云南电力技术监督管理信息系统数据库设计与实现

1、云南电力技术监督管理信息系统数据库设计与实现 电子科技大学硕士学位论文云南电力技术监督管理信息系统数据库设计与实现姓名:闫斌申请学位级别:硕士专业:模式识别与智能系统指导教师:徐红兵20050101独创性声明本人声明所呈交的学位论文足本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技人学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的J刊志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作,明确的说明并表示谢意。签名: 【煎 塑 日期:皿啦年与月g日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全

2、了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部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、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后应遵守此规定签名:正嶂导师签名:?垮日期:7砷5年月莎日摘 要管理信息系统以其网络化的管理模式,强人的数据存储、查询、分析和处理功能,在各行各业中得到了广泛应用,同样也是电力行业信息化建设的重要环节。而数据库则是管理信息系统MIs的核心,在电力行业,由于其业务复杂,数据量大,数据库相对复杂,如何构建高效率的数据库系统是当今一个

3、重要的研究课题。本论文基于数据库设计基本理论,采用计算机辅助设计方法,以P。werdesigner作为辅助设计工具,设计并实现了云南电力技术监督管理信息系统MIs的数据库,对其中的关键技术诸如:数据库的安全性、完整性、数据库的优化、备份和恢复做了进一步的探讨。在数据库部署上,引入先进的计算机集群技术,基于IBMpseries630小型机,以B/sBrower/server体系结构,构建了高可用性集群数据库服务器,并研究了云南电力技术监督管理信息系统数据库在集群数据库服务器上部署的主要技术,包括共享磁盘阵列、存储区域网络sAN、部件级冗余、高可用性集群多处理HAcMP技术等。后台数据库管理系统D

4、BMs采用基于AIx平台的0racle9i数据库,论文对数据库在集群环境下的白启动、自关闭、自切换以及自动备份也做了深入的探讨,并具体运用在该数据库系统上。实践表明:这些技术的应用有效提高厂整个数据库系统的可靠性、容灾性,保障了数据库系统247连续、稳定运行。目前以该数据库系统支撑的云南电力技术监督管理信息系统MIs在该省各市、地、州运行稳定,效果良好。关键词:MIs,数据库,计算机集群,IAc肝AbstractManageInformationSystemMIShavemadefullapplicationincverywalkoflifeforitsnetworkmanagepattorn

5、.MlShavepowerfulcapabilityofdatastorage,query,analyslsandtr nsact.Ithasbecometheimportanpart。fElecLricPowerInformationndthedatabaseisthecoreoftheMIS.Today,howtostructurehighefficientdatabasearetheiJnportantTesearchitemsinElectricPcwert adeforthexcessivedata,comDlexoperationsanddata.Applyingcomputer?

6、assistantdesign,andIIlakinguseofthetoolsofPowerdesigner,thepaperhavedesignedani册plementedthdatabaseofElectricPowerTechnologySupervisoryManageTnfor巾ationSystemjnYunNanprovinceonbasjs ofgenerald tabasedesigntheory.Ontheonehand,thepaperdiscussedthkeytechnologysuchasthesecurityandintegrityofdatabase,opt

7、imizingthedatabase,asw lldatabasebackupanrecovery.Ontheotherhand,astothedeploymentofda abase,thepaperintroducetheadvancedL chnoogyofComputerC1usLer,andstructuretheHighAvai1ableclusterdatabaseserveronbasisofIBMDSeries630andBrower/ServerR/sf ame.Somekeytechnologyonimpioymenthavebeenresearchodw ichincl

8、udesthesharingDiskArray,theStorageAr aNetworkSAN,coJJlponentsredundancy,andIIighAVailabilityC1usterMultiProcessing/6000HACMPetc. ThebackgroundDataBaseManageSystemDBMSareOracle9ionAlxplatform.Thepaperalsofartherexpoundthetechn0109yofdatabaseselfstartup,self?close,s lf?switchandself?backuDunderthecirc

9、umstancesofclu ter,moreover,thesetechn0109yhasheenappliedthe aLabasesystem.Thepracticehaveshowthatcheset chnolgyenhancethrelaibiljyandtheabilj Lyor【:ontainerrorsofthesystem,aswelastoensurethesystemrunningc。nstantlyandstablelywit1124X7. Uptopresent,theElectronjcPowerTechnologySupervisoryMISundersuppo

