導(dǎo)語：如何才能寫好一篇數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計方案，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞:實時數(shù)據(jù)庫;體系結(jié)構(gòu);實時數(shù)據(jù)模型

中圖分類號:TP311文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2009)26-7437-02

隨著計算互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展,信息資源的經(jīng)濟價值和社會價值越來越明顯,建設(shè)以數(shù)據(jù)庫為中心的信息系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng),對于提高企業(yè)的效益、提高工作效率具有重要意義。在這種背景下,實時數(shù)據(jù)庫成為近年來在數(shù)據(jù)庫技術(shù)全新發(fā)展過程中產(chǎn)生并蓬勃發(fā)展起來的數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的一個新分支,實時數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴展,但目前在實時數(shù)據(jù)庫的研究文獻(xiàn)中還很少對數(shù)據(jù)建模問題進行專門研究,論文重點針對實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在鐵路信號監(jiān)控中應(yīng)用進行研究,具有一定現(xiàn)實意義。

1 實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是在數(shù)據(jù)庫技術(shù)和實時技術(shù)基礎(chǔ)上產(chǎn)生的研究領(lǐng)域,與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有著本質(zhì)差別,實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要是利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)來解決實時系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)管理問題,并不是在概念、結(jié)構(gòu)和方法上的簡單集成,設(shè)計實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要涉及如下關(guān)鍵技術(shù):

1.1 實時數(shù)據(jù)模型

實時數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域首先要研究解決的主要問題,具體包括:開發(fā)實時數(shù)據(jù)模型,設(shè)計允許用戶說明實時數(shù)據(jù)模型中所含的語義知識的和使用戶能以各種方式使用的實時數(shù)據(jù)定義和查詢語言、說明“復(fù)雜事務(wù)”的結(jié)構(gòu)及相互作用的實時事務(wù)執(zhí)行說明語言。通常的層次、網(wǎng)狀和關(guān)系模型都不能描述有關(guān)時間的信息,當(dāng)前有兩種修改關(guān)系模型以進行實時查詢處理的方法:①使用“近似關(guān)系”集。為了查詢的及時評價,需要為各種關(guān)系定義其近似關(guān)系,再反復(fù)地修改近似關(guān)系以獲得更接近的結(jié)果和更好的查詢響應(yīng)。②使用關(guān)系的“片段網(wǎng)格”以改善查詢處理。

1.2 實時事務(wù)模型

在實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中由于實時事務(wù)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜、事務(wù)之間有多種交互,實時事務(wù)模型主要為滿足更加復(fù)雜的實時事務(wù)處理而設(shè)計,主要包括嵌套、分裂/合并、合作、通信等事務(wù)模型。在實時查詢/事務(wù)的接納管理方面,查詢/事務(wù)的性能依賴于可以使用的內(nèi)存量。當(dāng)有足夠的內(nèi)存時,絕大多數(shù)查詢/事務(wù)就可簡單地一次性讀取它們操作的數(shù)據(jù),且直接產(chǎn)生所需結(jié)果。若給定較少的內(nèi)存,只要給定的量超過查詢/事務(wù)的最小內(nèi)存需求,大多數(shù)事務(wù)可以通過一定的數(shù)據(jù)I/O仍然可以運行。為了幫助事務(wù)獲得期望的性能級別與定時限制的滿足,實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要通過接納比其最少的內(nèi)存容納事務(wù)數(shù)更多的事務(wù)來提高并發(fā)度。

1.3 實時事務(wù)處理

主要是針對實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中事務(wù)的定時限制,按照事務(wù)截止期控制實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中事務(wù)的執(zhí)行順序,確定實時事務(wù)的優(yōu)先級,并按照優(yōu)先級實現(xiàn)實時事務(wù)調(diào)度。在實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中,實時事務(wù)處理降低了傳統(tǒng)可串行化并發(fā)控制的嚴(yán)格程度,更加關(guān)注數(shù)據(jù)的實時性,因此,實時事務(wù)處理在并發(fā)控制方面“放松的可串行化”或“暫緩的可串行化”。

2 面向鐵路信號監(jiān)控的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)總體方案

本論文結(jié)合實際應(yīng)用需求提出面向鐵路信號監(jiān)控的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)方案框架,它是適應(yīng)高技術(shù)條件下管理要求,設(shè)計實現(xiàn)集成、開放、模塊化的人機界面,與其它商用實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)相比,系統(tǒng)在設(shè)計過程中忽略了一些不常用的次要功能,注重各功能的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和開放性,突出了數(shù)據(jù)采集的實時性、顯示的直觀性、增強了數(shù)據(jù)分析能力和事務(wù)的處理能力,主要包括系統(tǒng)實現(xiàn)方案框架和實時數(shù)據(jù)模型總體設(shè)計思路。

2.1 實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)方案框架

面向鐵路信號監(jiān)控的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的方案框架主要包括如下三部分,具體如下:

1) 實時數(shù)據(jù)管理系統(tǒng):運行于實時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,主要功能是系統(tǒng)進程管理、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)服務(wù)。這是整個系統(tǒng)的核心,要求它運行穩(wěn)定、功能強大、可處理不同類型的數(shù)據(jù)點,并能對歷史數(shù)據(jù)進行壓縮進而長久保存。

2) 設(shè)備數(shù)據(jù)接口:用于實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和指揮中心等數(shù)據(jù)源之間的數(shù)據(jù)交換。這個設(shè)備數(shù)據(jù)接口要求是多功能、多層次、多服務(wù)對象的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備數(shù)據(jù)接口。它不但能和實時數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交換,還要能給關(guān)系數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)。

3) 實時數(shù)據(jù)上層應(yīng)用工具包用于實時數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)查詢和分析應(yīng)用程序。

2.2 實時數(shù)據(jù)模型總體設(shè)計框架

本論文的實時數(shù)據(jù)模型方案設(shè)計主要以劉云生等提出的實時數(shù)據(jù)模型方案為基礎(chǔ),結(jié)合本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其功能需求,在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)之上,把時間概念擴展進去,以滿足實時應(yīng)用的定時限制的要求。本系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)模型總體設(shè)計思路如下。

3 實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型方案

針對實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、存貯、管理、查詢、分析、處理等關(guān)鍵功能,系統(tǒng)對“實時性”和“準(zhǔn)確性”的要求非常嚴(yán)格,為此實時數(shù)據(jù)模型的操作應(yīng)該包括時間關(guān)系代數(shù)操作、數(shù)據(jù)的時間一致性限制、事件及事務(wù)的時間限制等關(guān)鍵因素。實時數(shù)據(jù)模型主要包括如下三個部分:一組對象及其結(jié)構(gòu)、一組操作和一組(關(guān)于對象與操作的)約束,其中的約束與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型相比更突出地包括時間限制,即:(1)定義實時數(shù)據(jù)對象及其結(jié)構(gòu)集合(RTDO);(2)定義施加于RTDO的一般數(shù)據(jù)操作和時間關(guān)系代數(shù)操作(RTOP);(3)定義對于RTDO和RTOP的完整性與一致性限制及實時限制(RTC)。

3.1 RTDO實時數(shù)據(jù)對象

實時數(shù)據(jù)對象包含如下三種類型:映像對象(IMO)、導(dǎo)出對象(DEO)和常量對象(COO)。映像對象是被實時寫入實時數(shù)據(jù)庫的RWO(現(xiàn)實世界中的對象)值的數(shù)據(jù)對象,即一個IMO就是一個RWO在特定時刻的映像。導(dǎo)出對象(DEO)是經(jīng)過事務(wù)的執(zhí)行,通過一組IMO和/或其他數(shù)據(jù)對象計算得到。常量對象(COO)可以看作實時數(shù)據(jù)庫的對象,也可以不是實時數(shù)據(jù)庫對象。如果是實時數(shù)據(jù)庫對象,COO可當(dāng)作實時數(shù)據(jù)的特例,不隨時間而改變,時標(biāo)為系統(tǒng)初建時刻(設(shè)為t0),有效期的上限為“當(dāng)前”(tc)。

基于以上分析,從實時數(shù)據(jù)對象的角度設(shè)計實時數(shù)據(jù)庫Trss:設(shè)CYO(VO,ti)表示在時刻ti對現(xiàn)實世界中可變對象集合VO的采樣操作;F(CO)表示對現(xiàn)實世界中常量對象CO的一次性取值,VO和CO都是RWO的子集。DO表示一個數(shù)據(jù)對象的集合,它是實時數(shù)據(jù)庫Trss的子集;JSC(DO)表示對DO的計算操作;IMOn表示當(dāng)前映像對象集,IMO1,IM02……IMOn-1表示數(shù)據(jù)庫的存儲映像對象集。

Trss={IMO, DEO, COO};

IMO={IMO1, IMO2,...IMOn};

IMOi=CYO(VO,ti), VO?哿RWO,(I=1,2,...n);

COO=F(CO),CO?哿RWO;

DEO=JSC(DO),DO?哿Trss

其中COO表示對時間不變的對象的集合,IMO表示映像對象的集合,DEO表示導(dǎo)出對象的集合。

3.2 RTOP時間關(guān)系代數(shù)操作

關(guān)系代數(shù)是關(guān)系數(shù)據(jù)操縱語言的一種傳統(tǒng)表達(dá)方式,它是由關(guān)系的運算來表達(dá)查詢的。基于Trss系統(tǒng)的需求設(shè)定了選取、投影、差、并四種時間關(guān)系代數(shù)操作。

時間選取:為選取針對屬性和/或有效期指定的滿足條件F的數(shù)據(jù)對象。F可以是關(guān)于屬性值的傳統(tǒng)表達(dá)式,也可以是關(guān)于有效期VI的時間條件表達(dá)式,或兩者都包括。被選取的數(shù)據(jù)對象的值和有效期均不變。

時間投影:為選取由A指定的屬性值和/或有效期VI,構(gòu)成一個新的關(guān)系。若A中未指定VI則其結(jié)果對象均為常量對象,否則結(jié)果對象中具有相同值的對象可進行時間歸并。對有效期VI的投影等價于返回各對象O的有效期的函數(shù)VI(0)。

時間差:具有相同值但有效期不一定相同的對象。設(shè)R,S為兩個數(shù)據(jù)對象集,其時間差P=R-S定義為:對于R中的任一Xi,僅當(dāng)S中有Xj使得xi=xj,且VI(xi)屬于VI(xj)時,xj不屬于P;否則xj屬于P,此時VI(xi)=VI(xi)-VI(xj)。

時間并:兩個具有相同值和不同有效期的數(shù)據(jù)對,還需要維護有不同有效期而有同樣值的IMO對象的完整性,在實際應(yīng)用過程中,主要通過引入“時間歸并”操作來實現(xiàn)。

3.3 RTC時間限制

數(shù)據(jù)的時間一致性:實時數(shù)據(jù)庫Trss是相應(yīng)現(xiàn)實世界的直接映像,Trss實時反映現(xiàn)實世界狀態(tài)的任何變化,并實現(xiàn)對現(xiàn)實世界的實時表示。數(shù)據(jù)對象的時標(biāo)足夠接近真實時間,使數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)能反應(yīng)現(xiàn)實世界的“當(dāng)前”狀態(tài)。如果數(shù)據(jù)對象的時間在當(dāng)前時間的某個指定閾值范圍內(nèi),實時數(shù)據(jù)庫Trss中該對象與外部一致。

事件的時間限制:對于Trss系統(tǒng)中的各種實時應(yīng)用活動總是由一事件來觸發(fā)和標(biāo)志,即每一活動有一與之相聯(lián)的事件,因此,施加于活動(事務(wù))的某些實時限制來自于事件的限制。實時事務(wù)由事件驅(qū)動,事務(wù)的定時限制有的則表現(xiàn)為相聯(lián)事件的限制。

4 結(jié)束語

論文提出了鐵路信號監(jiān)控的實時數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu),基于實時數(shù)據(jù)庫的功能需求提出了實時數(shù)據(jù)模型的設(shè)計思想,根據(jù)設(shè)計思想,對實時數(shù)據(jù)模型進行設(shè)計,體現(xiàn)出了實時數(shù)據(jù)模型不同于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型的突出特點,在模型上加上了時間概念,包括數(shù)據(jù)的時標(biāo)、事件的時間限制。

參考文獻(xiàn):

[1] 劉云生,易嵐,余利平.一個實時數(shù)據(jù)模型[J].小型微型計算機系統(tǒng),2000(5).

[2] 劉英,王志堅,尹燕敏.實時數(shù)據(jù)庫的事務(wù)處理[J].科技與經(jīng)濟,2002(2).

[3] 陳祥.基于OPC技術(shù)的實時數(shù)據(jù)庫研究與實現(xiàn)[D].河海大學(xué)碩士學(xué)位論文,2003.

篇2

在現(xiàn)階段的發(fā)展過程中，大多數(shù)的縣級臺播出系統(tǒng)運行年限相對較為久遠(yuǎn)，在播出過程中存在各種故障問題，信號質(zhì)量呈現(xiàn)下降的趨勢，已經(jīng)無法滿足電視安全播出的實際需求，對此，在實踐中，要提升對縣級臺高標(biāo)清同播系統(tǒng)設(shè)計方案及建設(shè)實踐的重視，這也是現(xiàn)階段縣級臺發(fā)展中的重要任務(wù)。在實踐中通過調(diào)查分析了解到，在現(xiàn)場的系統(tǒng)建設(shè)過程中基礎(chǔ)的設(shè)施內(nèi)容主要涵蓋了高清數(shù)字頻道與標(biāo)清數(shù)字頻道，這樣才可以構(gòu)建一個相對完善的播出系統(tǒng)；播出系統(tǒng)主要涵蓋了總控與分控、上載審看與編輯節(jié)目播出單、播出控制與二級存儲等相關(guān)部分。其中播控系統(tǒng)的主要功能就是對于對各種節(jié)目、廣告以及各種信息資訊進行播出，這是整個網(wǎng)絡(luò)化制作的最終環(huán)節(jié)，在實踐中對于此系統(tǒng)的安全度要求相對較高，優(yōu)質(zhì)的系統(tǒng)設(shè)計對于整個縣級臺的電視畫面播出有直接的影響。在實踐中因為對于縣級臺高標(biāo)清同播系統(tǒng)設(shè)計整體規(guī)模相對較大、設(shè)備具有一定的復(fù)雜性，播出過程中各種節(jié)目條數(shù)的整體數(shù)量相對較大，對此在實踐中要提升其自動化以及智能化性能，要通過科學(xué)系統(tǒng)的管理模式對其進行系統(tǒng)的控制，只有這樣才可以有效滿足各種實際的工作任務(wù)，從根本上降低工作難度，提升整體的工作質(zhì)量，有效避免各種人為因素產(chǎn)生的故障問題。對此，要通過智能化的監(jiān)控方式與手段，加強對各種系統(tǒng)信號的實時監(jiān)控，對于存在的各種故障問題進行報警處理，對于存在的各種系統(tǒng)問題以及隱患進行及時的定位處理，在根本上保障整個縣級臺高標(biāo)清同播系統(tǒng)設(shè)計方案及建設(shè)實踐的有效性。

2縣級臺高標(biāo)清同播系統(tǒng)設(shè)計方案及建設(shè)實踐系統(tǒng)

