余建華

（重慶工商職業(yè)學院，重慶401520）

食品安全計算機輔助管理系統(tǒng)的設計與研究

余建華

（重慶工商職業(yè)學院，重慶401520）

根據(jù)食品安全管理體系的數(shù)據(jù)共享機制的原理和功能需求，提出構建信息管理系統(tǒng)所需B/S結構的功能劃分，包括表示層、功能層和數(shù)據(jù)層，以及該系統(tǒng)的具體設計內容和實現(xiàn)過程。同時根據(jù)食品安全管理體系的具體功能需求設計仿真試驗，結果為Web應用程序具有響應時間短、吞吐量高和伸縮性強的性能特點，運行過程的界面測試、數(shù)據(jù)項測試和Web應用程序測試均能達到目標需求。

食品安全；計算機輔助系統(tǒng)；數(shù)據(jù)元；B/S結構

食品是人類最基本的生存需求和物質生活保障，是現(xiàn)代社會安定和諧的基礎，因此食品安全關系著人民群眾的生存問題，關系著國家的未來發(fā)展［1］。我國政府采取了全程監(jiān)管的方式保障食品安全，規(guī)定不同食品安全監(jiān)管部門的職能，明確責任劃分［2］。目前常使用建立食品安全的質量保證體系和網絡信息系統(tǒng)來提高不同部門的工作效率、降低溝通成本、促進食品安全生產監(jiān)督管理工作的開展［3］。危害分析與關鍵控制點（Hazard Analysis and Critical Control Point，HACCP）體系是在全世界范圍內得到認可的食品安全生產監(jiān)督管理體系，它是一個監(jiān)測食品危害的管理系統(tǒng)和工具，其作用是預防食品發(fā)生安全問題，對可能發(fā)生安全隱患的食品進行排查和消除，避免潛在的食品隱患［4］。

本研究主要是建立和健全HACCP體系信息系統(tǒng)，目的是為實施HACCP體系提供一個輔助管理工具，為HACCP體系中產生的大量數(shù)據(jù)資料、記錄文件等提供數(shù)據(jù)元管理工作系統(tǒng)，實現(xiàn)無誤差的食品安全監(jiān)管相關信息系統(tǒng)間跨地域、跨行業(yè)、跨部門的信息共享平臺，為未來我國食品安全計算機輔助管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建立提供基礎。

1　食品安全管理體系簡介

1.1食品安全管理系統(tǒng)共享機制

信息系統(tǒng)主要包括人機交互系統(tǒng)中信息的收集、傳遞、存儲、維護和使用等工作，而管理系統(tǒng)則包括信息系統(tǒng)與外界的相互作用，其功能包括數(shù)據(jù)收集和輸入、維護數(shù)據(jù)文件等，實質是信息處理過程［5］。

作為一個開放性網絡信息處理系統(tǒng)應該具備的基本元素包括硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)系統(tǒng)［6］。其中數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的信息應該是可以交換并且能夠在不同應用環(huán)境內及其相互間進行共享，這種共享機制涵蓋了不同區(qū)域間的網絡，因此，數(shù)據(jù)的使用者與擁有者應有一套共用的數(shù)據(jù)使用標識，對數(shù)據(jù)表示含義的理解相同，即數(shù)據(jù)元的相關特性具有規(guī)范化說明。

通用數(shù)據(jù)元素框架（Universal Data Element Framework，DUEF）是指一種提供國際慣例命名標準概念符號的協(xié)定框架，它將每一個數(shù)據(jù)元運用一種獨立的、專屬的、明確的表達方式表示，并適用于各個應用軟件和數(shù)據(jù)標準，所以使用DUEF后管理系統(tǒng)不再需要單獨去對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行命名［7］。

1.2食品安全管理系統(tǒng)需求分析

食品安全生產監(jiān)管數(shù)據(jù)元管理系統(tǒng)是一種以數(shù)據(jù)為核心，利用數(shù)據(jù)規(guī)范化的方式，對食品安全生產監(jiān)管部門的業(yè)務數(shù)據(jù)進行規(guī)劃處理，目的是對核心業(yè)務形成總體數(shù)據(jù)架構，對所有數(shù)據(jù)分類和健全檔案，進行方便監(jiān)管部門隨時、有效地對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行管理、使用和維護，保證數(shù)據(jù)資源的集成性、可擴展性、可靠性、安全性、通用性和有效性［8-9］。信息系統(tǒng)主要功能模塊劃分如圖1所示。

圖1　信息系統(tǒng)的模塊劃分結構Fig.1Information system module partition structure

由圖1可知，數(shù)據(jù)庫管理是信息系統(tǒng)中的一個環(huán)節(jié)，它與信息系統(tǒng)中的其他環(huán)節(jié)都有一定關聯(lián)，為整個系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)庫資源。食品安全生產監(jiān)管數(shù)據(jù)元管理系統(tǒng)建立的目的是一方面通過數(shù)據(jù)元系統(tǒng)，加強監(jiān)管部門各方信息共享機制的建立，提高數(shù)據(jù)元管理效率，另一方面為其他用戶提供部分數(shù)據(jù)元的下載和瀏覽通道，為不同用戶間的互動提供有效平臺。

