（计算机应用技术专业论文）医疗保险系统的分析与设计.pdf

江苏大学硕：i = 研究生毕业论文 摘要 医疗保险是社会保障体系的重要组成部分，随着我国经济体制改革的不断深 化，建立健全完善的社会医疗保险制度，是切实保障城镇居民基本医疗水平、促进 社会经济繁荣发展、保障社会长治久安，促进社会进步的必要条件。 张家港市医疗保险参保人员由初始的几万人到目前的近3 0 万人、参保单位 2 0 0 0 余家、定点医疗机构和定点药店3 0 0 多家。日常业务包括：参保人员信息管 理、基金的征缴和支付；日均万余人次门诊和年均6 万人次的住院数据采集、处理 和结算等。医疗保险是一项政策涉及面广、数据量大、动态性很强的系统工程，而 原有的系统在政策调控、管理协调、医疗监督等层面上已很难满足业务发展的需求， 迫切需要新的系统以适应发展的需求。 本文从张家港医疗保险业务的特点和实际情况出发，对现有医疗保险系统的问 题进行了全面的分析。从宏观决策、业务管理、公众服务等方面进行了新系统的分 析与设计。利用中间件技术，实现了各定点医院管理系统的异构平台与医保系统的 互联。通过该系统分析设计，旨在为张家港医疗保险业构建一个高效、快捷、安全、 统一业务管理的集成信息系统。 论文的主要工作如下： 1 、对张家港医疗保险系统存在的问题进行了全面的分析； 2 、完成了新系统总体结构、功能结构、应用结构及网络结构的设计； 3 、从宏观决策、业务管理、公众服务层面对新系统进行了设计； 4 、完成了新系统基础平台架构、系统集成架构的设计； 5 、完成了医疗保险中心与定点医疗机构接口的设计与实现； 6 、对论文进行了总结与展望。 关键词：医疗保险，系统集成，中间件，数据仓库 江苏大学硕士研究生毕业论文 a b s t r a c t w i t ht h ef u r t h e r r e f o r m i n gi ne c o n o m i cs y s t e m ，m e d i c a r ei n s u r a n c e ，a st h e i m p o r t a n tp a r to fs o c i a ls e c u r i t ys y s t e m ，n e e d st oi m p r o v e a n dt h a ti st h e p r e r e q u i s i t et o g u a r a n t e e u r b a nr e s i d e n t sb a s i cm e d i c a r e i n s u r a n c e ( m i ) ，p r o m o t e e c o n o m i c d e v e l o p m e n ta n ds o c i a la d v a n c e m e n ta n de n s u r es o c i a ls t a b i l i z a t i o n t h et o t a ln u m b e ro fm ip a r t i c i p a t o r sm o u n t su pt o3 0 0 ，0 0 0i nz h a n g j i a g a n gc i t y , j i a n g s up r o v i n c e ，m o t et h a n2 , 0 0 0u n i t sa n d3 0 0a p p o i n t e dm e d i c a li n s t i t u t i o n sa n d d r u g s t o r e sa r ei n v o l v e d t h ed a i l yt r a n s a c t i o n si n c l u d e ：p a r t i c i p a t o ri n f om a n a g e m e n t ， f u n dc o l l e c t i o na n dd i s t r i b u t i o na n dag r e a td e a lo fd a t ac o l l e c t i o n ，p r o c e s s i n ga n d s e t t l e m e n t ，e t c m e d i c a r ei s ad y n a m i ca n ds y s t e m a t i cp r o j e c tw h i c hr e l a t e st o c o m p r e h e n s i v ep o l i c i e sa n dl o t so fd a t at od i s p o s e , s i n c ep r e v i o u ss y s t e mc a l ln o tm e e t t h ed e m a n do ft r a n s a c t i o nd e v e l o p m e n t ，i ti sn e c e s s a r yt od e v e l o pan e ws y s t e m b a s e do nt h em if e a t u r e sa n da c t u a lp r a c t i c e si nz h a