鐘潤(rùn)陽(yáng)　戴青云　周　科　戴鑫波　王　進(jìn)

摘 要：針對(duì)目前數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中可視化程度不高、數(shù)據(jù)庫(kù)表字段難以管理以及數(shù)據(jù)庫(kù)更改會(huì)導(dǎo)致程序改動(dòng)較大的問題，以離散制造執(zhí)行系統(tǒng)(Discrete Manufacturing Execution System，DMES)為軟件設(shè)計(jì)背景，結(jié)合軟件設(shè)計(jì)的通用性原則及目標(biāo)，采用Delphi 6.0進(jìn)行開發(fā)，并以ini文件方式保存系統(tǒng)配置，從而增加數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接的靈活性、統(tǒng)一各應(yīng)用程序鏈接數(shù)據(jù)庫(kù)的模式，實(shí)現(xiàn)通用外掛式輔助數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)程序. 在DMES中的應(yīng)用實(shí)例表明，利用此程序可提高數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過程中的可視化程度，靈活管理數(shù)據(jù)庫(kù)資源，縮短軟件開發(fā)周期，提高軟件開發(fā)效率.

關(guān)鍵詞：外掛式輔助數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)程序；可視化數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)；離散制造執(zhí)行系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP311.13；TP311.56

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Universal external database design program

ZHONG Runyang，DAI Qingyun，ZHOU Ke，DAI Xinbo，WANG Jing

(Faculty of Info. Eng.，Guangdong Univ. of Tech.，Guangzhou 510006，China)

Abstract：As to the issues of the lack of visualization，the management difficulty of database table fields，and the big program modification with database change，an universal external database design program is implemented under the software design background of Discrete Manufacturing Execution System(DMES) which is combined with the universal principle and object of software design. The development uses Delphi 6.0 and an ini file that save the configurations to increase the flexibility of database link and unify all link model for all application programs. The application example in DMES shows that the program can improve database visualization level，manage database resources flexibly，shorten software development cycle and improve software development efficiency.

Key words：external database design program；visual database design；discrete manufacturing execution system

0 引 言

軟件技術(shù)和方法的不斷推陳出新，都必須以適應(yīng)現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)為前提；與此同時(shí)，軟件開發(fā)過程中，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與實(shí)際業(yè)務(wù)流程及軟件性能要求密切相關(guān)；數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的好壞、性能的高低直接關(guān)系著整個(gè)軟件系統(tǒng)的生命周期長(zhǎng)短.所以，輔助數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)程序是最有力的輔助設(shè)計(jì)工具之一.

當(dāng)前，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)采用SDE中間件技術(shù)的數(shù)據(jù)引擎處理，但是SDE是位于客戶端及RDBMS之間的空間服務(wù)器，與RDBMS集成于服務(wù)器端.[1]目前，軟件設(shè)計(jì)過程中通常使用基于中間件的思想設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)輔助工具.[2]另外，一些大型軟件系統(tǒng)用本身自帶的數(shù)據(jù)庫(kù)輔助工具配合軟件設(shè)計(jì)，但這些程序缺乏通用性，只能針對(duì)某一具體數(shù)據(jù)庫(kù)及其相應(yīng)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，如SAP等大型的ERP軟件等.

目前，產(chǎn)品化數(shù)據(jù)庫(kù)輔助軟件的數(shù)據(jù)庫(kù)管理程序只是單純的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，缺乏輔助軟件設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)表及字段管理、其他數(shù)據(jù)庫(kù)資源管理的基本功能，及對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)個(gè)性化設(shè)計(jì)功能.而全方位、自定義的輔助數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)工具是軟件設(shè)計(jì)人員夢(mèng)寐以求的，所以集數(shù)據(jù)庫(kù)輔助設(shè)計(jì)程序和軟件系統(tǒng)開發(fā)本身于一體的輔助程序越來越被人們研究和探討，通用外掛式輔助數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)程序(以下簡(jiǎn)稱設(shè)計(jì)程序)是軟件開發(fā)人員研究的熱點(diǎn).

1 設(shè)計(jì)程序

該設(shè)計(jì)程序是不脫離數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)、以程序外掛形式呈現(xiàn)出來的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)輔助工具，為提高軟件開發(fā)效率、減少軟件開發(fā)周期而設(shè)計(jì).軟件開發(fā)人員用其管理數(shù)據(jù)庫(kù)、協(xié)助軟件開發(fā)，使數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)可視化并具有靈活性.

