（机械制造及其自动化专业论文）基于cs与bs混合结构的库存管理系统的研究与开发.pdf

摘爱 基于o s 与b s 混合结构的库存管理系统的研究与开发 研究生姓名：杨友兵 导师姓名：汤文成教授 学校名称：东南大学 信息化社会的飞速发展对当今企业的管理提出了更高的要求，e r p 与s c m 是企业信息化的杰出代 表，它构成了现代企业信息化的核心内容。e r p 从微观的角度，着重了：企业内部供麻链的优化，s c m ! 1 1 1 j 着重从宏观的角度，更强调整个供应链的综合优化。 库存管理，是供应链的中心环节，在企业中起着举足轻重的作_ j 。本文首先分析了库存与信息化的 关系，分析了库存与e r p 及s c m 的关系，并介绍供应链管理环境r 先进的库存管理思想。随后，介绍了库 存的基本概念，及在对无锡某生产型企业的调研基础上，分析了集成环境f 库存管理系统应该具有的功 能及系统的流程。 本文讨论了信息系统的各种体系结构及所涉及的分布式技术，比较了它们各自的优缺点。并在此基 础上提出了基于c s 与b s 棍合体系结构；随后选择了开发j ：具及系统配置，并给山了川d e l p h i 、m ss q l s e r v e r 开发信息系统的具体技术。 根据库存管理系统的功能分析、所选择的开发工具、体系机构，开发了库存管理信息系统实例井介 绍了开发过程中程序的流程，数据库的设计等。 关键词：库存管理、c s 、b s 、e r p 、s c m a b s 丁i u c t ar e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n to f i n v e n t o r y m a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do nc s a n db sm i x e da r c h i t e c t u r e b ) y a n gy o u - b i n g s u p e r v i s e db yp r o f , 1 - a n gw e n c h e n g s o u t h e a s tu n i v e r s i t y t h er a p i dd e v e l o p m e n to fi n f o n n a t i o ns o c i e t yr e q u i r e sm o r ee f f i c i e n tm a n a g e m e n tt om o d e m e n t e r p r i s e s ，e r pa n ds c ma st h eo u t s t a n d i n gr e p r e s e n t a t i v e so ft h ee n t e r p r i s ei n f o r m a t i o n l i z a t i o n a r et h e c o r ec o n t e n to fi t e r pf o c u so no p t i m i z i n gt h es u p p l yc h a i ni n s i d ea ne n t e r p r i s em i c r o c o s m i c a l l y , w h i l e s c mf o c u s e so no p t i m i z i n gt h es u p p l yc h a i ns y n t h e t i c a l l yo u t s i d ea ne n t e r p r i s em a c r o s c o p i c a l y i n v e n t o r ym a n a g e m e n ti s t h ec e n t r a ln o d eo ft h es u p p l yc h a i na n di m p o r t a n tt oi t f i r s t l y , t h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e ni n f o n n a t i o n l i z a t i o na n di n v e n t o r y , t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e ne r p , s c ma n di n v e n t o r y a r ea n a l y s e d ，a n dt h ea d v a n c e di n v e n t o r ym a n a g e m e n ti d e au n d e rs c mi si n t r o d u c e d s e c o n d l y , t h e f u n c t i o na n df l o wo ft h ei n v e n t o r ym a n a g e m e n ts y s t e ma r eg a i