（计算机应用技术专业论文）基于net的装备管理系统的设计和实现.pdf

中文摘要 摘要：本论文调查分析了地调局的办公自动化需求，结合现代开发管理系统 的先进技术，以v s n e t 为开发平台，设计和实现了一个装备管理信息系统来达 到提高办公效率，方便办公操作，简化办公流程的目的。 本装备管理信息系统建立了合理的物理数据库模型，采用先进、成熟的软件 开发方法及系统设计模式，开发了基于网络技术的、功能完善的装备管理系统， 满足了设备的信息化管理需求。 本装备管理信息系统由b s 和a s 两种模式组成，利用了c s 模式的交互性 强的特点和b s 模式的易升级维护，适用网上发布信息等特点 该系统b s 部分采用当前热门的a s e n e t + a d o n e t 技术，并充分利用三层 架构优化系统结构，将应用程序分为三个层：数据层由一系列数据表和存储过程 组成，几乎所有对数据的访问都通过存储过程实现；业务层定义了一系列的类来 实现业务规则和对数据层的调用；表示层显示业务层传送的数据并完成对录入数 据的验证，将数据传送给业务层。c s 部分则采用了n e t r e m o t i n g 技术。 本文详细介绍了装备管理信息系统的设计和实现，介绍了系统中所用到的三 层模式。重点研究了流数据技术，根据已有的基于流数据的大对象缓冲机制的实 现理论，对历史文件索引方法提出了改进，提高了数据库存取图片文件等大对象 的效率。并介绍了系统的性能优化和安全设计，讨论了数据库的安全设计，最后 对系统进行了测试。 关键词：流数据；大对象；缓冲机制；设计；实现：性能 分类号：t p 3 9 3 0 9 a b s t r a c t a b s t r a c t ：t h i sp a p e ra n a l y s e st h eo f f i c ed e m a n do fc h i n e s eg e o g r a p h y i n s t i t u t ec o m b i n i n gw i t ht h ea d v a n c e dt e c h n o l o g yi nm o d e r ns y s t e m ，u s i n g n e ta s d e v e l p i n gp l a t f o r m ，d e s i g n sa n dd e v e l o p sa ne q u i pm a n a g e m e n ts y s t e mw h i c he n h e n c e s t h ew o r ke f f i c i e n c y e q u i p m e n tm a n a g e m e n ts y s t e mb u i l d sal o g i c a lp d bm o d e l ，a d o p t sa d v a n c e d s o f t w a r e - d e v e l o p i n gm e t h o da n ds y s t e m - d e s i g n i n gm o d e ，d e v e l o p sac o m p r e h e n s i v e d a t a b a s em a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do nn e t w o r kt e c h n o l o g yt os a t i s f yt h en e e do f d e v i c ei n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t t 1 l i ss y s t e mc o n s i s t so fb ，sa n dc ，sm o d e , m a k i n gu s eo ft h ea d v e n t a g e so fc s a n db s ，a so ，si si n t e r a c t i v ea n db sc a nb eu p g r a d e de a s i l y w ea d o p ta s p n e ta n da d o n e et e c h n o l o g yi n t h i sb sp a r t , t a k ef i i ua d v e n t a g eo f t h r e et i e r st oo p t i m i z es y s t e ms t r u c t u r e w ed i v i d et h ea p p l i c a t i o ni n t ot h r e et i e r s ：d a t a a c c e s st i e ri sc o m p o s e do fas e r i e so fd a t a s h e e t sa n ds t o r a g e s ，a l m o s ta l lt h ea c c e s s i n g s t od a t ai sr e a l i z e dv i as t o r a g e ；b u s i n e s sf a c a d et