1.1 概念提出

外掛式就是以用戶界面形式呈現(xiàn)出來，用以完成對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容進(jìn)行靈活管理，同時(shí)結(jié)合所開發(fā)的軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)軟件開發(fā)與數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)無代碼開發(fā)、自定義設(shè)計(jì).

1.2 參數(shù)傳遞定義

設(shè)計(jì)程序不僅輔助數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，而且還通過模塊化參數(shù)傳遞實(shí)現(xiàn)軟件模塊化設(shè)計(jì).該設(shè)計(jì)采用通用函數(shù)完成模塊功能，通過不同參數(shù)代號(hào)完成不同操作，達(dá)到滿足不同程序模塊功能需求的目的.以下為具體實(shí)現(xiàn)方式.

(1)Q|另一個(gè)表的字段名稱.將另外一個(gè)表的記錄自動(dòng)賦給該字段，且該字段在新增窗體中為隱藏字段.

(2)B|ListName|Caption，ID|ID|caption|Condition|caption|Related Key.本字段則可省略最后1項(xiàng)，含義為：類型|表名|Select語(yǔ)句|讀寫字段|顯示名稱|Where條件|Order排序|本表關(guān)聯(lián)過來的字段.

(3)R|MainID|ID.取值為主表傳入字段值，含義為：類型|本表字段名稱|父表字段名稱.

(4)R|t-BatchMain|BatchNo，ID|ID|BatchNo|BatchMainID.含義為：類型|表名|Select語(yǔ)句|讀寫字段|顯示名稱|本表關(guān)聯(lián)字段名稱.

(5)S|10，T，R|UserID：通用模塊中的用戶自定義字段.

(6)W：表明是不存在的表的字段.

1.3 語(yǔ)法定義

(1)Q|j-bug-part|BugPart，BugPartCode|BugPartCode|BugPart|ID>0|BugPartCode|PartCode|QW1|Main|j-bug-partToitem|PartCode|ProcCode|@@ProcCode：寫在關(guān)聯(lián)字段BugPart的列規(guī)則上，|QW1|Main表明存在其他字段的變化依存本字段的值，其中序號(hào)的存在可以完成多個(gè)這樣的觸發(fā)功能.在該規(guī)則中：j-bug-partToitem為依存表，PartCode為條件列名，ProcCode為關(guān)聯(lián)條件字段，@@ProcCode表明為外聯(lián)記錄集條件字段.

(2)Q|j-bug-item|ItemName，ItemCode|ItemCode|ItemName|ID>0|ItemCode|ItemCode|QW1|Sub|j-bug-partToitem|ItemCode|PartCode|@PartCode|ProcCode|@@ProcCode：寫在關(guān)聯(lián)字段ItemName的列規(guī)則上，|QW1|Sub表明該字段的變化與該字段的依存字段有關(guān).在該規(guī)則中：j-bug-partToitem為依存表，ItemCode為條件列名，PartCode為級(jí)聯(lián)觸發(fā)字段，@PartCode為級(jí)聯(lián)觸發(fā)字段值，ProcCode為關(guān)聯(lián)條件字段，@@ProcCode表明為關(guān)聯(lián)條件字段值.

通過定義規(guī)則，利用設(shè)計(jì)程序輔助軟件程序的開發(fā)，在此基礎(chǔ)上對(duì)關(guān)聯(lián)表進(jìn)行操作，無須增加源代碼開發(fā)量和數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)句的書寫量，節(jié)約開發(fā)時(shí)的語(yǔ)句成本，增加通用性，修改也較方便.

1.4 解析定義

通過以上參數(shù)定義及語(yǔ)法定義，將傳入的參數(shù)轉(zhuǎn)換成字符串，通過解析表(見表1)進(jìn)行統(tǒng)一解析.