n e db a s e do ns t u d y i n gt h eb a s i cc o n c e p to f i n v e n t o r ym a n a g e m e n ta n dr e s e a r c ho f t h er e q u i r e m e n to f a ne n t e r p r i s ei nw u x i c sa n db i sm i x e da r c h i t e c t u r ei sp u t t e df o r w a r db a s e d0 1 1t a l k i n ga b o u tt h ed i f f e r e n ts o f t w a r e a r c h i t e c t u r e sa n dt h ed i s t r i b u t e dt e c h n o l o g yt h a t r e l a t e st o ，l i s t i n gt h e i rm e r i t sa n dd e f e c t s t h es y s t e m c o n f i g u r ea n dd e v e l o p m e n tt o o la f ec o n f i r m e da n dt h ed e v e l o p m e n tt e c h n o l o g yw i t hd e l p h ia n dm ss q l s e r v e ri si n t r o d u c e d b a s e do nt h eu p p e ra n a l y s i so fr e q u i r e m e n t ，a r c h i t e c t u r e ，d e v e l o p m e n te n v i r o n m e n to fi n v e n t o r y m a n a g e m e n ts y s t e m ，t h ei n v e n t o r ym a n a g e m e n ts y s t e mj sg a i n e d t h ef l o wa n dd a t a b a s ed e s i g ne t cd u r i n g d e v e l o p m e n ti si n t r o d u c e d k e yw o r d s ：i n v e n t o r ym a n a g e m e n t ，c s b s ，e r p , s c m 东南大学学位论文独创 生声明 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。 研究生签名：如盘亟日期：逊竺三 东南大学学位论文使用授权声明 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论文外，允许论文被查阅和借阅，可 蛆公布( 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。 研究生签名：妇 导师签名 渔竺亟日期： 第一章结论 1 1 制造业的发展 第一章绪论 白1 8 世纪产业革命以来。手l 业作坊向工厂方向迅速发展，出现了制造业。制造技术及其管理 模式的发展，受社会、经济、政治等多方面的因素影响。但是，影响其发展的最主要的因素是市场 的需求及技术的推动。制造技术的发展，可归结为以f 几个阶段：1 4 1 ( 1 ) 1 8 世纪后半叶，以蒸汽机的发明为特征的产业革命，促成了以纺织技术、炼铁技术、蒸 汽机技术为主的制造业雏形，标志着制造业由手工作坊生产到以机械加1 ：和分工原则为中心的工厂 生产转变的完成。 ( 2 ) 1 9 世纪末到2 0 世纪初，电力技术、内燃机技术等一系列新的制造技术的出现，开始了第 二次l ：业革命。电气技术与其他技术的融合，开辟了崭新的电气化时代，实现了制造业的批量化生 产和1 ：业化规范生产的新局面。流水生产线车h 泰勒： 作制得到广泛的应川，以降低成本为中心的剐 性、大批量制造技术和科学管理方式得到很大发展。 ( 3 ) 二战后计算机、微电子、信息和自动化技术发展，推动制造技术向高质量和柔性生产发展， 如数控技术n c 、计算机数控c n c 、柔性制造单元f m c 、计算机辅助设计倩0 造c a d c a m 等。 ( 4 ) 2 0 世纪8 0 年代以来，受市场需求多元化的牵引，以及商业竞争的加剧，开拓了制造技术 面向市场发展的新阶段。各种计算机辅助工具，如材料需求计划m r p 、制造资源计划m r p i i 、全 面质量管理t q m 、计算机辅助工艺c a p p 、计算机辅助工挥c a e 得到很快发展；新的制造技术， 如特种女d ：i - 技术、精益生产l p 及计算机集成制造系统c 1 m s 。 ( 5 ) 2 0 世纪9 0 年代，信息社会和人一1 ：智能技术的发展提供了高效的技术手段，制造技术发展 为智能集成阶段，如并行- i ：程c e 、人工智能、人丁神经网络、模糊推理与制造技术的集成。 