（控制理论与控制工程专业论文）纺织企业设计、生产、营销管理网络及数据库应用的研究.pdf

浙江大学硕士学位论文 摘要 v 2 3 6 5 4 、f j k 织c a d 是我们实验室多年来开发纺织行业的一个计算机辅助设计系 统，已经越来越多的被广大的商标、领带、织带等厂商采用。随着c a d 系 统的广泛使用，其外围的管理系统的需求越来越迫切。在师兄工作的基础 上，我以浙江嵊州一家领带厂为对象，开发了一套广泛适用于该行业与纹织 c a d 系统配套的网络管理系统。 系统把纺织企业的织机生产、c a d 设计、管理等诸多环节联网，形成一 一 个整体。 本文介绍了系统的设计和数据库的设计过程，对设计过程中应用到的方 法理论做了详细探讨；着重对系统采用的c s 模式和数据库设计的方法原则 做了的深入研究；论文后面论述了系统的实现原理和方法，对图像转换操作 库p a i n l i b 做了详尽分析和阐述，并对数据库的用户管理、备份和恢复等安全 措施的原理进行了详细的讨论。 冱铺底t 浙江大学硕士学位论文 a b s t r a c t j a c q u a r dc a d i sa c o m p u t e ra i d e dd e s i g ns y s t e md e v e l o p e db y o u rl a bf o r y e a r s ，w h i c hc a nb eu s e di nw e a v ei n d u s t r y ，a n di ta d o p t e db ym o s to f w e a v e c o m p a n y ，s u c h a sn e c k c l o t hc o m p a n y ，b r a n dc o m p a n ya n ds o0 1 1 w i t ht h ec a d s y s t e ms p r e a d i n g , t h er e q u i r e m e n t o fm a n a g e m e n t s y s t e m f o rc a ds y s t e m b e c o m e sm o r ea n dm o r eu r g e n t o nt h eb a s i so fo t h e r sw o r k ，id e v e l o p e dan e t - m a n a g e m e n ts y s t e m s u i t a b l ef o rt h ec a d s y s t e m m ys y s t e mj o i n su pt h ec o m p a n y ss e v e r a lp a r t s ，s u c ha sp r o d u c t i o n , c a d d e s i g n ，m a n a g e m e n t a n ds oo n ，a n dc o m b i n ei n t oa e n t i t y t h i sp a p e rm a i n l yd e s c r i b e st h ed e s i g no f s y s t e m a n d d a t a b a s e ，e s p e c i a l l yt h e m e t h o da n dt h e o r yo f d e s i g n i td i s c u s s e s t h ec sm o d ei nd e t a i l ，a n de x p l a i n st h e r e a l i z a t i o np r i n c i p l eo f m ys y s t e m f u r t h e r m o r e ，t h ep a p e r i l l u s t r a t e st h es m a c t u r e o f a b i t m a p - o p e r a t i o nl i ba n dd e t a i l e d l yd i s c u s s e st h ep r i n c i p l eo f d a t a b a s eb a c k u p a n dr e s t o r ee t c 一2 一 浙江大学硕士学位论文 第一章绪论 随着计算机技术的蓬勃发展，计算机技术越来越广泛的应用到各行各业中，各种 c a d ( 计算机辅助设计) 软件出现在各个行业中，大大提高了工作效率和工作质量，n n f g 发现了一些方面的问题，需要一个综合的网络化管理系统来解决这些问题。论文以嵊州 麦地郎领带服侍有限公司的c a d 设计室、生产车间网络化管理项目为背景，对数据库、 网络、图像处理等的在生产中应用研究，做了详细的介绍和探讨。 1 1 行业背景 纺织行业中的提花织物是指利用各种颜色的经纱和纬纱的编织形成的具有图案的织 物。它和在布上印刷或印染有很大的不同：图案是织出来的，在织出织物的同时生成了 图案。提花织物具有颜色鲜艳，不易退色等优点。提花织造广泛应用在商标、服装码 子、领带布、装饰布等织造行业。织物的组织结构如图1 - 1 所示： 冒凰豳 图1 1 织物组织图 提花织机是制造提花织物的机械，也被叫做提花笼头。