（电路与系统专业论文）无线公话监控系统设计与应用.pdf

摘要 论文题目：无线公话监控系统设计与应用 学科：电路与系统 研究生：张国宁 导师：千林教授 签名：j 廖1 现气vt 签名：名匕一 摘要 无线公话是移动通信运营商利用其g s m 或c d m a 移动通信网络的资源，采用无线 接入的方式，为用户提供的一项市话和长途电话服务，其灵活、方便、可移动、适用范围 广等特点，尤其是其较低的资费标准吸引了大量的用户。然而，低资费同时也产生了很多 问题，它刺激了用户对无线公话进行漫游使用、将机卡分离使用并将租机出售等。对于出 现的这些问题，需要一个有效的管理手段对无线公话用户进行管理，以保证无线公话业务 能够良好发展。 无线公话监控系统是运营商业务支持系统( b s s 系统) 的一个有力补充，能够对无 线公话用户进行监控，及时发现漫游使用、机卡分离、零次户等问题，并对话费贡献、消 费偏好等进行分析，为完善无线公话管理提供依据。 本文以国内某移动通信运营商下属某地分公司无线公话监控系统为实例，在充分理解 该系统的背景及意义的基础上，完整地介绍了系统的设计及实现过程。论文按照系统需求 分析、数据库设计、系统总体结构设计、模块详细设计、系统实现等方而对无线公话监控 系统的丌发过程进行了研究和描述，是数据库理论和软件工程理论的一次成功的应用。在 具体开发过程中，通过对常用数据库应用系统开发方法及系统特点的分析，系统的开发采 用结构化方法和面向对象方法相结合的开发方法；数据库管理系统采用s q l s e r v e r 2 0 0 0 ； 开发模式采用c s 结构；丌发工具使用面向对象的数据库前端开发环境p o w e r b u i l d e r 9 0 。 最后，指出了虽然该系统针对某一特定的运营萄下属分公司而开发，但具有普遍性， 同样可用于该运营商下属的其他分公司。 关键字：无线公话监控；数据库应用系统；c s ：p o w e r b u i l d e r 9 0 西安理工大学硕士学位论文 t i t l e ：d e s i g n i n ga n da p p l i c a t l 0 n m o n l t o r i n gs y s t e m m a j o r ：c i r c u i t sa n ds y s t e m s a u t h o r ：g u o n i n gz h a n g s u p e r v i s o r ：p r o f l i nw a n g o fw i r e l e s sp u b l l cc a l l s i g n a t u r e ： s i g n a t u r e ： a b s t r a c t w i r e l e s sp u b l i cc a l l ( w p c ) i sak i n do fl o c a lc a l la n dl o n gd i s t a n c ec a l ls e r v i c ew h i c hi s s u p p l i e dt ou s e r si nw i r e l e s sa c c e s sw a yb ym o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o no p e r a t o r sw h om a k eu s e o ft h er e s o u r c eo fm o b i l ec o m m u n i c a t i o nn e t w o r ks u c ha sg s mo rc d m a ，a n di t sa g i l i t y , c o n v e n i e n c e ，m o b i l i t y , w i d ea p p l i c a b i l i t y , a n de s p e c i a l l yl o wt a r i f fa t t r a c tal a r g en u m b e ro f u s e r s h o w e v e r , l o wt a r i f f a tt h es a m et i m ea l s oc a u s e sm a n yp r o b l e m s ，f o re x a m p l ei t s t i m u l a t e st h e u s e r st or o a mt ou s e ，s e p a r a t ec a r df r o mt e l e p h o n es e t ，s e l lt e l e p h o n es e ta n ds o o n t h e r e f o r ew en e e da ne f f e c t i v em a n a g e m e n tm e t h o dt om a n a g ew p cu s e r sa n dg u a r a n t e e t h eg o o dd e v e l o p m e n to fw p c w i r e l e s sp u b l i cc a l lm o n i t o r i n gs y s t e m ( w p c m s ) i sap