（电气工程专业论文）分布式管理信息系统的设计.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 i 页 a b s t r a c t w i t ht h ew i d e l yu s eo fc o m p u t e rt e c h n o l o g yi nr a i l w a y ，c o m p u t e r d e v i c e sa c ta nm o r ea n dm o r ei m p o r t a n tr o l ei nl o c o m o t i v es e r v i c i n g u n d e rt h i sc o n d i t i o n t h et r a d i t i o n a lm a n a g e m e n tc a n tw o r kw e l l i n o r d e rt oe n h a n c et h eq u a l i t yo fl o c o m o t i v es e r v i c i n ga n dt h ee f f e c to f m a n a g e m e n t ，m i s ( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ) i su s e di nl o c o m o t i r e s e r v i c i n gd e p a r t m e n tf o rb e t t e ru s eo fe x i s t e n tc o m p u t e rd e v i c e sa n d c o m p u t e rn e t w o r k i nt h ist h e s i s ，a u t h o ri n t r o d u e e dt h ec o n s t r u c t i o na n d t h e d e v e l o p m e n tm o d e l so fm i s ，a n a l y z e dt h et e c h n o l o g yu s e di nm i sa n du s e t h e3 t i e rc o n s t r u c t i o nt od e s i g nt h e “l o c o m o t i v es e r v i c i n g u a l i t v m a n a g e m e n ta n di n f o r m a t i o ns y s t e mo fz h e n g z h o u ”w h i c hu s ec sa n db s m o d e l t h i ss y s t e mh a se v o l v e dm o s t d a t ao p e r a t i o ni nl o c o m o t i r e s e r v i c i n ga n di se a s yt ousea n d a d df u n e t i o n s i nt h eb e g i n n i n go ft h i s t h e s i s t 6 eh i s t o r ya n ds t a t u sq u oo fm i sa r ei n t r o d u c e d t h e nt h e t e c h n o l o g yu s u a l l yu s e di nm i ss u c ha sw e bd a t a b a s e ，c o m p o n e n ta r e e x p l a i n e d a n dd i f f e r e n tc o n s t r u c t i o n so fm i sa n dd e v e l o p m e n tm o d e la r e c o m p a r e di no r d e rt os e l e c tt h eb e s tc o n s t r u c t i o na n dd e v e l o p m e n tm o d e l u s e df o rt a r g e ts y s t e m ，t w os o f tb l o c ka r ed e s c r i b e di nd e t a i1 ，w h i c h i n c l u d et h es t e po fd e v e l o p m e n t ，d f d ( d a t af l o wd i a g r a m ) ，d a t a b a s e d e s i g n a n d i m p l e m e n t a t i o n ，h o w t o e - r ( e n t i t y r e l a t i o n ) a n d h i p o ( h i e r a r c h y p l u si n p u t p r o c e s s 0 u t p u t ) d i a g r a m k e y w o r d s ：m i s ：l o c o m o t i v es e r v i c i n g ：d a t a b a s e ：d i s t r i b u t e d 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 第一章绪论 1 1 传统m i s 的不足 所谓m i s 系统，主要指的是进行日常事物操作的系统。