n g j i a g a n g , t h i sd i s s e r t a t i o n t h o r o u g h l ya n a l y s e st h ep r o b l e m si nc u r r e n tm is y s t e m ，a n dd e s i g n san e ws y s t e mf r o m v a r i o u sp o i n t si n c l u d i n gm a c r od e c i s i o n - s u p p o r t i n g , t r a n s a c t i o nm a n a g e m e n ta n dp u b l i c s e r v i c e b yi n c o r p o r a t i n g m i d d l e w a r e t e c h n i q u e i n t ot h en e ws y s t e m ，w h i c h i n t e r c o n n e c t sd i f f e r e n tp l a t f o r m so ft h e s ea p p o i n t e dh o s p i t a l sw i t ht h em is y s t e m ，a n d b u i l d su pa ni n t e g r a t e ds y s t e mt ou n i f i e d l ym a n a g ez h a n g j i a g a n g sm ib u s i n e s s t h er e s e a r c hi so r g a n i z e da sf o l l o w s ： 1 a n a l y z et h ep r o b l e m si nc u r r e n tz h a n g j i a g a n g sm is y s t e m ； 2 d e s i g nt h eg e n e r a ls t r u c t u r e , f u n c t i o ns t r u c t u r ea n dn e t w o r ks t r u c t u r eo ft h es y s t e m ； 3 d e s i g nt h ei n t e g r a t e ds y s t e mb a s e d o nm a c r od e c i s i o nm a k i n g , t r a n s a c t i o n m a n a g e m e n ta n dp u b l i cs e r v i c e ； 4 r e d e s i g nt h ei n f r a s t r u c t u r ep l a t f o r m 盯c h i t e c m r ea n di n t e g r a t i o na r c h i t e c t u r e 5 d e s i g na n di m p l e m e n tt h ei n t e r f a c eb e t w e e na p p o i n t e dm e d i c a li n s t i t u t i o n sa n dt h e m ic e n t r e ； 6 s u m m a r ya n de x p e c t a t i o n k e y ：m e d i c a r e ；s y s t e mi n t e g r a t i o n ；m i d d l es o f t w a r e ；d a t aw a r e h o u s e i i 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阕和借 阅。本人授权江苏大学可以将本学位论文的全部内容或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 保密口，在年解密后适用本授权书。 不保密口 。 学位论文作者签名：蓐旃 硼年彬，7 日 指导教师签名：幼咒膨 ，o e 7 年2 月夕日 独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容以 外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品 成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以 明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名私孙 嗍z 母f z 月f 7 日 江苏大学硕j 二研究生毕业论文 第一章绪论 城镇职工基本医疗保险是社会保障体系的重要组成部分，也是五大社会保 险中施行难度最大、业务最复杂的一个险种。城镇职工基本医疗保险信息管理系统 ( 以下简称医保信息系统) 是一项复杂、庞大的电子政务工程。不仅政策性强、实 时要求高、业务量大，而且涉及的中间业务环节较多、操作流程复杂，在系统的建 设实施过程中存在较多的管理和技术因素。