领域操作平台的制作方法

专利名称：领域操作平台的制作方法
技术领域：
本发明是一种针对健康和医疗应用领域，特别是这一领域复杂的软件系统开发、规模 整合及系统协同运行的软件平台， 一种从削弱特定应用领域根本复杂性入手的技术解决方案 ——Domain Operating Platform,简称为DOP。
背景技术：
尽管近十年来企业级软件技术、中间件、各种软件平台及工具软件发展迅速，在解决 复杂应用领域，如数字化医疗系统等复杂多变的技术需求时，仍需面对极大的技术风险和挑 战。
健康和医疗领域这样的知识密集、业务需求复杂、知识更新快、个性化需求高的企业
或行业来说，目前的技术发展水平在以下4个方面存在明显的技术瓶颈
1. 缺乏整合大量异构系统、信息孤岛的有效技术以适应信息共享需求的快速增长；
2. 缺乏高效实用的建模手段以满足知识量庞大、业务逻辑复杂多变的复杂应用领域的建 模需求；
3. 缺乏有效的技术手段在合理的成本范围内适应知识和需求的快速持续更新；
4. 缺乏有效的技术将产品个性化、客户化成本控制在合理的范围；
目前的中间件、各种软件平台及工具软件绝大多数为通用技术方案，并未从解决特定应 用领域根本复杂性入手，没有触动特定应用领域的技术瓶颈，因此，通用技术方案至少在目 前对解决上述技术瓶颈的作用非常有限。
对于这样的知识密集、业务需求复杂的应用领域，其复杂性反映在不同的层面，包括 系统架构、数据、知识管理、流程、异构系统互联和集成整合。从特定的应用领域来看，复 杂性的根本在数据层面，而不是绝大部分通用技术方案感兴趣的系统架构或异构系统集成整 合层面。传统上，解决数据层面的复杂性全部划分给了应用系统。对于孤立的应用系统而 言，这种划分也许是合理的，但对于企业级系统或更大规模的区域协同系统来说，这种划分 造成的大量信息孤岛严重地阻碍了这类领域数字化的进程。如今，业界已意识到，要从根本
上解决这类应用领域的复杂性，解决数据层面的复杂性是关键，而解决数据层面的复杂性有 赖与更为先进而实用的建模技术。过去几十年里，已有许多建模技术被报导和实施，诸如 ONCOCIN， TheMPO， Meta-Model, Structuring Medical Narratives, architype等等，然而在工 程层面实用而具有可进化能力的建模技术尚鲜见报导。
标准化和依赖于标准化的技术路线一直被认为是上述技术瓶颈的终极解决方案。但对 于像这样的应用领域，标准化本身似乎同样受到技术瓶颈的制约，标准化艰难而且远远滞后 于市场需求，HL7 (Health Level 7健康信息协议)己经推行了近二十年，也出现了像HTB (Healthcare Transaction Base)等基于HL7 CDA (Clinical Document Architecture临床文档架 构)的工具软件，及IHE (Integrated Healthcare Enterprise企业级健康集成协定)等技术解决 方案，但这些技术方案都没有从根本上突破上述技术瓶颈。

发明内容
定义、技术术语和元件
DOP，领域操作平台，是一种新的软件平台。其建立并运行于现代通用操作系统之 上，且使操作系统的理念和策略延伸到传统的应用软件领域。从资源管理范畴来看，DOP 适用范围縮小到一个具体软件应用领域，而不再是通用的计算平台。从系统软件和软件平台 范畴来看，DOP使系统平台的范围延伸到传统上属于应用软件的领域。它所协调管理的资 源也扩展到特定应用领域的软件系统甚至硬件设备。DOP是一个系统软件发展到一定阶段 的产物。
MDT (Meta Data Type的简写)是DOP计算理念中的"数据类型"。就像整数、双精 度型、字符串和类是现代通用计算平台的基本计算元素一样，MDT是DOP计算的基本元 素。 一个MDT实例代表一个基本的领域概念，比如，在数字化医疗领域中的"血压"。 一个 MDT实例包括领域概念的数据结构、表达其背景知识的标准化术语和一些语意学关系，以 及本MDT实例所容许的计算操作。
本发明的意义在于DOP为突破像数字化医疗这类复杂应用领域之技术瓶颈提供了一种 全新的思路和可行的技术方案。
DOP主要由下列四个主要的结构模块构成1) DOP总线，它是DOP网络的脊梁，由 DOP总线管理器、DOP禾口 MDT服务集群机制、多级多点传输(Multilevel Transaction)机
