發(fā)布時間：2023-03-23 15:14:54
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的數(shù)據(jù)庫論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：資源整合異構(gòu)數(shù)據(jù)庫互操作聯(lián)邦式數(shù)據(jù)庫
1引言
異構(gòu)數(shù)據(jù)庫互操作問題作為數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)課題，在國內(nèi)外的學(xué)術(shù)界和工業(yè)界都引起了廣泛的關(guān)注。自20世紀(jì)80年代以來，國外許多公司和科研單位對異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的集成進(jìn)行了大量研究，取得了不少成果，但國內(nèi)對異構(gòu)數(shù)據(jù)庫集成的研究還處于開始階段。
2異構(gòu)數(shù)據(jù)庫互操作的概念
異構(gòu)數(shù)據(jù)庫（HeterogeneousDatabase）集成是數(shù)據(jù)庫技術(shù)從完全集中到邏輯集中、物理分布（傳統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫）乃至邏輯分布、物理分布（異構(gòu)數(shù)據(jù)庫）這一發(fā)展過程的結(jié)果，也是兼顧已有系統(tǒng)自治性并實(shí)現(xiàn)新的數(shù)據(jù)共享這一現(xiàn)實(shí)需求的有效手段。
異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的異構(gòu)特征包括兩個級別：系統(tǒng)一級的異構(gòu)和語言一級的異構(gòu)，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
(1)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的異構(gòu):各個參與的數(shù)據(jù)庫可以分別運(yùn)行在大型機(jī)、小型機(jī)、工作站、PC或嵌入式系統(tǒng)中。
(2)操作系統(tǒng)的異構(gòu):各個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)操作系統(tǒng)可以是Unix,WindowsNT,Linux等。
(3)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的異構(gòu):一種是數(shù)據(jù)庫概念模式的異構(gòu):有層次、網(wǎng)狀、關(guān)系和面向?qū)ο?種；另一種是數(shù)據(jù)庫物理模式的異構(gòu)：指概念模式相同，但數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不同，比如Oracle與SQLServer同屬關(guān)系型，但結(jié)構(gòu)不同。
異構(gòu)數(shù)據(jù)庫互操作的實(shí)現(xiàn)包括三個功能要素:(1)為用戶提供功能強(qiáng)大且操作靈活的互操作可視化界面，通過它用戶可以直觀地對多個異構(gòu)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行透明訪問;(2)提供高級語言數(shù)據(jù)庫訪問調(diào)用級接口，至于調(diào)用級接口的實(shí)現(xiàn)層次可由設(shè)計(jì)者視具體清況而定;(3)支持環(huán)境開放性，可能的話還應(yīng)該支持實(shí)現(xiàn)語言開放性。
異構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的目標(biāo)在于實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)信息資源、硬件設(shè)備資源和人力資源的合并和共享。異構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)集成就是要將數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的不同，操作系統(tǒng)的不同，操作平臺的不同或者底層網(wǎng)絡(luò)的不同進(jìn)行屏蔽，使得用戶就可以將異構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)看成普通的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，用自己熟悉的數(shù)據(jù)處理語言去訪問數(shù)據(jù)庫，如同訪問一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一樣，對其進(jìn)行透明的操作。
3實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫互操作的途徑
面對異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的互操作需求，主要從兩個方面同時進(jìn)行努力:一是建立標(biāo)準(zhǔn)，即建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫規(guī)范，消除由于標(biāo)準(zhǔn)的不完善而造成的各數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)間的差異;二是構(gòu)建異構(gòu)數(shù)據(jù)庫互操作平臺，實(shí)現(xiàn)對多個異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的透明訪問。
隨著對數(shù)據(jù)庫互操作問題的深入研究，基于不同角度，許多研究者提出了可行的異構(gòu)數(shù)據(jù)庫互操作途徑，這些途徑在實(shí)現(xiàn)互操作的深度、廣度和高度上各不相同，都有各自所適應(yīng)的特定環(huán)境和需求。從異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的核心思想出發(fā)，把實(shí)現(xiàn)互操作的途徑歸納為兩大類。
3.1系統(tǒng)級異構(gòu)互操作
對于DBMS系統(tǒng)一級異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)據(jù)庫互操作，主要有四種實(shí)現(xiàn)途徑。
（1）數(shù)據(jù)庫網(wǎng)關(guān)（DatabaseGateway）
數(shù)據(jù)庫網(wǎng)關(guān)是一種中繼器，它能提供應(yīng)用級的異構(gòu)數(shù)據(jù)庫集成的手段。網(wǎng)關(guān)的主要作用是轉(zhuǎn)換和通信。
數(shù)據(jù)庫網(wǎng)關(guān)可以建立比較穩(wěn)定和透明的數(shù)據(jù)庫互操作，但是其缺點(diǎn)也較為明顯。諸如不關(guān)心如何屏蔽數(shù)據(jù)庫之間的異構(gòu)性，不支持事務(wù)處理，資源冗余，用戶受限于數(shù)據(jù)庫廠商，不能任意選擇客戶機(jī)平臺及目標(biāo)數(shù)據(jù)庫等問題。
（2）公共協(xié)議/數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換協(xié)議技術(shù)
公共協(xié)議是異構(gòu)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行通信時采用的公認(rèn)的數(shù)據(jù)協(xié)議，即公認(rèn)的系統(tǒng)間傳遞SQL請求和結(jié)果的形式。最常見的協(xié)議是ANSI/ISO的關(guān)系數(shù)據(jù)存取(RDA)標(biāo)準(zhǔn)、SGA（SQLAccessGroup）規(guī)范和IBM的分布式關(guān)系數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)(DRDA)。與數(shù)據(jù)庫網(wǎng)關(guān)相比，公共協(xié)議更具有可擴(kuò)充性和開放性，能較好地實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的透明訪問、支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和多種客戶平臺，是實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫互操作的有效途徑之一。
公共協(xié)議/數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換協(xié)議的缺點(diǎn)是協(xié)議本身的低效率帶來的速度問題。
（3）公共編程接口
公共編程接口包括客戶應(yīng)用編程界面(CAPI)和服務(wù)器應(yīng)用編程界面(SAPI)。CAPI是一組過程庫，通常駐留在客戶端，通過裝載后端專用的驅(qū)動程序訪問不同的數(shù)據(jù)庫。SAPI提供一個應(yīng)用編程界面，控制服務(wù)器與客戶應(yīng)用請求和目標(biāo)數(shù)據(jù)庫之間的交互。如Microsoft的ODBC、Oracle的SQL*NET以及IDAPI。其優(yōu)點(diǎn)有：由于提供了統(tǒng)一的調(diào)用級接口，使用戶免除了應(yīng)用程序隨數(shù)據(jù)庫改變而改變的痛苦;通過API可使應(yīng)用程序直接操縱數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫訪問API的缺點(diǎn)是:針對每一個數(shù)據(jù)庫都需要有一個與其對應(yīng)的驅(qū)動程序;由于不同的驅(qū)動程序所支持的數(shù)據(jù)類型和對數(shù)據(jù)的操作都不相同，其完全透明地訪問異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的能力有限;實(shí)現(xiàn)效率過分依賴于驅(qū)動程序，而驅(qū)動程序?qū)?biāo)準(zhǔn)語法轉(zhuǎn)換成相應(yīng)數(shù)據(jù)庫的命令語法要花費(fèi)大量的時間。
（4）中間件技術(shù)（MiddleWare）
