（控制理论与控制工程专业论文）管理信息系统开发中若干关键技术的研究.pdf

东南大学硕士学位论文 摘要和关键词 摘要 计算机管理信息系统是一个基于多门学科的应用，要设计和开发出一个理想的管理信 息系统要运用很多关键技术。本论文以东南火学山版社管理信息系统开发为背景，对管理信 息系统及其若干关键实现技术进行探讨。这些关键技术分别是多层应用体系结构、多层应用 体系结构在d e l p h i 中的实现、在d e l p h i 中如何开发具各容错和负载平衡能力的高级的多层 应用体系结构、在多层应用体系结构中的各个层次上如何分别利用显示事务处理、隐式事务 处理和事务处理中的触发器实现数据在逻辑上的完整性和一致性以及在管理信息系统中为 了保证数据完整性如何进行数据迁移。 理论分析和课题研究的紧密结合是本论文的特色。在本论文中，笔者根据所做项目， 结合课题研究先在第二章、第三章分别讨论了东南大学出版社管理信息系统的系统分析与设 计、数据库设计，接着在第四章到第八章这五个章节中分别讨论了上述的关键技术。在第二 章、第三章、第五章、第七章、第八章这几章中的各章节，都是先进行理论上的讨论，然后 结合所做课题，利用课题中的实例配合说明。在本论文的第九章即结束语部分笔者谈了开发 管理信息系统后的经验体会。 关键词：管理信息系统、多层应用体系结构、d e l p h i 、事务、数据迁移 东南大学硕士学位论文a b s t r a c ta n dk e y w o r d s a b s t r a c t m i si sa l la p p l i c a t i o nb a s e do nm a n y s u b j e c t s m u c hk e yt e c h n o l o g ym u s tb eu s e dt od e v e l o p am i s i nt h i sp a p e r , b a s e do nt h ed e v e l o p m e n to fm i so fs o u t h e a s tu n i v e r s i t yp r e s s ，m 1 sa n d s o m ek e yt e c h n o l o g ya r ed i s c u s s e d t h e s ek e yt e c h n o l o g yi sm u t i t i e ra p p l i c a t i o na r c h i t e c t u r e ， t h er e a l i z a t i o no fm u t i - t i e ra p p l i c a t i o na r c h i t e c t u r ei nd e l p h i h o wt od e v e l o pa d v a n c e dm u t i t i e r a p p l i c a t i o na r c h i t e c t u r eo ff a u l t - t o l e r a n c ea n dl o a d - b a l a n c i n g ，h o wt o u s et r a n s a c t i o nt or e a l i z e d a t ac o n s i s t e n c yi ne a c hl a y e ro fm u d - t i e ra p p l i c a t i o na r c h i t e c t u r ea n dh o wt ot r a n s f e rd a t at o a s s u r ed a t ai n t e g r i t yi nm i s t h ec o m b i n a t i o no ft h e o r ya n a l y s i sa n dp r o j e c ts t u d yi saf e a t u r eo ft h i sp a p e r i nt h i sp a p e r , b a s i n go nt h ep r o j e c t ，t h ea u t o rf i r s t l y d i s c u s s e st h es o u t h e a s tu n i v e r s i t yp r e s sm i ss y s t e m a n a l y s i sa n dd e s i g na n dd a t a b a s ed e s i g ni nc h a p t e r 2a n dc h a p t e r3 ，s e c o n d