综上可知，在科技的高速发展和市场需求不断变化的驱动下，制造业的生产规模、资源配置、 生产方式都产生了极大的发展，如图1 1 所示。 生产规模 资源配置 生产方式 图1 i 制造业的发展过程 东南人学顾f 。学位论文 1 2 先进制造技术发展趋势 2 1 世纪是知识经济和信息社会为特征的崭新时代，制造业正面临着知识、信息、环境和资源的 严重挑战。信息技术迅猛发展，计算机火量进入企业制造管理领域，使企业制造过程更趋柔性化平 高效化，并涌现出一批与信息技术紧密相连的先进管理技术，如制造资源计划( m r p i ) 、准时制 生产( j i t ) 、全面质量管理( t o c ) 、柔性制造系统( f m s ) 、计算机集成制造系统( c 1 m s ) 以 及业务流程重组( b p r ) 、企业资源计划( e r p ) 、精益生产( l p ) 、敏捷制造( a m ) 等。 先进制造技术是制造业不断吸收机械、电子、信息( 计算机通讯、控制论、人工智能) 、能源及 现代系统管理等方面的成果，并将其综合应用丁产晶设计、加工、检测、生产管理、产品销售、使用、 服务、同收等制造全过释，以实现优质、高效、低耗、灵活生产，提高对动态多变的产品市场的适应 能力和竞争能力的制造技术的总称。”1 先进制造技术到2 0 】0 年的总的发展趋势可归纳为“六化”：即制造绿色化、制造敏捷化、制造 网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造全球化。具体地说： ( 1 ) 绿色制造将成为新世纪先进制造技术的重要特征：日趋严格的环境与资源约束，使绿色制 造越米越被重视，它将成为2 1 世纪先进制造技术的一个重要特征。 ( 2 ) 以提高对市场快速反应能力为目标的制造技术将得到快速发展和应用：瞬息万变的市场促 使交货期成为竞争力诸因素中的首要冈素。先进的制造j ：艺、智能化的软件和柔性的自动化设备、 柔性的发展战略，构成未米企业竞争的软、硬件资源；个性化需求和不确定的市场环境，要求克服 设备资源沉淀造成的成本升高风险，制造资源的柔性和可重构性将成为2 1 世纪企业装备的显著特 点，从而提高生产率，缩短产品生产周期。 ( 3 ) 虚拟制造技术和网络制造技术将广泛应_ l = j ：虚拟制造技术以计算机支持的仿真技术为前提。 形成虚拟的环境、虚拟的制造过程、虚拟的产品、虚拟的企业，从而人大缩短产品开发周期、提高 一次成功率。特别是网络技术的高速发展，企业通过国际互联网、局域网和内部网，可以实现对世 界上任何一地的崩户定单而组建动态联盟企业，进行异地设计、异地制造，然后在最接近用户的生 产基地制造成产品。 ( 4 ) 智能化是先进制造技术和机电产品的发展方向：将智能化技术注入先进制造技术和产品， 可使之具有“智慧”，能部分代替人的脑力劳动。将数字化技术用于制造过程，可大大提高制造过程 的柔性：将数字化技术“融入”机电产品，可提高其性能，使之升级，以满足国民经济平j 1 人民生活 日益增长的要求。 ( 5 ) 成形技术和加一：技术曰趋精密化：成形技术正在从生产零件的毛坯、从接近零f ，f ：形状向直 接制成零件的净成形方向发展。加啊l ：技术正向着超精密、超高速的方向发展。超精加 ：已进入噩微 米级加工时代，女1 5 1 ：材料由金属扩大到非金属。 ( 6 ) 制造全球化：经济的全球化、市场的国际化、贸易和投资的自由化，以及服务的世界化， 促进了竞争，提高了效率，鼓励了革新，增加了新的资本投资和加快了经济增k 速度，这使得制造 产业、制造技术和产品逐步走向国际化，导致制造业在全球范同内重新分布和纫台。竞争的加剧将 促使竞争对手利蝈一切可以利用的制造资源，主动积极地寻求市场机遇，敏捷地响应和适应客户多 样化的消费需求，高质量地为全球顾客服务从而获得规模经济，促进企业的发展与壮人。 2 第一章绪论 1 3 信息资源与管理信息系统 1 3 1 信息资源与信息管理 经济全球化和全球信息化形势突飞猛进，信息技术及其应用已经渗透到经济和社会的各个领域 成为提高劳动生产率、推动经济增长、增强国家综合实力的最先进的生产力。随着信息技术的发展 使信息资源的重要性日益突出。随着经济的进一步发展，信息资源的这种重要性将更加突出。 信息资源、材料资源和能源资源共同构成了国民经济和社会发展的三大战略资源。在人类可以 达到的宁南空间内，可以开发利用的材料资源和能源资渊是有限的，是不可再生的、不可共享的； 而且，对材料资源和能源资源的开发利用必然产生对自然的破坏和对环境的污染。信息资源是无限 的、可再生的、可共享的；其开发利用会大大减少材料和能源的消耗，减少污染。 信息资源管理i r m ( i n f o r m a t i o nr e s o u r c em a n a g e m e n t ) ，是指在生产和经营活动中对信息的产 生、获取、处理、存储、传输和使用进行全面的管理。 信息资源管理，对信息时代的企业管理具有重要的意义。 ( 1 ) 信息资源管理为企业管理绩效的提高开辟了新领域- 提供了新的思路，通过信息资源的优化 配置和远坩，改进管理，可以增加企业生产力。 ( 2 ) 信息资源不仅是共享性资源，而且还是企业的战略性资源对企业的生存和发展具有重要的 意义。 ( 3 ) 通过信息资源管理，加蛆信息化建殴，掌握信息、依靠信息、运用信息，可以提高企业竞争 力，使企业在激烈的市场竞争中求得生存，求得发展。 1 3 2 管理信息系统 2 0 世纪7 0 年代中期管理信息系统( m i s ) 的出现，是企业管理现代化发展的趋势，到8 0 年代 中期，管理信息系统作为独立的学科已经逐步趋于成熟。 管理信息系统是为支持企业的计划、控制和运作而提供信息的集成化的系统；它通过提供面向 过去、现在和未来的企业内部运行和外部情报信息，辅助运行、管理年l l 决策一1 ：作；它应及时地提供 统一的、昂新的信息。 系 统 划 人 批 嚣引引荐 篓吲箍l 要 系绒生持轼件j 脚川软件 最高储备量，则该项目为超储项目。 则：超储量= 可周量一最高储备量 超储金额= 超储量平均价格 如果某库存项目：可用量 安全库存，则该项目为短缺项目。 则：短缺量= 安全库存一可用量 短缺金额= 短缺数量x 平均价格 ( 3 ) 资金占用分析 对于特定的仓库和一定数量的库存项目，川于资金i _ 州分析的计算方法为： 总资金额= ( 每种库存项目现有量平均价格) 2 3 一存 o瓮高篙麓 。ii耥 附一阡 一在 j 一蛹丽杀 牝 气 耳 肘 淬 椰 猎 射 凋 川 轿 东南大学硕j 二学位论文 采种项目占总额百分比= 该种项目的资金占用资金总额x 10 0 3 4 制造型企业物流管理系统库存管理分析 3 4 1 背景分析及总体规划 l 、背景分析 无锡某公司是一家一千人左右的民营企业，主要产品为电梯配套的系列结构钢丝绳、塔吊用不 旋转钢丝绳、以起重机用钢丝绳为代表的线接触钢丝绳、普通点接触钢丝绳、镀锌绳、涂塑钢丝绳。 该公司是国内电梯绳等线接触网丝绳的主要生产基地，产品综合水平居国内领先水平。电梯绳、起 重机用钢丝绳等六大系列产品于1 9 9 5 年取得i s 0 9 0 0 2 的认证。 经调研，该公司的管理、信息化程度相当落后。该公司目前采用人工管理方式，不能适应瞬息 万变的动态市场竞争的形势，不能满足对用户需求的快速响应，难 ：确保产品的交货期。致使管理 部门处于应付“应急”配套的被动状态，物料管理比较混乱，难以维持正常的生产秩序。目前公司 虽然已购置了一些计算机，但主要用作文档和报表处理，尚未涉及支持生产经营辅助决策和生产计 划管理管企业管理的核心部门的工作。因此，该公司迫切需要建立以e r p 为核心的生产经营管理系 统。使企业能及时调整生产计划，对市场的变化作出快速响应：实现企业的生产经营和计划管理科 学化、现代化；同时确保企业数据一致性，实现信息共享；通过计算机化的物资管理和成本管理， 一方面保证物资的及时供应，另一方面义可以减少各类物资的库存量，有效地压缩企业的流动资金， 从而降低产品成本，提高产品在市场的竞争力，通过现代化管理获取明显的经济效益。 2 、总体规划 总体规划是信息系统生命周期的第一阶段，是系统开发过程的第一步。由于信息系统的建设是 一项耗资巨大、历时很k 、技术复杂且内外交叉的工程，所以在系统开发的初期就必须做好总体的 规划。在没有总体规划的情况下，各子系统独立实麓的结果难以组成协调的人系统：而当需要协调 时，则需要对这些子系统加以转换，完成这种转换得代价是昂贵的。因此，设计一个大系统必须要 有高层的规划作为指导，以避免备子系统问的矛盾和冲突。 另外，建立计算机化的企业信息系统，应注重自项向下的数据规划和对不同用户领域的系统进 行局部设计。两者必须结合，即局部设计是在自项向下系统规划所建立的框架内进行，而对框架的 每部份，则采用逐步求精的设计方法来完善。 根据白顶向f 规划与局部设计相结合的原则，结合企业的需求及企业的发展规划，并分析影响 企业发展的瓶颈，制定企业建立信息系统的规划： 一期： 程建立企业的局域网，建立并实施企业的物流管理信息系统，包括采购管理信息系统、 库存管理信息系统和销售管理信息系统，目标是降低企业库存量，加快资金周转速度。降低企业生 产成本，从而提高企业的竞争力。视企业一期的实施情况及取得的效果，再逐渐实施集成化的财务 管理系统、生产管理系统及o a 等，最终达到全企业内的信息集成。 3 4 2 ，系统分析 在一期项目实施中我主要负责库存管理信息系统，下面将就库存管理信息系统的设计及实现 作一定的研究。 库存管理系统是e r p 中的重要模块，一方面，库存管理系统及时、准确提供企业供、产、销过 2 4 笫三章库存的概念硬l 应用 程所需的存货信息，协调原材料与生产、在制品与生产、产成品与营销间的同步关系：另一方面， 库存管理系统为企业的采购、生产、营销、财务等系统提供物料订购量、生产量、库存物品需求预 测、库存占用资金等必要的信息。 合理的库存对于企业至关重要。库存中保持一定水平的存货，可以预防需求和供货时间的不确 定性、以及保持生产的连续；但库存过大，则会使投资资本增加，库存的日常维护费用增加。因此 存在与库存价值相联系的合理机会成本。