10、rtfthedatabasesystemhasbeenrunningstablelyandeffectivelyneverycity,prefectureandstateinthjs Drovince.KeyWords:MIS,Database,computerCluster,HA电子科技大学面l七学位论文1.1引 言第一一章绪论数据库是应数据管理任务的需要Im产生的,是计算机科学的重要分支。今天,信息资源已成为各个部门的重要财富和资源。各个行业建市一个满足自身各级部门信息处理要求的管理信息系统ManageInformationsvstem,MIs也已成为一个企业和组织生存和发展的重要条件。因

11、此,作为信息系统核心和基础的数据库技术得到了广泛的廊用和充分的发展,特别是很多先进的计算机技术也引入到了数据库系统中,比如计算机集群技术、面向对象技术等,这些技术的引入给数据库的发展注入了新的活力。1.2数据库系统发展数据库系统的核心是数据模型,数据模型的发展经历了格式化数据模型包括层次模型、网状模型、关系数据模型两个阶段,正在走向面向对象的数据模型等非传统数据模型的新阶段。从数据模型的发展来看,数据库技术的发展相应也经历了三个阶段:?,【221.第一代数据库系统20世纪70年代,以网状模型、层次模型为代表的第代数据库得到发展,实现了数据集中控制和共享。支持j级模式的体系结构外模式、模式、内模

12、式,用存取路径来表示数据之间的联系,有独立的数据定义语言,但数据一经定义就不易修改,体现出一定局限性。2.第二代数据库系统20世纪80年代,以关系模型为代表的关系数据库,由关系数据结构、关系操作集合、关系完整性约束三部分构成,不仅简单、清晰,而且有关系代数作为语言模型,有关系理论作为理论基础,因此具有很好的发展形式。关系数据库系统的发展也促进了数据库系统的小型化。典型代表有:1976年,IBMsanJose研究室推出的syatemR和加州大学伯克利分校的Ingres关系数据库。3.新一代数据库系统20世纪80年代末90年代初,开发新一代数据库以处理除常规数据外的数据,比如对图形、图像、声音、视

13、频等多媒体数据、动态数据、空间数据、知识信息以及各种复杂埘象等非常姚数据提供新的数据处理功能,为此提出,许多新概念、新思想、新方法。比如:分布式数据库、web数据库、面向对象数电子科技大学硕士学位论文据库、并行数据库、多媒体数据库、主动数据库、数据仓库、_程数据库、空间数据库等。1.3课题背景该课题基于云南电力技术监督管理信息系统以下简称云电技术监督MIs,是该省电力企业信息化建设的重要步骤。通过大量的需求调研表明,电力企业业务复杂,传统的报表、试验数据等都是通过纸质材料,由人工记录和管理的,就存在这以下问题:1、信息收集、数据处理、报表传递以手工为主,工作繁琐,工作量大,而且很多重复工作,效

14、率低下; 2、管理层次多,信息反馈不及时;3、信息纵向传递滞后,横向交换不及时,实时性不好:4、达不到安全性要求,保密性不好。可见,传统的手工记录方式不利于对电力企业的发展,电力信息化建设要求优化企业的生产要素,使企业的物流、人流、信息流处于最佳结合状态,要求有更安全、高效、方便的方式来保障电力生产的顺利进行。现代网络技术飞速发展、数据库的出现及其在数据管理方面的优势使得在电力信息化建设中引进这些技术成为必然。云南省电力集团公司在电力信息化建设中提出了紧抓开关无油化、保护微机化、变电站综合自动化、调度自动化、生产管理信息化为目标的“五化管理”,通过一手抓电网五化改造,一手抓贯标认证,构建一个符

15、合国际标准的安全生产管理体系的安全生产目标,在生产信息管理信息系统的建设上也统一到了以贯标认证、电力体制改革后的管理职责调整、标准制定工作与生产信息管理系统相结合的思路上来,最终实现“统筹管理、分布运行”的目标。该课题就是基于此指导思想,在该省搭建一个信息平台,以技术监督为主耍业务,对全省电力设备进行技术监督管理,实现电力企业的上下左右及内部各部门问的信息交换和共享,并为领导决策提供更有效的信息服务,实现全方位的信息管理,发挥管理信息系统MIs在企业管理中的辅助决策作用,实现办公自动化,提高企业整体素质和现代化管理水平,即实现信息统 、管理统一、行为统一的“三统一”目标。系统的开发咀电力设备的

16、技术监督管理为主线,并考虑全省电力主设备信息管理、电力试验研究院技术监督生产管理、技术监督业务管理以及人员、设各动态管理等方面的内容进行设计开发,在电能质量、金属、化学、绝缘、热工、电测、环保、继电保护、节能、励磁等方面对设备健康水平与安全、质量、经济运行方而的重要参数、件能与指标进行监督、检奁、调整及评价,并实行技术责任制,按照依法监督、分级管理、行业归口的原则,对电力建设和生产电子科技大学硕士学位论文全过程实施技术监督。要对电力设备及技术监督业务进行信息化、刚络化的管理,核心问题是高效、可靠、快捷的管理大量设备数据、试验数据、人员、组织机构等相关数据,为生产决策提供依据,为信息共事提供手段