2.1播出系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計。在實踐中基于縣級臺的實際狀況以及資金投入等客觀因素的影響，充分借鑒其他優(yōu)秀的案例，對其進行系統(tǒng)的設(shè)計，明確實際的架構(gòu)與設(shè)計思路，對此在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)計過程中，對于重點設(shè)備要應(yīng)用主備冗余配置，在對其設(shè)計過程中，要滿足兩個高清數(shù)字頻道以及兩個標(biāo)清數(shù)字頻道的安全播出規(guī)模，要具有一定的拓展空間，為今后的縣級臺規(guī)模拓展以及系統(tǒng)升級留下空間。2.2數(shù)字硬盤播出系統(tǒng)的設(shè)計。此系統(tǒng)的主要任務(wù)就是把各種視頻服務(wù)器、相關(guān)錄像機以及各種外來信號等信號源進行系統(tǒng)的管理，根據(jù)實際的節(jié)目需求對其進行系統(tǒng)的切換處理，在融入一定的臺標(biāo)以及字幕信息，再通過網(wǎng)絡(luò)對其進行傳輸。在對其進行系統(tǒng)設(shè)計過程中，因為其大部分的節(jié)目來源復(fù)雜，對此相關(guān)視音頻文件要通過視頻服務(wù)器對其進行轉(zhuǎn)換，進而形成高標(biāo)清的SDI視音頻信號，要保障其視頻服務(wù)器始終位于核心地位。同時，要想有效地保障整個節(jié)目內(nèi)容的通暢性，在實踐中就要提升對安全性的設(shè)置，通過二級存儲系統(tǒng)的構(gòu)建，在根本上提升其整體的安全性。2.3系統(tǒng)設(shè)計要具有一定的安全性與穩(wěn)定性。對此在設(shè)計過程中，其關(guān)鍵位置要應(yīng)用硬件級的備份技術(shù)，要應(yīng)用硬件系統(tǒng)的無單一崩潰點設(shè)計模式，要應(yīng)用一定的數(shù)據(jù)容錯技術(shù)，要應(yīng)用一定的應(yīng)急處理方案，在根本上保障整個系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。2.4播出系統(tǒng)主要構(gòu)成。在設(shè)計過程中，其主要就是通過視頻服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、播控系統(tǒng)以及視音頻分控系統(tǒng)、視音頻調(diào)度系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)、監(jiān)看監(jiān)錄系統(tǒng)等組成。1）視頻服務(wù)器系統(tǒng)，是整個播控系統(tǒng)的關(guān)鍵內(nèi)容，對于播控系統(tǒng)具有控制的功能，在實踐中主要的作用就是視音頻文件解碼轉(zhuǎn)換為高標(biāo)清的SDI信號。2）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是整個縣級臺高標(biāo)清同播系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其主要功能就是對各種信息素材進行記錄、對節(jié)目單進行監(jiān)控、對元素數(shù)據(jù)信息進行管理，在對其設(shè)計過程中主要應(yīng)用的就是主備數(shù)據(jù)庫服務(wù)器以及雙機熱備份，這樣可以有效提高整體的安全性。3）播控系統(tǒng)就是對相關(guān)工作站、服務(wù)器的硬件以及軟件進行設(shè)置，其中核心硬件要保障其質(zhì)量。播控系統(tǒng)在實踐中的主要作用就是對視頻服務(wù)器、視音頻切換等相關(guān)設(shè)備進行控制，進而保障各種節(jié)目的有效播出。4）視音頻調(diào)度主要就是對各種信號進行統(tǒng)一處理，在利用矩陣、跳線等方式對其進行調(diào)度整合，進行各頻道的播出。5）視音頻分控系統(tǒng)在實踐中主要就是對于各個信號頻道進行系統(tǒng)的處理，通過對相關(guān)節(jié)目的切換、臺標(biāo)以及字幕的處理實現(xiàn)操作，在設(shè)計中要保障其獨立主備相關(guān)視音頻鏈路，單鏈路設(shè)備要保障其支持掉電直通，保障其整體系統(tǒng)無單一的崩潰點。6）時鐘系統(tǒng)就是保障整個播控軟件的時間統(tǒng)一性，進而保障其同步控制。

3縣級臺高標(biāo)清同播系統(tǒng)設(shè)計的主要原則

縣級臺高標(biāo)清同播系統(tǒng)最為重要的就是其安全性與穩(wěn)定性，對此在設(shè)計過程中，要遵循以下基本設(shè)計原則。1）設(shè)計方案要具有一定的安全性，要保障冗余備份，其不存在單一的崩潰點，在設(shè)計過程中要根據(jù)實際的狀況以及可能存在的各種隱患，制定相關(guān)應(yīng)急預(yù)案。2）相關(guān)硬件配置要具有一定的安全性，在進行硬件配置過程中，要保障其質(zhì)量，進而避免各種不必要的故障問題的產(chǎn)生。3）數(shù)據(jù)存儲要具有一定的安全性，在實踐中各級存儲系統(tǒng)中要提升對其素材管理以及內(nèi)容安全工作的重視，要加強冗余備份。在設(shè)計過程中要保障其一級存儲的視頻服務(wù)器，設(shè)備為RAID1+0或者RAID3+1架構(gòu)，要保障其為最高的安全級別，在實踐中要應(yīng)用高質(zhì)量的帶寬設(shè)備。在對其二級存儲進行設(shè)計過程中，要保障其具有一定的冗余控制器功能、冗余電源配置、在設(shè)計過程中應(yīng)用RAID6的架構(gòu)，在設(shè)計過程中要保障空間范圍，同時要設(shè)置超容告警等預(yù)警設(shè)施。4）縣級臺高標(biāo)清同播系統(tǒng)建設(shè)實踐，在實際的縣級臺高標(biāo)清同播系統(tǒng)建設(shè)實踐中，要保障其在集中式上載硬盤播出系統(tǒng)向分布式上載播出系統(tǒng)具體轉(zhuǎn)變的時候，合理配備流程分工，要對不同的工作人員合理地設(shè)置具體的權(quán)限，保障其在規(guī)定的時間范圍內(nèi)完成其工作任務(wù)，

4結(jié)論

在我國經(jīng)濟的發(fā)展以及社會的進步過程中，我國的縣級臺在不斷的發(fā)展，在今后的發(fā)展過程中縣級臺必須要提升對高標(biāo)清同播系統(tǒng)設(shè)計方案及建設(shè)實踐的重視，只有這樣才可以從根本上推動其整體發(fā)展，對此在實踐中要提升對縣級臺高標(biāo)清同播系統(tǒng)設(shè)計方案及建設(shè)實踐工作的重視，在實際中要對其具體的工作內(nèi)容與經(jīng)驗進行系統(tǒng)的總結(jié)，在對其設(shè)計過程中設(shè)計內(nèi)容相對較為復(fù)雜，實際中要對其進行科學(xué)的安全與合理的設(shè)計，只有這樣才可以從根本上推動縣級臺的整體發(fā)展。

作者:王海濱 李震環(huán) 單位:衡山縣廣播電視臺

參考文獻(xiàn)

[1]錢璇.浙江電視臺教育科技頻道80m2虛擬演播室高標(biāo)清同播系統(tǒng)設(shè)計方案[J].中國有線電視，2016（11）：1302-1306.

[2]白徐潮.縣級臺高標(biāo)清同播系統(tǒng)設(shè)計方案及建設(shè)實踐[J].有線電視技術(shù)，2016（8）：101-103.

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關(guān)鍵詞：機場信息系統(tǒng)；系統(tǒng)安全分析；實施

中圖分類號：TL372文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

一、角色分析

(一)角色管理

由于業(yè)務(wù)的需求，當(dāng)組織結(jié)構(gòu)某部門的工作指責(zé)發(fā)生變化時，系統(tǒng)管理員使用角色管理維護系統(tǒng)的各個業(yè)務(wù)崗位，并從用戶列表選取參與事件處理的用戶加入到該崗位。當(dāng)需要對這些用戶進行某些操作的時候，只需要對包含這些用戶的崗位進行一次操作就可以了。這大大提高了單位的工作效率。當(dāng)臨時調(diào)用戶加入崗位，只要在角色的用戶列表中進行簡單添加。當(dāng)事情處理完，不再需要崗位，可以通過該模塊將角色刪除。該機場安全監(jiān)管信息管理系統(tǒng)角色如表 3-1 所示。

表 3-1 系統(tǒng)角色表

(二)用戶權(quán)限控制

用戶權(quán)限控制是用來設(shè)置權(quán)限、角色以及進行權(quán)限驗證。權(quán)限對應(yīng)于一定操作范圍的操作，角色對應(yīng)于多個權(quán)限的集合。通過基于角色的訪問控制來實現(xiàn)整個業(yè)務(wù)的權(quán)限管理，并通過實現(xiàn)操作管理在一定范圍內(nèi)靈活地擴展現(xiàn)有的權(quán)限管理。利用授權(quán)模塊實現(xiàn)了權(quán)限的分散管理，上一層管理者可以授權(quán)給下一層管理員權(quán)限，保證某些用戶不會權(quán)限過大。

用戶權(quán)限控制采用基于角色的訪問控制的權(quán)限管理體系?；诮巧臋?quán)限管理體系統(tǒng)一了各級各類工作人員的角色，使之既符合系統(tǒng)整體的要求，又滿足各部門工作的需要；對所有使用系統(tǒng)的用戶進行統(tǒng)一的管理，避免了同一用戶在不同的應(yīng)用系統(tǒng)中具有不同代碼和權(quán)限等混亂現(xiàn)象，做到統(tǒng)一化、規(guī)范化，最大程度上增加系統(tǒng)的安全性。

每一個注冊的系統(tǒng)用戶按照其所承擔(dān)的任務(wù)被分配有一定的權(quán)限。該權(quán)限確定了此用戶允許執(zhí)行哪些活動，在完成某些活動后應(yīng)該得到哪些信息，允許向哪些功能中傳送哪些數(shù)據(jù)對象等。

按照用戶權(quán)限控制的方式不同，權(quán)限又可分為靜態(tài)權(quán)限和動態(tài)權(quán)限。按照控制對象的不同，權(quán)限可以分為功能權(quán)限和數(shù)據(jù)權(quán)限。

二、系統(tǒng)安全分析

(一)安全需求性分析

結(jié)合某機場安全監(jiān)管信息管理系統(tǒng)安全弱點、安全威脅和安全風(fēng)險分析，系統(tǒng)安全需求包括以下幾點：系統(tǒng)安全實體安全；主機操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的安全；

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全，包括網(wǎng)絡(luò)隔離、網(wǎng)絡(luò)訪問控制、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控與預(yù)警；系統(tǒng)信息安全，包括信息存放的安全、信息傳輸?shù)陌踩?、信息的私密性、完整性、鑒別性和不可否認(rèn)性；系統(tǒng)的安全管理、包括運行維護管理和動態(tài)安全。該機場安全監(jiān)管信息管理系統(tǒng)安全設(shè)計要求確保數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)的安全，確保系統(tǒng)計算機系統(tǒng)資源的安全。

在設(shè)計系統(tǒng)時，要求：系統(tǒng)投產(chǎn)時不降低計算機系統(tǒng)的整體安全性； 不對現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)體系作根本性改變（現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)體系有嚴(yán)重缺陷時除外）； 符合國家政策和行業(yè)規(guī)范要求，技術(shù)設(shè)計先進，具有良好的可擴展性和延續(xù)性； 整體規(guī)劃、分步實施投產(chǎn)，保障工程質(zhì)量，控制工程風(fēng)險；降低成本、減少新增投入，滿足占領(lǐng)市場和贏利的需要；建立系統(tǒng)安全管理體系，保障系統(tǒng)運行維護和管理的安全。

(二)安全設(shè)計原則

安全設(shè)計遵循的原則是：在實現(xiàn)系統(tǒng)安全風(fēng)險可控的基礎(chǔ)上，盡可能地降低成本和提高效率。要密切結(jié)合系統(tǒng)信息安全要求及面臨的威脅，制訂科學(xué)、合理、可行的安全設(shè)計原則。安全設(shè)計的核心是：保障系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理全過程的安全。在進行安全方案設(shè)計、規(guī)劃時，遵循以下原則：

系統(tǒng)全面的安全保護原則。防止出現(xiàn)明顯的薄弱環(huán)節(jié)，包括防護、監(jiān)控、恢復(fù)。

層次性原則。安全設(shè)計應(yīng)根據(jù)需求，要合理劃分安全層次，根據(jù)不同的安全級別，有針對性的進行安全防護。

自主和可控原則，采用國產(chǎn)密碼設(shè)備和安全產(chǎn)品，做到所用軟硬件安全產(chǎn)品的可控性。

安全性原則。充分保證系統(tǒng)的安全性至關(guān)重要。使用的網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品和技術(shù)方案在設(shè)計和實現(xiàn)的全過程中都必須有具體的措施來充分保證各個方面的安全性。

可靠性原則。對于產(chǎn)品，質(zhì)量是保證其使用可靠性的基本因素；對于項目實施過程，嚴(yán)密的組織和嚴(yán)格的管理是保證系統(tǒng)可靠性的必備條件。

先進性原則。具體技術(shù)和技術(shù)方案的先進性是保證整個系統(tǒng)應(yīng)該具有的技術(shù)領(lǐng)先性和持續(xù)發(fā)展性的保證。

可擴展性和動態(tài)適應(yīng)性原則：安全設(shè)計要求充分考慮系統(tǒng)業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，適應(yīng)未來擴展性要求，具有良好的動態(tài)性和自適應(yīng)性。

(三)網(wǎng)絡(luò)通訊安全設(shè)計方案

網(wǎng)絡(luò)通訊安全是要在保證通訊網(wǎng)絡(luò)可靠、穩(wěn)定等情況下，提供安全的通訊信道，保護業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在傳輸過程中不被泄露。主要提供客戶瀏覽器到系統(tǒng)服務(wù)器間安全信道。

采用 TLS/SSL 連接建立客戶端到系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)間的安全通道，同時通過數(shù)據(jù)加密保證關(guān)鍵信息（如客戶帳戶 PIN 碼 aPIN、登錄 PIN 碼 ePIN）的安全。

系統(tǒng)客戶與 Web 服務(wù)器安全連接采用雙向認(rèn)證的 SSL 技術(shù)實現(xiàn)。利用部署在客戶端安全和部署在 Web 服務(wù)器安全網(wǎng)關(guān)服務(wù)器系統(tǒng)實現(xiàn)，保證通訊雙方的身份可確認(rèn)，保證信息傳輸?shù)臋C密性、完整性和不可抵賴。

一般用戶采用瀏覽器本身的 SSL 功能提供傳輸保護?？蛻舻拿舾行畔⒃诒鞠到y(tǒng)中采用增強的加密措施進行保護傳送。

(四)防火墻系統(tǒng)設(shè)計方案

該機場安全監(jiān)管信息管理系統(tǒng)防火墻系統(tǒng)設(shè)計方案主要設(shè)計思想如下：

在管理局?jǐn)?shù)據(jù)中心設(shè)置防火墻，隱蔽內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；建立相對獨立、統(tǒng)一的安全監(jiān)控、控制中心。 應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)包括多處外部接入，通過路由器，防火墻等網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)屏蔽內(nèi)外部網(wǎng)絡(luò)。本系統(tǒng)中對于來自 Internet 的接入采用防火墻技術(shù)，通過安全規(guī)則的定義，屏蔽非授權(quán)訪問，從而保護內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全。對于 WEB/應(yīng)用服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器間同樣采用防火墻提供安全保障。本系統(tǒng)中在 WEB 服務(wù)器外部采用國產(chǎn)高性能防火墻。

