例表明该方案能基本解决多个系统之间的信息孤岛和数据表示问题，提高系统的可扩展性和可维护性.
关键词：XML；Web服务；SOAP；.NET；管理信息系统
中图分类号：TP315 文献标志码：A
Opening constructive solution on enterprise MIS based on XML and Web service
HU Zhengcai，ZHANG Lichao，WANG Liuji
(State Key Lab. of Material Processing and Die & Mould Tech.，Huazhong Univ. of Sci. & Tech.，Wuhan 430074，China)
Abstract：With the problems such as information isolated island which brings on difficult data shareamong different systems in integrating traditional Management Information System (MIS) of enterprises，the current integrating ways of enterprise MIS are discussed and an opening construction solution on enterprise MIS is presented based on XML and Web service. XML documents are used to store and transmit data and Web service interfaces are taken as system interfaces at service end. Some key techniques such as authentication，encrypted data transmission，and hot swap module are also included in the solution. The example shows that the solution can solve the problems such as information isolated island and data presentation and enhance the scalability and maintainability of the system.
Key words：XML；Web service；SOAP；.NET；management information system
0 引 言
随着计算机技术的飞速发展，企业通过实施信息化工程建立适应全球化生产经营的管理机制[1]，企业管理信息系统(Management Information System，MIS)成为企业信息化工程的重要研究内容.经济发展全球化和电子商务的时代必将要求MIS的应用不只局限于单个企业内部，而要扩展到公司集团内部各个分公司以及作为企业合作伙伴的各个厂商，实现MIS系统或子系统之间的数据共享.[2]如何实现MIS系统之间的数据共享和互操作，是多个MIS系统集成遭遇的首要难题.当前的XML技术以及基于SOAP通信协议的Web服务为这一难题的解决提供极为有效的方案.本文在简单分析MIS集成难题的基础上，提出基于XML和Web服务的MIS构建方案，并给出其中所需关键技术的解决方法.
1 MIS集成难题简析
要实现多个MIS系统之间的交互存在以下难题.
1.1 信息孤岛[2-5]
传统的MIS系统一般是孤立、封闭的，所获取的信息只应用于系统内部，这样容易导致信息孤岛.要实现不同信息系统的互联，最直接的办法就是使用系统集成技术，如接口软件、中间件等，把应用系统两两互联，但是价格较贵.首先，采用接口软件或者中间件，系统的成本增加，而且软件的维护难度提高；其次，要在同一公司的不同MIS系统之间采用该方案还具有一定的可行性，但是要在企业链的各个MIS系统中采用这种方案将非常困难.
1.2 数据表示[2]
数据共享是不同MIS系统之间互联的另一个难题，即一个系统的数据表示对另一个系统应该如何解释.在XML技术尚未出现的时代，需要在不同的系统之间定义1个协议解决该问题，但是这样将降低系统的扩展性.文献[2]曾提出使用基于XML的电子邮件进行系统间的数据共享.就目前的技术条件采用这种方式实现数据共享并不可取，但其采用XML技术作为系统间数据共享载体的思想却非常值得借鉴.
XML技术具有“自描述”和“可扩展”等优良特性[2]，Web服务则是基于XML技术和SOAP协议的一大新技术体系.通过使用XML和Web服务技术，开发人员能在任何平台上用任何编程语言创建可使全球任何客户、供应商和业务伙伴互联的商务应用程序[6]，已经有很多专家学者提出使用XML和Web服务技术进行系统间的集成.
本文结合XML和Web服务技术，提出1种开放的、易扩展的MIS系统方案.
2 系统架构
本文所涉及的系统结构主要包括两个层次：
(1)MIS系统或者子系统之间互联的系统架构见图1.
图 1 基于XML和Web服务的MIS网络
不同应用平台甚至不同地理位置的MIS系统之间通过SOAP协议实现互联形成MIS网络，网络中的每个系统提供Web服务接口，同时采用标准化的WSDL语言撰写所提供的接口描述文件，而其他不同平台的MIS系统则可以根据这个描述文件解析服务提供者所提供的接口并实施调用，从而实现系统间的互操作.