这种系统主要用于 管理需要的记录并对记录数据进行相关处理。在过去的几十年里，m i s 对于企 业完善管理、提高生产和工作效率做出了不可磨灭的贡献。然而，随着信息技 术的进步、人们信息意识的增强以及操作信息技能的普及和提高，传统m i s 的不足之处越来越突出，其封闭的特点使人们难以实现建立完整信息网络的设 想。 传统m i s 的不足主要有以下几点： 系统为封闭式，限制信息资源的开发的深度和利用的广度； 系统维护性差，过多依赖开发者的维护和修改： 系统用户界面作用繁杂，不统一，无法推广使用； 系统软件开发周期长，且基于某一操作系统； 系统阿生命周期短，移植困难，升级麻烦： 系统信息内容与形式过于单一，系统质量难以保证。 如何减轻m i s 开发者的工作量，有效的利用以往m i s 建设中的成功经验， 避免低效重复劳动，自动生成应用系统程序；如何建设高效、可靠、应变能力 前的m i s 应用系统，使之功能强大，维护简单；成为m i s 建设亟要解决的问题 ，组件( c o m d c o m ) 技术就是在这一的需求的推动下应运而生的。 基于i n t e r n e t 的m i s 系统是对传统的 t i s 系统概念上的扩展，它不仅可以 用于高层决策，而且可以用于进行普通的商务管理。通过用户的具名登录( 或 匿名登录) ，以及相应的权限管理，可以实现在远端对系统的浏览、查询、控 制、和审阅。随着i n t e r n e t 的扩展，现有的公司和学校不再局限于物理的有 形的真实的地域，网络本身成为事实上的空间。换句话说，“数字化生存”归 根到底就是：“网络化生存”，网络将成为人们之间交流和通讯的最直接，也就 是最便捷的工具。 基于i n t e r n e t 的m i s 系统同传统的m i s 技术有相似也有区别。相似之处在 于技术的理念；区别之处在于技术的实现。传统的m i s 系统的核心是c s ( c 1 i e n t s e r v e r - - 客户端n 务器) 架构，而基于i n t e r n e t 的m i s 系统的核心 是b s ( b r o w s e r s e r v e r - - 浏览器朋r 务器) 架构。b s 架构比c s 架构有着很 大的优越性，传统的m i s 系统依赖于专门的操作环境，这意味着操作者的活动 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 空间受到极大的限制；而b s 架构则不需要专门的操作环境，在任何地方，只 要能上网，就能够操作m i s 系统，这其中的优劣差别是不言而喻的。 1 _ 2 应用于m i s 系统的新技术 软件组件的产生是对软件的生产方式作一次根本性的变革。软件组件是具 有特殊功能的、自主的软件模块，这种模块按照一定的接口规范可以实现互操 作。与对象相比，组件是自主的、组件化不需要代码的重新编泽和连接，而直 接作为功能模块在二进制级用于软件系统的装配。进入9 0 年代以来，组件方 法已成为工业界普遍接受的提高软件质量、可靠性与软件生产力的行之有效的 方法和技术，即通过装配可重用软件的方法来构造应用程序。就客户来说，希 望这种软件能“即插即用”，即能从所提供的软件组件库中获取最合适的组件 并充分重用现有成熟的软件代码，而且这种组件必须便于增减，便于维护和重 构。 随着网络及相关技术的不断发展和完善，i n t e r n e t 成为了一个庞大的分 布式计算平台。w e b 浏览器由于具有良好的跨平台和图形能力，近几年来尤为 开发者所青睐。以w e b 技术为基础，应用系统结构逐渐从传统的以计算机为中 心向以网络为中心发展。基于w e b 的分布式系统使得用户可透明地共享由不同 运行平台组成的异构计算环境，从而使得用户可在于差万别的信息资源的基础 上，构造信息共享的分布式系统，并有效地实现了应用系统与分布式处理的集 成。 软件组件化思想和代码重用优势以及组件用于m i s 应用所形成的三层结 构体系和分布式处理，给软件工程带来了新的活力。 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 第二章m i s 系统结构及开发模型 2 1m i s 系统结构 2 1 1 单层结构 最初数据库产生时，当时的观念是由应用程序控制关系型数据库，应用程 序程序和数据文件和二为一，不可分割，这种数据处理的模式一般称为单层结 构( 1 一t i e r ) 。由于这种结构的数据库不能实现数据共享，占用计算机资源较 多，于是数据库应用开始转向文件服务器结构。 文件服务器系统就是将一些需要共享的数据文件放到文件服务器上，各终 端通过网络进行数据传输，用户间可以实现文件级的数据共享。 文件服务器的结构虽然简单地实现了数据的共享，但应用程序和数据文件 还没有完全分离，因此，一般也看作单层结构。人们很快发现，文件服务器的 系统很容易发生网络阻塞，因为在数据文件服务器的结构中，用户不论存取服 务器中文仕的一条记录还是一千条记录，都必须将整个数据文件全部下传到用 户计算机中进行处理，处理完后再存回到服务器中。