由于我国的医疗保险刚刚开始起步，各 地区存在政策性差异，实施环境也不尽相同，当前医保信息系统的建设尚无固定的 样式可循，各地区均是在结合自身具体情况进行实践和探索。由于参与医保信息系 统建设的部门较多，组织协调的难度大，使一些地方的系统建设出现了较多的问题， 最终甚至影响了医疗保险制度的实施乜1 。 医保体系的推行将传统的“医院一患者”服务消费关系转变成为“医院一患 者一医保部门政府监督 的多元消费模式。而其中所涉及的医院( 医生) 、患者、 医保三方都非常清楚自己的利益所在，并且都尽力维护自己的利益一一这就形成了 一个微妙的博弈关系，道德风险也随即产生。在医疗保险过程当中，无论是医院还 是患者都不需要自己掏钱，而是由第三方一一医保管理部门从医疗保险基金中支付 的，因此造成道德风险的概率就大得多。 医疗保险是一种承包赔付额巨大、时发频率高、保险费用难以测算的高风险 险种，医患双方的道德风险已使许多国家的医疗保险举步维艰。我国的社会保险制 度目前正处于不断变革的时期，治理道德风险，根本上还要从制度上下工夫。 处理医保运营中的道德奉献，首先应正确界定社会医疗保险领域参与各方的 责、权、利关系。同时要对遏制道德风险设计路径选择，将那些道德风险发生率较 高的险种排除在社会医疗保险范围之外，对那些费用开支过高和道德风险规避难度 较高的医疗制定承包上限。 同时还应强化对医疗服务提供方的制约和调控，除了完善医保合同及其管理， 改进对医疗机构的支付制度外，还应将医疗服务提供方的行为纳入保险方的控制范 围之内，制约在医疗保险支付过程中的各类违规行为。 对于医疗保险实施管理方而言，针对医疗保险实施过程中出现的问题，一方 面通过加强教育和监督、规范管理；另一方面就是要加强计算机信息化的管理，通 过采集医疗信息，包括电子病历、病种、医生处方以及定点医疗机构药品进销存数 据等等，医保机构根据这些电子数字信息来统计分析排队，找出异常的医保支付， 建立一套完备的数字化医疗保险监督体系，为政策的制定提供决策支持。 江苏大学硕士研究生毕业论文 1 1 研究背景 张家港市城镇职工医疗保险自1 9 9 7 年1 月1 日起作为江苏省第二批试点城市 以来，至今已经走过了十个年头。医疗保险制度上不断完善，参保人员数量由开始 的几万人到目前近的三十万人，管理手段由落后的分散手工管理逐步过渡到全面的 计算机信息系统集中管理。医保中心已经有3 0 0 多家定点医疗机构和定点药店，参 保人员都发放了医保卡。这些定点医疗机构中一些规模较大的一般都已建立了自己 的h i s 或收费系统，但均为各自独立开发，应用水平参差不齐，软硬件平台也不 统一。多数h i s 系统是在w i n d o w sn t 平台上运行，基于m ss q ls e r v e r 或o r a c l e 数据库，各应用系统的开发工具也并不相同。因而，在定点医疗机构和医保中心网 络互连和系统接口上，必须针对各种类型的定点医疗机构提供灵活多样的解决方 案。 目前存在以下几个方面的问题： ( 1 ) 医疗保险数字化管理全部依赖于第三方提供：医保中心对医疗保险政策 的实施和部署、管理手段上更多的依赖于手工处理，部署繁琐而且各家医疗机构不 同步，各种医保目录的部署通过手工来实现。 ( 2 ) 医保中间业务系统的维护成本极高；银行p o s 机的价格昂贵、返修率高， 不仅造成了定点医疗机构额外的成本，而且给医保中心信息管理部门带来了大量而 烦琐的管理事务；另外，银行p o s 机消费的刷卡可靠性无法保证，采集的消费数据 没有扩展余地，造成了医保数字化的管理瓶颈。 ( 3 ) 在医保中心和定点医疗机构之间架设了银行的医保中间业务系统后，额 外的增加了系统的复杂性，尤其给数据( 账户、消费数据) 的一致性管理带来了难度。 ( 4 ) 门诊医保费用与定点医疗机构每日结算，医保中心对费用的审核全部是 事后审核；同时，该系统提供的医保原始数据有限，仅为医保结算信息，不包括医 保就医信息，比如门诊处方信息、住院病历、病案首页等，也就缺乏了对定点医疗 机构就医质量的有效监督及医保基金安全运行的保证，使医保基金的运行和监督缺 乏数据支撑。 1 2 研究的内容和意义 根据对目前国内的主要软件公司如：东软、创智、长天和雷博等开发的医疗 保险软件系统的应用调查，其主要系统结构多为基于c s 的三层结构。由于医疗保 险业在业务上的特殊性，现有的这些软件系统，对医保需求发展的适应性不够，后 期往往需要进行大幅度修改；加之系统主要停留在业务经办的层面上，所开发的基 于业务数据的决策分析系统还处于初步的报表统计阶段。另一方面，基于c s 的架 构模式，使得系统在网上公众服务功能上也受到了一定的制约。 2 江苏大学硕士研究生毕业论文 为了解决张家港医疗保险管理系统存在的问题，拟决定联合领域内的公司， 共同研发一套集宏观决策、业务管理、公众服务为一体的信息系统，以解决目前系 统存在的问题。本文的研究内容： 1 、系统的体系结构。医保系统是一个政策性变化非常大的系统，需要不断 随着医保政策的变化而调整。在系统开发中采用多层结构，将主要的医保业务逻辑 和处理规则放置于应用服务器上进行处理。这种分布方式，既便于系统维护，又具 备灵活的系统升级能力，同时不会加重数据库服务器的负荷。