i e rd e f i n e sas e r i e so fc l a s s e st or e a l i z e b u s i n e s sr u l e sa n dt r a n s f e ra c c e s st i e r ；w e bt i e rd i s p l a y st h ed a t at r a n s f e r r e db yb u s i n e s s f a c a d et i e ra n dv a l i d a t e si t , t r a n s f e r si tt ob u s i n e s sf a c a d et i e r c sp a r ta d o p t s n e t r e m o t i n gt e c h n o l o g y f i r s t ，w ei n t r o d u c et h et e c h n o l o g i e so fa d o n e t 9r e m o t i n ga n dr e p o r t i n g s e r v i c e s t h e nw ep r e s e n tt h el o g i c a ld e s i g na n dp h y s i c a ld e s i g no ft h es y s t e m p a r t i c u l a r l y a b o u tt h ed a t a b a s e , w ee m p h a s eo nt h eb u f f e rm a n a g e m e n tb a s e do ns t r e a m w h i c hi m p r o v e st h e e f f i c i e n c yo f t h ed a t a b a s e w ea l s o p r e s e n t t h ei m p l e m e n t c o n c r e e e l y a tl a s t ，w ei m p r o v et h ep e r f o r m a n c ea n ds a f ed e s i g no ft h es y s t e m ，d i s c u s s t h ed e s i g no fd a t a b a s es e c u r i t y ，a n dt e s tt h es y s t e m k e y w o r d s ：s t r e a m ；l o b ；b u f f e r ；d e s i g n ；r e a l i z a t i o n ；p e r f o r m a n c e c l a s s n 0 ：t p 3 9 3 0 9 致谢 本论文的工作是在我的导师魏慧琴教授的悉心指导下完成的，魏慧琴教授严 谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来 魏慧琴老师对我的关心和指导。 魏慧琴教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给 予了我很大的关心和帮助，在此向魏慧琴老师表示衷心的谢意。 贾卓生教授对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷 心的感谢。 在实验室工作及撰写论文期间，杨嘉、王东亚等同学对我论文中的安全问题 研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。 另外也感谢我的父亲和母亲，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我 的学业。 1 绪论 1 1 引言 很多国有单位需要购买各种设备，因而涉及到设备的从规划到报废的各种状 态的管理，例如年度预算购买设备、采购设备、签订合同、验收合同、设备台帐 以及设备状态和设备的维护，设备的调整等等，所有这些操作需要一套完整而方 便的办公机制。在现有各单位一般具有计算机和局域网的硬件基础的情况下，考 虑利用技术的手段提高办公的效率，进而实现办公的自动化处理。 本系统基于此类需求而建，主要任务是组织实施装备计划和预算，装备采购、 验收、使用、维护、处置等实物形态全过程管理，装备价值形态管理、信息管理 和新技术、新方法的推广使用。 本系统进行了广泛的用户需求分析，收集并整理各类相关数据。在用户提出 的意见基础上，系统而全面地概述用户需求，使其成为软件开发可靠的依据，设 计开发了一个专门的地质装备管理系统。系统建立了合理的物理数据库模型，采 用先进、成熟的软件开发方法及系统设计模式，开发了基于网络技术的，功能完 善的数据库管理系统，满足设备的信息化管理需求。 1 2 需求软件的单位背景 中国地质调查局由于工作需要，需要购买设备，如电脑、打印机、传真机等 各种办公设备和单位公车等交通设备。按照政府机关的办公流程，所有这些设备 的购买需要首先在政府的年度预算之内。按照政府年度预算，决定购买设备的种 类和数量，之后决定购买方式是通过招标或者直接购买获得。