（航空宇航推进理论与工程专业论文）cs和bs混合模式信息系统研究与开发.pdf

摘要 随着信息技术和网络技术的发展，信息系统进入了网基信息系统 ( n e t w o r k b a s e di n f o r m a t i o ns y s t e m ：n b i s ) 时代。从开发和运行模式来看， 现代信息系统先后出现过主机终端模式、文件服务器模式、客户服务器 ( c l i e n t s e r v e r ：c s ) 和浏览器服务器( b r o w s e r s e r v e r ：b s ) 四种模式， 而这四种模式的先后出现和替代，正体现了信息系统网络化发展的趋势。 单一的c s 模式系统开发成本较高、软件维护复杂、系统移植困难，使管 理系统在整个企业甚至更广泛范围内得不到充分利用；采用b s 模式，简化了 客户软件丌发，然而对数据安全性提出了更高要求，同时较难实现复杂数据交 互窗口功能。 本文在对目前各种信息系统丌发运行模式比较和探讨的基础上，结合“研 究生教育管理信息系统”课题的具体开发实践，对信息系统的关键技术进行了 深入的理论和实践研究：从工程实践的角度对信息系统多种开发运行模式进行 分析和比较：提出了一种新型的c s 、b s 混合信息系统模式：对不同信息系统 模式尤其是c s 和b s 混合模式下数据库访问方式进行阐述：对p o w e r b u i l d e r 8 0 的特点、a s p 脚本语言的特点进行了介绍：研究了基于b s 模式下利用a s p 脚本语言实现信息系统的数据库发布技术；针对研究生教育管理工作的特点， 结合信息系统丌发的相关知识如数据库设计、数据管道、数据库并发控制、数 据窗口设计、应用窗口设计等技术，实现了“研究生教育管理系统”，并得到了 实际应用。 文章对合理选择系统模式和开发工具，减少信息系统丌发周期，提高信息 系统对不同管理要求的适应力和生命周期，以及提高信息系统灵活性和安全度 具有一定的理论和现实意义。 【关键词】：信息系统c sb s 数据库设计数据窗口数据管道 并发控制p o w e r b u i l d e ra s p a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n dn e t w o r kt e c h n o l o g y , t h e i n f o r m a t i o ns y s t e mh a sd e v e l o p e di n t ot h en e t w o r k b a s e di n f o r m a t i o ns y s t e m f n b i s ) f r o m t h e a s p e c t o f d e v e l o p i n g a n d r u n n i n gm o d e ，t h e r e h a sb e e n h o s t t e r m i n a lm o d e ， f i l e s e r v e r m o d e ，c l i e n t s e r v e r ( c s ) m o d ea n d b r o w s e r s e r v e r ( b s ) m o d ei nt h em o d e m i n f o r m a t i o ns y s t e m a n dt h es u c c e s s i v e e m e r g e n c e a n ds u b s t i t u t i o no ft h ea b o v ef o u rm o d ep r e s e n t st h e n e t w o r k i n g d e v e l o p i n g t r e n do fi n f o r m a t i o ns y s t e m t h ec sm o d es y s t e mh a st h ed i s a d v a n t a g e so fh i g hd e v e l o p i n gc o s t ，c o m p l e x s o f t w a r em a i n t e n a n c ea n dd i f f i c u l ts y s t e mm i g r a t i o n ，w h i c hm a k et h ef u l l yu t i l i z i n g o f t h em a n a g es y s t e mi nt h ew h o l ee n t e r p r i s ei m p o s s i b l e ，t os a yn o t h i n go f t h e u s a g e i nab r o a d e rs c o p e w h i l et h ea d o p t i o no f t h eb sm o d e s i m p l i f i e st h ed e v e l o p i n g o f c l i e n ts o f t w a r e ，h o w e v e ri tr