在医保政策发生改变 需要调整系统时，仅需要调整应用服务其中相应的中间模块，可以在不对系统其它 部分作修正的情况下，改变系统的功能，极大的加强系统业务的可维护性与可扩展 性。 2 、医疗保险业务系统。医疗保险业务系统是医疗保险政策及基础管理流程 的具体实现，它的最终目标是优化业务流程，使医疗保险的管理规范化、科学化。 当前张家港的医疗保险业务系统存在很多不足，因此，必须对业务进行分析，从满 足优化医疗保险业务管理的需求和信息化管理的需求出发，以先进的管理思想和管 理模式来重构医疗保险业务体系，以保证医疗保险管理规范化、信息共享化、决策 科学化。 3 、决策支持。建立医疗保险业务决策支持系统是为了满足医疗保险宏观分析 要求和配合劳动和社会保障部金保工程实施需要，对张家港医疗保险业务系统历年 积累的大量医保数据进行全面剖析，并构建统一的用于业务分析的资源仓库，它为 劳动保障行政部门和医疗保险经办机构科学制定和调整各项医保政策提供了评价 的手段和决策的信息依据。 4 、社会化服务。医疗保险服务是面向全社会的，如何充份利用现有的信息资 源，技术手段，管理方法提高社会化服务的水平，构建公开、透明、和谐的医保服 务环境，是医疗保险信息系统设计中要考虑的一个重要方面。 本文从张家港实际情况出发，进行了医保业务流程的优化；从总体上分析和 设计了业务系统、决策支持及社会化服务的构建模式；利用中间件技术，建立统一 的医保接口，对运行在各定点医院中的各种不同系统平台，使用不同数据库的应用 系统进行了连接实现。 1 3 论文组织 本文的内容是以如下方式组织的： 全文组织为：第一章为绪论部分，第二到第七章是主体部分，第八章结束语。 第一章绪论对论文内容作了概括性介绍。介绍了论文的内容、意义以及医保 系统的特点。 江苏大学硕士研究生毕业论文 第二章技术背景对本文所要用到的技术作了详细介绍，指出了系统的开发和 这些技术的关系。 第三章完成系统的需求分析，给出系统总体结构、信息结构、功能结构、应 用结构及网络结构。 第四章对医疗保险系统的业务系统、决策支持系统、公众服务系统进行设计。 第五、六章对业务基础平台和系统的集成进行设计。 第七章对系统的接口部分进行设计与实现。 第八章对系统的实现进行了回顾，并对实现过程进行了总结，最后对系统的 未来发展进行了展望。 1 4 本人所做工作 本人主要负责医保系统的需求分析、系统设计、医保接口的详细设计和部分 功能模块的代码实现。 1 5 本章小结 本章简单介绍了论文选题的背景和意义，然后介绍了课题研究内容并结合张 家港医疗保险项目开发经验，叙述了本人参与的工作和所负责的模块设计，最后介 绍了论文的研究重点及论文的章节安排。 4 江苏大学硕士研究生毕业论文 2 1 系统集成 2 1 1 企业系统集成的产生 第二章相关技术 企业在面临信息化需求时，最直接的方式是采购或自行开发系统以因应需求 久而久之在企业内部将会有许多为了不同目的而建置的信息系统，这些系统使用的 操作系统平台，程序开发语言及讯息传递标准可能不同，更无法相互整合在一起。 随着市场竞争越演越烈，企业内部的各个部门以及战略合作伙伴之间势必寻求联 合，以提高相互之间的合作程度和自身的竞争力，从而在市场中获胜。而企业信息 资源的整合，则是双方开展合作的基础和关键所在。这就常常需要将企业内部或者 企业之间的应用系统进行集成h 1 ，在企业实施系统集成的过程中，数据作为企业信 息的灵魂，必须首先被集成起来因此数据集成的成功与否直接影响系统集成的成 败。但是在企业实施信息化的过程中，不同的应用系统采用技术不尽相同，这就给 企业的数据集成带来了一定的困难这主要体现在以下两个方面： 第一、数据存储机制的异构性哺1 ，即不同的应用系统使用的不同数据源。例 如，企业在开发应用系统过程中，可以在r d b m s ，o o d b m s ，f l a tf i l e s 等存储方 式中根据自身的情况进行任意选择。 第二、数据模式的异构性，即对于相同的数据，不同的应用系统可能具有不 同的描述例如，客户资料是大部分企业都需要保存的信息，在保存客户性别信息， 有些系统可能采用b i t 型变量来保存 0 代表男，t 代表女，而另外的系统可能直接 使用字符串( 男，女) 来保存性别信息。 基于以上原因，e a i ( e n t e r p r i s ea p p li c a t i o ni n t e g r a t i o n ) 应运而生1 ，称 之为企业应用集成。 2 1 2 企业应用集成的概念 e a i 是将基于各种不同平台、用不同方案建立的异构应用集成的一种方法和技 术。e a i 通过建立底层结构，来联系横贯整个企业的异构系统、应用、数据源等， 完成在企业内部的e r p 、c r m 、s c m 、数据库、数据仓库，以及其他重要的内部系统 之间无缝地共享和交换数据的需要。有了e a i ，企业就可以将企业核心应用和新的 i n t e r n e t 解决方案结合在一起。 e a i ( 企业应用集成) 将进程、软件、标准和硬件联合起来，在两个或更多的企 业系统之间实现无缝集成，使它们就像一个整体一样。尽管e a i 常常表现为对一个 5 江苏大学硕士研究生毕业论文 商业实体( 例如一家公司) 的信息系统进行业务应用集成，但当在多个企业系统之间 进行商务交易的时候，e a i 也表现为不同公司实体之间的企业系统集成，例如b 2 b 的电子商务5 。 