分布式數(shù)據(jù)庫(kù)在高校辦公自動(dòng)化管理系統(tǒng)中的應(yīng)用.docx

分布式數(shù)據(jù)庫(kù)在高校辦公自動(dòng)化管理系統(tǒng)中的應(yīng)用摘要：隨著高校辦公的網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化，分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在高校辦公自動(dòng)化管理系統(tǒng)中逐漸得到了廣泛的應(yīng)用。本論文在設(shè)計(jì)了高校辦公自動(dòng)化管理系統(tǒng)的體系和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)討論了分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在辦公自動(dòng)化管理系統(tǒng)中的應(yīng)用，分析討論了分布式數(shù)據(jù)庫(kù)在構(gòu)建辦公自動(dòng)化管理系統(tǒng)中的若干關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，對(duì)于進(jìn)一步推動(dòng)高校辦公自動(dòng)化建設(shè)具有一定的借鑒意義。關(guān)鍵詞：分布式數(shù)據(jù)庫(kù)；辦公自動(dòng)化；高校管理1引言辦公自動(dòng)化系統(tǒng)是一種高效的人機(jī)交互系統(tǒng)，本身遵循某種合理的規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，可以方便地實(shí)現(xiàn)文書(shū)工作標(biāo)準(zhǔn)化、信息處理標(biāo)準(zhǔn)化、工作流程標(biāo)準(zhǔn)化。從技術(shù)發(fā)展角度來(lái)看，特別是互連網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，安全技術(shù)的發(fā)展和軟件理論的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化是可能的。因此設(shè)計(jì)一套全自動(dòng)的適用于高校辦公自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)高校辦教學(xué)辦科研工作的正常運(yùn)行有著極大的幫助，可以有效的提高高校辦公的信息管理水平，應(yīng)用前景十分廣泛。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展，辦公自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、無(wú)紙化逐漸成為現(xiàn)代辦公的新趨勢(shì)，而高校借助于校園網(wǎng)也正在大力推行辦公自動(dòng)化，以提高管理的績(jī)效。但是，高校校園網(wǎng)又有其自身的特點(diǎn)，分布式管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)流向是多方向?qū)崟r(shí)操作的，需要實(shí)時(shí)更新的，這就決定了高校辦公自動(dòng)化在數(shù)據(jù)處理時(shí)要能夠解決數(shù)據(jù)的異構(gòu)實(shí)時(shí)更新問(wèn)題，而分布式數(shù)據(jù)庫(kù)正好可以解決這樣的問(wèn)題，對(duì)分布的數(shù)據(jù)集進(jìn)行分散式管理，同時(shí)又加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)跨地區(qū)形式上的聯(lián)系，使面向整個(gè)組織結(jié)構(gòu)的信息分而治之的集中管理，比單一的集中管理更有利，故分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)事可以應(yīng)用在高校辦公自動(dòng)化領(lǐng)域的。2高校OA管理系統(tǒng)的構(gòu)建2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的選擇按照系統(tǒng)終端情況的不同，可將高校辦公自動(dòng)化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)模式總的分為B/S(瀏覽器/服務(wù)器)和C/S(客戶端/服務(wù)器)兩種結(jié)構(gòu)模式，它們各具特色，是當(dāng)前系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的主流。B/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)以服務(wù)器為核心，程序處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)基本上都在服務(wù)器端完成，用戶無(wú)須安裝專(zhuān)門(mén)的客戶端軟件，只要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)連接服務(wù)器，使用瀏覽器就可以進(jìn)行事務(wù)處理。C/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)以服務(wù)器作為數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)平臺(tái)，在終端須裝有特定的程序來(lái)進(jìn)行事務(wù)處理，然后再將數(shù)據(jù)傳遞到服務(wù)器端，用戶使用客戶端應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行操作。結(jié)合上述分析，本研究課題采用C/S/S模式結(jié)構(gòu)。C/S/S模式，也叫客戶/應(yīng)用服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器結(jié)構(gòu)Client/Application Server/Database Server(C/S/S)模式，是從 C/S模式發(fā)展而來(lái)的。這種模式中的三層架構(gòu)“分工”明確，客戶端負(fù)責(zé)程序的應(yīng)用和數(shù)據(jù)的讀取、分析等前臺(tái)操作，應(yīng)用服務(wù)器存放并運(yùn)行信息系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器存放并管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。