（电工理论与新技术专业论文）基于oracle的大型企业管理信息系统研究与实践.pdf

i n v e s t i g a t i o na n dd e v e l o p m e n to f l a r g e - s c a l em 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 b a s e do n0 r a c l e a b s t r a c t d u et oi n t e n s ec o m p e t i t i o ni nt h ew o r l do f t o d a y , t h ei n f o r m a t i o nt u r n st ob ea m a j o rp r o p e r t y a n dt h e k e y i s s u ef o rt h e d e v e l o p m e n t o f e n t e r p r i s e s t h u s ， d e v e l o p m e n t o fac o n s u m m a t e 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 i sc r i t i c a lt o a c c o m m o d a t et h ep r o g r e s so f m o d e m e n t e r p r i s e s t h et h e s i sp r o p o s e st h ed e v e l o p m e n to fa ne f f i c i e n ta n de f f e c t i v em 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 b a s e do n p r a c t i c a lr e q u i r e m e n t o fa n e n t e r p r i s e ，r e c e n t d e v e l o p m e n to fs y s t e mc o n s t r u c t i o na n dt h et h e o r y o fr i g h t s i z i n g t h e d e v e l o p e d s y s t e mi s b a s e do nt h ec l i e n t s e r v e rm o d e l t h ec l i e n tt e r m i n a lc o m p r i s e so ff o r m s a n dp u b l i cl i b r a r yo f a p p l i c a t i o n s ，w h i c ha r ed e s i g n e da ss y s t e m a t i cf i l e s t h es e r v e r c o n t a i n sd a t a b a s ea n ds t o r e dp r o c e d u r e s t h eo b j e c t i v e - o r i e n t a t e dt e c h n i q u e sa r eu s e d i nt h ed e s i g no fm o d u l e st oc o l l e c tp u b l i cc l a s sa n do b j e c t i v el i b t 1 1 i sc h a r a c t e r i s t i c s i sc a r r i e do n b y e a c hm o d u l e ，a d v a n t a g e o u st oc o n s i s t e n c ya n dm a i n t e n a n c e t h et e c h n i q u e so fe n g i n e e r i n gp r o t o t y p ea n di n t e r f a c ep r o t o t y p e ，w h i c ht a k e a d v a n t a g e o fb o t hp r o t o t y p em e t h o da n dl i f e c y c l em e t h o d ，a r ee m p l o y e di n t h e d e s i g n o fs y s t e m d e v e l o p m e n t t l l i s r e d u c e s d e v e l o p m e n t c o s ta n d s i m p l i f i e s m a i n t e n a n c ef o ra n dc o m m u n i c a t i o nw i t hc u s t o m e r s l o t so fs t o r e dp r o c e d u r e sa r ed e s i g n e di nt h es y s t e