（农业电气化与自动化专业论文）基于CS和BS混合模式的用电MIS系统的设计与实现.pdf

沈阳农业大学硕士学位论文 摘要 随着信息化时代的到来，信息资源的共享对县级农电企业提高生产管 理、经营效率变得非常重要，如何建立满足县级农电企业生产经营需要的 管理信息系统( m i s ) 成为热门话题。本文对辽宁省台安县农电局用电管理 信息系统进行了具体的研究设计，并取得了相应的研究成果。并在台安县 农电局试运行，结果表明：系统性能稳定，运行可靠，达到了预期的设计 目标。 本文的主要研究成果有： 1 综合c s ( c l i e n t s e r v e r ) 模式与b s ( b r o w s e r s e r v e r ) 模式的m i s 系统 的优点，同时结合台安县农电局用电管理工作的特点，设计并开发了一种 可以在全网络( i n t r a n e t 和i n t e m e t ) 范围内应用的用电m i s 系统，给出了一 种c s 模式与b s 模式相结合并且在局域网和广域网范围内同时实现的用 电m i s 系统方案。 2 c s 模式的应用系统采用专业的可视化数据库开发工具 p o w e r b u i l d e r 9 0 ，完成了系统的业务管理、统计分析、用电预测、信息查 询、信息发布、系统管理等功能设计与实现。 3 讨论了b s 应用中的a s p 开发环境的选择和a s p 访问数据库的相 关技术。完成了用户注册、电费查询、用电申请等功能的设计与实现。 4 在系统的共享数据维护、数据库完整性等方面做了有意义的研究， 提出了新的见解和方法，从而解决了基于c s 和b s 混合型结构的台安 县农电局用电m i s 系统开发中的一些关键问题。 5 讨论了系统在c s 和b s 模式中存在的安全性问题，并给出了解决 安全问题的方法。 关键词：管理信息系统；c s 模式；b s 模式；a s p 沈阳农业大学硕j ? 学位论文 一、m i s 系统概述 剐曷 管理信息系统，简称m i s 。m 1 s 的概念是于2 0 世纪6 0 年代后期开始 形成的，到2 0 世纪8 0 年代初才逐渐形成的一门学科，其概念尚无统一的 定义，这也反映了m 1 s 作为一个新学科的特点。从国内外学者给m i s 所 下的各种定义来看，人们对m i s 的认识在逐渐加深，m i s 的定义也在逐渐 发展和成熟，目前国内一个被较为广泛接受的定义是：“管理信息系统是 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，以企业战略竟优、 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”。这个定义也说明m i s 决不仅仅是一个技术系统，而是把 人包括在内的人机系统，因而它是一个管理系统，也是一个社会系统。 m i s 既是一个理论研究领域又是一个实用领域，它具有如下的特点： 1 综合性：m i s 是一个对组织进行全面管理的综合系统。一个组织在 建设m i s 时，可根据需要逐步应用个别领域的子系统，然后进行综合，最 终达到应用m i s 进行综合管理的目标。 2 人机系统：m i s 是一个人机结合的系统。在m i s 中各级管理人员既 是系统的使用者，又是系统的组成部分，因而，在m i s 开发过程中，要根 据这一特点，正确界定人和计算机在系统中的地位和作用，充分发挥人和 计算机各自的长处，使系统整体性能达到最优。 3 现代管理方法和管理手段：人们在m s 应用的实践中发现，只简单 的采用计算机技术提高处理速度，而不采用先进的管理方法，m i s 的应用 仅仅是用计算机系统仿真原手工管理系统，充其量只是减轻了管理人员的 劳动，其作用的发挥十分有限。m i s 要发挥其在管理中的作用，就必须与 先进的管理手段和方法结合起来，在开发m i s 时，融进现代化的管理思想 和方法。 前占 4 多学科交叉的边缘学科：m i s 作为一门新的学科产生较晚其理论 体系尚处于完善和发展过程之中。早期的研究者从计算机科学与技术、应 用数学、管理理论、决策理论、运筹学等相关学科中抽取相应的理论，构 成m i s 的理论基础，从而形成一个有着鲜明特色的边缘科学。我国已将 m i s 列为管理科学与工程一级学科下的二级学科。 m i s 是一个一体化系统或集成系统，这就是说m i s 进行信息管理是从 总体出发，全面考虑，保证各种职能部门共享数据，减少数据的冗余度， 保证数据的兼容性和一致性。严格的说只有信息的集中统一，信息才能成 为企业的资源。数据的一体化并不限制个别功能子系统可以保存自己的专 用数据。为保证一体化，首先要有一个全局的系统计划，每一个小系统的 实现要在这个总体计划的指导下进行。其次是通过标准、大纲和手续达到 标准一体化。这样数据和程序就可以满足多个用户的要求，系统的设备也 应当互相兼容，即使在分布式系统和分布式数据库的情况下，保证数据的 一致性也是十分重要的。 具有集中统一规划的数据库是m i s 成熟的重要标志，它象征着m i s 是经过周密的设计而建立的，它标志着信息已集中成为资源，为各种用户 所共享。