应_ i _ f j 数据库技术，按照库存管理的一般原则，可以实现库 存的优化管理及货仓的日常业务管理工作，提高库存管理的精度，为各部门提供及时的库存信息。 库存对企业至关重要。在e r p 结成环境下，库存与企业的其它部门关系密切，它贯穿了企业采 购、生产、销售的全过程。图3 6 为库存和其他部门的关系图。库存管理涉及订货管理、仓库管理 及生产计划各个部分，在订购原料时，廊考虑订货批量，尽量使订货费用和运费合理：在发出生产 订单时，也应尽量控制生产批量，使生产组织和调整机器进行作业的成本合理。 一采购两磊习 牛产f = = = 二= 习 雌回j 销售明细i 广l 生产指令j + 外贿外协入库( 退货)生产领料( 退料) 生产 库铺售出库( 退货) l 库存叫细表jl 当前动态库存查一j 毫 图3 6e r p 环境下库存与其它系统信息流程 根据e r p 环境下，通用库存管理信息系统应该具有的功能，以及该公司的需求，确定库存管理 信息系统麻具备的功能有： ( 1 ) 库存管理信息系统要能对企业的收货、发货进行管理。这些是j 车存业务的基本活动，系统应 能反映这种活动，并且对库房中物品的数量及时更新。 ( 2 ) 库存管理信息系统要能对盘点进行支持。库房要不定期盘点，使实物和帐面数一致对应起来。 ( 3 ) 库存管理信息系统要能对保管中的损失进行管理。当有物品在仓库中由于种种原因被破坏 时，系统应能做出反应，是库房中的物品存储信息反映物品库存的真实情况。 ( 4 ) 库存管理信息系统要能对保管期进行管理，对超出保管期的物品要能予以报警，当然这就要 求对每一批进货的需要保质期管理的商品进行保管期的跟踪。 ( 5 ) 库存管理要能对库存序位进行管理，能及时找到物品所在的位置。当一个库房很人时，货区 货位管理显得尤为重要。 ( 6 ) 库存管理信息系统要能对库存物品的情况及时迅速地查询出米，库房信息的迅速及时反映 这也是库存管理信息系统设计的目的之一。 ( 7 ) 库存管理还要支持库存控制，库存缺货干席存超储报警，要能支持多种库存控制方法。 ( 8 ) e r p 环境下的库存，要能支持库存与生产管理系统的接1 3 。 东南火学硕士学位论文 ( 9 ) e r p 环境下的库存管理，要能支持库存管理与财务的接口，要能进行存货核算。 3 4 3 系统功能设计 库存管理系统主要负责公司各种物料的入出库管理，并为生产、采购、销售提供实时的、准确 的库存信息；另外库存管理系统还应提供一些分析预测功能，为采购、生产、销售提供参考决策信 息。 根据系统的要求，确定系统的功能图3 7 所示： 图3 7 库存管理系统功能图 根据以上分析，本系统共分为五个功能模块： ( 1 ) 基础数据维护模块。定义一些基础的公用的信息：物晶信息，完成物品的编码及其它相关 信息的录入、修改、删除；仓库信息，如果仓库分区位，还要设定货区货位，以便实现仓库的多级 管理；人员信息，在库存管理系统中，主要是库管员的信息，从权限的角度考虑。每个库管员都属 于某一仓库，每个人员只能在其权限范周内处理业务：其它基础信息则包括出入库类别的定义、部 门信息维护、物品类别维护，以此实现公司信息的全面管理，也为此系统与其他系统模块的集成和 方便查询。 ( 2 ) 出入库单据管理完成各式入出库单句的录入、修改、删除，同时根据入出库单据，生成仓 库的入出库物晶流量分析。 ( 3 ) 库存信息商询模块，记录库存的实时库存信息，并返同给备部门，为其他部门的决策提供 参考。 ( 4 ) 盘点模块，完成物晶实有鲑的录入、删除、修改、查询，并根据应有量和实有量比较，进 行盘盈盘亏分析，并生成调帐单。 ( 5 ) 统计分析模块实现库存资金分析、库存预警及物品的a b c 类分析。根据上面分析，建立 系统的功能树如图3 8 所示。 第三章库存的概念及其应用 j 牢存管理系统 基础资料 l 入m 库管理l 库存盘点li 库存缆计分析ir j 磊亭吾雨 物品信息维护 仓库信息维护 x 出席类别定义 人员信息维护 物品类别定义 部门信息维护 入措库单维护 一盘点录入 采购入库单 一盘点分析 产成品入库单l 盘点调帐 销售出库单 材料出库单 训拨单 形态转换单 占用资金分析 流量分析 a b c 类分析 库存预警 图3 8 库存管理系统管理功能树 库存信息查询 物品信息查询 入出库单查询 采购入库单查询 产成品入席单查询 销售出库单查询 材料出库单查询 盘点单查询 调拨单查询 形态转换单查询 东南犬学碗 ：学位论文 第四章基于c s 与b s 混合体系结构系统研究及应用 4 1 数据库信息系统体系结构概述 随着计算机技术和网络技术的不断发展，计算机数据库应用系统也得到不断的发展。计算机数 据库应用系统的发展经历了单用户系统、数据文件服务器系统、客户服务器、三层( 多层) 结构的数 据库应用系统。目前，计算机数据库系统已经由基于局域网( l a n ) 的c l i e n t s e r v e r 结构，发展到 基于企业内联网( i n t r a n e t ) 的b r o w s e r c l i e n t 结构，并且正向基于i n t e r n e t 电子商务发展。 单用户系统的数据处理系统无法数据共享，而实际生活中有许多数据和信息的共享需求。