(2)单个系统内部的架构见图2.
图 2 基于XML和Web服务的MIS系统架构
把基于XML和Web服务的单个MIS系统在逻辑上划分为数据层、业务逻辑层、数据传输层和应用层4层.
2.1 数据层
数据层与传统的MIS系统数据层在系统中所扮演的角色一样，主要包括1个数据库引擎，实现对数据库进行查找、插入、删除和更新等基本操作.
2.2 业务逻辑层[7]
业务层是MIS系统的核心，主要包括系统支撑结构和业务集成.
系统支撑结构主要完成系统运行所需要的基本功能，如数据访问、系统运行配置、Web服务接口、安全验证等，其中，通过使用系统运行配置模块，可极大地提高系统的扩展性和维护性，这一技术在后文中详细介绍.
业务集成模块也是业务层的核心，主要包含MIS系统的各个功能模块，如生产管理、财务管理、人力资源管理等，这些功能模块可以通过系统运行配置进行热插拔形式的安装和卸载.
2.3 数据传输层[8]
数据传输层主要实现数据的安全传输功能，即对传输的数据进行加密和解密，使数据以密文的形式传输，从而提高系统安全性.
2.4 应用层
应用层为系统提供用户界面，如客户端应用程序或者基于Internet的Web界面.在这个层面上，可以称应用层为表示层.在MIS网络中，应用层的用户可以是其他的MIS系统.
3 关键技术
以下简单介绍本系统方案所用到的几项关键技术.这些技术大部分都基于Microsoft .NET Framework平台.[9]
3.1 数据存储
目前市场上的大部分数据库产品都提供对XML技术的支持.如Microsoft SQL Server 2000，通过提供FORXML和OPENXML子句，使XML文档与关系数据行集实现无缝隙结合；而在Microsoft SQL Server 2005中，则提供XML数据类型，可以将XML文档作为1个字段存储在数据库中，并且可以使用XPath和XQuery等技术对其进行检索和修改等操作.另一方面，IBM最新发布的DB2 9对XML技术也提供同样的支持.
本系统方案的数据存储采用关系数据库与XML技术相结合的方案.比如，在订单管理中，将订单以XML文档表示，并存储在数据库中，这样既可以使用XQuery等技术进行检索和更新，同时还可以使用XSLT等技术将其表示出来；在系统之间进行传输时，还能将XML格式的订单数据轻松转换为SOAP消息，以大大降低开发的复杂性.
3.2 系统运行配置管理[7]
系统运行配置主要将系统运行所需的配置信息存储到配置文件中.本方案系统运行配置的另一重要功能是实现系统功能模块的热插拔：将功能模块注册到配置文件中，运行时根据配置文件启动相应的功能，这样功能模块在安装或者卸载时只需要修改配置文件而不需要重新部署整个系统.
以Microsoft .NET Framework平台上的应用程序为例，通过使用反射技术，读取并导入注册在配置文件中的程序集，从而实现功能模块的初始化(此段代码使用C#实现)：
public void Initial()
{
……
//导入程序集
component = Asembly.LoadFrom (componentCon-
fig.AssemblyFilePath)；
//利用反射技术创建服务对象
BaseService service = (BaseService) component.
CreateInstance (componentConfig.ServiceClassName)；
//服务对象初始化，并加载到系统中
service. Initial (_server，componentConfig.Service
Name，_messager)；
……
}
3.3 身份验证与授权验证[8，10]
本方案的身份验证与授权验证集成在HTTP模块中，这样可以使非法的数据访问被阻断在服务端逻辑边界之外，如图3 所示的安全验证模块.
图 3 基于HTTP模块和SOAP扩展的安全模式
此外，还使用SOAP消息的SOAP头传递用户信息，这样使每个SOAP请求都必须经过验证才能进入服务端的逻辑边界内.