数据库有自己功能完善的数据库管理系统，管理着数据的组织、 数据的输入和数据的存储，使数据为多种用户服务。 m i s 并不是与一个组织的其他信息系统相分离的特殊实体，它是信息 系统的核心，贯穿于管理的全过程，同时又覆盖了管理业务的各个层面， 因而其结构也必然是一个包含各种子系统的广泛结构。最初许多倡议者设 想m i s 是一个单一的高度一体化的系统，它能处理所有的组织功能。也有 一些人怀疑，先进的计算机系统能否解决定义不清楚的管理判断过程。实 践证明，这种高度一体化的单个系统显得过于复杂，并难以实现。m i s 的 概念转向各子系统的联合，按照总体计划、标准和程序，根据需要来开发 和实现一个个子系统。这样，一个组织不是一个高度一体化的单个系统， 而是一些相关的信息系统的集合。m i s 的概念如图1 1 所示。 2 沈料f 农业人学坝f 掌位论文 图1 1 管理信息系统 f i gi 1m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m 在互联网飞速发展并得到广泛应用的今天，m i s 的概念有了新的发 展，与互联网紧密结合在一起。互联网给人们提供了一个方便、快捷的信 息交换方式。目前，各行各业都在向互联网靠拢，有的行业如：信息、电 子、通信等，已经完全无法离丌互联网。m i s 与互联网的结合使它的作用 范围更加，“泛，由局域网走向了广域网，如网卜- 信息发布、录入和共享可 以使工作变得更加轻松和有效。 二、管理信息系统国内外的发展现状 ( 一) 国外管理信息系统发展现状 国外计算机应用于管理始于5 0 年代未6 0 年代初，美欧一些企业，纷 纷应用第三代计算机建立集中式m i s ；7 0 年代出现大规模集成电路，硬件 性能价格比不断完善，分夼式m i s 应运而生，微机局域网获得迅速发展； 进入8 0 年代，m i sr 益普及成熟并且得到广泛应用，成为企业界进行企 业管理和推进企业管理现代化的重要手段和方法，受到人们的普遍关注， 翦言 这是m 1 s 得以迅速发展的重要外界环境。统计表明，先进国家计算机应用 于管理所占机时高达8 0 左右，而在科学计算、过程控制以及其它所有领 域占用机时仅为2 0 左右，m i s 在计算机应用中占有最大的领域。 ( 二) 国内管理信息系统发展现状 我国m i s 起步较晚，7 0 年代中期计算机应用才开始从科技计算和过 程控制扩大到辅助管理方面，并在少数重点企业丌始尝试。这个时期的特 点足把计算机应用于单项管理，把一些重复性手工劳动转移到计算机上， 以求提高工作效率，其主要目的是探索计算机应用于企业管理的可行性和 为其发展创造条件。进入8 0 年代，微机应用于企业管理受到广泛重视并 得到普及，特别是随着改革开放的深入，企业由原来的单纯生产型逐步向 生产经营型和外向型过渡，并将竞争机制引进到生产经营的各个环节，同 时由于新技术革命浪潮的涌现，企业竞争激烈，信息爆炸性地增长。如果 企业信息管理还停留在单项管理阶段，对企业生命无疑是一种扼杀，因此 向系统化过渡的管理信息系统相继出现。目前，集管理、决策、预测功能 于一体的综合化智能化的企业m i s 正在作为一种管理现代化，决策科学化 的手段相继得到开发和建立。 三、本论文研究的意义和内容 ( 一) 论文研究的意义 近年来，随着网络技术不断发展，尤其是基于w e b 的信息发布和检索 技术以及网络分布式对象技术的飞速发展，导致了很多应用系统的体系结 构从c s 结构向更加灵活的b s 多级分布结构演变，使得软件系统的网络 体系结构跨入一个新阶段。认识这些结构的特征并根据实际情况进行系 统的选型，对于成功开发一个m i s 系统是非常关键的。开发基于c s 和 b s 混合模式的用电管理信息系统具有如下意义： 沈阳农业大学硕：卜学位论义 充分发挥c s 与b s 体系结构的优势，使电力用户浏览查询的操 作方便简捷，用电m i s 系统更新简单、维护简单灵活、易于操作。 对于原有的基于c s 体系结构的应用，通过开发用于发布的w w w 界面，就可以升级到c s 与b s 混合模式的体系结构，并保留原有的子系 统。可以充分利用现有的系统资源。 信息和技术的交流可在全网络内进行，从而使用户充分享受用电 m i s 系统带来的信息传递的方便快捷和其提供的服务，使企业的信息资源 得到最大限度的利用，从而提高企业的经济效益。 ( 二) 论文主要的内容 本课题主要完成以f 内容： 1 研究了管理信息系统的两种运行模式c s 和b s 体系结构的发展历 程及各自的特点，在分析比较两种模式的优缺点上，提出了c s 和b s 混 合模式在台安县农电局用电m i s 系统应用的可行性和优点。 2 结合台安县农电局的实际情况，在总体上设计基于c s 与b s 混合 模式用电m 1 s 系统。包括系统的需求分析、子系统功能描述、体系结构设 计、网络方案和系统安全策略。 3 从管理信息系统开发方法入手，提出信息系统开发所采用的技术， 应用程序开发采用p o w e r b u i l d e r 9 0 和a s p ，后台数据库采用s q ls e r v e r 2 0 0 0 ，他们之间的数据接口采用a d o 。 