因此文件的服务器结构很 快被一种成为“客户服务器系统”所代替，也就是所谓的两层结构( 2 一t i e r ) 。 2 1 2 二层结构 传统c s 系统是一种典型的二层结构，按照各自实现功能的不同，将应用 程序分为两大部分：一部分是用于处理数据库，称为服务器部分；另一部分是 用于处理应用程序、请求服务，称为客户部分。客户部分负责执行前台功能， 如管理用户接口、数据处理和报告请求等。而服务器部分执行后台服务，如管 理共享外设、控制对共享数据库的操纵、接受并应答客户机的请求等。 二层c s 结构的工作原理是：用户通过客户机应用程序提出数据请求，客 户机通过网络将数据请求提交给数据服务器，由数据服务器执行数据处理任务 ，然后把处理结果传送到客户机上。c s 系统的结构如图2 1 所示： 图2 - 1二层结构示意图 c s 结构一般用于比较适合于小规模的、用户较少( 专用性、交互性强。在这种模式中，客户端装有专用客户软件，更有利于 完成某一项专门的任务。 存取数据安全。因为c s 模式的平台一般采用适于局域网、安全性好的局 域网络协议，如n e t b e u i 协议，安全性有保证。 网络通讯量低、速度快。因为只有二层结构，网络通讯量只包括客户机与 服务器之间的通讯。 在c s 二层结构中，数据显示和事物处理部分均被放在客户端，从而使客 户端承受着双重任务，负担很重，成为胖客户机，相对服务器端的任务较轻， 成为瘦服务器。负荷不均成为这种结构的致命缺陷，随着网络的发展和信息处 理的增加，这种结构产生了严重的不利结果。主要表现在： 客户端负担重。因为随着应系统的功能越来越复杂，客户端应用程序也越 来越庞大，为了提高性能，需要不断提高客户机的配置，有加重可投资的 成本。 扩展性能差。不能兼容原有系统，用户的投资得不到回报。 系统维护复杂，升级麻烦。服务器端与客户端都需要维护。如果系统升级 ，必须为所有的客户端升级。 用户界面风格不一，使用复杂，不利于推广使用。 系统性能低。一个典型的商业应用程序在一个单独的事务处理中可能要处 理多个请求，每个请求只存取几个记录，而不得不从服务器传送大量的数 据，从而影响系统的性能。 另外，随着客户端的增加，会消耗服务器更多的内存，而客户端资源利用 率很低( 5 ) 。因此，使用二层结构的花费将以指数曾加，最终使系统崩溃。 2 1 3 三层结构 传统客户机朋艮务器的应用在很长一段时间内满足了人们的应用需求，但由 于它的局限性，三层结构应用系统应运而生。三层结构是在分布式技术成熟之 后建立起来的，它的基本思想是将用户界面同企业逻辑分离，把信息系统按功 能划分为表示、功能和数据三大块，对应的软件层： 客户端( 表示层) ，表示层是应用的用户接口部分，它负担着用户与应用间 的对话功能。它用于检查用户输入的数据，显示输出的数据。一般在客户 层不存放业务逻辑或存放很少。 中间层( 业务逻辑层) ，通常由应用服务器或w e b 服务器实现，中间层提供 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 业务逻辑、事务调度，并与数据库有连接，它充当客户与数据库之间的桥 梁。m t s 或s y b a s ec t s 等事务服务器都是中间层服务器，c o m 或c o r b a 对 象可以嵌入其中提供业务逻辑。 数据库层，即d b m s ，负责管理对数据库数据的读写，能迅速执行大量数据 的更新和检索。现在的主流是通常像s q ls e r v e r 、o r a c l es e r v e r 等关系 数据库系统( r d b m s ) 。 三层结构中的三层，只是逻辑上的概念。具体实现时，物理结构上的差别 可能会很大。三层可以在一台计算机上，也可以在两台、三台，甚至更多的计 算机上，只要它们在体系上遵循三层c s 结构即可，只不过在一台或两台计 算机上实现三层c s 结构，它的优势是很难体现的。 在三层结构中( 见图2 2 ( a ) ) ，每一层支持应用程序的个独立部分。在 事务处理过程中，每个客户机只向应用服务器发出一个请求，这就减少了网络 通信和竞争。每个应用程序的商业逻辑部分是由该程序的所有用户共享，这就 更好的控制了商业逻辑，大大简化了变化的实现。另外，应用服务器和数据库 之间是一定数目的常连接( 用户不必做连接和断开数据库的操作) 。而且，三 层结构的特性是客户请求应用服务而不是数据请求。所以，随着用户的增加， 三层结构是b r o w s e r w e bs e r v e r d bs e r v e r ( b s ) ( 图2 2 ( b ) ) ，由于b s 结构是一种新兴的技术，它和三层c s 结构还有许多不同，下面分别介绍着 两种模式。 ( a )( b ) 图2 2 三层结构示意图 2 ，13 1 三层c s 结构 三层客户服务器系统是由二层客户服务器系统发展来的，它是将原客户 端的数据处理功能、应用子系统与数据库服务器的数据接口等功能从两层结构 西南交通大学硕士研究生学位论文 第6 页 的客户端分离出来，使客户端只保留最简单的输入输出功能。这样既保留传 统客户服务器系统的优点，又避免了它的缺点。三层c s 体系结构的优点： 提高了效率。