（系统分析与集成专业论文）基于web的大气资料管理信息系统的研究与开发.pdf

学位论文独创性声明 本人郑重声明： 1 、坚持以。求实、创新”的科学精神从事研究工作 2 、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究 成果 3 、本论文中除引文外。所有实验、数据和有关材料均是真实的 4 、本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构 已经发表或撰写过的研究成果 5 、其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示 了谢意 作者签名。丛电盘蠡 日期：专别 学位论文使用授权声明 本人完全了解南京信息工程大学有关保留、使用学位论文的规 定，学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论 文的电子版和纸质版；有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制 并允许论文进入学校图书馆被查阅；有权将学位论文的内容编入有 关数据库迸行检索；有权将学位论文的标题和摘要忙编出版。保密 的学位论文在解密后适用本规定 作者签名：约：建趟 日 期：2 迪z ：逸 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解南京信息工程大学有关保留、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、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守次规定) 作者签名：自：抛自 日 期：x “) ，2 矗 导师签名：壑堕查： 日期：婴21 ：丝 妻室笪墨三堡查兰里兰堡圭丝塞墨盟堕盔皇塞塾篁望笪星墨丝要塞兰茎茎 摘要 进入二十一世纪之后，管理信息系统已在社会各个行业得到广泛应用，大 批的以信息技术为依托的行业不断涌现，许多传统行业也纷纷利用信息技术拓 展业务，重组业务流程，使传统行业焕发出勃勃生机。随着网络的发展普及， 气象部门也需要不断提高对气象资料的管理水平，运用管理信息系统对传统气 象资料进行计算机网上管理可以节约大量人力、物力和财力，因此气象管理信 息系统己经成为气象部门实现资料共享、节省资源、提高效率的重要手段。本 论文对资料数据进行合理的分类组织，建立了大气资料管理信息系统。该系统 以p h p 4 0 ( p e r s o n a lh o m ep a g e 4 o ) 作为系统的开发工具，以m y s q l 作为底 层数据库管理软件，利用人工手动采集资料的原始数据信息，采用自顶向下的 系统设计方法，实现了大气资料信息的网上服务与管理。 论文着重阐述了该系统的应用领域和应用前景、大气资料管理信息系统的 结构、信息的采集和各功能模块。经分析，对资料中心不合理的工作流程进行 了重组，绘制出了合理的系统数据流程图，依据大气资料分类法，将资料信息 进行分类采集，录入数据库。在整个系统设计中采用了目前较为流行的主流设 计思想，利用了先进的网络技术、通信技术、数据库技术，综合考虑了数据资 料的信息安全，最终实现了本系统的设计。该系统已经在南京大气资料中心试 用，得到了很好的效果，并且于2 0 0 6 1 2 月获得南京信息工程大学科技进步奖 一等奖。 关键词；数据共享，管理信息系统，w e b ，查询优化 第1 页 南京信息工程大学理学硕士论文基于w e b 的大气资料管理信息系统研究与开发 a b s t r a c t w i t ht h ec o m i n go ft h e2 1 s tc e n t u r y , t h em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mo m s ) h a sb e e nw i d e l ya p p l i e di ns o c i a le a c hp r o f e s s i o n a tt h es a m et i m e ，b e c a u s el a r g e q u a n t i t i e so ft h ep r o f e s s i o nw h i c hd e p e n d so ni n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yh a se m e r g e d a n di nr i s eo fi tm a n yt r a d i t i o n a lp r o f e s s i o n sw h i c hr e o r g a n i z i n gs e r v i c ef l o wa l s o h a v ed e v e l o p i n gs e r v i c e ，t h i sc a u s e st h et r a d i t i o n a lp r o f e s s i o nt og l o wf u l lo f v i t a l i t y a l o n gw i t ht h ep o p