如果是按照招标方 式，则把一定数量和种类的设备形成招标包后，由投标单位对每个招标包进行投 标，然后有关管理部门会确定中标的单位。中标以后，地调局作为甲方，将和中 标的单位也即乙方签订购买合同。合同要反复修改确定以后，将进行设备的验收 和支付货款，直到这些都确定以后，招标工作才算完成。当然也可以直接进行采 购而不用通过招标投标方式来签订合同。其中涉及到的各种花费和支付货款要求 分门别类的登记管理此外，当购买设备以后要对设备进行管理。设备的报废、 设备的保养、设备出故障的情况以及设备的转让情况都要登记在数据库中，以备 查询。所有这些工作流程，希望通过一个设备管理系统来完成。这个系统要求不 仅能够将各种信息登记管理，实时更新，而且要求能够随时查询系统的各种工作 阶段的信息，有的还需要能输出相应的信息表格。 地调局的硬件方面，有自己的局域网，和外部网络之间完全隔离，机器配置 一般，有打印机等各种设备。鉴于上述地调局的实际需求和硬件情况，开发了专 门的装备管理系统。 1 3 本文所作的工作 本文在深入分析单位需求的基础上，开发了功能完善的装备管理系统，并介 绍了系统的总体设计和关键技术。最后对系统进行了性能优化和安全设计。具体 而言，主要工作体现在以下几个方面： 1 将系统划分为几大模块，详细设计了系统的物理架构和技术架构，具体分 析了每部分功能模块所要实现的功能和采用的具体技术。 2 重点介绍了系统的关键技术。介绍了基于流数据的大对象缓冲机制的研究 和实现，分析了流数据的优势和缓冲机制的具体实现算法，并比较了改进后的性 能。其次还介绍了系统各模块所采用的基本架构和具体实现。 3 对系统进行了性能优化和安全设计，从性能角度和安全角度考虑，提高系 统的执行效率，改进系统的安全性。介绍了i i s 、数据库等的性能优化和安全设计。 1 4 论文的组织结构 第一章概述了系统的开发背景，研究意义和具体工作。 第二章对系统进行了详细的需求分析，并分模块介绍了要实现的具体功篚。 第三章设计了系统的技术结构，数据库和用户角色分配。 第四章介绍了系统的关键技术，重点介绍了基于流数据的大对象缓冲机制。 第五章对系统进行了性能优化和安全设计。 第六章给出了系统的测试结果。 2 j e 塞銮适太堂亟堂僮迨塞丞丝霞塞筮近 2 系统需求分析 根据系统的业务需求，本系统要完成的主要功能是： 1 现装备管理业务中的预算、采购、合同、验收、使用、事故，维修、委托 调拨、报废等业务过程的信息化管理。 2 现不同管理部门的装备的信息管数据的交换等业务。 2 1 业务流程 2 1 1政采预算模块 1 采购信息在同一年度中存在多个版本，政采预算需要政府相关部门进行审 批，由于需要以不同的“预算项目名称”上报预算，因此可以在同一年度形成另 一套政采预算进行再次上报审批。因此实现流程如下： ( 1 ) 在同一年度中可能存在同时制定两套政府采购预算； ( 2 ) 将制定的政采预算向国家相关部门申报； 0 ) 国家相关部门会提出修改意见； ( 4 ) 地调局会根据国家指示修改相应的政采预算，并形成最终政采预算信息； ( 5 ) 定稿后的政采预算不允许进行任何修改( 除“实际采购方式、实际组织方 式”字段) ，同时是地调局组织招标的依据。 2 政采统计报表生成，根据上级部门的要求，对某次预算，生成一套政采统 计报表。按某次政采预算，生成国家统一要求的统计报表。 2 1 2招标模块 每次招标，可以分为若干个包每个“包”包含若干个设备。根据设备的分 类，对政采预算中的部分设备，集中开展招标、采购等一系列工作。根据设备更 细的分类，将每次招标的设备，分为若干个包，进行招标。主要委托专门的招标 单位，开展招标工作。因此实现流程如下： ( 1 ) 每套政府采购预算，要分别开展多次招标工作； 3 b 峦奎适厶堂亟堂位监塞丕缠霞塞筮扭 ( 2 ) 每次招标，选择一个招标公司； ( 3 ) 每次招标含有一个或一个以上的“包”； ( 4 ) 每个“包”中的设备及设备数量，是根据“政采预算”决定的( 设备是从 政采预算表中挑选取出来的) ； ( 5 ) 建立了“包”以后，其对应的招标信息不允许修改； ( 6 ) 选定了“包中的设备”以后，其对应的“包”信息不允许修改。 2 1 3中标模块 一个包只有一个中标单位，投标单位对招标“包”进行投标。经过专家评标， 最终每个包选定一个中标单位。因此实现流程如下： ( 1 ) 记录所有的投标单位的基本信息； ( 2 ) 有多个投标单位对一个包进行投标； ( 3 ) 开展评标工作： ( 4 ) 确定每个包的中标单位； ( 5 ) 确定中标后，可确定设备品牌、型号、规格等。 2 1 4 直接采购模块 1 部分政府采购中的设备，是采用“直接采购”的方式进行，不进行公开招 标的设备，要进行直接采购。 ( 1 ) 某些设备，不通过公开招标，而是要自行( 分散) 采购； ( 2 ) 直接采购的设各是从政采预算表中挑选取出来的； ( 3 ) 自行确定采购的供应商及设备品牌、型号、规格等。 2 下属单位采购信息要组织下发本系统“计划”、“预算”、“招标”、“中 标”信息，在地调局装备办的部门级物理隔离的网络系统中进行统一管理；因此 必须组织相关采购信息，下发到各下属单位，便于各下属单位开展合同、设备台 账等信息的管理。 ( 1 ) “中标单位”或“直接采供应商”确定后，要下发到各下属单位； ( 2 ) 下属单位根据下发的信息分别与供应商签订采购合同。 