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基于Word的工作流表单引擎设计和实现 1．引言 工作流技术是当今信息系统中应用最广泛的技术,广泛应用于办公自动化系统、电子政务应用等多个信息化应用领域。根据国际工作流管理联盟(WfMC)的定义“工作流是一类能够完全或者部分自动执行的业务过程，根据一系列过程规则，文档、信息或任务能够在不同的执行者之间传递、执行”。 表单在工作流系统中承载着各种信息的收集和发布的任务，在应用系统中存在着大量的表单驱动的业务流程，业务的灵活多变必然要求工作流表单引擎也要具有灵活、易用的特性。在当今工作流的发展中，“缺少一个表单定制工具来定制流程所对应的页面”成为新的研究课题。然而，由于UI开发不属于流程引擎的范畴，很多工作流产品不包含表单开发工具，或者只包含一个简单而死板的页面开发工具，对应用的UI开发不能提供很好的帮助。 随着近年来Microsoft Word在办公领域的普及，使得Word已成为各种文档、表单事实上的标准。本文在对Microsoft Word深入研究的基础上，给出了基于Word的工作流表单引擎的设计思路和实现方案，借助Word具有的普及性、易用性等诸多优点，对于实现大量的以表单驱动的业务流程自动化，具有很高的应用价值。 2．Microsoft Word对象模型 构建基于Microsoft Word的工作流表单引擎，首先要对Word有足够的了解。一篇Word文档是由若干诸如段(Paragraph),表(Table)等对象构成。Word文档中经常操作的对象主要有以下一些: Application : 代表Word应用程序。 Documents : Word当前打开的所有文档对象所组成的集合。 Document : 代表一篇文档。 InlineShapes : 代表由InlineShape对象组成的集合，代表文档、区域或选定内容的所有嵌入式图形。 InlineShape : 代表文档的文字层中的对象，只能是图片、OLE对象或ActiveX控件。 Paragraphs : 代表所选内容、范围或文档中的所有段落。 图1 Word对象模型 Fig.1 Word Object Model Range : 该对象代表文档中的一个范围。每一个Range 对象由一起始和一终止字符位置定义。 若要针对Microsoft Word开发解决方案，就需要与Word对象模型[1] (图1)进行交互。 3．表单信息模型的建立 针对政府、企业需要处理的大量的基于表单的业务流程，本文提出了一种利用表单来表达工作流信息的方法,流程运行中的各种信息,如表单的结构、表单的数据、该表单所代表的业务类型和内容、任务创建时间、任务涉及到的参与者等信息都是记录在表单中的。表单是这种模式下的主要信息载体,也是系统和用户交互的主要方式。 定义1(过程) 一个过程是定义好的一个有向图p=(A,L),这里A={αi|i=1…,n}是活动集；L{(αi,αj)|αi,αjA}∈是链接集,一个链接如(αi,αj)表示第i个活动是第j个活动的前置活动。 定义2(表单) 一个表单Fk(k=1,…,K),由一系列的表单单元组成,每个表单单元由最基本的表单元素组成,即Fk={Um|m=1,…,M},Um={fl|l=1,…,L},f表示表单的基本元素。 根据表单信息的范围和表现形式,可以把表单信息模型分为三层：表示层、数据层和控制层，其结构如图2所示： 图2 表单信息模型 Fig.2 Form Information Model 表示层即表单的外观，包括表单的样式和表单域。表单样式主要由文字、表格、图形等元素构成。表单域是进行数据交互的接口，常用的表单域对象有：标签(Label)、文本框(TextBox)、复选框(CheckBox)、选项按钮(OptionButton)等。 数据层包含了表单中的全部数据信息。其中，表单域数据是数据信息的主体，用于系统与用户以及用户之间的数据交互。表单的相关信息包含两部分内容：用户基本信息和用户权限。其中，用户的基本信息包括参与者的部分重要属性，如姓名、角色和E-Mail等。用户的权限信息描述了不同的参与者对表单的操作权限，如只读、只写、无权、可见或不可见等。 控制层用于控制表示层和数据层的实现。对表示层的控制主要包括对表单样式和表单域的添加、编辑、删除等，对各种表单元素属性的控制，如颜色、大小、位置等，以及对表单域对象的属性控制，如默认值、名称等。对数据层的控制，目的是将表单的相关数据提取出来进行处理，并存放到后台数据库中。 4．Word表单引擎的系统设计 4.1 需求分析 在政府、企业中大量的以表单驱动的业务流程中，表单是处于核心地位的，表单的样式、内容和组合方式决定了业务的种类和特点。因此，客观上要求表单引擎在工作流管理系统中应该成为核心部件，并以此作为整个系统设计的根本原则和出发点。 