m ，w h i c hb es t o r e da tt h e s e r v e rt e r m i n a l ，w h i c hh a sh i g h e rp e r f o r m a n c es e c u r i t y t h i sr e s u l t si nt h es o l u t i o nt o t h ef a c tt h a t o p e r a t i o na l g o r i t h m o ft w o l e v e l e dc sm o d ec o n c e n t r a t e so nc l i e n t s e r v e r s as m a l l s c a l em e s s a g em a n a g e m e n tm o d u l ei sa l s oc o n s i d e r e di nt h es y s t e m d e s i g n t oa c c o m m o d a t ei n f o r m a t i o nt r a n s f e ra n dc o o r d i n a t i o n i nt h e p r a c t i c a l m a n a g e m e n t s t r e a m s t h et r a n s f o r m a t i o nf r o mx b a s et oo r a c l ei sa l s o i n v e s t i g a t e d t oi n h e r i tt h e p o s s i b l eo l dd a t af r o mo r i g i n a lm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m t h ei n v e s t i g a t i o ni s c o n d u c t e do nt h ei m p l e m e n t a t i o no f r i g h t s i z i n gt h r o u g ht h eu s eo f i n t e m e tt e c h n i q u e s t h ed e m ov e r s i o no ft h ed e v e l o p e dm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mo b t a i n e d a p p r o v a lf r o m t h ep r o j e c ts u p p o r t e r k e y w o r d s ：m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n p r o t o t y p em e t h o d ，r b a c m o d e l ， t r a n s f o r m a t i o n ，o r a c l ed e v e l o p e rs e r v e r s y s t e m ，r i g h t s i z i n g ，c l i e n t s e r v e rm o d e ， o r a c l es t o r e d p r o c e d u r e ，p l s q l ，d a t a 基于o r a c l e 的大型企业管理信息系统研究与实践第一章绪论 第一章绪论 。 1 1 管理信息系统的产生 中国企业管理百科全书中对管理信息系统( m i s m p n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e m ) 作了如下定义：m i s 是一个由人、计算机等组成的，能 进行信息的收集、传递、存储、加工、维护和使用系统。 信息 在商业、企业管理活动中，有大量的数据与信息要表示、传递与处理。对 一个企业来说，没有信息就无法管理，信息不够、不准、不及时就难以决策。 这里简单说明一下企业中信息与管理、决策的关系。企业的活动分为生产活动 和管理活动。在生产活动中，流动的是物，从输入、转换到输出，是一股物流。 这是企业生产经营活动的主体流程。当然参与这个流程的还有人、设备、资金、 能源、交通工具等因素。企业的管理活动是指用组织、计划、领导、控制和协 调等各种基本行动，来有效地利用人力、材料、资金、设备和方法等各种资源， 发挥最高效率，以实现一个组织所预定的目标和任务。有的学者把管理过程划 分为：计划一组织一控制三个阶段，通过这样的管理过程达到管理目标。 在管理活动中流动的是信息，从输入、转换到输出是一股信息流。信息流 是伴随物流产生的，对生产活动和物流起着主导作用，不充分发挥信息流的主 导作用，会导致物流的混乱。从控制论观点看，管理过程是信息的收集、传递、 加工、判断和决策的过程。在管理这程的三个阶段都离不开信息。所以要搞好 管理工作，必须重视研究如何搞好信息管理。信息流能根据生产的规律和环境 条件，按照管理者的意志，来规划、调节物流的数量、方向、速度和目标，使 其按照一定的目的和规划运动。