客户端应用程序和应用服务器之间的连接实际上只是一些简 单的通信协议，而数据库服务器交流所需要的设置或驱动程序，均有应用 服务器来承担，这就减轻了客户端的负担，也降低了数据库服务器的连接 代价。 易于维护。各层相对独立，可并行开发，客户端只关注用户界面，而且与 其它客户共享相同的数据访问模块，因而提高了可维护性，也加强了数据 的一致性。 更安全的存取模块。由于c s 是配对的点对点的结构模块，采用适用于局 域网、安全性能比较好的网络协议，安全性可以得到比较好的保证。 具有和伸缩性。由于现在计算机硬件系统构成非常灵活，使系统各部分可 以选择与其处理负荷和处理特性相适应的硬件。随着应用的发展，系统可 以增加一台或多台工作站作为应用服务器。 2 1 3 2b s 结构 而b r o * s e r s e r v e r 在本质上也是一种c l i e n t s e r v e r 结构，它是一种由 传统的c s 结构发展而来的在w e b 上的应用。但与三层c s 结构不同的是， b s 系统的表示层为w e b 浏览器，功能层为w e b 服务器。w e b 浏览器一般为专 用的软件产品，如m i c r o s o f t 的i e ，它的任务是由w e b 浏览器向网络上的某 一w e b 服务器提出服务请求，w e b 服务器对用户身份进行验证后用h t t p 协议 把所需的文件资料传送给客户端，用户机接受传来的资料，并把它显示在w e b 浏览器上。w e b 服务器也是专用的产品，软件开发人员只需要开发基于w e b 服 务器的应用程序，实现所需的商业逻辑，它包括了应用中全部的业务处理程序 。换句话说，除了输入输出功能在表示层、数据库在数据层以外，全部的统 计、汇总、分析、打印功能全部存放在功能层。 相对三层c s 结构而言，b i s 结构是一次深刻的变革，它具有如下突出优 点： 它简化了客户端。只需要安装通用的浏览器软件。这样不但可以节省客户机 的硬盘空间与内存，而且使安装过程更加简便、网络结构更加灵活。 更易于维护、更易于升级。维护人员不再为程序的维护工作奔波于每个客 户机之间，而把主要精力放在功能服务器上。由于用户端无需专用的软件 ，当企业对网络应用进行升级时，只需更新服务器端的软件，减轻了系统 维护与升级的成本与工作量。 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 用户操作使用简便。b s 结构的客户端只是一个提供友好界面的浏览器， 通过鼠标即可访问文本、图象、声音、电影及数据库等信息，用户无需培 训即可直接使用，利于推广。 更适合于网上发布信息。b s 结构使用的是i n t e r n e t 的w e b 技术，因而更 适合网上信息的发布，拓展了传统的数据库应用的功能，更适合i n t e r n e t 时代的需要。 鉴于b s 相对于c s 的先进性，b s 逐渐成为一种流行的m i s 系统平台。 各软件公司纷纷推出自己的i n t e r n e t 方案，基于w e b 的财务系统、基于w e b 的e r p 。一些企业已经领先一步开始使用它，并且收到了一定的成效。 b s 模式的新颖与流行，和在某些方面相对于c s 的巨大改进，使b s 成了m i s 系统平台的首选，也使人忽略了b s 不成熟的一面。b s 结构相对c s 结构也 有其弱点，主要表现在： 交互性弱。在c s 中，客户端有套完整的应用程序，在出错提示、在线 帮助等方面都有强大的功能，并且可以在子程序间自由切换。b s 虽然由 j a v a g c r i p t 、v b s c r i p t 提供了一定的交互能力，但与c s 的一整套客户应 用相比是太有限了。 安全性低，由于采用开放的t c p i p 协议和解释型的脚本语言编程，其安全 性只能靠数据服务器上管理密码来保证。 数据处理能力弱。由于w e b 是一种新兴的技术，现在处在解释脚本语言阶 段，无法开发出像用可视化工具开发的功能强大的编译型应用程序。 同时也由于传统的c s 系统大量存在，积累了大量的信息和应用，将这些 应用全部转向b s 系统也是一种长期而艰巨的任务，因此b s 系统并不会立即 取代c s 系统而是将与其长期共存。 2 14 混合体系结构 表2 一l 就二层c s 结构、三层c s 结构和b s 三者的几个主要性能进行对 比。 表2 - 1 不同结构的i v i i s 性能比较 窿囝 二层c s三层c s b s 性能 平台无关性 否 否是 界面统一性否否是 开发难度大最大最小 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 维护费用大小最小 可扩展性弱强最强 交互性最强强弱 安全性 强 最强弱 网络通信量大最小小 可操作性复杂简单最简单 通过上述的比较分析，我们可以知道，c s 和b s 两种模式各有所长，因此 ，在构建i n t r a n e t 的过程中，为开发高效灵活的管理信息系统，把二者有机 结合起来，发挥二者的长处是必不可少的。对于数据量大、需要大量频繁、高 速交互并且使用者单一的系统管理模块，可以仍然采用c s 模式；对于数据量 不大、使用者众多的用户使用模块，可以采用b s 模式；对于c s 模式，二层 结构适合职能部门少且集中稳定、用户少、数据处理量大、基于小型局域网的 系统：三层结构适合职能部门多且分散不稳定、用户多、安全性高、地点灵活 的基于局域网的系统。