系統(tǒng)接入 Internet 要求考慮邊界網(wǎng)絡(luò)的安全。（1）在未采取安全措施的情況下，禁止內(nèi)部網(wǎng)以任何形式直接接入 Internet。（2）采取足夠的安全措施后，允許內(nèi)部網(wǎng)對 Internet 開通必要的業(yè)務(wù)。（3）對Internet 公開的信息應(yīng)采取安全措施保障信息不被篡改。（4）來自外部的特定主機經(jīng)認(rèn)證身份后可訪問內(nèi)部網(wǎng)指定主機，否則予以禁止。

(五)數(shù)據(jù)庫安全設(shè)計方案

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)用于存放系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、用戶基本信息、系統(tǒng)參數(shù)和公共信息等。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的安全除需要考慮操作系統(tǒng)安全外，同時需要考慮數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)本身的安全。在數(shù)據(jù)庫設(shè)計時要充分考慮到數(shù)據(jù)庫元素之間的訪問完整性機制，確保數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)的合法修改及訪問。

對數(shù)據(jù)庫的訪問只能通過指定的應(yīng)用服務(wù)器進行，任何對數(shù)據(jù)庫的操作及修改都不能直接到達(dá)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，只能通過應(yīng)用服務(wù)器上的進程對數(shù)據(jù)庫進行訪問操作管理。

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器存儲所有系統(tǒng)本地數(shù)據(jù),包括客戶信息、管理信息、運行日志等。

三、機場網(wǎng)絡(luò)安全管理的實施

(一)建立嚴(yán)格規(guī)章制度

制定網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案，機房管理制度，各類人員職責(zé)分工、安全保密規(guī)定，口令管理制度，網(wǎng)絡(luò)安全指南，用戶上網(wǎng)使用手冊，信息安全檢查、系統(tǒng)風(fēng)險評估、應(yīng)急響應(yīng)方案，安全防護記錄制度等一系列的規(guī)章和制度，保證網(wǎng)絡(luò)的核心部門高安全、高可靠地運作。從內(nèi)到外，層層落實，動態(tài)管理，適應(yīng)新的網(wǎng)絡(luò)需求，如促使網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用以及網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的不斷發(fā)展，調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的安全管理策略。

(二)加強網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的培訓(xùn)

網(wǎng)絡(luò)安全是一門綜合性的技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)管理人員一定要不斷地對新的網(wǎng)絡(luò)知識加強學(xué)習(xí)，對新的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的功能進行掌握，熟悉網(wǎng)絡(luò)病毒、IP 欺騙、分組竊聽、密碼攻擊、拒絕服務(wù)、端口攻擊等多樣化的攻擊手段，這樣才能更好地管理好網(wǎng)絡(luò)。

(三)加強用戶的安全意識

網(wǎng)絡(luò)安全最大的威脅是人們對于網(wǎng)絡(luò)安全知識的缺乏，因此，就需要加強不同層次的員工和用戶的安全意識，引導(dǎo)用戶自覺安裝防病毒軟件，打補丁，自動更新操作系統(tǒng)，對不熟悉的軟件不要輕易安裝。

結(jié)語

網(wǎng)絡(luò)安全是一個多層次、多方面的問題，需要從強化行政監(jiān)管和建設(shè)技術(shù)支撐平臺為切入點，建立一個技術(shù)先進、管理高效、安全可靠的機場信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全管理體系，努力做到未雨綢繆、防患于未然，以管理保平安，以安全促發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]段和華,汪勝,張智銘.該機場機場信息安全管理體系為上海國際機場保駕護航[J].該機場信息網(wǎng)絡(luò)安全,2008,05:65-66.該機場

篇4

關(guān)鍵詞：電機；CAD；PDM；數(shù)據(jù)庫技術(shù)

目前CAD技術(shù)在電機設(shè)計中的應(yīng)用越來越廣，如電機優(yōu)化設(shè)計、電機性能分析等。但這些CAD軟件往往只涉及到電機設(shè)計過程的某一個方面，其輸入輸出格式各不相同。設(shè)計人員使用時必須為其單獨準(zhǔn)備數(shù)據(jù)，而這些軟件的輸出數(shù)據(jù)又不能為其它軟件直接使用。這樣很難實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與資源的充分利用,以及保持?jǐn)?shù)據(jù)的正確性、完整性。這就降低了這些軟件的使用效率，限制了CAD技術(shù)在電機設(shè)計領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。而數(shù)據(jù)庫技術(shù)可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享,減少數(shù)據(jù)冗余，保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性和一致性。

隨著CAD技術(shù)的普及，產(chǎn)生大量的設(shè)計信息，如何有效的管理和利用企業(yè)設(shè)計信息的課題自然被提出，于是在并行工程方法學(xué)的基礎(chǔ)上開發(fā)了產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）系統(tǒng)。該系統(tǒng)就是應(yīng)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)結(jié)合先進的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來解決設(shè)計信息管理。

一、電機CAD中的數(shù)據(jù)庫技術(shù)

（一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

電機CAD與PDM系統(tǒng)中，在電機CAD的過程中，是利用原始設(shè)計參數(shù)，即利用已經(jīng)存在的電機設(shè)計方案參數(shù)來進行電磁設(shè)計的。該實現(xiàn)過程主要分為：1、輸入產(chǎn)品的原始設(shè)計參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)信息數(shù)據(jù)庫；2、設(shè)計人員根據(jù)具體設(shè)計方案修改其中的一些參數(shù)，系統(tǒng)根據(jù)該參數(shù)值，對產(chǎn)品進行具體設(shè)計（包括結(jié)構(gòu)設(shè)計、尺寸設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計等等）；3、利用CAD系統(tǒng)產(chǎn)生計算單。以上每一步驟中，系統(tǒng)都與數(shù)據(jù)庫緊密聯(lián)系。其流程圖如圖1所示。

設(shè)計人員進行修改后的設(shè)計參數(shù)，不僅僅用來驅(qū)動本次的設(shè)計過程，同時在下次進行同類型新產(chǎn)品設(shè)計過程時可以作為原始設(shè)計參數(shù)進行參考。因此需要將這些原始設(shè)計參數(shù)和設(shè)計結(jié)果利用數(shù)據(jù)庫保存起來。

在對產(chǎn)品進行具體設(shè)計過程中，也要利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)。首先要先讀出存放在數(shù)據(jù)庫中的原始設(shè)計參數(shù)。其次在進行具體的尺寸設(shè)計等設(shè)計過程中，要讀出存放在數(shù)據(jù)庫中的國標(biāo)、部標(biāo)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等標(biāo)準(zhǔn)信息。最后，在具體設(shè)計完成后，對設(shè)計生成的一些重要的產(chǎn)品設(shè)計結(jié)果參數(shù)也要利用數(shù)據(jù)庫形式保存起來，以便于用戶檢驗。

從以上過程可以看出，利用該電機CAD系統(tǒng)進行產(chǎn)品設(shè)計的過程，就是不斷與數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)存貯、檢索和編輯的過程。以上各種數(shù)據(jù)庫主要有：輸入?yún)?shù)和設(shè)計結(jié)果參數(shù)數(shù)據(jù)庫、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)信息數(shù)據(jù)庫。輸入數(shù)據(jù)和設(shè)計結(jié)果參數(shù)數(shù)據(jù)庫是用來存放用戶在電機設(shè)計時候輸入的原始設(shè)計參數(shù)和電機設(shè)計結(jié)果參數(shù)的數(shù)據(jù)庫。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)信息數(shù)據(jù)庫主要是用來存放技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)信息（如硅鋼片信息）等。

（二）數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)據(jù)庫的形式有很多種，考慮到在電機設(shè)計過程中，需要快速進行數(shù)據(jù)存取，采用文件型數(shù)據(jù)庫Paradox生成的DB文件來保存電機CAD系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。C++Builder6提供了強大的數(shù)據(jù)庫引擎BDE(Boland Database Engine)，是一種非常成熟的數(shù)據(jù)庫聯(lián)機技術(shù)，它提供了三種數(shù)據(jù)庫訪問數(shù)據(jù)庫的方式：1、直接存取dBase、FoxPro、Paradox等文件型數(shù)據(jù)庫生成的DB、DBF文件；2、提供標(biāo)準(zhǔn)ODBC接口；3、提供SQL Links數(shù)據(jù)庫驅(qū)動程序，允許直接存取Oracle、Informix、SyBase、MS SQL Server、DB2和InterBase。此外，還提供脫離BDE的ADO方式。本文中將采用直接存取方式對DB數(shù)據(jù)庫的操作做一些簡要介紹。

C++Builder6中與BDE有關(guān)的組件有：BDE Administrator、Database Desktop Table、Query、Database、DataSource和DBGrid。其中，前面六種實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫及其表的建立、打開和對數(shù)據(jù)庫中表內(nèi)的數(shù)據(jù)進行查詢和檢索。DBGrid組件則提供了顯示數(shù)據(jù)庫記錄的格式化視圖的方法。

1、數(shù)據(jù)表的建立。首先用Database Desktop建立兩個空的數(shù)據(jù)庫表，然后構(gòu)造表中的所有字段。第一個表用來保存輸入數(shù)據(jù)和設(shè)計結(jié)果參數(shù)，因此其字段就是所有這些參數(shù)的名稱。第二個表是用來保存參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)信息數(shù)據(jù)庫。

2、數(shù)據(jù)表的打開和關(guān)閉。首先用BDE Administrator建立剛才所建的數(shù)據(jù)表的別名，然后將Table或Query組件的DatabaseName設(shè)為剛剛建立的別名，再后將DBGrid控件連接到DataSource控件，而DataSource控件連接到Table或Query組件上，最后就可以利用Table或Query控件的Open函數(shù)打開數(shù)據(jù)庫。關(guān)閉時調(diào)用 Close函數(shù)來關(guān)閉已打開的數(shù)據(jù)庫。打開的數(shù)據(jù)庫信息則會顯示在DBGrid表上，供用戶查看。

3、數(shù)據(jù)表中信息的查詢和檢索打開數(shù)據(jù)庫的最終目的是為了對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)信息進行查詢和檢索。利用SQL查詢語句就可以實現(xiàn)對原始輸入?yún)?shù)和設(shè)計結(jié)果參數(shù)數(shù)據(jù)庫、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)信息數(shù)據(jù)庫的查詢和檢索。例如要對原始輸入?yún)?shù)數(shù)據(jù)庫檢索的，而檢索的條件為極數(shù)為2，額定效率為90.5。假設(shè)連接數(shù)據(jù)庫的控件為Query1，在軟件的操作窗口，取名為TForm1，上面有一個查詢按鈕，取名為Button1，則要實現(xiàn)該查詢功能的程序清單如下所示：

void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender)

{

Query1->Close();關(guān)閉數(shù)據(jù)庫連接

Query1->Clear();將查詢語句字符串清空

String QryStr;//定義一個字符串變量

QryStr =“select *from maindata.db where ‘極數(shù)NP’=2 and ‘額定效率I’=90.5”;

//將SQL語句賦值給字符串變量，其中maindata.db為原始輸入?yún)?shù)數(shù)據(jù)表名，“極數(shù)NP”和“額定效率I”為該表中的字段名

Query1->SQL->Add(QryStr);//將字符串變量加入到Query1中Query1->Open();//打開數(shù)據(jù)庫

}

利用以上方法，實現(xiàn)對包含參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)信息的DB數(shù)據(jù)庫進行存取和檢索，來完成輸入設(shè)計參數(shù)的存取、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)信息的讀取和設(shè)計結(jié)果參數(shù)的保存。

二、電機PDM中的數(shù)據(jù)庫技術(shù)

電機CAD與PDM系統(tǒng)中的PDM主要是對電機設(shè)計方案數(shù)據(jù)、試驗數(shù)據(jù)和客戶信息三個方面的數(shù)據(jù)進行管理。考慮到PDM系統(tǒng)數(shù)據(jù)量比較龐大，采用MS SQL Server2000數(shù)據(jù)庫管理電機設(shè)計方案數(shù)據(jù)、試驗數(shù)據(jù)和客戶信息等數(shù)據(jù)，然后利用C++Builder6提供的第三種數(shù)據(jù)庫訪問方式，即SQL Links數(shù)據(jù)庫驅(qū)動程序，來對數(shù)據(jù)庫進行存取等操作。

與Paradox不同的是，MS SQL Server的數(shù)據(jù)表并不是以單獨的文件形式存儲的，而是存儲在數(shù)據(jù)庫中。因此必須先創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)庫，然后才能在這個數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建一系列的數(shù)據(jù)表。創(chuàng)建過程如下：首先我們用MS SQL Server2000企業(yè)管理器建立一個名為電機PDM的數(shù)據(jù)庫，然后在這個數(shù)據(jù)庫內(nèi)建立三個數(shù)據(jù)表：1、表1用來存儲電機設(shè)計方案數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)表中的字段設(shè)為電機設(shè)計方案的參數(shù)名（如電機型號、額定電流I、極數(shù)NP、額定功率P等）；2、表2用來存儲試驗數(shù)據(jù)，因此各個字段設(shè)置為試驗數(shù)據(jù)的參數(shù)名（如電機型號、電流試驗值、效率試驗值、功率因數(shù)試驗值等）；3、表3用來存儲客戶信息，因此各個字段設(shè)置為客戶信息參數(shù)名（如姓名、公司、部門、職務(wù)等）。為了實現(xiàn)這些數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)化管理，將數(shù)據(jù)庫技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，在實現(xiàn)電機CAD的基礎(chǔ)上，使電機CAD與產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化。首先在企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)化，今后再借助于INTERNET實現(xiàn)更大范圍的網(wǎng)絡(luò)化。而企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)化的功能主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫共享，通常需要建立一個三層分布式數(shù)據(jù)庫。電機CAD和PDM系統(tǒng)中三層數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2。

通過以上步驟，建立了一個實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理功能的PDM系統(tǒng)，不僅實現(xiàn)設(shè)計方案的管理，還實現(xiàn)對大量的試驗數(shù)據(jù)和客戶信息數(shù)據(jù)的管理，以及它們之間的數(shù)據(jù)共享。系統(tǒng)的三個數(shù)據(jù)管理模塊被設(shè)計成三個獨立的個體，每個模塊可以互相訪問其他模塊的數(shù)據(jù)，但只能查看，不能進行修改，以免造成數(shù)據(jù)的破壞，丟失，保證了數(shù)據(jù)的安全。

本文論述了數(shù)據(jù)庫技術(shù)在電機CAD與PDM系統(tǒng)中的應(yīng)用，實現(xiàn)了在電機CAD階段的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入和程序運行時的數(shù)據(jù)交換，以及在電機PDM系統(tǒng)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的安全性和網(wǎng)絡(luò)化的管理。實踐中已經(jīng)在開發(fā)中小型異步電動機CAD與PDM系統(tǒng)中運用了以上所述的數(shù)據(jù)庫技術(shù)。圖3展示了該系統(tǒng)中的一個窗口――試驗數(shù)據(jù)管理窗口。通過江門江晟電機廠有限公司試用，表明了數(shù)據(jù)庫技術(shù)在電機CAD與PDM中的應(yīng)用是成功的、可行的，使該系統(tǒng)更加滿足用戶的需求。

參考文獻(xiàn)：

1、段嘉寧，鐘約夫.基于柔性工程數(shù)據(jù)庫的CAD與PDM系統(tǒng)集成方法研究[J].模具工業(yè)，2002(2).

2、成良玉，胡毓.“電機企業(yè)網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計、制造協(xié)作系統(tǒng)”工作總結(jié)報告[R].2003(10).

3、薛江，梁麗.數(shù)據(jù)庫技術(shù)在 CAD系統(tǒng)開發(fā)中的應(yīng)用[J].中國工程物理研究院化工材料研究所，2000(3).