它是通过控制各种颜色的经纬 纱的沉浮来编织各种图案。一般分为机械和电子两种，而电子笼头是通过读取计算机的 “0 ”“l ”信号来控制经纱的沉浮。 提花织物图案的设计一般使用计算机辅助设计( c a d ) 软件进行。设计人员在绘制好 需要的图案和文字后由软件导出成织造文件，然后可以由织机织造。提花行业的文件可 以分为两大类：c a d 文件和织造文件。c a d 文件主要是用来保存c a d 软件的设计图 的，如+ y j ；最常用的几种织造文件格式是印、g r d 和j c 5 ，e p 是b o n a s s 公司提花笼 头的文件格式，g r d 是万国提花笼头文件格式， c x 是s t a u b l i 公司的格式( x 表示一个 数字) ，目前的版本是 c 5 。织造文件是在织机上读取得文件。 浙江大学硕士学位论文 浙大经纬纹织c a d 系统是一个由浙大经纬计算机系统工程有限公司自主开发的进行 提花织物图案设计的一个计算机辅助( c a d ) 设计软件，它适用于丝绸、领带、贡缎、 经编、毛巾、毛毯、地毯、装饰布等各种规格的提花织物纹织工艺自动化。它有自己的 工艺文件格式，称为意匠( + y j ) 。 此软件的操作界面如图1 2 所示： 1 。2 课题研究现状 图i - 2 浙大经纬纹织c a d 系统界面图 目前，e r p ( e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g ，企业资源计划) 和各行业m i s ( m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e m ，管理信息系统) 在国内外都已经做的轰轰烈烈，国内外已经出现了 很多成熟的产品。 e r p ，作为企业管理思想，它是一种新型的管理模式；而作为一种管理工具，它又是 一套先进的计算机管理系统。随着市场经济的发展，企业发现不仅需要有效地利用制造 资源，而必须把经营过程的有关各方如供应商、客户、制造工厂、分销网络等纳入一个 紧密的供应链中；由此在物料需求计划的基础上进行拓宽，增加了质量控制、运输分 浙江大学硕士学位论文 销、售后服务与维护、市场开发、人事管理、实验室管理、项目管理、配方管理、融资 投资管理、获利分析管理、经营风险管理等功能子系统，并将所有子系统都集成在企业 的供应链中。 m i s ，是6 0 年代在欧美新兴起来的计算机应用学科，本身还在不断的发展变化，涉 及的内容越来越多，目前还没有确切的定义。一般说来是指在管理工作中以数据库为核 心的计算机应用。其应用面很广，是信息技术革命中的重要内容。在辅助分析，规范化 管理，节省人力物力等方面发挥了重要的作用。 但是，结合纺织行业特殊性，针对纺织行业c a d ，c a m 环节，度身定做的系统并不 多，由于各种c a d 系统的文件格式多样化，而且一些厂商的c a d 系统的文件格式并不 是常见的标准格式，给企业对设计样稿、设计花样的管理带来了一定的困难。所以，一 般这种类型的系统都是有c a d 厂商提供相应的管理系统。 浙大经纬纹织c a d 软件是专门针对纺织行业的计算机辅助设计软件，其强大的功 能，方便快捷的操作方式，友好的界面，使其在国内纺织行业的计算机辅助设计中占有 相当的市场份额。 我们调查了相当的一些企业，了解到目前稍大一点的企业的c a d 设计室都已经联 网，设计人员通过共享目录的方式进行c a d 设计室内的文件拷贝，但是基本上都没有文 件管理的数据库系统，设计文档靠手工纪录来备案，费时费力且查找不便。企业内部联 网也仅仅限于c a d 设计室内部，设计室和纺织机台之间没有联网，设计好的花样要转移 到织机机台上要通过磁盘进行，这是一个很头痛的事情。个别企业虽然已经有了些一些 文件管理系统，但是基本上都是没有图像浏览功能，单单靠文件名称有时候根本看不出 目前的设计文档是否是自己需要的花样。 课题论文是在以前的师兄一些工作的基础上，对系统软硬件和数据库重新规划设 计，进一步的研究开发完成的。原来的系统只是一个简单y j 文件浏览器，在支持的文件 种类、系统功能、系统安全等方面都有许多欠缺。 1 3 论文的研究意义 随着科学技术的发展，手工纺织的年代已经成为了历史，电子技术在纺织行业得到 了广泛的应用，越来越多的纺织厂家为了提高工作效率，提高劳动生产率，大量的机械 化的制造工具在纺织厂里大量涌现。电子提花织机带有一个电子控制器，我们通常叫提 花笼头，它是一个专用的工业控制计算机，控制器可以通过软驱、网络或者其他媒体来 读取织造文件。纹织c a d 系统，能够利用计算机方便快捷的设计用户需要的花样，并转 化为上机织造文件。 现在，很多领带，商标等纺织行业的犬中型企业，大量的采用了这种c a d 电脑设计 系统，有些多达十几台几十套系统，公司大量分散的设计系统给管理带来了一些麻烦： 1 、设计文档的管理问题。众多设计系统的设计文档过于分散，记录，查找很不方 便，使得设计文档重复利用率低。由于电子提花控制设备采购自不同的厂家，很多设备 浙缸大学硕士学位论文 制造公司都有自己的一套文件格式。有些企业装备了一些数据库管理系统，但是也只有 文字信息，不能确定花样，而且，支持的文件格式非常有限。