17、,简单的说就是以数据为核心,通过网络化管理,实现无纸办公。因此如何规划系统的数据结构,如何保证数据的完整性,如何提高数据查询效率,如何保障数据安全、可靠,如何进行灾难恢复等问题是系统设计中要解决的重要问题,如何建立合理的数据库以适应生产管理要求是该项目的重点和难点。本课题“云南电力技术监督管理信息系统数据库设计与实现”就是要研究数据库设计、数据库部署过程中涉及到的关键技术,并论及如何将这些技术应用在系统实现过程中。1.4选题分析1.4.1选题意义、目的到目前为止,数据库技术在电力系统的规划设计、基建、发电、输电、供电等各环节,在发电厂计算机控制、变电站自动化、电网调度自动化、计算机仿真等多个都

18、领域有了一定的应用,其中在发电厂计算机控制、电网调度自动化方面还取得了较高的水平,但在电力技术监督领域还刚刚起步,因此,对这类系统的研究开发显得格外重要。不管是在哪个领域,哪个系统,若数据库的设计及部署不甚合理,不仅会增加服务器端程序的编程和维护难度,而且将会影响系统实际运行的性能。一般米说,在M1s的系统分析、设计、测试、试运行阶段,因为数据量小,设计人员和测试人员往往只注意到功能的实现,而很难注意到性能的薄弱之处,等到系统实际运行一段时间后,才发现系统的性能在降低,这时再来考虑提高系统性能则要花费更多的代价,而整个系统不可避免的形成一个补丁工程。因此,基于一定的科学设计方法,研究数据库设计

19、及实现中关键技术并应用于项目开发过程之中不仅仅是数据库设计成功与否的关键,也是改善系统运行效率的重要环节。对数据库设计过程中的,诸如概念设计、物理设计、完整性、安全性设计等关键技术的研究和应用,可以有效保证没计出的数据库的整体性、完整性及不同用户对数据的共享性,使数据库具有最小的冗余度和较高的数据独立性,提高数据的利用率和相容性,提高决策的可靠性。另一方面,对数据库部署中的关键技术诸如计算机集群技术、存储区域网络sNA技术、RAID技术等的研究和应用可以为数据库系统的稳定、可靠运行提供高可用性的后台保障,为数据库的灾难恢复提供高效、快捷的手段,在保障数据库247稳定运行中具有重要意义。1电子利

20、技大学硕士学位论文该课题是数据库技术在电力行业中应用研究的延续和进一步探索,同时也将促进数据库技术、集群技术的发展,将数据库技术、集群技术扩展到更为广阔的领域。通过本课题的研究,目的是要探讨数据库技术及集群技术在、Ip务复杂的领域中的应用,为同行业提供一定的参考。1.4.2当前类似的MIs中对本课题研究现状目前,很多企jIt单位都进行rMIs的开发,在数据库设计、数据库部署、体系结构等方面的技术正逐步走向成熟,但由于行业差异,对数据库的设计也有不同的要求。小型系统涉及到的数据库对象相对较少,数据表一般不多,因此数据库设计方法简单,但对,丁-含有几百张甚至上千张麴据库表的大型系统,需要考虑的问题

21、较多,采用传统数据序设计方法,开发周期长,修改复杂。对大型数据库的设计目前多采用数据库辅助设计工具,其灵活的分析和设计特性、直观的符号表示特性使数据库的创建更加容易,同时使得项目组内的交流和通讯标准化,也更方便和用户交流。在数据库体系结构上,流行的有两种结构:一种是传统的两层c/s结构,还有一种是基于客户端浏览器的B/s结构。前者采用集中式管理,对系统可靠性要求较高,主机的任何错误都可能导致系统瘫痪。而B/s结构是一种以web为基础的新型MIs系统平台模式,目前大多数MIs系统都采用了这种体系结构。小型数据库系统或对可用性要求不高的系统,在数据库部署方面采用计算机集群技术的不多,因此数据库的安

