摘要：隨著軟件設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，一般的企業(yè)應(yīng)用已經(jīng)從傳統(tǒng)的C/S模式演變?yōu)榉植际蕉鄬幽Ｊ?，分層模式可以最大限度地提高軟件系統(tǒng)的性能及可維護(hù)程度。不久前，我們承擔(dān)了一個醫(yī)院管理系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)，醫(yī)院希望以此來轉(zhuǎn)變醫(yī)院現(xiàn)有的運(yùn)行機(jī)制，提高服務(wù)質(zhì)量，實現(xiàn)全院醫(yī)用信息的整合。該系統(tǒng)除了目前常見的結(jié)費(fèi)系統(tǒng)、電子病歷外，還包括門診醫(yī)生模塊、住院醫(yī)生模塊、護(hù)士模塊等分支系統(tǒng)。所有模塊需要通過 Intranet 實現(xiàn)集成互聯(lián)，并有部分的 Internet 功能，本項目平臺最后采用了微軟的Dot NET平臺，并采用三層的結(jié)構(gòu)體系。正確的體系劃分及軟件技術(shù)的合理選用使該系統(tǒng)取得了成功。

關(guān)鍵詞：分布式系統(tǒng)；三層體系；四層體系

隨著軟件設(shè)計技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的C/S模式系統(tǒng)已經(jīng)不能適合大型開放式系統(tǒng)的開發(fā)需求。在傳統(tǒng)C/S模式的應(yīng)用系統(tǒng)中，系統(tǒng)的業(yè)務(wù)處理邏輯層和表示層集成在客戶端，與數(shù)據(jù)層所在的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器形成了胖客戶端，瘦服務(wù)器的結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)下，客戶端顯得極為臃腫，從而導(dǎo)致客戶端程序在編寫及升級維護(hù)時極為麻煩。另外傳統(tǒng)的客戶端程序界面單調(diào)、刻板，也不能適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展情況下的使用需求。

在這種情況下，為了解決C/S模式的諸多缺陷，產(chǎn)生了B/S模式、分布式系統(tǒng)等多種體系結(jié)構(gòu)。這些體系在很大程度上解決了傳統(tǒng)C/S模式的不足。特別是當(dāng)微軟的Dot NET和SUN的J2EE平臺推出以后，分布式的三層或四層結(jié)構(gòu)體系已逐漸成為一種規(guī)范，在三層結(jié)構(gòu)中，系統(tǒng)分為表示層，業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)庫層，客戶端作為表示層只是一個顯示的終端，業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)庫層分別由專用服務(wù)器擔(dān)任。在這種模式下，客戶端的負(fù)重量大大減輕，而業(yè)務(wù)邏輯層則專門處理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯部分，同時負(fù)責(zé)客戶端與數(shù)據(jù)庫的連接，這樣就大大減輕了服務(wù)器端的負(fù)荷。因此，B/S模式的系統(tǒng)在整體分布上更加合理，更加有益于系統(tǒng)開發(fā)和維護(hù)升級。在現(xiàn)有的技術(shù)中，要實現(xiàn)B/S模式的系統(tǒng)，我們可以有兩種選擇，一種是微軟的Dot NET平臺，另外一種是SUN的J2EE。相比而言，微軟的Dot NET因為在操作系統(tǒng)上的優(yōu)勢，可用性和易用性比較好，而J2EE則是采用JAVA規(guī)范，具有平臺無關(guān)性的特點，適用于不同的平臺。

下面結(jié)合一個醫(yī)院管理系統(tǒng)的建設(shè)，討論一下多層分布式系統(tǒng)在具體實踐中的運(yùn)用。

2004年，我們承擔(dān)了一個醫(yī)院管理綜合系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)，醫(yī)院希望以此來轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的運(yùn)行機(jī)制，提高服務(wù)質(zhì)量和工作效率。該醫(yī)院是一個礦區(qū)醫(yī)院，醫(yī)院很早就開始從事信息化管理，但主要是結(jié)費(fèi)這一塊，同時，還有人事管理，藥品管理等幾個分支模塊。以上幾個模塊彼此之間沒有明顯的聯(lián)系，分屬于幾個不同的部門，彼此間信息流通量也不大。后來，院方對其進(jìn)行了改進(jìn)，加入對病人電子病歷的管理和采集，這樣當(dāng)病人二次就診時，可以很容易地得到病人的既往病史。但隨著系統(tǒng)的運(yùn)行，院方希望對現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，為了更好的為病人服務(wù)，醫(yī)院考慮加入一些其它的分支系統(tǒng)，比如門診醫(yī)生工作站、住院醫(yī)生工作站和護(hù)士工作站等等，并希望以此形成全院范圍內(nèi)一個集成的信息系統(tǒng)，以使各種醫(yī)用信息能夠全面流通，給全院的各層人員提供及時準(zhǔn)確的信息，以提高工作效率。