a i s e st h er e q u i r e m e n tf o rd a t as e c u r i t y , a n dt h ef u n c t i o n o f c o m p l e x w i n d o w sf o rd a t ae x c h a n g i n gi sd i f f i c u l tt of u l f i l l o nt h eb a s i so ft h ec o m p a r i s o na n dd i s c u s s i o no ft h ed e v e l o p i n ga n dr u n n i n g m o d e so fa l lk i n d so fi n f o r m a t i o ns y s t e m ，t h i sp a p e ri sd e v o t e dt ot h es t u d yo f k e y t e c h n i q u e s o fi n f o r m a t i o n s y s t e m i nt h er e s e a r c ho f “g r a d u a t ee d u c a t i o n & 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 ( g e m i s ) ”o nt h e b a s i so ft h ec o m p a r i n ga n d a n a l y z i n g o ft h em o d e so fi n f o r m a t i o ns y s t e mf r o mt h e a s p e c to fe n g i n e e r i n g p r a c t i c e ，an o v e l c sa n db sc o m b i n e dm o d ei s p r e s e n t e d d i f f e r e n t d a t a b a s e v i s i t i n g m e t h o d si nd i f f e r e n ti n f o r m a t i o nm o d e se s p e c i a l l yi nt h ec sa n db s c o m b i n e dm o d ea r ee x p a t i a t e d t h ec h a r a c t e r i s t i c so fp o w e r b u i l d e r8 0a n da s p s c r i p tl a n g u a g ea r ea l s oi n t r o d u c e d t h ed a t a b a s ei s s u et e c h n i q u e so fi n f o r m a t i o n s y s t e m i nt h eb sm o d ew a sr e s e a r c h e d ，u s i n ga s ps c r i p t a c c o r d i n gt ot h e c h a r a c t e r i s t i c so fg r a d u a t ee d u c a t i o na n dm a n a g e m e n t ，t h ea u t h o rs e t s u pt h e g e m i s ，u s i n gr e l a t e dk n o w l e d g eo fi n f o r m a t i o ns y s t e m ，s u c ha s ，d a t a b a s ed e s i g n ， d a t a p i p e l i n e ，d a t a b a s ec o n c u r r e n c yc o n t r o l ，d a t a w i n d o wd e s i g n ，a p p l i c a t i o n 4 i w i n d o w d e s i g n ，e t c t h eg e m i si ss u c c e s s f u l l ya p p l i e di nt h ep r a c t i c e t h i sp a p e rh a ss i g n i f i c a n c e t h e o r e t i c a l l ya n dp r a c t i c a l l yi nt h ec h o o s i n go f s y s t e mm o d ea n dc h o o s i n go fd e v e l o p i n gt o o l s ，i nt h er e d u c i n go ft h ed e v e l o p i n g c i r c l eo fi n f o r m a t i o ns y s t e m ，i nt h ei m p r o v i n go f t h el i f e - c i