企业网络数据库管理系统中的并行处理与多机通信

企业网络数据库管理系统中的并行处理与多机通信陕西科技大学计算机与信息科学系杨安祺陈桦E-mail:[e-mail][e-mail]摘要本文论述了在第四代软件编程系统下，设计企业网络数据库管理系统中并行处理与多机通信的理论、方法及实现过程。并根据金山电气集团公司宝分公司企业网络数据库管理系统的实际设计过程，论述了用视窗化编程方法，设计能在网络环境下运行并处理与多机通信软件的过程。关键词并行处理，多机通信，命令编程，视窗化编程1.概述计算机软件设计，从它诞生之日起，大体经过了四个编程时代，即第一代，机器语言编程；第二代，汇编语言编程；第三代，高级语言编程，这一代也称为面向过程的编程，或者命令编程；第四代，视窗化编程，这一代也称为视窗化编程、面向对象的编程。第四代编程开发环境需要视窗操作系统的支持，它开发出的应用软件，可运行在视窗操作系统环境下、视窗操作系统支持的网络环境下（包括局域网、广域网）。由于视窗操作系统、视窗网络操作系统均为多任务操作系统，因此，利用第四代编程软件设计可在网络环境下运行的并行处理过程、多机通信过程，与利用第三代编程软件相比，变得容易、直观、简单的多了。为了便于后面的叙述，我们把第三代编程称为命令编程，把第四代编程称为视窗化编程。一般来说，网络环境下建立多机并行处理、多机通信，所涉及的设计任务主要包括两个方面：其一，是网络硬件的配置及其物理连线方面的设计；其二，是开发多机并行处理、多机通信系统方面的软件设计。软件设计的开发平台既可选择第三代命令编程，也可以选择第四代视窗化编程。由于第四代编程系统的特殊性和集成性，决定了它与第三代编程在理论上和方法上，有着许多本质上的差别。因此，本文结合对金山电气集团公司宝分公司企业网络数据库管理系统的实际设计过程，重点研究用第四代软件开发平台，设计并行处理、多机通信系统的编程方法。２.１系统任务的提出与方案论证企业网络管理系统，包括企业网络通信技术和企业网络数据库管理系统。网络数据库管理系统是所有厂矿、企事业单位所必需的。数据库管理系统包括对数据库的查询、更新、统计及打印输出等，如果人工直接对数据库进行上述操作的话，工作量将很大。金山网络数据库管理系统其任务是：用计算机对整个企业实行现代化连网管理，对全公司各类数据库按职能部门能进行录入、追加、删除、修改、查询、存储及打印；总经理和企业决策部门、企业相关职能部门，能在网上随时交叉地调用各个数据库的动态数据资源；能用计算机快速、准确地完成各种生产、经营、营销、人事、事故、管理等方面的统计和汇总工作；能迅速地显示或者打印出各种报表、资料以及计算结果，供企业总经理和决策、职能部门使用。系统任务所提出的要求，涉及到网络并行处理、网络多机通信技术，以及分布式网络数据技术。鉴于上述原因，在方案上，我们使用PowerBuilder7.0作为软件开发平台，创建客户机/服务器应用，在企业内部形成内联网网络管理系统；利用拨号上网，实现对远程数据库的管理、操作。从而实现高效性办公自动化，为企业的工作提供方便，节约了大量的人力和财力资源。为了使企业适应激烈的市场竞争，实现电子商务管理和高效办公自动化，在企业内部建构数据库网络管理系统，使得信息的需求、管理和应用不再局限于有限的地理空间内。信息分布、形成和初加工，可位于不同地理位置的网络终端计算机上；对这些信息的需求、综合、深加工可位于另外一些地理位置的网络终端计算机上。这个数据库网络管理系统的建立，使企业内部信息被高效地统一监控、组织起来，管理起来省时省力，从而提高了企业工作效率和工作质量。2.2企业网络数据库管理系统的设计与并行处理、多机通信的关系随着网络系统的发展，企业依赖于网络连接的各种数据库，急需通过并行处理、多机通信方式，迅速汇总、加工、处理、提取出有用信息，供总经理、决策部门使用。