计算 机网络的出现使数据共享得以实现。“数据文件服务器系统”就是将一些需要共享的数据文件放到文 件服务器上，各终端通过局域网( l a n ) 进行数据传输，用户间可以实现文件共享。这种模型不提 供多用户应用要求的数据并发性，当某一用户享用一个文件便阻l t 了其它用户同时共享该文件：如 果局域网中多个t 作站请求和发送文件，网络很快就达到信息传送的饱和状态，造成瓶颈，降低整 个网络的性能。所以，以p c 机为主体的文什服务器并不能满足分布式计算的需求。 9 0 年代初非常流行的信息系统运行模式是基于l a n 下的传统的c l i e n t s e l v e t 结构，在这种结构 f ，应= | ；i 系统分为客户机( c l i e n t ) 和服务器( s e r v e r ) ，多个客户端可以共享数据库服务器和打印服 务器，客户机完成用户的交互任务，服务器负责数据管理等。9 0 年代中后期，随着企业规模的扩人， 需要同时与服务器交互的客户端的增加，c s 结构向多层方向发展：另一方面，由于i n t r a n e t 的快速 发展，企业的分散化分布，基于i n t r a n e t 的b r o w s e r c l i e n t 结构数据库应用系统迅速成为热点。当今， 数据库应用系统正向基于i n t e r n e t 电子商务系统发展。 4 2 客户，服务器结构的发展 4 2 1 客户，服务器结构的定义及其技术体系 在技术上，“c l i e n t s e r v e r ”指一个应用程序分布成两个逻辑上分离的部分，每一个部分执行不 同的功能。一般地，客户机进程向服务器进程发出请求为其完成一部分工作。服务器进程的任务是 处理客户机进程的请求并返回结果。典型地，服务器计算机容量更大并且执行速度更快，以更好地 处理来自其它系统的：t _ = 作。客户机进程由于免除了复杂的计算和进行这些处理的开销，从而可以进 行其它有益的工作。客户进程和服务器进程之间的相互作用是协作式的，事项处理是交互式的，其 中客户机为主动，服务器是被动的，其系统模型如下圈4 1 所示。 客户机服务器 客广机进程 堡兰r 服务器进程 t ，i ，一 系统服务系统服务 v 、磊一 硬件硬件 幽4 1 客户h i 务器逻辑模型酗 第l 儿 章皋于c sj jb s 混合体系结构系统研究及应用 在企业应用上，客户服务器技术最普遍的应h | 是在关系数据库方面。大多数数据库产品生产厂 商开发了具有这种技术的数据库管理系统，它把普通的查洵由服务器数据库完成：客户机向服务器 发出查询请求，服务器在本地存储的数据库文件中处理查询并将结果经过网络传送回客户端，其中 比较著名的数据库管理系统有o r a c l e 、s q ls e r v e r 、s y b a s e 等。基于客户服务器技术的数据库管 理系统的技术体系结构如图4 2 所示。 辽亟堕至固 幽4 2 客户服务器环境下数据库应用系统结构 从该结构中可以看出，客户端应用程序要实现与服务端d b m s 的通讯，需要调瑚该d b m s 所专 用的应用程序编程接口( a p i ) ，以把客户端的请求和数据传送给服务器端。在a p i 实现时，又采用 了远程过程调用机制( r p c ) ，该机制的目的是使客户端调用远程进程的服务就像调用本地局域过程 一样。r p c 的实现，又是基于进程间通讯机制( p c ) ，以使得伉于不同机器的进程间进行消息的传 递。对丁不同的操作系统和网络，其采用的进程间通讯机制有所不同。例如，在o s ，2 上的m i c r o s o f t s q ls e r v e r 使用命名管道作为它的i p c 机制，在u n i x 上的s y b a s es q ls e r v e r 使用t c p i p 套接 字，m i c r o s o f ts q l s e r v e r f o r w i n d o w s n t 可以使用多个i p c 机制，包含命名管道、t c p l p 套接字、 s p x 和b a n y a nv i n e ss p p 。而进程间的通讯机制义需要依靠网络协议来进行数据的传输。在服务器 端，数据库管理系统般创建不同的线程来为不同的客户端连接服务，这样使得客户端的请求能得 到及时的响应。 4 2 2 传统的两层c s 结构 传统的c s 结构如图4 3 所示的两层结构，这种结构的系统在很长一段时间内1 f 常流行并且满 足了人们的应j ；f j 需求，但随着c l i e n l s e r v e r 应用系统客户端数量的增加，客户端软件使用的复杂性 增加，系统更新和使用的维护工作量大等缺点很快显露出来。主要体现在如f 儿个方面： ( 1 ) 执行效率难以满足客户的日益膨胀的需求。当连接到数据库服务器中的客户端由数十到数百 时，数据库服务器的执行效率会显并降低。 ( 2 ) ，维护成本较大。因为如果企业逻辑在服务器端运行，则会降低服务器的执行效率，要提高效 率，就必须对服务器的硬件进行升级，提高主机( 即服务器) 的性能，而这些土机非常昂贵，维护 费用也很高：如果在把企业逻辑在客户端，则需要提高每个客户端配置；另一方面，如果要修改企 业逻辑，必须修改每一个客户端，维护成本必然提高。 ( 3 ) 难以满足客户潜在的需求。由于 n t e m e t 的发展和电子商务的兴起，目前优秀的系统必颈考虑 2 9 东南火学砸i ：学位论文 i n t e r n e t 上的潜在的需求，满足用户埘浏览器浏览利处理信息的需求。 ( 4 ) 对大规模应用系统难以胜任，因为不具备负载平衡能力。 一i i 圄 客户端p c l 一i l 蚕 凰移囤圈 客户端p c数据席服务器 商业逻辑层 表示堪 i 应用：存储过程i 数据服务 4 2 3 三层( 多层) c s 结构 图4 3 传统蹲层c s 结构 由于上面所提到的两层c s 结构存在以上诸多缺点，所以提出了二层c s 结构，如图4 4 所示。 三层结构的优点有： 客户端p c 圈4 4 三层c s 结构 ( 1 ) 在两层结构中，企业逻辑无论放在客户端还是放在数据库服务端都不合适，而在三层结构中， 就把这些企业逻辑规则放在中间应用程序服务器上。前端埘户只与应用服务器服务程序连接，应瑚 服务器再与数据库连接。对于数据库来说，数据库直接f 户只是应用服务器的数日，原来二二层结构 中人量数据库用户的开销就大为减少，这样就可以采用一般的服务器或者工作站组成图4 , 4 所示的 计算模式，取代传统c s 结构中的主机，将给用户带来了直接费_ 【| j 节省。 ( 2 ) 客户端应用程序只负责用户界面的处理操作，不需要雨安装其它的软件，只有一个单纯的e x e 文件及必须的系统d l l 文件，当修改应用程序之后，只要把修改后的执行文件通过网络复制到前端 即可，不需要亲自到每一台前端的电脑上重新安装一次。另外，如果数据库驱动的设定必须改变， 你只要改变应用程序服务器上的数据库驱动参数设定即可。 ( 3 ) 系统负载平衡能力。在繁忙的分布式系统中，一个应用服务器往往不能满足，此时就需要多个 应用服务器协同承担服务任务。当某个客户端需要建立连接时，系统“调度机制”就会根据服务器 的负荷情况，分配一个适当的应用服务器与之建立连接。从总体上看，大量的服务器就被分布到不 同的麻_ j 服务器中去执行。 ( 4 ) 系统容错能力。当使用中的应用服务器在运行过程中出现故障时，客户端的程序调_ l l j 就会出现 错误，一口出现这种情况，“调度机制”就会在网络中寻找一个提供同样服务且运行正常的应j j 服务 3 0 第叫章幕于c sj jb s 混台体系结构系统研究及应用 器，如果找到，就会把客户端连接到这台无故障的应用服务器，从而实现系统的容错能力。 另外，该型系统具有良好的扩展性、易于转化为b s 结构的优点，下面将会叙述。 4 2 4 三层b s 结构到四层b s 结构的发展 b s 结构信息系统以浏览器作为前端信息交互工具，通过 n t e m e t 技术，在i n t r a n e t 上构筑数据 库，把数据库与w e b 联系在一起，为客户提供动态的数据处理。w e b 服务器接受客户端h t l - p 请 求，然后根据应用逻辑将这个请求转化为数据库请求后与数据库进行交互，并将交互结果传送给客 户。 三层b s 结构，如图4 5 所示。系统由b r o w s e r 客户端、w e b 服务器和数据库服务器三部分组 成。w e b b r o w s e r 客户端通过浏览器发出访问w e b 的h t 丁p 请求，由w e b 服务器接受客户的请求， 然后通过w e b 服务器数据库接口访问后台的数据库服务器，由数据库服务器处理查询请求，将数据 查询结果返回给w e b 服务器，最后由w e b 服务器将结果转化为h t m l 脚本形式传回客户端的浏览 器。 图4 5 三层b s 结构 四层b s 结构就是在w e b 服务器和数据库服务器之间增加应用服务器，应用服务器的作用与 c s 结构中应用服务器类似。不再赘述。 4 2 5c s 和b s 混合结构系统运行模式 c s 结构是基于局域网l a n 环境下的，数据传输采用t c p i p 协议，具有较强的数据操纵承l 事 务处理能力，对数据的安全性和完整性要求较高。虽然c s 结构由两层到三层( 多层) 性能大有提 高，但仍有一些缺点，如：处与局域网内具有封闭性：开发成本高、兼容性差、客户端仍然需要安 装，维护不易、升级斟难、用户界面不统一等。 b s 结构，客户端软件简化到只需要安装统一的浏览器软什，简单易行，极大方便了网络管理。 b s 结构具有更大开放性和通用性，它不仅易丁维护、开发成本低、培训成本大大下降、而且保护 企业的原有投资，更具有扩展性好、移植性强、最大程度地实现资源共享等诸多优点。b s 结构系 统采用t c p i p 协议和h t t p 协议，h t t p 协议的格式是h t m l 文本形式，传输量大，会影响系统的 效率；另外，以文本格式传输，难以加密，信息系统的安全性难以保证。基于以上考虑，所以提出 基于c s 和b s 混合结构的信息系统。 c s 和b s 混合结构系统如4 6 所示。