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砥安建筑科技大学硕= i 二论文 天津市爆管、折管数据库系统建设 专业：市政工程 研究生：张卉 导师：黄廷林教授 摘要 天津市供水管网的漏损情况一直较为严重，其中爆管、折管事故所造成的漏水量 占有很大的比重。因此，天津市爆管、折管数据库系统的开发与建设，对提高管网信 息化管理水平、加强管网事故分析与处理能力有着重要的意义。 天津市爆管、折管数据库系统是典型的信息管理系统( m i s ) ，其开发主要包括后 台数据库的建立和维护以及前端应用程序的开发两个方面。前者要求建立起数据一致 性和完整性强、数据安全性好的库，而后者则要求应用程序功能完备、易使用等特点。 因此，运用v i s u a lb a s i c6 0 开发平台、s q l 结构化查询语言、应用控件开发技术以及 a d o 与后台数据库链接等关键技术，对天津市爆管、折管数据库系统进行开发。 整个系统主要包括用户登录、新建数据库、数据库操作、数据库查询以及图形分 析共五大模块。基于上述模块，系统不仅能够完成数据的输入、输出、修改、存储等 操作，而且还可以进行数据库文件的创建、相关数据的查询与分析。此外，系统中还 没计了动态显示项目条件、多重条件下的数据查询等功能，提高了软件的通用性与实 用性。 本文在对系统进行需求分析、功能模块划分和数据库模式分析的基础上，着重论 述了系统的各项功能及其实现过程。所用数据来源于2 0 0 1 年7 月至2 0 0 5 年3 月天津 市所发生的近8 0 0 起爆管、折管事故，结合所开发的相应功能，系统能够对天津市近 年来的爆管数据进行归类与统计，并且可以进行数据的分类检索与查询、生成相应的 数据报表与分析图形。因此，该系统在加强天津市供水管网的管理与维护方面，是一 个有效的辅助：亡具。 关键词：供水管网数据库v i s u a lb a s i c 西安建筑科技大学硕： 二论文 t h ee s t a b l i s h e m e n to fad a t a b a s es y s t e mo i lp i p e b u r s t si nt i a n j i n m a j o r ：m u n i c i p a le n g i n e e r i n g p o s t g r a d u a t e ：z h a n g t l u i t u t o r ：p r o f t i n g l i nh u a n g a b s t r a c t t h el e a k a g eo fw a t e rs u p p l yn e t w o r ki sb e c o m i n gm o r ea n dm o r es e r i o u si n y i a n j i n ，w h i c hc a u s e sl a r g ea m o u n to fw a t e rt or u no f f i ti sb e l i e v e dt h a tm o s tp a r to f t h i sw a s t ei sf r o mt h ep i p eb u r s t s a st h em a n a g e m e n to fw a t e rs u p p l yn e t w o r ki sa n i m p o r t a n tf a c t o rt h a th a sl a r g ei n f l u e n c eo np i p eb u r s t s ，i ti sn e c e s s a r yt oe s t a b l i s ha d a t a b a s es y s t e mt oi m p r o v et h em a n a g e m e n ta n dm a i n t a i n a n c eo ft h en e t w o r k t h ed a t a b a s es y s t e mo np i p eb u r s t si nt i a n j i ni sat y p i c a lm i s t h ew h o l es y s t e mi sm a d e u po ft h ei n v i s i b l ed a t a b a s ea n dt h ev i s i b l ea p p l i c a t i o np r o g r a m t h ef o r m e rs h o u l d c o n s i s to fan u m b e ro fd a t aw h i c hi su n a n i m o u s ，c o m p l e t ea n ds a f ea n dt h el a t t e r s h o u l dh a sc o m p l e t ef u n c t i o n sa n db ec o n v e n i e n tf o ru s e t h e r e f o r e ，v i s u a lb a s i c6 0 ， s q la n dt h ed e v e