2 1 3 企业应用集成的内容 e a i 包括的内容很复杂，涉及到结构、硬件、软件以及流程等企业系统的各 个层面。 业务过程集成当对业务过程进行集成的时候，企业必须在各种业务系统中 定义、授权和管理各种业务信息的交换，以便改进操作、减少成本、提高 响应速度。业务过程集成包括业务管理、进程模拟以及综合任务、流程、 组织和进出信息的工作流，还包括业务处理中每一步都需要的工具。 应用集成：为两个应用中的数据和函数提供接近实时的集成。在一些b 2 b 集成中用来实现c r m 系统与企业后端应用和w e b 的集成，构建能够充分 利用多个业务系统资源的电子商务网站。 数据集成：为了完成应用集成和业务过程集成，必须首先解决数据和数据 库的集成问题。在集成之前，必须首先对数据进行标识并编成目录，另外 还要确定元数据模型。这三步完成以后，数据才能在数据库系统中分布和 共享。 集成的标准r 刀：要实现完全的数据集成，必须首先选择数据的标准格式。 集成的标准化促成了信息和业务数据的共享和分布，构成了企业应用集成 的核心，包括c o m + d c o m 、c o r b a 、e d i 、j a v a r m i 和x m l 。 平台集成：要实现系统的集成，底层的结构、软件、硬件以及异构网络的 特殊需求都必须得到集成。平台集成处理一些过程和工具，以保证这些系 统进行快速安全的通信。 2 2 平台技术 平台化技术是近年来新兴起的一种软件设计模式，其特点是提供了一个共同的 软件开发平台。目前，业界对软件平台并没有形成统一的认识，甚至没有一个准确 的定义。一般认为，软件平台是指用来构建与支撑应用软件的独立软件系统。所有 的功能性构件，如财务软件、电子商务、管理软件等，都基于这样一个公共平台进 行开发，通过各个部件的搭配和组合使用，使得企业的管理应用可以实现无缝化平 滑连接。软件平台有两个基本要素，即支撑环境和开发体系，其中支撑坏境是指应 用软件系统开发与运行的基本条件，开发体系是指开发与维护管理应用软件的工具 6 江苏大学硕士研究生毕业论文 与方法。基于软件平台的开发模式如图2 - 1 所示。 图2 - 1 软件平台开发模式 目前软件平台的发展有两种新趋势：一是软件基础架构平台，二是业务基础软 件平台。前者是一种为复杂应用软件系统提供通用技术基础架构的软件平台，我们 熟悉的如：b e a 的w e b l o g i c ， i b m 的w e b s p h e r e ；后者是指以业务导向和驱动的、 可快速构建应用软件的软件平台。业务基础软件平台是一个新出现的层级，它有两 种发展途径：第一种是“组件化业务基础软件平台”，其代表厂商有东软金算盘、 博科、用友、金蝶等，第二种是“模型化业务基础软件平台”，代表厂商有j u s t e p ， 从n 。s a p 等。 2 2 1 业务基础平台 业务基础软件平台的出现对管理软件产业链产生重要的影响。业务基础软件平 台诞生之后，管理软件可以由两种主要方式提供：一是基于软件基础架构平台，二 是基于业务基础软件平台。预计在未来几年，主流的管理软件都将基于业务基础软 件平台。 现代的计算机技术和软件设计技术己经为应用软件平台创造了基本条件，经过 多年的积累，人们已经总结出了各种行业的核心业务，其中的业务架构、业务模型、 标准化程度高的业务处理均是可封装的，软件的公用功能也是可以封装的。如果我 们把这些部分封装起来，再开发出辅助这个平台的客户化工具，就可以形成业务化 平台。由于采用了统一的架构和数据接口，采用平台的管理软件可以覆盖到企业的 各个应用。企业不必考虑这个系统需要做哪些调整，明天另一个系统又需要做哪些 配套，而只要在统一的、开放的系统架构下面，就可以自由地组合、选取使用所有 江苏大学硕士研究生毕业论文 的应用系统了。 2 2 2 软件基础架构平台 目前，应用最广泛的两大类分别是n e t 平台和j 2 e e 平台。n e t 平台是一组 用于建立w e b 服务应用程序和w i n d o w s 桌面应用程序的软件组件，包括构建n e t 服务与n e t 设备软件的工具和基础框架。j 2 e e 是一个基于组件一容器模型的系统平 台，其核心概念是容器。在这里我们采用j 2 e e 技术。 2 2 2 1 什么是j 2 e e j 2 e e ( j a v ap l a t f o r m 2e n t e r p r i s ee d i t i o n ) 是s u n 公司为企业计算推出的 企业级j a v a 平台。j 2 e e 平台本质上是一个分布式的服务器应用程序设计环境。它 提供了一个多层次的分布式应用模型和一系列开发技术规范。多层次分布式应用模 型是根据功能把应用逻辑分成多个层次，每个层次支持相应的服务器和组件，组件 在分布式服务器的组件容器中运行( 如s e r v l e t 组件在s e r v l e t 容器上运行，e j b 组件在e j b 容器上运行) 容器间通过相关的协议进行通讯，实现组件间的相互调用 同时，j 2 e e 的核心是一组规范和指南，它定义了一个用j a v a 语言来开发多层分布 式企业应用系统的标准平台。