u l a r l yd e v e l o p m e n to fn e t w o r k ，n 把m e t e o r o l o g i c a ld e p a r t m e n t a l s on e e d st oe n h a n c eu n c e a s i n g l yt h em a n a g e m e n tl e v e lt om e t e o r o l o g i c a ld a t aa n d a p p l y i n gm i s t om a n a g et h et r a d i t i o nm e t e o r o l o g i c a ld a t ao n - l i n ei sa b l et os a v et h e m a s s i v em a n p o w e r , t h ep h y s i c a lr e s o u r c ea n df i n a n c i a lr e s o h r c 宅s om e t e o r o l o g y m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o n s y s t e m h a sb e c o m ea n i m p o r t a n t m e t h o do ft h e m e t e o r o l o g i c a ld e p a r t m e n tr e a l i z i n g m a t e r i a ls h a r i n g , s a v i n gr e s o u r c e sa n d e n h a n c i n gt h ee f f i c i e n c y n 圮p a p e rh a se s t a b l i s h e dm e t e o r o l o g ym a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e ma f t e rr e a s o n a b l yc l a s s i f y i n ga n do r g a n i z i n gt h em a t e r i a ld a t a t a k i n gp h p 4 0a st h et o o l o fs y s t e md e v e l o p m e n t ，m y s q la sf l o o rd a t ab a n k a d m i n i s t r a t i o ns o f t w a r ea n du s i n gt h em a n u a lg a t h e r i n gm a t e r i a lp r i m a r yd a t a i n f o r m a t i o na n dd e s i g nm e t h o df r o mu pt od o w n ，t h es y s t e mh a sr e a l i z e dt h es e r v i c e a n dt h em a n a g e m e n to f t h ea t m o s p h e r ed a t ai n f o r m a t i o no n - l i n e 1 1 l ep a p e re m p h a t i c a l l ye l a b o r a t e da p p l i c a t i o nd o m a i na n da p p l i c a t i o np r o s p e c t o ft h i ss y s t e m ，t h es y s t e ms t r u c t u r eo fa t m o s p h e r ed a t am i s ，i n f o r m a t i o ng a t h e r i n g a n dv a r i o u sf u n c t i o n sm o d u l e a f t e rt h ea n a l y s i s ，t h es y s t e mh a sr e o r g a n i z e dt h e u n r e a s o n a b l ew o r kf l o wo ft h em a t e r i a lc e n t e fa n dd r a w nu par e a s o n a b l es y s t e m d a t af l o wg r a p h b a s i n go nt h ea t m o s p h e r ed a t ac l a s s i f i c a t i o n , i tc a r r i e so nt h e m a t e r i a li n f o r m a t i o nc l a s s i f i e da n dg a t h e r e d ，t h e ni n p u t st h e mi n t od a t a b a s e i th a s f i n a l l yr e a l i z e dt