篇5

本文通過對嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行詳細(xì)介紹，對嵌入式數(shù)據(jù)庫進行內(nèi)涵介紹，并且對嵌入式數(shù)據(jù)庫的各種應(yīng)用特點進行全面分析，結(jié)合嵌入式數(shù)據(jù)庫的發(fā)展情況，對嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)選擇進行闡述，對嵌入式數(shù)據(jù)庫對于數(shù)據(jù)的處理以及存儲過程進行詳細(xì)的分析，并且對嵌入式數(shù)據(jù)庫的主體架構(gòu)進行介紹，望可以對我國嵌入式數(shù)據(jù)庫的發(fā)展給予支持。

關(guān)鍵詞：嵌入式；數(shù)據(jù)庫；系統(tǒng)設(shè)計

1 嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)介紹

1.1 嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)涵

隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中也逐漸將嵌入式進行融合，對該系統(tǒng)自身功能進行全面完善，根據(jù)軟硬件的不同的需求進行應(yīng)用實現(xiàn)， 能夠滿足系統(tǒng)在進行應(yīng)用過程中對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的功能以及可靠性進行一定程度的提升。在嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中毫無疑問的融入了計算機高新技術(shù)、電子操作技術(shù)以及更加先進的半導(dǎo)體技術(shù)，將這些先進的技術(shù)進行融合無疑是對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的時候進行速度提升。另外融合了嵌入式技術(shù)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)并不和傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫桌面相同，因為嵌入式系統(tǒng)內(nèi)存比較小，所以這種類型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)所需要的內(nèi)存以及磁盤空間都比較小，同時因為這種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)總是需要將不同類型的數(shù)據(jù)進行模型建造，所以可以將其分為層次性、網(wǎng)狀性以及關(guān)系型等集中類型。

從我國目前所制定的嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型以及同步技術(shù)來看，嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已經(jīng)成為同類型中的新興焦點，該系統(tǒng)中不管是嵌入式的操作程序還是數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，所需要的內(nèi)存都比較小，所以運行效率一般都比較高。但是因為在嵌入式環(huán)境中使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)方面還是存在部分難度，因為不同的嵌入式應(yīng)用模塊具備獨特的特點以及應(yīng)用條件，而普通的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)只能夠完成相對比較簡單的數(shù)據(jù)查詢以及處理流程，所以在這方面還得加深研究。

1.2 嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)特點分析

嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)之所以能夠被廣泛運用，與其自身所具備的有點是有很大的關(guān)系的，根據(jù)同類型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)相比較，這種新型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)占有的系統(tǒng)資源很小，但卻能保證高度可靠性，安全性也不低，系統(tǒng)自身可移植性也比較很高，系統(tǒng)所具備的易用性也是相當(dāng)成功的，所以結(jié)合我國嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)展的實際情況，對其自身所具備的特點進行分析，現(xiàn)總結(jié)為下文所述。

1.2.1 系統(tǒng)資源占有量較小

由于嵌入式系統(tǒng)內(nèi)部存儲資源很是有限，所以一般內(nèi)部不會設(shè)置一些存儲空間比較大的設(shè)備，所以嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)就組織結(jié)構(gòu)就必須設(shè)計合理，以便能夠在有限的內(nèi)部存儲空間中儲存更多有用的數(shù)據(jù)，與此同時，嵌入式系統(tǒng)內(nèi)部存儲空間一般都比較小，所以就決定著嵌入式數(shù)據(jù)庫體積比較小，并且運行效率很高的特點。另外影響嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)占有很小的系統(tǒng)資源是因為必須為其他應(yīng)用程序預(yù)留一些磁盤空間，所以必須對系統(tǒng)占有資源進行最小化，這樣才能保證系統(tǒng)能夠正常運行。

1.2.2可靠性

因為嵌入式數(shù)據(jù)庫在運行過程中通常需要在移動環(huán)境中進行操作，就注定工作人員不能夠?qū)η度胧綌?shù)據(jù)庫進行現(xiàn)場技術(shù)支持，所以注定嵌入式數(shù)據(jù)庫必須可靠，并且還必須保證在沒有工作人員進行維護的情況下也能夠保證嵌入式數(shù)據(jù)庫進行正常運行，所以對于嵌入式數(shù)據(jù)庫來說，必須具備可靠性。

1.2.3良好的可移植性

因為一般的嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是根據(jù)具體情況進行需求滿足之后才設(shè)計出來的，所以為了能夠保證與其他軟件能夠進行數(shù)據(jù)通信，所以嵌入式數(shù)據(jù)庫開發(fā)人員必須在進行系統(tǒng)開發(fā)的時候提供必備的模塊，以實現(xiàn)嵌入式數(shù)據(jù)庫的可移植性，在應(yīng)用對象有所變化的時候可以根據(jù)需求進行功能實現(xiàn)，可移植性能夠保證資源不好出現(xiàn)大范圍的浪費。

2 嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計方案

2.1 嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)選擇

嵌入式數(shù)據(jù)庫在進行設(shè)計的時候，通常都是選擇嵌入式Linux系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一種源代碼完全公開的嵌入式操作系統(tǒng)，它是對標(biāo)準(zhǔn)Linux操作系統(tǒng)經(jīng)過小型化裁剪后，能夠固化在容量只有幾百千字節(jié)或者幾兆字節(jié)的存儲器芯片中，并且應(yīng)用于特定嵌入式環(huán)境的專用Linux操作系統(tǒng)。而且，Linux操作系統(tǒng)具有穩(wěn)定性好、網(wǎng)絡(luò)能力優(yōu)異、支持多種文件系統(tǒng)等優(yōu)點。因此，嵌入式Linux一般具有性能可靠、軟件資源豐富、網(wǎng)絡(luò)功能強大、使用成本低等優(yōu)點，而且支持多任務(wù)多線程，支持實時性擴充。同時，其內(nèi)核可以靈活地進行配置，因此具有很強的適用性。

Linux的內(nèi)核小、效率高，內(nèi)核的更新嵌入式Linux速度很快，Linux是可以定制的，其系統(tǒng)內(nèi)核最小只有約134KB。第三，Linux是免費的OS，在價格上極具競爭力。 Linux還有著嵌入式操作系統(tǒng)所需要的很多特色，突出的就是Linux適應(yīng)于多種CPU和多種硬件平臺，是一個跨平臺的系統(tǒng)。到目前為止，它可以支持二三十種CPU。而且性能穩(wěn)定，裁剪性很好，開發(fā)和使用都很容易。很多CPU包括家電業(yè)芯片，都開始做Linux的平臺移植工作。移植的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過Java的開發(fā)環(huán)境。也就是說，如果今天用Linux環(huán)境開發(fā)產(chǎn)品，那么將來換CPU就不會遇到困擾。同時，Linux內(nèi)核的結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)方面是非常完整的，Linux對網(wǎng)絡(luò)中最常用的TCP/IP協(xié)議有最完備的支持。提供了包括十兆、百兆、千兆的以太網(wǎng)絡(luò)，以及無線網(wǎng)絡(luò)，Toker ring（令牌環(huán)網(wǎng)）、光纖甚至衛(wèi)星的支持。

2.2 系統(tǒng)處理過程分析

由嵌入式應(yīng)用程序的界面控制部分等待使用設(shè)備用戶的輸入。當(dāng)?shù)鹊揭粭l用戶輸入的數(shù)據(jù)請求時，首先分析該數(shù)據(jù)請求是否能夠在本地使用設(shè)備數(shù)據(jù)庫中得到滿足。若能夠借助本地使用設(shè)備數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)請求，則將數(shù)據(jù)請求交給使用設(shè)備嵌入式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：否則，將數(shù)據(jù)請求交給使用設(shè)備同步程序。當(dāng)使用設(shè)備嵌入式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)接到數(shù)據(jù)請求時，它首先分析數(shù)據(jù)請求的合法性，若合法，則響應(yīng)請求，訪問嵌入式數(shù)據(jù)庫，得到處理結(jié)果，并將其返回給嵌入式應(yīng)用程序；否則，向嵌入式應(yīng)用程序返回出錯信息。當(dāng)使用設(shè)備同步程序接收到數(shù)據(jù)請求時，它與PC同步程序聯(lián)系，建立連接后，將數(shù)據(jù)請求發(fā)送過去，由PC同步程序進行后續(xù)處理。PC同步程序的監(jiān)聽線程監(jiān)視串口狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)來自PDA的數(shù)據(jù)請求便將該請求交給PC同步程序的主線程。主線程接到數(shù)據(jù)請求后，將其交給ODBC接口模塊進行處理。ODBC接口接到來自PC同步程序的數(shù)據(jù)請求后，解析數(shù)據(jù)請求，并判別其合法性，若合法，則訪問ODBC主數(shù)據(jù)源，得到處理結(jié)果，并將該處理結(jié)果交給PC同步程序，由其回饋給PDA；若非法，則通知PC同步程序向PDA報告出錯信息。

2.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲過程分析

當(dāng)前流行的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)基本上都采用關(guān)系數(shù)據(jù)模型。關(guān)系模型己經(jīng)成為數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)模型事實上的標(biāo)準(zhǔn)，采用關(guān)系數(shù)據(jù)模型有利于為廣大開發(fā)社區(qū)接受。同時關(guān)系模型的描述能力比較強，效率高。對于嵌入式計算，數(shù)據(jù)庫應(yīng)該是輕量級的，不宜采用面向?qū)ο竽Ｐ?。嵌入式設(shè)備的一個主要特征是其資源緊張性。另外，嵌入式數(shù)據(jù)庫本質(zhì)上還是面向個人服務(wù)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)管理的功能相對于傳統(tǒng)的企業(yè)級數(shù)據(jù)庫來說要求相對較弱。基于上述原因，這里我們將采用效率更高的關(guān)系模型。存儲組織包括數(shù)據(jù)表示和存儲空間管理兩個方面。數(shù)據(jù)表示是數(shù)據(jù)庫中應(yīng)用數(shù)據(jù)的物理存儲的表現(xiàn)方式，它受到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)所采取的存儲模型的制約。存儲空間組織是對存儲設(shè)備可用存儲空間的應(yīng)用組織策略，它的目標(biāo)有兩個：高效利用存儲空間和為快速的數(shù)據(jù)存取提供便利。在嵌入式數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)將分為“永久版本”和“臨時版本”。

數(shù)據(jù)庫在運行的大部分時間中都只關(guān)心臨時版本，只在系統(tǒng)空閑或顯式要求的情況下才將臨時版本中的數(shù)據(jù)更新到永久版本中。這是一種樂觀的持久化策略。因此，對嵌入式數(shù)據(jù)庫來說，我們首先關(guān)注的是數(shù)據(jù)在主存中的高效的存取，其次，才會考慮數(shù)據(jù)的文件組織形式，盡可能地提高數(shù)據(jù)在內(nèi)外存之間的調(diào)入、調(diào)出效率。因此，嵌入式數(shù)據(jù)庫避免直接操作外存，而使用操作系統(tǒng)提供的文件系統(tǒng)接口實現(xiàn)外存處理；同時，不再使用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，而使用高活躍度數(shù)據(jù)存儲區(qū)域替代，兩者的不同在于前者在內(nèi)存中按頁面來組織緩沖區(qū)，每個頁面對應(yīng)磁盤上的一個存儲塊，后者則以記錄為單位存儲頻繁被存取的數(shù)據(jù)。同時，因為數(shù)據(jù)字典占用空間很小且存取頻繁，所以將其常駐內(nèi)存。

2.4 系統(tǒng)主題架構(gòu)

由于嵌入式系統(tǒng)地存儲量有限，因此在終端嵌入式數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不能存儲大量的數(shù)據(jù)，同時，由于嵌入式系統(tǒng)處理器的主頻較低，運行速度較慢，以及網(wǎng)絡(luò)速度的原因，系統(tǒng)也不可能將每次的用戶請求都提交到服務(wù)器端后臺數(shù)據(jù)庫處理數(shù)據(jù)，因此這就要求我們將大多數(shù)的數(shù)據(jù)處理放在終端數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中處理，為了保證終端嵌入式數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的有效性和實時性，我們必須保證嵌入式數(shù)據(jù)庫和服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)同步復(fù)制。 當(dāng)終端數(shù)據(jù)庫發(fā)生更新時，立即將更新的請求發(fā)送給終端同步程序，由終端同步程序和服務(wù)器端同步程序建立連接，再由服務(wù)器端同步程序?qū)⒃撜埱蠼唤o服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)后臺數(shù)據(jù)庫的更新。

由于嵌入式系統(tǒng)地存儲量有限，因此在終端嵌入式數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不能存儲大量的數(shù)據(jù)，同時，由于嵌入式系統(tǒng)處理器的主頻較低，運行速度較慢，以及網(wǎng)絡(luò)速度的原因，系統(tǒng)也不可能將每次的用戶請求都提交到服務(wù)器端后臺數(shù)據(jù)庫處理數(shù)據(jù)，因此這就要求我們將大多數(shù)的數(shù)據(jù)處理放在終端數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中處理，為了保證終端嵌入式數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的有效性和實時性，我們必須保證嵌入式數(shù)據(jù)庫和服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)同步復(fù)制。當(dāng)終端數(shù)據(jù)庫發(fā)生更新時，立即將更新的請求發(fā)送給終端同步程序，由終端同步程序和服務(wù)器端同步程序建立連接，再由服務(wù)器端同步程序?qū)⒃撜埱蠼唤o服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)后臺數(shù)據(jù)庫的更新。

結(jié)論

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，各行業(yè)中所需要處理的數(shù)據(jù)大量化，并且對于數(shù)據(jù)具體的處理結(jié)果保密性也在逐步要求保密，而嵌入式系統(tǒng)因其強大的保密性、可移植性以及體積小等特點，在數(shù)據(jù)處理過程中被廣泛運用，嵌入式數(shù)據(jù)庫由此誕生。通過對嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)特點進行全面分析，對其系統(tǒng)選擇過程進行分析，并且結(jié)合嵌入式數(shù)據(jù)庫運行范圍進行處理過程分析，對嵌入式數(shù)據(jù)庫在對具體數(shù)據(jù)進行處理之后的存儲過程進行分析，對嵌入式數(shù)據(jù)庫的主題架構(gòu)進行全面了解，由此可以將嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行全面分析，對該系統(tǒng)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進行對比，可以將其優(yōu)越性進行全面展示。相信隨著相關(guān)科技技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式數(shù)據(jù)庫一定會發(fā)展的更為迅速，更為全面。鑒于本人學(xué)識有限，在本文撰寫過程中存在一些不足之處，望各位同仁能夠及時指出，以便日后及時作出修正。

參考文獻(xiàn)

[1]張永.嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].清華大學(xué)，2012.

[2]殷曉偉，楊尚霖.關(guān)于嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計的研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014.

[3]張媛媛.嵌入式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D].華東師范大學(xué)，2011.