修改不方便，一些花样作 少量修还必须返还到c a d 系统中才能修改。 2 、设计文档的转移问题。我们从一些企业那里了解到，设计文档从设计系统中转 移到织机上，以及各个设计人员之间交流设计文档，大部分使用软盘拷贝实现，这样既 费时又耗才，效率不高又不经济。而且，软盘的容量非常有限，当设计文档太大时，需 要进行文件分割转移让后再进行文件合并，这又是一件非常麻烦的事情。 3 、企业营销管理的问题。企业到了一些规模的时候，管理的瓶颈往往会阻碍企业的 更快发展，一套很好的企业物料、产品、财务管理软件成为迫切需要。 4 、生产管理问题。一般的企业都要多台生产机器，各台机器都是相互独立的。每台 织机的生产状态需要专门的工人到现场察看，各台机器的产量需要手工纪录并定期手工 统计，这不仅是一个费时费力的过程，而且还经常可能出错，统计不全等等。 论文课题着眼于解决以上四个方面的问题，提供了一个良好的解决方案，把企业 c a d 设计，生产，管理连为一体，设计人员可以通过客户端软件从数据库服务器上传或 下载设计文档，通过赋予的不同权限进行浏览，使用，修改等操作。软件前台将各种不 同机台的上机文将转化为位图显示，系统支持e p 、g r d 、y j 等多种纹织c a d 系统文件和各 种电子笼头的上机织造文件。系统提供了良好的数据库用户管理和安全的软备份和硬备 份功能。 系统把一个纺织企业的最重要的两个环节_ c a d 设计和产品生产纳入系统管理 中，大大提高了企业的运作效率，提高了劳动生产力，使生产部门和设计部门的工作能 够在企业管理人员的指导下有条不紊的进行，管理人员能够及时而又方便的掌握公司运 作情况。设计管理、生产管理以及营销管理等环节，节省了管理开支，文档网络管理， 节省耗材开支。 系统投入使用，并已取得很好的效果，给企业带来良好的效益，具有很强的实用意 义。 1 4 论文的主要研究内容 本文针对纹织c a d 设计文档的管理以及企业设计、生产、营销的网络化管理项 目，对系统的设计，数据库的设计，以及系统个功能模块做了详细的介绍，最后结合未 来的技术发展趋势，对系统提出了一些改进和展望。 第一章绪论部分介绍了项目的行业背景，对课题的现状做了一些分析，讨论了论文 的研究意义。第二章介绍了系统的设计过程，对系统的软硬件方案进行了详细的讨论， 并对c s ( c l i e n t s e r v e r ) 做了深入探讨。第三章叙述了数据库的设计过程，介绍了几种常用 的数据库的设计工具，探讨了一下数据库的设计原则，数据库的几种模式，最后介绍了 下数据库设计本在系统中的应用。第四章详细的论述了系统的各个功能模块原理和功 r 浙江大学硕士学位论文 用，以及其中用到的技术和方法。第五章对系统的安全性从操作系统、数据库、系统软 件和硬件等方面做了论述。第六章在总结论文的基础上，结合新技术的发展趋势，对系 统的扩展和未来的工作进行展望。 9 第二章系统设计 一个系统的好坏，很大程度上取决于系统设计阶段的工作，硬件结构，软件结构体 系，各种算法的设计，都应该在系统设计阶段，做一个良好的规划a 数据库系统是一个有内模式，概念模式和外模式组成的多级系统结构，为了定义各 级模式，需要一组软件提供的定义工具。数据库为了保证存储在其中的数据的安全和一 致，必须有一组软件来完成相应的管理任务，这种软件就是数据库管理系统，简称 d b m s 。现代数据库管理系统为了提高数据库系统的开发效率，还提供了各种各样的支持 应用开发的工具，一个数据库系统的结构如下图所示： 2 1 系统结构模式 图2 - 1 数据库系统结构 数据库系统结构模式也是决定一个数据库系统性能优劣的关键。系统平台实现的模 式有主机、文件服务器、和客户机服务器三种。前两种由于存在诸多缺点，使得他们的 应用范围大受限制，目前的系统多采用客户机服务器模式。考虑到企业各个不同部门的 之间的分工协作，管理系统也分为若干不同职能的模块：设计文档管理，经营管理，织 机监控等，每个模块可能有多个相同操作终端或者各模块由不同的人员在不同的时间不 同的操作机上操作，所以，客户机，服务器不失为一种很好的选择。c s 结构优点如下： 1 d a t a 集中存储，所有用户共享操作： 2 商业或安全规则仅在s e r v e r 上定义一次； 3 关系数据库优化物理交通，仅返回用户需要的数据： 4 硬件成本相对较小； 1 0 浙江大学硕士学位论文 5 简化维护任务，如备份 客户，服务器结构主要是指将一个数据库应用系统分解为前台客户( 或称前端) 应用 程序和后台服务器部分，通过网络连接应用程序和服务器。 这种结构的核心是客户应用程序仅仅发送服务请求，一切由服务器完成，结果发回客 户应用程序。而服务器所进行的工作队客户应用程序是完全不可见的。 数据库服务器的任务是： 为多用户管理一个独立的数据库 管理和处理接收到的数据访问请求，包括管理请求队列、管理缓存、响应服 务，管理结果和统治服务完成 管理用户账号、控制数据库访问权限和其他安全性 维护数据库，包括数据库备份和恢复 保证数据库数据的完整性或为客户提供完整控制手段 客户的任务是： 建立与服务器连接和断开与服务器的连接 提交数据访问请求 等待服务通告、接受请求结果或者错误 处理数据库访问结果或者错误，包括重发请求和终止请求 提供应用程序的友好界面 数据输入输出及验证 网络的任务是： 物理上连接数据库服务器机器和客户工作机 提供局域网络服务和远程网络服务 对多种网络协议提供支持 客户，服务器系统可称为第四代计算机系统。