h ed e s i g no f t h i ss y s t e mb ym o r ep o p u l a rm a i n s t r e a md e s i g nc o n c e p t a tp r e s e n ti nt h eo v e r a l ls y s t e md e s i g na n dt h et e c h n o l o g yo fa d v a n c e dn e t w o r k i n g ， t h ec o m m u n i c a t i o na n dt h ed a t ab a n k , t h eo v e r a l le v a l u a t i o nd a t am a t e r i a l i n f o r m a t i o ns e c u r i t ya f t e ro v e r a l le v a l u a t i o nt h es e c u r i t ya b o u td a t am a t e r i a l i n f o r m a t i o n t l l i ss y s t e ma l r e a d yh a sb e e nt e s t e di nt h en a n j i n ga t m o s p h e r ed a t a c e n t e r , o b t a i n e dt h ev e r yg o o de f f e c ta n dw i n f i r s ta w a r do f t h en u i s tt e c h n o l o g i c a l a w a r di nf e b r u a r y2 0 0 6 k e yw o r d s ：d a t as h a r i n g ，m i s ，w e b ，q u e r yo p t i m i z a t i o n 第2 页 南京信息工程大学理学硕士论文基于w e b 的大气资料管理信息系统研究与开发 第1 章绪论 1 1 系统研究背景 当前，人类社会的生产力已经经历了资源开发水平、能源开发水平阶段，现在正在跨 入信息资源开发水平的新时代。信息技术正在从整体上影响世界经济和社会发展的进程。 信息技术的发展、应用和教育水平已经成为衡量社会进步的重要标志。近几年来，由于科 学技术特别是信息技术的迅速发展，一个以知识和信息为基础、竞争与合作并存的全球化 市场经济正在形成，这一切都标志着知识经济时代的到来随着我国市场经济体系的建立 和完善，对现代企业来说，面对日益激烈的市场竞争，瞬息万交的客户需求和越来越大的 国际竞争压力，企业迫切需要通过引入新的管理思想和现代化管理手段来改变传统的管理 模式，提高企业管理水平，以期在市场中取得竞争优势。在这种时代背景下，管理信息系 统的发展与应用在我国兴建是一种必然的趋势【l l 。 管理信息系统是- f l 新的学科，它是依赖于管理科学和技术科学的发展而形成的。1 9 4 6 年世界上第一台计算机问世以来，计算机迅速发展，大规模的集成电路、微电子、激光技 术、计算机网络与通讯技术成为信息处理的有效工具和手段，使信息处理日新月异。功能 强大的巨型、大，中，小、微型机等设备，为用户提供了良好的管理环境，为办公室、商 业、银行、企业、政府部门及网上服务部门展示了信息管理的美好前景计算机网络和通 讯技术相结合，使计算机技术成为信息科学与信息产业中的核心部分1 9 5 4 年美国通用电 气公司第一次在电子计算机上计算职工工资。这是电子计算机首次进入管理业务。从5 0 年代末期开始，计算机越来越多地用于信息管理。6 0 年代，在一些技术比较发达的国家中， 如美国，日本等出现了使用计算机的热潮。7 0 年代中期，开始建立信息管理系统，使管 理水平不仅有深度( 提高的程度) 的含义，而且有了广度( 普及程度) 的含义，这就要求把众多 的计算机通过线路联合起来集中调用，协同进行信息处理，提供广泛的服务，以提高管理 组织，管理方法和管理工作的效率。进入8 0 年代以来，世界的经济发展进入个激烈竞 争的年代，国内外管理信息系统也得到了迅速发展。 科学数据是人类社会科技活动所产生的基本数据、资科，以及按照不同需求而系统加 工的数据产品和相关信息，具有明显的潜在价值和可开发价值，并在广泛应用过程中得以 增值，是信息时代最基本、最活跃、影响面最宽的科技信息资源嘲。开展科学数据共享不 仅是当代科技创新与发展的迫切需求，也是经济与社会协调可持续发展的一项重要的基础 性支撑。气象科学数据以其广泛的应用需求和较好的业务基础，被列为国家科学数据共享 工程的首批试点。 气候是自然环境的组成部分，也是人类活动最重要的环境条件。当前，气候变化和极 端天气与气候事件正威胁着世界各国的社会经济发展和人民生命财产的安全，严重影响着 全球可持续发展战略目标的实现。维护气候系统的均衡，统筹人与自然的关系，已成为当 今世界高度关注的重大议题之一。而描述大气及其相关圈层状态和特征的气象科学数据， 不仅是气候系统相关学科的研究基础，也是国家经济建设，社会发展、国防建设、环境保 第3 页 南京信息工程大学理学硕士论文基于w e b 的大气资料管理信息系统研究与开发 护、生态建设和人民生活不可或缺的重要信息。