王德廣，張軍卒，王超

0 引言

一個(gè) MIS軟件的生命周期可以分為軟件定義、軟件開發(fā)和軟件維護(hù)3個(gè)時(shí)期。MIS系統(tǒng)傳統(tǒng)開發(fā)方法，往往將窗口程序與數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)緊緊綁定在一起，而一旦表結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，與之對(duì)應(yīng)的窗口界面也需改變，程序員就必須不厭其煩地更改代碼；同時(shí)，由于 MIS系統(tǒng)自身比較復(fù)雜，表的數(shù)量繁多，如果需要編寫大量的重復(fù)代碼，即使一個(gè)高級(jí)程序員，也需要花費(fèi)很長的時(shí)間完成界面的開發(fā)再者，在軟件維護(hù)過程中，由于軟件自適應(yīng)性差，無形中增加了軟件開發(fā)的成本[1]。

在不斷地生產(chǎn)實(shí)踐中，人們發(fā)現(xiàn)了在 MIS系統(tǒng)開發(fā)中功能存在共性的特點(diǎn)，系統(tǒng)的業(yè)務(wù)在數(shù)據(jù)庫層面上，表現(xiàn)為最基本的操作：增加、刪除、修改、查詢。查詢操作使用最為頻繁，也最難處理。如果有一種通用的查詢模塊，在MIS系統(tǒng)開發(fā)時(shí)可以直接應(yīng)用，而無需重新編寫，那么問題就解決了。于是有了最早的一類通用綜合查詢模式的提出，這是通用開發(fā)平臺(tái)的雛形，標(biāo)志著通用平臺(tái)技術(shù)的開端。

1 基于數(shù)據(jù)字典的通用平臺(tái)

1.1 基本思想

根據(jù)對(duì) MIS系統(tǒng)共性的分析，創(chuàng)建一個(gè)普遍適用的用戶數(shù)據(jù)字典，由通用平臺(tái)進(jìn)行管理和維護(hù)，使通用平臺(tái)具有部分DBMS的功能。通用平臺(tái)將用戶數(shù)據(jù)字典從數(shù)據(jù)層中提出來，作為高于數(shù)據(jù)層的單獨(dú)一層。通過對(duì)數(shù)據(jù)字典的設(shè)計(jì)對(duì)用戶數(shù)據(jù)表進(jìn)行管理和控制，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序和表結(jié)構(gòu)的分離，以此來實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)通用查詢，構(gòu)建通用開發(fā)平臺(tái)[2]。

基于數(shù)據(jù)字典的動(dòng)態(tài)查詢方法實(shí)現(xiàn)SQL的動(dòng)態(tài)生成，使開發(fā)人員便可通過平臺(tái)界面配置查詢語句，而無需編寫代碼，平臺(tái)將動(dòng)態(tài)生成SQL語句和界面顯示。無法通過平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的查詢，需要單獨(dú)編寫[3]。圖1為基于用戶字典的通用動(dòng)態(tài)查詢結(jié)構(gòu)圖。

圖1 基于用戶字典的通用動(dòng)態(tài)查詢結(jié)構(gòu)圖

1.2 基于數(shù)據(jù)字典的通用平臺(tái)的研究現(xiàn)狀

目前，通用平臺(tái)技術(shù)在C/S模式下的應(yīng)用已經(jīng)很成熟，可以較好的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的通用，基于數(shù)據(jù)字典的復(fù)用動(dòng)態(tài)查詢構(gòu)件方面的研究成績尤為突出，基本達(dá)到了通用平臺(tái)預(yù)期的設(shè)想，但B/S模式下的研究仍處在初級(jí)階段，主要研究工作仍集中在通用動(dòng)態(tài)查詢功能上，忽視其他重要功能的實(shí)現(xiàn)。通用平臺(tái)技術(shù)在B/S模式下的研究還面臨很多問題，同時(shí)也存在廣闊的發(fā)展空間。