4 进行系统的各个功能模块设计和数据库设计，并实现系统中具体的 主要界面。 5 对台安县农电局用电m i s 系统的建设成果进行归纳总结和进步展 望。 用电m t s 系统开发方案 用电m i s 系统开发方案 一、m i s 系统结构 现代科学管理就是把管理过程数量化，用计算机解决问题以达到系统 目的，这是管理现代化的标志。概括起来就是系统的观点、数学的方法、 计算机的应用。现在的m i s 已经与计算机密不可分，从最初的单机结构， 到主从结构，然后是文件服务器工作站结构。随着计算机技术与网络技 术的进一步发展，出现了新的基于网络的m i s 结构体系。 ( 一) 客户机服务器结构 从9 0 年代初发展到现在，分布式处理在逐渐取代分时处理成为主流 方式，客户机服务器( c l i e n t s e r v e r ，简称c s ) 结构成为最流行的网络计算 方法，也成为m i s 中采用的主要体系结构。在c s 结构中，客户机是利用 微型计算机访问网络的用户，服务器可以是提供网络控制功能的任何规模 的计算机。 c s 的网络结构是采用分布式数据库管理系统的基础。客户机运行应 用程序，完成屏幕交互和输入、输出等前台任务，而服务器则运行数据库 管理系统，完成大量的数据处理及存储管理等后台任务。客户机访问数据 库服务器时，用户的数据操作转化为s q l 语言去执行具体操作，再将结果 返回客户机。这种处理方式使数据在后台进行处理，不需要在前台间频繁 传输，有效解决了文件服务器工作站模式下“传输瓶颈”问题。网络上 的用户不仅只有共享打印机、硬盘或是数据文件，而且共享数据处理，这 是在信息系统思维方法上的一个突破。 c s 结构可以将应用逻辑分布在客户机和服务器之间，提供真正的可 伸缩应用系统框架，通过客户端和服务器端的最佳分工合作，使整个系统 达到最高的效率。根据客户机和服务器之间分担任务的程度不同，可以构 成多种不同模式。 6 洗m 农业大学硕士学位论盅= 幽2 l 客户机服务器的加德纳结构模) 弘 f i g2 1t h es t r u c t u r em o d e lo f g a r d i n e ro ft h ec li e n t s e r v e r 图2 1 所示是加德纳模型，说明在客户机和服务器之间是怎样分配数据管 理、逻辑和表达。其中的数据管理包括数据库和数据库管理系统；而逻辑 出处理客，、机数据的应用软件组成；表达则包括用户界面软件，它处理客 户机向服务器提交的数据和山服务器提供的信息的表示。 ( 二) 浏览器服务器结构 i n t e m e t 技术的迅速发展，为m 1 s 提供了基于丌放技术的新型网络环 境。在此环境下产生了浏览器月艮务器( b r o w s e r s e r v e r ，简称b s ) 系统多层 结构。这种结构实质上是c s 结构在新的技术条件下的延伸。 存c s 结构中，大量的应用程序部在客户端运行每个客户端都必须 安装应用程序和工具。系统的灵活性、可扩展性都受到影响。在i n t e m e t 环境中，c s 结构延伸为三层或为多层结构，在客户层和服务器层之间加 入了一个中间层。中间层不一定需要一台独立的服务器，它是一个方案， 需要相应的软件支持，可以安排在后台的服务器上。中间层包括备种实施 应用规则的组件，通过引入中间层表示管理规则，使系统配置更加灵活， 甩l 乜h 【s 最统开挂方案 并由此带来的显著的特点： 1 叮重用性：组件可以在不同的应j 1 j 程序r i t 共享。 2 性能改善：在客户机以外昀其它计算机上配置组件，能将计算负担 从忡能不高的客户机转移到功能强大的服务器。以充分利用计算机资源。 3 易于管理：将应用程序的服务封装到各种组件，可将大型、复杂的 应用程序划分为易于管理的模块。 4 易于维护：组件容易重新设计和配置，能随时适应业务规则的变化。 这种方式下，w e bs e r v e r 可以既是浏览服务器，又是应用服务器，可 以运行大量的应用程序，从而使客户端变得很简单。前台采用网络浏览器， 如i n t e m e le x p l o r e r 和n e t s c a p ec o m m u n i c a t o r 等作为h j 户的标准界面。 ( 三) 台安县农电局用电m i s 的结构 台安县农电局的网络结构如图2 2 所示，在局域嘲中有一台数据库服 务器和一台w e b 服务器，数据库服务器操作系统为w i n d o w sn t 。数据库 图2 2c s 和b s 混合模式的体系结构 f i g2 2 c sa n db sm i xt h es y s t e ms t r u c t u r eo f t h em o d e 沈阳农业大学硕士学位论c = 管理系统为s q ls e r v e r2 0 0 0 ，该服务器保存了台安县农电局用于内部管 理的数据。w e b 服务器操作系统为w i n d o w s2 0 0 3s e r v e r ，同时运行i i s 服 务，用于对外的信息发布和查询。