开发人员在这些规范和指南的墓础上开发企业级应 用，由j 2 e e 供应商确保不同的j 2 e e 平台之间的兼容性。由于基于规范的各j 2 e e 平台之间具有良好的兼容性，因此j 2 e e 应用系统可以部署在不同的应用服务器上， 无需或只需进行少量的代码修改，部署在j 2 e e 平台上的多层应用可以实现高可用 性、安全性、可扩展性和可靠性阴】。 2 2 2 2j 2 e e 体系结构 j 2 e e 系统一般是由客户层、w e b 层、业务层和数据库层构成的多层系统。 客户层由浏览器或其他一些基于网络的系统组成。w e b 层组件可以由j s p 页面、 a p p l e t s 及s e r v l e t s 组成，通过容器支持诸如客户请求和响应以及e j b 查询等。 业务层又经常被称为e j b 层，所有特定领域的相关业务代码由运行子业务层的e j b 来执行。w e b 层和e j b 层通常被封装在一个应用服务器中，它们构成了三层系统的 中间层。 8 江苏大学硕士研究生毕业论文 客户层。w e b 层 i 商业逻辑层 。 敦据库层 ii 客户机 图2 2 系统架构 事实上j 2 e e 应用程序既可以是三层结构，也可以是四层甚至更多层结构。但 很多时候总是将j 2 e e 应用程序的多层结构考虑为三层结构。这是因为它们分布在 三个不同的位置：客户端机器、j 2 e e 服务器机器和在后端的传统的机器。三层结构 的应用程序可以理解为在标准的两层结构的客户端服务器模式的客户端应用程序 和后端存储资源中间增加了一个多线程的应用程序服务器n 。 w e b 客户端有时被称为瘦客户端。瘦客户端一般不做数据库查询、执行复杂的 商业规则或连接传统应用程序之类的操作，通常这样的重量级操作交给在j 2 e e 服 务器执行的e n t e r p r i s eb e a n 这样就可以充分发挥j 2 e e 服务器端技术在安全性、 速度、耐用性和可靠性方面的优势。 e j b 是j 2 e e 体系结构的核心n ，在功能上分为会话b e a n ( s e s s i o nb e a n ) 和 实体b e a n ( e n t i t yb c a n ) 会话b e a n 执行商务逻辑、规则和工作流程，是具有商务 过程逻辑的可重用组件。实体b e a n 将底层数据以对象的形式映射到内存中，供其 他组件使用。这种将商务逻辑与底层数据分离的作法，使得应用可以适应不同分布 系统的需要，增强了系统的可移植性和可扩充性。 2 2 2 3j 2 e e 相关技术 j 2 e e 容器“：容器是一个组件和支持组件底层平台特定功能之间的接口，在 一个w e b 的组件、e n t e r p r i s eb e a n 或者是一个应用程序客户端组件可以被执行前， 它们必须被装配到一个j 2 e e 应用程序中，并且部署到它们的容器。 装配的过程包括为j 2 e e 应用程序中的每一个组件以及j 2 e e 应用程序本身指定 容器的设置。容器设置定制了由j 2 e e 服务器提供的底层支持，这将包括安全性、 9 江苏大学硕士研究生毕业论文 事务管理、j a v a 命名目录接口( j n d i ) 搜寻以及远程程序连接等。 j 2 e e 应用程序部署时会将组件安装到j 2 e e 容器中n 副，j 2 e e 容器有如下几种： e j b 容器：e j b 容器是j 2 e e 服务器的一部分。j 2 e e 服务器是j 2 e e 产品的运 行部分一个j 2 e e 服务器提供e j b 容器和w e b 容器。e j b 容器负责管理j 2 e e 应用程序中e n t e r p r i s eb e a n 的执行，e n t e r p r i s eb e a n 和它的容器运行在j 2 e e 服务中。 w e b 容器：w e b 容器管理j 2 e e 应用程序的j s p 页面和s e r v l e t 组件的执行， w e b 组件和它的容器也运行在j 2 e e 服务器中。 客户端应用程序容器：客户端应用程序容器管理应用程序客户端组件的运 行，应用程序客户端和它的容器运行在客户端中。 a p p l e t 容器，a p p l e t 容器管理a p p l e t 的执行，由运行在客户端的一个w e b 浏览器和j a v a 插件一同组成。 j 2 e e 提供了一个框架，实现这个框架的引擎工具留给第三方厂商完成成。部 分厂商只是专注于j 2 e e 架构中的特定组件，例如a p a c h e 的t o m c a t 提供了对j s p 和s e r v l e t s 的支持，b e a 系统公司则通过其w e b l o g i c 应用服务器产品为整个j 2 e e 规范提供了一个较为完整的实现n 。 2 3 数据仓库技术 2 3 1 数据仓库概念及特点 w i l i a l nhi n m o n 在建立数据仓库一书中定义了数据仓库的概念：数据仓 库是面向主题、集成的、非易失的，它是随时间变化的数据集合，用来支持管理决 策。 l 、面向主题h 6 1 业务系统是以优化事务处理的方式来构造数据结构的，对于某个主题的数据常 常分布在不同的业务数据库中。