l o p m e n tt e c h n o l o g y o fo b j e c t sa n da d oh a v eb e e nc h o s e nt o e s t a b l i s ht h i ss y s t e m t h es y s t e mi si n c l u d i n gf i v ep a r t so fu s e re n r o l l m e n t ，d a t a b a s ee s t a b l i s h m e n t ， d a t a b a s eo p e r a t i o n ，d a t a b a s ei n q u e r ya n df i g u r ea n a l y s i s i tn o to n l yh a st h ef u n c t i o no f d a t ai n p u t ，o u t p u t ，m o d i f i c a t i o na n dm e m o r y ，b u ta l s oh a st h ef u n c t i o no fd a t a b a s e e s t a b l i s h m e n ta n dd a t ai n q u e r ya n da n a l y s i sm o r e o v e r ，i tc a nl i s to u td i f f e r e n ti t e m c o n d i t i o n sw i t ht h ed i f f e r e n tc o r r e s p o n d i n gd a t a b a s e sa n df i n i s hd a t ai n q u e r yu n d e r c o m p o u n dc o n d i t i o n st h u s ，t h i ss y s t e mi so fh i g hg e n e r a lu t i l i z a t i o na n dp r a c t i c a l u t i l i z a t i o n t h i sp a p e ri sm a i n l ya b o u tt h ef u c t i o n sa n dd e s i g no ft h es y s t e m ，i n c l u d i n g d a t a b a s ee s t a b l i s h m e n t ，d a t a o p e r a t i o n ，i n q u e r ya n da n a l y s i s ，o n t h eb a s i so f r e q u i r e m e n ta n a l y s i s ，r u c t i o na n a l y s i sa n dd a t a b a s ea n a l y s i sa l lt h ed a t au s e di nt h e s y s t e mi sc o m ef r o mt h er e c o r d so fp i p eb u r s t si nt i a n j i n ，d a t i n gf r o mj u l y , 2 0 0 1t o 西安建筑科技大学顶：e 论文 m a r c h ，2 0 0 5 b yu s i n gt h e s ed a t at h es y s t e mc a nc l a s s i f yt h ed a t aa n df i n do u tt h e d e m a n d e dd a t af o ru s e r s m e a n w h i l e ，i tc a na l s og e n e r a t ed i f f e r e n tk i n d so fp a r a g r a p h s a n dt a b l e si no r d e rt os u p p l ym u c hm o r eu s e f u la n do b v i o u si n f o r m a t i o n t h e r e f o r e ， t h i ss y s t e mi sa ne f f e c t i v et o o lf o r t h ei m p r o v e m e n to fw a t e rs u p p l yn e t w o r k k e y w o r d s ： w a t e rs u p p l yn e t w o r k ，d a t a b a s e ，v i s u a lb a s i c l l 声明 本人郑重声明我所呈交的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，也不包含本人或其他 人在其它单位已申请学位或为其它用途使用过的成果。