r c l ea n da d a p t a b i l i t yt o t h ed i f f e r e n t m a n a g e m e n tr e q u i r e m e n t ，a n di n t h e i m p r o v i n go ff l e x i b i l i t ya n d s e c u r i t y k e yw o r d s ： i n f o r m a t i o ns y s t e mc s b sd a t a b a s ed e s i g n d a t a w i n d o wd a t a p i p e l i n ec o n c u r r e n c yc o n t r o l p o w e r b u i l d e ra s p - i l l 第一章绪论 1 1 管理信息系统及其发展 管理信息系统( 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 ：m i s ) ，近年来一个比较普 遍的趋势泛称为信息系统( i n f o r m a t i o ns y s t e m ：i s ) 【1 1 ，是一个以人为主导，吸 取经验和遵照规律并重，利用计算机硬件、软件、网络通讯设备以及其他办公 设备，进行信息的收集、传输、加工、储存、更新和维护，以企业战略竞优、 提高效益和效率为目的，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【2 l 。其总体结构如图1 1 所示。 图1 1 ：信息系统总体结构 早期的m i s 称为管理报告系统( m a n a g e m e n tr e p o r t i n gs y s t e m ，m r s ) ，其 主要的功能是从企业各部门获取与决策有关的原始数据，为管理人员决策提供 依据和资料【2 j 。随着计算机技术的发展，m i s 进一步演化成信息获取、加工处理 和多个专业分析系统，如决策支持系统d s s ( d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ) 和办公 自动化技术o a ( o f f i c ea u t o m a t i o n ) ，d s s 又进一步发展成执行信息系统e i s ( e x e c u t i v ei n f o r m a t i o ns y s t e m ) 和成组决策支持系统g d s s ( g r o u pd e c i s i o n s u p p o r ts y s t e m ) 。随着网络及数据通讯技术、专家系统e s ( e x p e r t s y s t e m ) 、 人工智能a i ( a r t i f i c i a li n t e l l i g e n c e ) 和神经网络n n ( n e u r a l n e t w o r k ) 的相继 发展，如何将这些“信息技术孤岛”集成起来实现信息处理、事务管理和辅助 决策功能，已成为m i s 的重要任务。 最早的信息系统有几千年的历史。最经典的早期信息系统是中国的烽火台 报警信息系统，使用时间最长的是皇家驿站信息传递系统。在这些信息系统中， 人是主体，工具是烽火台和千里马，所以将这些信息系统称之为基于人的信息 系统，即人基信息系统。随着计算机的出现，把计算机技术作为辅助手段用于 信息技术和信息系统之中，由人、计算机等组成能进行信息收集、传送、存储、 加工和使用的系统，即出现了人一机信息系统。 2 0 世纪末，随着信息技术和网络技术突飞猛进地发展，人们对信息系统提 出了新的需求，主要包括体现在对感官世界追求方面的使用客户需求、体现在 对框架结构和工具灵活性与稳定性方面的开发人员需求、体现在应用简单化和 经济化方面的投资方需求、体现在服务平台集成化方面的服务提供者需求以及 体现在操作维护迅捷化、远程化的社会需求等，于是结合网络信息开发的方法 渐渐成为主流，信息系统逐渐向着网基信息系统( n e t w o r k b a s e di n f o r m a t i o n s y s t e m ) 的方向发展。 从开发和运行模式来看，现代的信息系统先后出现过主机终端模式、文件 服务器模式、客户服务器( c l i e n t s e r v e r ：c s ) 模式和浏览器服务器 ( b r o w s e r s e r v e r ：b s ) 四种模式口】，而这四种模式的先后出现和替代，也j 下 体现了信息系统网络化发展的趋势。i n t e m e t i n t r a n e t 的发展，使得把 i n t e m e t i n t r a n e t 技术与信息系统相结合，利用w w w 通用浏览器这一统一客户 端应用软件浏览信息成为可能，从而使得以i n t e m e t 为载体，采用浏览器j r 务 器模式，开发基于w e b 的数据库和信息系统成为当前一大热门课题。 