l yd i s u s s e s st h e s ek e y t e c h n o l o g yf r o mc h a p t e r4 t oc h a p t e r8 a m o n g c h a p t e r2 ，c h a p t e r3 ，c h a p t e r5 ，c h a p t e r 7a n d c h a p t e r8 ，i n e a c ho ft h e s e c h a p t e r s ，t h ea u t h o rf i r s t l y d i s c u s s e st h e o r y , t h e nm a k e ss o m e e x a m p l e st h a ta r eu s e di nt h ep r o j e c t f i n a l l yt h ea u t h o r w r i t e sh e re x p e r i e n c eo n d e v e l o p i n gm i s i nc h a p t e r9 k e y w o r d s ：m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ，m u t i t i e ra p p l i c a t i o na r c h i t e c t u r e ，d e l p h i ， t r a n s a c t i o n ，d a t at r a n s f e r 学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：塑至：丝日期：兰业矗 关于学位论文使用授权的说明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位 论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人 电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密沧文外，允许论 文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包 括刊登) 授权东南大学研究生院办理。 签名：酶聊签名：建乌日期 矽口3 ；j 参 东南人学硕士学位论文第章绪论 1 1 管理信息系统简介 第一章绪论 随着科技的日新月异和信息的高速发展，现代企业管理信息系统在现代社会已深入到各 行各业，管理信息系统( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ，简称m i s ) 已逐渐成为现代企业 管理的必备工具。 任何地方只要有管理就必然有信息，如果形成系统就形成管理信息系统( m i s ) 。管理 信息系统，是集计算机技术、网络通信技术为一体的信息系统工程，它能为一个组织机构做 事务性处理工作，x 能为一个组织机构的管理和决策提供支持。它对信息进行收集、传送、 储存、维护和使用，从而能够检测企业的各种运行情况，并利用过去的历史数据预测未来， 从企业全局的角度出发辅助企业进行决策，利用信息控制企业的行为，帮助企业实现其规划 目标。 管理信息系统是6 0 年代在欧美兴起的计算机应用科学，它的发展经历了以下几个阶段。 第一代管理信息系统是由手工操作，使用工具是文件柜、笔记本等，第二代管理信息系统增 加了机械辅助办公设备，如打字机、收款机、自动记账机等。第三代管理信息系统使用计算 机、电传，屯话、打印机等电子设备。现代管理信息系统包括计算机、网络通讯设备等硬件 成份包括操作系统、数据库、应用软件包等软件成份。并随着计算机技术和通讯技术的迅 速发展还会出现更多的内容。管理信息系统是一个交叉性综合性学科组成部分有：计算机 学科( 网络通讯、数据库、计算机语言等) 、数学( 统计学、运筹学、线性规划等) 、管理学、 仿真等多学科。随着科学技术的高速发展，管理信息系统涉及的范围还要扩大。 1 2 管理信息系统的开发 1 2 1 管理信息系统的开发原则 - 丌发管理信息系统要遵循以下几条原则 创新原则，体现先进性。计算机技术的发展十分迅速，要及时了解新技术，使_ 爵j 新技术 使目标系统较原系统有质的飞跃。 整体原则，体现完整性。企业管理可以理解为一个合理的“闭环”系统。目标系统应当 是这个“闭环”系统的完善。企业完整地实现计算机管理不一定必须在企业的各个方面 同时实现，但必须完整地设计系统的各个方面。 不断发展原则，体现超前性。为了提高使用率，有效的发挥m i s 的作用，应当注意技 术的发展和环境的变化。