与我一同工作的同 志对本研究所做的所有贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名： 掀卉 日期：声口口6 三口 关于论文使用授权的说职 本人完全了解西安建筑科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布 论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或者其它复制手段保存论文。 f 保密的论文在论文解密后 论文作者签名： 谈卉 注：请：晦此页附在论文首页。 手椰j6 。f 西安建筑科技大学硕二 ：论文 1 1 引言 1 绪论 供水管网是城市重要的基础设施，担负着将水安全可靠地输送到用户，并满足用 户对水量、水压及水质要求的任务。但是，城市供水管网在其运行过程中，由于各种 因素的影响，经常会发生爆管、折管事故。爆管是指由于管道的结构性损坏，管道漏 水上升到地面，必须立即进行维修的情况。它是管网水量漏失的一种特例，具有突发 性强、危害大、影响面宽等特点。管路一旦发生爆管，不但会造成道路被冲、影响交 通、造成停水，而且需要一定的修复费用和时间，同时浪费了大量的水资源，直接影 响到供水企业和用户的经济效益和社会效益。因此，减少供水管网爆管、折管事故的 发生是一项刻不容缓的工作。 要切实有效地控制管网事故率、降低漏失水量，必须首先从加强供水管网的管理 方面着手。然而，供水管网是一个庞大的网络系统，其形式多样、结构复杂，相关信 息的种类多、数量大，给管理工作带来了很大困难。因此，如何利用先进的管理手段， 提高管网管理水平，已经成为城市供水行业者所面j i 缶的重要课题。 计算机技术的飞速发展，尤其是数据库技术的不断成熟，为供水管网的现代化管 理提供了有力的支持。利用数据库技术，开发相应的数据库应用系统，不仅能够完成 对供水管网爆管、折管事故数据的采集、编辑和处理，而且可以实现数据的查询、统 计及分析。从而，实现了对供水管网事故的数字化管理，为供水管网的规划、改造、 施工提供大量的信息，为实际的生产运行和领导决策提供可靠的依据。数据库技术在 供水企业管理工作中的应用，一方面提高了企业的工作效率和质量，节约了人力和物 力，更重要的是提高了供水管网的管理水平，为减少爆管、折管事故的发生、降低管 网漏失水量提供了有效的帮助。 1 2 课题研究背景及意义 1 2 1 课题研究的背景 改革开放以来，我国国民经济得到了飞速的发展，城市面貌日新月异，规模不断 扩大。伴随着城市建设的迅速发展，供水管网的规模及供水量也在不断扩大，复杂性 也随之提高。由于管道材质、管网老化、维护管理水平较低等原因，我国各大城市的 西安建筑科技大学硕二仁论文 供水管道频频发生爆管，更有愈演愈烈之势。供水管网事故高发的问题，严重影响了 ：i ：农业生产、人民生活 l i 社会活动，而且对管网的日常运行、企业的优质服务提出了 严峻的挑战。 天津市的供水事业从18 9 8 年创建迄今已有了上百年的发展历史。8 0 年代以后， 随着城市经济发展水平和人民生活水平的提高，天津市的供水管网取得了突飞猛进的 发展。截止到2 0 0 3 年底，供水管网的总长度已经达到约4 1 6 6 公里，供水面积4 1 0 平 方公里，服务人口5 0 0 多万；芥园、凌庄、新开河三大水厂日产水能力达2 0 0 余万 m 3 ，日供水量1 0 0 万n f 。 然而，天津市的供水管网在其规模迅速扩大的同时，爆管、折管事故的发生次数 也在逐年增加，漏失水量不断扩大。表1 1 列举了2 0 0 0 年至2 0 0 3 年天津市由于爆管、 折管事故所造成的漏失水量。 表1 1 2 0 0 0 年一2 0 0 3 年天津市爆管漏水量估算表 管径总漏水量年漏水量 年份 ( m m )( m 3 )( m 3 ) d n 3 0 02 1 0 5 9 4 d n 4 0 01 8 9 9 0 7 2 0 0 0 在6 6 8 4 0 6 d n 6 0 02 6 7 9 05 d n 5 0 03 15 3 8 2 d n 6 0 01 6 2 7 7 7 d n 8 0 06 1 0 42 2 0 0 1 在 d n l 0 0 06 5 1 1 10 18 3 4 6 3 9 d n l 2 0 06 4 4 3 28 d n 3 0 01 7 5 4 94 d n 4 0 05 4 2 5 9 2 0 0 2 在d n 5 0 02 9 6 7 30 7 8 0 8 23 d n 6 0 02 5 4 3 40 d n 5 0 01 2 7 1 7o d n 6 0 06 3 5 8 5 0 2 0 0 3 年 1 1 4 2 8 34 d n l 2 0 03 7 9 8 1 4 注：爆管水量的跑水时间按接报时间前- - d q l 与关闸时问的时间间隔计算，流速按6 m s 。 由上表可见，天津市供水管道的爆管问题非常严重，所造成的年漏水总量平均在 1 0 0 万m 3 以上，而且大都集中在d n 3 0 0 以上的供水主二1 二管上。这种事故的频繁发生， 不仅浪费了宝贵的水资源，同时，严重影响了供水的可靠性与安全性，给人民群众的 日常生活造成了极大的困难。 西安建筑科技大学硕二i 二论文 造成天津市供水管网爆管、折管事故频发的原因主要有三个方面：是管材质量 的问题；二是施工质量问题：三是供水管网的管理问题。