然而，由于浏览器朋务器网络传输量较大、网络带宽要求高以及i n t e m e t 上信息安全等问题，在很大程度上限制着i n t e m e t 与信息系统相结合这一新颖 技术的广泛使用。如何利用较成熟的网络技术，尤其是w e b 技术，开发新型、 高效、安全而又简单灵活的信息系统，具有很重要的理论意义和现实意义。 1 2 信息系统开发的过程和方法 1 2 1 信息系统开发过程 从软件工程和信息系统结构化设计方法的角度出发，通常信息系统的开发 流程如图1 2 t ”。 匾丕卜匝圃斗困斗匡囫困斗园 图1 2 ：信息系统开发流群 在系统建设流程中，需求分析包括对应用功能的需求分析和对数据的需求 分析；概要设计即要确立系统结构( 功能结构，数据结构) ；详细设计即功能模 块设计、数据库设计；系统编码，一方面是功能的编码实现，另一方面则是数 据库建立；系统调试完成对系统功能实现的测试和系统性能的测试，随后系统 交付用户进行使用，即系统运行。 不管是客户服务器模式还是浏览器服务器模式，信息系统构成模型大 体都可以表示为图1 3 1 4 】的形式。当然，这里系统管理平台的含义较为广泛，既 包括客户服务器模式的应用服务器和数据库管理系统( d a t a b a s em a n a g e m e n t s y s t e m ：d b m s ) 部分，也包括浏览器服务器模式下的w e b 服务器和d b m s 部分。这样，对于系统设计阶段来说，按照图1 3 的构成模式，系统的开发又 可划分为三个阶段：一是数据建设即数据库丌发阶段，二是系统建设即系统管 理平台丌发阶段，三是应用丌发即用户应用系统的开发与集成阶段。 l 、数据建设 数据建设是数据库应用系统的基础工作。它确定着应用的范围、应用的广 度和深度。数据是一个单位最宝贵的资源，在这一阶段开发者应抛开当前的数 据需求而全面广泛地收集单位的数据，以使单位的数据能完整、全面的被收集、 整理、保存，支持目前和以后的应用开发。这个阶段可以由用户自己完成或在 丌发人员的指导下完成。而数据库的建立在这个阶段主要依靠d b m s 提供的工 具来完成。 圈 2 、系统管理平台开发 系统数据管理平台的建设可与数据建设同时进行。系统管理平台应建立在 数据库管理系统( d b m s ) 基础之上，而不是数据库中的数据基础之上。因为，数 据可能随着单位职能、管理方式等的改变而改变，而数据库管理系统的改变却 是较缓慢的，即使有改变也往往是被新系统兼容的。因此，这样建立的管理平 台能够适应数据变化和增长的需求，用户的一次开发投入可以较长期地支持用 户对数据库的维护和管理。在功能上，作为d b m s 与用户应用之间的桥梁，系 统管理平台应完成对数据库系统的维护和向应用提供统一的接口，使用户能方 便地管理和维护数据库，使用户能容易地扩展数据库，使用户能快速地集成应 用、形成应用系统。 在这一阶段数掘库中数据元及其管理方式的开发也必须同时进行。确定数 据的分类和描述方式，制定相应的数据规范，从而也就确定了系统内部各部分 之间的接口、确定了系统与外界信息交流的方式。 3 、用户应用开发与集成 在m i s 系统中，满足用户应用需求是系统开发的目的。以前面两步作为基 础，虽然用户的应用需求会经常发生变化但也可较快地重新生成用户应用系统。 从使用的角度出发，用户应用最好由用户自己开发。一方面，只有用户自己最 了解、最知道自己需要什么应用功能；另一方面，用户应用的变化需要修改应 用模块时，只有用户自己开发的应用，用户才知道应做什么样的改变最合适、 最简捷、最方便。 上述的系统模型，其关键在于系统管理平台建设，尤其是系统开发运行模 式选择上。一个好的模式能够保证在系统开发完成后，用户能够在脱离开发人 员时也能运行流畅，同时也可以使得用户自己能够管理和维护用户应用和数据 库，使信息系统的应用不断增长、不断完善。 1 2 2 信息系统开发方法 在方法论和开发思想上，管理信息系统开发方法可以分为自下而上、自上 而下、由罩向外和面向对象四类。就具体方法而言，目前开发信息系统的流行 方法主要有三种：面向功能的方法、面向数据的方法和面向对象的方法【5 】。 面向功能的方法也可以称为面向过程的方法，这种方法的指导思想是软件 工程的理论，实现技术是结构化系统分析、结构化系统设计与结构化编程测试 的生命周期法，适应的范围一般是中小型管理信息系统，其优点是使得软件开 发可以分步骤按阶段进行。 面向数据的方法是美国学者j a m e s m a r t i n 在八十年代初提出来的，这种方 法的指导思想是信息工程的理论，采用的技术是快速原型法，具体有e r 图、 数据字典、基本表及快速生成程序技术，使用的工具主要有第四代语言及各种 c a s e 集成工具，适应的范围主要是大中型管理信息系统，这种方法的优点是 能将系统较早地与用户见面。 面向对象的方法，是受到面向对象程序设计的启发而产生的【6 】。它立足于 所研究的现实问题，对问题空间进行自然分割，识别其中的对象及对象的数据 结构和操作，建立问题空问的信息模型，实现由问题空间到求解空间的转换， 力求使求解空间真实地反映问题空间的各种要求，在此基础上进行系统设计， 用对应于对象的数据结构和操作的“软件模块”构造系统，这些软件模块就是 构建系统的“基本材料”。 