o w e r f u ls u p p l e m e n to fb u s i n e s s s u p p o r t i n gs y s t e m ( b s s ) i tc a l lm o n i t o rw p cu s e r s ，f i n dt h ep r o b l e m so fr o a m i n gt ou s e ， s e p a r a t i n gc a r df r o mt e l e p h o n es e t ，a n dz e r ou s a g eu s e r si nt i m e ，a n da n a l y z eu s e rc o s t ，a n d c o n s u m p t i o np r e f e r e n c ep r o v i d i n gf o u n d a t i o nf o ri m p r o v i n gw p cm a n a g e m e n t t h i sp a p e rt a k e sac e r t a i nw p c m sa sa ne x a m p l e ，a n di n t r o d u c e st h ep r o c e s s e so fs y s t e m d e s i g na n dr e a l i z a t i o ni nd e t a i lo nt h eb a s i so fs u f f i c i e n tu n d e r s t a n d i n go ft h eb a c k g r o u n da n d s i g n i f i c a n c eo ft h es y s t e m t h ep a p e rs t u d i e sa n dd e s c r i b e st h ew h o l ed e v e l o p m e n tp r o c e s so f w p c m si nt e r m so fw p c m s r e q u i r e m e n t sa n a l y s i s ，d a t a b a s ed e s i g n i n g ，w p c m ss t r u c t u r a l d e s i g n i n g ，m o d u l ed e s i g n i n gi nd e t a i l ，w p c m si m p l e m e n t a t i o n a n ds o o n ，w h i c hi s a s u c c e s s f u la p p l i c a t i o no fr e l a t i o n sd a t a b a s et h e o r ya n ds o f t w a r ee n g i n e e r i n gt h e o r y i nt h e c o n c r e t ed e v e l o p m e n t c o u r s e ，b ya n a l y z i n g t h e d e v e l o p m e n t m e t h o d sa n ds y s t e m c h a r a c t e r i s t i c so fc o m m o nd a t a b a s ea p p l i c a t i o ns y s t e m s ，w ea d o p tad e v e l o p m e n tm e t h o d i n c o r p o r a t i n gs t r u c t u r e dm e t h o da n do b j e c t - o r i e n t e dm e t h o df o rs y s t e md e v e l o p m e n t ，s q l s e r v e r 2 0 0 0a sd a t a b a s em a n a g e m e n ts y s t e m ，c sm o d e l ，a n do b j e c t o r i e n t e dd e v e l o p m e n t e n v i r o n m e n tp o w e r b u i l d e r 9 0a sd e v e l o p m e n tt 0 0 1 a tt h ee n do ft h ep a p e r , w ep o i n to u tt h a ta l t h o u g ht h es y s t e mi sd e v e l o p e df o rac e r t a i n b r a n c hc o m p a n yo ft h ec e r t a i nm o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o no p e r a t o r s ，i t su n i v e r s a l i t ym a k e si t a p p l i c a b l ef o ro t h e rb r a n c hc o m p a n i e s ， k e yw o r d s ：w i r e l e s s p u b l i cc a l l m o n i t o r i n g ；d a t a b a s ea p p l i c a t i o ns y s t e m ：c s ； p o w e r b l l i l d e r 9 0 1 1 独创性声明 秉承祖国优良道德传统和学校的严谨学风郑重申明：本人所呈交的学位论文是我个 人在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人的研究成果。