篇6

關(guān)鍵詞： “數(shù)據(jù)庫原理”課程 教學(xué)內(nèi)容 理論教學(xué) 實踐環(huán)節(jié)

1.引言

數(shù)據(jù)庫技術(shù)是計算機科學(xué)技術(shù)中發(fā)展最快的領(lǐng)域之一，也是應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)之一，它已經(jīng)成為計算機信息系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)的核心技術(shù)和重要基礎(chǔ)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，數(shù)據(jù)庫技術(shù)已經(jīng)形成了比較完整的理論體系和廣泛的應(yīng)用系統(tǒng)。

“數(shù)據(jù)庫原理”課程作為大學(xué)本科計算機專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)必修課，主要講授數(shù)據(jù)庫的基本原理和應(yīng)用設(shè)計方法，理論性強、應(yīng)用廣泛。通過該課程的學(xué)習(xí)，如何使學(xué)生既能掌握數(shù)據(jù)庫技術(shù)的基本概念和理論，又能掌握數(shù)據(jù)庫的設(shè)計和應(yīng)用方法，更好地勝任今后的實際工作，是所有任課教師都要重視的問題。目前，我國高校計算機及信息技術(shù)等相關(guān)專業(yè)大都開設(shè)了數(shù)據(jù)庫原理這門課程，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法基本相似，并且大都存在著一些類似的問題。針對目前數(shù)據(jù)庫原理教學(xué)中存在的一些問題，本文對該課程的內(nèi)容組織、教學(xué)方法和實踐環(huán)節(jié)幾個關(guān)鍵問題進行研究探討。

2.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容的組織結(jié)構(gòu)

教學(xué)內(nèi)容的選擇和知識模塊的組織方式是課堂教學(xué)的一個重要方面，直接影響著教學(xué)效果。教學(xué)內(nèi)容是培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)計劃和課程體系的完整體現(xiàn)，也是課堂教學(xué)得以實施的基本保證，而知識模塊的組織方法則是先進教學(xué)思想的體現(xiàn)，它對于教學(xué)方法和教學(xué)手段的創(chuàng)新，以及提高教學(xué)質(zhì)量都有著非常重要的促進作用。

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫原理課程的教學(xué)內(nèi)容主要以關(guān)系數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)為中心，介紹關(guān)系系統(tǒng)的基本原理，理論教學(xué)始終放在首位，很少涉及具體的應(yīng)用，學(xué)生在最初的學(xué)習(xí)過程中因為沒有實踐的心得體會而很難理解那些抽象的概念和理論，并進一步導(dǎo)致學(xué)生被動乏味、興趣低下。進入實踐階段后，由于理論基礎(chǔ)不扎實，學(xué)生常會感到無從下手，致使實踐和理論之間嚴(yán)重脫節(jié)，更進一步挫傷了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，影響了教學(xué)效果。

鑒于內(nèi)容編排上的問題，我們在介紹完數(shù)據(jù)庫的一些基本概念之后，即對照著某一具體的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，如SQL SERVER 2005，介紹關(guān)系模型、關(guān)系代數(shù)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言SQL等內(nèi)容，同時進行上機實踐，這樣學(xué)生能較早對關(guān)系數(shù)據(jù)庫有個感性認(rèn)識，較好地掌握SQL的語法和功能,并鍛煉其實際操作能力。接下來，針對某一具體數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的需求，如圖書管理系統(tǒng)，講授關(guān)系數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化理論和設(shè)計方法。這樣讓課程內(nèi)容的組織始終與具體應(yīng)用相結(jié)合，不僅使很多抽象難懂的概念更加具體和容易理解，而且調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。

3.從需求和問題出發(fā)進行理論教學(xué)

現(xiàn)在很多數(shù)據(jù)庫原理教材都是從理論出發(fā)，先講解一大堆的理論，然后才談及實踐。由于數(shù)據(jù)庫的基本原理、概念和技術(shù)的理論性強、抽象度高，因此這樣常會導(dǎo)致學(xué)生在最初的理論知識學(xué)習(xí)階段感覺被動乏味、興趣低下、理解困難，一些學(xué)生甚至?xí)员┳詶?。并且，這種用理論引出實踐的方法也不符合人們認(rèn)知世界的規(guī)律。的實踐論和認(rèn)知論告訴我們，理論源于實踐，又反過來指導(dǎo)實踐，脫離實踐的理論是空洞無力的，“實踐―理論―再實踐―再理論”無限循環(huán)往復(fù)才是人類認(rèn)知世界的基本過程。因此，從實踐引出理論會使理論知識更容易理解，能夠讓學(xué)生首先明白學(xué)習(xí)這些理論的實際意義，也更容易激發(fā)學(xué)生的積極性和主動性。

為了幫助學(xué)生理解抽象的理論，激發(fā)興趣，我們采取了下面的方法。

（1）課程第一堂課，先聯(lián)系生活實際，談?wù)勎覀兩钪心男┑胤诫x不開數(shù)據(jù)庫，如：銀行儲蓄，火車飛機訂票，學(xué)生的學(xué)籍管理，人事工資管理，等等。讓學(xué)生從感性上認(rèn)識到數(shù)據(jù)庫和我們現(xiàn)代生活的密切相關(guān)性。接著引出一些相關(guān)概念，如：信息、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等，并用實例和類比的方法講解這些概念及其相互關(guān)系。有實際生活知識做背景，這些概念理解起來也就更容易了。

（2）在以關(guān)系數(shù)據(jù)庫為例講解數(shù)據(jù)庫的基本概念、模型和技術(shù)時，選擇一個主流的大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)作為理論教學(xué)背景和實踐教學(xué)平臺，如SQL Server 2005。在理論教學(xué)講授SQL語句時，如果干巴巴地列出語句格式和要注意的事項，學(xué)生必定感到枯燥乏味。那么，可以在講解SQL語句及其使用格式的同時，在SQL Server 2005環(huán)境下輸入SQL語句，然后讓學(xué)生觀察結(jié)果。如果語句出錯，則引導(dǎo)學(xué)生思考原因：為什么出錯？是格式錯誤，還是邏輯錯誤？如果有條件，也可以在實驗室進行這部分內(nèi)容，邊講解邊實驗。這樣不僅調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，而且加深了學(xué)生對基本概念和理論的理解。

（3）基于問題驅(qū)動的理論教學(xué)法。在講數(shù)據(jù)庫設(shè)計的規(guī)范化理論一章時，很多學(xué)生不明白學(xué)習(xí)這些形式化的理論有什么用。因此，在講這一章之前，應(yīng)先把問題提出來，比如，如何設(shè)計一個數(shù)據(jù)庫的關(guān)系模式，你設(shè)計的這個關(guān)系模式是好是壞？衡量的標(biāo)準(zhǔn)是什么？為什么？讓學(xué)生知道學(xué)習(xí)這章內(nèi)容就是為解決這些問題的，有其必要性和重要性，從而做到心中有數(shù)。接下來講解相關(guān)理論，以及這些理論是如何解決提出的問題的時候，學(xué)生就可以有的放矢地進行學(xué)習(xí)了。

4.重視實踐環(huán)節(jié)，加強應(yīng)用能力的培養(yǎng)

數(shù)據(jù)庫原理是一門應(yīng)用性很強的課程，實踐環(huán)節(jié)直接關(guān)系到整個課程的教學(xué)效果。目前在數(shù)據(jù)庫原理的教學(xué)中普遍存在一定的誤區(qū)；過分強調(diào)原理和知識的完備性和系統(tǒng)性，而忽視了實踐教學(xué)、實驗方案在培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力中的重要作用，認(rèn)為既然是原理課，不論對什么學(xué)生都應(yīng)著重講解理論知識，實踐環(huán)節(jié)的學(xué)時偏少，忽視了學(xué)生實際應(yīng)用能力的培養(yǎng)。此外講課也大多是填鴨式的教學(xué)，在學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方面還很欠缺，學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)不佳，學(xué)習(xí)目的不明確，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不理想。

目前大部分院校本科生學(xué)習(xí)該門課程的目的是為了應(yīng)用。對于這樣的學(xué)生，數(shù)據(jù)庫的實踐教學(xué)尤為重要，任課教師更應(yīng)該在實踐教學(xué)上下功夫，讓學(xué)生能夠真正把所學(xué)理論知識和實踐聯(lián)系起來，為日后開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。

由于學(xué)時的限制，我們在課程實驗環(huán)節(jié)上做了精心設(shè)計和周密安排。除了與理論課相配合的實驗課外，我們還在課程結(jié)束后的小學(xué)期設(shè)置了相應(yīng)的課程設(shè)計。

（1）通過基礎(chǔ)實驗幫助學(xué)生理解和鞏固理論知識

教學(xué)過程中課堂教學(xué)和基礎(chǔ)實驗需同步進行。學(xué)生只有通過上機操作才能真正理解所學(xué)，消化課堂上的理論知識，這一點對數(shù)據(jù)庫課程也尤為重要。為提高上機質(zhì)量，教師應(yīng)首先做好實驗課和理論課的銜接關(guān)系，實驗課最好和相應(yīng)的理論課同步進行，否則很難達(dá)到好的效果。我們按照教學(xué)順序編寫了實驗指導(dǎo)書，讓學(xué)生設(shè)計SQL語句并通過上機來驗證。結(jié)合課程內(nèi)容，我們設(shè)置的實驗如下。

建立數(shù)據(jù)庫及基本表：學(xué)習(xí)使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫SQL SERVER 2005，并練習(xí)數(shù)據(jù)庫的建立和刪除、基本表的建立和修改、數(shù)據(jù)的輸入。

數(shù)據(jù)更新：使用INSERT、UPDATE、DELETE語句進行數(shù)據(jù)更新。

數(shù)據(jù)查詢：使用SELECT語句進行數(shù)據(jù)的查詢。

視圖的創(chuàng)建與修改：使用CREATE、DROP語句創(chuàng)建和刪除視圖，使用INSERT、UPDATE、DELETE語句更新視圖，體會更新視圖的前提條件。

數(shù)據(jù)完整性：使用PRIMARY KEY、FOREIGN KEY REFERENCES、NOT NULL、UNIQUE、CHECK等關(guān)鍵字定義完整性約束，并通過相應(yīng)操作驗證這些完整性約束，體驗完整性約束的作用。

（2）通過課程設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力

為了增強學(xué)生的綜合運用能力，在學(xué)完數(shù)據(jù)庫原理課程之后的小學(xué)期我們開設(shè)了相應(yīng)的課程設(shè)計。課程設(shè)計的任務(wù)是讓學(xué)生從實際生活中的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)出發(fā)，完成一個實際的、基于C/S或B/S的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的全過程。包括：需求調(diào)查、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、數(shù)據(jù)庫建立、數(shù)據(jù)輸入、應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)，用戶界面的設(shè)計和實現(xiàn)等。具體要求如下：

分組：將學(xué)生分成小組，每組人員為4―5人，組長1名，負(fù)責(zé)任務(wù)分工和總體協(xié)調(diào)。

分工：每名學(xué)生擔(dān)任不同的角色，包括系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計人員、數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員、應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)人員、測試人員等，分工協(xié)作、共同完成設(shè)計和開發(fā)任務(wù)，從而培養(yǎng)團隊精神。

開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)：選擇一個合適的DBMS產(chǎn)品，選擇合適的應(yīng)用開發(fā)工具，按照設(shè)計的結(jié)果建立數(shù)據(jù)庫，開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)，輸入數(shù)據(jù)并調(diào)試運行所開發(fā)的系統(tǒng)。

實驗報告：寫出完整的實驗報告，包括：需求調(diào)查報告、系統(tǒng)分析報告、數(shù)據(jù)庫設(shè)計報告、應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計報告、數(shù)據(jù)庫實施計劃、系統(tǒng)測試計劃、系統(tǒng)測試報告、用戶使用手冊等文檔。

考查形式：向教師和其他小組運行演示開發(fā)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)，提交所有文檔。

課設(shè)任務(wù)書后面可附上參考題目，以供學(xué)生選擇，如：圖書管理系統(tǒng)、網(wǎng)上書店系統(tǒng)、加油站管理系統(tǒng)、醫(yī)院住院管理系統(tǒng)、股票交易系統(tǒng)、人力資源管理系統(tǒng)、倉庫管理系統(tǒng)、企業(yè)工資管理系統(tǒng)等。

課設(shè)小組完成設(shè)計方案后，組織全班學(xué)生對每個小組的設(shè)計方案進行討論和評價，各小組根據(jù)大家的意見進行修改，通過后再進行代碼的編寫。整個系統(tǒng)完成后，每組派代表演示本組所開發(fā)的系統(tǒng)。通過集體討論，大家可以互相學(xué)習(xí)，交流開發(fā)過程中的收獲和體會。

數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計不僅要用到數(shù)據(jù)庫的知識，而且要用到編程和軟件工程方面的知識。教師應(yīng)該讓學(xué)生充分發(fā)揮自己的積極性和主觀能動性，一方面應(yīng)注重學(xué)生獨立解決問題能力的培養(yǎng)，另一方面還要注重培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神。在整個課程設(shè)計中，要以學(xué)生為主體，充分發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用，教師不僅要指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會查找資料，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

5.結(jié)語

要提高數(shù)據(jù)庫原理的教學(xué)效果，必須不斷優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，積累實踐經(jīng)驗，改進教學(xué)方法和手段，構(gòu)建科學(xué)、合理的教學(xué)體系。由于數(shù)據(jù)庫技術(shù)在不斷發(fā)展，知識在不斷更新，教師觀念也必須不斷更新，教師應(yīng)從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實踐等方面認(rèn)真思考，銳意改革，為社會培養(yǎng)出更多具有創(chuàng)新能力的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用人才。

參考文獻(xiàn)：

［1］崔巍等.淺談數(shù)據(jù)庫課程實踐教學(xué).計算機教育，2007.11.

［2］黃德才等.“數(shù)據(jù)庫原理及其應(yīng)用”課程知識模塊組織和教學(xué)實踐，中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2007，（471）.

［3］施伯樂，丁?？档龋瑪?shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程（第2版）.北京：高等教育出版社，2003.8.