2 設(shè)計(jì)程序特點(diǎn)

設(shè)計(jì)程序具有如下特點(diǎn)：

(1)面向數(shù)據(jù)庫(kù)管理的全方位詳細(xì)設(shè)計(jì)，包括視圖和存儲(chǔ)過程等數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中常用的技術(shù)及方法；(2)支持無代碼開發(fā)，自定義設(shè)計(jì)功能較強(qiáng)，通過模塊化的設(shè)計(jì)思想，把模塊功能以參數(shù)形式輸入，無須重復(fù)開發(fā)源碼；(3)流程化處理，對(duì)建立的數(shù)據(jù)庫(kù)表格在外掛式輔助數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)程序中統(tǒng)一管理；(4)開放式數(shù)據(jù)管理，支持各種數(shù)據(jù)庫(kù)格式，支持網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)，輕松設(shè)計(jì)服務(wù)端與客戶端應(yīng)用程序；(5)信息分類方便，支持?jǐn)?shù)據(jù)表模糊查詢、排序；(6)支持可視化數(shù)據(jù)庫(kù)表、字段備注.

以離散制造執(zhí)行系統(tǒng)(Discrete Manufacturing Execution System，DMES)在離散制造業(yè)中的軟件設(shè)計(jì)為背景，結(jié)合DMES系統(tǒng)中管理程序、通信服務(wù)程序、計(jì)劃服務(wù)程序和接口服務(wù)程序來闡述設(shè)計(jì)程序的實(shí)現(xiàn).

3 實(shí)現(xiàn)方法

設(shè)計(jì)程序以界面形式管理軟件開發(fā)過程中的數(shù)據(jù)庫(kù)資源.在DMES系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫(kù)表較多、關(guān)系復(fù)雜，視圖、存儲(chǔ)過程和事務(wù)等較難管理，這是在離散制造業(yè)中生產(chǎn)場(chǎng)景較多、流程復(fù)雜的實(shí)際背景下，DMES系統(tǒng)較難實(shí)現(xiàn)的最重要原因之一.如何管理離散制造業(yè)中相關(guān)的軟、硬件數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員必須面對(duì)的重大問題.結(jié)合軟件系統(tǒng)開發(fā)，整合有效數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)方法是目前DMES軟件開發(fā)亟待解決的問題

3.1 程序框架結(jié)構(gòu)

基于離散制造業(yè)系統(tǒng)背景下的DMES系統(tǒng)主要由以下幾部分構(gòu)成：管理程序，主要負(fù)責(zé)車間內(nèi)部生產(chǎn)執(zhí)行的管理、基本資料的管理以及生產(chǎn)過程中各種資源的協(xié)調(diào)；計(jì)劃服務(wù)程序，主要對(duì)車間任務(wù)布置、計(jì)劃調(diào)度、車間排產(chǎn)進(jìn)行有效整合，達(dá)到自動(dòng)排產(chǎn)的目的；通信程序，主要對(duì)生產(chǎn)過程現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，實(shí)現(xiàn)軟硬件系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互，是系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互的橋梁；接口程序，用來整合DMES系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，給生產(chǎn)車間上層的系統(tǒng)提供服務(wù)，為管理層提供車間作業(yè)真實(shí)數(shù)據(jù)，是數(shù)據(jù)傳遞的主通道.設(shè)計(jì)程序是在軟件系統(tǒng)開發(fā)時(shí)，整合以上所有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)輔助工具，當(dāng)軟件成型后，在測(cè)試階段對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)一致性和完整性等提供有效檢測(cè).系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)見圖1.

圖 1 系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)

3.2 主要解決的問題

在DMES軟件開發(fā)過程中，以上幾個(gè)程序部分為并行開發(fā)，使用共用數(shù)據(jù)庫(kù)，所以統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)庫(kù)資源，使數(shù)據(jù)庫(kù)保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性、完整性、流暢性顯得更為重要.[3]而設(shè)計(jì)程序最主要的就是根據(jù)軟件系統(tǒng)的需要，針對(duì)各個(gè)程序進(jìn)行輔助數(shù)據(jù)庫(kù)及程序模塊設(shè)計(jì)，使用不同的參數(shù)傳遞方式，實(shí)現(xiàn)各模塊間數(shù)據(jù)的傳遞及模塊功能自定義設(shè)計(jì).具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)在協(xié)助數(shù)據(jù)庫(kù)資源管理的同時(shí)，輔助軟件系統(tǒng)的開發(fā).設(shè)計(jì)程序?qū)?shù)據(jù)庫(kù)所有資源進(jìn)行管理的同時(shí)，用無代碼開發(fā)技術(shù)開發(fā)軟件模塊，通過模塊代碼及參數(shù)的輸入方式實(shí)現(xiàn)軟件開發(fā)，從單純的軟件代碼開發(fā)變?yōu)榭膳渲檬降能浖K開發(fā)模式，以此提高軟件開發(fā)效率，縮短開發(fā)周期.