这对于决策支持来说是极为不利的，因为这意味着 访问某个主题的数据实际上需要去访问多个分布在不同数据库中的数据集合。数据 仓库将这些数据集中于一个地方，在这种结构中，对应某个卞题的全部数据被存放 在同一个数据表中，这样决策这可以非常方便地在数据仓库中的一个位置检索包含 某个主题的所有数据。 2 、数据的集成性 决策支持系统需要集成的数据。全面而正确的数据是有效地分析和决策的首要 前提，相关数据收集得越完整，得到的结果就越可靠。而当前绝大多数企业内部现 有的业务数据库系统中的数据是分散而非集中的。造成这种分散的原因有多种，主 要有事务处理应用分散、“蜘蛛网问题、数据不一致问题、外部数据和非结构化 1 0 江苏大学硕士研究生毕业论文 数据。 要实现数据的集成就必须对数据进行清洗和转化。数据转化需要特别的注意， 通常可能包含以下的问题：1 、数据格式：2 、测量单位：3 数据代码含义混乱：4 、数 据名称混乱。 如果更进一步考虑，决策支持系统需要的不是静态的集成，而是动态的集成。 静态集成的最大缺点在于数据集成后数据源中的数据发生了变化，这些变化将不能 反映给决策者，导致决策者使用的是过时的数据。因此数据仓库必须能够使集成数 据以一定的周期( 例如8 小时) 进行刷新，使决策者能够使用新增的数据。当然，实 际系统的数据刷新周期应当取决于需要分析的问题。过短的数据刷新周期，不但没 有必要，而且浪费了系统的处理资源，增加了数据仓库中的数据量。过长的数据刷 新周期，可能使得许多细节信息丢失，不能达到分析的目的。 3 、数据的稳定性 业务系统，一般只需要当前数据，在数据库中一般也存储短期数据，因此在数 据库系统中数据是不稳定的，它记录的是系统中每一个变化的瞬间。 但对于决策分析而言，历史数据是相当重要的，许多分析方法必须与大量的历 史数据为依托。没有历史数据的详细分析是难以把握企业的发展趋势的，因此d s s 对数据在空间和时间的广度都有了更高的要求。 在数据仓库中，数据一旦被写入就不再变化了。数据仓库可以看成是一个虚拟 的只读数据库系统。我们在数据集成性中说明了数据仓库在数据存储方面是分批进 行，定期执行提取过程为数据仓库增加记录，但是这些记录一旦加入，就不再从系 统中删除。正是由于数据仓库的这个显著的特点，使得数据仓库不需要在并发读写 控制上投入过多的精力，因为所有的用户只是以只读的方式访问数据仓库。 4 、数据随时间变化的特点 由于在数据仓库中数据只增不减，这使得数据仓库中的数据总是拥有时间维 度。数据仓库实际上就是记录系统的各个瞬间，并通过将各个瞬态连接起来形成动 画，从而在数据分析的时候再现系统运功的全过程。数据提取的周期实际上决定了 动画间隔的时间。 数据仓库同数据库相比，还具有其他的特点。如数据仓库中的数据不再像数据 库中的数据具有严格规范化的特点，这也是由数据仓库的应用需求决定的。数据仓 库为了能够在尽量短的时间内将数据呈现给使用人员，使用所谓的“空间换时间” 的技术，牺牲了数据的规范化，增加了数据的冗余度，从而减少系统的响应时间。 再如，数据库系统和数据仓库系统在硬件的应用模式上具有很大的区别。在数 据库环境下，硬件资源利用率总是保持在一个相对稳定的状态，这是由于不断地有 事务需要处理。 而在数据仓库环境下，系统的硬件资源常常在高利用率和低利用率之间切换。 l l 江苏大学硕士研究生毕业论文 当系统进行数据分析应用时，硬件资源的利用率将很高，而系统空闲( 数据分析的 工作在每天的某个时段运行，而不是像事务处理那样总是存在) 时，系统的硬件利 用率很低。 由于数据库系统和数据仓库系统在硬件利用率上的差异，我们难于在同一台服 务器上既优化操作型处理，又优化分析型处理，因此数据库系统和数据仓库系统在 物理上应当由不同的服务器来运行。 另外，在实施数据仓库时n 7 1 ，还应注意以下问题： l 、与传统业务系统不同，数据仓库是面向管理决策层应用的，必须有系统自 身的最终用户一企业决策层的参与设计。数据仓库应用本身并不是再现业务流程， 而是体现一种基于数据的管理模式。数据仓库首先不仅仅是一种信息技术和产品， 更是企业经营管理模式的一种体现。 2 、由于数据仓库的访问和查询往往能够通过工具来提供，因此数据仓库的功 能取决于系统的规划和设计。在了解数据仓库应用需求的时候，主要的对象应该是 企业的决策部门和管理部门，而不是信息系统部门。了解应用的需求必须从企业如 何利用信息进行管理的角度出发，需要有丰富的行业经验。在这个阶段，对于国内 数据仓库应用来说，可以将复杂的数据分析需求分解成若干专题，这些专题在行业 内往往具有一定的普遍性。数据仓库的设计实施也应逐个完成，每个阶段都能满足 一部分用户的需求，最后获得全面的成功。 3 、对于原始数据，我们需要坚持一个原则，就是不拘泥于业务系统的现状。 由于数据仓库是独立于业务系统的，数据仓库的实施将以管理层需要的分析决策为 主线，在设计中可以为不确定数据预留空间。对于数据的完整性和质量问题可通过 如下方式处理：利用多种方式加载数据，可以设计专门的输入接口收集数据，如获 取客户的个人资料：放宽数据的时效性，在分析中标明个别数据的有效时间，在系 统中标识出低质量的数据，规范业务系统。 4 、数据的抽取、转换和装载是一项技术含量不高但却非常烦琐的工作。