为了防止对同一用户的多个请求进行不必要的重复身份验证而消耗系统资源，服务端将经过首次验证的用户的Principle对象保存在缓存中，并产生1个GUID标志该Principle对象，同时将GUID返回给客户端，在以后的请求中，只需以此GUID从缓存中读取Principle对象，并进行下一步的授权验证及操作等.
3.4 数据传输安全[8，10]
在Microsoft .NET Framework平台上，SOAP扩展中的操作将在SOAP消息被序列化和反序列化的前后时刻执行，因此，SOAP扩展是对需要传输的数据进行加解密的最佳时机.本方案集成1个SOAP扩展模块(见图3)，在SOAP消息序列化后加密，反序列化前解密，从而实现对数据的加密和解密操作.
综上所述，提出如何充分利用XML和Web服务技术的优良特性开发开放式的MIS系统的一整套方案.当然，在不同的平台上实现的方法可能不一样，但是其基本原理相同.
4 系统实例
基于以上思想，笔者在Microsoft .NET Framework 2.0平台上构建1个面向中小企业的MIS系统，系统的整体架构见图4.该系统具有企业新闻系统、文档管理、项目管理、计划与任务管理和人力资源管理等功能.
图 4 实例系统架构
在数据存储方面，该系统采用Microsoft SQL Server 2005作为数据库引擎，并充分利用Microsoft SQL Server 2005对XML技术的支持.
在系统应用方面，开发基于WinForm的客户端程序，系统界面见图5.
图 5 基于WinForm的人力资源管理子系统客户端界面
在客户端，采用Crystal Reports作为报表引擎，并采用Microsoft Office组件作为程序的输入输出接口之一，这样可大大提高用户体验.对于所输入的Excel文件，将其转化为Microsoft SQL Server的关系数据行集；对于Word文件，则以XML文档的格式存储于Microsoft SQL Server 的XML字段中，后续的开发者可以轻松利用XLST技术将其转换成其他格式的数据，作为进一步开发基于Web页面的应用层以及在其他MIS系统中访问本系统数据的前提.显然，该系统具有很好的扩展性和维护性.
5 结 论
XML和Web服务是当前最热门的技术之一，经过短短几年，已发展成为庞大的技术体系，在软件开发领域产生革命性的影响.
本文提出的基于XML和Web服务技术的MIS系统构建方案可以大大提高系统的互操作性，能基本解决多个MIS系统交互的信息孤岛和数据表示的难题，同时，还可以显著提高系统的扩展性和维护性.
参考文献：
[1] 陈伯成，叶伟雄. ERP软件中的组织结构与BPR的实现[J]. 计算机集成制造系统，2002，8(5)：404-408.
[2] GOLDFARB H F. XML手册[K]. 张晓慧，译. 北京：电子工业出版社，2001：188-121.
[3] 潘星，李超，刘鲁. 基于Web 服务的开放式ERP系统设计与开发[J]. 计算机工程，2006，32(6)：56-58.
[4] 孙健，陶晓峰. 基于XML 的远程服务架构设计与实现[J]. 计算机工程，2005，31(21)：51-52.
[5] 李青，闻敬谦，赵萌. 基于AOP 的工作流系统与企业信息系统集成研究[J]. 计算机集成制造系统，2006，12(3)：401-406.
[6] 郝文育，杨雨图，王宁生. 基于Web Services的ERP四层体系结构研究[J]. 机械科学与技术，2005，24(2)：176-178.
[7] 吴士亮，薛恒新，韦东方. ERP系统的组件化模型研究[J]. 计算机工程，2004，30(15)：69-71.
[8] 刘晓华. .NET Web服务开发指南[K]. 北京. 电子工业出版社，2002：123-146，175-222.
[9] FREEMAN A，JONES A. Microsoft .NET XML Web服务程序设计[M]. 向璐，向祚铁，译. 北京：清华大学出版社，2003.