(2)通過可視化管理數(shù)據(jù)庫(kù)表字段的方式，提高數(shù)據(jù)庫(kù)表及字段的可視化程度.通過設(shè)計(jì)程序界面對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)用戶表、視圖和存儲(chǔ)過程等進(jìn)行全面管理，控制這些字段在軟件系統(tǒng)中的顯示方式、關(guān)聯(lián)性及其他相應(yīng)屬性，如空值、只讀、外部賦值和默認(rèn)值等.

(3)通過通用的輸入條件函數(shù)，對(duì)所有數(shù)據(jù)庫(kù)表格進(jìn)行關(guān)聯(lián)性操作，利用字母代碼表示不同模塊和不同操作.

(4)攜帶的查詢分析器功能可以測(cè)試相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)程序，還可以方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言編程，把一些不用的數(shù)據(jù)庫(kù)表從數(shù)據(jù)庫(kù)中刪除.

(5)可以對(duì)需要管理的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行配置，同時(shí)支持本地和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)，可管理多數(shù)據(jù)庫(kù)類型.

3.3 程序?qū)崿F(xiàn)

設(shè)計(jì)程序的實(shí)現(xiàn)采用面向?qū)ο蟮拈_發(fā)工具Delphi 6.0進(jìn)行開發(fā)[4]，采用ini文件方式保存系統(tǒng)配置，增加數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接的靈活性并對(duì)整個(gè)軟件系統(tǒng)起作用，并統(tǒng)一各程序鏈接數(shù)據(jù)庫(kù)模式.設(shè)計(jì)程序界面見圖2.設(shè)計(jì)程序可以協(xié)助軟件模塊的開發(fā)，以模塊配置的形式開發(fā)軟件，只需與該程序中的數(shù)據(jù)庫(kù)表、視圖、存儲(chǔ)過程名稱一致，把相應(yīng)字段作為參數(shù)輸入到條件表達(dá)式中，即可完成相應(yīng)模塊的軟件開發(fā).在軟件功能模塊修改時(shí)無須更改源程序代碼，只需更改輸入條件參數(shù)，為以后的軟件測(cè)試及軟件維護(hù)提供方便.

圖 2 設(shè)計(jì)程序界面

設(shè)計(jì)程序可以對(duì)用戶指定鏈接的數(shù)據(jù)庫(kù)資源進(jìn)行管理，通過對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)選擇進(jìn)行配置，該配置與DMES軟件系統(tǒng)的其他配置一致，達(dá)到統(tǒng)一管理軟件所涉及數(shù)據(jù)庫(kù)資源的目的.

4 結(jié)束語(yǔ)

利用設(shè)計(jì)程序協(xié)助軟件的開發(fā)思想近年來比較流行，正是因?yàn)橥ㄟ^外掛式輔助程序可以大幅度提高軟件開發(fā)效率，而協(xié)同式軟件設(shè)計(jì)模式正符合當(dāng)前軟件設(shè)計(jì)過程中可視化、同步性的要求.通過實(shí)踐證明，應(yīng)用該設(shè)計(jì)程序可以大大縮短軟件開發(fā)周期，通過模塊化、配置式的軟件開發(fā)模式，可以大大減少軟件開發(fā)過程中源碼的書寫量及錯(cuò)誤的發(fā)生；當(dāng)軟件測(cè)試階段出現(xiàn)問題時(shí)，無須改動(dòng)較大程序代碼，只需調(diào)整輸入的條件參數(shù)，對(duì)特殊業(yè)務(wù)下的模塊功能只需增加相應(yīng)的通用性函數(shù)，通過數(shù)據(jù)參數(shù)輸入實(shí)現(xiàn)功能，大大方便程序開發(fā)人員，尤其是那些沒有相關(guān)軟件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的程序員，通過這種“黑盒”式軟件開發(fā)環(huán)境，可以更快融入開發(fā)團(tuán)隊(duì).

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(編輯 廖粵新)