信息被中断或传递不及时、不准确，都会给生 产带来损失。所以对企业来说，信息是重要的资源，是企业经营决策的前提， 也是提高企业管理水平的基础。 管理信息的分类 管理信息可以说是包括与企业管理有关的各种信息，反映企业生产经营活 动状况，技术，工艺、物资、库存、设备、计划、供销、财务、质量、人事、 劳资、科研、教育、安全等方面的信息。管理信息是企业进行计划、核算、调 度、统计、定额、经济活动分析、质量控制和安全控制等工作的依据。为了科 学地管理和合理使用管理信息，应按不同标志对管理信息进行分类。在企业管 基t - o r a c l e 的大型企业管理信息系统研究与实践第一章绪论 理信息中，固定信息占很大比重。一般来说，企业中的固定信息主要有以下三 个方面：定额标准信息，包括产品的结构、工艺文件、各类消耗定额、规范 定额和效果评价标准；计划合同信息，包括计划指标系统和合同文件等； 查询信息，包括国家标准、专业标准和企业标准、价目表、人事档案、设备档 案、科技档案和上级各类文件等。 管理信息处理的特点 管理信息处理有以下特点：大量数据的存储与重复处理。t e 如企业的产 品清册，工艺流程文件，库存台帐等，很多业务部门都有自己的若干帐册，这 里包含着大量的数据。无论是财务或是仓库物资，每天都有大量的管理信息处 理，按类型说，常常是重复的。存储这些数据需要大量的外存和大量的输入， 输出常是各种报表。数据种类繁多，数据间关系复杂。有些数据由很多业务 部门共享；一般来说，计算都比较简单，但复杂的经济数学模型除外。这恰 - 与科技计算相反，料技计算输入、输出较少，但计算方法比较复杂；管理信 息一般持续较长的肘间，因此在外存存放时间就长，这就要求长时间占有大量 外存。 企业管理信息系统 对企业来说( 更一般地说是一个单位) ，m i s 是一个纵横交错的信息系统， 是伴随企业管理过程的信息系统。它主要用于企业管理活动，为提高企业管理 工作的效率和水平，以提高企业的效益为目的，它是个以人为主体的人机系 统。在企业内有各种性质的部门，这些部门之间有一定关系。对各职能部门可 建立相应的管理信息子系统，这些子系统之间存在着交织的联系，构成了更复 杂的企业管理信息系统( m i s ) 。企业的m i s 是一个进行管理信息的收集、存储、 加工、上下左右互相传递的网络式信息系统，既保证了纵向的管理关系，又加 强各管理部门、管理子系统之间的横向联系，使整个企业管理系统在网络式信 息系统的支持下，成为一个有机的整体。企业的m i s 是一个信息系统，其输入 是一些与管理有关的信息，其输出是供各级管理人员用于管理和辅助决策的信 息。因此m i s 对企业管理起到控制、指挥、调节的作用，使企业能适应多变的 环境，发挥更大潜力，从而取得更大的效益”】。 1 2 管理信息系统的发展与前景 追溯m i s 的发展，我们会发现它与计算机技术、数据库技术与网络通信技 术的发展紧密相关。 薹q ! 竺1 1 塑本型企业管理信息系统研究与实践第一章绪论 1 9 4 6 年世界上第一台计算机问世以后，计算机迅速发展，大规模集成电路、 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、政府部门及产品设计部门展 示了信息管理的美好前景。计算机网络与通讯技术相结合，使计算机技术成为信 息科学与信息产业中的核心部分。2o 世纪6 0 7 0 年代，国外企业已开始广泛 进行内部m i s 建设，其主要目的是提高部门内部的运行效率和节省开支。我国 则到8 0 年代后期，许多企业开始利用计算机来辅助办公，兴起建设m i s 热潮”1 。 数据库技术与信息管理 数据库( d a t a b a s e ) 是机械化的，可共享的、形式化定义的和集中控制的数 据集合，是企、事业单位或组织( 可统称单位) 的重要资源。数据库技术是在 6 0 年代后期发展起来的计算机新技术。从1 9 6 8 年9 月美国i b m 公司发表其信 息管理系统i m s ( i n f o n n a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m ) 以后，在三十几年期间数据 库技术有了惊人的发展，对计算机信息处理有巨大推动作用。从6 0 年代 c w b a c h m a n 提出数据图算起，2 0 多年来数据库技术是计算机科学技术中发 展最快的重要分支，以其辉煌的成就显示了它的重要性，是使计算机能在很多领 域广泛应用的关键技术。 数据库技术的发展史可分为三个阶段。 第一阶段大约在6 0 年代。这一阶段出现的数据库管理系统是层次型和网状 的，如1 9 6 8 年构网状系统t o t a l ，1 9 6 9 年的层次系统s y s t e m 2 0 0 0 等都是。 它们作为数据库管理系统前身的文件系统，已比较成熟，实现了多种文件组织方 法。 第二阶段大约在7 0 年代。这一阶段的新技术是i b m 公司的ef c o d d 于 1 9 7 0 年提出的发掘的关系模型。1 9 7 1 年前后i b m 公司的层次系统i m s 和 c o d a s y l 的网状系统标志着非关系型d b m s 已成熟。