如图2 3 是混合结构的两种网络拓扑形式，在设计系统 时，根据系统硬件性能、接受用户需求多少和处理数据量大小决定取舍。 匦习垣囹垂习恒困 d b m sd b m s 客户端软件h 应用服务器i 客户端软件l 2 2m i s 系统开发模型 大多数的信息系统( i s ) 都是基于计算机的系统。要设计这样的系统需要付 出大量的努力、时间和金钱。对组织来说，开发信息系统的过程被当做工程来 对待，有明确的开始和结束。从研究信息系统在组织中的相关需求和可行性方 面丌始，然后开发过程通常经过一些很明确的阶段，直到信息系统完全可使用 为止。信息系统开发的不同阶段通常叫系统开发生命周期。有许多标准模型在 一些信息系统开发项目的实施中得到应用。 甚至很短小的软件也按照阶段来设计系统，以符合用户提出的花费、质量 和时间的需求。一般地，软件开发过程分为许多明确的阶段，每个阶段明确定 义了输入和输出。例如，对系统开发最重要的阶段来说，它的输入和输出如下 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 表所示。 表2 2 系统开发各阶段的输入输出 阶段 输入 输出 分析问题 需求说明书 设计需求说明书软件设计 实现软件设计软件模块 测试软件模块提交解决方案 2 2 1 瀑布模型 这是信息系统开发的基本模型。按照这种模型，信息系统开发过程的每个 步骤与流水线相似。需求分析和功能说明的确定是开发过程的第一步。完成这 步后，开始顺序做下面几步。瀑布模型用图解的形式对系统开发中的主 要阶段表示了资源、时间和信息从一个阶段到下个阶段顺序的流动过程。 如图2 4 所示。 图2 4 瀑布模型 2 2 2 系统开发生命周期( s d l c ) 软件开发的瀑布模型试图通过定义一系列明确的阶段来帮助开发者完成系 统。只有等一个阶段结束才能开始下个阶段，然而，实际中软件开发包括许 多并行的过程。完成了确定用户需求说明的分析阶段以后，设计阶段爿开始。 但是在设计阶段说明可能根据交互进行修改。同样地，系统测试的结果自然推 迟到开发过程的结束才会产生。如果希望评估软件模块的优点和合适度，系统 的很多方面只有通过开发过程来判断和证实。瀑布模型把开发过程分成几个主 要关注的阶段。这样使开发者在项目的每个阶段都有清晰的目标，对从一个阶 段到下一个阶段需要做什么有清楚的了解。我们提供的是全球普遍接受的一个 模型，包括了瀑布模型的所有阶段，表示软件开发的过程始于项目论证，终止 西南交通大学硕士研究生学位论文第10 页 于维护。然而商业组织从来都是会变的。随着时间的改变会出现新的问题和机 会，这样修改信息系统，重新对项目进行论证和再经过所有阶段就成为必然。 维护阶段后，项目论证阶段重新开始，这样的完整过程被认为是一个周期。因 此这个模型称为系统开发生命周期( s d l c ) ，如图2 5 所示。 项目论证和选择 士十 项目规划 上千 分析 士十 逻辑设计 0十 物理设计 0十 实现 士十 维护 图2 5 系统开发生命周期( s o l o 模型 这个模型与瀑布模型相似，对开发阶段都是按顺序安排。 2 _ 2 _ 3 “v ”模型 作为每个瀑布模型和它的修改版本的系统开发生命周期( s d l c ) 模型，测试 都在项目的结尾时进行。更好的选择也许是当每个组成部分完成时都进行测试 和检查。这个方法可以更好地发现错误，而且错误不会传递下去，使问题变得 混乱。“v ”模型是瀑布模型的变种，它强调测试的作用，检查贯穿于开发全过 程。“v ”模型的逻辑图如图4 3 所示。“v ”的左边代表软件开发的分析和设计 阶段。“v ”的顶点代表编码和测试，是实现过程。“v ”的右边代表测试和系 统组成部分集成所需的各种步骤。因此它比瀑布模型有更大的优势，表现如下 ： 产生于每个步骤的产品，传递到下一个步骤 与各个级别要执行的测试相对应的产品被标识出来 西南交通大学硕士研究生学位论文第11 页 图2 - 6 “v ”模型 2 2 4 结构化方法 信息系统项目开发涉及到多人合作。一个项目由项目领导者和其领导下的 若干专业人员组成，以完成开发过程。项目领导人给组内不同的成员分配任务 图2 7 结构化系统分析及开发方法( s s a d m ) 。这些任务完成后，先经过测试，然后集成进系统中。因此，把项目分成 西南交通大学硕士研究生学位论文第12 页 阶段是很必要的。每个阶段分成几个定义明确，而内部又相关的任务，这叫做 结构化方法。有很多标准化的结构模型，其中一个叫结构化系统分析及开发方 法( s s a d m ) 。 它包括五个模块，组成方法的核心。模块化的引入符合项目管理当前的潮 流，即强调在每个模块的结束时，提交定义清楚的产品，这个核心模块和所属 的技术如图2 7 所示。 2 2 5 面向对象方法 上面几种方法是比较传统的方法，现代理想化的方法是面向对象方法。这 个概念是由ja i n e sr u m b a u g h 和他在通用电器研究与开发中心( g e r & d ) 的同事们 提出并应用的。这种方法被证明在不同的投资者与应用内容专家之间交流方面 特别有用。面向对象设计比面向对象程序设计有更广的应用范围。