在系统分析、系统设计和系统实现的三个阶段中，开发人员的着眼点是相 同的，即对象。在分析阶段识别出来的对象数据结构和操作，为系统设计提供 依据。系统分析、设计和实现人员在统一的信息模型指导下协调一致工作，避 免了各阶段问的语义断层，使得系统开发的整个生命周期中的各个阶段间没有 明显的界限，是浑然一体的【7 l 。 s 1 3 本课题的主要目的及意义 人类社会已进入信息化的社会，许多企事业单位都非常重视信息基础建设， 纷纷建立自己的管理信息系统，对组织内部的信息资源进行控制和管理，以提 高内部管理效率和竞争力。然而信息系统开发运行模式的设计至关重要，决定 着系统的应用范围和运行效果，目前经常采用的两种模式c s 和b s 往往存在 如下现象： 单一的客户l j j l 务器( c s ) 模式，系统开发成本较高、软件维护复杂、 系统移植困难，使管理系统在整个企业甚至更广泛范围内得不到充分 利用； 采用浏览器朋务器( b s ) 模式，简化了客户软件开发，然而对数据 安全性提出了更高要求，同时较难实现复杂数据交互窗口功能； 模式选择不当，往往使得信息系统通用性和时效性不强，不能满足企 业简明、安全、时效的使用要求； 企业数据库开发不能与信息系统开发紧密结合、统一部署，影响整体 系统效率发挥。 本文的研究目的主要是对目前信息系统开发运行模式进行探讨，结合“研 究生教育管理信息系统”课题的具体开发实践，对信息系统的关键技术进行深 入的理论和实践研究：从工程实践的角度对信息系统多种开发运行模式进行分 析和比较；提出新型的信息系统开发运行模式；对不同信息系统模式下数据库 访问方式进行探讨；研究利用p o w e r b u i l d e r8 0 开发c s 模式客户应用的方法， 以及利用a s p 脚本语言实现基于b s 模式下信息系统的数据库发布技术。 文章从“研究生教育管理信息系统”的工程实际出发，提出了一种把c s 模式和b s 模式相结合的信息系统模式，对c s 和b s 混合模式信息系统下数 据库访问方式进行了阐述，通过数据库设计和系统工程开发实现了混合模式下 的系统应用。对合理选择系统模式，减少信息系统丌发周期，提高信息系统对 不同管理要求的适应力和生命周期，以及提高信息系统灵活性和安全度具有一 定的理论和现实意义。 1 4 本论文的研究背景和主要内容 1 4 1 研究背景 随着我国教育事业发展，参加研究生教育的人数在逐年增加，这一方面给 高校教育硬件环境带来了考验，另一方面也对高等学校教育和管理手段带来了 新的挑战。把管理信息系统引入教务环节，利用计算机和网络对高校学生学籍、 培养计划、课程管理、学习成绩等进行科学管理和信息处理已不是新鲜事情。 然而把信息系统引入高校学生思想教育和日常管理之中，利用客观、高效、便 捷的网络化信息系统作为辅助手段，加强新形势下的学生教育和管理，在全国 高校中仍然不多。 从以往我校学生思想教育和管理工作的情况来看，我校实行的是学生处和 院系两级学生教育管理体制。由于部门多、办公地点分散、工作内容繁杂，往 往导致对学生的管理教育数据信息，纸张记录多而数据库化记录少、信息孤岛 多而信息共享少、经验管理多而客观分析少，很不利于提高工作效率和工作质 量。另外，随着我校率先提出的旨在提高大学生综合素质的“大学生( 研究生) 素质拓展学分制”的实施，如何更好地利用现代化手段，尤其是利用校园网基 础条件，实现对学生素质学分的科学统计、管理和评价，以及数据共享和信息 化办公，营造全面育人成才环境，也就显得极为迫切。 因此，由我校学生处研究生教育管理办公室提出丌发“研究生教育管理信 息系统”，期望实现学生处和院系两级学生信息共享、维护，以及普通学生网上 信息浏览等功能。其中对系统包含信息的要求是应能够提供研究生个人基本信 息、奖学金信息、助学余信息、勤工助学信息、违纪记录信息、困难补助信息、 助学贷款信息等等。 1 4 2 技术方案 经过详细调研和分析后认为，对于研究生教育管理工作来说，应用管理信 息系统来管理日常事务可以取得良好的效果。一方面，利用计算机网络传输数 据灵敏、快捷、准确的特点，能在学生处和院系两级管理用户以及普通学生用 户之间快捷准确地传递信息，减少人为的延迟，并保证教育管理人员对学生整 体情况的掌握与了解；另一方面，利用m i s 强大的信息管理功能，可以帮助工 作人员完成其范畴内的管理工作，显著减轻因大数据量带来的高工作量负荷， 便于信息的存储、共享、查询和处理。 概括的来说，需要为使用单位搭建一个集成的信息平台，满足各管理人员 内部管理工作以及外部信息交流的需要，从而实现研究生教育和管理工作各方 面的需求。针对校园网和两级管理办公地点分散等特点，决定采用基于c s 和b s 结构相结合的模式，在学生处和院系两级分别采用c s 模式，在整个校园网内部 乃至更广域采用b s 模式，充分利用c s 模式和b s 模式两种结构各自的优点，实 现信息的内部利用和网上动态发布；用p o w e r b u i l d e r8 0 作前台丌发工具，开发 良好的用户交互界面及数据库系统；数据库系统采用p o w e r b u i l d e r8 0 自带的 a d a p t i v es e r v e ra n y w h e r e ( a s a ) 7 0 ，发挥其安全性、开放性、兼容性和可维 护性的特点；用a s p 和a d 0 技术相结合实现w e b 与数据库的连接，采用a s p 脚本 语言实现信息的动态发布；数据库的连接、共享采用o d b c 技术；服务器端采 用w i n d o w s2 0 0 0s e w e r ，客户端采用w i n d o w s9 8 2 0 0 0 p 。 