其核心就是服务器接受请求、完成计 算、发送结果；其他机器称为客户机，负责想数据库发送请求，接受结果。 由于网络上流动的仅仅是请求信息和结果信息，所以网络流量大大的降低了，这就是 客户朋臣务器系统的目的。客户服务器机计算方法如下图所示： 图2 2 客户l , q l i 务器机计算方法示意图 客户i f j l i 务器系统的网络组成结构如下所示： 客户茗产茗产 图2 - 3 客户，服务器系统的网络组成结构示意图 1 2 一 程序驱动器 软件 软件 坚查堂堡塑竺堂奎 一 客户服务器物理上是两台机器，运行两套系统程序和两套应用程序。原则上讲数据 库服务器也是应用程序。不论是在客户端还是在服务器端，运行部件上执行的程序单位 都是进程，客户进程和服务器进程之间的通讯有中间程序和网络程序实现。 客户服务器进程工作流程如下： i ) 当一个客户进程想数据库服务器发送一个请求时，调度进程接受该请求并将其送 入请求队列，一般请求队列按f i f o 方式调度。 2 1 数据库服务进程按h f o 方式去一个请求，完成后送应答队列。 3 ) 调度进程监视应答队列，随时将各种请求结果发回客户进程。 如图： 图2 - 4 客户服务器进程工作流程示意图 网络在客户机服务器模式中起着非常重要的作用，客户机和服务器之间的数据访问 请求、结果的发送，以及其他各种局域阿络服务和远程网络服务的实现，都需要通过一 个良好的网络硬件系统来保证。 考虑到用户的具体需求，我们分别对设计室和生产车间的网络做了分段规划，这样的 优点是可以是系统的各个模块单独运行起来，系统的各个部分可以分开调试，分期交付 使用。 a 、纹织c a d 设计室联网与公司内部管理网络结构示意图： 塑堕兰堡塑丝塑! 一 图2 5 纹织c a d 设计室联网与公司内部管理网络结构图 纹织c a d 设计室联网管理网络结构图如上所示，系统采用典型的c s 结构模式，客 户机通过t c p i p 协议与服务器进行通讯。经理通过网络可以对公司情况进行察看管理。 b 、织造车间监控系统与服务器联网示意图： 图2 - 6 纹织c a d 设计与生产网络连接结构图 服务器与织机的联网结构图如上所示，上机制造花样文件由监控计算机从服务器发送 到生产车间的织机电子笼头( 一个工业控制计算机) ，从而避免了文件原来文件转移的 麻烦和不经济因数。 为了实现设计室和生产车间的文件交换，必须把两部分网络连起来，形成一个整体的 企业内部局域网。 系统总体结构是一图如下所示： 1 4 最务辱 蠡鲑血 监控计算机 图2 7 系统网络结构总体示意图 结合个中数据库访问接口的优缺点，系统中采用了两种数据库访问接口方案o d b c 和 o l ed b 。下面就这两种数据库访问方案做一简要介绍。 2 3 10 d b c o d b c ( o p e n d a t a b a s ec o n n e c t i v i t y ，开放数据库连接) 是微软公司开发的标准应用编 程接口。它给访问关系数据库的客户端应用程序访问数据库提供了一个统一的接口，所 以，对不同的数据库，o d b c 提供了一套统一的a p i 。但是，o d b c 只能访问关系数据 库，使用o d b c 很难访问对象数据库以及其他的非关系数据库，顺序文件等系统，这是 由o d b c 的本质决定的。 o d b c 能在不同的数据库环境中为c l i e n t s e r v e r 结构提供访问异构数据库( s q l s e r v e r 、o r a c l e 7 和s q l 4 0 0 等) 的接口。也就是在有异构数据库服务器构成的客户服 务器结构中，要实现对不同数据库进行访问请求，这就需要一个能够连接不同客户平台 1 5 塑燮塑主兰竺堡奎 到不同服务器的桥。它的作用是接受客户数据库访问请求，把这种请求翻译成标准的 s q l 请求，在传送到数据库服务器上，然后接受数据库服务器传送的数据。 开放数据库连接o d b c 除了能在客户，服务器结构连接客户和服务器外，还能在本地 数据库结构中连接异构数据库( d b m s ) ，例如p a r a d o x 、d b a s e 、m i c r o s o & f o x p r o 和 m i c r o s o f ta c e s s 等。下图展示了o d b c 的地位和作用： f o x p r o d b a s e p a r a d o x e x c e l 图2 - 8o d b c 应用结构示意图 o d b c 的特点： o d b c 提供了一个开放的和标准的能访问从p c 机、小型机、一直到大型机 数据库数据的方法。 使用o d b c 标准接口的编程者可以不用深入了解访问的数据库系统，只需 知道数据库、数据表和有关的数据项( 字段) 。 当作为数据源的数据库服务器升级或切换到其他不同服务器( s q ls e r v e r 改 成o r a c l e ) 时，客户应用程序不用做很大的改变。 