4 e 立銮堑厶堂殛堂位i 金塞丕筮盖盛筮赶 2 1 5合同和验收模块 一个合同存在多次验收是依据合同进行的，当合同的采购数量大时，存在分 多批次验收设备的情况。 ( 1 ) 每次验收，都填写相应的验收单； ( 2 ) 验收单只记录通过验收( 合格) 的设备信息； ( 3 ) 每次验收，对应的设备，是从局装备办下发的“下属单位采购( 直采) 信 息”中挑选出来的； “) 每台验收的设备，同时记录其附属设备的验收情况 2 1 6设备管理模块 1 设备分类 设备可以分为一般设备和交通设备两类。一般设备是指电脑、打印机等。交 通设备是指车辆等运输设备。由于交通设备的信息与一般设备的信息存在较大的 差异，同时根据国家固定资产的分类，因此有如下设备分类：设备、交通、房屋、 土地。本系统目前只管理：设备、交通。在信息台账中，对设备、交通分别记录。 ( 1 ) 一台设备( 交通) ，可多次记录使用信息。一年以上不再使用的地质装备， 局属单位应作为闲置装备报局进行调剂。因此对设备的使用信息必须登记管理。 ( 2 ) 根据设备的使用情况，记录装备使用状态：启用、停用、闲置； 2 设备维护 设备事故信息维护，需要记录设备的事故信息、事故报告书和处理建议。 ( 1 ) 装备除正常磨损、自然衰老以外的损坏，造成生产中断称为装备事故。事 故分类：一般事故、重大事故、特大事故； ( 2 ) 发生一般装备事故，操作人员立即向有关部门报告，并做好记录； ( 3 ) 发生重大、特大装备事故，操作人员应采取积极措施以降低损失，向有关 部门报告，并做好记录，逐级上报事故报告书和处理建议； ( 4 ) 发生事故的设备，其设备“装备运行状态”设置为“事故”。 3 设备调拨 设备可以在下属单位之间调拨，一个下属单位的某些设备，可以调拨到另 5 一个下属单位 ( 1 ) 局根据地质调查工作需要，对地质装备进行调度； ( 2 ) 一年以上不再使用的地质装备，局属单位应作为闲置装备报局进行调剂； ( 3 ) 局装备办、调出单位、调入单位、财务主管部门、主管领导，签署调拨单； ( 4 ) 由调出单位记录调拨信息； ( 5 ) 调拨的设备，其“现状”设置为“转出”、“装备运行状态”设置为“调拨”； ( 6 ) 记录设备调拨信息，并上报地调局装备办。 4 设备维修 局属单位自地质装备购置始，必须建立地质装备运行记录、交接记录、地质 装备检修记录及其它维修记录等技术档案。地质装备调度、调剂时，档案随地质 装备转移。 ( 1 ) 维修是对应一次事故的； ( 2 ) 维修的设备，其设备“装备运行状态”设置为“维修”； ( 3 ) 记录设备维修信息，并上报地调局装备办。 5 设备封存 设备封存，一年以上不使用，且处于良好状态，随时可以再投入使用的地质 装备，经局批准后，可以办理封存。 ( 1 ) 单价在2 0 万元以下地质装备的封存，由局属单位直接办理。单价在2 0 万 元至1 0 0 万元之间地质装备的封存，由局批准。单价在1 0 0 万元以上地质装备的 封存，经局同意后，报部批准； 6 设备报废 ( 1 ) 设备报废条件：超过规定使用年限，地质装备老化、技术性能落后；严重 污染环境，危害人身安全与健康，进行改造又不经济的；国家强制报废的；经有 关部门证明确实丢失，并查清责任的；符合报废的其他情况记录设备报废信息， 并上报地调局装备办； ( 2 ) 报废的设备，其设备“现状”、“装备运行状态”设置为“报废”。 7 设备委托 设备委托，设备( 交通) 可以委托给管理；属单位作为委托方，为该地质装 备的所有者，受托方是该装备的实际使用者。 6 ( 1 ) 根据地质调查任务的需要，对部分地质装备采取委托管理的方式进行管理 记录委托管理的相关信息，并上报地调局装备办； ( 2 ) 委托的设备，其设备“装备运行状态”设置为“委托” 8 各下属单位数据上报，局装备办要定期接收下属单位的信息。 ( 1 ) 各下属单位定期上报设备信息及相关运行、维护、调拨、报废等信息： ( 2 ) 局装备办，接收各单位的信息，要统计、了解各下属单位的装备现状。 2 1 7台帐模块 1 一次验收，有若干台( 套) 设备( 交通) 建立台账。每次验收，对每一台 设备都要分别建立台账；一个设备存在若干个附属设备。 ( 1 ) 完成验收后，要对所验收的设备分别建立台账； ( 2 ) 台账是对每台设备进行的，每台设备要记录其附属设备信息。 2 设备台账建立要求。下属单位( 包括局机关，下同) 的。野战军地质技术 装备”设备( 交通) 台账要求在本系统建立。 根据以上的业务分析，将系统的业务流程表示如图l 所示： 崮江囱 廷d 一固 图1 业务流程 7 废标 流标 韭塞窑适厶堂臻主堂包途塞丕筮益塞筮蚯 2 2 需要完成的任务 综上所述，需要完成以下任务： 1 对已有的地调局的装备信息进行统一管理 2 对今后发生的新的设备、交通设备的从政府采购预算到装备台帐运行状态 进行统一管理 3 提供浏览器方式的装备信息查询功能 屯系统能够生成地调局装备办向国家有关部门提交的“全国政府采购信息统 计报表”系列报表的能力 5 具有生成地调局装备办内部各种统计报表的能力 6 对各单位装备信息应该进行独立管理、维护 7 从年度计划到政府采购预算信息只能被少数人员进行维护、查看 & 地调局装备办的人员能够查看、统计地调局中所有装备的信息 9 地调局下属单位只能看到属于自己的政采预算信息和招标、中标信息 其中因为原单位中使用了一套行政事业单位固定资产管理系统，并且还在继 续使用中，要求原有的固定资产的信息，从国家。