这种结构，只是在原米的三层c s 结构中增加了w e b 服 务器，以接受b r o w s e r 客户的h t t p 请求，它保证了应用服务器中封装的企业逻辑程序能够完全重 用。 c s 和b s 混合结构，将c s 和b s 模式融丁体，不仅发挥了c s 模式事务处理能力强、效 3 l 】凰圈圈醴驿多辅 慢一 刁鞠阻筒岁器凰 吒 凰善一 东南火学硕+ i 学位论文 率高的特点，而且充分利用b s 模式网络易扩性和分布式的特点，两者的融合具有更大的优势和发 展前景。对外企业充分利埘i n t e r n e t 下b i s 模式的开放性、通用性和统一性，保证了企业对外部 的开放性和形象的统一性，便于企业内部的客户访问企业以外的信息资源，也方便外部的访问者对 企业信息的提取和互动，保证企业在信息化的经营环境中实现完全的信息对称；对于企业内部来讲， 充分发挥c s 模式的专_ ； j 性、安全性和高效性，有效提高内部信息共享程度和获取便利程度，同时 满足对保密和倍息提取方式的多样性要求。 b r o w a e r 客户端 盹b j l l 务嚣 4 3 分布式对象技术 图4 6c s 和b s 混合结构 分布式应用与它们的非分布式版本比起来具有很大的可扩展性。如果整个复杂应j ；3 的逻辑结构 可以用一个简单的模型来表示，那么仅仅只有一种方法米增加整个系统得工作效率：j = | j 更快的机器， 而无法应用本身进行调整。虽然现在的服务器和操作系统升级很快，但是多买一个同样性能的机器 还是比将服务器的速度升级为原来的两倍所花的钱少。有了一个设计适当的分布式应用系统，一台 功能不怎么强大的服务器就能够运行所有的部件。当负载增加时，可以将一些部件扩展到价格便宜 的附加的机器上。 在开发分布式多层应) = j 系统时所采用的分布式对象技术中，目前最流行的有以f ) l 种：微软的 c o m d c o m 、s u n 公司的r m i ( 远程方法调用) e n t e r p r i s ej a v a b e a n 、o m g ( 对象管理组织) 的 c o r b a 等。下面将对这几种分布式对象技术标准进行简要的研究介绍： 1 、o m g 的c o r b a c o r b a 全称是公共对象请求代理体系结构( c o m m o no b j e c tr e q u e s tb r o k e r a r c h i t e c t u r e ) ，它是 一组标准，t l _ | j 来定义“分布式对象系统”，由对象管理组o m g ( o b j e c t m a n a g e m e n t g r o u p ) 作为发 起和标准制定单位。o m g 由7 0 0 多家公司和单位组成，儿乎包括了所有有影响的公司。c o r b a 的 目的是定义一套协议，符合这个协议的对象可以互相交互，不论它们是用什么样的语言写的，不论 它们运行于什么样的机器禾操作系统。 第旧章基十c s 与b s 混合体系结构系统研究及应用 图4 7c 0 r b a 的组成 c o b r a 是o m g 提出的分布式对象技术标准，其总体框架比较复杂，该体系包括四大要素，即 应用程序对象、公共工具、对象请求代理、对象服务，其组成如图4 7 所示，该图表示了客户、服 务的执行对象与o r b 接口问的关系。o r b 能识别的协议是o m g 的接口定义语言i d l ，它可完整地 确定部什的接口即客户所需使用接口的全部信息。 2 、微软的c o m 巾c o m t c o m + ： c o m 技术是m i c r o s o t r 独家做的，是在w i n d o w s3 1 中最初为支持复合文档而使用o l e 技术上 发展而来，经历了o l e2 c o m 、a c t i v e x 、d c o m 、和c o m + 等几个阶段，目前c o m + 把消息通讯 模块m s m q 和解决事务处理的交易模块m t s 都入其中，是分布对象计算的一个比较完整的平台。 c o m 定义了部件和它们的客户之间互相作用的方式，它使得部件和客户端无需任何中介就能相 互联系，它使进程间的通信能够以一种完全透明的方式进行：它截取从客户进程来的调j = i j 并将其传 送到另一进程中的部件。图4 8 表明了c o m d c o m 运行是怎样提供客户进程和部件之间的联系的。 图4 8 不同进程中的c o m 部件 当客户进程和部什位于不同的机器时，d c o m 仅仅只是用网络协议米代替本地进程之间的通信 无论是客户还是部件都不会知道连接它们的路线比以前长了许多。图4 9 显示了d c o m 的整体结构： c o m 运行库向客户平部件提供了面向对象的服务，并且使用r p c 和安全机制产生符合d c o m 线路 协议标准的标准网络包。 幽49d c o m ：小同机器二中的c o m 部件 东南大学硕【学位论文 目前c o m + 把消息通讯模块m s m q 和解决关键业务的交易模块m t s 融入了其中，是分布对象计算的 一个比较完整的平台。其结构如图4 1 0 所示。 1 、c o m + 不仅提供事务属性和