存在的兩個(gè)有待解決的重要問題：

1. B/S模式下，仍局限于系統(tǒng)內(nèi)的通用，還沒有實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的通用，平臺(tái)還不具有單獨(dú)開發(fā)MIS系統(tǒng)的能力。

2. 實(shí)現(xiàn)功能單一。目前，通用查詢的功能已經(jīng)很完善，但增加、刪除、修改以及DDL語言的功能都沒有實(shí)現(xiàn)[4]。

2 UDPDD平臺(tái)

針對(duì)有現(xiàn)有平臺(tái)的不足，本文提出一種基于數(shù)據(jù)字典的MIS系統(tǒng)通用開發(fā)平臺(tái)（Universal Development Platform Based on Data Dictionary，即UDPDD平臺(tái)），該平臺(tái)針對(duì)在B/S模式下的應(yīng)用，重點(diǎn)研究平臺(tái)通用開發(fā) MIS系統(tǒng)的能力。

2.1 基本思想

UDPDD平臺(tái)以用戶數(shù)據(jù)字典為核心，根據(jù)對(duì)MIS系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求的分析，發(fā)現(xiàn)其功能的共性并以此為基礎(chǔ)，創(chuàng)建一個(gè)普遍適用的用戶數(shù)據(jù)字典，該用戶數(shù)據(jù)字典由UDPDD平臺(tái)自身進(jìn)行管理和維護(hù)，用戶數(shù)據(jù)字典作為高于數(shù)據(jù)層的單獨(dú)一層。UDPDD平臺(tái)保留了基于數(shù)據(jù)字典的動(dòng)態(tài)查詢方法，并實(shí)現(xiàn)了DBMS中數(shù)據(jù)定義語言（DDL）部分的功能，即CREATE、DROP、ALTER等操作。UDPDD平臺(tái)通過通過對(duì)用戶數(shù)據(jù)字典的設(shè)計(jì)和控制，實(shí)現(xiàn)SQL的動(dòng)態(tài)生成，并結(jié)合了界面的動(dòng)態(tài)自動(dòng)生成技術(shù)，在使用平臺(tái)開發(fā) MIS系統(tǒng)時(shí)，開發(fā)人員只需了解業(yè)務(wù)邏輯，并把數(shù)據(jù)信息通過平臺(tái)界面輸入到數(shù)據(jù)字典中，平臺(tái)將根據(jù)數(shù)據(jù)字典的設(shè)計(jì)和開發(fā)人員輸入的配置信息自動(dòng)生成表結(jié)構(gòu)，完成建表。然后開發(fā)人員便可通過平臺(tái)界面配置SQL語句，而無需編寫代碼，平臺(tái)將動(dòng)態(tài)生成SQL語句和界面顯示。

UDPDD平臺(tái)以C/S模式下通用平臺(tái)的研究為基礎(chǔ)，將應(yīng)用擴(kuò)展到B/S模式下，UDPDD平臺(tái)定位成一種供MIS系統(tǒng)開發(fā)人員使用的二次開發(fā)平臺(tái)，開發(fā)人員使用本平臺(tái)可以高效地開發(fā)出MIS系統(tǒng)，MIS系統(tǒng)中有些特殊功能，無法通過平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，UDPDD平臺(tái)為此預(yù)留了接口，開發(fā)人員需要單獨(dú)編寫程序，并通過平臺(tái)接入到MIS系統(tǒng)中。

2.2 UDPDD平臺(tái)的開發(fā)模式

UDPDD平臺(tái)的開發(fā)模式是以通用的用戶數(shù)據(jù)字典為基礎(chǔ)，UDPDD平臺(tái)已設(shè)計(jì)好用戶數(shù)據(jù)字典，開發(fā)人員通用平臺(tái)輸入表信息，平臺(tái)將自動(dòng)生成表結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建用戶數(shù)據(jù)表，并將用戶數(shù)據(jù)填充到用戶數(shù)據(jù)字典中，然后通過平臺(tái)動(dòng)態(tài)生成SQL以及Web界面，完成MIS系統(tǒng)的開發(fā)。UDPDD平臺(tái)的開發(fā)模式實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)間的通用，突破了現(xiàn)有平臺(tái)的局限，大大地提升了通用性，它的開發(fā)模式如圖2所示。