制、单点登录和细粒度用户访问控制(fine-grained)机制、系统管理和监测及运行环境 (DRE)注册管理等单元构成；2)协同运行在DOP总线上的各种DOP应用系统运行环 境，縮写为DRE (DOP Runtime Environment运行环境)。DRE支持DOP应用程序的安 装、实时运行监控、以及向这些应用系统提供各种DOP服务；3)DOP的核心和灵魂，MDT 知识库及MDT建模支持系统；4)分布式DOP数据中心，縮写为DDC (DOP Data Center)，由基于SAN (Storage Area Network,存储区网络)的海量数据存储、数据库、 数据池及高稳定性、可靠性的服务器等单元构成


图1是本发明的DOP的系统架构图。
图2是MDT库及支撑系统的结构框图。
图3是MDT模型规范及结构框图。
图4是DRE的结构示意图。
图5是DRE内核详细结构图。
图6是DOP总线的主要结构框图。
具体实施例方式
从具体实施的角度看，DOP系统主要由图一所示的四大模块构成。从整体系统架构角 度来看，它视乎和目前流行的分布式计算平台，如GRID (格栅计算)、SOA (面向服务架 构)没有显著差异，但其中两大核心模块，即MDT知识库及其辅助支持系统和DRE使 DOP完全不同与通用分布式计算平台、中间件、以及类似HTB这样的专业软件工具，它是 一个新生代计算平台。
MDT知识库及其辅助支持系统实现了 DOP的动态建模，或称为"后建模"的技术策 略。也就是说，DOP —改传统的、流行的先建模，后实施的应用软件开发流程，可以在应用 系统实施后方便地增加新的数据模型，修改已建立的信息模型而几乎不需要修改已实施的系 统。同时，基于这一机制的应用软件系统信息建模不再是系统架构师和数据库专家的工作， 而主要由领域专家直接来完成，因为基于MDT的信息建模"语言"不再是领域专家不懂的关 系数据库语言，而是领域专家熟知的、表达领域专业知识的"自然语言"。图二表示的是一个 MDT知识库的技术实施方案。这一技术方案利用了 DRE平台，核心模块是一集DOP服务， 包括MDT服务，应用领域标准术语和代码服务，MDT实例的存储、检索及调用服务。两个 实用的支持系统分别面向领域专家和应用软件系统开发人员。网络版MDT建模工具是一个 典型的基于网络浏览器的应用系统，终端用户是应用领域的专业人员，或应用领域标准化组 织等用户。这一支撑系统实现了如图三所示的MDT规范和创建流程，使得建模用户在低的 培训成本下容易使用这一系统来创建、修改、测试和发布应用领域的信息模型。面向DOP 的应用软件辅助开发系统是一个为DOP应用软件系统开发人员准备的开发辅助平台，开发 人员可以通过这个平台浏览MDT实例的细节，了解MDT实例的使用方法、了解基于MDT 机制的各种DOP服务的调用方法及其他MDT、 DOP服务的高级管理功能。单纯从技术实施 角度看，以上两个MDT知识库支撑系统可通过多种现有技术实现，故在此省略其技术细
DRE是本发明的另一个关键模块，它实现了 DOP另一个技术核心。现代通用计算平台 几乎无一例外地将整数、双精度型、字符串和面向对象的类等作为其基本计算元素，而 DOP通过实现DRE，结合DOP总线的部分功能，使得DOP成为一个以MDT实例为基本 计算元素的信息处理平台， 一个MDT实例是如图三所示的复杂数据类型，代表一个特定应 用领域的概念。从图四可以看出，DRE由直接为应用软件或领域数字化设备提供DOP服务 的智能代理(Agent)，为智能代理提供运行环境的DOP壳(DOP Shell)及各种基于MDT 的、通过智能代理调用的DOP服务(Service)三个功能板块构成，而技术实施的关键主要 集中在智能代理和基于MDT的DOP服务框架的实现。在本技术方案中采用了微内核架构， 将智能代理的实现置于DRE微内核的中心，同时也将DOP服务框架、插件机制、及DOP 壳的通用和核心部分纳入DRE内核，其它都用可插接的服务模块，包括系统服务模块来实 现。
智能代理(DOP Agent)的主要功能是为各种应用系统提供DOP服务。不同于传统的 客户端-服务器(Client-Server)机制，智能代理只有当应用系统需要DOP服务时才由DRE 动态生成(on-demand)，而且仅仅为申请DOP服务的应用系统提供服务。同时，智能代 理会尽量利用本地的计算资源，减小对网络带宽的依赖，当应用系统需要mission-critical服
务或要求的计算资源本地无法满足时，智能代理将通过DOP总线获取所需的资源和服务，
这些复杂性对于应用系统是透明的，应用系统无须知道mission-critical服务和高性能计算资 源来自何方。图五提供了更为详细的DRE内核结构，其中智能代理内核基于成熟的JMX (Java Management Extension)技术。