1 9 7 6 年宣布的美国加州 大学研制的i n g r e s 系统和i b m 公司研制的s y s t e m r 是关系d b m s 的代表作， 浼明关系型系统的成熟，同时在理论上也达到相当完善的程度。 第三阶段大约在8 0 年代。1 9 8 0 年出现的分布式数据库管理系统s d d l 是 这一阶段的新技术在这一阶段出现了一大批成功的商品关系型d b m s ，适用于 大、中、小、微型计算机，如1 9 8 2 年i b m 公司推出的s q l d s 及后来的d b 2 ， o r a c l e 公司的o r a c l e ，w a n g ( 王安) 公司的p a c e 及其它公司的 i n f o r m i x ，u n i f y ，f o x b a s e 等系统。它们的广泛使用，大大提高了用户 丌发m i s 的工作效率，一直到现在，使用关系型d b m s 来开发各种m i s 国内外 都在迅速发展着，有着广大的市场。 基于o r a c l e 的大型企业管理信息系统研究与实践 第一章绪论 开发m i s 的工作效率，一直到现在，使用关系型d b m s 来开发各种m i s 国内 外部在迅速发展着，有着广大的市场。 m i s 前景 进入9 0 年代以后，全球经济趋于一体化，市场竞争趋于国际化，产品技 术发展一日千里，在如此飞速变化与高度竞争的信息社会环境中，企业面临的 机遇与挑战使企业必须以新的方式去支持企业信息技术( i t ) ，谁能掌握先进的 科技手段、抓住信息、提高效率，在开拓产品市场的同时，完善自身机构，实 现管理现代化，谁就能立稳脚跟，就能获得生存和发展。 现代化的企业管理离不开现代化的科学技术，在当今世界，作为计算机技 术与通信技术相结合的产物，计算机网络技术已得到了广泛的应用，基于联网 的数据库管理则成了现代化管理中人们关注的技术焦点，同时，客户机服务 器( c l i e n t s e r v e r ) 体系的运用也在企业中得到了认同和深化，并且成为企业计 算的一个发展方向。 而企业在构建自己的信息管理系统时应遵循持续发展、规模优化的理论思 想。由于企业信息系统建设中涉及的数据种类多、数据量大、信息来源多渠道， 具有明显的时变性，且要考虑新、旧系统的继承与发展，所以企业都希望建立 一种持续优化其信息系统的发展进程，以便不断接近规模优化( r i g h t s i z i n g ，亦 称规模适化1 的思想。建设一个信息系统或规模优化的出发点是：该信息系统 的体系结构与业务需求保持一致【2 1 l 。 规模优化的原则是信息系统的体系结构与业务需求相适应，目前主要有三 种规模优化策略：( 1 ) 向上优化( u p s i z i n g ) ：p c 机及其局域网皿a 如联结到更 高档的u n i x 服务器上，即把p cl a n 集成到u n i x 环境下。( 2 ) 向下优化 ( d o w n s i z i n g ) ：将大型机或小型机上运行的应用程序下移到工作站或高档微机 上，以减少运行成本。( 3 ) 数据处理在c l i e n t s e r v e r 环境下重新分布：在c l i e n t s e r v e r 体系中，应用处理在客户机和服务器端进行分布，通过网络进行联结， 既充分发挥了客户机和服务器的处理能力，又减少了网络中的数据传输量，是 一种合理、高效的企业信息管理系统的体系结构；尤其是三层结构的c l i e n t s e r v e r 模型，将c l i e n t s e r v e r 系统划分为三层：客户机服务、中间层服务和数 据库服务，可以说是在线事务处理o l t p 的一种应用。通过中间层将客户与数 据库隔开，减轻了网络的压力，且数据具有更高的完整性保障，还可通过增加 服务器来提高系统性能，此外这种结构采用组件开发模式，适于团队开发，极 大地减少了系统的软硬件投资，利于系统与i n t e m e t 接轨。 4 基于o r a c l e 的大型企业管理信息系统研究与实践第一章绪论 1 3 天地科技管理信息系统简介 天地科技建有企业局域网( l a n ) ，各子部门有一定的计算机数据管理，但 原有这些信息管理主要基于x b a s e ，f o x p r o ，a c c e s s 等数据库或者基于e x c e l 等， 实现技术也比较单一。实际上只是在单个部门内使用计算机进行辅助办公的一 种形式，并不能实现信息在各部门之间传递、处理。随着企业的发展，管理信 息急剧增加，对信息管理的及时、准确、详实、安全等各方面都有了更高的要 求，各部门、人员之间协同工作的要求日益明显。天地科技管理信息系统( 简 称t d s m s ) ) ) 正是适应公司发展而进行研制开发的。 该信息管理系统主要包括了9 个子系统，使公司内的主要工作流程都实现 了完全的信息化。信息流能够在各部门、各级别的工作人员间及时得到传递， 以实现不同层次间的协同处理；对各类信息按照i s 0 9 0 0 2 质量论证体系的要求 进行分类与汇总；对信息能作一定的分析处理，提供决策。 构建t d s m i s 时，我们严格遵循立足现状、持续发展、规模优化的理论 思想。 