很多基于w i n d o w s 的开发语言支持o d b c ，并随软件包一起提供相应的 o d b c 驱动程序，例如v i s u a lc c + + ，v i s u a lb a s i c ，f o x - p r o 等。客户投资少，系 统开发成本低 2 - 3 20 l e d b o l ed b 是基于c o m 接口的开发技术，它具有c o m 模型的灵活性、健壮性，同时还 具有访问的快速性，并且它对关系数据库和非关系数据库的访问接口是一致的，所以成 为数据库开发技术的主要发展方向。 从结构上看，使用o l ed b 数据库开发接口的应用程序可以分为三类： o l e d b 数据提供程序( o l ed bd a t ap r o v i d e r ) o l e d b 数据应用程序( o l ed bd a t ac o n s u m e r ) 1 6 塑垩查竺堡圭型壅 一 o l ed b 服务提供程序( o l ed b s e r v e rp r o v i d e r ) 这三种应用相互结合，有机的结合在一个完整的数据库应用中，构成了o l e d b 数 据库应用程序。但在有的应用程序种，并非三者全都具备，而是只含有数据提供程序和 数据应用程序，服务提供程序是可以省略的。 o l ed b 数据库应用程序的基本结构如下图所示： 数 i 哆黼者ll 据 7 数据提供者 接 1 l ： 口 图2 - 9 数据使用者与提供者的数据交流示意图 上如所示，当数据使用者需要对数据库进行操作时，实际使用者并非直接对数据源发 出指令，而是通过o l e 接口与数据提供者进行交互，数据提供者从数据源取得所要查询 的数据，以表格的形式将其提供给借口，由数据使用者将数据从接口取出并使用。在这 些操作中，数据使用者和数据提供者都不必知道对方的具体应用，而只需要对接口进行 操作，这样就简化了程序设计。 1 、数据提供程序 数据提供程序是拥有自己的数据并以表格形式显示数据的应用程序。数据提供程序 是o l ed b 结构中的关键组成部分，o l ed b 数据库应用程序要能够访问所有关系型和非 关系型的数据源，最重要的一点就是，数据源要有自己的数据提供程序支持，这也类似 于o d b c 种的数据驱动程序。但由于o l e d b 采用的c o m 接口。时数据提供程序的设 计远远比o d b c 种的数据驱动程序简单。对于没有提供数据提供程序但有o d b c 驱动程 序的数据源，系统提供了一个缺省的数据提供程序。数据提供程序使所有的文件格式都 可以被访问。即使是你自己定义的特殊格式的文件，只要你提供相应的数据提供程序， 就可以被其他应用程序毫无困难的访问，增加了应用程序的灵活性。 2 、数据应用程序 顾名思义，数据应用程序是使用数据提供程序所提供的数据的应用程序。数据应用程 序通过o l ed b 接口对数据提供程序中的数据进行访问和控制。大多数情况下，我们开 发的是数据应用程序 3 、服务提供程序 服务提供程序没有自己的数据。它封装了一些方法。这些方法通过o l ed b 使用者接 口来访问数据提供程序中的数据，然后，服务提供程序通过暴露数据提供接口时的数据 对使用者有效。从这个意义上讲，服务提供程序使是据应用程序和数据提供程序相结 合。它是o l ed b 结构中的中间件，它作为o l ed b 数据源的使用者以及数据应用程序 塑燮兰堕主兰垒堡壅一 的提供者，服务提供程序可以提供o l ed b 数据提供者本身所布局被的功能；或者说， 数据提供程序不必实现某些功能，而又服务提供程序提供，者在一定程度上也简化了数 据提供程序的设计。一般情况下，服务提供程序用于向应用程序提供高层次的服务，例 如高级分布式的查询处理。 o l ed b 对象包括如下几种： 枚举器( e n u m e r a t o r ) 数据源对象( d a t as o u r c eo b j e c t ) 会话( s e s s i o n ) 事务( t r a n s a c t i o n )命令( c o m m a n d ) 行集( r o w s e t ) 错误( e r r o r ) o l ed b 是一种全新的数据库开发技术，它是基于软件发展技术中的软件重用的概 念，其技术特点表现如下： 1 ) 配置的灵活性。 2 ) 良好的健壮性。 3 ) 访问数据源速度快。 与o d b c 技术相似，o l ed b 数据访问数据库技术中的底层技术。 为了便于以后的扩展和程序的改进，本系统采用o l ed b 技术对m ss q ls e r v e r 数据 库进行访问。 2 。4 软件方案设计 1 ) 系统软件：目前具有竞争力的操作系统不外乎u n i x 和w i n d o w sn t 2 0 0 0 。众 所周知，u n i x 在安全性、可靠性、稳定性和处理能力方面有很好的表现，但由于其平台 的专用性，从应用软件到操作系统甚至到各厂商自行设计的特殊结构的芯片，严重影响 了u n i x 系统的彼此兼容，阻碍了u n i x 的市场发展。