它提供逻辑 上的好处而不管选择什么样的实现语言或数据库软件。 分析系统时，我们创建感兴趣的应用领域的模型。这个模型代表现实。但 这个模型比现实情况简单多了。例如一个模型飞机比一个真正的飞机简单得多 。基于模型的实验有助于对正在发明的系统或重新设计的业务领域进行分析和 获得对其内部的观察。面向对象建模与设计是系统设计的一套方法，它使用模 型来组织关于真实世界的概念。它一直到最后阶段都是不依赖于编程语言或数 据库的，只有个概念上的过程。抓住逻辑对象、过程和业务规则，用标准的 概念模型化，再转换为计算机设计，这样处理和指导信息系统的建立。构成面 向对象建模与设计的基础是对象，它把数据结构和行为结合为一个单一实体。 面向对象建模和设计方法对于更好地理解系统需求，更清楚的设计以及更 好地进行系统维护有促进作用。通过与语言无关的图形化符号表示的对象建模 技术，面向对象的概念，可以用来分析问题，设计解决方案，然后用编程语言 或关系数据库来实现。同样的概念与符号可以在系统开发的整个生命周期中使 用。只有当应用的内部概念经过判断，组织并被理解时，才能有效地定义系统 的数据结构和功能的细节。面向对象建模与设计集中在应用开发生命周期的前 部分，包括分析、设计和实现。信息系统的维护与改进在该方法中没有强调。 面向对象建模与设计可以用于规范说明、分析、文件和接口，同样可用于 编程和数据库设计。规划分析员与信息管理员之间有效的、结构化的交流手段 ，在组织中通常不存在。没有系统开发方法，费时的会议不会很快产生决策。 应用程序的面向对象开发方法在系统前端的开发生命周期中花费了比较 多的时间，但它也允许在应用程序之间共享信息，又为将来的项目提供设计重 西南交通大学硕士研究生学位论文第13 页 用和代码重用的能力。然而，重用不是简单的事情，必需经过思考，并比通常 的设计投入更多的努力来规划。 2 2 6c a s e 工具 c a s e 工具表示“计算机辅助的软件工程”。这些工具是一系列程序，目的 是帮助软件的开发。可以获得很多这样的c a s e t 具软件，在系统开发生命周期 的所有阶段中，可以从最初的调查开始到分析设计，再实现到信息系统安装， 自始至终帮助分析员、软件工程师和编程员。新系统的实现需要许多正确而有 效地组织，并完成相应的任务。开发出c a s e 工具用来使过程更加自动化以及 使在系统开发生命周期中相应事件的任务完成得更容易。c a s e 工具主要分成两 组。c a s e 工具中处理系统开发生命周期中头二个部分，最初的调查、分析和设 计，称为前端c a s e 工具或高端c a s e 工具，主要处理实现和安装的那些c a s e 工具，称后端c a s e 工具或低端c a s e 工具。 2 2 7 传统方法与现代方法的比较 本节集中介绍了开发信息系统的不同模型。 瀑布搂型是最早期的传统模型。不过s d l c 模型在软件开发人员中被更广 泛地接受。除此之外，“v ”模型也是一个旧方法。有很多的结构化方法，其中 s s a d m 是较流行的。在现代方法中，介绍了面向对象方法和c a s e 工具。 本系统采用结构化系统分析及开发方法( s s a d m ) 进行设计开发。 2 3 结论 本章阐述和分析了管理信息系统结构的发展过程及其开发模型，讨论了各 种结构的技术特点及优劣，对在开发管理信息系统( m i s ) 时，既要考虑到用 户需要，又要考虑企业的实际情况和发展趋势，合理划分系统，选择结构，选 用合适的开发模型来设计出比较完美的应用程序。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 第三章m i s 系统常用技术 根据m i s 结构的不同，采用的技术也不尽相同。在b s 结构中通常使用w e b 数据库；在c s 结构中，通常使用多层分布式应用系统的结构。 3 1w 曲数据库技术 开发w e b 数据库的方案较多：一类是w e b 服务器端提供中间件，连接w e b 服务器与数据库服务器，常用的方案有通用网关接口( c g i ) 和应用程序接口 ( a p i ) ：这些方案都有各自的特点，最近微软提供出了开发w e b 数据库较佳的 a s p 方案。 3 1 1 通用网关接口( c g i ) 通用网关接口c g i ( c o m m o n g a t e w a y i n t e r f a c e ) 是b s 计算模型应用系统 传统的解决方案。利用c g i 将数据库管理系统d b m s 等传统信息集成到统一 的w w w 页面中，将w e b 服务器和数据库连接起来，是用户可以访问查询数 据库内容，从而使页面具有交互性，随时接受并处理信息请求返回文本。 传统的c g i 技术能解决对数据库的访问，而且由于它跨平台能力强，开发 费用又少，早已成为广泛应用的一个标准。但是，就c g i 本身来说，存在一些 明显的不足： 性能较差。c g i 应用程序的运行是一种基于进程的调度，进程的数据变量 空间难以共享。再说，每次c g i 请求要建立一个的进程，而生成新的进程 既费时有低效。 与数据库的结合程度低，无法充分发挥关系数据库的强大功能。 