1 4 3 研究内容 本课题提出研究一种新型信息系统模式，一种充分发挥b s 模式的先进性， 同时又能保证数据安全性等要求的的c s 、b s 混合模式。在安全性要求较高、 交互性强、处理数据量大、数据查询灵活、地方固定的小范围内使用c s 模式， 而对只有浏览功能要求的地方使用b s 模式，分别授权和访问数据库服务器。 从而，在c s 模式下利用客户端专用软件实现数据浏览、查询、修改，而对只 有浏览权限的用户通过b r o w s e r 在i n t e r n e t 或i n t r a n e t 上轻松实现数据查询。主 要研究内容包括： 考察和探讨信息系统设计方法和途径；研究信息系统开发运行模式； 规划信息系统系统集成结构，研究c s 、b s 模式以及由他们组成的混 合模式下的数据库访问方式； 确定信息系统数据库开发软件，对信息系统功能和需求进行分析，实现 信息系统数据库的设计和开发； 利用信息系统数据库开发软件、应用程序丌发软件、w e b 界面开发软 件等，丌发系统数据窗口、应用界面、应用程序和网络浏览页面； 软件测试、调试和功能完善； 利用c r e a t e i n s t a l l 等软件工具生成应用安装软件，完成工程需求。 1 5 本文结构安排 本文共由六章组成。 第一章绪论，介绍信息系统及其发展趋势，并对信息系统的开发途径 和方法进行阐述。在此基础上重点说明课题研究意义、本论文研究背 景、技术手段和主要研究内容。 第二章通过对信息系统几种开发运行模式的探讨和优缺点的比较，提 出一种c s 和b s 混合信息系统模式。并就c s 和b s 模式下数据库 访问方式尤其是b s 模式下的c g i 、a p i 、j d b c 、a s p 四种技术方式 进行详细论述，阐述混合模式下的数据库访问理论。另外，论述关系 数据库的设计方法，对软件开发工具p o w e r b u i l d e r8 0 和a s p 脚本语占 进行介绍。 第三章对“研究生教育管理系统”进行系统分析，包括项目概述、需 求分析、系统环境设计、功能模块设计，讨论系统功能模块结构。 第四章介绍和论述系统数据库概念模型设计、逻辑结构设计和利用 p o w e r b u i l d e r8 0 实现数据库过程，给出数据库各个实体、联系之间的 部分e r 图和整体e r 结构图。 第_ 五章详细介绍研究生教育管理系统工程实例的客户应用软件开发过 程、数据库并发控制以及c s 和b s 两种模式下网络功能的实现方法。 第六章对研究结果进行评述，总结实际工程应用情况，对论文工作和 系统丌发过程提出一些自己的体会和心得。 1 6 本章小结 本章首先介绍了信息系统的定义及其发展趋势，对信息系统的开发途径和 方法避行了灞逡，在戴基韬上獾点鬟弼了漂题辑究意义、论文疆究鹜豢、技本 实现手段和主要研究内容，并对论文结构进行了描述。 1 0 * 第二章c s 与b s 混合模式信息系统 2 i 信息系统运行模式 近年来，随着计算机和网络技术发展，信息系统运行模式先后经历了巨大 革新。纵观整个信息系统平台的发展，总共产生过四种运行( 开发) 模式：主 机终端模式、文件服务器模式、客户机服务器模式( c l i e n t s e r v e r ：c s 模式) 和浏览器服务器模式( b r o w s e r s e r v e r ：b s 模式) 1 , 8 1 。 2 1 1 主机终端模式 信息系统模式最先出现的是集中式，也叫主机终端模式。在这种集中式结 构罩，客户机和主机之间传递数据的方式非常简单，一是用户从客户终端键盘 键入信息到主机，二是由主机返回到终端上的字符。计算机的所有资源( 数据) 都在主机上，所有处理( 程序) 也在主机上完成，其应用程序逻辑和数据都驻 留在主机中，不可能真币划分出应用程序的逻辑。该结构对主机性能要求极高， 缺乏灵活性，不能满足信息量急剧增长、处理灵活复杂的要求，已逐步在实际 工程应用中被淘汰。 2 1 2 文件服务器模式 随着局域网的问世，引入了文件服务器的概念。 在这种结构中，应用程序在客户工作站上运行，文件服务器只提供资源( 数 掘) 的集中管理和访问途径，对共享数据资源集中管理，将应用程序分散安排 在各个客户工作站上。 这种结构中应用程序逻辑在客户工作站上执行，因此所有应用程序逻辑都 在客户机电脑上运行。文件服务器只提供文件服务，尽管一个应用程序的文件 卫焦士圆络墅麴登囱! 但宣塞呸土盟查窒应狃鲍应查里运堑：焦旦盟星奎宝扭 的处理器，这也就意味着客户机必须有足够的能力【5 1 。对于用户多，数据量大 的情况就会产生网络瓶颈，同时维护相当困难。 