因此，天津市自来水集团有 限公司针对以上三方面的问题，分别采取了相应的措施，如更换新型球墨铸铁管材、 提高施工人员的技术水平、加强施工质量的监督管理等，目前已取得了初步的成效。 本课题的提出正是从加强供水管网管理的角度出发，利用数据库强大的数据存储 与数据管理功能，开发出具有快捷、高效的数据处理功能的数据库应用系统，实现对 爆管、折管数据进行系统化的管理，达到提高其综合管理水平的目的。 数据库技术诞生于2 0 世纪6 0 年代，它在半个多世纪的发展过程中，已经逐步形 成了坚实的理论基础、成熟的商业产品，已经渗透到企业、部门乃至个人的日常工作、 生产和生活的各个领域。数据库技术能够用于供水管网的事务管理，信息检索和数据 分析等各个方面，是实现管网现代化管理有效途径。 i 2 2 相关软件开发现状 由于供水管网涉及的要素繁多、信息量庞大，为了适应市场经济对供水管网管理 的要求和变革，必须采用先进的数据处理技术，才可能有组织的存储，统一科学管理 庞大的数据。随着计算机技术的发展和应用，供水管网管理系统应运而生。一方面为 施工部门、规划部门和管理部门提供供水管网相关信息，另一方面进行各种统计分析 和空间分析，为领导部门提供辅助决策功能，最终实现城市供水管网管理的科学化和 自动化。 目前国内已经成功建设了供水管网系统并投入使用的城市有北京、昆明、天津、 上海、深圳、福州、盘锦、丹东、泉州、绍兴等，还有许多城市正在建设中。按照其 建设模式可以将这些系统分为两类：附属于市政综合管网管理系统之中的，和专门的供 水管网管理系统。 尽管供水管网管理系统在近年来得到了快速的发展和不断的完善，系统也在逐步 与g i s 、c o m 等技术相结合，正在向先进的管网地理信息管理系统不断发展。但是， 这种管网管理系统往往侧重于供水管网的设计与优化，而忽视了爆管、折管的事故分 析与处理功能。因此，建立爆管、折管数据库系统，利用数据库技术对管网事故进行 管理与数据分析，不但能够有效地提高供水管网的管理水平，同时也完善了管网管理 系统的功能结构，增强系统的应用性与实用性。 目前，这类供水管网的事故管理系统在国内尚比较少见。 1 2 3 课题研究的意义 本课题针对天津市供水管网的特点， 够实现对事故数据的输入、输出、修改、 建立了其爆管、折管数据库系统。该系统能 查询、分析等功能，完成了管网事故的系统 西安建筑科技大学硕： 二论文 化管理。同时，该系统还可以使供水企业的管理者便捷、高效的掌握事故的主要影h 向 因素，以便及时采取措施，减少爆管、折管的发生次数与频率，实现供水管网运行的 科学化、数字化、智能化。 本课题是供水管网信息管理系统的重要组成部分。供水管网信息管理系统，就是 利用计算机技术、通讯技术、管理科学和科学计算等列管网的全部信息进行收集、加 工、存储、传递和计算分析，辅助供水企业管理人员判断决策，以实现企业现代化管 理，供水系统安全、可靠、科学、经济运行的人机系统。天津市爆管、折管数据库系 统的建立，是完善供水管网信息管理系统的结构与功能的基础性工作，实现了该市管 网事故数据的科学化和现代化管理，并为最终实现天津市供水管网信息实时管理奠定 了基础。 1 3 本文研究内容 本文研究的主要内容是利用数据库技术和可视化编程语言，针对天津市供水管网 建立爆管、折管数据库系统，并具备数据输入、输出、编辑、查询、统计及分析功能。 拟采用v i s u a lb a s i c6 0 为开发平台，m i c r o s o f t a c c e s s 为后台数据库引擎，同时利用先 进的a d o ( a c t i v e xd a t ao b j e c t s ，a c t i v e x 数据对象) 数据库访问技术，实现该软件 的开发。 系统开发的重点包括以下几个方面： ( 1 ) 系统功能结构设计进行功能结构设计是软件开发的基础，也是决定系统完 备程度和可用性的关键一环。该环节主要是进行系统的结构体系设计、功能模块划分 以及流程分析等工作。本文在这部分中，主要是对天津市爆管、折管数据库系统的整 体结构框架进行规划，完成功能模块划分等功能。 f 2 1a c c e s s 数据库的设计开发m i c r o s o f ta c c e s s 是一个完全的关系型数据库，而 且其显著的特点是面向桌面的关系型数据库，具有良好的o d b c ( o p e nd a t a b a s e c o n n e c t i v i t y , 开放数据库互连) 支持能力和友好的用户界面。因此，a c c e s s 已经逐步 成为了桌面数据库领域的领导者，拥有了广泛的用户。依据a c c e s s 功能强大和简单易 用的特性，本文也将其作为了系统的后台数据库。 a c c e s s 数据库的创建有很多方法，可以利用数据库软件本身的功能创建数据库， 也可以通过s q l ( s t r u c t u r e dq u e r yl a n g u a g e ，结构化查询语言) 语句或v i s u a lb a s i c 代码实现数据库的创建。为了提高系统的通用性，满足后续研究与使用要求，本文将 采用第二种数据库创建方法，研制和开发相应的程序代码。 ( 3 ) a d o 数据库访问技术的实现a d o 是a c t i v e xd a t ao b j e c t s 的简称，是- - ； 0 0 最新的数据库访问技术，它提供了对各种数据类型进行访问的连接机制。