3 1 2 应用程序编程接口a p i 为了克服c g i 的局限性，一些w e b 服务器开发商开发出了专用的a p i ，常 用的有两种：i s a p i ( i n t e r n e ts e r v i c ea p i ) 和n s a p ( n e t s c a p es e r v e ra p i ) 。a p i 可以让程序员编写程序来扩充服务的功能，增强和替代c g i 的功能。a p i 应用程序通常是动态链接库d l l 文件，运行在w e b 服务器的进程空间，是一种 基于线程的调度，由于线程的数据变量空间可以共享，因此a p i 的性能优于c g i 。但是，各种a p i 之间的兼容性很差，缺乏一个统一的标准，开发难度大，随 着用户的增多，效率普遍下降，所以a p i 往往只能工作在特定的w e b 服务器和 操作系统上。 西南交通大学硕士研究生学位论文第15 页 3 1 3a s p 技术 a s p ( a c t i v es e r v e rp a g e s ) 是m i c r o s o f t 公司提供的种开放的、且可 将h t m l 和脚本以及和重用的a c t i v es e r v e r 组件结合在一起的动态页面构造 技术，用于建立高效、动态、基于w e b 服务器的数据库应用程序访问环境。a s p 采用将s c r i p t 嵌入h t m l 文本的方式，把动态部分有机地融入静态的页面中， 同时采用面向对象的特征以及对a c t i v e x 控件的扩展，可实现对w e b 数据库的 动态访问。a s p 对数据库的访问采用a d o 方式。 a s p 运行的过程为：当浏览器向w e b 服务器申请访问一个a s p 文件时，w e b 服务器调用a s p 文件，然后执行每一条脚本语句，最后把执行的结果转换为 h l m l 格式传给客户端。其运行模式如图3 - 1 所示： 浏览器 请求a s p 文 m i c r o s o f t i l s 静态h t m l 页 动态( a s p ) 页 动态生成h t m l 页f ：= = 三二= ：千d ( 三：趴 s q ls c r v e rr o l e d b o d b c 图3 1a s p 运行模型 a s p 技术有以下的特点： 不需要编译a s p 文件无须经过编译即直接在服务器端运行。纯文本格式 一a s p 使用一般的文本编辑格式，用w i n d o w s 的记事本即可编辑设计。 与浏览器无关一客户端只要使用一般可运行h t m l 的浏览器，即可浏览用 a s p 所设计的主页内容，脚本语言( v bs c r i p t 或j s c r i p t ) 在w e b 服务 器上解释执行。 可扩充服务器端功能。通过调用a c t i v e x 服务器组件增加a s p 的功能，可 用v b 、j a v a 、v c 十+ 等编程语言开发a c t i v e x 服务器组件。 可扩充脚本语言a s p 可以使用除v bs c r i p t 或j s c r i p t 外的任何脚本语 言，只需要第三方提供其相应的脚本引擎即可。 源代码的保密性一a s p 文件的源代码不会传到客户的浏览器上，传到客户 融 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 6 页 浏览器的主页已经经过w e b 服务器解释，为标准的h t m l 格式的主页。 在a s p 中包含了五个内置对象，a s p 正是通过这五个内置对象来实现服务 器与客户机的交互，它们的名称及功能如下所述： 夺r e q f i e s t 对象，从浏览器获取信息； 夺r e s p o n s e 对象，发送信息到浏览器； 夺s e r v e r 对象，对服务器端a c t i v e x 组件提供访问其方法属性的功能； 夺s e s s i o n 对象，存储用户任务的信息； 夺a p p l i c a t i o n 对象，保留多用户共享一个程序的信息。 3 1 4 数据库接口技术 m i e r o s o f t 的m i c r o s o f td a t aa c c e s sc o m p o n e n t ( m d a c ：数据访问组件) 是一组运行时组件，主要是为了解决分布式应用程序开发中对各种结构的数据 源的访问，及对远程数据源的访问。m d a c 包括的组件如表3l 所示。o d b c 是 一个通用的a p i 接口，用于通过s q l ( s t r u c t u r eq u e r yl a n g u a g e 结构化查询 语言) 访问d b m s ( d a t a b a s em a n a g e m e n ts y s t e m ) 中的数据。 表3 - 1 组件描述 组件描述 a c t i v e xd a t ao b j e c t s ( a d o ) 应用程序级面向数据的编程接口 r e m o t ed a t as e r v i c e 客户端高速缓存引擎，o d b c 的o l ed b ( r d s ：远程数据服务)提供者，o d b c 数据库的a c c e s s 提供者 o d b c 驱动程序管理器，通过o l ed b 进行实现了o d b ca p i ( o d b cd r i v e tm a n a g e r )，并将调用引入o d b c 驱动程序中数据 o d b c 驱动程序 库驱动程序。 