由于在客戶端和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器之間使用了應(yīng)用服務(wù)器來(lái)處理業(yè)務(wù)邏輯，大大減輕了數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的壓力，極大地提高了系統(tǒng)的并發(fā)處理能力；另外，由于用戶的請(qǐng)求是發(fā)向應(yīng)用服務(wù)器而不是數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，使得數(shù)據(jù)的安全性大大提高，故這種結(jié)構(gòu)非常適合實(shí)時(shí)響應(yīng)性、安全性、數(shù)據(jù)吞吐率等性要求較高的系統(tǒng)，同時(shí)它也繼承了C/S結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，目前這種方式是最可靠、最能完美體現(xiàn)現(xiàn)有辦公自動(dòng)化要求的方式。2.2 高校OA管理系統(tǒng)體系的設(shè)計(jì)高校辦公自動(dòng)化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用三層C/S/S體系結(jié)構(gòu)，使得用戶只需要通過(guò)客戶端即可輕松完成和實(shí)現(xiàn)豐富的信息管理等多種功能，安裝方便、簡(jiǎn)單易用，大大縮短了信息系統(tǒng)建立周期，節(jié)省管理費(fèi)用；集中管理、統(tǒng)一維護(hù)、分類(lèi)有序存放信息數(shù)據(jù)，使得系統(tǒng)維護(hù)、升級(jí)、擴(kuò)充更方便，并且可針對(duì)不同部分、不同部門(mén)的使用人群的信息動(dòng)態(tài)變化迅速做出相應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)整和變化，極大的適應(yīng)了用戶在不同環(huán)境和條件下的需求。圖1 基于C/S/S三層架構(gòu)的高校辦公自動(dòng)化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)示意圖就整個(gè)校園網(wǎng)的構(gòu)建范圍來(lái)說(shuō)，該OA管理系統(tǒng)是由一個(gè)核心服務(wù)器和許多局部服務(wù)器構(gòu)成。核心數(shù)據(jù)庫(kù)存放所有的管理數(shù)據(jù)，管理整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行，局部數(shù)據(jù)庫(kù)存放本地的管理數(shù)據(jù)，本地服務(wù)器處理本地用戶的請(qǐng)求。采用這種有冗余的相對(duì)集中分布式結(jié)構(gòu)可以對(duì)系統(tǒng)中的主要數(shù)據(jù)進(jìn)行集中式管理，某些數(shù)據(jù)的冗余則可保證各分站點(diǎn)在低帶寬條件下對(duì)常用信息的高速存取。核心和局部服務(wù)器都包含各自的WEB服務(wù)器、服務(wù)器應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)高校所有共享信息及不同安全級(jí)別信息的分布式管理管理，同時(shí)只要對(duì)數(shù)據(jù)訪問(wèn)權(quán)限進(jìn)行設(shè)置，即可實(shí)現(xiàn)分布式數(shù)據(jù)訪問(wèn)的安全性。每個(gè)局部服務(wù)器有一個(gè)文件服務(wù)器來(lái)存放本地的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，核心和局部服務(wù)器是用因特網(wǎng)來(lái)連接的。用戶在分站點(diǎn)上登錄時(shí)先到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)檢索該用戶，若未檢索到則到核心數(shù)據(jù)庫(kù)檢索。當(dāng)WEB服務(wù)器收到用戶的請(qǐng)求后，服務(wù)器應(yīng)用程序和WEB服務(wù)器將請(qǐng)求轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)命令，并發(fā)送到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器執(zhí)行命令并返回結(jié)果。3高校辦公自動(dòng)化應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)建3.1 應(yīng)用程序服務(wù)器的應(yīng)用構(gòu)建應(yīng)用程序服務(wù)器的主要職責(zé)是存放并運(yùn)行信息系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯，因此這里對(duì)應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)，主要任務(wù)不是實(shí)現(xiàn)具體的存儲(chǔ)應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)，而是為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)業(yè)務(wù)處理、數(shù)據(jù)連結(jié)以及事務(wù)管理工作。在實(shí)際開(kāi)發(fā)中主要采用符合EJB2.0標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)規(guī)范定義的組件與容器來(lái)開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序應(yīng)用服務(wù)。EJB組件是業(yè)務(wù)邏輯實(shí)現(xiàn)的工具，通過(guò)對(duì)組件的設(shè)計(jì)與定義可以完成系統(tǒng)的特定功能需求。在本系統(tǒng)中，EJB2.0規(guī)范中所定義的三種組件都有所應(yīng)用，分別完成數(shù)據(jù)邏輯、操作控制和異步消息處理功能。三種EJB組件都工作在EJB容器中，系統(tǒng)的客戶端通過(guò)訪問(wèn)會(huì)話Bean與EJB層建立聯(lián)系，會(huì)話Bean將客戶的需求轉(zhuǎn)發(fā)給實(shí)體Bean，從實(shí)體Bean獲取需要的數(shù)據(jù)信息。