中間件是處于應(yīng)用程序及應(yīng)用程序所在系統(tǒng)的內(nèi)部工作方式之間的軟件，它的基本思想是在各后端數(shù)據(jù)源和前端應(yīng)用程序之間建立一個抽象層。把應(yīng)用程序與系統(tǒng)所依附軟件的較低層細(xì)節(jié)和復(fù)雜性隔離開來，使應(yīng)用程序開發(fā)者只處理某種類型的單個API，而其他細(xì)節(jié)則可以由中間件處理。這樣就使系統(tǒng)對每個不同數(shù)據(jù)源的操作變成對單一的中間件的操作，而后再對中間件進(jìn)行異構(gòu)處理。使用中間件技術(shù)解決異構(gòu)數(shù)據(jù)庫集成的問題，將會給系統(tǒng)集成帶來很多的好處。這是因?yàn)橹虚g件不僅能夠使得前端用戶訪問后端的異構(gòu)數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)透明化，并且保證了訪問接口的開放性，這樣可以使系統(tǒng)在以后功能上的擴(kuò)展更加方便。通過中間件來訪問數(shù)據(jù)庫的另一個好處就是所有的客戶端的請求都發(fā)送到了中間件上，減輕了數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的負(fù)擔(dān)，保證了數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的性能不會降低。同時，中間件的采用極大地提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性，在系統(tǒng)內(nèi)部的某個邏輯發(fā)生變化時，只要改變中間層的相應(yīng)處理程序，前臺用戶界面不需要做任何的改動，這樣就大大降低了系統(tǒng)維護(hù)的費(fèi)用。
3.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與語義級異構(gòu)互操作
目前，對于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和語義一級異構(gòu)的數(shù)據(jù)庫互操作的研究有緊密耦合和松散耦合兩種思想，具體體現(xiàn)于多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三種方法。
（1）多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
所謂多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)就是一種能夠接受和容納多個異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)，允許各個異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的“自治性”。多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是一個廣義的概念，是相對于如集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)或分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)那種邏輯上具有同一管理系統(tǒng)而言的，它以多元和分布為主要特征。多元是指它多個彼此區(qū)別的集中式或分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng);分布則是指數(shù)據(jù)分布在不同場地的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，由各自的管理系統(tǒng)進(jìn)行管理。
多數(shù)據(jù)庫技術(shù)的目標(biāo)是為在多個數(shù)據(jù)庫之間實(shí)現(xiàn)互操作，解決數(shù)據(jù)庫資源共享找到一種技術(shù)途徑。一般采用分布、異構(gòu)、自治三個特性作為尺度來刻畫多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。使用這種方法，用戶需要顯式地指明所要訪問的數(shù)據(jù)庫。多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用自下而上的方法來實(shí)現(xiàn)。
（2）分布式數(shù)據(jù)庫（DistributedDatabase）
分布式數(shù)據(jù)庫的基本思想是拋棄原有的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下建立分布的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，在體系結(jié)構(gòu)、事務(wù)處理模型等方面重新設(shè)計(jì)從而解決信息共享與互操作問題。分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分為同質(zhì)分布式數(shù)據(jù)庫和異質(zhì)分布式數(shù)據(jù)庫。像Oracle、Sybase、Informix等都是同質(zhì)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，這類系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)相對來說比較容易一些。異質(zhì)分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)大多是在已有的一些數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。
（3）聯(lián)邦式數(shù)據(jù)庫（FederatedDatabase）
聯(lián)邦式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，它是由一組能協(xié)調(diào)工作，又可以獨(dú)立自治的部件數(shù)據(jù)庫組成。它可以是原先不分布的，又可以是分布的，具有分布性、自治性、異構(gòu)性三大特性。
聯(lián)邦式數(shù)據(jù)庫與分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的區(qū)別在于：分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)雖然在物理上是分散的，但因?yàn)橛薪y(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型及全局?jǐn)?shù)據(jù)模式，所以它在邏輯上卻是集中的，因此用戶感覺到的是一個完整的數(shù)據(jù)庫。顯然，這種系統(tǒng)可用于某個專用領(lǐng)域的系統(tǒng)，但不適于不同領(lǐng)域間的異構(gòu)系統(tǒng)的集成。相反地，聯(lián)邦式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是由在不同結(jié)點(diǎn)上松散耦合分布的異構(gòu)成員數(shù)據(jù)庫構(gòu)成，各聯(lián)邦成員間的一種松散結(jié)合。構(gòu)成聯(lián)邦成員的可以是一個集中式數(shù)據(jù)庫，也可以是一個分布式數(shù)據(jù)庫，它們可以根據(jù)需要（按某種組合）加邦或者根據(jù)需要退出聯(lián)邦。聯(lián)邦式數(shù)據(jù)庫沒有全局模式，各子系統(tǒng)（即聯(lián)邦成員）按自己的需求建立各自的數(shù)據(jù)模式。其成員之間的數(shù)據(jù)共享關(guān)系，通過由協(xié)商確定的輸入/輸出模式來建立，單個成員有權(quán)拒絕或允許其它成員結(jié)點(diǎn)對它的訪問。因此，它能夠支持多庫系統(tǒng)的分布性、異構(gòu)性和自治性，使之產(chǎn)生滿意的集成。超級秘書網(wǎng)
異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的互操作技術(shù)使得數(shù)據(jù)庫在原有技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用的同時，在未來新的應(yīng)用領(lǐng)域也有著重要的影響，如地球觀測系統(tǒng)EOSDIS、電子商務(wù)、保健信息系統(tǒng)、數(shù)字出版、協(xié)同設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。
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目前，著名數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有Oracle、Sybase、Informix、Microsoft、MicrosoftAccess、VisualFoxPro等,這些產(chǎn)品各以自己特有的功能，在數(shù)據(jù)庫市場上占有一席之地。下面簡要介紹幾種常用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。
1.Oracle。Oracle是一個最早商品化的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，也是應(yīng)用廣泛、功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。Oracle作為一個通用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，不僅具有完整的數(shù)據(jù)管理功能，還是一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，支持各種分布式功能。Oracle使用PL/SQL語言執(zhí)行各種操作，具有可開放性、可移植性、可伸縮性等功能。
2.Sybase。最新版本的SybaseAdaptiveServer與以前的版本相比，具有更豐富的功能設(shè)置，Sybase比較強(qiáng)大的地方在于它對資源的低占有率上。在這一方面，Sybase15還引入了新的“專利查詢過程技術(shù)”，顯示了增強(qiáng)的性能和降低的硬件資源消耗。
3.MicrosoftSQLServer。MicrosoftSQLServer是一種典型的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，可以在許多操作系統(tǒng)上運(yùn)行，它使用Transact-SQL語言完成數(shù)據(jù)操作。由于MicrosoftSQLServer是開放式的系統(tǒng)，其它系統(tǒng)可以與它進(jìn)行完好的交互操作。
4.MicrosoftOffice。作為MicrosoftOffice組件之一的MicrosoftAccess是在Windows環(huán)境下非常流行的桌面型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。Access既擁有用戶界面(VB可以用來開發(fā)用戶界面)；也擁有邏輯、流程處理，即VBA語言(VB也可以用來做邏輯處理)；又可以存儲數(shù)據(jù)，即在“表”中存儲數(shù)據(jù)。使用MicrosoftAccess無需編寫任何代碼，只需通過直觀的可視化操作就可以完成大部分?jǐn)?shù)據(jù)管理任務(wù)。在MicrosoftAccess數(shù)據(jù)庫中，包括許多組成數(shù)據(jù)庫的基本要素。這些要素是存儲信息的表、顯示人機(jī)交互界面的窗體、有效檢索數(shù)據(jù)的查詢、信息輸出載體的報(bào)表、提高應(yīng)用效率的宏、功能強(qiáng)大的模塊工具等。