使用a d o 西安建筑科技大学硕士论文 可以很方便地访问远程数据库，并可以很方便地设计出单机版和网络版的数据库应用 程序。 a d o 提供了一系列的类和方法，常用的有连接类、命令类和数据集类。通过这 些类能够与数据库建立连接，然后对数据库中的数据进行各种操作，如：添加、删除、 修改、保存等。利用a d o 进行数据库操作，既可以使用a d o 的对象编程，又可以使 用a d o 的控件编程。本文将以迅速、便捷、高效地开发应用程序为目的，研制相应 的编程代码。 ( 4 ) s q l 语句的构建与组织s q l ，即s t r u c t u r eq u e r yl a n g u a g e ，实际上是一种 面向集合的描述性非过程化语言。由于它具有功能强、效率高、简单易学等优点，目 前已经成为关系数据库的标准数据操纵语言。s q l 语言掌握和使用的程度，是数据库 系统开发的关键。 s q l 语言共分为四大类，即数据查询语言d q l 、数据操纵语言d m l 、数据定义 语言d d l 和数据控制语言d c l 。利用这四类语言，可以完成几乎所有的数据库操作， 包括数据库表格及其索引值的建立、数据库表格结构的修改、数据库数据的新建、删 除、修改、查询等。本文根据系统的功能要求，组织合理的s q l 语句，实现对数据 库中数据的更新、查询等功能。 1 4 课题来源 本课题是受天津市自来水集团有限公司委托的合作项目。 醢安建筑科技大学硕二i 二论文 2 1 数据库技术发展概况 2 数据库技术 数据库技术出现于2 0 世纪6 0 年代，它的诞生和发展给计算机信息管理带来了一场 巨大的革命。它的发展大致经历了三个阶段，即网状数据库、层次数据库和关系数据库。 网状数据库和层次数据库很好地解决了数据的集中和共享问题，但是在数据独立性和抽 象级别上仍有很大的欠缺。因此，7 0 年代起，关系数据库理论研究和原型系统开发成为 了数据库技术开发的热点。 关系数据库系统以关系带数位坚实的理论基础，经过几十年的发展和实际应用， 技术越来越成熟和完善。其代表产品有o r a c l e 、i b m 公司d b 2 、微软公司的m ss q l s e r v e r 以及i n f o r m i x 、a d a b a s d 等等。这些数据库系统成功地运用于企业管理、情 报检索、辅助决策等领域，成为信息系统和计算机应用系统的重要基础。 2 2 数据库技术相关概念 2 2 1 数据库 数据是描述现实世界中各种具体事物或抽象概念的可存储的并具有明确意义的 信息，它能够为特定组织的多种应用服务。而数据库就是长期储存在计算机内、有组 织的、可共享的数据集合，可以供用户共享，具有尽可能小的冗余度和较高的数据独 立性，并且具有完善的自我保护能力和数据恢复能力。 数据库具有两大特点：一是集成性，即就是具有把某特定应用环境中的各种相关 数据及数据之间的联系，按照一定的结构形式进行集中存储的性能；二是共享性，数 据库中的数据可为多个不同的用户所共享，也就是多个不同的用户可使用多种不同的 语言，为了不同的应用目的，而同时存取数据库，甚至同时存取同一数据。 2 2 2 数据库管理系统 数据库管理系统( d b m s ) 是位于用户和操作系统之问的一层数据管理软件，它 是数据库系统的核心组成部分。用户在数据库系统中的一切操作，包括定义、查询、 更新及各种控制，都是通过d b m s 进行的。d b m s 就是事先将用户意义下的抽象的 逻辑数据的处理转换成计算机具体的物理数据的处理软件。 数据库管理系统的主要功能包括数据库的定义、操纵、保护、维护和数据字典五 西安建筑科技大学硕二七沦文 个方面。这些功能保证了用户能够方便地定义数据和操纵数据，并能够保证数据的安 全性汞1 完整性、多用户刘数据的并发使用以及发生故障后的系统恢复。e i 前流行的数 据库管理系统有小型的f o x p r o 、a c c e s s 、p a r a d o x 等，也有大型的s q ls e r v e r 、d b 2 、 o r a c l e 、s y s b a s e 等。 2 2 3 数据库系统 数据库系统( d b s ) 是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。它是一个实 际可运行的，按照一定的数据模型组织、存储、维护，并向应用系统提供数据及数据 服务的支持系统。整个数据库系统，主要由数据库、数据库用户、计算机硬件系统和 计算机软件系统所构成。其中，数据库用户包括终端用户和数据库管理员，软件系统 则包括数据库管理系统及其开发工具和应用系统等。数据库的整体结构如图2 1 所示。 2 3 数据库应用系统开发 2 3 1 数据库应用系统概述 图21 数据库系统结构图 数据库应用系统( d a t a b a s e a p p l i c a t i o ns y s t e m ，简称d a s ) 是数据库技术、应用 科学、系统学相结合而发展起来的，能够快捷、高效地管理大量有用数据，并为使用 西安建筑科技大学硕二i 二论文 者提供一种科学解决方案的应用系统。 