m i s 在开发过程中应注重不断发展和超前意识。 经济原则，体现实用性。大而全和高精尖并不是成功m i s 的衡量标准。事实上许多失 败的m i s 正是由于盲目追求高新技术而忽视了其实用性，盲目追求完善的m 1 s 而忽视 了本单位的技术水平、管理水平和人员素质。 第1 页 东南大学硕士学位论文第一章绪论 1 2 2 管理信息系统的开发策略 自上而下( t o pd o w n ，从企业管理的整体进行设计，逐渐从抽象到具体，从概要设 计到详细设计，体现结构化的设计思想。 白下而上( b o t t o f r l u p ) ，设计系统的构件，采用搭积木的方式组成整个系统，缺点在 于忽视系统部件的有机联系。 两者结合是实际开发过程中常用的方法。通过对系统进行分析得到系统的逻辑模型，进 而从逻辑模型求得最优的物理模型。逻辑模型和物理模型的这种螺旋式循环优化的设计 模式体现了自上而下、自下而上结合的设计思想。“1 1 3 管理信息系统的体系结构 管理信息系统的体系结构大体上分为以下三种。 第一种是主机终端结构，它起始于6 0 年代，出现的前提条件是数据库、网络、终端及 永久的存储介质都成为实用的新技术，这种结构的特征以大型主机系统为中心，所有的数据 都存储在主机上，所有的应用程序都在主机上运行，用户通过终端与主机相联，终端呈字符 界面，没有计算功能，它只是主机的一个“壳”，既真正应用程序执行都是在大型主机上， 其功能是辅助人进行人机事务处理( o n l i n et r a n s a c t i o np r o c e s s ，o l t p ) ，以及完成一些简单 有规律的重复工作。这种结构的缺点是所有应用程序都在主机上运行，主机的任务繁重。随 着计算机和网络的发展，这种结构已逐渐被淘汰。 第二种结构是客户服务器( c l i a n t s e r v e r ，简称c s ) 结构，出现于8 0 年代末期。出现 的原因是p c 机的广泛应用，网络技术的发展及分布式计算的日益强烈。根据数据是否集中 存放与否，可分为集中式数据库客户服务器结构和分布式数据库客户朋务器结构，数据是 由数据库服务器通过d b m s ( d a m b a s em a n a g e m e n ts y s t e m ，数据库管理系统) 进行管理。最 初的c s 结构是两层，客户端运行应用程序，即客户端具有一定的计算处理能力。客户端一 般采用g u i ( g r a p h i c u s e ri n t e r f a c e 闺形用户界面) ，其功能除了进行计算处理外，还可以进 行辅助决策，甚至是联机分析处理( o n l i n et r a n s a t i o na n a l y z ep r o c e s s ，o l a p ) ，这种结构与 第一种结构相比，是它相对要“智能”些，能处理业务逻辑，减轻服务器端的任务，缺点是 客户端比较“臃肿”，尤其是当应用系统需求改变时，所有在客户端的应用程序都必须改变。 使维护成本太高。 为了解决这些问题，多层c s 结构应用体系应运而生，即在传统的2 层c s 模型中放入 应用程序服务器。应用程序服务器简单地说就是一个包含企业逻辑的应用程序，它是应用的 主体，包含了企业中核心的及易变的企业逻辑( 规划，运作方法，管理模型等) ，而客户端 主要提供用户接口，其主要功能是指导操作人员使用界面，输入数据，输出结果，并不具有 企业逻辑，或只拥有部分不涉及企业核心的、机密的应用逻辑。这样就使得客户端很麈，易 于维护和安装，而且在一个共享的中间层封装了企业逻辑，不同客户端应用程序可以共享同 一一个中间层，而不必由每个客户端应用程序单独实现企业逻辑，由于这个优点，多层的c s 结构应用体系得以广泛发展和应用。 第2 页 东南大学硕士学位论文 第一章绪论 第二种结构是浏览器服务器( b r o w s e r s e r v e r , 简称b s ) 结构。这种结构是随着 i n t e m e t w e b 技术的兴起而出现。它把应用分为：表示层( 也称为浏览层) ，应用逻辑层和远 程数据层，与多层结构有些类似，所有的计算和业务逻辑都放在中间应片! i 逻辑部分，表示部 分只是包含与用户的交互界面，但是与多层结构不同的是客户端要通过 囊! j 览器进行访问。客 户端只要安装任意一种浏览器，就可以直接通过网络进行数据操作。其实这种结构是三层 c l i e n t s e i v e r 的一种新的发展，是i n t e m e t 和w e b 技术引入企业应用系统的必然趋势。但是 因为网络建设需要较多的资金和较多的人力，故许多企业的管理信息系统多采用多层结构。 