在软件开发的开始阶段，通常由用例图来描述客户的需求，用例图用图形化的方式表示系统需求，具有简单、直观的特点。Word表单引擎的用例图如下： 图3 用例图 Fig.3 Use-Case Diagram 4.2 总体设计 从总体架构上分析，工作流管理系统是以表单引擎为核心和基础的一套悬挂式系统，表单引擎的内部结构以及与其他子系统的关系如图4所示： 图4 表单引擎结构 Fig.4 Structure of the Form Engine 表单定义工具属于表单信息模型中的表示层。根据表单定义创建表单，包括表单样式和表单域。 表单管理器、表单调度管理器和访问控制管理器同属于表单信息模型中的控制层。表单管理器主要功能包括创建新表单、修改现存表单和删除表单等操作。表单调度管理器在工作流引擎的支持下，实现表单的发布和提交。访问控制管理器在相关服务系统得支持下，对组织机构中与该业务相关的参与者进行访问控制。 表单数据属于表单信息模型中的数据层。其中，持久化数据是指表单中的各个元素，将以模板的形式整体存入模板库。动态数据是指表单域中的数据，在提交的同时会发送到数据库中相应的数据表中。数据访问基础服务则通过ADO(ActiveX Data Objects)来实现表单引擎与后台数据库的连接。 4.3 数据库设计 根据系统的总体设计，表单引擎的数据库结构如图5所示： 图5 数据库设计 Fig.5 Database Design 其中，表单和数据项之间是一对多的关系，它们共同构成表单模板。表单实例和数据实例之间也是一对多的关系，它们构成具体的表单实例。同样，同一表单模板也可创建多个表单实例。 5．Word表单引擎的系统设计 5.1 Word电子表单的创建 （1）创建表单样式。根据相关的业务需求和规范，利用Word所提供的功能，可以在已有的Word文档上进行修改，也可以重新定义一份表单。这样完成的表单是静态的，不具有数据交互能力。 （2）添加表单域。将创建表单域的功能以Word工具栏的形式提供给用户。Word中，CommandBars集合代表 Microsoft Word 中的菜单栏和所有的工具栏，要自定义工具栏，首先创建CommandBars对象，如：myCommandBar，通过CommandBars.Add()方法将其添加到CommandBars集合,再定义各Button对象,再用myCommandBar.Controls.Add()方法将自定义Button对象添加到工具栏。 表单域实质上是ActiveX控件，在Word中可用OLE编程标识符（有时也称ProgID）创建Automation对象。表1列出了AxtiveX控件的OLE编程标识符[4]。 表1 ActiveX控件的OLE编程标识符 Tab.1 OLE programmatic identifier of the ActiveX controls
要在光标所在处添加表单域，需要用到Selection对象和InlineShapes集合对象，前者代表某个选定的范围或插入点，后者代表文档、区域或选定内容中的所有嵌入式图形。利用InlineShapes集合对象的AddOLEControl方法，并设置ClassType(对象类型)的值为相应的OLE编程标识符，可以将控件添加至文档，如：添加文本框：ClassType:="Forms.TextBox.1"。 为使表单域能通过鼠标拖动而自由移动位置，需要将InlineShapes对象转换位Shape对象，可以使用ConvertToShape方法来完成图形的类型转换。 5.2 Word电子表单的维护 维护一张已创建的Word电子表单，可使用Word自身的功能编辑表单样式，使用表单引擎的扩展功能修改其中的表单域。以编辑文本框为例，主要涉及到的属性[4]如表2所示： 表2 文本框常用属性 Tab.2 Common properties of the TextBox Object
在为Application对象编写过程之前，必须创建新的类模块并声明一个包含事件的Application类型对象。例如，假定已创建新的类模块并命名为EventClassModule。该类模块包含下列代码： Public WithEvents App As Word.Application 定义了包含事件的新对象后，为其编写事件过程，双击鼠标时，App_WindowBeforeDoubleClick()事件发生，单击鼠标右键，App_WindowBeforeRightClick()事件发生，在相应的过程中自定义功能。 在运行过程前，必须将类模块中已声明的对象连接到Application对象，可在任何模块中实现过程：Register_Event_Handler()，使App对象指向Microsoft Word Application。事件发生时，将运行类模块中的事件过程，即根据对象的不同类型，弹出相应的属性设置窗体，对各个属性进行设置。 