行政事业单位固定资产管理系 统”一次性导入本系统中。未来新的装备信息均由本系统维护，然后再导出、追 加到国家“行政事业单位固定资产管理系统”系统中。 因此本系统还需要完成提供方便的导入导出工具，使得本系统与行政事业单 位固定资产管理系统间可以很方便的进行设备和交通设备的信息交互的任务。 8 3 系统设计 3 1 系统总体设计 根据系统的需求分析，进行系统的总体设计。如图2 所示： 图2 系统总体设计 系统有以下8 大模块组成： 1 版本更新模块 此模块主要负责系统的更新工作。通过此模块可以解决客户端程序的更新问 题，提高管理员的维护效率。 2 报表生成模块 负责根据用户的查询条件生成特定的统计报表。并提供报表导出成e x c e l 文件 的功能。 3 查询模块 用户通过此模块对装备信息进行各种条件查询。 4 数据处理模块 用户使用此模块提供的功能对系统中的装备相关信息进行维护。 5 系统管理模块 管理、维护系统中的配置信息和数据字典内容。 9 b 塞銮道太堂亟堂位淦塞丕缝途盐 6 数据导入、导出模块 ( 1 ) 负责生成“行政事业单位固定资产管理系统”所需的d b f 文件。 ( 2 ) 生成上报数据，下发数据文件。 ( 3 ) 导入系统投产前已经存在的装备信息，以便系统对地调局所有装备信息进 行统一管理。已存在的装备信息以“行政事业单位固定资产管理系统”的d b f 文件 形式已经存在，因此本模块通过对d b f 文件中数据导入的形式达到目的。 ( 4 ) 将上报数据、下发数据导入到系统中。 7 权限管理模块 ( 1 ) 负责管理维护使用系统的用户信息以及受理用户与角色、权限之间的映射 关系。 ( 2 ) 提供用户认证、权限查询功能。 8 日志模块 负责对系统中重要操作的进行记录，提供管理日志信息的功能。 系统的逻辑结构如图3 所示： 图3 系统逻辑设计 图中实线表示了主要数据及数据流向，虚线表示了主要的控制流关系。 1 0 i 塞銮堑厶堂亟堂僮盈塞丕缝递进 3 2 系统的技术结构 装备数据库系统的系统模块划分基础上，可以按照分层的原则对系统的技术 结构进行划分。系统的技术结构如下： 在技术结构中，系统模块通常表现为一组页面、胖客户端界面，以及后端业 务单元组件的集合通过这个页面、w i n d o wf o r m 界面和后端业务单元组件来完 成系统模块的功能。 客户端更新组件负责自动升级所有客户端程序，这样可以提高系统的维护效 率； 使用标准的h t l t 协议进行客户端和服务器间的数据交换； 使用r e m o t i n g 技术实现系统应用层功能； 报表模块使用微软的r e p o r t i n gs e r v i c e ，便于日后对报表的维护修改。 1 1 交互层 l 查询展示页面ll 数据管理交互窗口i 塑生一客户端矍新组并i i ! ! 型ii 盟! ! 竺! r 业 l j j 卜1 f 一 园 圈圈 i 文件 f k 、 园 la 志访问组件il 雠li 异常处理组件ll 型 j ea d o , n e t 亩；巍息 图4 系统技术结构图 装备数据库系统按照分层的架构约束进行设计，主要分为五层： 1 交互层。用户和系统之间的交互管理，提供用户层的展现逻辑和对业务层 的访问接口。交互层包含了系统模块中的一组查询页面和用于维护装备相关信息 的w i n d o w sf o r m 界面、负责更新w i n d o w sf o r m 客户端物理文件的更新组件。页 面针对一个具体的操作，提供人机交互的界面。通过页面的流转来完成查询模块 的功能。系统通过提供表现力更为丰富的w i n d o w sf o r m 客户端程序，向用户提供 强大的装备数据维护晃面，同时提供离线处理的能力。客户端更新组件负责自动 升级所有客户端程序，这样可以提高系统的维护效率。 2 数据业务层。业务组件及核心控制，实现业务逻辑的主体层，根据业务需 求进行抽象的业务对象模型，包括业务规则和逻辑处理的实现。系统实现装备数 据管理、维护业务逻辑的核心区域。查询处理组件用于相应客户端的页面请求， 处理系统的相应数据，并向用户返回相应查询结果的组件。报表处理组件负责按 照用户设定的参数，依据系统中装备相关数据，生成用户制定的统计报表。导入 韭塞窑道塞堂殛堂焦监塞丕缝途让 导出处理组件负责从系统外成批导入装备相关数据。同时提供向系统外导出指定 装备相关数据的功能数据处理组件负责接受客户端提交的装备相关数据，并按 照系统设定的逻辑，将它们保存到正确的地方。 3 基础服务层。为业务层提供通用的基础功能。本层不包含业务逻辑，而是 将系统各模块中具有共性的基础功能抽象出来形成通用组件，以便提高系统建设 效率。提供系统所需的通用组件，日志访问组件，管理日志的存取。通用数据库 访问组件是系统其它组件、模块用来提高系统的开发效率的组件。异常处理组件 负责将系统其它组件、模块运行时出现的错误保存到数据库中。用户权限组件负 责管理用户、角色、权限的映射关系，同时提供公共的查询接口。 4 数据层。系统数据的核心存储场所。