[10] Microsoft Corporation. Building secure Microsoft ASP.NET application：authentication，authorization，and secure communication[M]. Washington，USA：Microsoft Press，2002：227-258.
(编辑 廖粤新)
关键词：XML；Web服务；SOAP；.NET；管理信息系统
中图分类号：TP315 文献标志码：A
Opening constructive solution on enterprise MIS based on XML and Web service
HU Zhengcai，ZHANG Lichao，WANG Liuji
(State Key Lab. of Material Processing and Die & Mould Tech.，Huazhong Univ. of Sci. & Tech.，Wuhan 430074，China)
Abstract：With the problems such as information isolated island which brings on difficult data shareamong different systems in integrating traditional Management Information System (MIS) of enterprises，the current integrating ways of enterprise MIS are discussed and an opening construction solution on enterprise MIS is presented based on XML and Web service. XML documents are used to store and transmit data and Web service interfaces are taken as system interfaces at service end. Some key techniques such as authentication，encrypted data transmission，and hot swap module are also included in the solution. The example shows that the solution can solve the problems such as information isolated island and data presentation and enhance the scalability and maintainability of the system.
Key words：XML；Web service；SOAP；.NET；management information system
0 引 言
随着计算机技术的飞速发展，企业通过实施信息化工程建立适应全球化生产经营的管理机制[1]，企业管理信息系统(Management Information System，MIS)成为企业信息化工程的重要研究内容.经济发展全球化和电子商务的时代必将要求MIS的应用不只局限于单个企业内部，而要扩展到公司集团内部各个分公司以及作为企业合作伙伴的各个厂商，实现MIS系统或子系统之间的数据共享.[2]如何实现MIS系统之间的数据共享和互操作，是多个MIS系统集成遭遇的首要难题.当前的XML技术以及基于SOAP通信协议的Web服务为这一难题的解决提供极为有效的方案.本文在简单分析MIS集成难题的基础上，提出基于XML和Web服务的MIS构建方案，并给出其中所需关键技术的解决方法.
1 MIS集成难题简析
要实现多个MIS系统之间的交互存在以下难题.
1.1 信息孤岛[2-5]
传统的MIS系统一般是孤立、封闭的，所获取的信息只应用于系统内部，这样容易导致信息孤岛.要实现不同信息系统的互联，最直接的办法就是使用系统集成技术，如接口软件、中间件等，把应用系统两两互联，但是价格较贵.首先，采用接口软件或者中间件，系统的成本增加，而且软件的维护难度提高；其次，要在同一公司的不同MIS系统之间采用该方案还具有一定的可行性，但是要在企业链的各个MIS系统中采用这种方案将非常困难.
1.2 数据表示[2]
数据共享是不同MIS系统之间互联的另一个难题，即一个系统的数据表示对另一个系统应该如何解释.在XML技术尚未出现的时代，需要在不同的系统之间定义1个协议解决该问题，但是这样将降低系统的扩展性.文献[2]曾提出使用基于XML的电子邮件进行系统间的数据共享.就目前的技术条件采用这种方式实现数据共享并不可取，但其采用XML技术作为系统间数据共享载体的思想却非常值得借鉴.
XML技术具有“自描述”和“可扩展”等优良特性[2]，Web服务则是基于XML技术和SOAP协议的一大新技术体系.通过使用XML和Web服务技术，开发人员能在任何平台上用任何编程语言创建可使全球任何客户、供应商和业务伙伴互联的商务应用程序[6]，已经有很多专家学者提出使用XML和Web服务技术进行系统间的集成.
本文结合XML和Web服务技术，提出1种开放的、易扩展的MIS系统方案.
2 系统架构
本文所涉及的系统结构主要包括两个层次：
(1)MIS系统或者子系统之间互联的系统架构见图1.