5.VisualFoxPro。VisualFoxPro是Microsoft公司VisualStudio系列開發(fā)產(chǎn)品之一，簡稱VFP是Xbase數(shù)據(jù)庫家族的成員，可以運(yùn)行于Windows9X/2000和WindowsNT平臺的32位的數(shù)據(jù)庫開發(fā)系統(tǒng)。VisualFoxPro提供了一個功能強(qiáng)大的集成化開發(fā)環(huán)境，采用可視化和面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法，使數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用程序的開發(fā)更加簡便。VisualFoxPro是數(shù)據(jù)庫管理軟件，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序獨(dú)立。
二、如何選擇適合自己的數(shù)據(jù)庫軟件
1.按性能應(yīng)從以下幾個方面予以考慮：
(1)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫的難易程度；(2)程序開發(fā)的難易程度；(3)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的性能分析；(4)對分布式應(yīng)用的支持；(5)并行處理能力；(6)可移植性和可擴(kuò)展性；(7)數(shù)據(jù)完整性約束；(8)并發(fā)控制功能；(9)容錯能力；(10)安全性控制；(11)支持漢字處理能力。
2.按需求來選擇
選擇一個數(shù)據(jù)庫的主要理由就是它的功能是否可以很好地支持你的應(yīng)用程序。人們通常使用數(shù)據(jù)庫來完成的任務(wù)有：支持Web、事務(wù)處理、文本搜索，有的情況下復(fù)制也是一個重要的要求。在事務(wù)處理方面，Oracle看上去更有領(lǐng)先優(yōu)勢，接下來是微軟的SQLServer。沒有一個開源數(shù)據(jù)庫具有可以與Oracle相媲美的事務(wù)處理功能。
3.按易用性和管理來選擇；
4.按支持性來選擇；
5.按成本因素來選擇。
三、結(jié)論
Oracle是商業(yè)數(shù)據(jù)庫的代表，具有非常豐富的功能、廣泛的平臺支持和大量的附加功能。目前Access更常用一些，Access不是一種存儲格式，是一種軟件。ACCESS這個軟件本身就具有開發(fā)者使用的界面和適合于“最終用戶”的界面。但學(xué)習(xí)FoxPro可為學(xué)型數(shù)據(jù)庫管理軟件大典基礎(chǔ)。微軟的SQLServer只可以運(yùn)行在其Windows操作系統(tǒng)平臺上。不過由于Windows操作系統(tǒng)的廣泛普及，缺乏對其他系統(tǒng)的支持并沒有阻擋SQLServer的市場份額的增長。SQLServer是真正的中大型數(shù)據(jù)庫,VFP是桌面數(shù)據(jù)庫,使用方便、易學(xué)，但實(shí)際上犧牲了真正數(shù)據(jù)庫的一些功能，如安全性；此外，VFP既是數(shù)據(jù)庫又是編程語言（開發(fā)工具）。SQLServer是中大型數(shù)據(jù)庫,VFP是帶有自身數(shù)據(jù)庫的編程語言。
總體來說，選擇什么樣的數(shù)據(jù)庫要看你的應(yīng)用程序的需要。如果它是以閱讀數(shù)據(jù)庫為主的Web應(yīng)用，MySQL無疑是最佳選擇。而如果需要那些事務(wù)處理和復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫功能，那么可選擇Oracle和微軟的SQLServer。如果你需要一些商業(yè)數(shù)據(jù)庫的高級功，但又不想支付授權(quán)費(fèi)用，那么可以考慮PostgreSQL或Ingres。對于嵌入式數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，MySQL和Sybase所占有的系統(tǒng)資源最少?？傊钸m合的才是最好的！
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本文以面向文檔的NoSQL作為數(shù)據(jù)持久層，面向文檔的NoSQL數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫來說容易許多，在對數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、數(shù)據(jù)庫操作接口方面都有很大的優(yōu)勢］。因?yàn)槊嫦蛭臋n的NoSQL數(shù)據(jù)庫不支持多張表的JOIN操作，因此在對面向文檔的NoSQL數(shù)據(jù)集合進(jìn)行設(shè)計(jì)的時候需要考慮到這方面的因素。本監(jiān)測系統(tǒng)主要的業(yè)務(wù)功能可以分為3個模塊，分別是小區(qū)信息查詢模塊、報(bào)表統(tǒng)計(jì)模塊和用戶、終端管理模塊，因此，數(shù)據(jù)集合的設(shè)計(jì)同樣從這三個方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。各個數(shù)據(jù)集合之間的關(guān)系如圖1所示?？紤]到在對數(shù)據(jù)表進(jìn)行設(shè)計(jì)所依據(jù)的原則基本一致，因此以下僅對小區(qū)信息查詢模塊的數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)進(jìn)行著重分析。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模型需要結(jié)合系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行分析。此系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能是對小區(qū)天線參數(shù)信息進(jìn)行保存、管理，并以友好的界面展示給用戶，并響應(yīng)用戶的各種操作。因此，在大部分的操作中，存儲天線實(shí)時參數(shù)的ANTENNAARGS表會產(chǎn)生大量的插入操作，本文根據(jù)各個表的不同讀寫比進(jìn)行了設(shè)計(jì)，如圖2所示。本文將天線表、區(qū)域表以內(nèi)嵌的形式放入了小區(qū)表，將天線參數(shù)表設(shè)計(jì)成單獨(dú)的集合，并以引用的方式指向了小區(qū)表主要是考慮到天線參數(shù)集合是被訪問最頻繁的表，會產(chǎn)生大量的讀寫操作，因此在小區(qū)集合與天線參數(shù)集合之間采用的是范式化的模式。其中，天線工參表(ANTENANARGS表)用來存儲從各個采集終端傳輸至管理系統(tǒng)的小區(qū)天線實(shí)時數(shù)據(jù)信息，具體如表1所示。小區(qū)信息表(CELL表)用來存儲各個小區(qū)的地址、天線相關(guān)參數(shù)詳細(xì)信息，如表2所示。除了上述表之外還有采集終端表(TERMI-NAL)、天線信息表(ANTENNA)和告警表(ALARM-REPORT)等。數(shù)據(jù)庫運(yùn)行時，自動將所對應(yīng)的數(shù)據(jù)存入相應(yīng)表中。
2數(shù)據(jù)庫自動分片設(shè)計(jì)
管理系統(tǒng)在運(yùn)行中會產(chǎn)生大量的寫操作，進(jìn)而帶來頻繁的磁盤I/O操作，在大數(shù)據(jù)下，最好采用將數(shù)據(jù)庫分布在多臺服務(wù)器上，即分片［7］。本文采用Auto-Sharding(自動分片)及Replic-Set(復(fù)本集)相結(jié)合的方式來減輕單個數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的負(fù)載，即在每臺Server上各自運(yùn)行一個實(shí)例，組成一個Replic-Set，最后再各運(yùn)行一個實(shí)例，組成ConfigServer。直接執(zhí)行Addshard操作即可增加分片以緩解服務(wù)器的壓力，實(shí)現(xiàn)動態(tài)擴(kuò)展。分片的實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)在于片鍵設(shè)計(jì)。本文將保存天線參數(shù)信息的集合聲明了一個復(fù)合片鍵{Lacci:1，Day:1}。當(dāng)來自不同的小區(qū)(可以根據(jù)Lacci進(jìn)行判斷)向集群系統(tǒng)插入數(shù)據(jù)時，可以預(yù)計(jì)到在大部分情況下，同一小區(qū)的數(shù)據(jù)會落在單個塊或片上。
3數(shù)據(jù)庫查詢的實(shí)現(xiàn)
數(shù)據(jù)查詢功能為本數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的重要功能之一。數(shù)據(jù)庫將小區(qū)信息、天線參數(shù)等相關(guān)的數(shù)據(jù)信息根據(jù)用戶的要求，以界面或報(bào)表的形式全部或部分的顯示給用戶?；诒緮?shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)，用戶通過數(shù)據(jù)查詢菜單進(jìn)入相應(yīng)查詢界面，獲取小區(qū)信息、終端信息及告警信息等。實(shí)現(xiàn)“天線工程參數(shù)查詢”功能的工作流程如圖3所示。為了實(shí)現(xiàn)小區(qū)天線參數(shù)查詢功能，客戶端需要向數(shù)據(jù)庫發(fā)送2次請求，用戶根據(jù)需求，向控制器發(fā)送查詢請求，控制器處理查詢命令，對相應(yīng)的小區(qū)進(jìn)行信息查詢，待小區(qū)返回信息后，將用戶的查詢命令發(fā)送至對應(yīng)小區(qū)，根據(jù)需求讀取有用信息，并返回給用戶。跟關(guān)系型數(shù)據(jù)庫相比，由于省去了大量的多表連接操作，實(shí)際上查詢的效率要高于基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的多表連接查詢。查詢工作的SQL語句如下。
4數(shù)據(jù)庫備份與恢復(fù)
數(shù)據(jù)安全在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中有很重要的地位。在各種意外情況下，如計(jì)算機(jī)硬件故障等，對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行備份和恢復(fù)能夠保障數(shù)據(jù)的完整性和安全性，使得數(shù)據(jù)損失降到最?。?］。本數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的備份選用的是副本集的方式［7］:在主節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行操作，寫入的數(shù)據(jù)被一步地同步到所有的從節(jié)點(diǎn)上，并從主節(jié)點(diǎn)或從節(jié)點(diǎn)上讀取數(shù)據(jù)，如果主節(jié)點(diǎn)由于某些原因斷線，會自動將一個從節(jié)點(diǎn)提升為主節(jié)點(diǎn)。在查詢分析器中運(yùn)用SQL語句完成數(shù)據(jù)庫的備份和恢復(fù)。在數(shù)據(jù)庫管理界面中，用戶通過數(shù)據(jù)庫備份與恢復(fù)功能進(jìn)行相應(yīng)操作，確保數(shù)據(jù)的正確行和完整性。
5結(jié)束語