5.3 访问控制 表单引擎可以对组织机构中的各个角色以及个人进行权限设置，主要支持3种类型的访问控制： (1) 对Word自身功能的控制 (2) 对表单引擎扩充功能的控制 (3) 对表单域的访问控制 Word菜单栏、工具栏(包括表单引擎自定义的工具栏)中的每一个子项目都有唯一的标识，通过该标识可以设置每一个项目的可见性与可用性，对应于Visible和Enabled属性，从而达到限制Word功能的目的。 同样，在表单中的表单域对象是一个集合，通过ActiveDocument.Shapes.count可以统计出表单中表单域的总个数，其中的表单域对象可表示为Shapes(i).OLEFormat.Object，其中i是索引号，因此只需对各个对象的Visible、Enabled属性进行相应得设置，即可实现对表单域的控制。 5.4 使用Jmail组件发布表单 Word表单引擎不是基于B/S结构的,表单的流转方式是在邮件服务器的支持下，通过E-Mail方式实现的。E-Mail服务和技术自从因特网建立到现在，已经发展的非常成熟，普及率也很高,因此表单流转采用E-Mail方式实现，更容易被用户接受和使用。 在众多的邮件发送组件中，Jmail组件功能强大，可支持多种格式的邮件发送，比如以HTML或TXT的方式发送，用户也可设置邮件发送的优先级等。Jmail支持发送附件，并具有密件发送/抄送/紧急信件发送能力，此外Jmail能详细的记录日志，便于维护，最关键的是Jmail是免费的，因此可以降低开发成本，所以非常值得使用。 在系统中注册Jmail.dll控件,将控件添加到工程中，就可以调用Jmail的各项功能。例如：可以使用Subject属性设定消息的标题，用Body属性设置邮件正文，用Recipients、Sender属性指定收件人、发件人的邮件地址，ServerAddress指定邮件服务器的地址等，最后调用Execute()方法将表单送出。 5.5 表单引擎与数据库的连接 表单引擎通过ADO(ActiveX Data Object)建立无源数据库连接。ADO[4]是Microsoft数据库应用程序开发接口，是建立在OLE DB之上的高层数据库访问技术。它封装了OLE DB提供的接口，相比于OLE DB提供者，ADO的接口可以使程序员在更高级别上进行数据交互，大大简化了程序编制，增加了程序的可移植性。而采用无源数据库连接方式，无需用户配置ODBC环境，利用ADO就可通过代码进行连接。 在连接数据库前，需要在工程中引入 Microsoft ActiveX Data Objects 2.0 Library，然后创建Connection对象并设置ConnectionString属性进行连接。ConnectionString为可读写string类型，用于指定一个连接字符串，告诉ADO如何连接数据库，如： ConnectionString = "Provider=SQLOLEDB.1;Persist Security Info=False;User ID=sa;Initial Catalog=DB_NAME;Data Source=127.0.0.1" 其中Initial Catalog指定数据库的名称，Data Source指定数据库服务器的IP地址。 用open方法打开建立的连接，创建结果集对象Recordset，根据需求编写SQL语句，利用Connection对象的Execute()方法可将结果集返回到客户端，进行各种处理。 最后用Connection对象的Close方法关闭已建立的连接。 6．结论 传统的基于HTML/XML表单的工作流管理系统(WFMS)，在用户友好性、扩展性和灵活性方面存在较大的缺陷，采用基于Word的表单引擎能够很好的解决这些问题。在实践中，我们已经将Word表单引擎与工作流管理系统集成，通过在具体业务中的应用和对应用情况的认真分析，得出结论如下： (1) 基于Word构建的工作流表单引擎能使用户轻松的创建、维护各种动态电子表单而不需要用户具有专业的技术，且能对企业、政府中现存的大量静态电子表单进行升级，较好的解决了各种表单驱动的业务流程中表单的不确定性问题。 (2) Word表单引擎采用电子邮件作为表单流转的方式，提高了工作流系统的灵活性和易用性，较好的解决了各种表单驱动的业务中流程的不确定性问题。 (3) Word电子表单继承了Microsoft Word的全部功能，功能强大，操作简单，且具有“所见即所得”的打印特性，使得政府或企业可以轻松完成电子表单的打印存档工作，而且用户不需要花费专门的时间和经费接受培训，就可以很好的适应系统，从多方面为组织降低成本。
基于表单的分布式工作流系统研究与实现 |
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