图 1 基于XML和Web服务的MIS网络
不同应用平台甚至不同地理位置的MIS系统之间通过SOAP协议实现互联形成MIS网络，网络中的每个系统提供Web服务接口，同时采用标准化的WSDL语言撰写所提供的接口描述文件，而其他不同平台的MIS系统则可以根据这个描述文件解析服务提供者所提供的接口并实施调用，从而实现系统间的互操作.
(2)单个系统内部的架构见图2.
图 2 基于XML和Web服务的MIS系统架构
把基于XML和Web服务的单个MIS系统在逻辑上划分为数据层、业务逻辑层、数据传输层和应用层4层.
2.1 数据层
数据层与传统的MIS系统数据层在系统中所扮演的角色一样，主要包括1个数据库引擎，实现对数据库进行查找、插入、删除和更新等基本操作.
2.2 业务逻辑层[7]
业务层是MIS系统的核心，主要包括系统支撑结构和业务集成.
系统支撑结构主要完成系统运行所需要的基本功能，如数据访问、系统运行配置、Web服务接口、安全验证等，其中，通过使用系统运行配置模块，可极大地提高系统的扩展性和维护性，这一技术在后文中详细介绍.
业务集成模块也是业务层的核心，主要包含MIS系统的各个功能模块，如生产管理、财务管理、人力资源管理等，这些功能模块可以通过系统运行配置进行热插拔形式的安装和卸载.
2.3 数据传输层[8]
数据传输层主要实现数据的安全传输功能，即对传输的数据进行加密和解密，使数据以密文的形式传输，从而提高系统安全性.
2.4 应用层
应用层为系统提供用户界面，如客户端应用程序或者基于Internet的Web界面.在这个层面上，可以称应用层为表示层.在MIS网络中，应用层的用户可以是其他的MIS系统.
3 关键技术
以下简单介绍本系统方案所用到的几项关键技术.这些技术大部分都基于Microsoft .NET Framework平台.[9]
3.1 数据存储
目前市场上的大部分数据库产品都提供对XML技术的支持.如Microsoft SQL Server 2000，通过提供FORXML和OPENXML子句，使XML文档与关系数据行集实现无缝隙结合；而在Microsoft SQL Server 2005中，则提供XML数据类型，可以将XML文档作为1个字段存储在数据库中，并且可以使用XPath和XQuery等技术对其进行检索和修改等操作.另一方面，IBM最新发布的DB2 9对XML技术也提供同样的支持.
本系统方案的数据存储采用关系数据库与XML技术相结合的方案.比如，在订单管理中，将订单以XML文档表示，并存储在数据库中，这样既可以使用XQuery等技术进行检索和更新，同时还可以使用XSLT等技术将其表示出来；在系统之间进行传输时，还能将XML格式的订单数据轻松转换为SOAP消息，以大大降低开发的复杂性.
3.2 系统运行配置管理[7]
系统运行配置主要将系统运行所需的配置信息存储到配置文件中.本方案系统运行配置的另一重要功能是实现系统功能模块的热插拔：将功能模块注册到配置文件中，运行时根据配置文件启动相应的功能，这样功能模块在安装或者卸载时只需要修改配置文件而不需要重新部署整个系统.
以Microsoft .NET Framework平台上的应用程序为例，通过使用反射技术，读取并导入注册在配置文件中的程序集，从而实现功能模块的初始化(此段代码使用C#实现)：
public void Initial()
{
……
//导入程序集
component = Asembly.LoadFrom (componentCon-
fig.AssemblyFilePath)；
//利用反射技术创建服务对象
BaseService service = (BaseService) component.
CreateInstance (componentConfig.ServiceClassName)；
//服务对象初始化，并加载到系统中
service. Initial (_server，componentConfig.Service
Name，_messager)；
……
}
3.3 身份验证与授权验证[8，10]
本方案的身份验证与授权验证集成在HTTP模块中，这样可以使非法的数据访问被阻断在服务端逻辑边界之外，如图3 所示的安全验证模块.