22、全性、247经济运行指标得不到保证。但在电信、银行、保险等行业,由于对系统的可用性、容错性要求较高,大多已采用了这种技术。目前电力行业的MIs系统也逐步向基于集群技术的服务器方案过渡,比如IBM、suN、HP的集群服务器都已进入电力企业的Mls规划中。虽然数据库技术、计算机集群技术在MIs中的应用已相对成熟,但在电力行业还存在着一些问题。电力行业由于其业务复杂,数据量大,而且用户需求变动也相对较大,因此很多数据库系统由于没有采用正确的步骤,台理的方法,最终导致数据库在运行一段时间后效率下降,而且安全性、完整性得不到保证,更严重的会导致数据库不可用,系统崩溃。就目前情况来看,电力MIs开发的失败

23、率是非常高的,究其原因,很多也在于此。1.5课题研究的主要内容数据库是管理信息系统的核心,其主要研究领域为数据库设计方法学和设电子科技大学硕士学位论文汁工具,包括数据库设计方法、没计理论和设计工具的研究:数据模型和数据建模的研究;计算机辅助数据库设计方法及其软件系统的研究:数据库设计规范和标准的研究等。而随着网络及多媒体等技术的发展,数据库与网络通信技术、人工智能技术、面向对象程序殴训技术、并行计算技术等相互渗透、相互结台,成为信息高速公路的核心部分,进而形成了许多新的研究课题和应用领域。f2】该课题“云南电力技术监督管理信息系统数据库设计与实现”,是在讨论数据库设计一般方法、步骤以及集群数据

24、库服务器技术的基础上,攘讨数据库设计与实现过程中的关键技术,并应用存i电技术监督MIs上,主要内容包括:1介绍数据库设计一般方法、步骤;2引入计算机集群技术,研究集群技术在数据库服务器上的应用;3根据用户需求,按照数据库设计基本方法和步骤,结合数据库辅助设计方法,进行云电技术监督MIs数据库设计;4搭建数据库集群软、硬环境,并研究集群环境下数据库部署的关键技术。1.6本人主要完成的工作课题开发以传统瀑布模型顺利进行,在充分需求调研基础上对系统架构做了详细设计,采用J2EE三层架构的技术方案,B/S结构,并基于IBMWebsphere、I.DAP、PORTAL开发,服务器使用IBMp630小型机

25、,其中应用服务器一台,数据库服务器两台并作集群,后台数据库采用0racle。本人完成的主要工作如下:1参与系统需求调研,其中重点是数据库的需求;2负责数据库小组主要工作,完成系统数据库的整体没计;3协同厂家构建高可用性集群数据库服务器;4 安装配置集群环境下的0racle9i数据库;5实现数据库的备份与恢复;6构建虚拟专用网络virtalPrivate Network,VPN环境;7数据的录入,数据库的测试、移植及升级;8作为DBA完成数据库系统的日常管理丁作;电子科技大学硕士学位论文2.1基本概念第二章数据库设计关键技术1数据库Databases,简称DB是指长期保存在计算机的存储设备上、并

26、按照某种模型组织起来的、可以被各种用户或应用共享的数据的集合。2数据库管理系统DatabaseMan g mcntsystems,简称DBMs是指提供各种数据管理服务的计算机软什系统,这种服务包括数据对象定义、数据存储与备份、数据访问与更新、数据统计与分析、数据安全保护、数据库运行管理以及数据库建立和维护等。3数据模型数据模型是数据库中用来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息的工具,包括网状模型、层次模型、关系模型和面向对象模型。其中关系模型是关系数据库系统采用的数据组织方式,以关系模型为基础的数据库又叫关系数据库。4数据库模式数据库模式是关系数据库的一种结构描述,它不是数据库本身,而是一个

27、可以按照给定的某种约束装入具体数据值的框架,它本身并不涉及任何具体数据值。我们常说”定义了一个数据库”,实际上只是指定义了一个数据库模式,只有按照该模式装入数据以后,这个数据库才算真正建立起来。数据库模式可分为外模式,模式,内模式。外模式sub?schema是单个用户的数据视图,是数据的局部逻辑结构,是模式的子集。模式schema是所有用户的公共数据视图,是数据库中全体数据的全局逻辑结构和特性的描述。它是数据库系统模式结构的中间层,既不涉及数据的物理存储细节和硬件环境,也与具体的应用程序、开发_丁具及高级语言无关。内模式storageSchema又称为存储模式,是数据的物理结构以及存储方式的描

28、述,是数据在数据库内部的表示方式。数据模式划分把数据的具体组织留给数据库管理系统管理,使用户能抽象地处理数据,而不必关心数据在计算机中的表示和存储。5DBA数据库管理员DatabaseAdministrator的简称,是对系统进行集中控6电子科技大学硕士学位论文制的数据库人员。nBA参与数据库系统开发的全过程,主要负责数据库模式的定义、存储结构及存取方式的定义、模式及物理组织的修改、数据访问授权、完整性约束的定义、数据库的备份恢复等工作。”“。“6247运行指标“2 47”是在IT1nformatl。nTechn。l。gv,信息技术领域中,特别是在计算机系统以及数据库操作中频繁使用的一个术语,