2 1 3 客户服务器模式( c l i e n t s e r v e r ：c s 模式1 c s 模式是2 0 世纪8 0 年代，随着网络数据库和桌面图形交互窗口及开发技 术的发展而逐渐成长起来的一种模式，在这种结构中，网络中的计算机分为两 个有机地联系起来的部分：客户机和服务器。 图2 1 ：c s 模式结构示意图 在c s 结构中，所有客户机与数据库服务器相连，服务器负责数据处理， 客户端负责与用户交互，向后台服务器发出请求。对于用户请求，如果客户机 能够满足就直接给出结果，否则就交给服务器来处理。因此，这种模式可以合 理均衡事务处理，充分保证数据的完整性和一致性。具体来说其特点包括： 分布的处理与集中的数据操作有机结合； 服务器对用户是透明的； 交互性强，能够处理大量的、适时的数据流； 实现安全的数据存取； 所提供的软件都是以客户端和服务器方式成套出现，是一种配对的、 点对点的、框架式的结构模式； 与b s 模式相比，处理速度较快。 但随着i n t e r n e t 技术的发展，以及企业对信息系统的总体开发、维护、升 级和硬件成本的考虑，这种模式逐渐暴露出以下主要问题： 丁r 发成本较高。c s 模式对客户端软硬件要求较高，尤其是软件的不断 升级，对硬件要求不断提高，增加了整个系统成本； 系统移植困难，不同开发工具开发出来的应用程序，一般来说兼容性 较差； 由于每个客户机都需要安装相应应用程序，所以软件维护复杂、升级 1 2 工作量大。 2 1 4 浏览器服务器模式( b r o w s e r s e r v e r ：b s 模式) 随着i n t e m e t 席卷全球，以w e b 技术为基础的b s 模式逐渐显示其先进性， 当今很多基于大型数据库的信息系统都是采用了这种全新的技术模式。 b s 模式主要由浏览器、w e b 服务器、数据库服务器三个层次组成，其本质 上是一种特殊的客户服务器结构，只不过它的客户端简化为只讲单一h t m l 语言的客户软件，因而简化了客户端系统的管理和使用，可以使管理和维护集 中在服务器端。在这种模式下，客户端使用一个通用的浏览器，代替形形色色 的各种应用软件，用户的所有操作都是通过浏览器进行的。w 曲服务器负责接 受h t t p 查询、修改等请求，然后根据请求条件到数据库服务器获取相关数据， 再将结果翻译成h t m l 和各种页面描述语言，传送回提出请求的浏览器。其结 构图如下所示： 客户机 服务器 i 一j i 竺竺兰p 书 玉囹仁刮巫囹i ：一一一一一一一一一一一一一一一一一! 图2 2 ：b s 模式结构示意图 b s 模式具有以下优点： 使用简单：用户使用单一的b r o w s e r 软件，基本上无需培训即可使用； 易于维护：由于应用程序都放在w e b 服务器上，软件的开发、升级、 维护只在服务器端进行，减轻了开发维护工作量； 保护企业投资：b s 模式主要采用标准t c p i p 、h t t p 协议，可以与企 业现有网络很好结合： 对客户端硬件要求低：客户机只需要安装w e b 浏览器软件； 信息资源共享程度高：可实现i n t e r n e t 上资源共享； 扩展性好：b s 模式即可在i n t r a n e t 内使用，也可直接连入i n t e m e t ，具 有良好的扩展性。 b s 模式把c s 的肥客户机结构变为瘦客户机形式，大大减轻了客户端的 负担【3 1 。但这种结构也存在一些明显的问题： 由于h t t p 协议是基于t c p i p 协议之上的，h t t p 协议中的固定格式 是h t m l 文件形式，这种文件网络传输量较大，因而会影响数据传输 效率： 从管理角度看，这种模式程序代码和数据备份虽然可以在服务器端进 行，但客户端每次要求获得数据和反馈的信息都要经过网络才能与数 据服务器联系，增加了对网络带宽的要求： 更重要的，h t m l 毕竟是一种文本格式，难于加密、易于被窃密和截 获，从而使信息系统的安全性难以有效保证，网络安全造价往往比较 昂贵。 综上所述，目前流行的c s 和b s 两种信息系统模式都有其优缺点。然而， 一个好的系统运行模式既关系到系统的开发和维护性，也关系到系统的运行状 况，所以能不能应用一种新的模式来进行系统开发也就显得非常有意义。 2 1 5c s 与b s 模式适用场合比较 表2 1 列出了c s 与b s 两种信息系统模式各自适合应用的场所。 表2 1 ：c s 模式、b s 模式适合应用的场所比较 比较内容c sb s 局域网应用非常适合适合 j 。域网应用不适合非常适合 快速开发适合不太适合 高性能的数据库操作要求非常适合不太适合 高的安全性要求非常适合不太适合 异构性、跨平台能力的要求不太适合非常适台 2 1 6c s 与b s 混合模式信息系统 前面我们对信息系统模式进行了介绍，从中可以看出目前应用比较多的客 户机服务器模式( c l i e n t s e r v e r ：c s 模式) 和浏览器服务器模式 ( b r o w s e r s e r v e r ：b s 模式) 均有其优缺点。概要的说，c s 模式由于维护困 难、硬件成本高等缺点逐渐向瘦客户、应用便捷的b s 模式过渡。但b s 模式 出于目前网络安全技术局限和信息交互能力比c s 模式差等不足，也受到一定 应用限制。