2　食品安全信息管理系統(tǒng)的構架及設計

2.1食品安全信息管理系統(tǒng)的構架思路

B/S結構（Browser/Server）是一種基于Web瀏覽器的網絡結構模式，這種結構模式的優(yōu)勢在于統(tǒng)一了客戶端，將功能的實現(xiàn)依托于服務器本身，有利于系統(tǒng)開發(fā)、使用和日常維護工作的開展［10］。對于食品安全生產監(jiān)管數(shù)據(jù)元管理系統(tǒng)來講，可以通過B/S結構模式技術，搭建互聯(lián)網平臺，將食品安全生產監(jiān)管過程中相關數(shù)據(jù)，以開放的形式展示在互聯(lián)網平臺上，該系統(tǒng)應具有先進性、實用性、高可靠性、開放性、可維護性、可伸縮性和可移植性。

B/S模式按功能將信息系統(tǒng)分為表示層（Presentation）、功能層（Business Logical）和數(shù)據(jù)層（Data Service），分別部署在不同或相同的硬件平臺上，體系結構如圖2所示。

圖2中，表示層中包含客戶端瀏覽器和Internet兩大部分，它是用戶和系統(tǒng)信息交互的輸入輸出端，客戶端瀏覽器主要是對用戶身份識別，識別成功后，利用HTTP協(xié)議為用戶提供Internet內的信息。功能層是系統(tǒng)主體，包含多個Web服務器，負責處理系統(tǒng)內部事務邏輯，它的工作內容是根據(jù)用戶請求，通過SQL等方式連接對應應用程序和數(shù)據(jù)庫，將得到的數(shù)據(jù)結果信息返回給Web服務器，再通過界面將結果展示給用戶。數(shù)據(jù)層是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源，屬于數(shù)據(jù)庫服務器，數(shù)據(jù)層的作用是存儲數(shù)據(jù)，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)庫的查詢、修改、更新等功能，并能將查詢結果通過數(shù)字信號形式傳輸回Web服務器。

2.2食品安全信息管理系統(tǒng)的設計及實現(xiàn)過程

食品安全信息管理系統(tǒng)的實現(xiàn)過程主要包括主界面設計、目錄管理界面的設計、數(shù)據(jù)元素管理界面設計和用戶管理界面設計，具體內容包含用戶表、用戶權限表、數(shù)據(jù)元素表、數(shù)據(jù)元素代碼表和數(shù)據(jù)元素目錄表。整體流程為用戶登錄→權限設置→目錄維護→數(shù)據(jù)錄入→數(shù)據(jù)查詢→數(shù)據(jù)管理→數(shù)據(jù)輸出→數(shù)據(jù)備份及恢復→日志記錄。

其中主界面設計是系統(tǒng)整體框架圖，應從多個層面考慮，包括主機、數(shù)據(jù)庫、網絡、系統(tǒng)軟件、應用軟件等。為保證未來可根據(jù)發(fā)展需要進行不同技術的拓展和信息安全，系統(tǒng)應具有一定的可擴展性和保護機制。同時系統(tǒng)面向的用戶不同，包括數(shù)據(jù)元注冊機構、提交機構、普通用戶等，因此針對不同用戶群，應有不同的主界面，能夠方便用戶根據(jù)自身需求進行系統(tǒng)的訪問。其中用戶權限表（tb-purview）作用為保存用戶權限信息，它的結構包括用戶名稱（username）、權限設置（purviewset）、提交機構（tijiaoset）、注冊機構（zhuceset）、目錄管理（muluset）和數(shù)據(jù)元代碼管理（codeset），其中用戶名稱為文本數(shù)據(jù)，長度為20字符，其他結構為判斷數(shù)據(jù)（是/否）。

目錄管理界面中，數(shù)據(jù)元素目錄表（tb-content）的作用是保存數(shù)據(jù)目錄結構，它的結構包括目錄代碼（ID）、目錄名稱（name）和目錄代碼（fuid），三者均為文本數(shù)據(jù)類型，長度視具體情況而定。數(shù)據(jù)元素代碼表（tb-datacode-xxxx）的作用是保存數(shù)據(jù)元素的值域代碼信息，xxxx為動態(tài)名稱，數(shù)據(jù)元素代碼表的結構包括代碼值（codezhi）、代碼名稱（codemingchen）和代碼說明（codeshuoming），三者均為文本數(shù)據(jù)類型，長度為50字符。目錄管理系統(tǒng)模塊功能包括：數(shù)據(jù)元分類的添加、查詢、修改和刪除。