在全球信息化和经济一体化的知识经济时 代，科学资料和信息作为科学可持续发展的重要战略资源，在提高国家科技竞争能力、推动 国家科技进步与创新、满足经济增长、国家安全、社会发展和繁荣等方面有着显著的作用。 众多学科中，大气科学的研究更加强烈地依赖大量的资料和海量的信息。但由于我国资料管 理、共享机制的不健全，资料的大量囤积与严重缺乏现象并存，重复、浪费现象十分严重。 我国科技管理层已经认识到，在导致我国科技创新能力和国际竞争力较薄弱的诸多制约因 素中，科技资源使用效率低下与重复浪费已成为突出的瓶颈之嘲。 近2 0 年来，美国、英国、法国、加拿大、日本等一些国家，先后通过国家政策的引导与 投入实行了非保留科学数据的共享，并通过发布科学数据共享的法规加强对科学数据的采 集、管理、发布和服务工作。作为一个发展中大国，我国要参与全球合作与竞争，就必须切 实提高我国的科技竞争能力。实施科技数据共享，尽快形成良好的科技竞争环境是有效支撑 我国继续增强科技竞争能力和经济发展水平的必备条件。数据资源凝聚着人类科技活动、 社会活动和经济活动的价值，而其价值又通过效用来满足人类生存与发展的需求。而且数据 资源在广泛应用过程中实现数据拥有者对其获取最大效用的追求，使得社会广泛需求的数 据，在面向全社会共享的结果是效益巨增m 近年来，科学资料的管理和共享机制的完善，已 引起我国政府有关部门较高的重视。 2 0 0 1 年1 2 月，在科技部的支持下。中国气象局发布了气象资料共享管理办法，开 始实施气象科学数据共享试点工作，通过网络、介质拷贝等多种形式为各领域用户提供公 益性共享服务 中国进入w t o 后，许多中小企业和部门为了提高企业部门的运行效率。降低企业部 门的管理成本，他们开始开发自己的管理系统，但是在开发管理信息系统中需要注意以下 几点：( 1 ) 不求全但必须从目前企业的管理现状出发，所开发的系统能够满足企业部门 的需求。( 2 ) 可维护性，企业部门的管理模式会根据实际情况做出调整，这就需要系统也 能做出相应的调整，这种调整要简单易行，这就是说系统的可维护性好以及后期维护费用 低。( 3 ) 可操作性，所开发出的系统应便于操作人员的操作，尽量减少工作人员的输入。 ( 4 ) 实现企业部门信息化的目的。 因此大气资料管理信息系统己经成为气象部门管理资料的重要手段。大气资料管理信 息系统是对气象信息进行加工处理，采用管理信息系统的开发方法，基于网络建立的数据 共享系统，形成气象科学数据共享服务网的子网，服务于气象科学事业。 1 2 问题的提出与开发目的 1 2 1 目前资料中心现状分析 ( 1 ) 信息量多。在中围，气象科学数据是历史年代最长、保存最完整、系统性最强的地球 信息资源之一，中国由于其特殊的地理位置和自然状况的多样性，尤其拥有丰富的人文记 录和自然记录。该数据库目前容量为5 0 0 多g b ，随着时间的延伸，资料还会不断增多。耍 从这庞大的信息资源里筛选出符合用户需要的信息，需要花费大量的时问，丰富的信息资 第4 页 南京信息工程大学理学硕士论文基于w e b 的大气资料管理信息系统研究与开发 源给用户造成了杂乱无章的感觉。 ( 2 ) 资料数据缺乏统一的数据库管理平台。气象资料数量庞大，而且每年数据增量很大， 资料中心现在只完成了资料的收集，没有对资料数据进行加工处理，也没有一种科学统一 的数据存放形式，以至于资料管理无所适从，资料查询和服务效率极低。 ( 3 ) 无网上资料查询途径。资料中心缺乏资料的网上交互式查询途径，用户要了解资料中 心资料的具体情况必须打电话或上门咨询，这种工作方式既加大了工作人员的工作量又不 能让用户对大气资料形成系统、全面及深层次的认识，影响了瓷料共享和科研工作的推进。 ( 4 ) 无法实现网上资料选用。用户在互联网上阅读资料中心的资料通讯后，无法直接进行 网上实时选用，不能自动形成资料选用订单，交互性差。 ( 5 ) 系统管理维护困难。由于缺乏资料的科学管理途径，伴随着资料的不断增多，资料中 心无法实现资料的及时分类、分档管理。资料管理没有统一的标准，管理维护较难。 以上分析表明，如何进一步提高资料中心的科学管理水平，有效发挥气象资源优势， 实现资源共享，增强资料中心服务工作的能力，采用现代信息技术对大气资料进行科学有 效的管理显得尤为重要。 二十一世纪的今天，管理信息系统己在社会各个行业得到广泛应用，随着网络的发展 普及，企、事业单位也需要不断提高对气象资料的管理水平，运用管理信息系统对传统资 料信息进行计算机网上管理可以节约大量人力、物力和财力，并且可以实现信息共享。因 此基于网络的大气资料管理是气象部门管理资料信息的一个非常重要的环节。 1 2 2 开发目的 科学数据共享的总体技术框架主要有三大部分构成：科学数据共享标准化体系、科学 数据中心和科学数据共享服务网脚。各领域科学数据共享服务网通过网上连接形成科学数 据共享服务网络体系。 目前南京大气资料中心有全球大气、海洋、海冰、积雪、臭氧、国内外大气科学试验 课题考察和成果等多种数据和图像的资料；它既有全球、系统的数据，也有区域性、短期 的、专注某一领域的资料，还有科普教学软件等。该数据库目前容量为5 0 0 多g b ，随着时 间的延伸，资料还会不断增多。如此庞大的科学数据信息需要一个好的管理平台，也需要 给科研人员、企事业单位一个共享资源的平台。 