考虑到企业现在的网络平台是w i n d o w sn t 网络操作系统，t d s m i s 也就 以此为依托。同时，考虑到以后要将p c l a n 集成到u n i x 环境下，选用了o r a c l e 这一强大的关系型分布式数据库。 在结构上，t d s m s ) ) 采用了c l i e n t s e r v e r 模式结合o r a c l e 存储过程技术 进行数据处理分布，使得该模式清晰、有效地规划了整个m i s 的结构。采用这 种模型可以很方便的进行事务和安全处理，如果加入o d s ( o r a c l ed e v e l o p e r s e r v e r ) ，t d s m i s 可以保证整个网络分布式数据库调用时的安全并提高容错与 缓冲能力，可以适合网络发展，实现企业i m r m e t 发展的需要【4 1 。 在t d s m i s 实施方法上，针对传统的生命周期法开发周期过长等缺点以及 原型法系统性较差的问题，根据实际情况将两者进行适当结合，采用了工程原 型法与界面原型法结合的开发方法来进行系统开发实施。 在t d s - m s 安全管理方面，采用了基于角色访问控制( r b a c - - r o l e b a s e d a c c e s sc o n t r 0 1 ) 模型】，根据企业业务操作情况设置了若干角色，分别赋予相 应权限，对用户又赋予一个某几个特定叫色，这样来严格控制企业不能部门不 同级别人员的操作权限，防范对数据库的破坏。对用户身份验证则采用o r a c l e 强大的用户身份验证功能，而不是将用户身份验证放在应用系统中。 t d s m i s 的开发工具用的是o r a c l e 提供的软件工具集：d e v e l o p e r2 0 0 0 。 该工具集包括了o r a c l e f o r m s 、o r a l c e r e p o r t s 、o r a c l eg r a p h i c s 、p r o c e d u r e b u i l e d e r 等开发工具【6 】；开发语言主要是p l s q l 。 基于o r a c l e 的大型企业管理信息系统研究与实践第一章绪论 系统开发中，充分利用o r a c l e 提供的存储过程这数据库对象，将对数据 库表对象的操作屏蔽于用户的直接操作之外，提高了t d s m i s 系统的安全性， 同时也因为把大量的数据处理操作分布到了性能好的数据库服务器端，而减轻 了客户端工作的压力，也减少了网络信息流量和频度，提高了系统的工作性能。 基于o r a c l e 的大型企业管理信息系统研究与实践第二章管理信息系统研究 第二章管理信息系统研究 企业管理信息系统是一个涉及广泛的综合系统，它的实施是一个复杂的系 统工程，需要考虑到数据库的设计，体系结构的选择，开发方法的选择，系统 安全的管理等各方面的内容，本章主要对一个企业信息管理系统的各个方面和 全过程进行理论研究和实践探索。 2 1m i s 数据库研究 数据库在企业管理信息系统中处于核心地位，正是通过它，将各应用系统 集成起来。在大多数情况下，我们可以将企业管理信息系统简单地看成数据库 系统( d b s ) ，它由数据库( d b ) 、数据库管理系统( d b m s ) 和数据库应用系统 f d b a s ) 3 部分组成【3 1 ，如图2 1 所示。 2 1 1 数据库系统体系结构 图2 - 1d b s 组成模型 d b s 是从文件系统基础上发展起来的，至今已有20 多年历史。在d b s 发展过程中，出现了3 种不同的体系结构： 1 ) 集中式d b s 这是8 0 年代以前的主要形式。d b s 的3 部分全部存贮、并运行在主机 ( m a i n f r a m e ) 之上。其不足之处是“过于集中”和“过于封闭”。d b s 的性能完 全取决于主机的能力，并且难以满足不同用户的个性化要求，因为所有用户部 使用几乎相同的字符型终端。 21 基于文件服务器p cd b s d b 存贮在文件服务器上，而d b m s 和d b a s 主要运行在工作站上，此时 文件服务器是工作站磁盘空间的延伸。这种环境只能提供有限的、文件级的d b 共享，在d b 安全性、并发控制、完整性及数据共享粒度方面都不能充分体现d b s 的本质优点。8 0 年代中期以来，由于微机的普及，以及网络和d b 技术的发 展，使得这种d b s 容易实现、价格便宜、且能满足部分用户的个性化要求( 如 基于o r a c l e 的大型企业管理信息系统研究与实践第二童管理信息系统研究 g t n ) ，此种d b s 最典型的软件支撑环境是n e t w a r e f o x p r o 。 3 ) 客户服务器( c l i e n t s e r v e r ) d b s ，简称c sd b s 在这种体系结构中，d b s 分布在整个网络上，在d b 服务器( 如o r a c l e 、s q l s e r v e r ) 上运行d b m s 内核，并存放共享型d b ：在客户机上不存放数据或仅存 放少量私有数据；d b a s 在c l i e n t 和s e r v e r 两端协同运行，发挥各自优势，如 图2 2 所示。