29、用来说明某种资源例如,数据和计算机系统的连续可用眭。也就是说,如果某个数据库/系统对于用户每天24小时、每剧7天都是可用的,就把这个系统称为运行于“247”方式。?17VPNVPNVirtlIalPrjvateNetwoTk即虚拟专用网络的缩写,它通过隧道西议目前常用的隧道协议有PPTP、L2TP和IPsec在公用网络如Internet和企业内部局域网之间建立一个I临时的、安全的、模拟的点对点连接,就好象是架设了一条专用线路,将位于不同地方的两个或多个企业内部局域网连接在一起,但是它并不需要真正的去铺设光缆之类的物理线路,极大的方便了用户,同时可以为企业节约网络成本。2.2数据库设计技术概述2

30、.2.1数据库设计的任务数据库设计是指根据用户需求研制数据库结构的过程,具体地说,是指对于一个给定的应用环境,构造最优的数据库模式,建立数据库及其应用系统,使之能有效的存储数据,满足用户的信息要求和处理要求。2.2.2数据库设计的内容数据库设计包括两方面的内容。1数据库的结构设计指根据给定的应用环境,进行数据库的模式或子模式的设计。它包括数据库的概念设计、逻辑设计和物理设计。数据库模式是各应用程序共享的结构,是静态的、稳定的,经形成后通常情况下是不容易改变的,所以结构设计又称为静态模型设计。2数据库的行为设计是指根据数据库用户的行为和动作。通过设计应用程序实现用户对数据库的操作。用户的行为总是

31、使数据库的内容发生变化,所以行为设计是动态的,电子科技大学硕士学位论文行为设计又称为动态模型设计。2.3关系数据库设计方法关系数据库的设计是要把硬件、软件、干件指技术与管理的界面结合起来”,要结构数据设计和行为处理设计并举”1。数据库设计方法目前可分为四类:直观设计法、规范设计法、计算机辅助设汁法和自动化设计法。2.3.1直观设计法也叫手工试凑法,它是最早使用的数据库设计方法。这种方法依赖于设计者的经验和技巧,缺乏科学理论和T程原则的支持,设计的质量很难保证,常常是数据库运行一段时闻后又发现各种问题,这样再重新进行修改,增加了系统维护的代价。因此这种方法越来越不适应信息管理发展的需要。2.3.

32、2规范设计法1978年10月,来自三十多个国家的数据库专家在美国新奥尔良Neworleans市专门讨论了数据库设计问题,他们运用软件工程的思想和方法,提出了数据库设计的规范,这就是著名的新奥尔起法,它是目前公认的比较完整和权威的一种规范设计法。新奥尔良法将数据库设计分成需求分析分析用户需求、概念设计信息分析和定义、逻辑设计设计实现和物理设计物理数据库设计。目前,常用的规范设计方法大多起源于新奥尔良法,并在设计的每一阶段采用一些辅助方法来具体实现。比如基于E?R模型的数据库设计方法、基于3NF的数据库设计方法、基于视图的数据库设计方法等都是比较典型的规范性设计方法。2.3.3计算机辅助设计法是指

33、在数据库设计的某些过程中模拟某一规范化设计的方法,并以人的知识或经验为主导,通过人机交互方式实现设计中的某些部分。目前许多计算机辅助软件工程computerAid dsoftwareEngineering,cAsE工具可以自动或辅助设计人员完成数据库设计过程中的很多任务。比如SYSBASE公司的PowerDesigner和0racle公司的Design2000。2.4数据库设计步骤按照规范设计方法,数据库设汁一般分为需求分析、概念结构设计、逻辑电子科技大学坝十学位论艾结构设计、物理结构设计、数据库实施、如图2l所示:企业目标和挂展乩璐V数据库的运行和维护等几个步骤”1。一孓一1系统规划2.4.