在開發(fā)前期，我們首先要設(shè)計出詳細(xì)的系統(tǒng)功能規(guī)范，這一部分所花費(fèi)的時間很少，因為衛(wèi)生部在 2002 年曾經(jīng)頒發(fā)了一個有關(guān)醫(yī)院管理系統(tǒng)功能規(guī)范的通知，我們參考了該規(guī)范，很快確定了各分系統(tǒng)以及每個分系統(tǒng)的基本功能，但在選擇合適的系統(tǒng)平臺上有一番討論，考慮到醫(yī)院原有系統(tǒng)在某些地方運(yùn)行良好，是否有必要將原有系統(tǒng)淘汰重新設(shè)計，另外新的分系統(tǒng)到底采用何種平臺結(jié)構(gòu)也是需要考慮的問題。

醫(yī)院原有的結(jié)費(fèi)系統(tǒng)和電子病歷系統(tǒng)數(shù)據(jù)流向范圍比較固定，主要集中在交費(fèi)處和掛號處，一旦引入了新的系統(tǒng)，必然要將數(shù)據(jù)流向醫(yī)院的各個部門。醫(yī)院的 Intranet已經(jīng)實施，因此首先考慮采用 B/S架構(gòu)體系，舊系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型盡可能保留。在系統(tǒng)的軟件平臺上，我們選用了Dot NET平臺，因為我們以前的開發(fā)都是基于Windows平臺的，在新的Dot NET平臺中，提供了C++，Basic，C#幾種語言，采用Dot NET平臺，對于習(xí)慣于Windows編程的人員來說，相對易于上手，可以最大限度地縮小人員的培訓(xùn)時間，節(jié)省經(jīng)費(fèi)，同時在技術(shù)上也有很穩(wěn)固的基礎(chǔ)，降低了系統(tǒng)開發(fā)失敗的風(fēng)險。確定所采用的架構(gòu)和技術(shù)后，我們在系統(tǒng)的開發(fā)中引用了中間件技術(shù)（Middleware）。中間件是位于操作系統(tǒng)與應(yīng)用程序之間的一類軟件，其主要功能是在分布式應(yīng)用中，在應(yīng)用程序及服務(wù)器之間提供通信服務(wù)并屏蔽了底層操作系統(tǒng)的復(fù)雜性，以減化系統(tǒng)的設(shè)計和維護(hù)工作，使設(shè)計者能專注于與應(yīng)用邏輯層有關(guān)的部分。目前的中間件技術(shù)主要有CORBA，J2EE，JVM，CLR等，在DOT NET框架中，其底層即是CLR(通用語言運(yùn)行時)，CLR屏蔽了底層的復(fù)雜性，無論是用C#、Basic，還是C++編寫的代碼，最終都被翻譯成IL（中間代碼）來執(zhí)行，同時，Dot NET Framework中強(qiáng)大的類庫也給我們的系統(tǒng)開發(fā)提供了便捷。

在項目建設(shè)中，我們這樣設(shè)計架構(gòu)系統(tǒng)，將系統(tǒng)分為三層：

（1）表示層采用ASP.NET 實現(xiàn)頁面輸出。這也是用戶直接訪問層，表示層接受來自網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的 HTTP 請求，然后返回給客戶端瀏覽器可以顯示的 HTML 頁面。

（2）中間件層(業(yè)務(wù)邏輯層)用C# 實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯和對數(shù)據(jù)庫的訪問，考慮到數(shù)據(jù)的分布特點，我們使用了數(shù)據(jù)庫連接池技術(shù)。

（3）數(shù)據(jù)庫層用 SQL Server 實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的管理和存儲過程，同時使用了負(fù)載均衡技術(shù)以提高系統(tǒng)性能。