【論文摘要】本文就高校建設(shè)專業(yè)特色數(shù)據(jù)庫的方案、內(nèi)容、服務(wù)以及注意的問題進(jìn)行了研究和闡述。
隨著我國高等教育體制改革進(jìn)程的加快，我國原有高教體制上存在的條塊分割、專業(yè)單一、低水平重復(fù)辦學(xué)的弊端被逐漸打破。通過高校間的合并、重組，各高校都相應(yīng)調(diào)整了專業(yè)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)了重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)，增強(qiáng)了自身競爭和辦學(xué)優(yōu)勢，突出了辦學(xué)特色，相互之間形成了學(xué)科交叉、優(yōu)勢互補(bǔ)的局面。而各高校圖書館為適應(yīng)和配合學(xué)校的這一系列轉(zhuǎn)變，必然相應(yīng)地加大對重點(diǎn)學(xué)科特色專業(yè)文獻(xiàn)資料的收藏和開發(fā)力度，這也使高校圖書館之間形成了各有所重、各有所長、各有特色的局面。而另一方面，當(dāng)前各高校的網(wǎng)絡(luò)化程度已相當(dāng)高，校園網(wǎng)、教科網(wǎng)、因特網(wǎng)已相繼開通使用，而且部分省市已經(jīng)準(zhǔn)備在本地區(qū)高校圖書館之間架設(shè)光纖，把各館相互連通，用于館際文獻(xiàn)傳輸。如何更好地利用當(dāng)前先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)，使那些內(nèi)容豐富、各具特色的館藏文獻(xiàn)充分發(fā)揮它們的價值，做到館文獻(xiàn)資源共享、優(yōu)勢互補(bǔ)，是值得我們認(rèn)真研究和巫待解決的問題。高校圖書館專業(yè)特色館藏?cái)?shù)據(jù)庫的建設(shè)，為此提供了一個很好的解決途徑。
1建庫的方案及原則
1.1建庫的方案
目前，高校圖書館已經(jīng)開始建設(shè)或準(zhǔn)備建設(shè)各自的全文數(shù)據(jù)庫。在建設(shè)過程中大都缺乏組織機(jī)構(gòu)的統(tǒng)一規(guī)劃和協(xié)調(diào)分工，數(shù)據(jù)庫的建設(shè)停留在各自為政、自建自用的狀況。這種各自為政的狀況以及各館在技術(shù)、資金、人員、管理等方面的原因，造成了大量低水平的重復(fù)投資、重復(fù)開發(fā)，不僅人力、物力、財(cái)力浪費(fèi)嚴(yán)重，而且使數(shù)據(jù)庫普遍存在結(jié)構(gòu)單一、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、涵蓋面窄、內(nèi)容重復(fù)、共享度低、通用性差的問題，這對圖書館網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)水平的提高及文獻(xiàn)資源共享的實(shí)現(xiàn)起了一定的阻礙作用。因此，我們在建庫時，首先要考慮到建庫的方案問題，是各館獨(dú)立開發(fā)還是聯(lián)合協(xié)作開發(fā)?本人認(rèn)為專業(yè)特色數(shù)據(jù)庫的建庫方案可以參考目前各地區(qū)在建設(shè)的CALIS聯(lián)合目錄數(shù)據(jù)庫的方案，走聯(lián)合開發(fā)的道路，采取地區(qū)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合數(shù)據(jù)庫的方案。首先，建立本地區(qū)的組織協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)，實(shí)行“統(tǒng)一目標(biāo)、統(tǒng)一規(guī)則、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一管理”的模式。在對各院校學(xué)科特色和館藏特色進(jìn)行調(diào)查研究后，對其數(shù)據(jù)庫開發(fā)進(jìn)行統(tǒng)一指導(dǎo)和協(xié)調(diào)。具體操作中可把學(xué)科門類分為幾大塊，如理工、財(cái)經(jīng)、醫(yī)藥、農(nóng)林等等，然后再由幾個同類型院校共同承擔(dān)該學(xué)科數(shù)據(jù)庫的建設(shè).當(dāng)然，其中還需相互分工，各有所重。其次，各館應(yīng)打破原有的封閉現(xiàn)象，改變以往各自為政、孤軍作戰(zhàn)、小而散的建設(shè)方式，在組織機(jī)構(gòu)的指導(dǎo)下相互聯(lián)合、有計(jì)劃、有分工地共同開展建庫工作，對信息資源進(jìn)行有效配置和可持續(xù)的開發(fā)。各館在建設(shè)各自所承擔(dān)的特色數(shù)據(jù)庫的過程中，則可按照分工要求自行開發(fā)，進(jìn)行建庫的設(shè)計(jì)、源文獻(xiàn)的收集整理、文獻(xiàn)的數(shù)字化處理、提供應(yīng)用服務(wù)的方式。當(dāng)然，在聯(lián)合建庫的形式上還可參考國外的一些聯(lián)合建庫模式。
1.2建庫的原則
1.2.1實(shí)用性原則
專業(yè)特色數(shù)據(jù)庫的建設(shè)要考慮其是否具有實(shí)用價值、需求有多大、投人和產(chǎn)出是否相宜，即是否具有良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，不能盲目上馬。因?yàn)樘厣珨?shù)據(jù)庫的建立從其目的來說是為了更好地發(fā)揮圖書館的功能和特色優(yōu)勢，使之產(chǎn)生良好的效益，充分體現(xiàn)圖書館存在的價值。因此，專業(yè)特色數(shù)據(jù)庫的建設(shè)要在充分的調(diào)查研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行。
1.2.2趨勢性原則
建立專業(yè)特色數(shù)據(jù)庫要順應(yīng)專業(yè)學(xué)科和數(shù)據(jù)庫本身的發(fā)展潮流，包括國內(nèi)與國際的發(fā)展趨勢。如:規(guī)模、形式、多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化等。把握這一原則可以讓我們有更好的發(fā)展空間，尋找到適合我們自身特點(diǎn)的位置，避免一些不必要的失誤。
1.2.3共建共享原則
即聯(lián)合開發(fā)、資源共享。
2專業(yè)特色數(shù)據(jù)庫建設(shè)的內(nèi)容
各高校館豐富的特色館藏是專業(yè)特色數(shù)據(jù)庫的主要信息源。經(jīng)過長期的學(xué)科建設(shè)，各校在自己的重點(diǎn)學(xué)科領(lǐng)域已顯示出獨(dú)特的優(yōu)勢。各館同時也收錄了大量相關(guān)文獻(xiàn)，并且重點(diǎn)收藏、重點(diǎn)建設(shè)、優(yōu)先投人那些專業(yè)性、學(xué)術(shù)性、權(quán)威性的文獻(xiàn)資料，使之盡可能的豐富、系統(tǒng)、完整，形成各館的特色館藏。
2.1專業(yè)文獻(xiàn)資料
內(nèi)容包括本專業(yè)的國內(nèi)外核心期刊、科技期刊會議錄、其他報(bào)刊和內(nèi)部報(bào)刊中有學(xué)術(shù)價值的本專業(yè)文獻(xiàn)，以及經(jīng)過加工整理后的網(wǎng)上文獻(xiàn)資料。
2.2法規(guī)、專利、標(biāo)準(zhǔn)
主要包括國際上各行業(yè)及國際組織頒布的最新標(biāo)準(zhǔn)，國家頒布的有關(guān)政策法規(guī)索引，國家頒布的各行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及國內(nèi)外的專利文獻(xiàn)。
2.3專家科研成果
本學(xué)科著名專家教授的研究方向、研究狀況、研究成果和特色。主要應(yīng)收錄其發(fā)表在核心報(bào)刊中的論文、研究交流報(bào)告、學(xué)術(shù)演講報(bào)告等文獻(xiàn)群體。
2.4學(xué)位論文
博士、碩士學(xué)位論文對于相關(guān)學(xué)科的研究開發(fā)具有重要的參考價值，但它的分布較為分散，讀者難以查找，故應(yīng)予重點(diǎn)收錄。
2.5學(xué)科綜合信息
系統(tǒng)全面地反映學(xué)科信息，展示國內(nèi)外科學(xué)技術(shù)發(fā)展動態(tài)和科研成果.如:863計(jì)劃項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、省市重大攻關(guān)項(xiàng)目、工程應(yīng)用和設(shè)計(jì)項(xiàng)目，目前最新的具有影響的各種科技產(chǎn)品、近年來有關(guān)學(xué)科已完成的成果及獲國家和省市的科技獎的科研項(xiàng)目等。
在對數(shù)據(jù)庫文獻(xiàn)源的收錄過程中還要注意它的時效性與過期可獲得性，要對文獻(xiàn)源進(jìn)行充分的分析研究，嚴(yán)格的收集、加工和篩選，為讀者提供更新更多、更準(zhǔn)更全的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)。
3良好的服務(wù)功能
特色數(shù)據(jù)庫的建設(shè)不僅僅是簡單地把傳統(tǒng)紙質(zhì)和其鴿載體形式的文獻(xiàn)數(shù)字化，而且有其最本質(zhì)的特征，即智能化的檢索。相對于傳統(tǒng)的特色文獻(xiàn)來說，特色文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫與其最大區(qū)別就是強(qiáng)化了其信息服務(wù)功能，在其基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。數(shù)字化是相對傳統(tǒng)文獻(xiàn)而言的信息形式上的改變，最本質(zhì)的改變?nèi)栽诜?wù)質(zhì)量上，而這也正是讀者和用戶最為關(guān)心和希望得到的。因此，數(shù)據(jù)庫必須實(shí)現(xiàn)智能化檢索，為讀者用戶提供快捷、全面、準(zhǔn)確的檢索工具，真正做到以讀者為中心。
3.1檢索界面
檢索界面應(yīng)該簡潔、清晰，沒有繁雜的檢索步驟，可操作性強(qiáng)。幫助功能應(yīng)具有實(shí)際指示作用，并提供留言功能。
3.2檢索方式
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)提供關(guān)鍵詞、主題詞、題名、著者、出版機(jī)構(gòu)等多種檢索途徑?？梢愿鶕?jù)需要進(jìn)行單項(xiàng)檢索、組配檢索、模糊檢索，并可使用截?cái)喾?、接近符、省略符、替代符指明詞間關(guān)系或擴(kuò)大、縮小檢素范圍，也可增加一些限制功能，如:限制時間、館藏地點(diǎn)等。
3.3檢索選項(xiàng)
3.3.1跨庫檢索
用戶可以根據(jù)需要選擇使用一個或多個數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)一個檢索命令跨多個數(shù)據(jù)庫自動檢索，以獲得交叉學(xué)科、相關(guān)學(xué)科的信息。
3.3.2多年檢索
應(yīng)可以同時檢索最新文獻(xiàn)和過期文獻(xiàn)，使用戶在二者之間方便進(jìn)行切換。