我们为金山电气集团公司宝鸡分公司设计的企业网数据库管理系统，其并处理与多机通信的关系如图（1）所示：图（1）系统服务模块彩偏厂工序管理系统彩偏厂网络管理系统恒磁厂网络管理系统恒磁厂工序管理系统磁钢厂网络管理系统磁钢厂工序管理系统动力处网络管理系统财务处网络管理系统经理办网络管理系统质量处网络管理系统在这个网络数据库管理系统下，10个网络管理子系统在各自的网络终端机上工作，各个分支系统通过服务器系统服务模块，以多机通信的方式，向服务器数据库传送、增加、修改、删除内容。各分支系统也可通过多机信息方式，从服务器共享数据库中提取、加工、处理他们各自所需的数据资料信息。这个系统，总共包括400多个库表，约6000多个字段，包括该分公司企业现代化管理内容的90%以上。若用传统的命令编程、设计，其软件开发工作量和任务量将会大得惊人。为此，我们采用第四代编程软件Powbuilde7.0为开发平台，数据库采用微软的Access系统。在windows操作系统下，采用跨平台的软件开发，面向对象的编程方法，将庞大的企业管理的设计浓缩到12个网络管理系统窗口中，企业总经理、各职能部门、各分厂在各自权限下的窗口中进行联网独立操作。各自所需的各类数据库操作，均通过窗口菜单、快捷按扭、命令按钮数据窗得以实现。系统研制成功后，其操作界面良好，操作简单、直观。图（2）给出12个网络管理系统窗口中的一个。图（2）12个网络管理系统窗口之一-----经理办网络管理系统操作窗口考虑到一个企业的网络连线，范围有大（数公里，数十公里）有小（局域网直接连线可到达的范围），所以我们采取的策略为，近程终端采用网卡星型拓扑或总线形拓扑结构。远程终端采用调制解调器池或者调制解调器，电话拨号上网。其网络连线如图（3）所示：……服务器调制解调器池近程终端近程终端近程终端HUB……近程终端远程终端调制解调器远程终端调制解调器图（3）服务器、远程终端、近程终端组网示意服务操作系统配置windows2000server，各终端机配置windows98。企业数据库系统设立在服务器上，作为共享的一级数据库，供连网的各职部门的微机按权限调用。各终端机本地硬盘，设立数据库，作为共享的二级数据库、或者三级数据库。二、三级数据库职能有两点，（1）生成职能数据库记录，供本部门使用。（2）新的数据库记录经统计、筛选处理后，上报上一级数据库，供决策部门使用。当网络系统开通后各系统并行处理及多机数据库通信工作流程如图（4）所示：远程终端近程终端…………终端机网络管理系统本地数据库服务器一级数据库终端机网络管理系统调制解调器调制解调器终端机网络管理系统本地数据库终端机网络管理系统本地数据库调制解调器本地数据库……图（4）系统并行处理及多机数据库通信工作流程从图（4）我们可以看出，各网络终端机工作方式是并行处理，他们各自既可以处理本地数据库信息，又可以处理服务器一方共享数据库中属于自己职权范围内的信息。在系统设计中，我们采用ODBC数据路径映射技术，将网络数据库管理系统中的各类数据库路径进行映射，这种映射方式可在windows98系统下直接进行设置，也可通过系统安装程序进行自动设置。系统工作过程中，数据库的使用权限是通过进程通信传递信息的，我们将这种通信方式称为进程的热连接技术，其热连接技术可用图（5）来进行描述：图（5）热连接技术3业网络管理系统设计软件开发平台第三代软件开发平台，即高级语言编程，经历的时间最为漫长，其运行环境多数是命令式操作系统，系统类型有编译系统和解释系统，其开发过程如图（6）A、B所示：（A）编译系统软件开发流程编程编辑编译连接运行软件出错信息未受权用户应用级三职能部门用户应用级二超级用户应用级一总经理检验密码权限级职能进程密码系统进程热连接技术传递接收运行软件解释系统编程编辑调试解释系统（B）解释系统软件开发流程图（6）传统的高级语言软件开发环境，不管是编译系统还是解释系统，均需用字符型命令，特别是要通过键盘操作来完成源程序编写工作。并且有命令多，人机界面死板，软件开发周期长等痹端。很显然，用上述两种开发平台，很难开发出符合企业需求的、可并行处理的、有多机通信功能的企业网络管理系统。