到了二十一世纪，一切的经济活动都离不开信息，离不开计算机。计算机通信、微电 子和软件技术为宏观经济信息的采集、传输、共享、调用，分析和综合处理等提供了全新 的技术手段。将计算机技术应用于企业管理建立管理信息系统，可以使企业决策者能及 时地从系统中获得进行决策所需要的真实数据。另一方面随着全球化信息网络的普及和信 息技术的突飞发展，国内外科学数据共享的需求也日趋迫切，将计算机技术与网络技术应 用于大气资料信息管理，建立网上大气资料管理信息系统，能使各气象部门和决策者能及 时地获得所需要的资料的真实信息，提高科学数据的全球化共享服务能力和资料管理的效 率。因此本论文就是在这样的外部与内部环境下，基于南京大气资料中心的需求开发了这 套系统。 第5 页 南京信息工程大学理学硕士论文基于w e b 的大气资料管理信息系统研究与开发 1 3 课题研究的意义 ( 1 ) 提高科学基金使用效益，避免基础研究资料重复投资，以期充分利用。作为资助我国 基础研究和应用基础研究的主要部门之一，国家自然科学基金委员会每年资助众多的各类 研究项目，涉及到众多珍贵的科学数据和资料，如何管理和利用这些宝贵的国有资源，解决 资助项目中基础研究资料存在重复投资、不能充分利用等弊病，提高科学基金使用效益，是 科学基金管理中一个重要的问题。尤其对于科学研究强烈依赖并产出大量观测资料的地球 科学、生命科学等领域，科学数据的管理和利用效益问题更显突出。 ( 2 ) 寻找利用计算机技术、数据库技术和网络技术实现大气资料信息的网上分类查询、订 购和自动化管理解决方案。 ( 3 ) 结合其他国家资料服务中心建设和管理的经验，逐步完善资料中心资料自动化管理、 资料信息发布和更新，加强网上用户的交互性，提高在线服务水平。实现资料最大化的共 享。 1 4 论文的主要工作及研究内容 1 4 1 本课题的主要工作 本课题的主要工作有： ( 1 ) 对资料信息管理中的信息采集，数据管理，数据库的设计等各项理论进行详细分析， 按照业务流程重组的理论，重新制定资料中心各项业务的处理流程。同时根据新的需求， 对资料中心信息的组织结构进行重新整合。 ( 2 ) 对系统的各个模块进行划分，确定各个模块所具有的功能。 ( 3 ) 采用模块化方法对系统模块进行描述，确定各模块的输入、输出和各模块之间的关系。 ( 4 ) 对c s 、b s 模式进行比较，并进行选择。使用选择的数据库工具和开发工具建立系 统数据库，完成资料数据库的开发。 ( 5 ) 遵守管理信息系统的开发方法，完成大气资料管理信息系统的开发。 1 4 2 主要研究内容： 本论文共分八章 第一章：绪论。提出要解决的问题，介绍系统开发背景，主要研究内容，论述了所开发系 统的目的和意义等。 第二章：基于w e b 的管理信息系统概述。 第三章：系统的总体架构。 第四章：系统总体设计。包括需求分析，通过对系统用例的分析提出系统的各种需求。系 统软硬件配置方案设计、功能结构图设计、数据流程图设计。 第五章：系统数据库设计。通过对数据库进行分析，详细介绍了系统底层数据库的设计过 程包括从用户需求、概念结构、逻辑结构到物理结构的设计，同时对数据库的接口也进行 了设计。 第六章：系统实施；通过对系统进行分析后进行了代码设计、输入输出设计和处理过程设 第6 页 南京信息工程大学理学硕士论文基于w e b 的大气瓷料管理信息系统研究与开发 计。采用速成原形式的程序开发方法进行了程序设计和调试。系统进行了试运行。完成了 大气科学资料数据库建设、在线帮助、用户管理、资料查询、资料定制和系统后台管理等 功能。 第七章：系统的安全机制。 第八章总结与展望：归纳总结了整个论文工作的主要研究成果，在此基础上对系统的进一 步发展和完善提出了建议。 第7 页 南京信息工程大学理学硕士论文基于w e b 的大气资料管理信息系统研究与开发 第2 章基于w e b 的管理信息系统概述 2 1 管理信息系统的基本概念 2 1 1 信息 信息是各类管理系统最基本的元素，是对各种客观事物的状态、过程的描述形式，同 时这种形式对人们是有用的 e l 。 当今世界，人们将物质、能源和信息视为社会发展最重要的三大要素。没有信息的获 取、传递、处理和再生，人类社会就像一潭死水，停滞不前。信息己成为企、事业单位发 展不可缺少的重要资源 2 1 2 系统 系统是指有若干相互联系、相互制约的独立成分组成的一个有机整体。在资料中心，像 资料、快讯、工作人员、资料管理方法和用户等组成一个整体，就是一个系统，系统具有 整体性、目的性、关联性和层次性等特性【7 】。 2 1 3 管理信息系统 管理信息系统( m s ) 是一个以人为主导，利用计算机硬件、软件、网络通信设备以 及其他办公设备，进行信息的收集、传输、加工、存储、更新和维护，以增强企业战略竞 争能力，提高效益和效率为且的，支持企业高层决策、中层控制、基层运作的集成化的人 机系统。 m i s 不仅仅是一个技术系统，而是把人包括在内的人机系统，是一个管理系统，是一个 社会技术系统。 2 1 4 基于w e b 的管理信息系统w 曲m i s 自从计算机的应用从数值计算向业务处理方面发展，管理信息系统就逐渐成为计算机技 术应用的重要领域。随着计算机和网络技术以及数据库技术的迅速发展，管理信息系统已 经从过去的单机系统发展到现在的基于网络的分布式结构。