另一方面，伴随着i m e l 公司芯片 技术的不断提高，使w i n d o w s2 0 0 0 可以较低的成本得到完善的解决方案，因此， w i n d o w s2 0 0 0 市场正在迅速扩张。 以我们的经验，w i n d o w s2 0 0 0s e r v e r 在综合技术性能，与w i n d o w s 应用程序的结 合，特别在i n t r a n e t 开发平台方面，都优于其他网络操作系统。因此，系统选择w i n d o w s 2 0 0 0s e r v e r 是理所当然的。 2 ) 数据库管理系统软件：随着用户将数据和应用软件从数据中心移出并移入共享网 络，计算机系统也越来越难于管理。软件必须被设计利于在共享数据中心以外使用并且 在操作上更少地依赖中心工作人员。整体可靠性和健壮性对于大型客户机服务器环境的 运转成功至关重要。i n t e m e t 当然是引起客户兴趣的新领域。新的客户应用软件的设计目 标是通过i n t e m e t 或i n t r a n e t 获取信息以及从事业务操作。便于将数据库应用软件和这个 新领域结合起来对当今的用户是一个关键的问题。并且，随着i n t e r n e t 技术的发展这个问 1 8 塑坠塑兰! 堡丝塞 题将显得更为重要。s q ls e r v e r 是目前最流行的数据库服务器。我们认为m ss q l 基 于客户机朋艮务器数据库模式对强化数据管理，提高数据传输效率都是有效的。 s q ls e r v e r 的主要特点： 它是一个为分布式客户机一服务器计算环境而设计的关系型数据库管理系统， 具备高性能、可靠是一个综合的分布式管理框架结构，允许集中地管理数据库 服务器；通过基于w i n d o w s 的性和伸缩性等方面的优势，能够满足企业今后 业务发展的需要。 管理工具和基于服务器的作业日程安排，可以直观地控制多个服务器，并且实 现分布式环境命令构成的远程操作的自动执行。 内嚣数据复制，为整个组织机构内分发准确的信息提供一个强大且可靠的工作 方式。 s q ls e r v e rf o rn t 支持数据的分布存储，提供了相同服务器的不同数据库和不 同服务器间的数据库复制。 提供了高性能的w e b 页信息访问机制，能够通过多种方式利用s q l 数据推广 w e b 服务器，能够在企业的i n t r a n e t 上分发企业的数据。 与w i n d o w sn ts e r v e r 的紧密集成。可充分利用n t 的安全机制。 由于选择了w i n d o w sn ts e r v e r 或w i n 2 0 0 0s e r v e r 作为网络操作系统，因此 m i c r o s o f t 的s q ls e r v e r7 0 2 0 0 0 作为数据库管理系统成为当然之选，因为它是基于 w i n d o w sn ts e r v e r 的最受欢迎的数据库产品，也是与w i n d o w sn ts e r v e r 整合最为完美 的数据库产品。s q ls e r v e r7 0 是一个面向下个世纪的数据库管理系统，它能够满足各种 类型的企业客户和独立软件供应商构件商业应用程序的需要，其在易用性、可伸缩性、 可靠性以及数据仓库等方面都有很明显的优势。 3 ) 用户软件：包括服务器端软件和客户端软件两部分。 服务器端软件的功能主要是监控数据库管理系统的运行，和客户端软件握手通讯。 它能够检测s q ls e r v e r 数据库服务器是否启动，当s q ls e r v e r 没有启动时，能够报错处 理。服务器端软件提供启、停两种模式。当客户启动客户端软件连接数据库时，只有当 s q ls e r v e r 服务器和服务器端用户软件都处于启动状态，客户端软件才能连接上数据 库。它在后台运行，随着操作系统的启动一块启动。 客户端软件用于客户端对数据库的操作，上传设计好的文档到服务器上以供其他人使 用修改管理，也可以从服务器下载设计文档。 用户软件用v c h l 6 0 开发。v c 是m i c r o s o i t 公司的一个功能非常强大的开发工具，其 建立于w i n 3 2a p i 基础上的m f c 类库，大大缩短了w i n d o w s 软件的开发周期，完整的编 辑、编译和调试工具给我们提供很大的便利。v c 在图像处理网络等方面有着比其他软件 优越的地方，而本软件正是应用了这个优点。 浙江大学硕士学位论文 软件方案结构示意图如下所示 图2 10 软件方案结构示意图 一20 第三章数据库设计 数据库技术是信息资源管理最有效的手段。数据库设计是指对于一个给定的应用环 境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，有效存储数据，满足用户信息 要求和处理要求。数据库设计是一个数据库应用系统设计的一个非常重要的环节，数据 库设计的好坏，是系统设计后续环节能够顺利进行的关键，直接影响到一个系统的使用 性能。下面讨论一下系统数据库设计中的工具，方法和数据库的表做介绍。 数据库在管理系统中占有相当重要的地位，只有对数据库进行合理的逻辑和物理设 计，才能开发出完善高效的管理系统。