与我一同工作的同志对本文所论述的工作和成 果的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并已致谢。 本论文及其相关资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任 论文作者签名： 徊立卅 学位论文使用授权声明 ，月豺日 本人i 巫塾! l 在导师的指导下创作完成毕业论文。本人已通过论文的答辩，并 v 7 已经在话安理工大学申请博士硬士学位。本人作为学位论文著作权拥有者，同意授权 西安理工大学拥有学位论文的部分使用权，即：1 ) 已获学位的研究生按学校规定提交 印刷版和电子版学位论文，学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存研究生上交的 学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编人有关数据库进行检索；2 ) 为教学和 科研目的，学校可以将公开的学位论文或解密后的学位沦文作为资料在图书馆、资料室 等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。 本人学位论文全部或部分内容的公布( 包括刊登) 授权西安理工大学研究生部办 理。 ( 保密的学位论文在解密后，适用本授权说明) 论文作者签名：汹导师签名：垃一沙7 年7 月习铂 l 绪论 1 绪论 1 1 课题背景 无线公用电话，简称无线公话，是移动通信运营商利用g s m 和c d m a 移动通信网 络的资源采用无线接入的方式为用户提供的一项市话和长途电话服务，具有远距离的无线 接入、灵活、方便、可移动、适用范围广等特点，是移动业务的一个强有力的补充。无线 公话可在有线线路未到达场所、通信量大地带等环境中为用户提供服务。依靠其极具竞争 力的资费标准在公用电话市场中占据了一席之地。 国内某移动通信运营商下属某地分公司在开展该地区无线公话业务的过程中，采用向 用户租用无线公用电话机的方式来吸引用户。经过一段时期的调查，该公司发现很多无线 公话用户在使用过程中不遵守公司和用户之间关于无线公话使用的一些规定，存在着以下 几个问题： - 用户随意漫游使用，违反了无线公话不能漫游的规定； 用户将无线公话机的机、卡分离使用，不少用户甚至将终端低价出售： - 通话很少，成为“零次户”，占用网络资源，却没有产生应有的效益； 欠费用户太多。 经过分析，以上问题的出现是因为无线公话服务的资费较低所引起的。在公司与用户 之间关于无线公话使用的规定，如不能漫游使用、不能机卡分离使用等都是通过用户所签 订的服务协议来对用户进行约束，然而这样的约束手段很难发挥作用，缺乏可靠性。此外， 该公司对无线公话用户的管理采用的是和普通的手机用户相同的管理方式和管理系统，原 有的管理系统不能很好的区分无线公话用户，不能及时发现无线公话用户中的“违规”用 户，即漫游用户、机卡分离用户、零次户及欠费用户等，因此也就不能很好的解决以上问 题。特别是当无线公话用户的业务量发展到一定规模后，如果不对无线公话用户随意漫游、 将机卡分离使用等行为进行控制，则会极大的影响无线公话市场，甚至是移动业务市场的 秩序，从而损害该公司的利益。 为了有效的解决无线公话业务开展中存在的问题，及时发现不遵守用户协议的无线公 话用户，保证无线公话业务的正常运转，该公司提出了建设以监控无线公话用户为目的的 新系统的需求，并将新系统命名为无线公话监控系统。 1 2 无线公话监控系统与业务支持系统 电信运营支撑系统叫2 1 ( o s s ，o p e r a t es u p p o r t i n gs y s t e m ) 作为快速开通业务、及时保 障业务、优化管理网络资源的重要手段，是电信网络运营管理不可分割的一部分。合理使 用o s s 技术，建设功能完善、互通灵活、充分共享信息的运营支撑系统，是我国每个电 信运营商目前极为关注并重点发展的运营管理战略之一。随着我国电信业的发展和运营机 西安理工大学硕士学位论文 制的转变，国内各大运营商各自的o s s 的发展从单纯地面向网络设备的管理，逐步转向 面向业务和客户的综合性运营管理。在其发展的每一个阶段，其体系架构和具体的子系统 构成会因为业务范围、业务规模等原因而呈现不同的局面。 一般而言，运营支撑系统包括两部分的内容：一部分是业务支持系统( b s s ，b u s i n e s s s u p p o a i n gs y s t e m ) ；另一部分是狭义的o s s 系统，指电信网络电信设备的运行维护的支 撑系统。