数据库应用系统主要由人、计算机和数据三部分组成。其c t l ，人是指企业领导者、 管理人员、技术人员以及系统建设的领导机构和实施机构，他们在系统中起主导作用。 而计算机技术是数据库应用系统得以实施的关键，数据则是整个系统正常运行的基 础。这三部分 i n i i 成，共同完成系统的开发与实现。 2 3 2 数据库应用系统的开发原则 数据库应用系统的开发应该遵循以下原则： ( 1 ) 安全性原则； ( 2 ) 完整性原则： ( 3 ) 可维护性原则； ( 4 ) 可扩展性原则； ( 5 ) 先进性原则： ( 6 ) 经济性原则。 在上述原则的指导下，即可有步骤地进行数据库应用系统开发。具体的开发过程 包括：需求分析、系统设计、建立应用对象( 如在面向对象的环境中要建立用户对象、 函数、结构、窗e l 、菜单、数据窗e 1 等) 、编写各对象的时间处理程序、测试、修改 或改进以及发布应用程序。 2 3 3 数据库应用系统的开发方法 由于数据库应用系统是一个完善的软件系统，其组成、结构、使用均与其他类型 的软件系统相类似，因而，软件工程就成为了数据库应用系统开发的技术基础，相应 的开发方法有结构化方法、原型化方法和面向对象的开发方法。 结构化方法是2 0 世纪8 0 年代使用晟广泛的软件开发方法。它首先用结构化分析 方法，对软件进行需求分析，然后用结构化设计方法进行总体设计，最后是结构化编 程。这一方法开发步骤明确，三部分相辅相成，一气呵成，大大提高了软件开发的成 功率。 随着系统开发经验的增多和开发工具的快速发展，原型化逐步成为软件开发的主 要方法。这种方法的特点是开始不时必清晰地描述一切，任务明确后，在软件的实现 过程中，逐步对系统进行定义和改造，直至系统完成。它通常适合于用户需求不清楚、 业务不确定、需求经常变化的情况。 面向对象的软件开发方法，是在面向对象编程向面向对象设计和面向对象分析的 发展过程中逐步形成的。它是一种自底向上和自顶向下相结合的方法，优点是更接近 描述问题，软件设计带有智能化的性质，便于程序设计人员与应用人员交流，软件设 西安建筑科技大学硕二l 论文 计更具有普遍意义。 2 4 小结 本章主要介绍了数据库技术的发展概况和数据库系统的相关概念，并论述了数据 库应用系统的开发原则和方法。主要内容有： ( 1 ) 2 0 世纪6 0 年代，数据库技术的出现引起了计算机管理领域的一场革命。经 过jl - l 一年的发展，它已经由网状和层次模型发展成为更为完善和成熟的关系数据库模 型。 ( 2 ) 数据库、数据库管理系统和数据库系统是三个不同的概念。数据库系统中包 含了数据库和数据库管理系统，而数据库和数据库管理系统则又分别是数据库系统的 基础和核心。 ( 3 ) 数据库应用系统是能够管理数据并为用户提供科学解决方案的应用系统，其 开发应遵循安全性、完整性、可扩展性等原则。常用的开发方法包括结构化方法、原 型化方法和面向对象的开发方法。 话安建筑科技大学顸二l _ 论文 3 天津市爆管、折管数据库系统开发的技术基础 3 1v i s u a lb a s i c 语言 v i s u a lb a s i c 是m i c r o s o f t 公司推出的可视化开发环境，是微软系列开发平台中 个非常重要的组成部分，也是w i n d o w s 环境下最优秀的程序设计工具之一。它采用面 向对象的程序设计技术，提供了开发w i n d o w s 应用程序的最简捷、最有效的方法，而 且在数据库开发方面有着得天独厚的优势。 3 1 1v i s u a lb a s i c 语言简介 v i s u a lb a s i c 是一种可视化的编程工具。“v i s u a l ”意为“可视化的”，指的是一种 开发图形用户界面( g u i ) 的方法。这种方法是指在图形用户界面下，不需要编写大 量代码去描述界面元素的外观和位置，而只要把预先建立的对象加到屏幕上的适当位 置，再进行简单的设簧即可。“b a s i c ”是指b a s i c 语言，它是一种应用十分广泛的计 算机语言。v i s u a lb a s i c 就是在b a s i c 语言的基础上发展起来的。 v i s u a lb a s i c 编程系统采用了面向对象、事件驱动的编程机制，通过把复杂的 w i n d o w s 编程封装起来，提供了一种所见即所得的可视界面设计方法，为学习、使用、 研究和开发w i n d o w s 环境下的应用程序提供了巨大的帮助。 v i s u a lb a s i c 最早是在1 9 9 1 年推出的，但是由于其功能相对较少，于是在1 9 9 3 年微软推出了v i s u a lb a s i c3 0 。该软件能够非常方便的创建多媒体、图形界面等应用 程序，因而迅速得到了广泛的应用。1 9 9 7 年和1 9 9 8 年m i c r o s o f t 又相继推出了v i s u a l b a s i c5 0 和v i s u a lb a s i c6 0 ，因其功能强大、简单易学、通用性高等特点，v i s u a lb a s i c 成为了编程开发的首选工具。 