1 4 课题背景 本课题的背景是东南大学出版社管理信息系统( 简称d n c b s m i s ) 的开发。东南大学 山版社是一个全国高校出版社，为了适应现代企业的需要，出版社迫切需要一个全社范围的 局域网和运行其上的管理信息系统，以进行事务性处理工作，及利用过去的历史数据预测未 来，从企业全局的角度出发作出快速准确的管理和决策，实现出版社规划目标。 1 5 论文工作及内容 笔者参与了东南大学出版社管理信息系统的开发整个过程( 从需求分析，数据库建模， 数据库建立，编码，网站开发，文档撰写，系统实施) ，负责该项目开发中的仓库，发行( 销 售) 及销售与财务接口模块。在该项目开发中，我们采用自上而下，白下而上相互结合的开 发策略；东南大学出版社位于东南大学校园总部内，其内局域网建设比较完善，网络配置好， 为了以后发展，我们采用了三层结构开发。 该论文分为八个章节： 第一章绪论 第= 章系统分析与设计 第三章数据库设计 第四章分布式多层应用体系结构 第五章 基丁m i d a s 的多层结构在d e l p h i 中的实现 第六章开发具有容错和负载平衡能力的分布式多层体系结构 第七章在多层结构中利用事务保证数据的一致性 第八章数据迁移 第九章结束语 第3 页 东南大学硕士学位论文第二章系统分析与设计 第二章系统分析与设计 2 1 管理信息系统的管理和开发方法的选择 系统开发生命周期s d l c ( s y s t e md e v e l o p m e n t l i f ec y c l e ) 是指系统分析员、软件1 ：程师、 程序员以及最终用户建立计算机信息系统的一个过程，是管理和控制信息系统开发过程的一 种基本框架，是信息系统开发成功的一种必要措施和手段。 现代的s d l c 一般把系统开发过程分为系统规划、系统分析、系统设计、系统实施和系 统支持5 个阶段。在系统开发过程中，管理信息系统的管理和开发方法非常重要，它是对整 个系统开发过程的一种综合的、详细的描述。它主要有传统的结构化系统开发生命周期法和 快速原形法两种管理和开发方法。 2 1 1 结构化系统开发生命周期法及其优缺点 结构化系统开发生命周期法以瀑布模型为基础，各阶段的工作自顶向下从抽象到具体 顺序进行。瀑布模型意味着在生命周期各阶段间存在着严格的顺序且相互依存。既前一阶段 的结果是后一阶段的工作基础，因此结构化的系统开发生命周期法最好不要有返工的情况发 生。 运用结构化系统开发生命周期法的前提是能够早期确定用户需求。 结构化系统开发生命周期法具有以下优点。 1 - 阶段的顺序性和依赖型。 2 逐步求精的结构化方法。整个软件的开发是一个从抽象到具体的分层实现过程，而 每一阶段的工作，呈现出自顶向下、逐步求精的结构化技术特点。 3 推迟实现的观点。对于有一定规模的软件，编码越早，完成的实际周期反而越长， 甚至导致不可挽回的失败。这是为无数实例所证实。结构化生命周期法的一个主要 的特点是逻辑设计和物理设计分开，从而大大提高系统的正确性、可靠性和可维护 性。 4 质量保证措施。文档是通信的手段，是开发依据，也是维护的重要阶段的重要支持 信息。每一阶段对文档的复审，就是对本阶段的工作成果的评定，使错误较难传递 到下一阶段。错误纠正的越早，所造成的损失就越少。 结构化系统开发生命周期法具有以下缺点。 1 结构化系统开发生命周期法是一种预先定义需求的方法，也就是说，采用该方法的 基本前提是必须在早期能够冻结用户的需求。因此该方法只适应于用户需求易于确 定，且变化较少的情况。 2 该方法的文档的编写工作量极大。随着开发工作的进行，这些文档需要及时更新。 虽然目前已有很多c a s e 工具可以支持这一工作，但仍需要很大程度上的人工参 与。 2 1 2 快速原形法及其优缺点 第4 页 东南大学硕上学位论文第二市系统分析与设计 快速原型法是近年来针对结构化系统开发生命周期法的缺陷提出的设计新途径， 是适应当前计算机技术的进步及对软件需求的极大增长而出现的。是一种快速、灵活、 交互式的软件开发方法学。其核心是用交互的、快速建立起来的原型取代了形式的、 僵硬的( 不易修改的) 大块的规格说明，原形化模型的建立需要大量的仿真技术，所 以原形化方法也称为仿真或模拟模型。用户通过在计算机上实际运行和试用原型而向 开发者提供真实的反馈意见。快速原形法强调动态地定义信息系统需求，它是一种动 态的需求定义策略。 快速原型法具有以f 优点。 1 减少开发时间，大大提高系统开发效率。这主要是由于最终用户积极参与系统 的开发，尤其是信息系统的确定。 2 由于用户在看到原形以前往往很难理解和详细陈诉其需求，而且用户所看到的 是实际工作模型而不是单调的语言或图来描述的需求。