篇7

關(guān)鍵詞： 輸電線路；反外損；預(yù)警系統(tǒng)

近幾年，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)飛速發(fā)展，輸電線路日趨增多。由于輸電線路所處地理，位置和環(huán)境條件非常特殊，主要特點是桿塔點多、線路長、且長年暴露在野外，大風(fēng)、雷擊、暴雨、冰雪等自然災(zāi)害侵襲不斷，人為因素、外力破壞引起的線路跳閘、線路被迫停電事故的概率呈上升趨勢，必須引起我們的極大重視。因此，研究、探討防止輸電設(shè)備免遭外力破壞的對策，遏止愈演愈烈的電力設(shè)施犯罪，確保電網(wǎng)安全運行，是輸電線路管理和維護單位亟待解決的重要課題。

1 PEDWS系統(tǒng)概述

輸電線路反外損綜合技術(shù)及預(yù)警系統(tǒng)（Prevent External

Damages on the electric transmission lines and early Warning System，簡稱PEDWS）是基于智能遠(yuǎn)程預(yù)警信息平臺的一個完整實施方案。通過3G通訊網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)格化信息傳輸，該系統(tǒng)在智能模式識別，輸電線路危險自動判斷，預(yù)警，外損源監(jiān)控數(shù)據(jù)庫比對等均有領(lǐng)先優(yōu)勢。

PEDWS配有智能搜索與敏感度分析模型。PEDWS還配備了專家預(yù)案和作業(yè)指導(dǎo)輔助決策模塊，幫助管理人員快速、便捷、有效地組織和指導(dǎo)搶修或處理外損故障。PEDWS還具有創(chuàng)新的全方位鷹眼監(jiān)控模塊，既具有抽象的電網(wǎng)拓?fù)涮搱D動態(tài)顯示外損源分布，也配有真實比例的電網(wǎng)GIS實圖動態(tài)顯示外損源分布，更有實時點播遠(yuǎn)程外景的攝像視頻。PEDWS的這種全新監(jiān)控方式，可以滿足監(jiān)控中心的指揮員、管理員，以及參與搶修的技術(shù)人員準(zhǔn)確、真實、快捷地掌握相關(guān)外損源所處的全景、實景、真景。

PEDWS構(gòu)建了一個分布式、網(wǎng)格化、智能化的外損預(yù)警和綜合處理閉合的專家平臺，為保障輸電線路安全運行提供了一個完整的解決方案。

2 PEDWS的主要特點

1）分布式：輸電線路和鐵塔本身具有地域分布的廣闊性，監(jiān)控攝像頭分布在輸電線路沿線的關(guān)鍵位置；后臺外損處理是在分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中進行識別、存儲和跟蹤運作的。

2）網(wǎng)格化：輸電線路的站域、站級分布決定了電網(wǎng)分布的網(wǎng)格化，根據(jù)網(wǎng)格化協(xié)管員的信息反饋，也能納入系統(tǒng)的外損監(jiān)管。

3）智能化：分布在外的攝像頭具有智能編碼、壓縮、傳輸?shù)墓δ?，在服?wù)器端又具有智能的模式識別功能，自動分類預(yù)警種類和危險級別。

4）全方位動態(tài)監(jiān)控視圖：電網(wǎng)拓?fù)浜唸D突出顯示了外損源動態(tài)分布的要素信息，雖然“虛”，但是直觀，突出要點；電網(wǎng)GIS地圖真實顯示了外損動態(tài)分布的比例“真”圖，能無級縮放、快速定位、并含有詳細(xì)的地理信息，既有整體方位感，又有細(xì)節(jié)位置感；監(jiān)控視頻點播攝像頭場景，具有身臨其境的“實”感。

5）專家指導(dǎo)模塊：在制定搶修作業(yè)方案時，配有專家系統(tǒng)的指導(dǎo)和標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程，并能進行補充和修正。

6）處理外損跟蹤：對納入外損監(jiān)管的處理，具有狀態(tài)追蹤功能，隨時可以評估相關(guān)外損的處理是否妥當(dāng)和合理，全面掌控外損處理的進程和狀態(tài)。

3 預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計方案

3.1 系統(tǒng)環(huán)境架構(gòu)

系統(tǒng)基于Visual 2008和Silverlight的開發(fā)平臺，數(shù)據(jù)庫采用了Oracle和SQL Server 2008，網(wǎng)絡(luò)模式為混合C/S/B結(jié)構(gòu)。

3.2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基于C/S和B/S分布式混合設(shè)計。配有一臺控制和應(yīng)用程序服務(wù)器、一臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、一臺ArcGIS服務(wù)器和一組圖像處理服務(wù)器群，通過交換器（或路由器）及若干臺瀏覽器組成了一個快速、安全、穩(wěn)定的局域網(wǎng)。必要時，配上隔離防火墻，還可以Web方式進行訪問和數(shù)據(jù)交換，隨時可擴充系統(tǒng)的遠(yuǎn)程訪問能力。

3.3 系統(tǒng)軟件架構(gòu)

系統(tǒng)設(shè)計的軟件架構(gòu)，總體劃分為四個層面。它們分別是基礎(chǔ)平臺、數(shù)據(jù)存儲層、應(yīng)用平臺支撐層、應(yīng)用組織和展現(xiàn)層：

1）基礎(chǔ)平臺采用Windows Server 2003操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用SQL Server和Oracle。

2）數(shù)據(jù)存儲層存儲了PEDWS系統(tǒng)的預(yù)警信息、特巡單處理追蹤信息、專家支持信息、數(shù)據(jù)倉庫信息、人員班組信息等；同時還存儲了GIS的輸電線路、鐵塔的影像數(shù)據(jù)；輸電線路、鐵塔的圖形數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理信息、故障及危險源空間數(shù)據(jù)；也儲存了實時視頻圖像及分析、預(yù)警結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。

3）應(yīng)用平臺支撐層包括了.NET和Silverlight運行及開發(fā)平臺，以及ArcGIS地理信息平臺、視頻播放和圖像處理平臺。

4）應(yīng)用組織層包括了PEDWS各個應(yīng)用模塊并集成融合成完整系統(tǒng)：

① 遠(yuǎn)程攝像頭視頻接受模塊運用3G網(wǎng)絡(luò)攝像機對高壓輸電線路及鐵塔進行遠(yuǎn)程監(jiān)控，采集實時視頻圖像信號，用3G無線通訊技術(shù)把視頻信號傳送到監(jiān)控中心。

② 圖像智能預(yù)警模塊運用先進的模式識別人工智能技術(shù)實現(xiàn)智能監(jiān)控，當(dāng)發(fā)生外力破壞隱患時發(fā)出預(yù)警信號，并實現(xiàn)本地聲光報警。

③ 監(jiān)控中心模塊具有對遠(yuǎn)程監(jiān)控點任何一路圖像的監(jiān)控、錄像回查、資料保存等功能。

④ 外損源監(jiān)控追蹤模塊全程追蹤外損源從發(fā)生、處理進展到排除的過程。外損總匯一覽全部外損的處理進程和即時信息。

⑤ 特巡單處理模塊提供了搶修全程的監(jiān)控和管理，記錄了搶修環(huán)節(jié)中的各個階段詳細(xì)信息。

⑥ 綜合分析模塊對正在或以往處理過的外損提供離線和在線分析和智能挖掘，提高處理外損的效率和質(zhì)量。

⑦ 多模式監(jiān)控集成模塊提供了動態(tài)的電網(wǎng)外損源簡圖、GIS實圖和視頻真圖三位一體的立體監(jiān)控模型。

⑧ 專家智庫和決策輔助模塊提供了在決定搶修方案時的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和優(yōu)秀案例。

3.4 系統(tǒng)流程架構(gòu)設(shè)計

根據(jù)需求分析、環(huán)境分析、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架和采用的運行和開發(fā)平臺，我們設(shè)計了軟件架構(gòu)和流程模型。集成了從預(yù)警到處理追蹤、多模式監(jiān)控模塊、專家支持和數(shù)據(jù)挖掘模塊。

4 結(jié)語

隨著我國輸電線路總長度和傳輸容量的迅速增長，輸電線路的日常巡視、維檢工作的難度也越來越大，同時需要大量的人力、物力，且難以獲得實時數(shù)據(jù)。在此情況下，對輸電線路的智能監(jiān)控顯得更加重要，它能夠從很大程度上代替人力對輸電線路進行實施監(jiān)控。本文綜述了輸電線路反外損綜合技術(shù)及預(yù)警系統(tǒng)的概念、特點，重點論述設(shè)計方案和基本構(gòu)架，希望能為業(yè)界人士提供一些借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳海波、王成、李俊峰、王常飛，徐國慶，特高壓輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009年10期.

[2]趙作利，輸電線路導(dǎo)線舞動及其防治[J].高電壓技術(shù)，2004年02期.

[3]李興源、魏巍、王渝紅、穆子龍、顧威，堅強智能電網(wǎng)發(fā)展技術(shù)的研究[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2009年17期.

[4]胡建華、徐健健，一種基于遺傳算法和卡爾曼濾波的運動目標(biāo)跟蹤方法[J].計算機應(yīng)用，2007年04期.

[5]杜永紅，高壓輸電線路絕緣子閃絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)的研究[J].四川電力技術(shù)，2006年06期.

[6]王盼，視頻中運動目標(biāo)檢測與跟蹤技術(shù)研究[D].杭州電子科技大學(xué)，2009年.

[7]郭建春，基于GPRS的低壓配電網(wǎng)監(jiān)測終端設(shè)計[D].南昌大學(xué)，2010年.

[8]付延生，基于智能學(xué)習(xí)的多傳感器目標(biāo)識別與跟蹤系統(tǒng)研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2008年.

[9]王宏，圖像分割中陰影去除算法的研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2008年.

[10]邱靖邦，面向智能視頻監(jiān)控的事件檢測建模及優(yōu)化[D].上海交通大學(xué)，2010年.

篇8

摘 要：深入理解計算機系統(tǒng)對提高計算機專業(yè)學(xué)生計算機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計能力具有重要意義。使學(xué)生深入理解計算機系統(tǒng)的重要途徑之一就是面向系統(tǒng)的計算機專業(yè)實踐教學(xué)體系建設(shè)。本文主要介紹東南大學(xué)面向系統(tǒng)的計算機專業(yè)實踐教學(xué)體系建設(shè)探索經(jīng)驗，以供相關(guān)教學(xué)研究人員借鑒。

關(guān)鍵詞：面向系統(tǒng)；實踐教學(xué)；課程設(shè)計；系統(tǒng)綜合

隨著計算機科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，計算機專業(yè)的學(xué)生如何提高競爭力，是計算機教育領(lǐng)域一個非常重要的研究課題。對計算機專業(yè)教育，一個非常重要的思路是分類培養(yǎng)[1]：培養(yǎng)將來計算機科學(xué)技術(shù)的研究人員和應(yīng)用計算機科學(xué)技術(shù)解決實際領(lǐng)域應(yīng)用問題的計算機應(yīng)用人員。對計算機科學(xué)技術(shù)研究人員，需要加強對計算機系統(tǒng)的理解，以更好地設(shè)計出新型計算機系統(tǒng)。對計算機應(yīng)用人員，若能對計算機系統(tǒng)深入理解，則可在計算機應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)時，充分利用計算機系統(tǒng)本身的特性，提高計算機應(yīng)用系統(tǒng)的性能。因此，讓學(xué)生深入理解計算機系統(tǒng)是計算機教育的重要內(nèi)容[2-3]。讓學(xué)生深入理解計算機系統(tǒng)，一個重要途徑就是探索面向系統(tǒng)的計算機專業(yè)實踐教學(xué)體系。

1 東南大學(xué)面向系統(tǒng)的計算機專業(yè)實踐教學(xué)體系

計算機系統(tǒng)包括硬件和軟件。對于硬件，其核心是CPU；對于軟件，主要包括操作系統(tǒng)(可延伸包含網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng))、編譯軟件和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

對面向系統(tǒng)的專業(yè)實踐教學(xué)體系進行建設(shè)，東南大學(xué)的目標(biāo)是加深學(xué)生對計算機系統(tǒng)的深入理解，希望學(xué)生在“做中學(xué)、學(xué)中研、研中創(chuàng)”，能設(shè)計自己的計算機系統(tǒng)；主要方法是強調(diào)三結(jié)合：理論與實踐相結(jié)合、課內(nèi)與課外相結(jié)合、教學(xué)與科研相結(jié)合。

根據(jù)“強化基礎(chǔ)、軟硬結(jié)合、立足系統(tǒng)、面向應(yīng)

用、加強實踐”教學(xué)理念，東南大學(xué)形成了如圖1所示的面向系統(tǒng)的專業(yè)實踐教學(xué)體系。

該實踐教學(xué)體系以硬件系統(tǒng)綜合實踐和軟件系統(tǒng)綜合實踐為基礎(chǔ)，通過“計算機系統(tǒng)綜合課程設(shè)計”課程加以綜合，通過學(xué)生科研實踐和畢業(yè)設(shè)計強化“面向系統(tǒng)”的理念。

硬件系統(tǒng)綜合實踐包括硬件實驗和接口實驗。硬件實驗主要是讓學(xué)生運用EDA技術(shù)、采用軟件設(shè)計一個指令集自定義的模型計算機，并下載到FPGA芯片，讓學(xué)生深入理解CPU結(jié)構(gòu)、會設(shè)計一個CPU。接口實驗主要包括存儲器擴展、定時器、串口、并口、中斷、A/D、D/A、DMA控制器、小型微機應(yīng)用系統(tǒng)的綜合設(shè)計與測試等實驗，通過實驗，學(xué)生能夠理解微機接口及其應(yīng)用技術(shù)。

軟件系統(tǒng)綜合實踐主要包括編譯原理課程設(shè)計、操作系統(tǒng)課程設(shè)計和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程設(shè)計。對編譯原理課程設(shè)計，要求學(xué)生能設(shè)計可生成編譯程序的程序，也就是編譯程序生成工具程序(包括Lex和Yacc)，加強學(xué)生對程序設(shè)計語言本質(zhì)和編譯軟件的理解，進一步提高程序設(shè)計能力、特別是大型軟件的設(shè)計能力。對于操作系統(tǒng)課程設(shè)計，要求學(xué)生在閱讀Linux操作系統(tǒng)源代碼的基礎(chǔ)上添加新的系統(tǒng)調(diào)用，修改調(diào)度程序的代碼，擴展一個新的調(diào)度算法；或者基于Java虛擬機，完成基于Java虛擬機的線程調(diào)度及請求頁式管理的Java實現(xiàn)，以加深學(xué)生對計算機操作系統(tǒng)內(nèi)核的理解，提高對操作系統(tǒng)內(nèi)核的分析與擴展能力。對于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程設(shè)計[4]，通過設(shè)計一個小型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，為今后從事數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)研究和開發(fā)、充分利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供的各種特性解決實際問題打下堅實的基礎(chǔ)，實驗內(nèi)容主要包括數(shù)據(jù)庫事務(wù)處理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)、SQL語言解析與執(zhí)行以及索引優(yōu)化技術(shù)的實現(xiàn)。

對于計算機系統(tǒng)綜合課程設(shè)計，從系統(tǒng)設(shè)計的角度，通過對SOC(片上系統(tǒng))的硬、軟件設(shè)計，將學(xué)生帶進計算機系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)軟件綜合開發(fā)的領(lǐng)域，讓學(xué)生初步理解軟件、硬件協(xié)同設(shè)計，給學(xué)生一次綜合的訓(xùn)練的機會，加深學(xué)生對計算機系統(tǒng)的理解。

2 典型實踐課程建設(shè)探索

這里主要介紹東南大學(xué)硬件實驗、編譯原理課程設(shè)計、操作系統(tǒng)課程設(shè)計、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程設(shè)計和計算機系統(tǒng)綜合課程設(shè)計建設(shè)探索經(jīng)驗。

2.1 硬件實驗實踐課程

東南大學(xué)長期重視硬件教學(xué)。東南大學(xué)硬件課程群是江蘇省優(yōu)秀課程群。1985年，為了加強計算機組成原理的綜合實踐，我校開始獨立設(shè)置計算機硬件實驗實踐課程。硬件實驗實踐課程內(nèi)容是學(xué)生自己設(shè)計一個簡易的CPU，可以完成七條基本指令。學(xué)生通過這樣的實驗，初步改變了懼怕硬件的心理，在對課程充分理解的基礎(chǔ)上，自主設(shè)計自己的CPU，不設(shè)條條框框，學(xué)生實驗完成情況令人滿意，改革初現(xiàn)成效。部分學(xué)生的課程設(shè)計在全國相關(guān)教學(xué)會議上被作為樣板，受到與會者的一致好評。由于課程建設(shè)成效顯著，“模型計算機系統(tǒng)課程設(shè)計”(硬件實驗)課程建設(shè)于1993年被評為東南大學(xué)教學(xué)改革成果二等獎。從1999年開始，我們探索在原有CPU設(shè)計基礎(chǔ)上增加接口部件，并將EDA技術(shù)引入到課程設(shè)計中，為開設(shè)“計算機系統(tǒng)綜合課程設(shè)計”打下基礎(chǔ)。

經(jīng)過長期的建設(shè)，硬件實驗實踐課程目前將著眼于CPU的組織和嚴(yán)格的時空安排，著眼于計算機硬件系統(tǒng)的設(shè)計方法和基本電路的實現(xiàn)方法，由小型部件實驗和大型課程設(shè)計組成。課程目標(biāo)是通過實驗，在理論與實踐相結(jié)合的基礎(chǔ)上，加深學(xué)生的整機概念，進一步弄清計算機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和時空關(guān)系，學(xué)會指令功能的電路實現(xiàn)方法和技巧，掌握運用EDA技術(shù)進行設(shè)計和調(diào)試的工作方法，提高學(xué)生自行設(shè)計、調(diào)試分析的獨立工作能力。