2.3 UDPDD平臺(tái)的特點(diǎn)

1.支持用戶自定義動(dòng)態(tài)查詢，查詢內(nèi)容可以是任意表、任意字段的組合。查詢條件完全取決于用戶的需求，可以隨意創(chuàng)建。涉及到多表的查詢，平臺(tái)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)表的連接。

2.能按語法規(guī)則動(dòng)態(tài)正確地組合、生成SQL查詢語句，并動(dòng)態(tài)返回查詢結(jié)果。

3.基于B/S模式，引入MVC思想，以J2EE技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

4.實(shí)現(xiàn) DDL語言功能，能夠根據(jù)開發(fā)人員的設(shè)置自動(dòng)建表，開發(fā)人員可以通過平臺(tái)建表、刪除表、以及修改表結(jié)構(gòu)。

5.動(dòng)態(tài)生成Web界面。

6.基于B/S模式，引入MVC思想，以J2EE技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

圖2 UDPDD平臺(tái)開發(fā)模式示意圖

3 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

UDPDD平臺(tái)在B/S模式下實(shí)現(xiàn)，基于輕量級(jí)J2EE規(guī)范，采用經(jīng)典的3層架構(gòu)，系統(tǒng)按功能共分為兩大模塊：1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)模塊：這個(gè)模塊完成 MIS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，它由菜單設(shè)計(jì)、表設(shè)計(jì)、字段設(shè)計(jì)3個(gè)模塊組成2. 系統(tǒng)管理模塊：對(duì)平臺(tái)的使用進(jìn)行管理，它由包括開發(fā)者賬號(hào)管理、用戶權(quán)限管理、登錄用戶口令、用戶日志管理4個(gè)模塊組成。如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)模塊圖

3.2 數(shù)據(jù)字典的設(shè)計(jì)

3.2.1 數(shù)據(jù)字典的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典共由12個(gè)字典表組成它們分別為：

1.數(shù)據(jù)庫信息表（DD_DATABASE）。

2.數(shù)據(jù)表信息表（DD_TABLES）。

3.字段信息表（DD_COLUMNS）。

4.登錄信息表（DD_LOGIN）。

5.模塊信息表（DD_MODULE）。

6.權(quán)限信息表（DD_PURVIEW）。

7.用戶信息表（DD_USER）。

8.菜單信息表（DD_MENU）。

9.風(fēng)格選擇信息（DD_STYLESELECT）。

10.存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)信息表（DD_PROCEDURE）。

11.觸發(fā)器信息表（DD_TRIGGER）。

12. DBMS信息表（DD_DBMS）。

其中DBMS信息表是為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與平臺(tái)無關(guān)而建立的，使UDPDD平臺(tái)能夠支持多種主流的DBMS，它不參與到數(shù)據(jù)字典的總體結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)字典的總體結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)字典表關(guān)系圖

3.2.2 數(shù)據(jù)字典表的設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)字典表較多，限于篇幅，這里只詳細(xì)介紹其中比較重要的3張DD_TABLES、DD_MENU 、DD_COLUMNS，見表1至表3所示。表中一些字段的判定，如果不另加說明，默認(rèn)取值為0，1，如表1中Is_view字段，1代表是，0代表不是。為了清晰地說明字段的屬性與取值含義，突出UDPDD平臺(tái)設(shè)計(jì)的思想，本文將在后面的章節(jié)中配合實(shí)例詳細(xì)說明。

表1 數(shù)據(jù)表信息表

表2 菜單信息表

表3 字段信息表

3.2.3 動(dòng)態(tài)SQL語句生成器的設(shè)計(jì)