因此，通过快速原形法 使信息需求的定义工作更为直观、简单。 3 通过一系列的修改和完善，大大增加了用户对设计的满意程度，进而提高了信 息系统的质量。 4 减少开发费用。 快速原型法具有以下缺点。 1 分析和设计上的深度不够，从而可能在未能很好地理解用户需求的情况下就着 手程序代码的编写。 2 快速原形法中的第一个工作原形可能并不是一个最优方案。 3 通过快速原形法所开发的系统不具备灵活性。 4 工作原形不见得容易修改。 5 必须有快速的系统建模工具。 6 需要很好的仿真技术。 7 需要实际的，可供用户参与的系统模型。工作环境要求具备快速地响应、文档 资源的管理、演示设施等功能。 2 1 3 两种方法的结合 上述两种方法各有优缺点，可以结合这两种方法，吸收它们各自的优点。使用快速 原形法开发管理信息系统时，工作重点在生命周期中的分析阶段。分析阶段得到的各种 对象模型也适用于设计阶段和实现阶段。实践证明两种方法的结合是一种切实可行的有 效方法。 2 1 4 结构化系统开发生命周期法方法的选择 东南大学出版社内原来就有计算机管理信息系统，只不过是功能比较低，不是很全， 且各个部门功能模块之间没有很好的接口各个功能模块呈孤岛状态。但是其业务需求 已比较明了，变化不是很大，所以在该管理信息系统开发中采用以结构化系统开发生命 周期法为主，结合快速原形法。这里所用的原形就是发行科原有的发行软件。 2 2 系统分析和设计 第5 页 东南大学硕士学位论文第二章系统分析与设计 现代的系统开发生命周期s d l c 一般把系统开发过程分为系统规划、系统分析、系统 设计、系统实施和系统支持5 个阶段。其中系统分析( s y s t e ma n a l y s i s ) 和系统设计( s y s t e m d e s i g n ) 是系统丌发中两个至关重要的阶段。 2 2 1 系统分析 系统分析的范围是列入开发计划的单个信息系统开发项日。目的是分析业务上存在的 问题，定义业务需求，确定用户需要什么，制定业务需求说明书，该说明书说明了用户需要 什么，而不是如何去设计或实现这些需求。既对用户需求进行分析，确定用户需求问题。大 量的实践证明，如果没有搞清楚系统做什么( w h a t t o d o ) ，就直接去考虑如何去做( h o w t 0 d o ) ，所开发的信息系统是要失败的。也就是说，一个计算机信息系统丌发成功的关键是对 于问题的理解和描述是否正确。 2 2 1 1 系统分析的主要活动包括可行性分析和需求分析。 可行性分析是从经济、技术和其他几个方面的因素考查所开发的系统是否可行。 需求分析是系统分析的一个很重要的阶段。 1 需求分析的定义 需求是指用户要求软件系统必须满足的所有功能和限制。需求包括功能需求、性能需求、 可靠性需求、安全保密性要求以及开发费用和开发周期、可使用资源等方面的限制，其中功 能需求是最基本的。包括设计要求和加工要求。 需求定义必须满足以下几个方面的要求。 完备的：所有需求都必须加以适当的说明。 一致的：需求之间应该没有逻辑上的矛盾。 非冗余的；不应有多余的、含混不清的需求说明。 可理解的：参加的各方应能以一种共同的方式来解释和理解需求。 可测试的：需求必须能够验证。 正确的：所规定的需求必须是用户所需要的。 2 需求分析的重要性 需求分析是系统开发的一个重要步骤，是整个系统开发的基础。如果需求定义错误( 如 需求不完全、不合乎逻辑、不贴切或使人易于发生误解) ，那么不论以后各步的工作质量如 何，都必然导致系统开发的失败。因此，系统开发中需求分析是系统成功的关键一步，必须 引起足够的重视，并且提供保障需求分析质量的技术手段。 3 需求分析的内容 需求定义包括以下几个方面的内容： 约束：业务环境对应用施加的某些限制。 系统输出：每个系统输出的定义及其特征。 第6 页 东南大学硕士学位论文第二章系统分析1 i 设计 系统输入：每个系统输入的定义及其特征。 系统数据需求：系统中的数据定义以及数据间的关系。 数据元素：数据元素特征和属性定义。例如格式、名字、同义词、编辑标准和保密等。 转换：1 1 3 系统向新系统的转换，新系统如何运转起来，如何普及新系统。 功能：系统必须完成的逻辑转换转换对象和时间，确切地指定系统应无错的操作。 控制，审计保密：系统如何确保性能、数据完整性和操作的正确性、审计跟踪和保密性 如何控制系统错误。 性能可靠性：系统的性能特征是什么、耐故障能力强弱。 2 2 1 2 结构化系统分析 结构化系统分析是一种面向过程的方法，它以过程为中心，建立系统用户需求，它将系 统分解为过程、输入、输出和文件，为业务问题建立了一种面向输入处理过程输出的模型。 