为了保证数据库服务器的安全，通过 w e b 网站访问的数据并非直接来源于服务器数据库，而是来自w e b 服务器 上运行的s q ls e r v e r 数据库管理系统，其中的数据是数据库服务器中的数 据的拷贝，这样就将w e b 服务器与数据库服务器的数据库隔离开来。 台安县农电局用电m i s 系统结构包括b t s 和c s 两个部分，b s 部分 主要是提供w e b 服务，包括：电力相关新闻、用电常识、信息发布、电费 查询等。b s 部分的网页存放和运行在w e b 服务器上，由于数据库服务器 和w e b 服务器各自有一个独立的数据库管理系统，因此，与w e b 服务相 关的数据库也建立在w e b 服务器上，用于内部管理的数据库则建立在数据 库服务器上，这样有利于内部管理数据的共享与交换，也有利于数据安全。 系统的c s 部分用于台安县农电局管理人员完成各项管理工作，包括：业 务管理、客户咨询、报表统计、信息发布、分析决策等。这部分软件运行 在各个管理部门的客户机上。 二、m i s 系统的开发方法 ( 一) 生命周期法 管理信息系统传统的开发过程一般要经过以下几个阶段：系统调查与 规划、系统分析、系统设计、系统实施、运行测试和系统维护。对系统的 维护一直要到该系统被另一个新的管理信息系统取代为止，此时该系统的 生命就该结束。这一过程称之为：系统开发的生命周期法( s y s t e m d e v e l o p m e n tl i f ec y c l e ，简称s d l c ) 。各个阶段的主要功能如表2 1 所 9 用屯m i s 系统开发方案 表2 1s d l c 开发个阶段的工作及文档 开发阶段主要工作 文档资料 系统调查与规划初步调查并拟定开发计划可行性研究报告 系统分析数据分析、功能分析系统分析说明书 系统设计模块设计、输入输山设计 系统设计说明。i s 系统实施编制程序、建立数据库流程及用户使用手册 测试和系统维护测试维护系统测试报告 生命周期法的优点是：结构严谨、工程管理容易、运行环境相对稳定。 但生命周期法也存在许多缺点，如开发过程复杂、研制周期长、系统运行 维护费用较高等。这主要由于开发人员与用户对对方的领域不熟悉，缺乏 共同语言，造成开发人员对用户需求的理解、用户对系统分析说明书和系 统设计说明书的理解都可能产生偏差。另外，系统分析结束后，系统说明 获得批准，系统研制就进入规范阶段，这样冻结了系统设计与编码实现， 因而缺乏适应环境的灵活性。在系统完成之后，用户在使用的过程中若发 现了问题，就必须修改系统，而这种修改往往是比较复杂和困难的。 ( 二) 快速原型法 为了弥补生命周期法的不足，人们经过大量的研究与探讨于。2 0 世纪 8 0 年代中期提出了快速原型开发法。在软件丌发过程中，原型是软件的一 个早期可运行的版本，它反映最终系统的部分重要特性。如果在获得一组 基本需求说明后，通过快速分析构造出一个小型的软件系统，满足用户的 基本要求。使得用户可在使用原型系统的过程中得到亲身感受和启发，作 出反映和评价，然后开发者根据用户的意见对原型加以修改。随着不断试 验、纠错、使用、评价和修改，获得了新的原型版本，如此周而复始，逐 步减少分析和通信中的误解，弥补不足之处，进一步确定各种需求细节， 适应需求的变更，从而提高了最终的产品的质量。他与生命周期法的根本 沈1 5 口农业大学硕上学位论艾 区别在于它是面向目标，而不是面向工程项目的。图2 3 是快速原型法的 开发模型。 一，一一一 ，快速分析或修改、1 一一争、j i ( 评价i 原型，构造) l? 、 、运行 图2 3 原型开发法模型 f i g2 3d e v e l o pl a wm o d e l si np r o t o t y p e 原型系统不同于最终系统，它需要快速实现，投入运行。因此必须注 意功能和性能上的取舍。可以忽略一切暂时不必关心的部分，力求原型的 快速实现。构造出来的原型可能是一个忽略某些细节或功能的整体系统结 构，它可以仅仅是一个局部，如数据库模式或部分功能算法程序等。但同 时要根据构造原型的目的，充分地体现原型的作用，规定对原型进行考核 和评价的内容，如界面形式、系统结构、功能或模拟性能等等，以满足评 价原型的需求。总之，在使用原型化的方法进行软件开发之前，必须明确 使用原型的目的，从而决定分析与构造内容的取舍。 ( 三) d a d m 方法 鉴于快速原型化方法对快速生成和修改原型的工具要求较高，以及构 造最初的原型并不容易，9 0 年代末期有学者提出了“演示与讨论”的方法 ( d e m o n s t r a t i o na n dd i s c u s s i o nm e t h o d ，简称d a d m ) ，这种方法强调系统 开发中所有的相关人员之间进行有效的沟通与交流，并根据修改后的系统 需求进行系统设计与编码。实际上，这是力图通过大规模编码前的演示与 讨论，大大增强系统实施的可逆性的一种开发方法或策略。d a m a 方法具 有以下几个特点： 1 强调进行广泛、有效的交流与沟通。这种沟通与交流的范围是广泛 用电m i s 系统开发方案 的，包括开发人员、用户、管理专家之间，以及开发人员相互之间都应进 行沟通与交流。 2 具有较好的可预见性。因为开发人员在最后编码之前，要根据改进 方案制作典型输入、输出界面，并给用户演示，共同讨论修改和需求，用 户参与了新系统的设计。