一个 数据仓库系统往往同时存在多种数据抽取方式以适应原始数据的多样性，因此讨论 单一抽取工具的选型是没有意义的，只要遵循一个原则：简便、快捷、易维护。 5 、用户对数据仓库的认识常常从报表起步，但数据仓库并不是为业务报表而 设计。数据仓库的分析工具在固定格式的报表再现上有时不如专门定制的程序。因 此，以解决报表问题作为建立数据仓库的目的一般都会以用户的失望告终。数据仓 库的强项在于提供联机的业务分析手段，正因为数据仓库的使用，才使管理人员逐 步摆脱对固定报表的依赖，取而代之地以丰富、动态的联机查询和分析来了解企业 和市场的动态。 6 、系统的实施需要明确的计划和时间表，新的技术和产品可以分阶段加入， 但要避免无休止的测试和选型。因为数据仓库的价值在于使用，要充分的利用数据 1 2 江苏大学硕士研究生毕业论文 仓库的价值。在定义实施计划时，需要明确系统的使用范围、用户的应用模式等与 选择具体产品相关的重要问题。 2 3 2 数据仓库的基本组成 操作型源系统是获取事务的记录( 形式的) 操作型系统n 。1 。要解决的主要是高 性能与可用性。源系统并不以数据仓库普遍采用的那种广泛和不可预期的方式进行 数据查询。源系统几乎不维护什么历史数据，如果有一个比较好的数据仓库，源系 统完全可以将重现旧内容方面的许多事情交给数据仓库来完成。源系统通常都是些 普通而直截了当的应用，只需进行少量的投入就可以与其他诸如产品、顾客、地理 与日历等方面的公用信息共享。企业应用集成使数据仓库的设计变得容易。 数据聚集环节包括存储环节和一般称之为析取转换加载的一组处理过程。操 作型源系统和数据展示环节之间的部分，都属于数据存储环节之列。在数据仓库 中，初始操作型数据被转换成适合于用户查询和使用的库结构形式。析取是将数据 聚集到数据仓库处理过程的第一步。一旦数据被析取到聚集环节，就意味着要进行 大量可能的转换，这包括数据的清理( 拼写错误的更正、定义冲突的消除元素丢失 的补充，标准格式的构析) 、多源数据的组合、重复数据的去除以及仓库关键字的 分配等。这些转换是为数据加载到数据仓库展示环节所进行的准备。数据聚集环节 主要进行如分类和排序这样的简单活动。数据仓库环境内的加载操作，通常采取将 有质量保证的维度表提供给数据中心的大型加载设备这样的形式进行。然后，目标 数据中心必须对新到的数据进行索引以提供好的查询性能。一旦数据中心新近进行 过数据加载、索引建立、适当的聚合处理和进一步的质量维护等操作，用户群体就 会被告知发布了新的数据。 数据展示环节是进行数据组织、存储并向用户、报表撰写和其他分析型应用 提供直接查询操作的场所。后台聚集环节是用户接触不到的，这样一来，展示环 节就成为业务群体眼中的数据仓库，它是业务群体通过数据存取工具所看到和接 触的一切。数据仓库可查询展示环节的数据必须是维度的、原子的和依附于数据仓 库总线结构的，如果展示环节是建立在关系数据库的基础之上的，则这些按维度形 式建立起来的表格被称做星型图。如果建立在维度数据库或者在线分析处理( o l a p ) 技术基础之上，数据就存储在立方体中。维度建模既可以用于关系数据库，又可以 用于维度数据库。两者在可辨别的维度方面具有共同的逻辑设计，但在物理实现方 面是不同的。 数据仓库的基本组成如下图所示： 1 3 江苏大学硕士研究生毕业论文 撮作型谭系统 数据聚集环节数据展现环节 数据存取工具 鞭务：特殊蠢由工 抽墩 清理l 组合与标准化使维度 棚曩 数据中心l存取 保持一致e - - - 一 无用户蠢询服务 维度 原子型与 c报袭书写曩 总数据 以单个业备 处理为基础 数据存储： 分析性应用程 平面文件与关系墅表 序 抽取 建模： 处理： 数据仓库总线： 预报 记分 分类与曩序处理 - 致的维度与事2。 数据挖 抽囊 加捌数据中心2 一 存取 i j t ：凸：l 、 i 一 h * t r ， 图2 - 3 数据仓库的基本组成图 数据仓库环境中最后一个构件是数据存取工具。查询操作是使用数据仓库的 全部目标所在。数据存取工具可以简单到只是进行特定的查询，也可以复杂到进 行数据挖掘或者建模应用。 2 3 3 数据分析技术 数据分析技术是建立在一定数据基础上u 9 。，进行分析的方式和方法，通常包 括o l a p 分析、数据挖掘、统计分析、联机挖掘( o l a m ) 等技术内容。数据分析技术 并不一定需要建立在数据仓库基础上，但有了数据仓库之后，数据分析的效率和 能力将大大提高。既然建立数据仓库的目的就是为了进行决策分析，因此，数据 仓库的应用过程离不开数据分析技术。通过与数据分析技术的结合，才能够发现 许多前所未有的分析结果，并为企业的科学决策提供依据。 2 4 中间件 2 4 1 中间件的定义 随着以网络计算为中心的应用系统规模的扩大和软硬件结构的日趋复杂多 样，客户端和服务器端的负担也日益繁重并且传统软件的移植性、互操作性和重用 性也都不能满足现在的性能需求，为此人们提出一中间件( m i d d l e w a r e ) 2 0 3o 中间 件处于操作系统软件与用户的应用软件的中间，在操作系统、网络和数据库之上， 应用软件的下层总的作用是为处于自己上层的应用软件提供扳行与开分的环境， 1 4 江苏大学硕士研究生毕业论文