同时，管理信息系统的体系结 构经历了从终端主机结构( t e r m i n a l m a i n f r a m e ) 到客户机服务器( c l i e n t s e r v e r ) 结构， 从客户机，服务器( c l i v n t s e r v e r ) 结构到浏览器，服务器结构( b r o w s e s e r v e r ) 的两次变迁。 所谓基于w e b 的管理信息系统w 曲m i s 是一种主要由w e b 的h t m l 文档组成的系 统。它由h t m l 来组织信息，包括文字、表格、图象等多媒体信息，这些信息的组合构成 w e b 的一个页面，通过超文本传输协议h t t p 在w e b 服务器和浏览器之间传送h t m l 页 面，从而实现信息的交换m 2 2 管理信息系统的特点 2 2 1 管理信息系统的一般特性 1 、整体性，这特性是由管理信息系统自身的本质特征决定的，它一方面是指管理信息系 统在功能上的整体性，另一方面是指开发和应用技术步骤上的整体性。 根据这特性，尽管人们所开发的某些管理系统的实际功能仅仅可能是针对某个部门 第8 页 南京信息工程大学理学硕士论文 基于w e b 的大气资料管理信息系统研究与开发 的管理工作，但也必须从服从全局的角度规划系统的功能。如果在开发的时候不作总体考 虑，而是想到一点做一点，那么到一定阶段很快会发现漏洞，就需要作大幅度修改，甚至 要从头做起，造成资金的浪费和开发周期的延长。如果对有些问题己开始就能通盘考虑， 那么到后面处理起来就比较简单。当然，这并不是要求系统的开发者必须将所有需求都明 确以后才能动手开发系统。只是强调：开发者事先至少要对系统各主要模块划分作好整体 安排。此外，如果事先不设计好整体的开发步骤和方法，各单项开发和应用也会出现不一 致或不兼容的情况。 2 、辅助管理，决策支持的特性。在管理工作中应用计算机只能辅助人工管理，提供有用的 报告，支持领导人员决策。计算机辅助管理支持决策的基础是人工管理工作。使用复杂技 术建立起来的一个高效率的管理信息系统很难支持一个有效性差的信息管理过程，因而要 发挥管理信息系统辅助管理、支持决策的功能，人工管理工作必须有相应的管理思想、管 理方式和管理流程。 3 、计算机为核心的特征。管理信息系统是一个人机系统，它的开发、应用虽然都是人工进 行的，但是它与人工利用其他手段进行信息处理有着明显的区别，没有计算机就很难充分 运用如管理学等现代化的科学管理方法来驾驭管理工作，很难充分利用信息资源。 4 、动态特性。作为管理信息系统基础的信息具有时效性；信息系统作为系统具有关联性。 当系统的某一要素( 如系统的目标) 发生变化时，信息系统也会随之发生变化。因而信息 系统的建立并不是一劳永逸的事情，需要在实际运用中不断完善和更新。特别是当系统的 功能目标或运行环境发生根本变化时，就会提出建立新系统的要求。这标志着旧系统使命 的结束，急需新系统的孕育和诞生。这就是所谓的管理信息系统生命周期，这样也就要求 建立、修改系统的时间尽可能的短，以相对延长系统正常运行时间，提高系统效益 2 2 2 基于w e b 的管理信息系统的特点 基于w e b 的应用在短短几年内受到欢迎并且迅速地推广，越来越多的传统的管理信息 系统在向w e b 平台移植，原因有很多方面，具体来讲。基于w e b 的管理信息系统有以下一 些显著的特点： l 、由于w e b 支持底层的t c p , q p 协议，使基于w e b 的系统具备开放性。解决了异构系统问 的无缝连接； 2 、使用浏览器作为统一的用户界面，解决了c $ 结构中客户端程序具备开放性和跨平台性； 3 、应用程序的开发周期大大缩短，开发费用降低，这主要是由于以浏览器作为客户端的要 求，降低了投资和使用成本；而开发浏览器客户端界面比起c $ 结构下的客户端界面要容 易快捷； 4 、易于维护和升级。由于客户端无需专用的软件，维护人员不再为程序的维护工作奔波于 每个客户机之问，当系统升级时只需更新服务器端的软件。 5 、用户操作简便。用户界面是统一的浏览器界面，用户无需培训就可以迅速使用 6 、因为基于i n t e n 1 e t 的w e b 技术，更适合于网上发布信息，拓展了传统的c $ 结构下的功 能，适应了i 曲玎n e t 时代的需要。 第9 页 南京信息工程大学理学硕士论文基于w e b 的大气资料管理信息系统研究与开发 2 2 3 大气资料管理信息系统的主要特征 大气资料管理信息系统除了具有上面提到的管理信息系统的一般特性之外，还有其自 身的特征。资料中心作为资料服务单位，除了让用户下载资料外，还要求为世界各地的工 作人员、学生、科研人员等提供资料的现有状况的介绍和查询，很有必要提高众多资料的 检索速度，井为他们提供一个交流的平台。资料中心资料数据庞大，组织、存放和管理这 些资料的方法至关重要，不同类型的资料和同一类型资料不同的属性的管理之间的联系， 既复杂又紧密，对这些信息的处理方法的好坏会直接决定系统的工作效率和效果 2 2 4 管理信息系统设计方法 管理信息系统设计方法主要有以下三种方法 1 、j a c k s o n 方法：以数据结构为基础建立模块结构 2 、p a r n a s 方法：以信息隐蔽为原则。 