3.3.3檢索歷史
讓用戶可以保存、查看自己的檢索歷史，在當(dāng)前檢索區(qū)可以利用和修改以前的檢索。工作人員則可利用它跟蹤用戶的需求或?qū)⑵浼庸こ赡承﹦討B(tài)信息。
3.3.4主題詞表
數(shù)據(jù)庫應(yīng)提供主題詞表檢索功能，即利用主題詞表進(jìn)行檢索詞的規(guī)范選擇，并根據(jù)主題詞的上下位關(guān)系、相關(guān)關(guān)系和替代關(guān)系調(diào)整、確定檢索詞，然后直接啟動檢索。還可根據(jù)需要修改主題詞表，或通過對用戶檢索詞的統(tǒng)計(jì)擴(kuò)充主題詞表。
3.4檢索結(jié)果
檢索結(jié)果的實(shí)現(xiàn)包括排序、顯示瀏覽、聚類、套錄、打印、E-mail發(fā)送等。超級秘書網(wǎng)
4建庫過程中需注意的一些事項(xiàng)
4.1要注重全文數(shù)據(jù)庫的一些技術(shù)特征
包含內(nèi)容的原始性、信息檢索的徹底性、所用檢索語言的自然性、數(shù)據(jù)相對的穩(wěn)定性、檢索結(jié)果的準(zhǔn)確性、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的非結(jié)構(gòu)性。
4.2數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
要注重對文獻(xiàn)源數(shù)據(jù)的收集、整理、篩選、歸類。
4.3文本預(yù)處理
要做到統(tǒng)一著錄標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范格式和標(biāo)引。
4.4數(shù)據(jù)維護(hù)
要定期對數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行更新追加和清理修正以及對所用詞表、存儲空間的利用統(tǒng)計(jì)和調(diào)整。
4.5統(tǒng)計(jì)功能
提供各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和用戶信息，量化各項(xiàng)指標(biāo)，使之成為決策依據(jù)。
4.6做數(shù)據(jù)庫的宣傳工作，提高數(shù)據(jù)庫的利用率
5培養(yǎng)一支高素質(zhì)的復(fù)合型人才隊(duì)伍
其素質(zhì)包括:對某學(xué)科及其分支有充分研究，對某專題領(lǐng)域的相關(guān)信息源有豐富的使用經(jīng)驗(yàn)和了解，熟練掌握網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的信息資源的獲取技能，有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力、分析能力和綜合應(yīng)變能力。
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布－加綜合征實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)包括管理系統(tǒng)終端、服務(wù)器和無線通信模塊。管理系統(tǒng)終端基于智能手機(jī)和Android系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，可以通過攝像頭掃描設(shè)備上的二維碼，對實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行識別管理。實(shí)驗(yàn)室服務(wù)器和實(shí)驗(yàn)設(shè)備通過近距離無線通信模塊進(jìn)行通信，從而服務(wù)器可以查詢和控制實(shí)驗(yàn)設(shè)備的工作狀態(tài)；管理系統(tǒng)終端與安裝在實(shí)驗(yàn)室服務(wù)器上的遠(yuǎn)距離無線模塊之間采取基于TCP／IP的Socket通信方式。系統(tǒng)終端發(fā)送的命令經(jīng)過電信交換網(wǎng)傳送到實(shí)驗(yàn)室服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)命令并通過近距離無線網(wǎng)絡(luò)，查詢并記錄實(shí)驗(yàn)設(shè)備的狀態(tài)或控制設(shè)備的運(yùn)行方式，然后給管理系統(tǒng)終端反饋設(shè)備的狀態(tài)信息。系統(tǒng)框圖如圖1所示。
2實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
2．1系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)應(yīng)用
SQLServer2000設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表［6－7］。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫主要包括3類數(shù)據(jù)表。（1）設(shè)備信息表。記錄設(shè)備總體信息，包括設(shè)備編號、型號、購置人、購置緣由、購置日期、報(bào)廢日期、借用狀態(tài)信息。當(dāng)實(shí)驗(yàn)室購買新設(shè)備時，通過管理系統(tǒng)終端軟件輸入的信息發(fā)送至服務(wù)器軟件，經(jīng)過解析處理后添加到這個表。（2）設(shè)備使用狀況表。用于記錄設(shè)備的借用情況，包含編號、借用日期、歸還日期、借用人姓名、借用人證件號、借用人電話、用途等字段。在設(shè)備借／還的時候，通過管理系統(tǒng)終端記錄的信息將添加到此表。（3）設(shè)備操作信息表。用于記錄設(shè)備控制信息，包含編號、操作指令、操作人、操作時間等字段。實(shí)驗(yàn)室管理人員通過管理系統(tǒng)終端控制設(shè)備的信息將添加到此表。
2．2服務(wù)器端設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的服務(wù)器分為Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器［8］。Web服務(wù)器為此系統(tǒng)增加了以B／S架構(gòu)為基礎(chǔ)的網(wǎng)頁管理系統(tǒng)配置訪問功能以及WebService接口程序。當(dāng)管理員通過管理系統(tǒng)終端軟件查詢數(shù)據(jù)庫時，可以通過WebService接口訪問設(shè)備使用情況、借記狀態(tài)、控制狀況等數(shù)據(jù)庫信息?；冢甆ET的數(shù)據(jù)庫查詢程序都是用C＃語言編寫，其特點(diǎn)是執(zhí)行效率高，安全性好。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器主要用于接收智能手持端傳來的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)解析后存入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫表中。可以在服務(wù)器軟件界面查看歷史操作信息和數(shù)據(jù)庫信息。對于需要的信息可以選擇導(dǎo)出或打印。
2．3設(shè)備信息記錄以及追溯
系統(tǒng)使用二維碼標(biāo)簽作為實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的標(biāo)志，二維碼的信息包括設(shè)備編號、設(shè)備型號等［9－10］。當(dāng)新購入實(shí)驗(yàn)設(shè)備時，以設(shè)備的順序編號和設(shè)備的型號兩個信息生成該設(shè)備的標(biāo)志二維碼并存入數(shù)據(jù)庫。在設(shè)備管理工作中，通過掃描設(shè)備二維碼就能獲取該設(shè)備的相關(guān)信息并可存入數(shù)據(jù)表中。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障或者其他意外情況時，可以通過掃描設(shè)備的二維碼調(diào)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中該設(shè)備的所有歷史信息，以供追本溯源，快速排除故障或解決問題。
2．4設(shè)備遠(yuǎn)程控制
在布－加綜合征實(shí)驗(yàn)室，原子吸收分光光度計(jì)等一些設(shè)備的使用需要提前開啟或者延遲關(guān)閉，以實(shí)現(xiàn)預(yù)熱、冷卻等技術(shù)要求。為此，設(shè)計(jì)了設(shè)備遠(yuǎn)程控制功能，替代了以往實(shí)驗(yàn)管理員守候設(shè)備等待開關(guān)的情況，使實(shí)驗(yàn)管理員通過管理系統(tǒng)的移動終端即可遠(yuǎn)程控制設(shè)備。實(shí)驗(yàn)管理員將需要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備控制命令發(fā)送到實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的服務(wù)器，服務(wù)器通過近距離無線網(wǎng)絡(luò)向?qū)?yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備發(fā)送開關(guān)機(jī)命令。近距離無線網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸芯片采用nRF24L01，通過SPI與單片機(jī)相連，單片機(jī)通過串口與服務(wù)器或者實(shí)驗(yàn)設(shè)備相連。當(dāng)服務(wù)器需要向?qū)嶒?yàn)設(shè)備發(fā)送命令時，先通過串口將命令發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)控制無線芯片通過無線鏈路，由nRF24L01將命令傳送到指定的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的開、關(guān)或延時開、關(guān)。這些操作記錄也會存入數(shù)據(jù)庫中以供以后查詢。
2．5語音即時通信
在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了無線環(huán)境下零消費(fèi)的語音通話功能。該通話基于SIP協(xié)議，采用Asterisk作為虛擬交換機(jī)，只要一網(wǎng)的電腦，結(jié)合VOIP技術(shù)［11－12］，就能架設(shè)整個實(shí)驗(yàn)室大環(huán)境及實(shí)驗(yàn)室外無線環(huán)境下的通話系統(tǒng)。點(diǎn)擊撥號可以是兩個客戶端之間通話，也可以將座機(jī)連接路由器，并且在語音服務(wù)器注冊一個地址，實(shí)現(xiàn)客戶端與座機(jī)的通話。
3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