这种体系结构结合了前2 种体系结构的优点，是9 0 年代以来d b s 的发展方向，正在得到越来越广泛的应用。一个明显的趋势是，许多公司正在 将它们的集中式d b s 向下适化( d o w n s i z i n g ) 成c s 方式；而将p cd b s 升 级( u p g r a d i n g ) 成c sd b s 。这种趋势被称为d b s 体系结构的“适化” ( r i g h t s i z i n g ) 。 2 1 2 数据库设计 2 - 2 一个简单二层c sd b s 模型 建立一个m i s 一定要考虑两个方面的问题：“数据”以及对数据进行的“加 工”。某个用户的数据库系统b s d a t a b a s es y s t e m ) 由模式、子模式、存储模式、 应用程序和数据库管理系统( d b m s ) 等几部分组成。其中d b m s 一般可从现有 产品中选用，存储模式可随机由相应的d b m s 确定，无须重新建立，而模式、 子模式、应用程序、数据库等则必须根据用户具体要求进行分析和设计，这项 工作称为“数据库设计”。它的核心问题是如何建立一个数据模型，使其满足下 面几个条件： 1 、符合用户的要求，即能正确地反映用户的现实环境。它应包含用户需处 理的所有“数据”，并能支持用户需进行的所有“加工”。 2 、能被某个现有的数据库管理系统所接受。 3 、具有较高的质量，如易于维护、易于理解、效率较高等。 在m i s 建设中，数据库设计是一个关键问题。良好的数据库结构，可以提 高数据共享、减少数据冗余和数据不一致性，并将各d b a s 有机的联系起来， 支持信息系统“集成化”的要求。过去2 0 年的研究，人们提出了许多d b 设 计方法，但主要是以集中式d b s 为研究对象和研究背景。 c l i e n t s e r v e rd b s 具有一些新的特点，对d b 设计方法提出了新的要求。 墨王三塑坐塑奎型尘、业管理信息系统研究与实践第二章管理信息系统研究 一、d b 设计的般过程 d b 设计包含2 个方面：一是d b 结构设计；二是d b 行为( 或应用) 设计。 后者主要通过d b a s 来实现，这里主要讨论d b 结构设计。 己提出了许多d b 设计方法( 学) ，最有影响的是n e wo r i e a n sd b d t ”，它将 d b 设计过程分成4 个主要步骤： 1 ) 需求分析 d b s 目标与范围； 数据内容； 用户需求： 性能要求。 2 ) 概念设计设计 d b 的概念结构，并用某种概念模型来表示。最著名的概念模型是e r 模 型。 3 ) 逻辑设计 选择一种d b m s ，通常为关系型，例如o r a c l er d b m s ； 将概念结构映射成关系结构( 模式) ； 应用规范化理论，规范化( n o r m a l i z i n g ) 关系模式，这通常导致关系模式 的分解。 3 ) 物理设计 设计物理存贮结构和存取路径； 建索引和聚簇索引； 反向规范化( d e n o r m a l i z i n g ) ，考虑数据使用( 查询或操纵) 特点、使用频率、 范围、及响应性能的要求，有时需反向规范化。 n e wo r l e a n sd b d 及其他传统d b 设计方法，是针对集中式d b s 环境提出 的，虽原则上仍适应c sd b 设计，但应加以发展，以解决c s d b 设计中的新 问题。核心问题是数据如何在网上分布，而同时尽力保持d b 的逻辑致性。 二、c sd b 的形式及对d b 设计的影响 c s d b 的主要形式 根据数据在网络中的分布情况及应用特征，c s d b 有3 种主要形式： 1 ) 单服务器数据库 c s d b 存放在单一服务器上，并由该服务器统一管理。这是一种最简单的 c s d b 形式，它与集中式d b 很类似，不同点是客户机具有计算能力。 2 ) 多服务器数据库联合 d b 分散存放在多个服务器上，由各服务器各自管理自己的数据。这些服务 基于o r a c l e 的大型企业管理信息系统研究与实践第二章管理信息系统研究 器可以是同构的( 如使用相同的关系型d b m s ) ，也可以是异构的。此时整个d b 实际上被分成了几个不同的物理d b ，客户机上的应用系统一般需要自己来确 定向哪个d b 服务器请求服务。 3 ) 分布式数据库( d i s t r i b u t e d d a t a b a s e ) d b 存放在多个服务器上，对用户( 客户机) 而言，整个d b 逻辑上是一个整 体。它要求具有分布透明性( d i s t r i b u t i o nt r a n s p a r e n c y ) ，客户机或用户不需要知 道所处理的数据是在本地服务器，或在个远程服务器上，由分布式d b m s 来 处理不同服务器之间的关系。d b m s 可分为同构型或异构型；还可按全局控制 方式不同分为全局控制集中型或全局控制分散型。 对d b 设计的影响 单服务器d b 是最基本的c s 数据库形式，其控制和管理相对比较容易， 适合于地理比较集中的中小型应用环境，如小公司或工作组( w o r k g r o u p ) 。