小型部件實驗用傳統(tǒng)的中小規(guī)模集成電路完成，使學(xué)生對運算器、存儲器、數(shù)據(jù)通路、總線等基本概念有感性認(rèn)識，對數(shù)據(jù)流和控制流的關(guān)系、計算機主要部件的工作過程有較清楚的了解。

大型課程設(shè)計要求學(xué)生運用EDA技術(shù)，采用ALTERA公司的MAX+PLUSII軟件或Quartus II軟件，自己設(shè)計一臺指令功能完備的模型計算機，下載到本實驗系統(tǒng)提供的FLEX10K系列芯片上，并調(diào)試成功，最后通過檢查驗收程序，寫出報告。對于模型計算機設(shè)計，分為兩個層次：微程序控制的模型計算機設(shè)計與調(diào)試和復(fù)雜的模型計算機設(shè)計與調(diào)試。對于微程序控制的模型計算機設(shè)計與調(diào)試，可自行規(guī)定數(shù)據(jù)格式和指令格式，在所提供的條件范圍內(nèi)設(shè)計一臺能夠?qū)崿F(xiàn)基本指令的微程序控制的模型計算機。對于復(fù)雜的模型計算機設(shè)計與調(diào)試，要求具有多種尋址方式、中斷系統(tǒng)、16條以上指令，掌握用Verilog語言設(shè)計計算機硬件的能力，掌握用軟件工程的思想設(shè)計計算機硬件的工作方法及工作過程。

該課程不安排考試，學(xué)生成績以其學(xué)習(xí)態(tài)度、設(shè)計能力、實驗結(jié)果以及實驗報告情況評定。具體分配如下：學(xué)習(xí)態(tài)度10分，設(shè)計水平和實驗結(jié)果

60分(設(shè)計方案30分、實驗結(jié)果20分、創(chuàng)新10分)，實驗報告30分(方案和電路10分、文字表述10分、總結(jié)和分析等10分)。總分按優(yōu)、良、中、及格、不及格評分。

2.2 編譯原理課程設(shè)計

編譯程序是重要的系統(tǒng)軟件，其設(shè)計理論基礎(chǔ)涉及形式語言與自動機理論。編譯程序設(shè)計的簡單方法是按照特定的程序設(shè)計語言描述規(guī)范進行相應(yīng)的詞法、語法分析和目標(biāo)代碼生成。主要不足是程序設(shè)計語言描述規(guī)范發(fā)生改變時不能做快速適應(yīng)。因此，在編譯程序設(shè)計時，一種新的方法是使用編譯程序生成工具生成編譯程序。典型編譯程序生成工具有Lex和Yacc。為了使學(xué)生對Lex和Yacc的實現(xiàn)機理有深入的理解，東南大學(xué)從2005年開始獨立設(shè)置編譯原理課程設(shè)計實踐課程。

該課程的設(shè)計目的就是通過設(shè)計一個通用的能夠自動根據(jù)正規(guī)表達(dá)式生成詞法分析程序的工具程序SeuLex和一個通用的能夠根據(jù)上下文無關(guān)文法及其語義規(guī)則自動生成語法分析程序的工具程序SeuYacc，使學(xué)生深入理解編譯原理，為在大型軟件系統(tǒng)實踐中設(shè)計性能優(yōu)良的軟件系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。

SeuLex設(shè)計的主要內(nèi)容是給定一個語言的Lex完整描述，通過程序?qū)崿F(xiàn)對應(yīng)的正規(guī)表達(dá)式集分析、相應(yīng)非確定的有限自動機構(gòu)造、確定化和最小化；根據(jù)最小化的確定有限自動機生成對應(yīng)的詞法分析程序。對于SeuYacc設(shè)計，主要內(nèi)容是給定一個語言的Yacc完整描述，通過程序?qū)崿F(xiàn)對應(yīng)的LALR(1)分析表構(gòu)造過程；輸出基于LALR(1)分析表、具有LALR(1)分析總控程序和LR(1)分析表查表程序的語法分析程序。

該課程考核根據(jù)每個學(xué)生小組必做實驗和選做完成情況、實驗結(jié)果的正確性、選做實驗的數(shù)量和完成情況進行小組評分，作為該小組成員的最高得分；對小組內(nèi)各個成員評分，結(jié)合學(xué)生小組分工情況和組內(nèi)評價進行評分。

學(xué)生普遍認(rèn)為，該課程設(shè)計對加強學(xué)生對編譯理論的理解、提高大型程序的設(shè)計能力具有重要作用。

2.3 操作系統(tǒng)課程設(shè)計

操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)的核心軟件，對操作系統(tǒng)的深入理解，可幫助學(xué)生充分利用操作系統(tǒng)提供的功能，提高計算機應(yīng)用系統(tǒng)的效率，從而使學(xué)生能夠“做好應(yīng)用”，更進一步設(shè)計自己的操作系統(tǒng)軟件。

為了加深學(xué)生對計算機操作系統(tǒng)內(nèi)核的理解，提高其對操作系統(tǒng)內(nèi)核的分析與擴展能力，東南大學(xué)從2005年開始獨立設(shè)置操作系統(tǒng)課程設(shè)計實踐課程。

該課程主要是為學(xué)生將來在基于Linux的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)或在Java虛擬機上的軟件開發(fā)工作奠定基礎(chǔ)。

該課程提供兩類難度相當(dāng)?shù)膶嶒?，學(xué)生可按照自己的興趣選做A類或者B類。

A類：本課程設(shè)計要求學(xué)生在閱讀Linux操作系統(tǒng)源代碼的基礎(chǔ)上完成兩個主要項目：在Linux2.4的內(nèi)核中添加新的系統(tǒng)調(diào)用，以理解系統(tǒng)調(diào)用的工作機制，掌握擴展內(nèi)核功能的技術(shù)；在Linux2.4中修改調(diào)度程序的代碼，擴展一個新的調(diào)度算法。

B類：在Java虛擬機上完成兩個項目：基于Java虛擬機的線程調(diào)度；請求頁式管理的Java實現(xiàn)。

該課程考核根據(jù)每個學(xué)生小組必做實驗和選做完成情況、實驗結(jié)果的正確性、選做實驗的數(shù)量和完成情況進行小組評分，作為該小組成員的最高得分；對小組內(nèi)各個成員評分，結(jié)合學(xué)生小組分工情況和組內(nèi)評價進行評分。

學(xué)生普遍認(rèn)為，通過該課程設(shè)計，對操作系統(tǒng)的理解有一個較大的提升，對構(gòu)建自己的操作系統(tǒng)有了一定信心。

2.4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程設(shè)計

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是信息處理的重要系統(tǒng)軟件，充分理解數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，對提高信息處理應(yīng)用系統(tǒng)的性能和效率具有重要的作用。

為了為學(xué)生今后從事數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)研究和開發(fā)、充分利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供的各種特性解決實際問題打下堅實的基礎(chǔ)，東南大學(xué)利用在各種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)方面的長期科研積累，從2005年開始獨立設(shè)置數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程設(shè)計實踐課程，安排學(xué)生3～4人一組，分配角色，不限機時，遵循軟件工程的要求自行設(shè)計并實現(xiàn)一個麻雀雖小、五臟俱全的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)MyDBMS，通過實踐，使學(xué)生更加透徹地理解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本原理和內(nèi)部實現(xiàn)技術(shù)。

該課程實驗將分為兩大部分：一是數(shù)據(jù)庫事務(wù)處理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)；二是SQL語言解析與執(zhí)行，以及索引優(yōu)化技術(shù)的實現(xiàn)。對于數(shù)據(jù)庫事務(wù)處理系統(tǒng)實驗，主要是實現(xiàn)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中的兩步提交事務(wù)處理系統(tǒng)；對于SQL語言解析與執(zhí)行實驗，主要實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)SQL語言的解析，以及執(zhí)行控制模塊；對索引優(yōu)化技術(shù)實驗，主要實現(xiàn)B+樹索引結(jié)構(gòu)并優(yōu)化。

該課程考核根據(jù)每個學(xué)生小組必做實驗和選做完成情況、實驗結(jié)果的正確性、選做實驗的數(shù)量和完成情況進行小組評分，作為該小組成員的最高得分；對小組內(nèi)各個成員評分，結(jié)合學(xué)生小組分工情況和組內(nèi)評價進行評分。

從教學(xué)實際情況來看，絕大多數(shù)學(xué)生都能按要求完成任務(wù)，學(xué)生普遍反映雖然很辛苦，但收獲很大。該實踐課程所依據(jù)的理論課程“數(shù)據(jù)庫原理”于2010年成為國家精品課程建設(shè)項目。

2.5 計算機系統(tǒng)綜合課程設(shè)計

計算機系統(tǒng)綜合課程設(shè)計是軟件綜合實踐和硬件綜合實踐的集成，要求學(xué)生從CPU 設(shè)計、接口設(shè)計到BIOS設(shè)計、匯編器設(shè)計、編譯程序設(shè)計和應(yīng)用示范程序設(shè)計，需要軟硬綜合。東南大學(xué)從2003年開始探索計算機系統(tǒng)綜合課程設(shè)計實踐課程建設(shè)。

2003年，東南大學(xué)按照計算機專業(yè)課程群的總體大綱，以及“軟硬結(jié)合、立足系統(tǒng)”的教學(xué)指導(dǎo)思想，參考加州大學(xué)伯克力分校以及日本法政大學(xué)的課程設(shè)計實踐的經(jīng)驗，獨立設(shè)置了“計算機系統(tǒng)綜合課程設(shè)計”實踐課程，將“計算機系統(tǒng)綜合課程設(shè)計”定位在采用EDA、OO(面向?qū)ο?、SOPC等技術(shù)，綜合軟硬件實踐，形成小型嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)。將學(xué)生5～6人分為一組，設(shè)計內(nèi)容包括嵌入式CPU設(shè)計、接口電路設(shè)計、BIOS設(shè)計、編譯器設(shè)計、簡單應(yīng)用程序設(shè)計等，真正將學(xué)生帶進計算機系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計與開發(fā)領(lǐng)域，讓學(xué)生得到一次全面綜合的實踐訓(xùn)練。

該課程硬件部分實驗是設(shè)計一個可運行指定的31條MIPS指令的RISC型MIPS16微處理器，具有32位指令、16位地址線和數(shù)據(jù)線。實驗要求包括處理器采用哈佛結(jié)構(gòu)，有獨立的2KB的指令存儲器和2KB的數(shù)據(jù)存儲器；具有2個中斷源入口，兩級中斷優(yōu)先級(可選)；具有2個16位定時/計數(shù)器；具有一個4×4鍵盤控制器和4位7段LED控制器；具有一個簡單UART串行通信控制器或一個SCI串行通信控制器；具有看門狗功能(可選)；用不同的方法實現(xiàn)移位指令，并分析對主頻和功耗上的影響(可選)；增加乘法器、除法器、標(biāo)志寄存器等(可選)。

該課程軟件部分實驗包括含有編輯功能的MIPS16匯編(編譯)程序；含有基本輸入輸出系統(tǒng)BIOS(可選)；含有硬件各部件測試程序；MiniC編譯器(可選)；集成開發(fā)環(huán)境IDE的設(shè)計(可選)；含有一個應(yīng)用程序范例(可選)。

在多年的課程設(shè)計中，學(xué)生們不僅完成了簡單的SoC設(shè)計，更不斷進取，分別完成了流水型、超標(biāo)量型、帶分支預(yù)測的流水、帶指令預(yù)取的流水、雙核等多種先進的設(shè)計。2005級學(xué)生的課程設(shè)計成果MiniSys IDE已作為東南大學(xué)硬件基礎(chǔ)課的實驗工具。2006級學(xué)生嘗試了增加鼠標(biāo)、黑白液晶屏、彩色液晶屏、步進電機、點陣LED等外部設(shè)備的接口電路、并初步嘗試了3核處理器的設(shè)計。該課程于2009年成為教育部―Intel精品課程。

3 保證實踐教學(xué)效果的建議

實踐教學(xué)對提高學(xué)生的能力和素質(zhì)具有重要作用，但教學(xué)工作量較大，需要教師有很大的投入，才能保證教學(xué)效果。東南大學(xué)為了保證實踐教學(xué)效果，首先從實驗實踐教學(xué)考核政策上予以傾斜，學(xué)校實驗教學(xué)與技術(shù)崗位編制中，充分考慮實驗室建設(shè)與實驗教學(xué)改革的需要，重點建設(shè)的實驗中心，改革與建設(shè)編制崗位數(shù)所占的比例可以達(dá)到中心實驗技術(shù)崗位的20%以上。

另外，針對獨立設(shè)置的課程設(shè)計[5-6]，有如下建議。

1) 任務(wù)布置階段，因人而異，避免一刀切：對基礎(chǔ)較差的學(xué)生――給出基本任務(wù)要求，鼓勵學(xué)生向更高目標(biāo)走，絕不降低基本要求；對于大多數(shù)學(xué)生――給出的任務(wù)比基本要求略高，鼓勵他們多進行討論，讓這部分學(xué)生能“吃飽吃好”；對于能力強的學(xué)生――讓他們自行組織討論，充分發(fā)揮能動性，提出自己的方案，可以四個不限定(不限定學(xué)生設(shè)計的總體結(jié)構(gòu)，不限定學(xué)生具體實施設(shè)計的步驟，不限定最終的目標(biāo)與驗證方法，不限定學(xué)生實施自己設(shè)計的時間和地點)，大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2) 任務(wù)執(zhí)行階段，做到教師全程跟蹤：對于基礎(chǔ)差的學(xué)生――講清楚基本原理和設(shè)計中要注意的關(guān)鍵問題，必要時給這部分學(xué)生補一點基礎(chǔ)的知識；大多數(shù)學(xué)生――引導(dǎo)學(xué)生能夠更為完善地完成設(shè)計，并在設(shè)計中或多或少地表現(xiàn)出一些自己的特色，這部分學(xué)生要多做一些啟發(fā)性的工作；能力強的學(xué)生――放手讓他們?nèi)プ龈鞣N探索性實驗，要經(jīng)常參加他們的討論，聽取他們的思路，并及時為他們提供有關(guān)的資料。

3) 任務(wù)驗收階段，采用招標(biāo)式課程設(shè)計驗收方案：各組展示本組的設(shè)計，組長做總體性介紹；成員展示自己設(shè)計的特色；各組之間展開競爭和互評，用自己的最優(yōu)秀部分贏取驗收教師和其他組成員的好評。

4) 嚴(yán)把設(shè)計質(zhì)量關(guān)：杜絕抄襲現(xiàn)象；規(guī)范設(shè)計報告格式，提高設(shè)計報告質(zhì)量。

4 結(jié)語

提高學(xué)生系統(tǒng)認(rèn)識能力對計算機專業(yè)學(xué)生具有重要意義。東南大學(xué)面向系統(tǒng)的計算機專業(yè)實踐教學(xué)體系建設(shè)探索經(jīng)驗表明，面向系統(tǒng)的綜合實踐很有必要，學(xué)生不僅加深了對計算機系統(tǒng)的理解，而且提高了分析問題、解決問題能力，提高了學(xué)生的專業(yè)興趣，為今后走上工作崗位，能夠很快適應(yīng)新環(huán)境奠定了較好的基礎(chǔ)。

當(dāng)然，面向系統(tǒng)的綜合實踐對理論基礎(chǔ)不夠扎實的學(xué)生還具有較大難度。如何使所有學(xué)生均有很大的收獲，還需要不斷地探索。希望本文對相關(guān)教學(xué)研究人員有借鑒作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 教育部高等學(xué)校計算機科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會. 高等學(xué)校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心課程教學(xué)實施方案[M]. 北京:高等教育出版社,2009.