本系统所有数据保存于相应的数据表 格中。 本系统采用v s n e t 环境，主要使用a s e n e t 和雠语言进行开发，数据库选 用了s q ls e r v e r 2 0 0 0 。 3 2 1系统的开发模式 本装备管理系统有c s 模块和b s 模块两大部分组成，其中c s 模块主要实 现数据的录入、修改和删除等交互操作，b s 模块主要用于查询和输出表格等。系 统中引入了基于流数据模型的存储缓冲机制，提高了数据库存储大对象数据的效 率。最后对系统性能迸行了优化和安全设计。 系统的b ，s 部分采用当前热门的a s e n e t + a d o n e t 技术，并充分利用三层 架构优化系统结构，将应用程序分为三个层：数据层由一系列数据表和存储过程 组成，几乎所有对数据的访问都通过存储过程实现；业务层定义了一系列的类来 实现业务规则和对数据层的调用；表示层显示业务层传送的数据并完成对录入数 据的验证，将数据传送给业务层。c s 部分则采用了n e t r e m o t i n g 技术。 3 2 2 c s 部分的r e m o t i n g 技术 r e m o t i n g 可以看作是一种分布式处理方式，是d c o m 的一种升级，它改善了 很多功能，并极好地融合到n e t 平台下。在w i n d o w s 操作系统中，是将应用程序 韭塞窑煎盘堂亟堂焦监塞丕统超让 分离为单独的进程。这个进程形成了应用程序代码和数据周围的一道边界。如果 不采用进程间通信( r p c ) 机制，则在一个进程中执行的代码就不能访问另一进程。 这是一种操作系统对应用程序的保护机制即穿越边界。然而在某些情况下，我们 需要跨过应用程序域，与另外的应用程序域进行通信，这就是使用r e m o t i n g 的原 因。n e t r e m o t i n g 提供了一种允许对象通过应用程序域与另一对象进行交互的框 架。在r e m o | m g 中是通过通道( c h a n n e l ) 来实现两个应用程序域之间对象的。如 图5 所示： r o t i i l gs y 鲕一i r m o t i n gs y s 自m h a n n e l 掣 | 笙 由 ， 固 图5r e m o t i n g 通道 首先，客户端通过r e m o t i n g ，访问通道以获得服务端对象，再通过代理解析 为客户端对象。这就提供一种可能性，即以服务的方式来发布服务器对象。远程 对象代码可以运行在服务器上( 如服务器激活的对象和客户端激活的对象) ，然后 客户端再通过r e m o t i n g 连接服务器，获得该服务对象并通过序列化在客户端运行。 在r e m o t i n g 中，对于要传递的对象，设计者除了需要了解通道的类型和端口 号之外，无需再了解数据包的格式。但必须注意的是，客户端在获取服务器端对 象时，并不是获得实际的服务端对象，而是获得它的弓l 用。这既保证了客户端和 服务器端有关对象的松散耦合，同时也优化了通信的性能。 1 r e m o t i n g 的两种通道 r e t a k i n g 的通道主要有两种：t c p 和哪。在n e t 中 s v s t c m r u n t i m e r e m o t i n g c h a n n e l 中定义了i c h a n n e l 接口。i c h a n n e l 接口包 括了t c p c h a n n e l 通道类型和 册通道类型。它们分别对应r e m o t i n g 通道的这两 种类型。 t c p c h a n n e l 类型放在名字空间s y s t c m r u n t i m e r e m o t i n g c h a n n e l t c p 中。t c p 1 4 通道提供了基于s o c k e t 的传输工具，使用t c p 协议来跨越r e m o t i n g 边界传输序 列化的消息流。t c p c h a n n e l 类型默认使用二迸制格式序列化消息对象，因此它具 有更高的传输性能h t t p c h a n n e l 类型放在名字空间 s y s t e m r u n t i m e r e m o t i n g c h a n n e l h t t p 中。它提供了一种使用 呻协议，使其能 在i n t e m e t 上穿越防火墙传输序列化消息流。默认情况下，h t t p c h a n n e l 类型使用 s o 印格式序列化消息对象，因此它具有更好的互操作性。通常在局域网内，我们 更多地使用t c p c h a n n d ：如果要穿越防火墙，则使用h t t p c h a n n e l 。 本系统主要应用在局域网中，因此使用了t c p c h a n n e l 。 2 远程对象的激活方式 在访问远程类型的一个对象实例之前，必须通过一个名为a c t i v a t i o n 的进程创 建它并迸行初始化。这种客户端通过通道来创建远程对象，称为对象的激活。在 r e m o t i n g 中，远程对象的激活分为两大类：服务器端激活和客户端激活。 ( 1 ) 服务器端激活，又叫做w e l i k n o w 方式，服务器应用程序在激活对象实例 之前会在一个众所周知的统一资源标识符( u r l ) 上来发布这个类型。然后该服 务器进程会为此类型配置一个w e l l k n o w n 对象，并根据指定的端口或地址来发布 对象。n e tr e m o t i n g 把服务器端激活又分为s i n g l e t o n 模式和s i n g l e c a l i 模式两 种。 s i n g l e t o n 模式：此为有状态模式。如果设置为s i n g l e t o n 激活方式，则r e m o t i n g 将为所有客户端建立同一个对象实例。当对象处于活动状态时，s i n g l e t o n 实例会 处理所有后来的客户端访问请求，而不管它们是同一个客户端，还是其他客户端。 s i n g l e t o n 实例将在方法调用中一直维持其状态。举例来说，如果一个远程对象有 一个累加方法( i = o ；+ + i ) ，被多个客户端( 例如两个) 调用。如果设置为s i n g l e t o n 方式，则第一个客户获得值为l ，第二个客户获得值为2 ，因为他们获得的对象实 例是相同的。如果熟悉a s p n e t 状态管理，我们可以认为它是一种a p p l i c a t i o n 状 态。 s i n g l e c a l l 模式：s i n g l e c a l l 是一种无状态模式。一旦设置为s i n g l e c a l l 模式， 则当客户端调用远程对象的方法时，r e m o t i n g 会为每一个客户端建立一个远程对 象实例，至于对象实例的销毁则是由g c 自动管理的。同上一个例子而言，则访问 远程对象的两个客户获得的都是1 。我们仍然可以借鉴a s p n e t 的状态管理，认 些瘟窑适盔堂亟堂僮垃塞丕筮邀让 为它是一种s e s s i o n 状态。 ( 2 ) 客户端激活。与w e l l k n o w n 模式不同，r e m o t i n g 在激活每个对象实例的 时候，会给每个客户端激活的类型指派一个u r l 。客户端激活模式一旦获得客户 端的请求，将为每一个客户端都建立一个实例引用。s i n g l e c a l l 模式和客户端激活 模式是有区别的：首先，对象实例创建的时间不一样。客户端激活方式是客户一 旦发出调用的请求，就实例化；而s i n g l e c a l l 则是要等到调用对象方法时再创建。 其次，s i n g l e c a l l 模式激活的对象是无状态的，对象生命期的管理是由g c 管理的， 而客户端激活的对象则有状态，其生命周期可自定义。其三，两种激活模式在服 务器端和客户端实现的方法不一样。尤其是在客户端，s i n g l e c a l l 模式是由 g e t o b j e c t 0 来激活，它调用对象默认的构造函数。而客户端激活模式，则通过 c r e a t e l n s t a n c e 0 来激活，它可以传递参数，所以可以调用自定义的构造函数来创建 实例。 本系统采用了服务器端的s i n g l e c a l l 激活方式。 3 2 3 b s 部分的报表技术 报表模块使用微软的r e p o r t i n gs e r v i c e s 。r e p o r t i n gs e r v i c e s 是一个完整的基于 服务器的平台，可以建立、管理、发布传统的基于纸张的报表或者交互的、基于 w e b 的报表。而且最大的特色是，它采用基于x m l 的r d l 报表描述语言来定制 报表，可以用于给第三方定制开发符合接口标准的报表工具，使得软件开发人员 和企业可以将报表集成到已有的系统或第三方的应用中。 r e p o r t i n gs e r v i c e s 有以下特点： 1 r e p o r t i n gs e r v i c e s 提供了开始创建传统报表或交互式报表所需要的工具， 其中包括带有报表设计向导的图形报表设计器工具。 2 r e p o r t i n gs e r v i c e s 提供了可以在各种不同环境中管理报表的综合功能 r e p o r t i n gs e r v i c e s 中包括了r e p o r tm a n a g e r ，它是一种基于w e b 的报表管理工 具。也可以使用r e p o r t i n gs e r v i c e s 的w e b 服务a p i 来通过其他工具创建接 口。 基于角色的灵活的安全模型可以保护报表和资源，并支持所有这些功能。可 以对安全性进行灵活设计，以满足各种广泛的需求；例如，用户有权用自己的参 1 6 丝塞窑垣厶堂亟竺建途塞丕缝递进 数根据要求运行报表，或有针对性地设计个人的报表订阅。管理员可以将不同报 表的内容管理功能分配给特定的人员。 3 可以将报表发布到门户网站、用电子邮件发送给用户，或是授予用户w e b 应用程序的访问权，以检索报表。导航和搜索功能可帮助用户查找和运行所需报 表。个性化订阅可让用户选择他们喜好的转换格式及时间日程。 因此，系统的报表模块使用微软的r e p o r t i n gs e r v i c e s ，便于日后对报表的维护 和修改。 