3 1 2v i s u a lb a s i c 的特点 v i s u a lb a s i c 能够开发w i n d o w s 环境下的各类应用程序，而且效率高、功能强大， 可以与w i n d o w s 的专业开发工具s d k 相媲美。其主要的功能特点如下： ( 1 ) 提供了面向对象的可视化编程工具 v i s u a lb a s i c 采用的是面向对象的程序设计方法，它将程序和数据封装在一起视为 一个对象。从工具箱中“拖”出所需对象，如按钮、滚动条等，并为每个对象设置属 西安建筑科技大学硕二e 论文 性值，然后调整其相剥位置，就可完成界面设计的任务，从而使得程序设计的效率大 大提高。 ( 2 ) 事件驱动的编程方式 在v i s u a lb a s i c 中，程序的流向由事件来控制，而每个事件都能够驱动一段程序 的运行。程序设计时只要找到相应用户动作的事件，完成相应的代码编写，就能够实 现此项功能。这利嗡程方式有效的减少了应用程序的代码，给程序的编写与维护带来 了很大的便利。 ( 3 ) 提供了应用程序的集成开发环境 v i s u a lb a s i c 的集成开发环境( i d e ) ，提供了一整套工具方便用户开发应用程序。 在该环境下，用户可以设计界面、编写代码、调试程序，直至将应用程序编译成可执 行文件。 ( 4 ) 支持访问多种数据库 数据访问特性允许v i s u a lb a s i c 访问许多大型数据库和建立前端应用程序，如 m i c r o s o f ts q ls e r v e r 等。另外，利用数据控件还可以访问m i c r o s o f t a c c e s s 、d b a s e 、 m i c r o s o f tf o x p r o 等数据库以及m i c r o s o f te x c e l 等多种电子表格。 ( 5 ) 支持动态数据交换( d d e ) 、动态链接库( d l l ) 和对象的链接与嵌入( o l e ) 动态数据交换是w i n d o w s 内部交换数据的一种方式。利用该项技术，v i s u a lb a s i c 开发的应用程序能够与其他w i n d o w s 应用程序之问建立数据通信。 动态链接库中存放了所有w i n d o w s 应用程序可以共享的代码和资源。基于此项技 术，v i s u a lb a s i c 可以调用任何语言产生的d l l ，也可以调用w i n d o w sa p i 函数，以 实现专业开发工具s d k 所能实现的强大功能。 f 6 1 完备的h e l p 联机帮助功能 安装m s d n 后，在v i s u a lb a s i c 中，利用帮助菜单和f 1 功能键，就可以随时得 到所需的帮助信息，这为用户的学习和使用提供了极大的方便。 3 1 3v i s u a lb a s i c 程序的组成 一个基于v i s u a lb a s i c 平台的应用程序通常称为一个工程，用来管理构成应用程 序的所有文件。工程文件一般主要由窗体文件( f r m ) 、标准模块文件( b a s ) 、类模块 文件( c l s ) 所组成。其关系如图31 所示。 西安建筑科技大学硕士论文 3 2 数据库原理 3 2 1s q l 语言 图3 1v is u a lb a s i c 应用程序的组成 s q l 是英文s t r u c t u r e dq u e r yl a n g u a g e 的缩写，意思为结构化查询语言。它是一 个功能强大的数据库语言，通常用于各种数据库之间的通讯，是数据库和数据库系统 人机交互的接口。它已经被a n s i ( 美国国家标准学会) 定义为关系数据库管理系统 的标准语言。常见的使用s q l 的关系数据库管理系统有：o r a c l e 、s y b a s e 、m i c r o s o f t s q ls e r v e r 、a c c e s s 、i n g r e s 等等。 s q l 的发展开始于1 9 7 4 年，经过几十年的发展，它已经脱离其“结构化查询语 言”的最初设想，成为功能强大的数据库操作语言。它可以实现以下功能： f 1 ) 建立数据库的表格； f 2 ) 改变数据库系统环境设置； ( 3 ) 针对某个数据库或表格，授予用户存取权限； ( 4 ) 对数据库表格建立索引值； f 5 1 修改数据库表格结构； ( 6 ) 对数据库进行数据的删除、修改、查询。 s q l 集数据定义、数据查询、数据操纵和数据控制功能于一体，采用面向集合的 操作方式，大大提高了数据库整体维护和操作的便利性。而且，它能够嵌入到多种高 级语言程序中，实现与数据库管理系统( d b m s ) 的交互，控制数据库的存取。特别 的，在v i s u a lb a s i c 环境下，s q l 提供了操作j e t 的数据库引擎和在w i n d o w s n t 服务 西安建筑科技大学硕二e 沦文 器上运行的数据库的基本方法，极大地方便了用，的使用。 s q l 语句的构建，通常应包含以下四个元素： f 1 ) 一个确定操作类型的命令； f 2 ) 一个用来指定所要操作字段的字段列表； f 3 ) 指定所操作的数据表； ( 4 ) 确定操作方式。 在上述四种元素中，命令是完成任务的关键所在。