若采用视窗编程，其软件开发平台可用图7来描述：文字编辑系统文字元件powerbuild视窗操作图形编辑系统图形元件集成系统系统下的可视窗化多媒体类动画编辑系统动画元件编程网络管理编译系统软件声音编辑系统声音元件Access数据库系统数据库元件图（7）视窗编程系统软件开发流程视窗编程方法所开发的应用系统，既可在windows环境下运行，也可在网络windows环境下运行。自从视窗操作系统出现后，各类可视化编程系统以其崭新的面貌出现在开发者的面前。与前两种系统相比，视窗编程系统具有视窗化的交互界面、可用鼠标进行操作等优点。功能齐全和方便实用的，视窗化编程工具，是开发企业网络管理系统程序设计的关键所在。从图（7）视窗编程系统软件开发流程来看，其编程工具应包括视窗化编辑程系统，视窗化集成编程、编译程系统。整个软件开发过程应该是跨平台开发。现在，我国计算机教育体系大多数还在延用编译系统开发平台和解释系统开发平台。对视窗化编程系统开发平台的应用则是非常少。我们觉得，在视窗操作系统下日益普及的形势下，我国计算机教育体系应尽快地转入到视窗化编程中来。这就要求在多种视窗化编程软件的研究基础上，研究跨平台开发的思路、方法。传统的命令编程开发环境，其编辑源程序的编辑软件只有一种，即文本编辑软件。视窗化编程开发环境，其编辑软件可包括图、文、声、像、动画、数据库等等各种类型。因为各类视窗化编辑软件产生的结果可以是一篇文章、一幅照片、一段动画演播、一段音乐等。这些软件均可自成体系，生成的各自的，具有不同后辍的磁盘文件。这些文件又可以作为元件，既可插入到命令编程的关键部位，使命令编程软件具备一定的特色；又可引入到企业网络管理系统的设计中去，形成具有多媒体特征的网络管理软件。但是两种引入有不同的环境，前者是在单机任务系统中运行，其插件只能独自运行，无法形成集成效果。而后者是在多机多任务系统中运行，极容易形成集成效果，使使用者的视觉、听觉同时得到响应；同时在视觉中又可获得动态、静态、图形、文字等集成效果；软件人机界面友好，完全符合Windows操作系统标准。因此，对于视窗化企业网络管理系统编程方法的研究，我们不但要学习各种编辑软件的个体特征、使用方法，还要研究在不同软件开发平台下的跨平台研究，特别是多媒体网络管理系统软件；必须进行跨平台开发。4企业网络管理系统设计与第四代编程软件Powbuilde金山电气集团公司宝鸡分公司的企业网数据库管理系统设计，采用第四代编程软件Powbuilde进行应用开发的。运用面向对象技术,对于一个大型复杂应用系统的开发，开发效率会大大提高。用PowerBuilder开发的好处是,即使不懂得什么是面向对象技术,也可能会下意识地用到面向对象技术的一些特性,但是如果对这一技术有了充分的了解,对所设计程序的可重用性,可维护性和其他各方面的质量都会有大幅度提高。4.1第四代编程软件PowerBuilder的对象PowerBuilder对象有三个部分元素:属性、函数和事件。(1)属性:既数据；它包括系统属性和用户定义属性两种类型,描述该对象的各种特性。如在窗口对象中的系统属性包括标题、高度、宽度等,用户定义的属性可以是实例变量或共享变量,对这种属性的访问同系统属性相同,只是在封装性上有所不同。企业网络管理系统设计，其绝大多数管理系统首先是通过属性的设计来完成的。(2)事件：PowerBuilder中的事件与Windows的事件存在着映射关系。当用户的操作或系统本身产生了Windows的标准事件,就转化成PowerBuilder中的事件。例如命令按钮有一个叫Clicked事件,当用户按按钮时触发,操作系统首先检测到鼠标被点击,并把licked这一消息转给该按钮,PowerBuilder运行时的工作引擎翻译了这一事件,并执行适当的PowerScript语句。PowerBuilder中大部分的事件都是可以映射成由用户激发的Windows事件。另一类事件是用户定义事件