3 、结构化设计( s t r u c t u r ed e s i g n ，简称s d ) ：以数据流程图( d f d ) 为基础构成模块结构。 结构化设计( s t r u c t u r e d d e s i g n 简称s d ) 方法由美国i b m 公司的w s t e v e n s 、g l y e 和 l c o n s t a n t i n e 等人提出，使用广泛，在结构化思想的基础上发展起来的一种用于复杂系统 结构设计的技术，它运用一套标准的设计准则和工具，采用模块化的方法进行系统结构设 计。 上面的三种方法都采用了：模块化、自顶向下、逐步细化等思想。区别是构成模块的 原则不同。 第1 0 页 南京信息工程大学理学硕士论文基于w e b 的大气资料管理信息系统研究与开发 第3 章系统的总体架构 3 1 系统总体方案设计 大气资料管理信息系统是集成并管理和资料有关的信息，它包括对资料信息的处理、 组织和对资料信息进行管理等内容，要完成这些内容首先必须提出系统的开发设计思想， 然后勾画出系统的总体架构。 3 1 1 系统开发设计思想 尽量采用较好的软件与硬件环境和先进的管理系统的开发经验与方案，从而达到充分 利用大气资料中心现有的资源。提高系统的开发水平和应用效果的目的。该系统从实际出 发，满足资料管理的各项要求，并达到操作过程的直观、方便、实用安全等要求。本系统 采用了b s 的体系结构，负责提供资料信息检索及资料定购，显示用户界面的信息，并负 责访问数据库服务器，后台s e r v e r 端则用于与该系统提供所需的数据服务及管理；本系统 总体设计采用结构化系统开发方法。将大气资料信息管理系统设计分为系统分析、系统设 计和系统实施兰个阶段。设计时遵从自上向下设计、实施时遵从自下向上的实施的原则 本系统程序设计采用模块化程序设计。根据大气资料业务流程，运用模块化设计思想与方 法，将系统划分为信息发布与更新模块，管理员模块、资料服务模块、用户管理模块等。 这样既可以方便系统功能的组合与修改，又能方便没有参与开发技术人员的维护和补充， 同时也有利于软件的升级与维护；本系统具备数据库的维护功能，能及时地根据需求进行 数据库、数据表的建立、删除，修改和数据的添加、删除、修改和备份等。 3 1 2 系统设计原则 管理信息系统是一个具有高度复杂性、多元性和综合性的人机系统，它全面使用现代 计算机技术、网络技术、数据库技术以及管理科学、运筹学、统计学、模型论和各种最优 化技术，为经营管理和决策服务。随着计算机技术、网络技术和通信技术的发展，利用计 算机特别是利用网络对大气资料的日常工作进行管理，建立全面的具有通用性、开放性、 实用性和灵活性的网络管理体系和网络服务平台已经成为可能和必然。系统在现有的软硬 件环境下，开发时遵守了以下原则： 1 、系统性。系统是作为统一整体而存在的。因此在系统设计中，从整个系统的角度进行 考虑，做到代码统一、设计规范标准，传递语言尽量一致，数据采集输出一处，全局 共享，尽量使一次输入得到多次使用 2 、灵活性。为保持系统的长久生命力，要求系统具有很强的环境适应性，因此系统应具有 较好的开放性和结构的可变性。系统设计时尽量采用模块化结构，提高模块的独立性， 尽可能减少模块间的数据耦合，使各子系统间的数据依赖减至最低限度。这样既便于 模块的修改，又便于增加新的内容，提高系统适应环境变化的能力。 3 、开放性与扩充性原则。信息系统建设的根本目的在于信息的共享和传递。因而系统集成 中采用的软硬件产品都必须具有开放性，必须符合现有各种标准和规范，保证系统具 有良好兼容性、相互操作性和昆好的扩展性。 第1 1 页 南京信息工程大学理学硕士论文基于w e b 的大气资料管理信息系统研究与开发 4 、可维护性与可靠性原则。系统应方便用户对系统进行管理和调整，无论是硬件和软件选 择、应用软件设计都要充分考虑系统的可靠性 5 、易学易用原则。系统最终是为用户服务的，系统开发应考虑不同层次的用户，设计友好 的系统界面，使其操作直观、简便。 3 2 系统的体系结构 3 2 1 基于w 曲的m i s 体系结构 基于w e b 的m i s 的基本结构如图3 i 所示l 网 li l c l i e n t i lf - 1 ，1 。1 h n p 连接 局域网连接 圈3 - 1 基于w e b 的d i s 基本结构示意图 基于w e b 的应用的基础模式是三层的b s ( b r o w s e s e r v e r ) 结构( 如图3 1 ) ，即浏览 器一w 曲服务器数据库服务器( b w 。d ：b r o w s e r - - w e bs e r v e r - d a t as e r v e r ) 。b ，s 在 本质上，也是一种c l i e n t s e r v e r 结构，它是由传统的二层c f i e n “s e r v e r 结构发展而来的三 层c l i e n t s e r v e r 结构在w e b 上的应用。理论上，任何一个应用系统，从简单的单机系统到 复杂的网络系统，都由三部分组成：显示逻辑部分( 演示层) ，事务处理逻辑部分( 功能层) 和数据处理部分( 数据层) 。演示层的功能是实现与用户的交互，也就是输入输出；功能层 的功能是进行具体的运算和数据处理；数据层的功能是实现对数据库中的数据进行查询、 修改、更新等任务唧。