为了不限于d b m s 和s q l 查询，又提出了u d a 。u d a 能够访问的数据可以是 结构化的或非结构化的、可以是关系式的或非关系式的，可以存储在企业的任 何位置，如邮件、文本数据等。u d a 以o l e d b 为基础，o l e d b 是一组用来构造 数据库组件的c o m 接口，它提高了数据的访问效率，同时为了使o l e d b 易于使 用，u d a 定义了一个应用程序级的编程接口a d o 。a d o 数据访问如图3 2 所示。 a d o 使用了双重接口，所以它可以很容易地用于脚本语言，以及其他开发工具 。对于三层的、分布式应用程序来说，a d o 模型的主要功能是能够创建断开连 接的r e e o r d e s t 对象，利用r e m o t ed a t as e r v i c e ( r d s ：远程数据服务) ，可 以将这样的对象在中间层商业对象和表示层应用程序之间传输，也能改善应用 程序的伸缩性。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第17 页 ado o l ed b b 关系d b s 熏五二医 非炎系d b s e x t l m a i l 1 0 t h e r m a i n f r a m e d a t a 图3 2a d o 数据访问结构图 a s p 对服务器端a c t i v e x 组件的支持提供了w e b 与数据库互连的基础，数 据库访问组件为其中之一。服务器端a c t i v e x 组件被封装于w e b 服务器中，通 过w e b 服务器运行，是设计w e b 服务器端应用程序的基础。开发w e b 数据库就 是利用这些组件实现w e b 与数据库互连。 a s p 就是通过a d o 实现对数据库的访问。a d o 可以使服务器端的脚本通过 o l e d b 或o d b c 存取和操纵数据库服务器的数据。使用a d o 的对象可以建立和管 理数据库的连接：从数据库服务器要求和获取数据；执行更新、删除、添加数 据、获取o d b c 的错误信息等。a d o 是a s p 方案中最具吸引力的数据库连接控件 ，它为用户提供了连接任何兼容o l e d b 或o d b c d 的数据源以及创建全功能数据 库应用程序的能力。 a d o 提供以下三个主要对象： c o n n e c t i o n 对象，表示建立一个数据源的连接； c o m m a n d 对象，定义对数据源进行操作的命令； r e c o r d e s t 对象，表示由数据库或命令的结果产生的全部记录集。 在这三个对象中r e c o r d e s t 对象最重要，c o n n e c t i o n 对象和c o m m a n d 对象 为创建r e c o r d e s t 对象服务。c o n n e c t i o n 对象主要负责记录有关数据源的一些 必要信息，r e c o r d e s t 对象将从数据源里产生，a d o 需要通过引用d s n ( d a t a s o u r c en a m e ) 通知w i n d o w sn t 服务器o d b c 数据源的存在。c o n n e c t i o n 对象 中用o p e n 方法引用d s n 的参数并把它记录到c o n n e c t i o ns t r i n g 属性中。 c o m m a n d 对象提供了第二种创建r e c o r d e s t 对象的方法。它产生一个游标，进 行参数化查询。对指定的值进行参数化查询，能够从结果记录集滤出相应的记 西南交通大学硕士研究生学位论文第18 页 录。可以通过在s q l 语句中添加变量完成此操作。 3 2 多层分布式应用系统 3 2 1 组件技术 多层分布式应用系统的优势是系统的可扩展性，也就是软件的可重用性。 通过软件重用，可提高软件生产率，提高系统的可靠性，缩短软件的开发周期 ，减轻软件维护负担。进入9 0 年代后，人们非常重视软件重用的研究和实践 ，组件正是适应这一需求而出现的。 目前，在组件技术标准化方面，主要有以下三个比较有影响的规范：o m g 起草与颁布的c o r b a ；微软公司推出的c o m d c o m c o m + ：s u n 发表的j a v a b e a n s 。由于w i n d o w s 操作系统广泛应用，目前已有大量系统基于此组件技术。 3 21 1c o m 概述 组件对象模型( c o m p o n e n t o b j e c t m o d e l ，c o m ) 于1 9 9 3 年由m i c r o s o f t 创 建，提供了使多个应用程序或组件对象协同工作并相互通信的能力。c o m d c o m 是一种规范，是一种构造软件组件的二进制标准。c o m 是一种以组件为发布单 元的对象模型，这种模型使各软件组件可用一种统一的方式进行交互。c o m 的 主要特征对分布式应用程序提供了良好的支持。 3 2 1 2c o m 的基本结构 i c o m 对象 c o m 定义了创建组件的标准