b s s 系统主要实现对电信业务、电信资费、电信营销的管理，以及对客户的管 理和服务的过程，它所包含的主要系统有客服系统、计费系统、结算系统、经营分析系统 等。狭义的o s s 系统主要实现对电信网络和电信资源的管理，主要的应用系统包括交换 网管系统、传输网管系统、数据网管系统、移动网管系统、资源管理系统等1 1 j 1 2 】。 无线公话监控系统针对无线公话业务而开发，处理的是用户业务，因此它是对现有的 b s s 系统的一个有力补充。本文所讨论的无线公话监控系统针对国内某运营商而建设， 因此，我们有必要了解该运营商的电信运营支撑系统。目前，该运营商的o s s 系统已完 成省集中，形成了总部和省分两级组织结构。各省级分公司建设的是数据集中、业务综合 的o s s 系统，由b s s 、e r p ( e r p , e n t e r p r i s e r e s o u r c e p l a n n i n g ) 及m s s ( m s s ，m a n a g e m e n t s u p p o r t i n gs y s t e m ) 三个相关系统构成【3 】，如图1 - 1 所示。 客户接触层 客户服务层 服务支撑层 网元层 图1 - 1 国内某运营商电信运营支撑系统构架 f i g t - 1t h es t r u c t u r eo f o s s 从图中可以看出，b s s 系统以综合营业、综合账务系统为核心，提供综合业务受理、 业务资源管理、缴费、二次批价、综合账务处理等功能，实现了对多种业务的综合支持。 b s s 系统具体包括综合营业系统、综合账务系统、专业计费系统、综合客服系统、经营 2 l 绪论 分析系统等。对于综合营业和综合账务系统的建设，大多数分公司，是作为同一个系统建 设，即综合营帐系统。除了建设核心的子系统外，各分公司根据自身的实际情况和业务需 求，还建设了许多外围系统，如缴费卡系统、大客户管理系统、代理商管理系统、v m 维 系系统等，为满足分公司个性化的业务需求起到了很大作用。 无线公话监控系统作为b s s 系统的一个外围系统，它建立于b s s 之上，无线公话监 控系统所需要的业务数据均来自于b s s 系统。无线公话监控系统与b s s 系统的关系如图 1 2 所示。 省中心 地市 图1 - 2 无线公话监控系统与b s s 系统关系图 f i g 1 - 2r e l a t i o n a lg r a p ho f w i r e l e s sp u b l i cc a l lm o n i t o rs y s t e ma n db s s 计费系统是整个b s s 系统最核心、最基本的系统，负责生产用户的话费数据，为综 合营帐系统提供一次批价1 4 1 后形成的正确的话单数据，综合营帐系统对这些话单数据进行 二次批价、账务处理等操作形成账务数据，再提供给无线公话监控系统。由于业务数掘被 集中统一管理，各地市及以下级别的分公司在业务处理过程中则通过网络来请求远程业务 数据，因此，在无线公话监控系统的运行过程中，系统需要通过综合营帐系统提供的数据 库接口来获取数据。 1 3 目标及意义 无线公话监控系统开发的目的是根据无线公话用户的话费情况对无线公话用户的漫 游行为、机卡分离行为、零消费行为、欠费行为等进行监控，并对通话情况、话费贡献、 消费偏好等进行分析，为运营商及时提供具有上述行为的用户清单及详细的资料信息，完 善无线公话管理，进而保证运营商业务的良好发展。 1 4 论文主要内容 本文以国内某移动运营商下属某地分公司无线公话监控系统为实例，在充分理解该系 统的背景及意义的基础上，完整的介绍了系统的设计及实现过程。 无线公话监控系统是一个数据库应用系统，涉及到了关系数掘库和软件工程等理论。 3 西安理工大学硕士学位论文 本文在规范的数据库设计方法和应用软件设计方法的指导下，寻求实际问题的解决方案， 并在用户所提出的应用软件开发原则，如规范性、易用性、先进性、安全可靠性、模块化 等基础上，实现该系统。 本论文在软件工程理论、数据库理论提出的关于软件开发流程和数据库设计方法的基 础上，结合数据库应用系统开发的特点以及实际的开发经验，按照需求分析、数据库设计、 系统结构设计、系统实现这几个步骤完成了无线公话监控系统的具体开发。 本文一共分成6 章，内容安排如下。 第1 章为绪论，阐述了论文的背景、目标及意义。 第2 章介绍了无线公话监控系统开发所采用的技术方案和方法。 第3 章介绍了远程数据复制与提高查询速度的若干关键技术，详细说明了系统所采用 的远程数据复制方法和提高数据库查询速度的技巧。 第4 章主要从需求分析、数据库设计、系统结构和主要模块的详细设计等方面阐述了 无线公话监控系统的系统设计方案。 第5 章在系统设计方案的基础之上，对实现系统的具体过程进行了说明和描述。 第6 章是对全文进行了总结。 4 2 系统技术方案 2 系统技术方案 2 1 系统开发方法 2 1 1 数据库应用系统常用开发方法介绍 为了保证无线公话监控系统的开发质量、降低开发成本、保证工期以及提高开发的成 功率，必须采用正确的开发策略和科学的开发方法。开发数据库应用系统的方法很多，目 前主要有结构化生命周期法、原型法、面向对象等几种【5 】【6 】f 7 】1 8 1 。 ( 1 ) 结构化生命周期法 结构化开发方法( s t r u c t u r e ds y s t e ma n a l y s i sa n dd e s i g n ，s s a & d ) 也叫结构化生命周期 法，是系统工程思想在数据库应用系统开发领域的成功运用。它形成于2 0 世纪7 0 年代， 被认为是系统开发方法摆脱传统、实现新突破的标志。在2 0 世纪7 0 年代以前，数据库应 用系统开发还缺乏一套行之有效的科学方法，编程前还没有一个明确的系统分析、系统设 计、系统实现的规范式流程，系统丌发总体上处于以手工为主、凭经验、比较随意的开发 状态。结构化丌发方法的基本思想是：在分析与设计阶段是自顶向下、逐层分解，把分析 与设计看作是按一定的逻辑联系逐层分解的求解过程，从而能有效地将一个复杂的、难以 描述和处理的抽象系统逐步分解成若干层次的子系统，直到能被有效定义和处理的具体模 块；在系统实现阶段，则是自底向上，通过模块链接形成完整的系统；它强调开发过程的 整体性与全局观，根据逻辑联系严格地按照系统分析、系统设计、系统实现等流程去开发。 在使用结构化歼发方法时，一般将整个开发过程划分为5 个依次连续的阶段：系统规 划阶段、系统分析阶段、系统设计阶段、系统实施阶段和系统运行阶段，这5 个阶段共同 构成了系统开发的生命周期。 在系统规划准备阶段，当现行系统或当前的工作方式不能适应新形势发展和工作要求 时，组织管理部门将提出新的系统研制要求，对新系统的目标、功能等方面进行研究和讨 论。这些讨论要力求完整、明确，以作为整个开发工作的出发点。在系统分析阶段，开发 人员经过调查研究，全面分析系统的目标、界限、组织分工、业务流程、资源情况、约束 条件及薄弱环节等，然后使用一系列图表工具对系统进行目标分析、需求分析和功能分析， 划分子系统和功能模块，同时与用户协调商讨，提出初步的新系统目标，在此基础上构造 出新系统的逻辑模型。系统设计阶段是新系统的物理设计阶段，是根据新系统的逻辑模型 来进行物理模型设计，解决系统“怎么做”的问题。这一阶段主要包括物理系统的总体结构 设计、计算机系统设计、数据通信网络设计、数据库设计、模块设计、代码设计、输入 输出设计以及人机对话设计等主要内容。系统实施阶段主要是把系统设计阶段的工作付诸 实现，进行程序的编制和调试、人员培训、系统调试与转换等工作。程序设计的依据是系 统分析和系统设计阶段产生的过程结构图、系统流程图、处理流程图以程序说明书等相关 西安理工大学硕士学位论文 内容。在系统运行管理及评价阶段，由于管理信息系统的运行要受系统内外环境、人为因 素和机器因素的影响，这就要求系统能适应这些变化，并不断修改完善，进行必要的系统 维护，确保系统正常运行。当系统运行后，应对系统的性能进行全面估计、检查、测试、 分析和评估，以确定系统目标的实现程度，同时对系统建成产生的效益进行全面评估。 ( 2 ) 原型化方法 原型法( p r o t o t y p i n ga p p r o a c h ，p a ) 产生于2 0 世纪8 0 年代，它是在关系数据库系统、 第四代程序设计语言和各种辅助系统开发工具产生的基础上提出的一种全新的设计思想 和开发路线。 原型化方法不注重对系统全面、系统的详细调查和分析，而是本着开发人员对用户需 求的理解，先快速实现一个原型系统，然后通过反复修改来实现系统的设计目标。其基本 思想是用最经济的方法，在迅速了解用户基本需求的基础上，尽快设计出一个可以实际运 行的系统原型。所谓原型，是指一个用于实验的、结构简单但已具备系统的基本功能的应 用软件。系统设计人员不是在间接地完善概念性的系统，而是与用户合作，直接在运行中 不断修改一个尚不够成熟的系统原型，通过反复试验、评价与修改，最终开发出符合用户 要求的系统。 原型法的基本工作流程可描述为以下几步： - 用户提出开发要求和系统的初步需求。 - 系统开发人员识别用户需求，利用工具构造一个系统原型。 - 双方一起进行测试和评价，确定下一步处理方式：如果根本不可用，抛弃原型，返 回到上一步，重新构造：如果满意，则对该原型进行分析和整理，并根据新的要求 修改。 - 反复对修改后的原型进行测试和评价，直至符合用户的要求，即构成最终系统。 ( 3 ) 面向对象方法 面向对象的系统分析方法( o b j e c to r i e n t e d ，o o ) 是从2 0 世纪8 0 年代各种面向对象的 程序设计方法中逐步发展而来的，是建立在对象、类、封装、继承、多态性等概念基础上 的系统开发方法。面向对象方法的基本思想是基于所研究的问题，对问题空间进行自然分 割，识别其中的对象及其相互关系，建立问题空间的信息模型，在此基础上进行系统设计， 用对应对象和关系的软件模块来构造系统，其目的是提高软件系统的可重用性、可扩充性 和可维护性，使软件系统向通用性方向发展，逐步使软件系统的生产能像硬件组装那样， 由“软件集成块”来构筑。 面向对象方法的开发过程包括定义问题、识别对象、详细设计问题和程序实现4 个步 骤。由于面向对象的方法更接近于现实世界，所以能很好地限制由于不同的人对于系统的 不同理解所造成的偏差。面向对象方法的应用解决了传统结构化开发方法中客观世界描述 工具与软件结构的不一致问题，缩短了开发周期，解决了从分析和设计到软件模块结构之 间多次转换映射的繁杂过程。 6 2 系统技术方案 2 1 2 本系统所采用的分析方法 本系统需要在一定的时间内快速的按质按量的完成，所以，最好能够选用开发周期相 对较短、技术相对成熟的分析方法来完本系统的分析。 