结构化系统分析采用的主要工具是描述系统处理过程的数据流程图( d f d ，d a t a f l o wd i a g r a m ) 数据流程图显示了数据、数据存储以及进行数据变化的过程，描述了过程之间的数据流。但 是由于数据流程图和结构化分析本身不能保证“业务和用户需求定义”的完整性、一致性和 准确性，而且数据流程图的构造大大延缓了系统分析的过程。为了解决该问题，在现代结构 化分析方法中，强调系统的数据特征，强调建模的重要性，为此在现代的结构化分析中采用 的另一种重要的工具是数据建模工具，如实体关系图( e n t i t y - r e l a t i o n s h i pd i a g r a m ，简称 e r d ) 。 在该方法中，应当建立如下的模型： 1 一个非常简单的现行系统的物理数据流程图，该图显示了系统的环境，称为环境模 型。 2 一个逻辑数据模型。 3 新系统的一个自底向上的逻辑数据流程图。 4 新系统的一个自顶向下的逻辑数据流程图。 5 新系统的物理流程图。 逻辑系统( l o g i c a ls y s t e m ) 也称为本质系统( e s s e n c es y s t e m ) ，是结构化分析的一个重 要概念，它强调的是系统做什么，而不是系统如何设计、如何实施的，即如何做的问题。所 以结构化分析员首先要考虑的是新系统的“业务解”。区分逻辑和物理的概念的好处是使系 统分析员可以不考虑更细致的技术问题，从而更准确地描述用户的业务需求。 在东南大学出版社信息管理系统中我们采用p o w e r d e s i g n e r 数据建模工具，建立实体关 系图然后再利用该工具导出到数据逻辑模型，再利用o d b c 导出到数据库s q ls e w e r 2 0 0 0 中的物理模型。其实这里有点涉及到系统设计。 2 2 2 系统设计( s y s t e md e s i g n ) 系统设计是信息系统中的另一个重要阶段。系统设计的目的是设计一个以计算机为基 础的技术解决方案以满足用户的业务需求。根据系统分析阶段得到的业务需求说明书及系统 用户所推荐的设计观点，确定技术设计方案。 系统设计主要包括总体设计和详细设计两个活动。总体设计的主要任务是构造软件的 总体结构；详细设计包括人机界面、数据库设计、程序设计。这里主要讨论总体设计，详细 设计在下面章节将会讲到。 第7 页 东南大学硕士学位论文 第二煮系统分析与设计 软件的总体结构，既构成软件的元素( 模块) 以及这些元素之间的相互关系( 接口) 。 设计软件的总体结构主要回答以下几个方面： 软件的组成部分：既软件是由哪些模块组成。 软件的层次关系：既软件中诸模块之间的( 调用) 关系如何。 模块之间的内部处理逻辑：既每一模块的详细处理过程是什么。 模块之间的界面( 接口) ：既模块之间的控制接口和数据接口如侗。 系。 在系统总体设计中主要关心模块的外部属性，既模块完成哪些功能以及模块之间的关 模块化设计原则是结构化设计应遵循的基本原则之。模块化设计原则要求： 每个模块表示一个自我包含的逻辑任务。 模块是封闭的。 每个模块都是可以独立测试的。 每个模块对应单一的独立的程序功能。 每个模块有单一的入口和出口。 可以把多个模块组合成较大的模块，而不必使用工业模块内部构造的知识。“1 2 2 3 东南大学出版社管理信息系统的总体设计 2 2 3 1 东南大学出版社管理信息系统的总体模块划分 在东南大学出版社管理信息系统的开发中，我们采用自上而下，自下而上相互结合的开 发策略，以及以结构化系统开发生命周期法为主，结合快速原形法的管理和开发方法。经过 与客户的多方面的调查和协商，结合现有的企业流程，根据功能的不同，按照模块( 子系统) 的划分原则，我们将东南大学出版社信息管理系统划分为如下几个模块( 子系统) ，分别为 办公管理模块( 含考核模块，人事模块) ，编务管理模块，出版管理模块发行管理模块， 财务管理模块，综合查询与信息发布，系统维护等子系统组成。各模块交织运行，完成在企 业内部网环境下的业务运行、管理、决策。 图2 1 是出版社管理信息系统的功能树。 第8 页 东南大学硕士学位论文 第= 章系统分析与设计 东 南 大 学 出 版 社 管 理 信 息 系 统 2 竺丁餐篓管理t 妻蓑喜蠢 凿薹霉鬟 r 办公一 固定资产管理l 考核管理叫：磊主荔 f 管理 i文件管理 、 l 蓑鬈翥金 i ；。厂蓍盎合篙管署 概念数据模型( c o n c e p t u a l d a t am o d e l ) ：是面向用户、面向现实世界的数据模型。 逻辑数据模型( 1 0 9 i c a ld a t am o d e l ) ：是用户从数据库所看到的数据模型。