[2] 楊全勝,王曉蔚,任國林,等. 計算機專業(yè)研究型人才培養(yǎng)的專業(yè)內(nèi)涵與人文內(nèi)涵探討[J]. 計算機教育,2009(16):72-74.

[3] 翟玉慶,鄧建明. 計算機學(xué)科研究型人才培養(yǎng)模式的探討與實踐[J]. 計算機教育,2005(1):33-35.

[4] 徐立臻,王偉. 軟件學(xué)院數(shù)據(jù)庫原理課程實踐環(huán)節(jié)改革的思考與實踐[J]. 計算機教育,2007(11):141-143.

[5] 楊全勝,王曉蔚,吳強. 對提高高校計算機專業(yè)課程設(shè)計質(zhì)量的思考[J]. 計算機教育,2007(22):38-41.

[6] 楊全勝.強調(diào)系統(tǒng)綜合觀,鼓勵創(chuàng)新精神:記“計算機系統(tǒng)綜合設(shè)計”課程改革實踐[J]. 計算機教育,2008(23):25.

System-oriented Practice Training Curriculum for Students Major in Computer

ZHAI Yuqing, YANG Quansheng, WANG Xiaowei

(School of Computer Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 211189, China)

篇9

企業(yè)工程項目管理工作需要多方共同參與完成，其工作內(nèi)容涉及方方面面，包括設(shè)計、采購、施工、運輸、項目協(xié)調(diào)和成本控制等。對于一些大型復(fù)雜的工程項目來說，企業(yè)對工程項目的管理存在著任務(wù)繁重、牽扯部門多、交叉作業(yè)多、施工工期短等多方面問題，如果依靠傳統(tǒng)的人工管理方式則無法達(dá)成工程項目預(yù)期目標(biāo)。因此，企業(yè)工程項目的信息化管理水平與工程項目的成敗有著直接關(guān)系。

2企業(yè)工程項目信息化管理

企業(yè)工程項目信息管理建設(shè)主要有兩個方面：一是硬件系統(tǒng)建設(shè)，包括計算機設(shè)備、業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)建；二是在工程項目信息管理系統(tǒng)設(shè)計初期，工作人員對其開發(fā)與實施進行的預(yù)算評估，并將預(yù)算作為平臺建設(shè)資金成本的控制依據(jù)，以便為后期的招投標(biāo)工作奠定基礎(chǔ)。企業(yè)工程項目信息管理集成平臺能夠在復(fù)雜的工作環(huán)境下支撐各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)協(xié)同運行，向用戶提供可視化界面和各種通用接口，業(yè)務(wù)軟件的使用不再受到設(shè)備配置、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、操作系統(tǒng)和應(yīng)用協(xié)議的制約，提高平臺的可用性和穩(wěn)定性。同時，平臺能夠提供良好的信息化管理服務(wù)，利用信息流將企業(yè)工程項目中各項業(yè)務(wù)的組織機構(gòu)、管理職能、工作流、資金流等進行連接，將企業(yè)工程項目信息管理系統(tǒng)設(shè)計、規(guī)劃與實施工作中相對獨立的業(yè)務(wù)軟件、硬件設(shè)備、人員配置、項目資料之間的關(guān)系進行集成管理，使其融合到一個完整的可操作系統(tǒng)中，確保企業(yè)工程項目信息管理信息的實時共享與溝通。

3企業(yè)工程項目信息管理集成平臺設(shè)計方案

本文提出的企業(yè)工程項目信息管理集成平臺建設(shè)方案以提高生產(chǎn)效率、提升管理水平和加強營銷能力為目標(biāo)。平臺建設(shè)以P6數(shù)據(jù)庫為核心，充分發(fā)揮P6數(shù)據(jù)庫在工程項目的設(shè)計、施工、采購、費控、質(zhì)量等管理工作中的優(yōu)勢，使企業(yè)工程項目管理工作的展開以資源管理和進度管理為主線，在使用P6數(shù)據(jù)庫的同時，借鑒其先進的數(shù)據(jù)資源管理理念和方法，設(shè)計開發(fā)具有集成功能的各種業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，建立一個包括合同管理、資金管理、施工管理、進度管理、采購管理、運輸管理、質(zhì)量管理和經(jīng)營管理的完整的工程項目管理平臺，使工程項目中包含的信息資源得到有機結(jié)合和應(yīng)用共享。使企業(yè)工程項目各個業(yè)務(wù)層面都實現(xiàn)信息化管理的高效運行，打破傳統(tǒng)企業(yè)工程項目管理中的瓶頸問題，促進企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

4企業(yè)工程項目信息管理集成平臺實施方案

4.1創(chuàng)建組織機構(gòu)

企業(yè)工程項目實施信息化集成管理過程中，企業(yè)組織機構(gòu)也要進行適當(dāng)改革，才能確保平臺建設(shè)按計劃實施。由此，企業(yè)應(yīng)該成立三級組織機構(gòu)，一是工程項目領(lǐng)導(dǎo)小組；二是工程項目實施小組；三是工程項目實施職能小組。項目領(lǐng)導(dǎo)小組、實施小組和職能小組三者之間的關(guān)系是相互聯(lián)系的。實施小組成員是職能小組負(fù)責(zé)人，領(lǐng)導(dǎo)小組成員是項目領(lǐng)導(dǎo)小組組長。企業(yè)工程項目的總負(fù)責(zé)人應(yīng)該由企業(yè)法人擔(dān)任。同時，企業(yè)工程項目信息管理集成平臺的發(fā)展建設(shè)除了需要企業(yè)相關(guān)業(yè)務(wù)管理人員的支持，也離不開通信專業(yè)、計算機專業(yè)人員的有力支撐。

4.2執(zhí)行進度計劃

根據(jù)企業(yè)工程項目信息管理集成平臺建設(shè)目標(biāo)和方法，經(jīng)過組織機構(gòu)相關(guān)負(fù)責(zé)人討論后，確定總體實施計劃。企業(yè)工程項目信息管理集成平臺建設(shè)實施進度，但由于該項目比較龐大，涉及行業(yè)廣、內(nèi)容多，建設(shè)工作不可能一步到位，平臺中部分功能模塊的實現(xiàn)不一定按照計劃同步建設(shè)，可以分成多個期限完成。基于以上問題，本文對該平臺建設(shè)工作提出以下建議：在分期、分階段實施過程中要綜合統(tǒng)籌考慮，注意應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換功能，盡量預(yù)留足夠的數(shù)據(jù)接口，各個子系統(tǒng)中的功能模塊代碼編寫要采用同一種編程語言，確保平臺的集成性。

5結(jié)論

篇10

關(guān)鍵詞：PHP?。籑YSQL；論文綜合管理系統(tǒng)；B/S

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2012）36-8595-02

1　系統(tǒng)可行性分析與研究

1.1　研究背景

目前，縱觀全國各地高校，學(xué)位論文管理系統(tǒng)得以廣泛實現(xiàn)應(yīng)用，有一些學(xué)院依舊用手工錄入的方式進行管理；經(jīng)過仔細(xì)對比，很多高校使用WEB方式進行論文管理時的相關(guān)操作，在功能上及相應(yīng)的業(yè)務(wù)流程比較相似；都使用較簡單的方式，如都使用論文提交、審核，及搜索模塊，基本上來說都沒有題目選擇或者導(dǎo)師互動等模塊。在本課題在這些基礎(chǔ)上，加入前期論文題目及導(dǎo)師的互動選擇功能，從而使得論文的各個過程都能在網(wǎng)上進行，從而方便了審核人員，導(dǎo)師和學(xué)生。在線的論文指導(dǎo)（站內(nèi)短信）功能可以導(dǎo)師和學(xué)生進行方便地進行溝通和交流，另外在線修改功能也能避免線下修改造成的紙張和時間的浪費。

1.2　研究內(nèi)容

做為一個涉及多個權(quán)限用戶的系統(tǒng)，這就需要對用戶信息數(shù)據(jù)進行處理，再加載不同的用界面。根據(jù)該論文系統(tǒng)需求特點，要求平臺建立在網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，盡可能地使論文的整個過程方便，簡單，界面更加友好。整個過程首先由有相應(yīng)論文指導(dǎo)權(quán)限的教師上傳可供學(xué)生選擇的標(biāo)題，教師所在的單位審查通過后，便開始了基于該網(wǎng)絡(luò)平臺的互動論文選擇過程，學(xué)生以志愿的方式選擇相應(yīng)的論文標(biāo)題進行申請，然后相應(yīng)教師對申請學(xué)生進行選擇，系統(tǒng)接著對結(jié)果進行處理。處理完成后，落選雙方進行第二次雙向選擇，最終完成選題的過程。然后教師與學(xué)生論文寫作過程，進行開題報告，正文寫作等過程，最后教師對論文進行評分。就是基于上面這一個論文過程，進行仔細(xì)分析，最后開發(fā)出這個系統(tǒng)。

1.3論文綜合管理系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境

1.3.1　LAMP（LINUX+APACH+MYSQL+PHP）

網(wǎng)站主體采用執(zhí)行效率極高的PHP開發(fā)，使用AJAX技術(shù)輔助，數(shù)據(jù)庫方面采用與PHP之最佳組合MYSQL，web服務(wù)器和操作系統(tǒng)則采用apache和linux，這就是所謂的LAMP建站方案。

2　相關(guān)技術(shù)綜述

2.1　PHP編程技術(shù)介紹

PHP是一種公開源代碼！運行在服務(wù)器端的嵌入式腳本語言，允許程序員將語言嵌入HTML文件當(dāng)中，并且PHP對不同的技術(shù)提供了編程環(huán)境與接口，利用它可以方便地開發(fā)各種功能完備！交互性強的動態(tài)頁面，為網(wǎng)站建設(shè)提供了簡單！實用的解決方案：

2.2　MySQL數(shù)據(jù)庫技術(shù)介紹

MySQL是一個精巧的SQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，雖然它不是開放源代碼的產(chǎn)品，但在某些情況下你可以自由使用。由于它的強大功能、靈活性、豐富的應(yīng)用編程接口（API）以及精巧的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，受到了廣大自由軟件愛好者甚至是商業(yè)軟件用戶的青睞。

2.3　開發(fā)環(huán)境

LAMP即操作系統(tǒng)：　LINUX，web服務(wù)器：　APACHE，數(shù)據(jù)庫：MYSQL，服務(wù)器端腳本PHP的第一個字母組合。LAMP通過多年的發(fā)展，迅速由草根階層走出來，在世界范圍的層面，一旦談及WEB服務(wù)器標(biāo)準(zhǔn)，人們就會自然談到LAMP。也正是因為LAMP都是開源的組件，不斷完善其兼容性，它們的應(yīng)該場合越來越廣泛，普遍。并成為一個相當(dāng)強大的WEB平臺。

2.4　B/S體系與三層配置模式

B/S結(jié)構(gòu)從邏輯上講分為四個層次：客戶機、Web服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器?？蛻魴C主要負(fù)責(zé)人機交互，Web服務(wù)器主要負(fù)責(zé)對客戶端應(yīng)用程序的集中管理，應(yīng)用服務(wù)器主要負(fù)責(zé)應(yīng)用邏輯的集中管理，它也可以根據(jù)其處理的具體業(yè)務(wù)不同而分為多個；數(shù)據(jù)服務(wù)器則主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲和組織、數(shù)據(jù)庫的分布式管理、數(shù)據(jù)庫的備份和同步等等。

2.5開發(fā)方法：原型法開發(fā)

3　系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

3.1系統(tǒng)需求分析

本系統(tǒng)作為一套論文綜合管理系統(tǒng)，在使用過程中主要呈現(xiàn)出了以下幾個特點：

1）系統(tǒng)是根據(jù)具有本學(xué)院特色的論文管理模式進行編寫的，具有通用性，同時也更具有個性化的特點，以方便學(xué)院師生論文操作和提高論文效率為核心，采用以管理與先進的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合。

2）規(guī)范的軟件結(jié)構(gòu)搭配先進的軟件開發(fā)技術(shù)。該文管理系統(tǒng)基于B/S結(jié)構(gòu)，并根據(jù)軟件設(shè)計的思想，運用了標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化，網(wǎng)絡(luò)化等技術(shù)，使得整個系統(tǒng)可靠性，適應(yīng)性，維護性及安全性得到了很好的保障。

3）方便友好的用戶界面。系統(tǒng)采用的瀏覽界面更加的友好，更加的清晰，布局也更加的合理，無論是那一種角色用戶得能方便地操作，提高了他們使用系統(tǒng)完成任務(wù)的效率，最大化地使用戶得到好的用戶體驗。

3.2系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)

本系統(tǒng)設(shè)計的根本就是為了使得整個論文過程網(wǎng)絡(luò)化，提高過程的完成效率，減少人工成本，提高論文信息的查詢、紀(jì)錄等工作的速度，使得論文的整個流程更加地完善。以便更加方便、直接、快捷地為我院師生提供服務(wù)。

3.3設(shè)計方案

3.5系統(tǒng)描述

該文系統(tǒng)的核心任務(wù)是論文的過程管理，它包含了系統(tǒng)管理的多個方面，內(nèi)容上比較復(fù)雜、廣泛，必須使得系統(tǒng)核心任務(wù)十分穩(wěn)定，并且與系統(tǒng)其它模塊的協(xié)作也要十分穩(wěn)定，流暢。論文系統(tǒng)功能主要包括：論文，人員，以往論文，新聞，系統(tǒng)內(nèi)短信等功能模塊；及能根據(jù)系統(tǒng)賦予的角色權(quán)限對相應(yīng)的信息進行相應(yīng)的查詢、統(tǒng)計、修改等操作的功能。

其中核心的論文管理行為包括：

1）本系統(tǒng)的院系管理員負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)各種信息。管理教師和學(xué)生用戶的論文操作權(quán)限；

2）非管理員用戶只能檢索、查看系統(tǒng)相關(guān)資料信息。

4　總結(jié)

論文綜合管理系統(tǒng)的開發(fā)不僅僅是一個網(wǎng)站制作的過程，更重要的是在系統(tǒng)分析和設(shè)計階段所做的工作。在這過程中，我充分利用了網(wǎng)站開發(fā)上的靈活和效率高的特點，應(yīng)用PHP和MYSQL數(shù)據(jù)庫以LAMP架構(gòu)開發(fā)本系統(tǒng)。

在系統(tǒng)的設(shè)計過程中，本對系統(tǒng)的設(shè)計的過程越來越清晰，也更加熟悉PHP的程序應(yīng)用，對系統(tǒng)整體的架構(gòu)設(shè)計，模塊劃，頁面的整體布局設(shè)計也有了更深的認(rèn)識，為更好地學(xué)習(xí)，工作打下更加堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]　清華大學(xué)圖書館學(xué)位論文描述元數(shù)據(jù)規(guī)范課題組.學(xué)位論文資源分析報告[J].http：///cdls2/w3c/2003/SpcMetadata/387298，（AccessedMar.19，2005）：12-20.

[2]　朱紅.學(xué)位論文管理系統(tǒng)的分析與實現(xiàn)[J].四川理工學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2006，19（5）：124-126.

[3]　馮建華.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計與管理[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007，5：40-57，100-120　.

[4]　Andy　Harris.PHP　5　/MySQL　Programming　for　the　Absolute　Beginner?。‵or　the　Absolute　Beginner）　（Paperback）　[M].10-180.