在使用面向对象的分析时，我们强调的是针对问题域中的事物设立分析中的对象，用 对象的属性和行为分别描述事物的静态和动态的特征；强调属性和行为与被涉及的事物一 致：用类描述具有相同属性和行为的对象群；用对象的分类和组装描述事物的结构特征； 用消息连接、实例连接表示事物之间动态和静态的联系。这样的优点是，无论对问题域中 的单个事物还是它们之白j 的联系，在分析的过程中都能保持它们的原貌。因此，面向对象 的分析模型能够很好地映射问题域。同时面向对象的设计建立在面向对象分析模型的基础 上，仅在局部进行调整、修改，不存在表示方法上的本质变化，因此设计结果仍然是问题 域的很好的反映。但是，面向对象方法需要功能强大的软件支持环境才可以应用，开发人 员需要一段时间来熟悉这些支持软件的使用，另外，由于开发面向对象的方法还需要开发 人员对面向对象的方法有较深的认识和理解，这些都需要一段较长的时间。另外，更重要 的是在大型的数据库应用系统开发中如果不经过自顶向下的整体划分，而是一开始就自底 向上地采用面向对象力一法开发系统，很难得出系统的全貌，就会造成系统结构不合理、 各部分关系失调等问题。 而结构化分析方法把由抽象到具体的思维方法创新性地引入到系统开发方法中，其分 析与设计阶段求解式的开发过程就是对这种思维方法进行的具体演绎。结构化方法的逻辑 性是严谨和完美的。另外，原型法开发周期短，使用灵活，对于中小型管理体制和组织结 构不稳定、有一定变化的系统比较适合，并且由于原型需要快速形成和不断修改演进，因 此，系统的适应性更强、易于修改。 因此在无线公话监控系统的开发过程中，采用了结构化开发方法和面向对象的方法相 结合的开发方法来实现。在系统的设计阶段，采用结构化开发思想，自顶向下，从总体到 部分，合理划分无线公话监控系统的管理和组织结构，建立新系统的逻辑模型，然后在此 基础上再进行无线公话监控系统数据库的设计和功能模块的设计，在对功能模块进行设计 时，利用结构化设计方法，把无线公话监控系统分解为远程数据复制和处理、系统设置、 用户管理、漫游用户监控、机卡分离用户监控、零次户监控、欠费用户监控、话费分析与 查询、统计分析等功能明确、具有一定独立性的模块，从而把复杂的系统进行细化。 在系统的功能实现的过程中( 编码实现阶段) ，采用目前流行的面向对象的开发平台， 以保证整个系统能够快速的完成。 西安理工大学硕士学位论文 2 2 数据库的选择 2 2 ，1 数据库管理系统介绍 数据库管理系统( d b m s ) 是数据库系统的核心，是为数据库的建立、使用和维护而 配置的软件。它建立在操作系统的基础上，是位于操作系统与用户之间的数据管理软件， 负责对数据库进行统一的管理和控制。用户发出的或应用程序中的各种操作数据库中数据 的命令，都要通过数据库管理系统来执行。数据库管理系统还承担着数据库的维护工作， 能够按照数据库管理员所规定的要求，保证数据库的安全性和完整性【1 ”。 数据库技术从6 0 年代中期产生，经历了网状、层次和关系型数据库，逐渐走向成熟。 关系数据库是目前各类数据库中最重要、最流行的数据库，它应用数学方法来处理数据库 数据，是目前使用最广泛的数据库系统。至于当前发展出的并行数据库、分布式数据库、 多媒体数据库、数据仓库等，都是以关系型数据库为基础，将关系型数据库在某些特定方 向上进行功能上的拓展而成的，严格意义上讲他们还是属于关系型数据库的范畴。2 0 世 纪7 0 年代以后开发的数据库管理系统产品几乎都是基于关系的。在数据库发展的历史上， 最重要的成就就是关系模型。关系数据库系统与非关系数据库系统的区别是：关系系统只 有“表”这一种数据结构；而非关系数据库系统还有其他数据结构，对这些数据结构有其 他的操作。当前流行的几大商用关系型数据库1 1 4 j 包括：i b m 公司的d b 2 、s y b a s e 公司的 s y b a s e 、甲骨文公司的o r a c l e 、微软的s q l s e r v e r 。 2 2 2s o l s e r v e r 2 0 0 0 数据库管理系统 本系统采用m i c r o s o f ts q l s e r v e r2 0 0 0 数据库管理系统。s q l s e r v e r 功能强大，操作 方便，日益为广大数据库用户所喜爱。s o l s e r v e r 2 0 0 0 全面扩充了s q l s e r v e r 7 0 的性能、 可靠性和及易用，使它成为个杰出的数据库平台，可用于大型联机事务处理、数据仓库 以及电子商务等。s o l s e r v e r 2 0 0 0 与w i n d o w sn t 2 0 0 0 及w i n d o w s9 x 等操作系统紧密集 成，能够充分利用操作系统所提供的特性，为用户提供一个良好的数据管理平台，具有以 下特点【1 5 】： ( 1 ) 真正的客户机，服务器体系结构： ( 2 ) 图形化用户界而，使系统管理更加直观简单； ( 3 ) 丰富的编程接口工具，为用户进行程序设计提供了更大的选择余地； ( 4 ) 与w i n d o w s2 0 0 0 有机集成，多线程体系结构设计，提高了系统对用户并发访问 的相应速度； ( 5 ) 与i n t e r n e t ，i n t r a n e t 和电子商务紧密结合。 