34、1需求分析处理需求 一一一系境分析慨急结悔设计逻辑结构设计 系物理结构设计图2一l数据库设计步骤需求分析的任务是通过详细调查实现世界要处理的对象组织、部门、企业等,充分了解原系统工作概况,明确用户的各种需求,然后在此基础上确定新系统的功能。需求分析是数据库设计的起点和基础,需要获取用户对数据库的信息要求、处理要求、安全及完整性要求。进行需求分析首先耍调查清楚用户的实际要求,与用户达成共识,然后分析与表达这些要求。主要的分析方法是结构化分析法structuredAnalysis,sA,这是一种从最上层系统组织机构入手,采用自顶向下、逐层分解的方式分析系统,并最终形成若干数据流图。数据流图表达丁数

35、据和处理过程的关系,系统中的数据则借助数据字典DataDctjonary,DD来描述,数据字典是系统各类数据描述的集合,与数据流图互为注释,是进行详细设计的数据收集和数据分析所获得的主要成果,一般包括数据项、数据结构、数据流、数据存储和处理五个部分,在数据席设计中li订5K至要的地位c需求分析是数据库设计的基础,决定了以后各步设计的速度与质量,需求十一_bf一r一五上电子科技大学硕i学位论文分析做得不好,可能会导致整个数据库设计返工重做。需求分析阶段耍注意两点:其、+,要收集将来系统应用所涉及的数据,应充分考虑到可能的扩充和改变,使设计易于更改,系统易于扩充。其二,必须强调用户的参与,数据库的

36、使用会涉及到不同层次和方面的用户,数据库的设计和建立会对他们今后的工作产生重要的影响,因此用户的参与是数据库设计不可分割的一部分。需求分析的一般过程如图2?2所示。2.4.2概念结构设计图2?2需求分析数据库系统一般是基于某种模型的,这种模型可以分成两类:概念模型也称信息模型和数据模型,概念模型是按用户的观点对数据和信息建模,是现实世界到信息世界的第一层抽象,是对实际的人、物、事和概念进行人为处理,抽取所关心的共同的特性,忽略非本质的细节,并把这些特性用各种概念精确的加以描述,主要用于数据库设计;数据模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型,是按计算机系统的观点对数据建模,主要用于DBMS的实

37、现。”1概念结构设计就是将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构即概念模型,以便更好的、更准确的用某一DBMs实现。概念结构设计通常的方法有四类:自顶向F、自底向上、逐步扩张和混合策略,其中最经常采用的策略是自底向上方法,即自底向上进行需求分析,然后再自底向上的设计概念结构。描述概念模型的有力工具是P.Ps.chen于1976年提出的实体一联系方法Entity?RelationsheipApproach,该方法用ER图来描述现实世界的概念模型。现在,在数据库辅助设计工具的帮助下,可以借助工具直接设计出合理的E?R模型,而且直观、高效、便于修改。2.4.3逻辑结构设计概念结构设计得到的E?R模型是

38、用户的模型,它独立于任何一种数据模型,独立于任何一个具体的DBMs。为了建立用户所要求的数据库,需要把上述概念IO电子科教大学硕士学位论文模型转换为某个具体的DBMs所支持的数据模型。数据库逻辑结构设计的任务就是把概念设计阶段设计好的基_丁二ER图转换为与选用DBMs产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构称为物理数据模型,简称物理模型。同时为了进一步提高数据库应用系统的性能,设计山的物理数据模型还应该根据应用需要做适当的修改、调整。主要方法为:根据数据字典中定义的数据项之间的数据依赖来确定数据依赖关系;对各个关系模式间的数据依赖进行极小化处王早,消除冗余的联系;按照数据依赖的理论对关系模式逐一分

39、析,考察是否存在部分函数依赖、多值依赖,确定各关系模式分别属于第几范式,但也常常按照实际需求对模式进行合并或分解以使问题简化,并不 定要追求高规范化,问题简化将使设计效率、正确率提高,更方便用户使用,而这才应是我们的设计目标。【41数据库的逻辑结构设计也可以借助数据库的辅助设计工具比如PowerDesigner等来完成。2.4.4物理结构设计数据库在物理设备上的存储结构与存取方法称为数据库的物理结构,它依赖于给定的计算机系统。为个给定的逻辑数据模型选取?个最合适应用要求的物理结构的过程,就是数据库的物理设计,数据库物理设计是形成数据库内模式的重要环节。数据库物理结构设计有两个目标:1.提高数据

40、库的性能2.有效地利用存储空间。设计的主要内容包括:1存储结构的调整;2数据库存取方法的选择;3数据库体系结构的选择与运行环境的搭建i2,4.5数据库实施和维护完成数据库的物理设计后,设计人员就要用RDBMs提供的数据定义语言和其他实用程序将数据库逻辑设计和物理设计结果严格描述出来,成为DBMs可以接受的源代码,在经过调试产生目标模式,然后冉组织数据入库,并进行试运行,这就是数据库的实施过程。数据库实施包括两项工作:一项是数据的载入,另 项是应用程序的编码和调试。数据库应用程序的设计一般与数据库设计同时进行,在数据入库的同时还要调试应用程序,并测试整个系统的工作效率,不足之处及时分析原园并做出