从这个意义上讲，d a m a 具有很好的可预见性。 3 实施过程是启发式的。在实施的过程中“启发”是互动的，这样， 可以有效避免系统在功能、易用性等方面的重大缺陷。 4 实施的可操作性。d a d m 方法论是按阶段性进行的，但是系统需求 报告不是生硬的让用户签字承认后才确定，而是在启发式的有效沟通、交 流基础上，由用户、开发人员及管理专家等相关人员共同确定的。 5 具有一定的开放性。对于代码的实现方式、具体编程工具和演示的 具体内容并没有完全限制，只要是与系统有关的内容都可以通过演示来讨 论。 d a d m 方法论可以有效地获得用户的需求，并对原系统进行有效的改 进，确定符合实际的系统设计方案。即使在编程阶段，通过有效的交流与 沟通，也可以在各个开发人员之间建立共同遵守的约定或规范，避免各自 为政，保证m i s 应用软件的质量。 ( 四) 台安县农电局用电m i s 系统的实际开发方法 结合台安县农电局用电m i s 的实际开发环境来看，以上三种开发方法 各有利弊： 整体上看，快速原型法和d a m a 是比较好的工程化开发方法，但它 们又不完全适合台安县农电局的实际开发环境。快速原型法通常使用( 4 g l ) 和c a s e 工具，要求尽可能使用现成软件和模型来构造原型，利用通用的 应用软件和模型积木式地产生原型。如果没有软件模块的积累，即使应用 p o w e r b u i l d e r4 g l 进行开发，要想构造最初的功能性原型也并不容易。 快速原型法和d a m a 的方法都不要求在系统设计的前期进行详细的 沈 箪 农业人学颤：学茴：论史 数据库设计，如果时此类系统的系统功能和数据库结构有比较深入的了 解，这样做可以加快开发速度，如果不是的话应浚首先完成数据库的设 计，这是出于数据库在整个m i s 系统- i t 的楚础性地位所决定的。朝1 果数据 库没有经过仔细设计和完善的情况下，就匆忙进入代码设计，此厉列数拼 库的修改经常会造成数据处理程序和用户界而的人面积的修改，其结果则 是欲速则不达，存一些采用快速原型法j 1 ：发的系统q 是有教训的。d a d m 方法强调在系统开发的前期与用户进行充分的交流，但很大程度上是就操 作界面上的交流，以增加软件的可用性。在不完善的数据库的基础卜，关 于用户界面作很多的交流也为时过早，其结果可能反而使的数据库设计受 到界嘶设计的过多约束。 综合考虑以j j i 因素，在实际系统丌发巾采用了网2 4 所示的 发流程， 整个丌发过程分为三个阶段。 构鼍曩晴疆 图2 4 系统实际开发流程 f i g2 4d e v e l o pt h ep r o c e d u r es y s t e m a t i c a l l ya c t u a l l y 一 鼠 一 一 阶 一 一 计 一 |ll馒，t 一 辟 一 一 鼍 一 工土 用电i , i i s 系统开发方案 在系统设计的第一阶段，首先进行数据库的设计。在数据库的设计中， 应当按照生命周期法，完成数据库的详细设计。具体的工作流程则可以参 考o d m 方法，与用户进行充分的讨论，但交流的主题不是典型的输入输 出界面，而是应该主要围绕在系统将要实现的功能上，据此对数据库进行 设计和修改，直到最终的数据库设计能够比较全面地反映用户需求中所要 求的功能。数据库设计完成后，就可以进入快速原型法的工作流程当中， 这时需要进行的是功能实现的细节和用户界面的改进和进化。 第二阶段，首先是功能性原型的设计阶段。根据软件项目的特点和运 行原型的目的不同，原形主要有三种不同的作用类型：探索型、实验型、 进化型。在台安县农电局m i s 系统的开发中选用了进化型原型。这种原型 的特点是将系统建造的易于变化，在改进原型的过程中，逐步将原型进化 成最终系统，这样可以尽可能的利用已经开发出的原型。它将原型方法的 思想扩展到整个软件丌发的过程中，以适应需求的变动。 第三阶段是原型的进化阶段。此阶段有两种不同的进化策略：废弃策 略和追加策略，由于使用了进化型原型，这里也就选用了追加策略，其特 点是：先构造一个功能简单而且质量要求不高的模型系统，作为最终系统 的核一t b ，然后通过不断的扩充和修改，逐步追加新要求，最后发展成为最 终系统。当然，如果发现原来的某些模块不适合系统的进化，也要适当地 采取废弃策略。 三、台安县农电局用电m i s 系统需求分析 按照系统的丌发流程，需要进行用户需求分析，这可以从两方面进行： 1 按照系统的数据流程可分为：数据导入、数据录入、数据处理、数 据输出等几个部分。 2 按照系统需要完成的功能可分为： 台安县农电局信息的网上发布与管理。系统的管理人员对新闻快 递、用电常识、停电通知等进行发布与管理。 1 4 沈i ，n q k 人学 吨i 学位i 仑爻 台安县农l u 局各利，业务的管理功能。包括业务、客户夼潮、报表 统计、统计分析和决策、系统管理等。 为了增加管理软件的易用。盹，决定按照系统需要完成的功能来设计系 统的数据库和软件的各个模块。以卜将按照各个功能模块进jj ：说i ”j 。 ( 一) 业务管理 业务报修：新建报修堆，将其送别抢修巾位，j f 通过用户的表卜 号来锁定停电范围 可以石f j 定足事故停1 t l 还足l l i 常停电。 , i k 务报装：通过选择新装、增容、分户、i 二户等来选择报装类型。 新建报装币，通过心、的表p 号术确定川一足t i 欠赞。 电赀查询：选择个人或企、l k ，通过表胥弓束金询j h 户的 u 费使j j 情况。 久费催缴：系统把欠赞的t l ，1 列求，i l ：f u 费催缴人员通过用户 的详细情况向用户催缴电费。 投诉建议处理：川厂r 划桀b 业务、容服人员的一l 作不满意或x q , i k 务提 “j i j 好的建议，并把这些投诉建议形成报表。 举报管理：用户刈窃l 乜、违荸i j f l l 情况的举报，爿i u 这j 举报形 成报表。 ( 二) 客户咨询 客户信息奄询：可以查咖每个川户的洋细信息，例如：联系电 话、家庭住址等。 电力法规咨 f j ：j j 以查询。ir # 人比l 利il l 力法的器项详细肌则。 ( 三) 报表统计 划、i k 务报修、业务报装、电费有! 询、电费催缴、举报管理进行统计， 并可以打印各个时间段的统计报表。 ( 四) 信息发布 用电m i s 系统开发方案 停电通知：向w e b 信息网上发布停电的开始时问、结束时间及停 电原因。 m i $ 站点：台安县农电局的客户服务网站。通过w e b 信息网让用 户能快捷、方便得到相关的服务，并了解电业局的相关信息。 文档发布：实现整篇的文档发布，减少系统管理员的工作量，提 高工作效率。 ( 五) 统计分析和决策 统计分析：统计各项业务，例如业务报修、业务报装。设置统计 时段，通过图表来对比分析各项业务的情况，供各部门的领导使用。 电量预测：通过灰色预测理论来预测大用户未来的年、月的用电 量。给上级领导提供决策支持。 ( 六) 系统管理 字典管理：维护系统人员的用户名和密码，农电局相关信息的录 入，大客户的用电量录入。 权限管理：给台安县农电局的各级领导、系统操作人员、分配使 用各个子模块的权限。 数据备份：对数据库进行及时的备份，以便当系统发生故障时， 能够将系统恢复到发生故障之前的状态。 查看运行日志：主要对系统的一些主要操作作记录，系统自动作 操作日志，这些操作主要包括：数据输入、数据输出、数据存储、数据变 动的操作。 ( 七) 工具 包括日期、计算器、记事本、检测网络。可以查看系统日期，用记事 木可以简单记录一些事，并可以设置网络段来检测网络的链接情况。 沈阳农业大学硕士学位论文 用电m i s 系统数据库设计 、数据库管理系统 ( 一) 数据库管理系统的选择 m i c r o s o f ts q ls e r v e r 是个高性能的关系型数据库管理系统，对于使 用w i n d o w s 平台的部门来说，它是最受欢迎的企业级数据库。台安县农电 局局域网中使用的客户机和服务器均为w i n d o w s 系列的平台，因此在系统 的丌发中，选用了s q ls e r v e r2 0 0 0 作为数据库管理系统。s q ls e r v e r2 0 0 0 数据库管理系统具有以下特点： 1 完全的c s 体系结构。如前所述，这种结构可以有效地减少网络上 的信息流量，提高网络的使用效率。 2 隐含的并发控制能力。s q l s e r v e r 利用隐含的动态锁功能防止用户 在查询和更新并发操作时发生冲突。 3 编程接口工具。s q ls e r v e r 提供了t r a n s a c t _ s q l ，d b _ l i b r a r yf o rc 等专用开发工具，t r a n s a c t _ s q l 与工业标准s q l 语言兼容并加以扩展， 使它更适合事务处理方面的需要。他还支持o d b c 规范，可以使用o d b c 访问s q ls e r v e r 数据库。 4 多线程体系结构。s q ls e r v e r 支持多线程操作，在多用户并发访问 时，系统能够在产生较小额外负担的情况下进行并行处理，从而减少内存 需求，提高系统吞吐量。在用户数量增加时，s q ls e r v e r 运行速度也不会 变得很慢。 s q ls e r v e r 是m i c r o s o r 服务器套件b a c k o f f i c e 成员之一，它与其他 服务器软件( w i n d o w sn t 、i i s 等) 有机结合，充分利用他们所提供的服务 和功能( 如安全管理、事件日志、性能监视器、内存管理和异步i o 等) ， 从而增强了s q ls e r v e r 数据库系统的功能，同时占用较少的系统资源。s q l s e r v e r 中常用的几个数据库对象有：设备、数据库、表、视图、索引、 用l 乜m i s 系统数据库设计 存储过程等。 ( 二) 数据规范化与数据的完整性 数据组织的规范化理沦是关系数据库的创始人之一e e c o d d 首先提 出的，并在随后一系列的论文中逐步形成一整套数据规范化模式，这些模 式已经成为建立关系数据库的基本范式。在关系数据模型设计中，为了避 免由依赖引起的数据冗余和更新异常问题，需要进行关系数据模式的合理 分解，将低级范式的关系模式转换为若j i 个商一级范式的关系模式的集 合，这利，过程就叫规范化。