因此，设计数据库的基本思路如下： 用户需求分析 j 数据库设计与实现 数据库管理 系统使用与维护 图3 1 数据库设计步骤 用户需求分析只要是分析用户信息和功能要求，概念模型设计就是准确描述系统信息 模型，通常采用的方法是需求合并和视图综合。逻辑库是指数据相互语义关系，逻辑库 设计师讲数据库模型转化为逻辑数据库模型，物理数据库设计就是要涉及数据库存储方 式的数据库。通过一上步骤完成数据库设计。 一2 1 折 设 计 莉骱0艇0懒；黼 数 念 期 暇 一i一l+一i中一 ， l 甜 舰 0啵啵00郴哪0 塑! 查塑兰兰箜墼 3 2 数据库设计工具 数据库设计工具，能大大简化数据库设计过程，提高设计效率和规范性。目前，有 许多数据库设计工具，主要的工具有e r w i n 和s y b a s e 公司的p o w e r d e s i g n e r 3 2 1e r w j n e r w i n 用来建立实体- 关系( e r ) 模型，是关系数据库应用开发的优秀c a s e 工具。通 过使用建模工具，不仅能得到优化的业务功能和数据需求模型，而且可以实现从e r 模 型到数据库物理设计的转换。它为设计、生成、维护高水平的数据库应用程序提供了非 凡的工作效率。从描述信息需求和商务规则的逻辑模型，到针对特定目标数据库优化的 物理模型，e r w i n 帮助您可视化地确定合理的结构、关键元素，并优化数据库。 e r w i n 不仅是数据库设计工具，同时还是一个功能强大的数据库开发工具，能为所 有主流的数据库自动生成数据库表和成千上万条存储过程和触发器代码。其突破性的完 全比较技术，允许迭代开发，随时把模型与您的数据库同步。把数据库与领先的开发环 境集成在一起，e r w i n 同样能加速以数据为中心的应用开发。为了满足企业建模的需 求，e r w i n 也能与p l a t i n u m 的m o d e lm a r t 集成。m o d e lm a r t 是强大的模型管理系统，它 使数据库设计者、应用程序开发者和最终用户共享e r w i n 的模型信息。除此之外，不同 的开发人员共享并重用设计成果，使建模的工作效率最大化，并能够建立共同的标准。 e r w i n 可以方便地构造实体和联系，表达实体间的各种约束关系，并根据模板创建 相应的存储过程、包、触发器、角色等，还可编写相应的p b 扩展属性，如编辑样式、显 示风格、有效性验证规则等。它可以实现将已建好的e r 模型到数据库物理设计的转换， 即可在多种数据库服务器( 如o r a c l e ，s os e r v e r , w a t c o m 等) 上自动生成库结构，提高了 数据库的开发效率。 其主界面图见附录一。 3 2 2 p o w e r d e s i g n e r p o w e r d e s i g n e r 系列产品提供了一个完整的建模解决方案，业务或系统分析人员，设 计人员，数据库管理员d b a 和开发人员可以对其裁剪以满足他们的特定的需要；而其模 块化的结构为购买和扩展提供了极大的灵活性，从而使开发单位可以根据其项目的规模 和范围来使用他们所需要的工具。 p o w e r d e s i g n e r 灵活的分析和设计特性允许使用种结构化的方法有效地创建数据库 或数据仓库，而不要求严格遵循一个特定的方法学。 p o w e r d e s i g h e r 提供了直观的符号表示使数据库的创建更加容易，并使项目组内的交 流和通讯标准化，同时能更加简单地向非技术人员展示数据库和应用的设计。 p o w e r d e s i g n e r 不仅加速了开发的过程，也向最终用户提供了管理和访问项目的信息 的一个有效的结构。它允许设计人员不仅创建和管理数据的结构，而且开发和利用数据 的结构针对领先的开发工具环境快速地生成应用对象和数据敏感的组件。开发人员可以 2 2 塑垩查塑主兰竺堡奎 一一 使用同样的物理数据模型查看数据库的结构和整理文档，以及生成应用对象和在开发过 程中使用的组件。应用对象生成有助于在整个开发生命周期提供更多的控制和更高的生 产率。 p o w e r d e s i g n e r 是一个功能强大而使用简单工具集，提供了一个复杂的交互环境，支 持开发生命周期的所有阶段，从处理流程建模到对象和组件的生成。p o 、懈d e s i 印e r 产生 的模型和应用可以不断地增长，适应并随着你的组织的变化而变化。 p o w e r d e s i g n e r 是最具集成特性的设计工具集，用于创建高度优化和功能强大的数据 库，数据仓库和数据敏感的组件。 其主界面图见附录二。 3 3 规范化理论 数据组织的规范化形式数据组织的规范化形式是关系数据库的创始人之l b m 公 司的科德f e f c o d d ) 首先提出的。早在1 9 7 1 年科德就提出了规范化理论( n o r m a l i z a t i o n t h e o 叻，并在随后一系列的论文中逐步形成一整套数据规范化模式，这些模，已经成为建 立关系数据库的基本范式。 在数据的规范化表达中，一般将一组相互关联的数据称为一个关系( r e l a t i o n ) ，而在这 个关系下的每个数据指标项则被称为数据元素( d a t ae l e m e n t ) ，这种关系落实到具体数据库 上就是基本表( 在d b a s e 中是一个d b f 库文件) ，而数据元素就是基本表中的一个字段 f f i e l d ) 。