图 3 基于HTTP模块和SOAP扩展的安全模式
此外，还使用SOAP消息的SOAP头传递用户信息，这样使每个SOAP请求都必须经过验证才能进入服务端的逻辑边界内.
为了防止对同一用户的多个请求进行不必要的重复身份验证而消耗系统资源，服务端将经过首次验证的用户的Principle对象保存在缓存中，并产生1个GUID标志该Principle对象，同时将GUID返回给客户端，在以后的请求中，只需以此GUID从缓存中读取Principle对象，并进行下一步的授权验证及操作等.
3.4 数据传输安全[8，10]
在Microsoft .NET Framework平台上，SOAP扩展中的操作将在SOAP消息被序列化和反序列化的前后时刻执行，因此，SOAP扩展是对需要传输的数据进行加解密的最佳时机.本方案集成1个SOAP扩展模块(见图3)，在SOAP消息序列化后加密，反序列化前解密，从而实现对数据的加密和解密操作.
综上所述，提出如何充分利用XML和Web服务技术的优良特性开发开放式的MIS系统的一整套方案.当然，在不同的平台上实现的方法可能不一样，但是其基本原理相同.
4 系统实例
基于以上思想，笔者在Microsoft .NET Framework 2.0平台上构建1个面向中小企业的MIS系统，系统的整体架构见图4.该系统具有企业新闻系统、文档管理、项目管理、计划与任务管理和人力资源管理等功能.
图 4 实例系统架构
在数据存储方面，该系统采用Microsoft SQL Server 2005作为数据库引擎，并充分利用Microsoft SQL Server 2005对XML技术的支持.
在系统应用方面，开发基于WinForm的客户端程序，系统界面见图5.
图 5 基于WinForm的人力资源管理子系统客户端界面
在客户端，采用Crystal Reports作为报表引擎，并采用Microsoft Office组件作为程序的输入输出接口之一，这样可大大提高用户体验.对于所输入的Excel文件，将其转化为Microsoft SQL Server的关系数据行集；对于Word文件，则以XML文档的格式存储于Microsoft SQL Server 的XML字段中，后续的开发者可以轻松利用XLST技术将其转换成其他格式的数据，作为进一步开发基于Web页面的应用层以及在其他MIS系统中访问本系统数据的前提.显然，该系统具有很好的扩展性和维护性.
5 结 论
XML和Web服务是当前最热门的技术之一，经过短短几年，已发展成为庞大的技术体系，在软件开发领域产生革命性的影响.
本文提出的基于XML和Web服务技术的MIS系统构建方案可以大大提高系统的互操作性，能基本解决多个MIS系统交互的信息孤岛和数据表示的难题，同时，还可以显著提高系统的扩展性和维护性.
参考文献：
[1] 陈伯成，叶伟雄. ERP软件中的组织结构与BPR的实现[J]. 计算机集成制造系统，2002，8(5)：404-408.
[2] GOLDFARB H F. XML手册[K]. 张晓慧，译. 北京：电子工业出版社，2001：188-121.
[3] 潘星，李超，刘鲁. 基于Web 服务的开放式ERP系统设计与开发[J]. 计算机工程，2006，32(6)：56-58.
[4] 孙健，陶晓峰. 基于XML 的远程服务架构设计与实现[J]. 计算机工程，2005，31(21)：51-52.
[5] 李青，闻敬谦，赵萌. 基于AOP 的工作流系统与企业信息系统集成研究[J]. 计算机集成制造系统，2006，12(3)：401-406.
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[8] 刘晓华. .NET Web服务开发指南[K]. 北京. 电子工业出版社，2002：123-146，175-222.
[9] FREEMAN A，JONES A. Microsoft .NET XML Web服务程序设计[M]. 向璐，向祚铁，译. 北京：清华大学出版社，2003.
[10] Microsoft Corporation. Building secure Microsoft ASP.NET application：authentication，authorization，and secure communication[M]. Washington，USA：Microsoft Press，2002：227-258.
(编辑 廖粤新)