41、处理。在数据库正式投入运行后,由于应用环境的不断变化,数据库运行过程中的物理存储也会不断变化,对数据库要进行长期的评价、调整、修改、优化等维护工作。数据库的维护工作主要有DBA来完成,主要内容包括:数据库的备电子科技大学硕士学位论文份和恢复;数据库的安全性、完整性控制;数据库性能的监督、分析和改造数据库的重组织与重构造。?。?12.5数据库辅助设计工具简介数据库建模是一个不断发展的过程,以前,人们根据数据库理论与业务需求手工画出数据流程图、概念数据模型、物理数据模型。在这一复杂的设计过程中,经验丰富的设计人员也会犯这样或那样的错误,不但建模工作十分艰巨,工作量非常大,模型的质量也得不到保障,而

42、且不便于修改和升级。为解决这一问题,世界各大数据库厂商和第三方合作开发出了智能化的数据库建模工具,如SYBASE公司的PoserDesigner,RATTONI,公司的RationalRose,ORACLE公司的CASEMETHOD、PLATIUM公司的Erwin/ERx、Asymetrix公司的InfoModeler、Popkin software&system公司的GeneratorforPow Builder等等,他们都是同一类型的计算机辅助软件工程cAsE工具。cAsE工具把开发人员从繁重的劳动中解脱出来,大大提高了数据库应用系统的开发质量。国际数据公司高级分析家TonyPicardi

43、分析认为:“使用这些工具的原因在于数据库建模变得越来越复杂”,自1994年以来数据库模型设计工具经历了一个复兴时期,并逐步被软件人员所接受。PowerDesigner是其中一款优秀的辅助设计工具,具有良好的性价比,而且它支持目前流行的多种客户端开发工具如VjsualBasic、PowerBulider、Delphi等,同时也支持30多种流行的数据库管理系统DBMS,能够满足大、中、小型管理信息系统数据库建模的需求“1。能方便的建立概念数据模型conceDtDataModel,cDM,进行数据库系统的概念结构设计,将信息世界的关系抽象为用计算机图形直观表达形式,并能自动转换为相应的物理数据模型P

44、DM,辅助进行数据库的逻辑结构设计。设计好的物理模型通过适当的修改、优化、建立视图、触发器等处理后,可以通过网络直接导入到数据库管理系统中,形成物理上独立存在的数据库。另一方面,对于数据库的修改,也可通过PowerDesigner的相关工具,进行逆向工程一一将数据库模式导入到PowerDesigner中来,在PowerDesigner修改后再连接到目标数据库,然后将修改后的数据库模式导入到实际运行的数据库系统中,完成数据库的修改,不仅直观,而且可以方便的记录所作的修改,便于软件升级。目前,数据库辅助设计工具在数据库设计中占有非常重要的地位,而且成为了一种趋势。未来数据库辅助设计l一具的进一步晚

45、上比较为数据库设计I作带来更大的便利和效率。电了科技大学硕士学位论文2.6数据库的部署数据库的部署是根据已设计的方案构建数据库的运行环境包括开发环境、现场生产环境,并将开发环境中的一些数据库移植到现场运行环境的过程。2.6.1搭建数据库运行环境数据库的现场运行环境是未来MIs系统正常运行的重要保障,它包括数据库运行的硬件环境和操作系统平台,还包括用户访问数据库的方式,例如:通过网络访问等。数据库环境常见的有三种:主机环境、客户朋&务器环境、互联网计算环境。现在,越来越多的公司都在创建基于互联网的数据库,这种环境所需的客户端软件对用户是透明的,在应用软件可以只安装在服务器系统中,便于维护和升级,

46、在客户端不需要进行安装、配置以及修改工作。阚户的Pc机只要连接到互联网上并且安装有web浏览器就可以按照特定的方式访问数据库了。但是,由于任可以登陆互联网的Pc用户都可以访问数据库,因此必须采取一定的数据库安全机制来防止未授权的非法用户访问重要数据。防火墙以及其他数据库安全机制可以用来防止黑客和其他具有恶毒目的的用户“闯入”数据库系统。另外很多企业都构建了企业内部的局域网,客户端通过内部局域网访问数据库,从而避免了与外界环境的直接数据交互,保证了系统的安全。当然,如果企业人员不在局域网内比如在异地出差,则可以建立虚拟专用网络vPN,通过vPN拨号进入企业内部局域网,然后即可方便的访问数据库了。