传统的c l i e n t s e r v e r 二层结构中，显示逻辑和事务处理逻辑部分均被 放在客户端，三层的b s 体系结构则是把传统的c l i e n t s e r v e r 二层结构在客户机一侧的应 用程序模块与显示功能分开，将它放到w e b 服务器上单独组成一层，客户机上只需安装单 一的浏览器。事实上，b s 结构中的功能层也可以是多层，因为服务器由通用走向了专用， 出现了专干某一类事情的服务器，如通信服务器、o a 服务器、应用服务器、安全认证服 务器等等。这是系统的逻辑结构，物理上可以一个服务器放一台计算机，或几个服务器以 至所有的服务器用同一台计算机来放置。 3 2 2 基于w e b 的体系结构工作原理 基于w e b 的加s 以教9 览器( b r o w s e r ) 作为用户界面，通过它向网络上的某一具有应 用程序扩展功能的w e b 服务器提出服务请示，w e b 服务器首先要执行相应的扩展应用程序 与数据库进行连接，通过s q l 等方式向数据库服务器提出数据处理申请，而后等数据库服 务器端将数据处理的结果提交w e b 服务器，再由w e b 服务器把格式化成h 田m ，文档的结 果页面送回客户端。 第1 2 页 南京信息工程大学理学硕士论文基于w e b 的大气资料管理信息系统研究与开发 第4 章系统总体设计 本系统设计主要依据管理信息系统的设计步骤，对系统进行需求分析。然后设计系统 的软硬件配置，再确定系统的数据流程图和各功能模块图，从而完成系统的总体逻辑结构 设计。 4 1 系统需求分析 一个完整的管理信息系统包括数据采集、信息加工、信息传递和信息保存四项内容。 管理信息系统的核心任务是向各层次的人员提供所需要的信息。进行资料的科学研究和利 用的基本要素有气象部门、公益类院校、研究单位和其他学科的研究人员、资料管理制度、 资料中心工具和设备。管理信息系统综合体系诸要素之间的关系，信息是加工的对象，计 算机和外部设备是加工的手段，工作人员和广大用户是信息加工过程的完成者和享用者。 4 1 1 概述 在系统总体设计阶段，首先要做需求调查，尽可能周到地了解资料中心对于管理信息 系统的需求，在此基础上撰写成详细的需求说明书和设计物理配置方案，画出数据流程图、 模块结构图。 4 1 2 需求分析 通过调查，了解到南京大气资料中心对于资料管理信息系统的功能需求有以下几个方 面： 后台系统管理：包括资料信息库、用户信息库、公共信息库、管理员信息库、订单信息库 的创建、删除、修改、添加等，资料的上传，用户流量统计等。 公共信息管理：包括资料中心简介，数据库资料使用说明，新闻、公告、最新资讯的自动 发布，图片后台远程上传。相关单位的连接等。 资料查询管理：通过下拉菜单形式，用户可以分类查询相关资料的有关信息。 资料订单管理：用户可以根据所查询的资料选择相应的存储介质和选用方式等，自动生成 订购单，进行网上资料订购，同时如果对所选资料不满意可在提交订单以前删除某些选项， 也可以通过邮件和电话订购。 用户信息管理：用户可以在网站注册、登录，修改个人信息和登录密码。 用户反馈信息管理：用户对资料有疑闯或有好的见解可以通过发邮件或留言的形式与中心 工作人员联系，以便得到更好的服务。 资料和软件下载管理：中心提供常用软件的下载以及小型资料的免费下载用户登录到下 载区就可以下载。 管理员权限管理。不同的管理员具有不同的权限，根据权限等级进行相应分工的管理。 4 2 系统软硬件配置 4 2 1 软件平台的选择 选择合适的软件对于一个系统的整体性能有很大的影响，大气资料管理信息系统中软 第1 3 页 南京信息工程大学理学硕士论文基于w e b 的大气资料管理信息系统研究与开发 件平台的选择包括操作系统的选择，w e b 服务器软件的选择及数据库的选择。 在设计w e b 服务器的过程中，选择网络操作系统比选择硬件更重要，因为更换网络操 作系统需要大量的时间和昂贵的费用，而硬件可以在现有服务器上进行添加和替换。 w i n d o w s2 0 0 0s e r v e r 是适合各种类型规模企业的多功能网络操作系统，它的核心是a c t i v e d i r e c t o r yi m 目录服务中一组完整的结构服务。a c t i v ed i r e c t o r y 可简化管理，加强安全 性及增强了交互运作能力。其针对用户、群组、安全服务及网络资源提供集中管理方式。 此外，a c t i v ed i r e c t o r y 有定数量的标准接口，允许各种应用程序及装置交互运作。它 允许组织利用最新的网络技术，提供全面的w e b 及i n t e r n e t 服务。从简单的站台管理到网 络应用程序及动态媒体服务，它提供服务全面、完整、有弹性的网络平台。w i n d o w s2 0 0 0 s e r v e r 扩展了建立在w i n d o w sn ts e r v e r4 0 基础上的应用程序服务通过c o m + 、交易处 理、信息队列及x m l 的组合来支持这些应用程序服务。针对徽处理器速度的不断提升。它 支持单处理器系统及使用的物理内存已达4 g b 的双向对称多重处理( s m p ) 系统。w i n d o w s 2 0 0 0s e r v e r 平台增强可靠性及可延