而c s 模式的系统有一道天然的屏障是要访问系统，就必须有系统 专用的客户软件，因此在安全方面有得天独厚的优势。 当然，就系统安全而言，我们也可以通过数据加密、设置防火墙、身份认 证等手段来加强，但这些措旋或成本较高、或不一定适合一些特定场合。如在 高校校园网罩，通过部门之间设置防火墙来限定i p 地址访问这种方法，由于校 园内各院系i p 分布较广、人员复杂、网络使用复杂，往往效果不理想。 那么能不能开发一种新的信息系统模式，把两种模式结合起来，在不同应 用条件下分别发挥c s 和b s 两种模式的优点、弥补它们各自的不足，开发既 简单便捷、又安全实用的新型信息系统模式? 图2 3 ：c s 、b s 混合模式示意图 本文提出一种充分发挥b s 模式的先进性，同时又能保证数据安全性等要 求的的c s 、b s 混合模式。具体来讲，在安全性要求较高、交互性强、处理数 据量大、数据查询灵活、地方固定的小范围内使用c s 模式，而对只有浏览功 能要求的地方使用b s 模式。其信息系统结构示意图如图2 3 所示： 这样，两种模式分别授权访问数据库服务器，在c s 模式下客户机利用所 开发客户端应用程序，通过与数据库管理系统( d b m s ) 的数据库接口交互实 现数据的浏览、查询、修改等功能；对只有数据浏览权限的用户，通过通用浏 览器( b r o w s e r ) 在i n t e m e t 或i n t r a n e t 上向w e b 服务器发送请求，w e b 服务器 再与数据库接口取得联系，取回数据信息后以h t m l 页面文件形式发回 b r o w s e r 端供用户浏览，轻松实现数据查询功能。 2 2 信息系统与数据库 数据库是一个以数据元来表示信息的集合，信息系统与数据、数据库、数 据库设计存在着密不可分的紧密关系。 信息系统的基本功能是为企业或组织经营管理和决策提供信息和信息处理 能力支持。信息系统的基本任务是进行数据处理，信息系统输入数据、加工数 据，然后输出用户需要的数据。从而，数据集是信息系统存在的依据，又是信 息系统的主导。数据能否得到更好的处理依赖于能否对数据进行科学有效的获 取、存储、管理和分析，这就涉及到对数据的管理和数据库设计的问题。 2 2 1 数据库设计方法概述 在关系数据库模型出现以前，出现过两个典型的数据库模型：1 9 6 8 年m m 提出的层次数据模型( i m s ) 和2 0 世纪7 0 年代c u l l i n e ts o f t w a r e 提出的网状模 型( i d m s ) 。简单的说i m s 把数据库组成一棵根在上、叶在下的有向树，而i d m s 把数据组成无环有向图。这丽种产品的主要缺点是对数据很难执行查询，需要 熟悉复杂数据导向结构的专业程序员来编写相应程序，已经难以适应信息系统 尤其是网络信息系统的发展要求。 近十几年来，使用最广泛的数据库模型是关系模型，它使用简单、灵活， 较好地适应了时代的发展。关系数据库最初设计为基于主机终端方式的大型 机上的应用，其应用范围较为有限，随着客户机服务器方式的流行和应用向 客户机的分解，关系数据库经历了客户机服务器时代，并获得了极大地发展。 虽然一度时期，由于难以解决i n t e m e t 上信息资源复杂性和不规范性问题，关 1 6 系数据库在开发各种网上应用时显得力不从心，但随着由关系模型作出了一些 适应性调整，增加了数据库面向对象成分等等，推出的对象一关系模型使得关 系数据库目前得到最广泛的应用1 9 j 。 数据库的设计一般分为六个阶段：需求分析阶段、概念模型设计阶段、逻 辑结构设计阶段、数据库物理设计、数据库实施阶段和数据库运行维护阶段【1 w 。 数据库是用户关于他们的业务活动的模型的模型【1 。而数据库概念模型设 计是数据库本身模型设计，是后续工作的基础，也是整个数据库设计的关键。 常用的有两种数据建模工具：实体一联系( e r ) 模型和语义对象模型，语义 对象模型作为1 9 8 8 年提出来的一种新模型，相对支持和使用者较少。 实体一联系模型中，实体定义为可标识的对用户重要的事物。实体有描述 它特征的属性，一个或多个属性标识一个实体。联系是实体之问的关联，e r 模型清楚地定义了联系，联系也可以有属性。在实体一联系图中，实体用长方 形表示，联系用菱形表示。属性在e r 图中用椭圆表示，也可以用单独的表列 出【1 2 】。 e r 模型设计包括了局部e r 模型的建立和总体e r 模型的建立。模型一 旦完成，应对其进行评价。判断一个数据模型好坏的准则是看它是否与用户模 型最大限度地吻合。 在此基础之上，利用关系模型和规范化理论将实体一联系模型转换和优化 数据库设计，再进行物理设计、数据装入、运行和维护。 2 2 2b s 模式下的i n t e r n e t 数据库 i n t e m e t 的高速发展，对传统数据库系统提出了新的要求。首先，要求数据 库提高其吞吐量。i n t e r n e t 与主机终端模式、文件服务器模式乃至客户服务器 模式的不同点是：| n t e r n e t 客户访问的不可预测性f 】”。因为它是全球性的网络， 在一段时间内也许有成千上万个用户访问，也许只有