47、基于互联网的数据库运行环境中,数据库服务器的构建模式也是影响系统性能的?个重要因素。为了适应市场发展.保证数据库服务器可用性和高可靠性至关重要。保证数据库服务器的可用性和高可靠性就是保证数据库247连续、稳定运行。因为数据库一旦出现问题甚至崩溃,则整个系统将无法正常运行,其后果非常严重。因此,现在的商务系统般都构建了基于“集群技术”的247的服务器系统,以保证在意外情况发生后,整个系统仍然可用。2.6.2数据的移植将丌发环境下数据库中的数据移植到现场运行环境生产环境下数据库中,实现系统试运行,以便联机调试,并测试其整体性能。实现方法较多,一般DBMs都自带的有数据导入/导出工具,。J以方便的将

48、数据从开发环境下导出,然后导入到生产环境中。在整个数据移植的过程中,由于两个环境可能具有不同的操作平台以及不同的系统参数,网此在此过程中还要进行相关参数的修改和配置,比如,字符集、内存分配等参数的设定。电子科技大学硕上学位论文第三章云电技术监督MlS数据库设计管理信息系统Is数据库设计是建立以信息集中管理,要以最佳方式组织数据;各数据集在逻辑上耍严谨而相对独立,同时要增加数据问的相互联系,减少不必要的冗余,实现必要的其享;还要达到维护、扩充方便、操作简单、使用效率高的要求、完整陛、一致性、安全性等要求。本章以前章所论技术为指导,将这些关键技术应用于实际MIs系统数据库设计之中。3.1电力技术监

49、督?s需求分析电力技术监督所涉及的业务面广、设各量大、数据复杂,而且用户要求有时还会发生变化,基于数据库需求分析的基本方法,我们对云电技术监督MIs数据库需求做了详尽的需求分析,为后期系统开发奠定了坚实的基础。3.1.1数据库设计要求云电技术监督MIs要求以最佳方式组织数据,各数据集在逻辑上要严谨而相对独立,同时要增加数据问的相互联系,减少小必要的冗余,实现必要的共享;还要达到维护、扩充方便、操作简单、使用效率高的要求。具体内容如下:1信息集中数据库集中管理。数据库的生成和维护尽可能靠近信息源和使用点集中的地方,使信息按最短路径存取,确保信息存取速度。2数据结构化、规范化、标准化数据库的数据必

50、须是高度结构化的。数据的结构化、规范化和编码标准化,这是建立数据库和进行信息交换的基础。数据库的设计应遵循国家标准和电力行业标准。3数据的独立性数据库的数据必须具有独立性,数据的存储对应崩程序具有独立性,它的改变不影响程序。4数据共享数据是面向整个系统的,应为系统中各种应用所使用。多个用户共享数据库时,必须维护数据的正确性和一致性。5保证数据的安全可靠要保证数据不为非法用户访问、病毒的侵扰和软硬件故障的破坏,必须采4电了科技大学硕士学位论文取相应的防护措麓。3.1.2数据库内容需求分析3.1 2 1业务内容需求分析该数据库系统是云电技术监督Mls的核心部分,要设计好其数据库,必须全面认识电力技

51、术监督的主要内容。根据国家电力行业标准,电力技术监督主要包括对如F内容的监督:电能质量监督:监督频率和电压质量,频率质量指标为频率允许偏差;金属监督:监督高温金属部件、承压容器和管道及部件、蒸汽管道、高速旋转部件金属母件和焊缝的材质成分、金相、性能、裂纹以及其他缺陷;化学监督:监督水、汽、电力用油气、燃料品质,热力设备的腐蚀、结垢、积盐;绝缘监督:监督电气设备的绝缘强度,过电压保护及接地系统:电测监督:监督电压、电流、功率、电量、频率、相位及其测量装置;热工监督:监督压力、温度、流量、重量、转速、振动检测装置,自动调节、控制、保护、连锁系统及其投入率、动作正确率;环保监督:监督污染排放监督与环保设施效率;节能监督:监督发电设备的效率、能耗,输电线路、变电设备损耗;继电保护监督:监督电力系统继电保护和安全自动装置及其投入率、动作正确率:励磁监督:发电机励磁系统,主、副励磁机、励磁整流柜、励磁调节器。基于上述业务内容,并考虑到系统在管理上的相关功能比如数据查询、统计、人员管理等,整个系统被分成了如下几个功能模块:设备管理、预试管理、量值传递、缺陷管理、技术监督报表、标准管理及管理体系配置等“1,如图3?1。数据库必须要为这些子系统提供相应数据,同时各子系统之问有很多数据交互,比如数据共享、用户自定义约束、函数依赖等,设计数据库