规范化表达还规定在每一个基本表中必须定义一个数据元素为关键字( k e y ) ，它可 以唯一地标识出该表中其它相关的数据元素。 在规范化理论中表是二维的，而这四个性质又可以看成是对前面基本概念的另一种 解释。 在表中的任意一列上，数据项应属于同一个属性( 如图中每一列都存放着不同合同 记录的同一属性数据) 。 表中所有行都是不相同的，不允许有重复组项出现( 如图中每一行都是一个不同的合 同记录1 。 在表中，行的顺序无关紧要( 如图中每行存的都是合同记录，至于先放哪一个合同都 没关系) 。 在表中，列的顺序无关紧要，但不能重复( 如图中合同号和合同名谁先谁后都没关系， 但二者不可重复或同名) 。 在对表的形式进行了规范化定义后，科德还对数据结构进行了五种规范化定义，并定名为 规范化模式，称为范式。在这五种范式中，一般只用前三种，对于常用系统就足够了。而且这 五种范式是“向上兼容的，即满足第五范式的数据结构自动满足一、二、三、四范式，满 足第四范式的数据结构自动满足第一、二、三范式，依此类推。 第一范式( f ：r s tn o m m lf o r m ，简称1 s tn f ) 就是指在同一表中没有重复项出现，如果有则 应将重复项去掉。这个去掉重复项的过程就称之为规范化处理。在本书所讨论的开发方 2 3 。 坚盔塑! 兰兰垡堡壅 法里，i s tn f 实际上是没有什么意义的。因为我们按规范化建立的指标体系和表的过程都 自动保证了所有表都满足1 s tn f 。 第二范式f s e c o n d n o r m a lf o r m ，简称2 r i da 叨是指每个表必须有一个( 而且仅一个) 数据 元素为主关键字( p 曲a 巧k e y ) ，其它数据元素与主关键字一一对应。如果我们将合同号定 义为主关键字f 其它数据元素中的记录数据都有可能重名，故不能作为主关键字) ，故只要知 道了一个合同记录的合同号，就可以唯一地在同一行中找到该合同时r 在具体信息。通常 我们称这种关系为函数依赖( 缸妞i o n a ld e p e n d e n c e ) 关系。既表中其它数据元素都依赖于主 关键字或称该数据元素唯一地被主关键字所标识。 第三范式( t h i r d n o r m a lf o r m ，简称3 r dn 下) 就是指表中的所有数据元素不但要能够唯 一叫主美键字所标识，而且它们之间还必须相互独立，不存在其它的函数关系也就是说对于 一个满足了2 n dn f 的数据结构来说，表中有可能存在某些数据元素依赖于其它非关键字数 据元素的现象，必须加以消除。 一个好的数据库产品不等于就有一个好的应用系统，如果不能设计一个合理的数据 库模型，不仅会增加客户端和服务器段程序的编程和维护的难度，而且将会影响系统实 际运行的性能。般来讲，在一个m i s 系统分析、设计、测试和试运行阶段，因为数据 量较小，设计人员和测试人员往往只注意到功能的实现，而很难注意到性能的薄弱之 处，等到系统投入实际运行一段时间后，才发现系统的性能在降低，这时再来考虑提高 系统性能则要花费更多的人力物力，而整个系统也不可避免的形成了一个打补丁工程。 依据自己和他人设计和使用数据库的经验，提出以下一些数据库过程中应该注意的设计 准则。 命名的规范 不同的数据库产品对对象的命名有不同的要求，因此，数据库中的各种对象的命 名、后台程序的代码编写应采用大小写敏感的形式，各种对象命名长度不要超过3 0 个字 符，这样便于应用系统适应不同的数据库。 游标( c u r s o r ) 的慎用 游标提供了对特定集合中逐行扫描的手段，一般使用游标逐行遍历数据，根据取出 的数据不同条件进行不同的操作。尤其对多表和大表定义的游标( 大的数据集合) 循环 很容易使程序进入一个漫长的等特甚至死机，一位朋友在测试一个数据库系统日终帐户 滚积数计息处理时，对一个l o 万个帐户的游标处理导致程序进入了一个无限期的等特 ( 后经测算需4 8 个小时才能完成) ( 硬件环境：a l p h a 4 0 0 01 2 8 m r a m ，s c ou n i x , s y b a s e 11 0 ) ，后根据不同的条件改成用不同的u p d a t e 语句得以在二十分钟之内完成。 示例如下： d e c l a r em y c u r s o rc u l s o rf o rs e l e c t c o u n t _ n of i o mc o u n t o p e nn 【y c u r s o r 一2 4 塑坠兰堕圭堂垡笙奎 f e t c hm y c u r s o ri n t ov c o u n l n o w h i l e ( s q l s t a t u s = 0 ) b e g i n i f v c o u n t _ n o = 条件1 操作1 i f v c o u m _ n o = 条件2 操作2 f e t c hm y c u r s o ri n t o v c o u n t _ n o e n d 改