我們大量的工作主要放在中間件層，由于系統(tǒng)中的醫(yī)生工作站分系統(tǒng)是主要部分，因此數(shù)據(jù)庫的負(fù)載成為一個不得不考慮的問題。我們決定采用數(shù)據(jù)連接池技術(shù)，因為基本上每個醫(yī)生都對應(yīng)一個客戶終端，無論是病人資料的查詢或錄入，或者醫(yī)囑的處理，都涉及到對數(shù)據(jù)庫的頻繁讀寫，服務(wù)器對于數(shù)據(jù)連接的頻繁打開和關(guān)閉必然導(dǎo)致性能下降。一方面，我們預(yù)先考慮數(shù)據(jù)庫的連接量，在系統(tǒng)初始階段建立相應(yīng)的存儲空間，當(dāng)數(shù)據(jù)庫連接打開和關(guān)閉時都對該連接池進(jìn)行處理；另一面，我們也使用了高速緩存技術(shù)，對某些固定的SQL 查詢結(jié)果，例如藥品查詢、藥性禁忌等，將結(jié)果采用緩存存儲，以加快對數(shù)據(jù)庫的訪問，降低了服務(wù)器端的負(fù)載，提高性能。值得一提的是，為了盡可能地避免糾紛，醫(yī)院要求采用醫(yī)生簽名制度，我們設(shè)計了電子簽名，采用加密算法保證各環(huán)節(jié)產(chǎn)生數(shù)據(jù)的有關(guān)人員不能抵賴。數(shù)據(jù)庫層我們選擇了 SQL Server，針對該院原來系統(tǒng)中大量使用的Access和Foxpro數(shù)據(jù)庫，我們在此次系統(tǒng)重建中針對實際情況統(tǒng)一使用了SQL Server數(shù)據(jù)庫，同時在數(shù)據(jù)庫內(nèi)容的設(shè)計上盡量做到按醫(yī)院的業(yè)務(wù)進(jìn)行組織（如醫(yī)生庫，藥品庫，病人庫，收費(fèi)庫等），為以后關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫升級成為數(shù)據(jù)倉庫奠定了基礎(chǔ)。

在數(shù)據(jù)庫的設(shè)計中，我們到醫(yī)院做了大量的走訪工作，了解整個數(shù)據(jù)流，同時廣泛參考現(xiàn)有的系統(tǒng)。雖然對醫(yī)院行業(yè)不是很熟悉，但數(shù)據(jù)層開發(fā)遇到的問題并不是很大。在概要設(shè)計階段，我們使用了一些計算機(jī)輔助開發(fā)工具，這也加快了詳細(xì)設(shè)計的進(jìn)程。比如使用了 Sybase 的 Power Designer工具，在概要設(shè)計中規(guī)劃了 E-R 圖和各個分系統(tǒng)以及分系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)流圖，然后讓工具直接生成后臺數(shù)據(jù)庫中的基本表結(jié)構(gòu)，大大提高了開發(fā)效率。

在系統(tǒng)的物理實現(xiàn)上，我們在醫(yī)院中心機(jī)房配置了一臺SQL SERVER 2000服務(wù)器，一臺應(yīng)用服務(wù)器，一臺WEB服務(wù)器。系統(tǒng)的醫(yī)生工作站模塊、病人電子病歷查詢模塊、藥品查詢模塊均采用WEB界面，通過應(yīng)用服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行通信。而結(jié)費(fèi)，藥品管理等幾個模塊的細(xì)節(jié)處理則由C#開發(fā)，放在應(yīng)用服務(wù)器上。這樣的處理使得整個系統(tǒng)的功能分布合理而高效，客戶端的Web界面簡潔而符合人們的使用習(xí)慣，服務(wù)器端功能的分解也使其負(fù)荷大大減輕。整個系統(tǒng)投入運(yùn)行后一直運(yùn)行正常，沒有出現(xiàn)過大的故障，系統(tǒng)的建設(shè)取得了成功。

在醫(yī)院管理系統(tǒng)的建設(shè)中，由于我們積極采用新技術(shù)，合理劃分系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)，使得系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)能夠按預(yù)期進(jìn)度正常完成，同時也為以后系統(tǒng)的維護(hù)奠定了良好的基礎(chǔ)。綜上所述，在互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的今天，企業(yè)的分布式計算體系采用多層結(jié)構(gòu)，在Dot NET和J2EE兩種技術(shù)之間進(jìn)行合理選擇，將是系統(tǒng)成功及高效運(yùn)轉(zhuǎn)的根本保障。

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