DOP服务模块框架是一个基于MDT建模机制和参考模型的软件实施框架。此框架实 现了构建一个基于MDT的DOP服务模块所需的通用资源，同时，它也象一个软件容器 (Container) —样支持服务模块动态加载、缓存、集群、传输管理等功能。如图五所示，一 些核心服务也已经在DRE内核中实现。
DOP总线(DOP BUS)是整个DOP系统的脊梁，通过DOP总线，各禾中DRE禾PDOP 支撑子系统整合成一个分布式计算网络。如图六所示，DOP总线主要包括DRE注册管理、 各种集群DOP和MDT服务，Multilevel Transaction管理，系统监测监控、系统单点登录及 安全机制、数据中心同步等DOP系统层面的功能板块。从技术实施角度来看，DOP总线可 采用多种现有的技术方案，如GRID (格栅)、J2EE (Java 2 Enterprise Edition, JAVA2 企业架构)甚至DSO (Distributed Shared Object,分布式共享)技术，因而在此略去其技 术实施细节。
在本发明中，尽管DOP数据中心是技术方案的重要而不可忽缺的组成部分，但从技术 实施来看，DOP数据中心主要是对现有成熟和前沿数据中心技术的整合，比如用于海量数 据存储的SAN (存储区网络)、服务器和存储虚拟技术等。故其具体实施细节从略。
本发明的优点
本发明首先提出应用领域概念计算理念和技术实施方案。
发明了动态建模或"后建模"技术，通过该技术的实施可显著减低在复杂应用领域中的 数据建模和信息建模的复杂性，从而有效降低整体系统实施的复杂性。
DOP使数据模型以及系统可以随应用领域知识的更新而更新，从而使系统具有了可进化性。
DOP将大幅减小应用程序客户化和个性化的开销。 DOP将增加复杂系统的可维护性，大幅减低系统更新和换代成本。
以上是本发明的实施方式之一，对于本领域内的专业技术人员，无须花费创造性的劳 动，在上述实施方案的基础上可以做多种变通，同样能够实现本发明之目标。然而，这些变 通显然也应该在本发明的权利要求书的保护范围内。
权利要求
1、一领域操作平台，其特征在于它包括一DOP总线，它是DOP网络的骨干；若干与DOP总线相联的运行时间环境，缩写为DRE，其向DOP应用程序提供DOP服务；一上述DOP总线相联的DOP数据中心，缩写为DDC，所述DOP总线管理器、群集DOP服务(器)、大规模的高速数据缓存和存储以及其它任务关键性的任务服务在其中运行；以及一与上述DOP总线相联的MDT建模基底，该MDT代表后数据类型，是本发明的核心，其建立了DOP概念和DOP策略。
2、如权利要求1所述的领域操作平台，其特征在于所述MDT具有一个为DOP计算的一 UID， 一描述， 一内部数据结构， 一背景知识的本体论和一操作。
3、 如权利要求2所述的领域操作平台，其特征在于所述MDT的基地底包括针对DOP的 DEVAid以及基于WEB (网络)的MDT建立器，上述DEV Aid和MDT建立器与MDT基 底的DRE相联。该DRE由MDT服务-(模块)、术语和编码服务(模块)、知识基地以及 MDT目标坚持(模块)组成。
4、 如权利要求l所述的领域操作平台，其特征在于所述DOP总线通过基于共享的缺少DSO 的目标技术提供一全局注册、交叉的DRE服务器群、全局存储器缓存和代理商对代理商的 通信通道连接所有分布式的DRE到DOP网络。
5、 如权利要求l所述的领域操作平台，其特征在于所述DRE包括三个模块DRE核心，它实现功能上用于DOP服务框架和DOP代理商框架的所有核心系统功能；DOP代理商，它是通用的DOP呼叫界面，提供不同的DOP服务存取装置，包括本地 的、远端的、web服务方式的DOP系统呼叫或者DOP服务呼叫；以及DOP服务，它是应用在DOP服务框架上的可插入的模型。
6、如权利要求1所述的领域操作平台，其特征在于所述DRE核心构造模块包括两个主要 的框架一代理商框架，其提供了实现代理商的基础；以及一服务框架，其使服务开发者集中在服务逻辑上，所有的普通服务功能、完成MDT 服务参考模型的实现。
全文摘要
DOP，领域操作平台，是一种新的软件平台。其建立并运行于现代通用操作系统之上，且使操作系统的理念和策略延伸到传统的应用软件领域。从资源管理范畴来看，DOP适用范围缩小到一个具体软件应用领域，而不再是通用的计算平台。从系统软件和软件平台范畴来看，DOP使系统平台的范围延伸到传统上属于应用软件的领域。它所协调管理的资源也扩展到特定应用领域的软件系统甚至硬件设备。DOP是一个系统软件发展到一定阶段的产物。
文档编号G06F9/44GK101178648SQ200710044518
公开日2008年5月14日 申请日期2007年8月2日 优先权日2007年8月2日
发明者乔海兵, 王鹏海 申请人:上海坦瑞信息技术有限公司