8 2 系统技术方案 2 3 开发模式的选择 2 2 1c s 和b s 结构 软件系统不论何种运行模式都要在管理软件的平台结构上发挥作用。管理软件技术的 主流平台体系结构与管理思想一样，经历了三个发展时期。首先，界面技术从上世纪d o s 字符界面到图形界面( 或g u i ) ，直至b r o w s e r 浏览器界面三个不同的发展时期。其次， 今天所有电脑的浏览器界面，不仅直观和易于使用，更主要的是基于浏览器平台的任何应 用软件其风格都是一样的，对使用者的操作培训较为简单，而且软件可操作性强，易于识 别；再者，平台体系结构也从过去单用户发展到今天的文件朋醍务器( f s ) 体系和领导主 流的客户机朋& 务器( c s ) 体系和浏览器朋务器( b s ) 体系。 ( 1 ) c s 结构 c s ( c i i e n t s e r v e r ) 结构，即客户机和服务器结构。通过c s 可以充分利用两端硬件 环境的优势，将任务合理分配到c l i e n t 端和s e r v e r 端来实现，降低了系统的通讯开销。 目前大多数应用软件系统都是c s 形式的两层结构。由于现在的软件应用系统讵在向分 布式的w e b 应用发展，w e b 和c l i e n t s e r v e r 应用都可以进行同样的业务处理，应用不同 的模块共享逻辑组件，因此，内部的和外部的用户都可以访问新的和现有的应用系统。通 过现有应用系统中的逻辑可以扩展出新的应用系统，这也就是目自 应用系统的发展方向。 传统的c s 体系结构虽然采用的是开放模式，但这只是系统开发一级的开放性，在 特定的应用中无论是c l i e n t 端还是s e r v e r 端都还需要特定的软件支持。由于没能提供用 户真正期望的开放环境，c s 结构的软件需要针对不同的操作系统开发不同版本的软件， 加之产品的更新换代快，已经很难适应百台电脑以上局域网用户同时使用，而且代价高， 效率低。 ( 2 ) b s 结构 b s ( b r o w s e r s e r v e r ) 结构即浏览器和服务器结构。它是随着i n t e r a c t 技术的兴起而 对c s 结构的一种变化或者改进的结构。在这种结构下，用户工作界面通过w w w 浏览 器来实现，极少部分事务逻辑在前端( b r o w s e r ) 实现，主要事务逻辑在服务器端( s e r v e r ) 实现，形成所谓三层3 - t i e r 结构。这样就大大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与 升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本( t c o ) 。以目前的技术看，局域网建立b s 结构的网络应用，并通过i n t e m e t i n t r a n e t 模式下数据库应用，相对易于把握，成本也是较 低的。b s 结构是一次到位开发，能实现不同人员，从不同地点，以不同的接入方式( 比 如i a n 、w a n 、i n t e m e t i n t r a n e t 等) 访问和操作共同的数据库；它能有效地保护数据 平台和管理访问权限：服务器数据库也很安全。目前我公司内网( i n t r a n e t ) 外网( i n t e m e t ) 和“a v i n f o 网络视频监控系统”就是b s 结构管理软件，保卫人员在局域网各工作站通 过w w w 浏览器就能实现工作业务。特别是在j a v a 这样的跨平台语占出现之后，b s 架 构管理软件更为方便、快捷、高效。 9 西安理工大学硕士学位论文 b s 结构主要是利用了不断成熟的w w w 浏览器技术，结合浏览器的多种s c r i p t 语言 ( v b s c r i p t 、j a v a s c r i p t ) 和a c t i v e x 技术，用通用浏览器就实现了原来需要复杂专用软件才 能实现的强大功能，并节约了开发成本，是一种全新的软件系统构造技术，成为当今应用 软件的首选体系结构。在网络拓扑结构上，b s 结构采用星形建立企业内部通信网络或利 用i n t e r n e t 虚拟专网( v p n ) 。前者的特点是安全、快捷、准确；后者则具有节省投资、 跨地域广的优点。 2 2 2c s 结构 比较起来，c s 和b s 都有各自明显的优势和劣势【1 6 l l 切，因而必须针对不同的应用需 求来决定采用哪一种结构。在本系统的开发中，考虑到系统将来运行的网络环境、运行速 度、数据安全、用户数量等原因，采用成熟的两层c 幅结构开发。 按照各自实现功能的不同，两层c s 结构分为两部分，一部分用于处理数据库，称 为服务器部分；另一部分用于处理应用程序、请求服务，称为客户机部分。系统的结构如 图2 1 所示。 j 用户界面l 应用逻辑卜墨兰! ! 二叫数据库服务器i l 。j - 一l - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 一 客户机 服务器墙 图2 - 1 c s 两层结构 f i g 2 - 1c ss t r u c t u r e 与b 熔相比，c s 结构具有以下优势： ( 1 ) 应用服务器运行数据负荷较轻 最简单的c s 体系结构的数据库应用由两部分组成，即客户应用程序和数据库服务 器程序，二者可分别称为i i 台程序与后台程序。