其d b 设计很类似传统的集中式d b ，可以直接采用已有的d b 设计方法。 基于c s 计算方式的分布式d b ，特别适合那些地理位置分散且关系密切、 对数据的全局一致性要求较高的应用环境。此类d b 设计工作的重点和难点包 括： 数据分布：要求既能很好地支持本地或局部应用，又能较好地支持远程 或全局应用( 特别是操纵性应用) ； 数据的一致性和完整性控制； 数据恢复。 设计实现分布式d b 的难度较大。为了充分发挥分布式的优点，需要对企 业的信息系统或d b s 进行彻底的重新设计，这在实际中常常难以办到或风险较 大。单服务器d b 和分布式d b 在管理和数据分布上有很大区别，但它们有一 个共同点，即逻辑上都是统一的数据库。这一点和多服务器d b 联合体有本质 不同。后者是对前二者的一个合理折衷，它能在保持企业现有d b 的情况下， 灵活地扩展系统；其设计的特点是要综合运用集中式d b 和分布式d b 设计的 方法。 三、c s d b 设计的要点和主要技术 这里讨论设计c s d b 时要考虑的主要问题，及物理设计的主要技术。 合理的c s d b 形式 d b 的形式直接影响其设计，应根据具体应用环境情况合理选择。既要满足 当前，又要考虑易于扩展。一般而言，只要支撑环境能满足d b 应用性能的要 求，应尽可能先采用单一d b 服务器的形式，以后可灵活地向另2 种形式扩展。 i ) b 的整体性 基于o r a c l e 的大型企业管理信息系统研究与实践第二章管理信息系统研究 尽管d b 可能分布( 或分散) 在不同结点上，我们仍要像集中式d b 那样，建 立整个d b 的全局概念模型和逻辑模型，这有助于数据共享和数据的完整性。 在单服务器d b 和分布式d b 中，这一点尤为重要。 d b 的安全性、完整性及并发控制 这些问题比在集中式d b 中更加复杂，在设计时应予以更多的考虑。我们 应充分利用现代r d b m s 的先进功能，比如通过定义在服务器端运行的触发子 ( t r i g g e r ) $ 1 存贮过程( s t o r e d p r o c e d u r e l ，实旅企业范围内的业务规则和完整性检 查，对网上所有终端用户强制实行事务逻辑。 。 物理分布( d i s t r i b u t i o n o ra l l o c a t i o n ) 在物理上合理安排数据的存贮位置，尽量使数据接近使用它们的客户机， 这有助于减少数据在网络上的运动，克服网络瓶颈，提高d b 应用效率。 数据复带l j ( r e p l i c a t i o n l 这是d b 物理分布的一种特殊形式。早期的d b 技术被认为是处理非重复 数据的技术。而在c s d b 系统中。有控制地重复数据显出重要意义。d b m s 本 身的发展，也可能比以往更好地支持数据复制口1 。复制数据有一个更新一致性 问题，同步更新的要求比异步更新复杂，应在事务控制设计方面更加注意。在 数据库设计的需求分析阶段，应注意区分二类数据：一类是频繁被查询而很少 被修改的数据( 查询类数据) ；另一类是常被修改的数据( 操纵类数据) 。对于前者， 可更多地运用数据复制技术。 规范化与反向规范化 规范化趋向于将数据库按“一事一地”方式存贮，将一个关系分解成几个 更小的关系。规范化适合操纵类数据。对于查询数据，为了减少关系连接g o i n ) 操作，可采用反向规范化技术。此类技术在传统关系d b 设计中已有应用，但 在多服务器d b 和分布式d b 中将更加普遍。上述各点有些是相互矛盾的，实 践中需要根据具体情况全面权衡。c s d b 设计并不存在唯一正确的方案。 2 1 3 数据库设计中e r 方法与规范化理论 对于一个数据库管理员来说，所能为他的数据库做的最好的事情就是使之 开始于一个合理的逻辑设计。在7 0 年代中期，关系数据库模型逐渐超越其他的 数据模型占据主导地位，关系模型技术的风靡使设计性能得到规范化。其中最 流行的e r ( e n t i t y r e l a t i o n ) 方法和关系规范化理论是数据库设计理论的两大支 柱，实现了现实世界模型向数据库逻辑模型的转化，确保了由逻辑模型所产生 的关系表具有数据一致性，冗余少，易维护等特点。 基于o r a c l e 的大型企业管理信息系统研究与实践第二章管理信息系统研究 e r 方法 实体一联系方法( e r 方法) 是由pp c h e n 于1 9 7 6 年提出的，发展至今 已经过许多人的修改和扩展，已经形成了一个公共构件集合【3 l 。其基本思想是 用户模型用一种特定的c a s e 工具一e r 图来表示。e r 方法由两部分组成： 一部分是由e r 图描述现实世界；另一部分将e r 图转换成相应的数据库模 式。在介绍e r 图之前，先定义用到的几个概念。 实体：用户关心的现实世界的事物，用长方形表示。 属性：用来描述实体的性质，写在实体的附近。 联系：实体通过联系相互关联。 二元联系：仅有两个实体相关的联系，其中又分为了1 ：1 、1 ：n 、n ：m 三种类型也就是 我们常说的一对一、一对多、多对多。 