3 3 系统的物理设计 系统物理设计是在系统逻辑设计的基础上，从系统的逻辑对象、数据实体和 界面逻辑关系中进一步整理和细化。物理设计将确定系统采用的技术方案、平台， 并明确实际开发的组件、数据库表、窗口以及页面等。把现实的技术应用到逻辑 模型上，并考虑到实现的可能性和最终系统的性能。其最终结果包含组件定义、 特定平台上的用户界面设计，以及数据库的设计。 卜 t 业务逻辑层 t 基础服务层 图6 系统总体框架 系统基本分为四层： 1 表现层：主要负责用最合理的展现方式将系统数据反映给用户。同时用最 便捷的方式收集用户的输入数据。 2 业务逻辑层：运行在提供服务器端，系统的主要业务逻辑运算。 3 基础服务层：为其它层提供通用的技术实现模块，可以减少开发的重复劳 1 7 e 塞銮重筮堂亟堂位边塞丞缝超盐 动。 4 数据层：主要管理、保存系统的各种数据。 装备数据库系统将会分布部署在各单位网络环境中，它们彼此相对独立运行， 由各单位的管理员分别维护。中心级装备数据库系统和下属单位级装备数据库系 统间具有数据交换能力。它们通过文件的手工导入导出方式实现系统间交换功能。 由于下属单位的丌建设水平差异很大，因此系统设计过程中提供了两种部署 方式：系统服务器功能和客户端功能相互分离，通过单位局域网连接在一起；系 统服务器端功能和客户端功能同时运行在同一台机器上。 中心级装备数据库系统使用系统服务器功能和客户端功能相互分离的部署模 式。 3 4 数据库设计 数据库平台s q l s e r v e r 2 0 0 0 借助其强大的功能特性和集成的开发环境，能够 帮助用户有效简化其t 1 r 基础架构，简化业务流程，提高工作效率。s q ls e r v e r 2 0 0 0 是m i c r o s o f t 公司开发的大型关系数据库管理系统，具有强大的关系数据库创建、 开发、设计及管理功能。本系统的单位电脑都是w i n d o w s 系统，而s q ls e r v e r 紧 密的捆绑在w i n d o w s 平台上，s q l s e r v c t 与w i n d o w s 操作系统无缝集成，m i c r o s o f t 公司总是尽可能将所有的软件功能捆扎在一起，使数据库易于安装、使用和管理 综合上述因素，本系统外存数据库采用s q l s e r v e r 2 0 0 0 数据库 在本系统的数据中用到了大量设备图片，上传文件等等大对象( l o b ) ，大对 象具有非结构化、数据量大等特点。大部分关系数据库早期尝试是外部存储数据 类型方法，通常在数据库领域称为二进制大对象( b l o b ) ，大对象的未结构化特 点表现为数据可能代表平凡( 字母数字) 信息，如注释、标记、记事薄、摘要等 等。 现阶段的常用关系数据库管理系统对大对象的存储缓冲管理还停留在和一般 的数据类型相似的处理方法上。首先将大对象数据以操作系统文件方式存储在数 据库外部，在数据库内部通过文件指针指向该大对象数据文件。当事务处理大对 象数据时，通过文件指针以页存储机制将大对象数据读入数据库。由于大对象数 据量大，在加载数据过程中需要大量的i o ，当数据库中需要处理的二进制大对象 数据越来越多时，大对象数据的加载和访问都将出现瓶颈，严重影响数据库性能。 缓冲器的最主要的作用在于减少磁盘的1 0 来进行性能的优化。在处理大对象 数据时，由于大对象数据的数据量大，在采取一般数据模型的分页机制进行缓冲 时，会产生过多的磁盘加i 。当关系型数据库对大对象进行频繁处理时，过多的磁 盘i o 会严重影响数据库的性能。有效的缓冲机制是提高数据库系统性能盼关键。 本文提出了基于流模型的大数据库缓冲机制的实现。 我们在流数据模型基础上构建数据缓冲器结构。将缓冲器依据滑动窗口处理 模型进行划分。引入流数据管道( s t 佗a mp i p e ) ，流数据管道是指供数据流入流出 的队列。将缓冲区等分为若干个流数据管道，每个流数据管道相当于流数据滑动 窗口模型的一个滑动窗口流数据管道的个数依缓冲区的实际大小而定。流数据 管道初始状态为空闲状态的若干个初级桶。随着流数据存入缓冲器中，流数据管 道也依据指数直方图来更新桶的状态。在此基础上增加数据流管理器( s t r e a m m a n a g e r ) 。数据流管理器负责管理针对流数据处理模型的相关结构的建立，更新 与维护。主要的结构有： 1 概要数据结构：概要数据结构代表了整个大对象数据的结构而且该结构远 小于该大对象的规模，维护这个概要数据结构的目的是能够通过大对象数据的缩 影在全局范围内找到所需要数据的位置。这种名为概要数据结构的规模是多次线 性的，即如果流的长度为n ，则概要数据结构大小不超过o ( p o l y l o g ( n ) ) ( p o l y l o g ( n ) = ( i o g ( n ) c ) 。c 为常数) ，并且处理流上每一组数据的时间不超过 o ( p o l y l o g ( n ) 2 历史数据索引：流数据从数据源( 大对象数据) 中流出开始，中间经历内 存，内存中保留由滑动窗口大小决定的数据量，然后从内存中流出后，流入数据 库，成为历史数据。由于流数据的不断增加，历史数据的查询成为系统的一个大 负担，如果没有适当的索引支持查询