布－加綜合征實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的終端運(yùn)行于An－droid系統(tǒng)。進(jìn)入系統(tǒng)后需輸入用戶名和密碼登錄。系統(tǒng)主界面共分為6個功能模塊，分別是新進(jìn)設(shè)備、設(shè)備借用、設(shè)備歸還、設(shè)備信息、工作圈子和設(shè)備控制（見圖2）。點(diǎn)擊“新進(jìn)設(shè)備”按鈕，可以對新設(shè)備進(jìn)行添加、登記；點(diǎn)擊“設(shè)備借用”按鈕，可以對設(shè)備進(jìn)行借用登記；點(diǎn)擊“設(shè)備歸還”按鈕，可以對設(shè)備進(jìn)行歸還登記；點(diǎn)擊“設(shè)備信息”按鈕，可以查詢設(shè)備信息；點(diǎn)擊“工作圈子”按鈕，管理員之間、管理員與非管理員之間可以進(jìn)行語音即時通信；點(diǎn)擊“設(shè)備控制”按鈕，可以進(jìn)入設(shè)備控制界面。在設(shè)備控制界面，右上角的“添加設(shè)備”按鈕用來將設(shè)置好的設(shè)備編號添加至軟件中。選擇需要控制的設(shè)備名，點(diǎn)擊需要的操作命令按鈕，即可將操作命令發(fā)送至服務(wù)器軟件。操作命令包括4種簡單操作：開啟、關(guān)閉、延時開啟、延時關(guān)閉（見圖2）。系統(tǒng)實(shí)物如圖3所示。當(dāng)服務(wù)器接收到命令并解析后，即將操作命令通過串口A發(fā)送至單片機(jī)B（AT－mega16），單片機(jī)B將數(shù)據(jù)包通過近距離無線模塊上的天線C發(fā)送給近距離無線模塊上的天線D，D由單片機(jī)E控制接收信息，E根據(jù)命令包參數(shù)選擇性控制繼電器F，通過F來控制設(shè)備G（圖中用電機(jī)演示）的啟動與關(guān)閉。
4結(jié)束語
一、成立數(shù)據(jù)小組
大型數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)元素多，在設(shè)計(jì)上有必要成立專門的數(shù)據(jù)小組。由于數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)者不一定是使用者，對系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)元素不可能考慮周全，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)出來后，往往難以找到所需的庫表，因此數(shù)據(jù)小組最好由熟悉業(yè)務(wù)的項(xiàng)目骨干組成。
數(shù)據(jù)小組的職能并非是設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫，而是通過需求分析，在參考其他相似系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提取系統(tǒng)的基本數(shù)據(jù)元素，擔(dān)負(fù)對數(shù)據(jù)庫的審核。審核內(nèi)容包括審核新的數(shù)據(jù)庫元素是否完全、能否實(shí)現(xiàn)全部業(yè)務(wù)需求；對舊數(shù)據(jù)庫（如果存在舊系統(tǒng)）的分析及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的審核、控制及必要調(diào)整。
二、設(shè)計(jì)原則
1．規(guī)范命名。所有的庫名、表名、域名必須遵循統(tǒng)一的命名規(guī)則，并進(jìn)行必要說明，以方便設(shè)計(jì)、維護(hù)、查詢。
2．控制字段的引用。在設(shè)計(jì)時，可以選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)管理工具，以方便開發(fā)人員的分布式設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)小組的集中審核管理。采用統(tǒng)一的命名規(guī)則，如果設(shè)計(jì)的字段已經(jīng)存在，可直接引用；否則，應(yīng)重新設(shè)計(jì)。
3．庫表重復(fù)控制。在設(shè)計(jì)過程中，如果發(fā)現(xiàn)大部分字段都已存在，開發(fā)人員應(yīng)懷疑所設(shè)計(jì)的庫表是否已存在。通過對字段所在庫表及相應(yīng)設(shè)計(jì)人員的查詢，可以確認(rèn)庫表是否確實(shí)重復(fù)。
4．并發(fā)控制。設(shè)計(jì)中應(yīng)進(jìn)行并發(fā)控制，即對于同一個庫表，在同一時間只有一個人有控制權(quán)，其他人只能進(jìn)行查詢。
5．必要的討論。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)完成后，數(shù)據(jù)小組應(yīng)與相關(guān)人員進(jìn)行討論，通過討論來熟悉數(shù)據(jù)庫，從而對設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行控制或從中獲取數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的必要信息。
6．?dāng)?shù)據(jù)小組的審核。庫表的定版、修改最終都要通過數(shù)據(jù)小組的審核，以保證符合必要的要求。
7．頭文件處理。每次數(shù)據(jù)修改后，數(shù)據(jù)小組要對相應(yīng)的頭文件進(jìn)行修改（可由管理軟件自動完成），并通知相關(guān)的開發(fā)人員，以便進(jìn)行相應(yīng)的程序修改。
三、設(shè)計(jì)技巧
1．分類拆分?jǐn)?shù)據(jù)量大的表。對于經(jīng)常使用的表（如某些參數(shù)表或代碼對照表），由于其使用頻率很高，要盡量減少表中的記錄數(shù)量。例如，銀行的戶主賬表原來設(shè)計(jì)成一張表，雖然可以方便程序的設(shè)計(jì)與維護(hù)，但經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，由于數(shù)據(jù)量太大，會影響數(shù)據(jù)的迅速定位。如果將戶主賬表分別設(shè)計(jì)為活期戶主賬、定期戶主賬及對公戶主賬等，則可以大大提高查詢效率。
2．索引設(shè)計(jì)。對于大的數(shù)據(jù)庫表，合理的索引能夠提高整個數(shù)據(jù)庫的操作效率。在索引設(shè)計(jì)中，索引字段應(yīng)挑選重復(fù)值較少的字段；在對建有復(fù)合索引的字段進(jìn)行檢索時，應(yīng)注意按照復(fù)合索引字段建立的順序進(jìn)行。例如，如果對一個5萬多條記錄的流水表以日期和流水號為序建立復(fù)合索引，由于在該表中日期的重復(fù)值接近整個表的記錄數(shù)，用流水號進(jìn)行查詢所用的時間接近3秒；而如果以流水號為索引字段建立索引進(jìn)行相同的查詢，所用時間不到1秒。因此在大型數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中，只有進(jìn)行合理的索引字段選擇，才能有效提高整個數(shù)據(jù)庫的操作效率。
3．?dāng)?shù)據(jù)操作的優(yōu)化。在大型數(shù)據(jù)庫中，如何提高數(shù)據(jù)操作效率值得關(guān)注。例如，每在數(shù)據(jù)庫流水表中增加一筆業(yè)務(wù)，就必須從流水控制表中取出流水號，并將其流水號的數(shù)值加一。正常情況下，單筆操作的反應(yīng)速度尚屬正常，但當(dāng)用它進(jìn)行批量業(yè)務(wù)處理時，速度會明顯減慢。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，每次對流水控制表中的流水號數(shù)值加一時都要鎖定該表，而該表卻是整個系統(tǒng)操作的核心，有可能在操作時被其他進(jìn)程鎖定，因而使整個事務(wù)操作速度變慢。對這一問題的解決的辦法是，根據(jù)批量業(yè)務(wù)的總筆數(shù)批量申請流水號，并對流水控制表進(jìn)行一次更新，即可提高批量業(yè)務(wù)處理的速度。另一個例子是對插表的優(yōu)化。對于大批量的業(yè)務(wù)處理，如果在插入數(shù)據(jù)庫表時用普通的Insert語句，速度會很慢。其原因在于，每次插表都要進(jìn)行一次I/O操作，花費(fèi)較長的時間。改進(jìn)后，可以用Put語句等緩沖區(qū)形式等滿頁后再進(jìn)行I/O操作，從而提高效率。對大的數(shù)據(jù)庫表進(jìn)行刪除時，一般會直接用Delete語句，這個語句雖然可以進(jìn)行小表操作，但對大表卻會因帶來大事務(wù)而導(dǎo)致刪除速度很慢甚至失敗。解決的方法是去掉事務(wù)，但更有效的辦法是先進(jìn)行Drop操作再進(jìn)行重建。
4．?dāng)?shù)據(jù)庫參數(shù)的調(diào)整。數(shù)據(jù)庫參數(shù)的調(diào)整是一個經(jīng)驗(yàn)不斷積累的過程，應(yīng)由有經(jīng)驗(yàn)的系統(tǒng)管理員完成。以Informix數(shù)據(jù)庫為例，記錄鎖的數(shù)目太少會造成鎖表的失??；邏輯日志的文件數(shù)目太少會造成插入大表失敗等，這些問題都應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行必要的調(diào)整。
5．必要的工具。在整個數(shù)據(jù)庫的開發(fā)與設(shè)計(jì)過程中，可以先開發(fā)一些小的應(yīng)用工具，如自動生成庫表的頭文件、插入數(shù)據(jù)的初始化、數(shù)據(jù)插入的函數(shù)封裝、錯誤跟蹤或自動顯示等，以此提高數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)與開發(fā)效率。
6．避免長事務(wù)。對單個大表的刪除或插入操作會帶來大事務(wù)，解決的辦法是對參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，也可以在插入時對文件進(jìn)行分割。對于一個由一系列小事務(wù)順序操作共同構(gòu)成的長事務(wù)（如銀行交易系統(tǒng)的日終交易），可以由一系列操作完成整個事務(wù)，但其缺點(diǎn)是有可能因整個事務(wù)太大而使不能完成，或者，由于偶然的意外而使事務(wù)重做所需的時間太長。較好的解決方法是，把整個事務(wù)分解成幾個較小的事務(wù)，再由應(yīng)用程序控制整個系統(tǒng)的流程。這樣，如果其中某個事務(wù)不成功，則只需重做該事務(wù)，因而既可節(jié)約時間，又可避免長事務(wù)。
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；動態(tài)信息數(shù)據(jù)庫；磁盤保存形式；內(nèi)存映射
0引言
數(shù)據(jù)庫技術(shù)在電力系統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度自動化中得到廣泛使用。借助數(shù)據(jù)庫，能夠有效保存不同離散遙信量，能夠記錄各種電壓、電流等不同數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)庫能夠保存各種歷史信息內(nèi)容，供電網(wǎng)使用。歷史數(shù)據(jù)的合理保存是數(shù)據(jù)分析的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，促使低頻采樣周期數(shù)據(jù)滿足實(shí)際需求。