最大基数：二元联系中n 的上限。 弱实体：二元联系中一方实体要依存另一方的存在而存在的。 i d 依赖：弱实体中没有主键。 非d 依赖：弱实体有自己的主键。 子类实体：一个实体分裂成几个不同的平等的实体各个实体之间有互斥与相容的关系。 图2 3 至图2 5 具体说明了e r 图是如何将现实世界转换成用户模型的。 ，一 n ：m r 一 1 学生k _ 课程1 l 。_ j l - - _ j 图2 - 3 普通n ：m 二元联系 图2 3 是一个简单的二元联系中多对多类型，学生可以选多门课程，课程 中也有多名学生。图中，实体用方框表示，联系用菱形表示。 一1 ：n ，_ 、f 教学楼b ( 教室) l - - - 一、一 图2 - 4 强实体与弱实体 图2 - 4 与图2 3 类似，只不过教室是弱实体，因为教室不能离开了教学楼而 独立存在。 图2 - 5 子类实体 图2 - 5 表示的是学生的两个子类实体：本科生和研究生。它们两个是互斥 的，所以用 标记一下。 由e - - r 图转换成数据库模式中的关系模式也要遵循以下几条准则： 基于o r a c l e 的大型企业管理信息系统研究与实践第二章管理信息系统研究 实体直接转换成关系模式。 非d 依赖的弱实体转换成关系模式时要加入依存实体的主键。 l ：1 关系的实体，要相互加入对方的主键。 】：n 关系中，n 方实体的关系模式中要加入】方的主键。 n ：m 关系中，除了各自转换成关系模式外，还要另建一个关系模式，加 入双方的主键。 一个e _ r 图可以准确地映射到关系模型上，实体变成了表，属性变成了列， 标识符属性变成了主键，而通过外键实现两表之间的关系。 目前市场上有许多自动化计算机辅助软件工程( c a s e ) z 具可以帮助你来实 现这个映射。如o r a c l e 公司的d e s i g n e r 2 0 0 0 t 7 】。 规范化理论 规范化理论是数据库设计的理论基础。自1 9 7 0 年efc o d d 提出规范化理 论后至今已有很大的发展并在数据库系统的开发实践中获得了广泛的应用f 3 】。 关系模式的规范是模式分解的过程，它按照无损连接和保持依赖性的原则， 用一组等价的关系模式代替原有关系模式，从而达到： a ) 消除复合数据项。化多维表格为二维表格。 b ) 使用方便、简化查询操作。 c ) 避免添加、删除和修改操作时出现反常现象，保持数据库在更新后的完 整性。 另外在逻辑模式设计中应坚持建立在模式基础上的子模式设计( 即作为模 式的一种分解) 。这样做的优点是能够提高数据的独立性并有利于数据的安全保 密。例如，对职工档案模式可按照其不同的多种应用分解为履历表、工资表、 职工简历等子模式。其数据流图可表示如图2 x 所示： 这种设计思想在o r a c l e 数据库中可用建立职工档案的多种视图来实现，即 对于每种应用建立相应的视图。这样更能保证数据库在插入、删除或更新后的 完整性和致性。 按照关系数据理论，规范化可归纳为如下过程： 1 ) 非规范关系消除复合属性值变成第一范式，第一范式可达到a ) 、b ) 。 2 ) 第一范式消除非主属性对候选键的部分依赖变成第二范式。 3 ) 第二范式消除非主属性对候选键的传递依赖变成第三范式。 4 ) 第三范式消除所有非键依赖变成b c 范式。 5 ) b c 范式消除多值依赖成为第四范式。 第二范式以上各范式除可满足a ) 、b ) 外，还可部分地以至完全地满足c ) 。 规范化的级别应考虑查询操作的效率和开销统筹，权衡得失，一般最多取第三 基于o r a c l e 的大型企业管理信息系统研究与实践第二章管理信息系统研究 范式。 因而首先要分析相应的设计要达到第几范式，并以此作为规范化的目标， 然后对所有关系分析其范式级别。若未达到上述级别要求，则按上述过程进行 规范化。下面对“顾客”关系为例加以说明。 假定所设计关系模型的范式级别为第三范式。则分析“顾客”关系的范式 级别如下。由于“顾客”关系无复合属性值，因而其为第一范式。且又由于其 无非主属性对侯选键的部分依赖，故又为第二范式，但因存在非主属性对侯选 键的传递依赖，即：姓名订货单号，订货单号一订货日期，型号，所以该关 系不是第三范式。显然该关系存在大量冗余数据，假设某位一共订购了5 0 次， 每次的订货日期及型号是不同的，但地点、类别、电话等属性却是相同的，而 这些相互内容需重得5 0 次。导致大量数据的冗余，还将导致添加、删除异常及 修改复杂等一系列问题，因而这是个“不好”的关系，所以必须消除能上能下 传递依赖，从而达到第三范式。 规范化理论给出了判断关系模型优劣的理论标准，帮助我们预测模型可能 出现的问题，提供了自动产生各种模式的算法工具，因此是设计人员的得力工 具，也使数据库设计工作有了严格的理论基础。 由于目前绝大部分数据库设计均是基于关系模型的，而且对于其他模型， 可先把总体e r 模型转换为关系模型。经以上定性优化后，再把关系模型向相 关模型映象。这种设计过程可以充分利用规范理论的成果指导各类数据模型的 设计，从而缓和了网状、层次模型凭经验设计的局面。因而以上利用关系数据 理论对关系模型进行规范化定性优化的讨论是很有意义的。 2 2m i s 计算模式研究 基于网络的大型m i