玛纳斯河流域水资源管理信息系统研究(1)程力(3)

3.2.2.2代码设计的原则

       本系统代码设计的原则是：

       在有国际标准、国家标准或行业标准的情况下就采用标准代码。

       在没有标准代码，但有通用习惯符的情况下采用通用习惯符。

       在既没有标准代码，又没有通用习惯符可用的情况需自编代码时，根据代码应满足稳定性、可扩充性、通用性和易读性原则进行编码。

3.2.2.3标识符命名规则

       系统关系表名、字段名的标识符命名规则应如下：

       为了便于国际交流，系统的关系表名及字段名的标识符以英文为基础，可全部用英文及数字构成。

        标识符都以英文字母开头，标识符中英文大小写字母表示同一含义，可任意选用。

        本系统标识符的长度限制不超过10个字母数字字符。但为了便于与全国水文数据库系统联网，本系统中的水文基础数据部分的标识符基本遵循原水利部水调中心（现水利部信息中心）制定的标识符命名规则，标识符的长度限制不超过 6个字母数字字符。如测站代码可采用stcd，测站名称采用name。

        为使工作人员便于联想和记忆，标识符的构造直接与其中文名挂钩，即完全按中文名的汉语词序将相当的英文单词缩写然后合并而成标识符。这种方法可以使标识符的制定者完全不顾英文的语法和习惯，并且减少了由英文译法的不同所带来的随意性[3，4]。

3.2.3数据库系统的功能设计

        系统开发的目的是使玛纳斯河流域水资源管理科学化、规范化，促进流域社会、经济及生态环境的可持续发展。在功能分析的基础上，依据具体数据库管理系统（dbms）的特点，以及系统所提供的开发环境，将功能分析的结果转换成软件结构设计的方案。系统功能设计中应遵循的指导原则是结构化和模块化，即将系统设计成由相对独立、单一功能的模块组成的结构。即系统应具有流域水文、水资源和水环境有关空间信息的录入、存贮与编辑；流域水文、水资源和水环境状况及其有关空间信息显示和查询；各种水环境模拟、评价和决策及水质监测模型参数率定，并将模型分析结果以图形或表格的方式在终端上显示或以硬拷贝形式输出；各子系统的集成；数字、图、表、文字成果输出等功能[5]。

 3.2.4流域水资源管理信息系统数据库系统逻辑设计

        数据库逻辑设计的任务是根据概念设计的结果，转换成所选用的数据库管理系统（dbms）支持的数据模型。我们现在选用的是关系型dbms，因此需要把e-r 图转换成关系模型。在由e-r图转换成关系模型时把全部实体类作为基本关系，并需要注意实体之间的多对多联系，一般采用增加一个关系来实现实体之间的多对多联系。在确定了全部关系后，标识出每个关系的主码和外部码[4] ；并对所得关系模式进行规范化。

3.2.5流域水资源管理信息系统数据库系统设计方法

        在数据库应用系统的设计中，由于信息结构复杂，要求各异，所以存在着各种各样的设计方法。纵观结构化生命周期法、快速原型法、面向对象的分析和设计方法及面向对象的程序设计技术的特点，采取以生命周期法为主体，同时融进原型法的设计思想，再灵活运用visual basic6.0、power builder7.0提供的面向对象程序设计的强大功能（例如继承性，继承性是实现从可重用成分构造软件系统的最有效的特性，它不仅支持系统的可重用性，而且还促进系统的可扩充性）；同时面向对象方法利用继承性有助于快速开发原型；这样将多种方法相结合，灵活应用，是一种较为实用的数据库系统设计方法。

3.2.6流域水资源管理信息系统数据库系统物理设计

        数据库物理设计是对一个给定的逻辑数据模型，在给定的计算机系统上设计一个最适合应用环境物理结构的过程。所谓数据库的物理结构主要指数据库在物理设备上的存储结构和存取方法。

        由于不同类型的dbms提供不同的存储结构和存取方法，而且每个dbms一般都提供多种存储结构和存取方法，且不同系统的dbms所提供的物理环境、存储结构和存取方法是不同的，因此没有通用的物理设计方法可以遵循。我们在物理设计时将主要考虑以下几点：

3.2.6.1完整性规则

        数据的完整性是指数据的正确性和一致性，完整性规则是保证数据库系统中数据正确的有力工具。完整性规则可以分为主码完整性规则、参考完整性规则、其他完整性规则几类。主码完整性规则是每个基本关系中主码的值必须唯一，不允许重复。在逻辑设计时确定主码，在物理设计时要对主码字段进行定义。参考完整性规则使由主码和外部码表示的联系得到维护，充分保证数据的一致性。外部码是支持参考完整性的手段，所以在设计时要标明。其他完整性规则包括数据的取值范围、空值限制、重复性限制等在开发设计时也需要考虑。

3.2.6.2索引

        索引是关系数据库中加快查询速度和保证数据唯一性的有效手段。建立防止重复值的索引，可以实现主码完整性规则；建立普通索引，在数据量大时可以加快查询速度。因此需要权衡时间和空间的得失和维护代价等来建立索引。

3.2.6.3安全性考虑

        数据库安全性是数据库系统的一个重要方面，它是指保护数据库以防止被不合法的使用。安全保护设计的主要目的是以最小的代价防止对数据库的非法访问。系统应在物理设计时注意考虑了数据库安全问题。系统对用户的使用权限进行分类和分级。系统用户的使用权限可划分为数据库管理员级、系统开发维护和使用人员级、浏览访问用户级三大类。其使用权限可如表二所示。

表二  使用权限分级

table 2   grade right of use

4系统结构

4.1系统逻辑结构

        由于数据来源和应用范围的不同，反映在系统的结构上也会有所差异。但一般由三个部分组成：输入部分、输出部分及数据处理部分。初步规划结构如图三所示：

图三    系统的逻辑结构

fig.3   sketch of logical structure of the system

4.2应用程序体系结构

        系统总体上应实现对数据信息的全面管理，集中地控制所有数据服务，最大限度地发挥硬件的潜力，保证数据的可靠性和安全性，其可采用基于网络技术的客户/服务器（c/s）体系结构，应用程序体系结构规划如图四。

                         客户端

                         服务器端

图四   应用程序体系结构

fig.4    sketch of structure of application program

5   结  语

   随着计算机技术的迅速发展，尤其是许多面向对象的、功能更强的计算机软件的开发应用，目前系统的开发在功能上正在向基于es的、具有自动获取知识、自学习、自判断能力的方向发展；系统结构转向功能集成、方法集成、软件工具集成的综合集成方向，系统运行过程逐步趋向可视化、系统兼容性增强，扩展能力提高，外部工具箱如gis、分析软件包的加入大大改善了系统服务功能，工作环境适应性增强[6]。

  在玛纳斯河水资源研究和管理领域，亟需解决的问题颇为复杂化和系统化，需考虑的因素颇多，数据处理工作量大，对系统的需求也必将有所增强，在此情况下，更应提高系统的实用性，关键是需要改进系统开发方式，如加强开发人员与用户交流，及时将研发与需求利用统一等，做到更好地利用水资源，强化流域机构在水资源管理的主体地位，加强水资源管理及其优化配置，促进流域经济和生态建设的良性发展。

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