用概念 模型表示的数据必须转换为逻辑数据模型表示的数据，才能在d b m s 中实现。逻 辑数据模型既要面向世界，又要面向实现。 物理数据模型( p h y s i c a ld a t a m o d e l ) ：逻辑数据模型只反映数据的逻辑结构，如文 件，记录，字段等，而不反映数据的存储结构，如物理块、指针、索引等。反映 数据存储结构的数据模型称为物理数据模型。逻辑模型最终要映射成物理模型。 数据模型是描述数据的手段，而数据模式是用给定的数据模型对具体数据的描述，它实 质是数据模型对一个单位的模拟。 数据库设计的根本任务是：根据一个单位的信息需求，处理需求和数据库的支撑环境( 包 括d b m s ，操作系统和硬件) ，设计出数据模式，包括概念模式、外模式和内模式以及典型 的应用程序。概念模式是逻辑数据模型对个单位的数据描述，概念模式也称逻辑模式。外 模式是用逻辑数据模型对用户所用到的那部分数据的描述，外模式是从概念模式中推导出来 的。内模式是用物理数据模型对数据的描述。信息需求表示一个单位所需的数据和结构。处 理需求表示一个单位经常需要进行的数据处理，例如工资计算、成绩统计等。前者表达了对 数据库的内容及结构上的要求，也就是静态要求；后者表达了基于数据库的数据处理要求， 也就是动态要求。在数据库设计过程中，根据需求分析，分为概念设计逻辑设计和物理设 计三步。 3 1 概念设计 需求分析体现的只是现实世界的具体需求，我们应该将它们抽象为信息世界的结构， 才能更好地、更准确地用某一个d b m s 实现客户的这些需求，将需求分析中客户需求抽象 为信息结构及概念模型的过程就是概念设计。 要进行数据库的概念设计，首先必须选择适当的数据模型。概念设计的数据模型既要 有足够的表达能力，可以表示各种类型的数据及其相互间的联系和语义，又要简明易懂，能 够为非计算机专业的人员所接受。目前应用最广泛的是e n t i t y r e l a t i o n ，简称e r 数据模型 和其扩充版本( e x t e n e d e r ，简称e e r ) 。除了上述特点外，e r 数据模型还可以_ e - r 图 表示数据模式，便于理解和交流。鉴于这点，在d n c b s - m i s 中我们是采用e r 数据模型。 用e r 数据模型设计数据模式，首先必须根据需求分析，确认实体、联系和属性。实 第1 6 页 东南大学硕士学位论文第三章数据库设计 体、联系和属性的区分并不是绝对的，实体本身是一个无所不包的概念，属性和联系都可以 看成实体。引入属性和联系的概念无非是为了更清晰、明确地表示现实世界中备种对象之间 的彼此联系。在利用e r 数据模型设计数据模式时一般有i n 两种不同的方法。 1 集中式模式设计方法( c e n t r a l i z e ds c h e m ad e s i g na p p r o a c h ) 在这种方法中，首先将需求说明综合成一个一致的、统一的需求说明，一般由一个权威 组织或授权d b a 进行此项综合工作。然后，在此基础上设计山一个单位的全局数据模 式，再根据全局数据模式为各个用户组或应用定义外模式。这种方法强调统一，对各用 户组和应用可能照顾不够，一般用于小的、不太复杂的单位。 2 视图集成法( v i e wi n t e g r a t i o na p p r o a c h ) 该方法不要求综合成一个统一的需求说明，而是以各部分的需求说明为基础，分别设计 各自的局部模式。这些局部模式相当于各部分的视图，然后再以这些视图为基础，集成 为一个全局模式。在视图集成中，可能会发现一些冲突，须对这些冲突做适当的修改。 从表面上看，集中式模式设计法修改的是局部需求说明而视图集成法修改的是视图， 两者似乎没有多大差别。但两者的设计思想是有区别的：视图集成法是以局部需求说明为设 计基础，在集成时，尽管要对视图做必要地修改，但视图是设计的基础，全局模式是视图的 集成；集中式模式设计法是在统一需求说明的基础上，设计全局模式，再设计外模式，全局 模式是设计的基础。视图集成法比较适合于大型数据库的设计。在东南大学出版社信息系统 设计中，我们就是采用视图集成法。 视图是按照某个用户组、应用或部门的需求说明，用e _ r 数据模型设计的局部模式。 视图的设计一般从小开始，逐步完备，一般有下列三种可能的设计次序： ( 1 )自顶向下 自顶向下的视图设计先从抽象级别高、普遍的对象开始，逐步细化、具体化、特殊化。 ( 2 )自底向上 自底向上的视图设计先从具体的基本对象开始，逐步抽象化、普遍化。 ( 3 )自内向外 自内向外的视图设计从最主要的、核心的对象开始，然后逐步向外扩展，以滚雪球方式 生成其他对象，直至整个总体。 