各种范式之间的关系足： 5 n f c 4 n f c b c n f c3 n f c2 n f cl n f 规范化从一个侧面提供了改善关系模式的理论和方法，是衡量个关 系模式的标准之一，但不是唯一的标准。数据库设计者的任务是在定的 制约条件下，寻求较好的满足用户需求的关系模式。规范化的程度不是越 高越好，这取决于应用。规范化的程度越高，数据的冗余和更新异常相对 减小，但山于需要进行连接运算，查询时所花的时间也就越多。因此，规 范化应根据具体情况权衡利弊，适可而止。一般只用前三种，对于常用系 统就足够了。 第一范式( f i r s t n o r m a lf o r m ，简称1 s t n f ) 就是指在同一表中没有重复 的数据项出现，如果有则应将重复项去掉。一般按规范化建立的表都满足 l s t n f 。 第二范式( s e c o n dn o r m a lf o r m ，简称2 n dn f ) 指表中所有非主键的数 据元素都完全依赖于主键，而不是依赖于主键的一部分，即该数据元素唯 一地被整个主键所标识。化为该范式的规则是去掉不完全依赖于主键的字 段。它处理的是部分依赖关系。该规则只用于己经是第一范式的表，主要 是处理有复合主键的表。 第三范式( t h i r dn o r m a lf o r m 简称3 r dn f ) 就是指表i f l 的所有非主键 的数据元素不但要能够唯一被主键所标识，而且它们之间还必须相互独 沈5 1 农业大学硕士学位论史 立，不存在对主键的其它传递依赖关系。也就是说对于个满足t 2 n dn f 的数据结构来说，必须消除表中某些数据元素对于其它非主键数据元素的 依赖。 对关系数据模式进行规范化以后、保证数据的完整性是非常重要的。 数据完整性是指数据的j 下确性和一致性。在用i n s e r t 、d e l e t e 、u p d a t e 等语句修改数据序内容时，数据的完整性可能会遭到破坏，例如：无效的 数据被添加到数据库巾、对数据库的修改不一致等等。在关系型数据库中， 主要有以下3 类数据完整性： 1 实体完整性：实体完整性把表中的每行看作一个实体，表中的主键 在所有记录上必须取值唯一，和其他甚录上的值不同。 2 参照完整性：参照完整性维持被参照表和参照表之问的数据一致 性，它涉及两个或两个以上表的数据的一致性维护。外键值将予表中包含 此外键值的记录和父表巾包含的相匹配主键值的记录关联起来。 3 域完整性：域完整性要求表中指定列的数据具有i f 确的数据类型、 格式和有效的数据范围。域完整性是对业务管理或是对数据库数据的限 制，他们反映业务的规则。 在s q ls e r v e r 巾，数据完整性是通过建立和使用约束( c o n s t r a i n t ) 来实 现的。约束：是s q l s e r v e r 强制实行的应用规则。它能够限制用户存放到表 中的数据的格式和可能值。s q ls e r v e r 的约束主要有以下几种： 1 缺省值( d e f a u l ，t ) 约束：使用缺省值约束时，如果用户在插入数据 操作时没有显式为列提供数据，系统将缺省值赋给该列。缺省值约束所提 供的缺省值可以为常量、函数、系统零进函数、空值( n u l l ) 等。 2 检查( c h e c k ) 约束：检查约束限制输入到一列或多列中的可能值， 保i f 数据的域完整性。 3 主键( p r i m a r yk e y ) 约束：主键约束可以应用于一列或多列，能保 证指定列的实体竞栏性，应用p r i m a r yk e y 约束列必须定义为n o t n u l l 。应用丁多列时，它被定义为表级主键约束。 9 用电m i s 系统数据库设 4 唯一( u n i q u e ) 约束：唯一约束可以保证一列或多列的实体完整性。 实施u n i q u e 约束的列，不允许任意两行具有相同的索引值。与主键约束刁i 同，s q ls e r v e r 允许在一个数掘表上建立多个u n i q u e 约束。 ( 三) 事务处理 事务( i r a n s a c t i o n ) 是并发控制的基本单位。所谓事务足个操作序列， 这些操作要么都执行，要么都不执行，是一个具有原则性的工作单位。事 务是数据库维护数据一致性的单位，在每个事务结束时，都能保持数据一 致性。 在s q ls e r v e r q 4 ，对事务的管理包含三个方面： 1 事务控制语句 它使程序员能指明把一系列操作( t r a n s a c ts q l 命令) 作为一个工作单 位来处理。事务控制语句包括： b e g i nt r a n s a c t i o n ：表示一个用户定义的事务的开始。 c o m m i tt r a n s a c t i o n ：提交事务，保证数据的修改成功地写 入数据库。 r o l l b a c k t r a n s a c t i o n ：会滚一个事物到前一个保存点。 s a v et r a n s a c t i o n ：在事务内建立一个存储点标记。 