1基于時間序列下動態(tài)信息數(shù)據(jù)庫框架
電力系統(tǒng)動態(tài)信息數(shù)據(jù)庫分為三層。第一層是數(shù)據(jù)保存層，主要是文件管理和磁盤緩存模塊，合理保存大量動態(tài)信息。第二層是數(shù)據(jù)處理層，一般是網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)解壓和查詢等不同模塊，主要工作是保存數(shù)據(jù)，合理壓縮，在形成索引前合理處理，并及時對數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)、后期處理等。第三層是應(yīng)用程序接口，可以二次開發(fā)利用。動態(tài)信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要由三部分組成，分別是服務(wù)器、命名服務(wù)器和數(shù)據(jù)訪問客戶。數(shù)據(jù)處理器是動態(tài)信息數(shù)據(jù)庫的中心，能夠合理壓縮和查詢數(shù)據(jù)。命名服務(wù)器能夠控制數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)訪問由兩部分組成，第一是動態(tài)信息數(shù)據(jù)庫維護(hù)，第二是保存和查詢二次接口。數(shù)據(jù)服務(wù)器啟動運(yùn)作期間，需要向命名服務(wù)器注冊具體名稱和地質(zhì)?？蛻舳嗽L問工作期間，在處理服務(wù)器前期，需要和命名服務(wù)器連接，處理訪問數(shù)據(jù)地址，合理保存數(shù)據(jù)[1]。
2電力系統(tǒng)動態(tài)信息數(shù)據(jù)庫關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用
電力系統(tǒng)動態(tài)信息數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵是建立在時間序列基礎(chǔ)下的動態(tài)數(shù)據(jù)保存、管理和查詢對策劃，關(guān)鍵技術(shù)主要是并發(fā)數(shù)據(jù)處理機(jī)制、內(nèi)存映射文件、磁盤處理形式等[2]。
2.1并發(fā)數(shù)據(jù)處理機(jī)制
動態(tài)信息數(shù)據(jù)庫高效工作的關(guān)鍵是滿足客戶端提出的需求，強(qiáng)化磁盤文件交互質(zhì)量和效果。通常情況下，基于多核CPU技術(shù)形式，合理使用服務(wù)端處理線程，強(qiáng)化計(jì)算處理能力，即合理處理物理磁盤讀寫速度問題，分析磁盤高速數(shù)據(jù)吞吐間的平衡程度。數(shù)據(jù)處理主要是寫和讀兩種形式[3]。為使數(shù)據(jù)可以達(dá)到高速處理基本要求，需要借助線程池技術(shù)處理數(shù)據(jù)，有效使用不同CPU并行在一個TCP連接上，進(jìn)行報(bào)文處理工作，即對一個連接上的任務(wù)進(jìn)行并行化處理，達(dá)到高質(zhì)量處理效果。并行處理技術(shù)在書寫數(shù)據(jù)期間，能夠最大限度提升服務(wù)端數(shù)據(jù)處理效果。通常情況下，數(shù)據(jù)處理速度是300萬事件1s。數(shù)據(jù)讀取處理和線程池技術(shù)，可并行處理不同客戶的真實(shí)需求。系統(tǒng)設(shè)置高度緩存區(qū)，借助ORACL數(shù)據(jù)庫綜合分析策略，保持高速緩存，在并發(fā)查詢中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效共享和分析，從而高效訪問終極目標(biāo)。并行化處理技術(shù)讀取數(shù)據(jù)期間，能夠提升服務(wù)端的整體速度，通過實(shí)際測試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)20個并行查詢期間，客戶讀取時間大概為10萬事件1s。
2.2內(nèi)存映射文件形式和磁盤保存機(jī)制
動態(tài)信息數(shù)據(jù)庫保存TB級別的所有數(shù)據(jù)文件，能提升文件磁盤處理速度，是動態(tài)信息數(shù)據(jù)庫提升工作效率的基礎(chǔ)。借助統(tǒng)一化磁盤保存技術(shù)處理內(nèi)部映射文件，不同工作線程對數(shù)據(jù)文件部分進(jìn)行映射處理，達(dá)到高度保存數(shù)據(jù)的基本要求。內(nèi)存映射文件形式。內(nèi)存映射文件形式和虛擬內(nèi)存相差無幾。借助內(nèi)存映射文件保存一個地址空間保存區(qū)域，將物理保存期上交到此區(qū)域內(nèi)部，內(nèi)存文件物理保存器將其保存在磁盤上，即非系統(tǒng)文件內(nèi)容。文件操作前期需要進(jìn)行映射工作，將整個文件從磁盤中加載，借助內(nèi)存映射文件有效處理磁盤上的文件。所有文件保存形式都采用直接管理形式，能夠節(jié)省很多內(nèi)存，使文件釋放更多時間。部分映射的緩存管理機(jī)制建設(shè)。因?yàn)樾枰訲B級別形式保存所有數(shù)據(jù)源、文件，所以不能一次性將所有數(shù)據(jù)信息全面映射在內(nèi)存文件，需要借助緩存管理形式保存和分享海量信息。緩存管理一般使用固定內(nèi)存形式，將內(nèi)部含有的各種數(shù)據(jù)不斷映射在處理服務(wù)器地址空間，進(jìn)而達(dá)到更好的保存效果。對于系統(tǒng)中存在的動態(tài)數(shù)據(jù)信息，通過索引形式確定。磁盤緩存管理器中存在的數(shù)據(jù)，全部放置到一個共同緩存區(qū)域，依據(jù)LRU對策合理化管理。
2.3關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)保存形式
結(jié)合電力系統(tǒng)的根本特征進(jìn)行分析，標(biāo)記保存的歷史數(shù)據(jù)，主要包括時標(biāo)、數(shù)據(jù)值和質(zhì)量碼三種形式。電力系統(tǒng)基本特征格式如下：時標(biāo)8字節(jié)、數(shù)據(jù)值4字節(jié)、質(zhì)量碼4字節(jié)。時標(biāo)主要利用2字節(jié)整數(shù)表示，精準(zhǔn)度為1μs，數(shù)據(jù)值可以使用精準(zhǔn)浮點(diǎn)表示，質(zhì)量標(biāo)志一般利用4字節(jié)整數(shù)表示。因此，一個完整事件點(diǎn)使用的保存空間一般為16字節(jié)。
2.4電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集處理流程
動態(tài)海量數(shù)據(jù)庫可以將不容數(shù)據(jù)點(diǎn)分為離散數(shù)據(jù)和連續(xù)數(shù)據(jù)兩種類型。結(jié)合數(shù)據(jù)性質(zhì)的差異性，使用不同處理形式。離散數(shù)據(jù)點(diǎn)主要是電力系統(tǒng)中存在很多變化的數(shù)值量，比如遙信量、被返回的原始值等，不能進(jìn)行插植處理。連續(xù)數(shù)據(jù)點(diǎn)對應(yīng)的是連續(xù)變化的測量數(shù)值，比如電壓、電流等連續(xù)變化的數(shù)據(jù)。動態(tài)海量數(shù)據(jù)庫需要結(jié)合設(shè)置的內(nèi)容進(jìn)行分析和研究，強(qiáng)化電力系統(tǒng)工作效果。
2.5混合壓縮算法
動態(tài)數(shù)據(jù)庫可以分為兩種形式，分別是有損和無損，整合后最終形成混合壓縮算法。有損壓縮就是使用線性帶寬壓縮算法，壓縮率為8～10。無損壓縮就是將浮點(diǎn)依據(jù)IEEE-754表示形式分為1位、7位和23位，小數(shù)需要再次壓縮，精準(zhǔn)度處理。將三部分?jǐn)?shù)值全部壓縮處理后，以隨機(jī)序列形式將其擴(kuò)大為原來的3～5倍。質(zhì)量位可以借助哈夫曼算法合理處理，連續(xù)量可以使用混合壓縮算法。壓縮率是有損和無損的乘積。分析數(shù)據(jù)的最終特征，確保動態(tài)信息的壓縮效果，是通常情況下的25～30倍。
2.6電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集處理步驟
動態(tài)數(shù)據(jù)庫中有很多數(shù)據(jù)內(nèi)容，可以分為離散數(shù)據(jù)點(diǎn)、連續(xù)數(shù)據(jù)點(diǎn)兩種形式，結(jié)合數(shù)據(jù)基本性質(zhì)差異性，采用不同數(shù)據(jù)處理形式進(jìn)行全方位處理和分析。離散數(shù)據(jù)點(diǎn)主要是電力系統(tǒng)中存在各種有序變化且不連續(xù)的量，比如遙信量、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等。對實(shí)際工作中存在的各種離散數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行壓縮處理，使用系統(tǒng)查詢和保存原始數(shù)據(jù)信息，整個過程中不使用插值處理。連續(xù)數(shù)據(jù)點(diǎn)是測量和處理一些連續(xù)性變化的數(shù)據(jù)，比如電壓、電流等動態(tài)化數(shù)據(jù)內(nèi)容，結(jié)合具體情況設(shè)定壓縮允許誤差，壓縮處理歷史數(shù)據(jù)，將壓縮后的數(shù)據(jù)全部保存在磁盤中。
關(guān)鍵詞地理信息系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫訪問，空間數(shù)據(jù)庫引擎(SDE)，C/S模式，ODBC.
引言
近年來，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到迅速的發(fā)展，這就為信息資源的共享提供了技術(shù)上的可能.作為信息密集型的地理信息系統(tǒng)(GIS)上升到網(wǎng)絡(luò)平臺可謂適逢其時.但從目前的應(yīng)用情況來看，除了國外極少的公司擁有網(wǎng)絡(luò)版的GIS之外，在國內(nèi)還處于試驗(yàn)研制的階段.因此，盡快地研制出我國自主版權(quán)的網(wǎng)絡(luò)GIS的原型和產(chǎn)品，并在技術(shù)手段上達(dá)到國際先進(jìn)水平，是擺在我們面前的一項(xiàng)迫切的任務(wù).
1網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的幾種模式及特點(diǎn)
(1)傳統(tǒng)的集中式.這是一種主機(jī)-終端模式，所有的計(jì)算任務(wù)和數(shù)據(jù)管理任務(wù)都集中在主機(jī)上，終端只是主機(jī)輸入/輸出設(shè)備的延長.這種模式的優(yōu)點(diǎn)是容易管理，缺點(diǎn)是對主機(jī)的性能要求很高，也浪費(fèi)了作為終端的計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力，并且從性能價格比來看，在購置費(fèi)用相當(dāng)?shù)那闆r下，一臺主機(jī)的性能往往比不上幾臺計(jì)算機(jī)所組成網(wǎng)絡(luò)的性能；因此這種模式已逐漸退出主流.