(1) 實(shí)體Bean部分每一個(gè)實(shí)體Bean對(duì)應(yīng)信息層的一個(gè)數(shù)據(jù)表，也就是對(duì)應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)用中的一個(gè)實(shí)體，在本系統(tǒng)中，有使用、教學(xué)信息、科研信息、會(huì)議信息、校務(wù)公告等實(shí)體，每一個(gè)實(shí)體都有特定的業(yè)務(wù)功能，這些功能通過(guò)實(shí)體Bean上的業(yè)務(wù)操作函數(shù)實(shí)現(xiàn)。(2) 會(huì)話Bean部分系統(tǒng)中還大量采用了會(huì)話Bean完成操作控制的工作，會(huì)話Bean同樣也由Bean類(lèi)和接口文件組成，與實(shí)體Bean不同的是，會(huì)話Bean的類(lèi)中封裝的是業(yè)務(wù)操作，而不是具體的數(shù)據(jù)；接口文件的類(lèi)型與作用則與實(shí)體Bean相同。(3) 消息驅(qū)動(dòng)Bean部分除了實(shí)體Bean與會(huì)話Bean之外，消息驅(qū)動(dòng)Bean在系統(tǒng)中也有應(yīng)用。在本系統(tǒng)中消息驅(qū)動(dòng)Bean主要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)答疑功能，結(jié)合應(yīng)用情況分析，系統(tǒng)中的消息驅(qū)動(dòng)Bean與JMS隊(duì)列采用發(fā)布訂閱模式設(shè)計(jì)與應(yīng)用，該模式的消息生產(chǎn)者和消費(fèi)者不固定，無(wú)論是哪個(gè)消息生產(chǎn)者產(chǎn)生的消息，只要是此類(lèi)消息的消費(fèi)者，就可以對(duì)消息進(jìn)行處理，這樣只要能夠?qū)?wèn)題做出解答就可以處理消息，大大提高問(wèn)題的解決率。 3.2 分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的應(yīng)用構(gòu)建3.2.1 分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)存取機(jī)制1）首先確定數(shù)據(jù)的物理位置分布式數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境中，對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)表都要確定其最佳的存放位置，從而使數(shù)據(jù)庫(kù)的分布更加合理。2）其次再確定數(shù)據(jù)庫(kù)及其對(duì)象對(duì)每個(gè)獨(dú)立場(chǎng)點(diǎn)都要建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，同一場(chǎng)點(diǎn)也可以建立多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中還要根據(jù)實(shí)際需求建立有關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象。3）最后確定數(shù)據(jù)存取機(jī)制在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)就需要確定如何訪問(wèn)和存取其它數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，如何實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)表的鏈接等規(guī)則。由于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)采用分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)實(shí)行分布存放，將對(duì)數(shù)據(jù)的處理、管理與維護(hù)帶來(lái)困難，當(dāng)用戶需要經(jīng)常訪問(wèn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)效率會(huì)明顯地受到網(wǎng)絡(luò)通信的制約。因此，采用何種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制將是分布式數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)以及影響其運(yùn)行速度和效率的關(guān)鍵要素。在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，可以通過(guò)復(fù)制、分片和復(fù)制加分片3種方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，因?yàn)楦鞯赜颥F(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)之間存在一定的數(shù)據(jù)冗余，又存在著差異，所以本系統(tǒng)采用了復(fù)制加分片的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，這將涉及到數(shù)據(jù)分片和同步兩個(gè)存儲(chǔ)要素：1）數(shù)據(jù)分片在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，將關(guān)系分片，這有利于按用戶需求組織數(shù)據(jù)的分布。目前的分片方式有水平分片、垂直分片、導(dǎo)出分片、混合分片等4種，可以根據(jù)不同的數(shù)據(jù)關(guān)系采用不同的分片方式： 在核心數(shù)據(jù)庫(kù)與各分布點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)關(guān)系中，由于分布點(diǎn)的數(shù)據(jù)是核心數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的子集，本系統(tǒng)采用了水平分片的方式，通過(guò)并運(yùn)算實(shí)現(xiàn)關(guān)系的重構(gòu)； 在總數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)關(guān)系中，數(shù)據(jù)是按照其事務(wù)功能或事務(wù)流程來(lái)劃分的，所以這里采用了垂直分片的方式。