2 锁机制( l o c k in g ) 封锁正被一个事务修改的数据，防止其他用户访问到“不致”的数 掘，在多个用户并发访问数据库时，确保不互相干扰。可锁定的单位是： 行、页、表、盘区和数据库。s q ls e r v e r 支持三种基本的封锁类型： 共享( s ) 锁：用于读操作。多个事务可封锁一个共享单位的数据， 任何事务都不能修改加s 锁的数据，加s 锁的数据被读取完毕。锁立即被释 放。 排它( x ) 锁：用于写操作。仅允许一个事务封锁共享数据，直到事 务结束才能被释放其他任何事务必须等到x 锁被释放才能对该数据进行 沈阳农业大学硕士学位论文 访问。 更新( u ) 锁：用来预定施t n x 锁，它允许其他事务读，但不允许再施 加u 锁或x 锁。当被读取数据将要被更新时，则升级为x 锁。u 锁一直到事 务结束时刁4 能被释放。 3 事务日志( t r a n s a c t i o nl o g ) 。使事务具有可恢复性 锁机制的引入能解决并发用户访问数据的一致性问题，但会由此引起 进程问的死锁问题。引起死锁的原阏可能是两个进程已各自锁住一个页， 但义要求访问被对方锁住的页。更常见的情况是，一个事务独l 吁了其他事 务乖在申请资源，且若干个这样的事务形成的一个等待圈。为了避免事务 中出现这样的死锁，应注意以下几点： 在所有的事务中都按同一顺序来访问各个表。尽可能利用存储过 程来完成一个事务，以保证对各表的访问次序都是一致的。 事物应浚尽量小且应尽快提交。 避免人工输入操作出现在事务巾或是同时对该表施) j l l h o l d l o e k 避免并发地执行许多向i n s e r - 1 1 、u p d a t e 、d e l e t e 这类数据修 改语句。 二、台安县农电局用电m i s 系统数据库设计 ( 一) 数据库需求分析 数据库在一个信息管理系统中占有非常重要的地位，数据库结构设汁 的好坏将直接对应用系统的效率以及实现的效果产生影响。合理的数据库 结构设计可以提高数据存储的效率，保证数据的完整和一致。同时，合理 的数据库结构也将有利于程序的实现。设计数据库系统应该首先充分了解 用户各个方面的需求，包括现有的以及将来可能增加的需求。用户的需求 具体体现在各种信息的提供、保存、更新和查询，这要求数据库结构能充 分满足各种信息的输出和输入。收集基本数据、数据结构以及数据处理流 umj 、系统数据”泄 剃，组成一份详细的数抛字匙，为属l f l i f r , j 缺体设汁打i 、蛙础。 针对台安县农电局管i 咀的需求，通过对白! 奠县农电局管理、【k 务和体系 结构的分析，发计蜉卜面所示的数掘项和数据结构： _ k 务报修：包括的数抓项自编号、席位号、氽、i p 名称、川户名称、操 作员、客户报告情况、地址、抢修单位、电话、受理人、添单刚蜘、抢修 时间、现场故障处珲情况、到达时问、圻铎“、嗣访期、州访入、修 复人。 、j p 务搬漱：以新装、增窬为例，包 j 0 数j ：i i 坝仃编吼磐f ：粥、川f u 地 址、联系人、电话、报装f l 期、用电性质、预计煳电卜 期。 电费查附：编号、姓名、用广号、j ：j 表数、本j 表数、现行电价、 所用电字、电赞余额。 欠费催缴：编号、姓名、j 玎广、l ：jj 表数、本，j 表数、所川f 乜宁、 电费余额。 投诉建议受理：编号、用户名、川户地址、联系i u 话、投诉和建议的 内容、投诉和建 义的h 期。 举报管理：编号、用厂1 名、电话、联系地址、，拳报内容、举报f 1 则、 席位弓、操作癸。 其他的表的数扪结构平j 二述的结构牛h 似，这单就不在重复了。有了卜 述的数据项和数据结构，就可以进行f i f l l 的数据库设计。 ( 二) 数据库概念结构设计 得到了i ：面的数槲项和数据结构后，就可以设计能够满足俞安县农 电局管理需求的各种实体，这螳实体包含各种其体信息，通过干h 之间的 作用形成数据的流动。夺系统设计规划出的部分实体有：业务报修实体、 业务报装实体、电费杏询戈体、欠费催缴实休、投诉建泌受珲实体、举报 管弹文体。各个实体的具体的拙述卜r 图如f ： 沈阿f 农业凡学坝 ：学位论支 图3 1 为业务报修实体的e r 图。 幽3 1 业务报修实体幽 f i g3 1r e p o ne n t i t y sp i c t u r ef o rr e p a i r m e n ti nb u s i n e s s 图3 2 为业务报装实俅的e r 图。 图3 2 业务报装实体1 4 l f i g3 2t h eb u s i n e s sa p p l i e st oi n s t a l le n t i t y sp i c t u r e 图3 3 为电费查询实体的e r 图。 幽3 3 电费查询实体幽 f i g3 3e n t i t y sp i c t u r eo f e l e c t r i cr a t ei n q u i r y 用i 乜m i s 系统数据库砹汁 图3 4 为欠费催缴实体的e r 图。 幽：j 4 欠费催缴实体图 f ig3 ，4o w et h ef e et op r e s sf o rp a y m