(2)客戶機(jī)/服務(wù)器(client/server，簡稱C/S)模式.一般說來，在這種模式下，服務(wù)器只集中管理數(shù)據(jù)，而計(jì)算任務(wù)分散在客戶機(jī)上，客戶機(jī)和服務(wù)器之間通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來進(jìn)行通訊.客戶機(jī)向服務(wù)器發(fā)出數(shù)據(jù)請求，服務(wù)器將數(shù)據(jù)傳送給客戶機(jī)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算完畢，計(jì)算結(jié)果可返回給服務(wù)器.這種模式的優(yōu)點(diǎn)充分利用了客戶機(jī)的性能，使計(jì)算能力大大提高；另外，由于客戶機(jī)和服務(wù)器之間的通訊是通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行的，是一種邏輯的聯(lián)系，因此物理上在客戶機(jī)和服務(wù)器兩端是易于擴(kuò)充的.它是目前占主流的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模式.
(3)瀏覽器/服務(wù)器(browser/server)模式.在這種模式下，用戶端只需一通用的瀏覽器，如Netscape或Explore，便代替了形形的各種應(yīng)用軟件.服務(wù)器則為Web服務(wù)器.瀏覽器和服務(wù)器之間通過TCP/IP這一通訊協(xié)議進(jìn)行連接.瀏覽器發(fā)出數(shù)據(jù)請求，由Web服務(wù)器向后臺取出數(shù)據(jù)并計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果返回給瀏覽器.這種模式的優(yōu)點(diǎn)是：由于用戶端所用軟件只是一個簡單的瀏覽器，用戶基本上無需培訓(xùn)，用戶端軟件也無需維護(hù)；軟件的升級與修改只在服務(wù)器端進(jìn)行，對用戶透明；服務(wù)器與瀏覽器可處于不同的操作系統(tǒng)平臺.其缺點(diǎn)為：Web動態(tài)技術(shù)不夠成熟，各種標(biāo)準(zhǔn)有待統(tǒng)一，如各廠家的動態(tài)協(xié)議互不支持、瀏覽器之爭等.總之，它是一種先進(jìn)的但發(fā)展還未成熟的技術(shù).
基于以上的分析，應(yīng)選擇客戶機(jī)/服務(wù)器模式作為GIS訪問網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn)模式.
2C/S模式下的GIS訪問網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)在總體上分為C/S兩層(見圖1)，以充分利用C/S模式的跨平臺、易擴(kuò)充、數(shù)據(jù)獨(dú)立等優(yōu)點(diǎn).在client端又分兩層來進(jìn)行設(shè)計(jì)——GIS功能層和數(shù)據(jù)請求層，GIS功能層是GIS的功能實(shí)現(xiàn)部分，數(shù)據(jù)請求層是GIS的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)部分.數(shù)據(jù)請求層作為一中間層，起到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的作用，對上是具有GIS特點(diǎn)的數(shù)據(jù)文件，對下是標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫記錄.這種分層設(shè)計(jì)的形式一方面充分利用了現(xiàn)有的單機(jī)版本GIS研究成果；另一方面，GIS功能層和數(shù)據(jù)請求層的開發(fā)可同時進(jìn)行，只要接口標(biāo)準(zhǔn)不變，本層的變動不會影響到另一層.
Fig.1ThegeneralframeworkofGISaccessingdatabasebasedonC/Smodel
值得一提的是ESRI公司的空間數(shù)據(jù)庫引擎(spatialdatabaseengine，簡稱SDE)的設(shè)計(jì)方案(見圖2).它是目前國際上領(lǐng)先的GIS數(shù)據(jù)處理的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模型.其數(shù)據(jù)的訪問形式為：由用戶的應(yīng)用程序(userapplication)通過SDE應(yīng)用編程接口(SDEAPI)向SDE服務(wù)器提出空間數(shù)據(jù)請求，SDE服務(wù)器內(nèi)存放有空間對象模型，并依據(jù)空間對象的特點(diǎn)在本地完成空間數(shù)據(jù)的搜索，并將搜索結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)向用戶的應(yīng)用程序返回.
對比圖1和圖2可以看出兩者采用的都是C/S模式，并且都將GIS功能實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)請求進(jìn)行分層處理；所不同的是面向數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)請求實(shí)現(xiàn)的位置：圖1在客戶機(jī)端實(shí)現(xiàn)，圖2在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn).在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)的主要優(yōu)點(diǎn)為：(1)對于空間對象模型及相關(guān)的計(jì)算模式的升級可以只在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)，而且對客戶機(jī)端透明；(2)由于SDE服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫ORACLE7.2的結(jié)合非常緊密，因此數(shù)據(jù)的搜尋速度非?？?對于圖1來說，把數(shù)據(jù)請求層放在客戶機(jī)端，對數(shù)據(jù)庫的依賴程度就不同于SDE服務(wù)器，后者對數(shù)據(jù)庫的選型有極強(qiáng)的依賴性(目前SDE服務(wù)器只在ORACLE7.2實(shí)現(xiàn))，相反，它是一種非常開放的結(jié)構(gòu)，它所支持的服務(wù)器不但可跨數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)平臺，而且還可跨操作系統(tǒng)平臺.可以說，圖1和圖2兩種設(shè)計(jì)模式的優(yōu)缺點(diǎn)是相互對應(yīng)的.
3數(shù)據(jù)庫訪問方式的比較
基于程序的訪問數(shù)據(jù)庫的幾種方法如下.
(1)專用的數(shù)據(jù)庫訪問工具.如PowerBuilder，Delphi等，它偏向于對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的管理和顯示，具有限的計(jì)算功能.既不適于用它來開發(fā)GIS應(yīng)用系統(tǒng)，也難以將它們的數(shù)據(jù)操縱功能與現(xiàn)有的GIS應(yīng)用系統(tǒng)緊密結(jié)合.
(2)嵌入數(shù)據(jù)庫語言的常規(guī)語言.各數(shù)據(jù)庫廠家為了讓用戶程序能直接訪問自已的數(shù)據(jù)庫，基本上都提供了專有的面向C語言的預(yù)編譯頭和靜態(tài)庫，如Sybase公司的OPENCLIENT和ORACLE的PRO*C.
(3)開放數(shù)據(jù)庫互連性應(yīng)用編程接口(opendatabaseconnectivityapplicationprogramminginterface，簡稱ODBCAPI)［2，3］.它是微軟(Microsoft)公司提出的數(shù)據(jù)庫訪問形式.它通過確保所有的應(yīng)用系統(tǒng)遵循標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)用層接口，提供對特定數(shù)據(jù)源命令進(jìn)行解釋的驅(qū)動程序來保持應(yīng)用系統(tǒng)的互用性.這樣的應(yīng)用系統(tǒng)是開放的，只要有相應(yīng)數(shù)據(jù)源的ODBC的驅(qū)動，它就無需改變代碼而可訪問相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫.
在確定訪問數(shù)據(jù)庫的方式時，ODBCAPI的開放性的優(yōu)勢是不言而喻的，但這種方式在效率上不如第二種訪問形式.應(yīng)說明的是：ODBCSQL語法分為3層，即最小層、核心層和擴(kuò)展層，盡管目前的大型數(shù)據(jù)庫都能支持到擴(kuò)展層，但為了保證應(yīng)用系統(tǒng)的開放性，在具體編程實(shí)現(xiàn)時，盡量只使用最小層和核心層的語法.
4某電信局配線系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
客戶機(jī)為MAPGIS/ODBC/WINDOWS95，服務(wù)器為SQLSERVER/WINDOWSNT，要訪問的相關(guān)表中記錄約為13萬條.要求從地理底圖上選中某一DP，在數(shù)據(jù)庫中尋找出從這一DP到配線架的可用通路，并在數(shù)據(jù)庫中作相應(yīng)配線修改.如圖3所示.結(jié)果表明：(1)程序?qū)崿F(xiàn)了MAPGIS訪問網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的功能；(2)客戶機(jī)和服務(wù)器均為PC機(jī)(主頻166MHz)，每次操作反應(yīng)時間為數(shù)秒，換機(jī)觀察，發(fā)現(xiàn)服務(wù)器的性能是整個網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的瓶頸.
5結(jié)論
(1)C/S模式為目前網(wǎng)絡(luò)平臺GIS的首選，將GIS功能與數(shù)據(jù)庫訪問分層實(shí)現(xiàn)有利于保護(hù)現(xiàn)有的開發(fā)成果；(2)將數(shù)據(jù)請求層放在客戶端和以O(shè)DBC作為數(shù)據(jù)庫的訪問方式保證了應(yīng)用系統(tǒng)的開放性，其訪問可跨越數(shù)據(jù)系統(tǒng)和操作系統(tǒng)平臺；(3)實(shí)例表明，應(yīng)用系統(tǒng)的反應(yīng)速度更多取決于服務(wù)器的性能，而不是ODBC的效率.
參考文獻(xiàn)
1/base/common/userconf/proc96/TO100/PAP094/P94A.HTM.1998.4