2）數(shù)據(jù)同步數(shù)據(jù)同步則是根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)需求使用事務(wù)復(fù)制和合并復(fù)制兩種，根據(jù)事務(wù)流程的垂直分片，各個(gè)分布點(diǎn)(功能模塊)只存放本點(diǎn)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)管理和分析功能是由總部的核心數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，各個(gè)分布點(diǎn)只需將更新的數(shù)據(jù)發(fā)送到核心數(shù)據(jù)庫(kù)即可。對(duì)于分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)同步技術(shù)，將在下文進(jìn)行討論。3.2.2 分布式數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)同步技術(shù)研究在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中主要存在著兩個(gè)問(wèn)題：其一，各分系統(tǒng)之間的通信問(wèn)題。當(dāng)各分系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立時(shí)，他們之間的通信既要有網(wǎng)絡(luò)保障同時(shí)又不能影響各分系統(tǒng)的正常運(yùn)行；其二，數(shù)據(jù)格式問(wèn)題，各分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式可能會(huì)存在差異，尤其是在各分系統(tǒng)已經(jīng)存在并正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下所構(gòu)建起來(lái)的分布式系統(tǒng)中，這個(gè)問(wèn)題更加突出，分系統(tǒng)可能是在不同的時(shí)間由不同的人設(shè)計(jì)的，因此數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)可能大相徑庭，在這種情況下，數(shù)據(jù)交換應(yīng)采取怎樣的格式便成為了一個(gè)問(wèn)題。很顯然，要成功地構(gòu)建一個(gè)分布式系統(tǒng)，必須要解決好這兩個(gè)問(wèn)題。現(xiàn)有的數(shù)據(jù)同步技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中均存在著一定的問(wèn)題，如壓縮編碼率較低，在窄帶環(huán)境下同步傳輸可靠性低，為此，需要設(shè)計(jì)新的數(shù)據(jù)同步方案。本研究課題將消息隊(duì)列和XML技術(shù)結(jié)合起來(lái)，為數(shù)據(jù)同步提供一個(gè)新的解決方案。本論文所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)同步的思想是：應(yīng)用程序在監(jiān)控到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)上的數(shù)據(jù)更新事務(wù)后，將更新事務(wù)封裝成MSS消息發(fā)送。對(duì)于本地而言，消息在交付給MRB之后首先進(jìn)入本地消息發(fā)送隊(duì)列等待發(fā)送，若無(wú)異常，消息將送到目的客戶標(biāo)題所指示的遠(yuǎn)端站點(diǎn)的消息接收隊(duì)列中。同時(shí)，一個(gè)后臺(tái)服務(wù)程序一直監(jiān)視著接收隊(duì)列，一旦有消息到達(dá)，它將讀取消息，并根據(jù)消息內(nèi)容對(duì)本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)執(zhí)行所描述的更新事務(wù)，如果更新成功，則處理結(jié)束，并返回“更新成功”，否則返回“更新失敗”。此時(shí)發(fā)送端的一個(gè)后臺(tái)服務(wù)程序一直監(jiān)視應(yīng)答隊(duì)列，根據(jù)收到的消息類(lèi)型進(jìn)行相應(yīng)的操作，若成功，則將該消息記錄從數(shù)據(jù)庫(kù)中刪除，若失敗，則周期性地重發(fā)該消息。依據(jù)分解原則和實(shí)際條件，按照XML標(biāo)準(zhǔn)建立了符合需要的兩個(gè)重要的配置文件，下面給出一次同步過(guò)程(全面數(shù)據(jù)更新策略)完整的流程圖。任何時(shí)候出現(xiàn)錯(cuò)誤，都必須取消當(dāng)前業(yè)務(wù)，回卷所有的業(yè)務(wù)操作做的更新并將錯(cuò)誤寫(xiě)入錯(cuò)誤業(yè)務(wù)列表。4結(jié)語(yǔ)依照C/S/S三層架構(gòu)，本文給出了高校辦公自動(dòng)化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)架構(gòu)層次的詳細(xì)設(shè)計(jì)方案，從客戶端，到應(yīng)用程序，再到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，從不同層面都實(shí)現(xiàn)了高校辦公自動(dòng)化信息的統(tǒng)一調(diào)度。通過(guò)C/S/S三層架構(gòu)，在保證了用戶使用客戶端對(duì)高校辦公自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)信息查詢、高容量高效率并發(fā)訪問(wèn)和處理的同時(shí)，也將應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)隔離開(kāi)，減輕了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)服務(wù)器的負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的快速訪問(wèn)快速處理的能力，同時(shí)極大地提高了高校辦公自動(dòng)化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的