數(shù)據(jù)元管理界面中，數(shù)據(jù)元素表（tb-dataele）的主要作用為保存數(shù)據(jù)元素信息，它的結構包括自動編號（ID）、中文名稱（zhongwen）、英文名稱（yingwen）、數(shù)據(jù)格式（geshi）、內部標識符（neibubiaoshi）、值域（zhiyu）、狀態(tài)（zhuangtai）、提交機構（tijiao）、注冊機構（zhuce）、審核狀態(tài)標識（chushen）和審核結果標識（fushen），其中自動編號無數(shù)據(jù)類型和長度，審核狀態(tài)為數(shù)字數(shù)據(jù)類型，長度為2字符，其他結構為文本數(shù)據(jù)類型，長度為50字符。數(shù)據(jù)元管理系統(tǒng)模塊主要功能包括數(shù)據(jù)元的添加、查詢、修改、刪除和輸出。

用戶管理界面中，用戶表（tb-user）的作用為保存管理員的名稱及密碼信息，它的結構包括用戶名稱（username）和用戶密碼（password），數(shù)據(jù)類型均為文本數(shù)據(jù)，長度為50字符。用戶管理系統(tǒng)模塊功能包括：添加、刪除用戶和查看、修改、添加、擅長用戶權限。

3　食品安全信息管理系統(tǒng)的仿真測試及結果分析

3.1食品安全信息管理系統(tǒng)的仿真測試

為了測定該系統(tǒng)是否能達到預期目標，將進行兩個方面的性能測試，分別是Web應用程序性能測試和數(shù)據(jù)元管理系統(tǒng)性能測試。

Web應用程序應能夠同時支持多個用戶同時使用時仍然能夠良好運行，因此在測試環(huán)境中模擬正常、高峰和負載條件下Web應用程序各性能的運行狀況。具體測試方法為：在不同狀態(tài)下，收集包括響應時間、吞吐量和伸縮性的性能指標，同時進行壓力測試，得出該應用程序最大服務級別。

數(shù)據(jù)元管理系統(tǒng)應能夠協(xié)同管理多個工作模塊，完整的完成整個生命周期管理過程。具體測試方法為：運行整個生命周期，期間觀察是否出現(xiàn)界面不規(guī)范、功能點未達到要求、產品操作不穩(wěn)定、bug數(shù)量超過規(guī)定范圍、命名規(guī)則不準確、圖形模式的數(shù)據(jù)項不正常工作、在Web應用程序出現(xiàn)問題時不能夠不斷發(fā)送請求的問題，最后以報告形式輸出測試結果。

3.2食品安全信息管理系統(tǒng)的測試結果及分析

本Web應用程序具有響應時間短、吞吐量高和伸縮性強的性能特點，其中在負載條件下響應時間會有所增加，尤其是重負載時，由于系統(tǒng)缺少服務資源，響應時間會短時間內增加4.8 s，但仍在可控范圍內。測試吞吐量值為2 800并發(fā)量，但這僅僅是測試值，并不是最大值。當請求數(shù)量增加時，該應用程序能夠自行進行簡單升級，利用更多處理器擴展內存。

數(shù)據(jù)元管理系統(tǒng)在運行過程中，第一從界面測試而言，界面文字及色彩、輸入、命名及快捷方式符合要求，名稱統(tǒng)一；第二從數(shù)據(jù)項測試而言，數(shù)據(jù)項顯示正常、圖形模式正常工作、能夠識別非法數(shù)據(jù)；第三在Web應用測序處于負載狀態(tài)時，能夠不斷發(fā)送請求，直至Web應用程序應答。由以上結果可知，該食品安全計算機輔助管理系統(tǒng)的基本性能能夠達到要求，可以進行進一步運行試驗。

4　結論

加強食品安全監(jiān)管體制，健全HACCP體系信息系統(tǒng)是解決食品安全問題的方法之一。本文對食品安全管理體系的數(shù)據(jù)共享機制和功能需求進行說明，提出數(shù)據(jù)庫管理對于信息系統(tǒng)的重要性。并提出構建信息管理系統(tǒng)所需B/S結構的功能劃分以及該系統(tǒng)的具體設計內容和實現(xiàn)過。最后根據(jù)食品安全管理體系的具體功能需求，設計仿真試驗，結果證明該食品安全監(jiān)管數(shù)據(jù)元系統(tǒng)的功能和性能需求基本達到目標需求，能夠進行進一步試驗運行。

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Study and Design of the Computer Aided Management System for Food Safety Application

YU Jian-hua
（Chongqing Technology and Business Institute，Chongqing 401520，China）

According to the data sharing mechanism of food safety management system principle and functional requirements of information management system，the functional division of B/S structure was proposed including the presentation layer，function layer，data layer and the specific design content and implementation process of the system.Meanwhile，design simulation experiment was conducted according to the specific functional requirements of food safety management system.The results showed a short response time for Web applications. The high throughput and scalability，the performance characteristics of the operation interface testing，testing and Web application testing data items can reach the target requirements.

food safety；computer aided system；data element；B/S structure

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.17.046

2016-06-06

余建華（1981—），男（漢），講師，本科，研究方向：計算機科學與技術。