SQL語句生成器的實(shí)現(xiàn)按照MVC設(shè)計(jì)模式將程序劃分為模型（Model）、視圖（View）、控制器（Controller）3個(gè)部分，這3部分分別應(yīng)用不同的J2EE組件技術(shù)實(shí)現(xiàn)，在構(gòu)建動(dòng)態(tài)SQL時(shí)，首先根據(jù)用戶要執(zhí)行的操作類型，然后調(diào)用相應(yīng)的JavaBean進(jìn)行業(yè)務(wù)處理，根據(jù)SQL語句的4個(gè)基本操作，分別編寫了 selectBean、insertBean、deleteBean、updateBean 4個(gè)JavaBean進(jìn)行處理。然后對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的SQL語句進(jìn)行語義分析，將語句按語義分解成多個(gè)部分，在每個(gè)JavaBean中編寫不同的類來處理相應(yīng)的SQL部分。最后再按照用戶自定義的要求動(dòng)態(tài)地把分解的部分組合起來，形成一條完整的SQL語句。圖5以查詢?yōu)槔f明了動(dòng)態(tài)SQL的生產(chǎn)過程。

圖5 動(dòng)態(tài)生成SQL語句示意圖

4 應(yīng)用舉例

該通用查詢平臺(tái)已經(jīng)成功地應(yīng)用到大眾一汽發(fā)動(dòng)機(jī)(大連)有限公司的設(shè)備故障維修系統(tǒng)的開發(fā)中，該系統(tǒng)以通用開發(fā)平臺(tái)為開發(fā)工具，用戶自定義頁面使用JSP技術(shù)，數(shù)據(jù)庫采用SQL Server 2005。圖6為系統(tǒng)主界面。

圖6 系統(tǒng)主界面

下面結(jié)合實(shí)例簡要說明下創(chuàng)建表的過程，用戶點(diǎn)擊表設(shè)計(jì)菜單項(xiàng)，顯示出目前用戶數(shù)據(jù)表的信息，然后再點(diǎn)擊表添加按鈕，顯示建表頁面，如圖8所示，在字典表DD_TABLES中對(duì)表的屬性進(jìn)行了設(shè)計(jì)，用戶自定義這些屬性，然后進(jìn)入字段設(shè)計(jì)頁面為表添加字段，如圖8所示。

圖7 表添加頁面

圖8 字段添加頁面

5 結(jié)束語

本文著眼于以往研究的不足，并引入一些創(chuàng)新設(shè)計(jì)，提出了一種基于數(shù)據(jù)字典的通用平臺(tái)，即UDPDD平臺(tái)。該平臺(tái)已通過測(cè)試，成功地應(yīng)用于大眾一汽發(fā)動(dòng)機(jī)（大連）有限公司的設(shè)備故障維修系統(tǒng)的開發(fā)中，滿足了通用開發(fā)的需求，實(shí)現(xiàn)了縮短軟件周期、降低成本的目的。MIS系統(tǒng)的開發(fā)擁有廣泛的市場需求，簡單易行的特性和實(shí)際應(yīng)用中的強(qiáng)大功能使得通用查詢平臺(tái)有著廣闊的生存空間。

[1] 王獻(xiàn)勇,劉樹惠.基于數(shù)據(jù)字典的界面動(dòng)態(tài)生成方法探討[J] .軟件導(dǎo)刊,2008,7(1):54-56.

[2] 郭勝輝,孫玉芳.基于數(shù)據(jù)字典庫的信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J] .計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào).2000,23(4):414-417.

[3] 李磊,李一凡,郝明國.基于用戶數(shù)據(jù)字典的通用動(dòng)態(tài)查詢組件的研究與實(shí)現(xiàn)[J] .微電子學(xué)與計(jì)算機(jī),2005,22(3):17-19.

[4] 王德廣,張軍卒,李文.基于數(shù)據(jù)字典的通用查詢平臺(tái)的設(shè)計(jì)[J] .科學(xué)技術(shù)與工程,2008,9(19):5849-5851.