上面这三种次序都可以完成视图的设计。设计e r 图本无一定的程式，这三种次序无 非提供一个系统考虑问题的方法。设计者可以根据需要，混合运用这三种设计次序，以求最 佳效果。 这里就以东南大学出版社管理信息系统中发行子系统中部分为例画出部分e - r 图。如 图3 1 示。 帮l7 负 东南 学硕士学位论文 第三辛数话库世计 口 表示实体 ( d ) 图书征订e - r 圈 ( 3 一 表示属性表而主键 图31d n c b s 。m i s 发行子系统中部分e - r 阁 襄示联系 这里要说明几点： 1 实体是一个抽象概念。凡是可阻相互区别而可咀被人们识别的事、物、概念等都可以统 统抽象为实体。属性足实体的著干特征。实体间的关系抽象为联系。实体、联系和属陛 的区分足相对的。概念设计的目的是为了比较自然地反映现实世界。 2e - r 图设计是数据库设计的最初阶段，是分析员尝试将业务域中的静态事物和事物间的 动态联系用抽象的符号来表示，期间经历了一次认识的转换，许多地方还比较粗糙与 数据库设计的最后结果之间还有一段不小的差距。如图31 ( c ) 图书入库e - r 幽中的仓 库地址属性是非原子属陆，不能直接作为关系的属l 生，在接下来的逻辑设计输段还需特 别处理。 3 概念设计阶段应该是与实现无关，它独立于数据库管理系统d b m s ，分析员在此阶段应 尽可能地用e - r 删来自然、合理地表示现实世界中实体及实体问关系，其他如存储要求、 存储性能、访问约束等与具体实现有关的内容都留在逻辑设计和物理设计阶段解决v 3 2 逻辑设计 第1 9 页 东南 学硕士学位论文 第三辛数话库世计 口 表示实体 ( d ) 图书征订e - r 圈 ( 3 一 表示属性表而主键 图31d n c b s 。m i s 发行子系统中部分e - r 阁 襄示联系 这里要说明几点： 1 实体是一个抽象概念。凡是可阻相互区别而可咀被人们识别的事、物、概念等都可以统 统抽象为实体。属性足实体的著干特征。实体间的关系抽象为联系。实体、联系和属陛 的区分足相对的。概念设计的目的是为了比较自然地反映现实世界。 2e - r 图设计是数据库设计的最初阶段，是分析员尝试将业务域中的静态事物和事物间的 动态联系用抽象的符号来表示，期间经历了一次认识的转换，许多地方还比较粗糙与 数据库设计的最后结果之间还有一段不小的差距。如图31 ( c ) 图书入库e - r 幽中的仓 库地址属性是非原子属陆，不能直接作为关系的属l 生，在接下来的逻辑设计输段还需特 别处理。 3 概念设计阶段应该是与实现无关，它独立于数据库管理系统d b m s ，分析员在此阶段应 尽可能地用e - r 删来自然、合理地表示现实世界中实体及实体问关系，其他如存储要求、 存储性能、访问约束等与具体实现有关的内容都留在逻辑设计和物理设计阶段解决v 3 2 逻辑设计 第1 9 页 东南大学硕上学位论文 第三章数据库设计 在该阶段，将上一步得到的以概念数据模型表示、与d b m s 无关的数据模式，转换成 以d b m s 的逻辑数据模型表示的逻辑( 概念) 模式。数据库的逻辑设计不是一个简单的数 据模型转换问题，而是进一步深入解决数据模式中的一些技术问题，如数据模式规范化，满 足d b m s 的各种限制等。逻辑设计的结果将以数据定义语言( d d l ) 表示。 进行数据库的逻辑设计，首先将概念设计中得到的e ，r 图转换成等价的关系模式，然 后再进行逻辑模式的规范化、调整和实现。 3 2 1e r 到关系模式的转换 e r 到关系模式的转换还是比较直接的。实体和联系都可以表示成关系，e r 图中的属 性也可以转换成关系的属性。下面讨论转换中的一些问题。 1 ，命名和属性域的处理 关系模式的命名，可以采用e r 图中原来的命名，也可以另行命名。命名应有助于对数 据的理鳃和记忆，同时应尽可能避免重名。d b m s 一般只支持有限的几种数据类型，而e r 数据类型是不受这个限制的。如果d b m s 不支持e r 图中的某些类型的域，则应做相应的 修改。如果用户坚持要使用原来的数据类型，那将可能导致数据库的数据类型与应用程序中 的数据类型不一致，这只能由应用程序去转换。 2 非原子属性的处理 e r 数据模型中允许非原子属性，这不符合关系模型的第一范式的条件。非原子属性主 要有两种基本类型：集合型和元组型。当然，集合的元素可以是元组，元组的分量可以是集 合。只要解决这两种基本的非原子属性的转换问题，就不难推广到其他复杂的非原子属性的 处理。对集合属性采用纵向展开，对元组属性采用横向展开。 下面以东南大学出版社管理信息系统中的发行予系