运行数据库服务器程序的机器，也称为应 用服务器。一旦服务器程序被启动，就随时等待响应客户程序发来的请求。客户应用程序 运行在用户自己的电脑上，对应于数据库服务器，可称为客户电脑。当需要对数据库中的 数据进行任何操作时，客户程序就自动地寻找服务器程序，并向其发出请求；服务器程序 根据预定的规则做出应答，送回结果，应用服务器运行数据负荷较轻。 ( 2 ) 数据的储存管理功能较为透明 在数据库应用中，数据的储存管理功能，是由服务器程序和客户应用程序分别独立进 行的。对于工作在前台程序上的最终用户是“透明”的，他们无须过问( 通常也无法干涉) 背后的过程，就可以完成自己的一切工作。在客户服务器架构的应用中，前台程序并不是 非常“瘦小”，并没有将麻烦的事情都交给了服务器和网络。在c s 体系下，数据库不 能真正成为公共、专业化的仓库，它受到独立的专门管理。 此外，c s 结构还具有交互性强、响应速度快、数据的安全性和完整性约束可靠性高、) 事务数据处理能力强等特点。 2 系统技术方案 2 4 开发工具的选择 2 4 1 常用开发工具 ( 1 ) v i s u a lb a s i c 是新人开发与系统无关的综合应用程序的首选；容易使用和厂商财力 很强是其仅有的两点优势。v b 开发效率高，代码执行效率一般，但是入门和学习速度快， 有较好的学习氛围和帮助书籍和帮助文档。但是随着微软的n e t 技术的推广，v b 将会逐 渐推出历史舞台。 但) c + + b u i l d e r d e p h i 是唯一一套能够同时适用于开发数据库应用、网络及w e b 应用、 分布式应用、可重用组件、系统软件、驱动程序、多媒体及游戏等所有软件的高效率开发 环境；v c l 源码基于o b j e c tp a s c a l 是c + + b u i l d e r 唯一的缺憾，基础语言不够通用和开发 系统软件功能不足是d e p h i 仅有的两点不足。 ( 3 ) v i s u a lc + + 从功能上讲除了跨平台应用外什么都可开发：从开发效率角度讲只局限 于开发w i n d o w s 系统应用、可重用组件及驱动程序。又因为有微软的支持，其自身的基 础语言的普及程度高，以及其代码的执行效率高等特性、v c 自带强大帮助文档和大量优 质教材，v c 在数据库开发工具中始终可以稳住阵角。 ( 4 ) j a v a 适用于开发除了系统软件、驱动程序、高性能实时系统、大规模图像处理以 外所有的应用。在一般的管理信息系统中和一般的数据库开发中，很少有人会选择j a v a ， 一是由于其开发环境的配置较难。已经和数据库连接时较为负责。 ( 5 ) p o w e r b u i l d e r 是开发大型m i s 及各类数据库跨平台应用的首选；从数据库前端工 具来讲甚至远远超过了o r a c l e 的d e v e l o p 系列等专门的工具；从通用语言角度来讲功能 也与v b 等不相上下；多媒体和网络功能与其他工具相比较弱。p b 最大的优势就是 d m a w i n d o w 技术的成熟和方便，他成为p b 与其他数据库开发工具抗衡的资本。同时p b 在对j a v a 和w e b ，以及面向对象方面的发展也可以预见p b 将成继续成为数据库系统( 特 别是m i s 系统) 开发工具的首选。同时p b 的强大帮助文档也为初学者提供了入门基础， p b 连接数据库的自由和方面也为p b 的提供了方便，同时p b 对a p i 的调用以及对报表 的处理强大。 2 4 2p o w e r b u | d e r 9 0 p o w e r b u i l d e r 是美国著名的数据库应用开发工具生产厂商p o w e r s o f l 推出的一款优秀 数据库前端开发工具，从1 9 9 1 年发布的第一版p o w e r b u i l d e r l 0 开始，目前已经发展到了 版本p o w e r b u i l d e r l l 。与其他数据库前端开发工具相比，p o w e r b u i l d e r 最大的的独特之处 在于其数据窗i ( d a t a w i n d o w ) 技术，d a t a w i n d o w 强大的功能大大加快了应用程序的开发 速度，使得开发人员能够将更多的精力集中与逻辑的处理上1 ”j 。 通常人们把p o w e r b u i l d e r 看成是一种开发工具，实际上它比其他工具强得多，是一 西安理工大学硕士学位论文 种强有力的开发环境。开发人员不仅能用它来开发用户容易使用的各种应用程序，还可以 通过p o w e r b u i l d e r 修改数据库，利用4 0 0 多个内部定义函数，可以开发能和其他应用程 序进行的各种应用程序。 本系统采用p o w c r b u i l d e r 9 0 开发，归结于p o w e r b u i l d e r 的以下优点： ( 1 ) 开放的数据库连接系统 p o w e r b u i l d e r 是一个开放的应用程序开发环境，