常用的s q l 命令及其功能如 表3 1 所示。 表3 1 常用s q l 命令 命令作用 s e l e c t 在数据库中查找符合条件的记录 c r e a t e 创建新的数据表、字段和索引 d r o p 删除数据库中的表和索引 a l t e r 添加字段或改变字段定义 i n s e r t 添加一个记录 d e l e t e 删除一个记录 u p d a t e 修改特定字记录或字段的值 由于数据查询是数据库所具有的核心功能，因而在众多的命令中，s e l e c t 也成 为了使用最为频繁的s q l 命令之一。 3 2 2a d o 数据库访问技术 a d o ( a c t i v e xd a t a o b j e c t s ) 技术是微软公司推出的数据库连接技术，借助 于该技术，应用程序可以轻松地操纵诸如a c c e s s 、s q ls e r v e r 、o r a c l e 及s y b a s e 等数据库。 a d o 主要是基于通用数据访问技术，提供了用o l ed b 访问数据的易用接口。 而o l e d b 是m i c r o s o f t 最新的数据访问工具，是一组“组件对象模型”( c o m ) 接口， 它封装了o d b c 的功能，并以统一的方式访问存储在不同信息源的数据。但是o l e d b 并不能从v i s u a lb a s i c 等高级语言中直接进行访问，因而需要使用a d o 技术，它可以 在应用程序和o l ed b 进行沟通，起到了桥梁的作用。 a d o 技术是新型的数据库访问技术，它的主要特点如下： ( 1 ) 易于使用 由于a d o 是高层应用，所以相对于o l ed b 或者o d b c ，它具有面向对象的特 性。同时，在a d o 中可直接构造，而不需要建立连接、会话对象等步骤，方便了应 用程序的编制。 ( 2 ) 极高的数据源访问速度 西安建筑科技大学硕士论文 d ：i 于o l ed b 具有高速的数据库访问速度，而a d o 技术是建立在o l ed b 基础 之上的，因而它的也同样能够快速的访问数据源。 ( 3 ) 能够访问多种数据源 a d o 技术可以访问包括关系数据库和非关系数据库的所有文件系统。 ( 4 ) 占用内存少 由于a d o 是基于组件对象模型( c o m ) 的访问技术，所以，用a d o 开发的应 用程序占用内存少，运行速度快。 a d o 提供了一系列的类和方法，用来与数据库建立连接，常用的类包括连接类、 命令类和数据集类。其中，连接类用来与数据库建立连接，命令类定义了对数据库的 一系列操作，而数据集类定义了从数据库返回的一系列记录集合。a d o 的结构简图 如图3 2 所示。 在a d o 中，既可以使用a d o 对象编写相应的程序来操作数据库，也可以使用 a d o 控件直接操作数据库。但是，采用a d o 对象编程较为麻烦，通常需要创建数据 源连接、开启事务、组织s q l 语句、操作数据以及结束事务和连接等步骤。而使用 a d o 数据控件a d o d c 进行操作时，只需进行其属性的设定和简短代码的书写即可 完成任务，是一种方便实用的方法。 西安建筑科技大学硕：l 二论文 3 3m i c r o s o f ta c c e s s 数据库 3 3 1a c c e s s 数据库简介 a c c e s s 是微软公司推出的面向办公自动化、功能强大的关系型数据库管理系统， 是微软o f f i c e 办公套件的重要组成部分，可以运行在各种m i c r o s o f tw i n d o w s 系统环 境下。由于它继承了w i n d o w s 的特性，不仅易于使用，而且界面友好，因而得到了广 泛的应用。 a c c e s s 具有良好的易用性和简洁性，可以管理从简单的文字、数字字符到复杂的 图片、动画、声音等各种类型的数据。它的优点主要有以下几个方面： ( 1 ) 提供了数据库中最常用的功能，使用便捷； ( 2 ) 系统资源占用低，不需要数据库服务器的支持； ( 3 ) 与o f f i c e 办公组件紧密集成，有利于数据交换； ( 4 ) 与s q ls e r v e r 无缝集成，便于数据库进行迁移。 3 3 2a c c e s s 的内部结构 a c c e s s 是在w i n d o w s 支持下的新一代关系型数据库，它包含7 种基本对象，分别是 表、窗体、查询、报表、页、宏以及模块。在这些对象中，除数据访问页之外，其他的 全部存放在一个扩展名为m d b 的数据库文件中，极大地方便了数据库文件的管理。 a c c e s s 中各对象之间的关系如图3 3 所示。其中，表是数据库的核心和基础，它 存放着数据库中的全部数据信息。报表、查询和窗体都是从数据库表中获得数据信息， 以实现用户某一特定的需要，例如查找、打印、统计、计算等。窗体可以提供一种友 好的用户操作界面，通过它可以直接或间接调用宏和模块，并执行打印、计算等功能， 或对数据库进行编辑修改。 图33a c c e s s 各对象之间的关系图 西安建筑科技大学硕：e 论文 3 3 3a c c e s s 数据表的结构与功能 表( t a b l e ) 是a