摘要：某武器試驗資源庫系統(tǒng)中，針對擁有不同參數(shù)數(shù)據(jù)的武器型號入庫問題，提出了一種基于參數(shù)字典的動態(tài)數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法。該方法通過參數(shù)結(jié)構(gòu)表、參數(shù)字典表、數(shù)值數(shù)據(jù)表實現(xiàn)動態(tài)結(jié)構(gòu)，較好地解決了J2EE平臺下SSH2不能通過增加數(shù)據(jù)表的方式實現(xiàn)動態(tài)數(shù)據(jù)庫的問題。在動態(tài)數(shù)據(jù)庫的管理中，針對參數(shù)字典更新的“少次、大量”的原則，提出并實現(xiàn)了3種參數(shù)字典更新模式：參數(shù)字典模板導入模式、瀏覽器端直接輸入模式、工作表導入模式。經(jīng)系統(tǒng)驗證，很好地滿足了要求。

關(guān)鍵詞：動態(tài)數(shù)據(jù)庫；參數(shù)字典；J2EE；SSH2；動態(tài)結(jié)構(gòu)

中圖分類號：TN91934文獻標識碼：A文章編號：1004373X（2012）18002203

引言

某武器試驗資源庫系統(tǒng)，面向多種武器裝備，支持數(shù)值、文本、圖形、圖像、視頻、音頻、模型組件和仿真工具等多種數(shù)據(jù)格式，是一個綜合的試驗信息管理系統(tǒng)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫包括音頻庫、圖形圖像庫、模型和仿真工具庫、文本庫、以及數(shù)值數(shù)據(jù)庫。因為數(shù)值數(shù)據(jù)是每次試驗武器性能的總結(jié)以及武器改進的重要依據(jù)，所以存放數(shù)值數(shù)據(jù)的數(shù)值數(shù)據(jù)庫是實驗資源數(shù)據(jù)庫的重中之重。對于音頻庫、圖形圖像庫、模型和仿真工具庫和文本庫，因具有規(guī)劃好的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)需求設(shè)計固定的數(shù)據(jù)庫及其表結(jié)構(gòu)，這種數(shù)據(jù)庫設(shè)計模式可確保良好的數(shù)據(jù)完整性與一致性，在同類型的數(shù)據(jù)庫設(shè)計中已被廣泛應(yīng)用。但是不同武器型號的試驗參數(shù)不可能完全相同，不能使用固定的幾個字段來限定參數(shù)的數(shù)量和種類，所以固定的表結(jié)構(gòu)不能滿足要求，所以系統(tǒng)必須實現(xiàn)動態(tài)數(shù)據(jù)庫。

按照系統(tǒng)的安全性指標、軟件性能指標、適用性指標的要求，選擇J2EE（Java2Platform，EnterpriseEdition）作為開發(fā)平臺。J2EE不但繼承了B/S（Browser/Server）維護和升級方式簡單，成本低，選擇多等優(yōu)點[1]，還具有平臺無關(guān)性、開放的標準以及優(yōu)秀的企業(yè)級應(yīng)用程序框架的優(yōu)勢。SSH2是J2EE平臺主流輕量級設(shè)計框架[24]，也是本系統(tǒng)所采用的開發(fā)框架。SSH2由Struts2，Spring和Hibernate組成，結(jié)構(gòu)上分為3層，分別是表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和持久層。Hibernate作為持久層框架，實現(xiàn)了ORM，把數(shù)據(jù)表映射成持久層對象的形式，簡化了對數(shù)據(jù)庫的操作，大大減少利用HibernateQL從數(shù)據(jù)庫提取數(shù)據(jù)代碼的編寫量和復雜度。系統(tǒng)數(shù)據(jù)表由Hibernate映射成持久層對象，但數(shù)據(jù)表映射成對象類不是實時的，在系統(tǒng)的使用過程中增加的數(shù)據(jù)表不能映射成持久層對象。解決這個問題一般用2種方法：

（1）把動態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)持久化成XML格式文件的形式[5]；

（2）用HashMap的鍵值映射關(guān)系來實現(xiàn)類似靜態(tài)數(shù)據(jù)庫的列屬性映射關(guān)系[6]。第1種方法只是針對個例，應(yīng)用不廣，第2種方法的代碼量大，而且對數(shù)據(jù)庫訪問效率有影響。本文提出了一種基于參數(shù)字典的動態(tài)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計和管理方法。

1基于參數(shù)字典的動態(tài)數(shù)據(jù)庫設(shè)計

1.1參數(shù)字典定義

一般的武器試驗數(shù)據(jù)信息包含3個方面：參數(shù)結(jié)構(gòu)、參數(shù)描述、數(shù)值數(shù)據(jù)。參數(shù)字典是相對于數(shù)據(jù)字典而定義的，是指在基于參數(shù)字典設(shè)計的數(shù)據(jù)庫中，用戶可以訪問的參數(shù)元數(shù)據(jù)的目錄，其內(nèi)容包括參數(shù)的名稱、單位、數(shù)據(jù)類型等各種參數(shù)描述。它與數(shù)據(jù)集合有映射關(guān)系，通過數(shù)據(jù)庫設(shè)計，能查詢參數(shù)字典下屬全部數(shù)值數(shù)據(jù)的信息，也可以從數(shù)值數(shù)據(jù)記錄逆向搜索所屬參數(shù)的定義和描述。在某武器試驗資源數(shù)據(jù)庫中，每個武器型號也擁有它自己的參數(shù)字典，型號參數(shù)字典包含于參數(shù)字典。

1.2基于參數(shù)字典的動態(tài)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

DBMS只能創(chuàng)建靜態(tài)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)表，所以動態(tài)可變結(jié)構(gòu)只能通過靜態(tài)數(shù)據(jù)表的“動態(tài)化”來構(gòu)造，即采用靜態(tài)表結(jié)構(gòu)表現(xiàn)動態(tài)表結(jié)構(gòu)[711]。在這個前提下，提出了基于參數(shù)字典的動態(tài)數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法。數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖1所示。

圖1動態(tài)數(shù)據(jù)庫構(gòu)造模型圖在數(shù)值數(shù)據(jù)表的基礎(chǔ)上新建了3類表：參數(shù)結(jié)構(gòu)表、參數(shù)字典表，參數(shù)字典模板表。數(shù)值數(shù)據(jù)表記錄數(shù)值數(shù)據(jù)；參數(shù)字典表記錄所有參數(shù)描述，參數(shù)與數(shù)據(jù)存在一對多的對應(yīng)關(guān)系，在需要參數(shù)信息時可以通過搜索參數(shù)字典表的方式查詢數(shù)據(jù)的基本信息；參數(shù)字典模板表是參數(shù)字典表具有代表意義的參數(shù)子集，在特定情況下可以高效地更新參數(shù)字典；參數(shù)結(jié)構(gòu)表存儲參數(shù)的邏輯從屬結(jié)構(gòu)。從參數(shù)結(jié)構(gòu)表提取結(jié)構(gòu)信息，從參數(shù)索引表提取參數(shù)的基本信息，從數(shù)值數(shù)據(jù)表提取數(shù)值數(shù)據(jù)，這樣就可以得到完整的實驗數(shù)據(jù)。擁有特定的參數(shù)字典表存儲所有參數(shù)，不存在特定的幾個字段限定參數(shù)的問題，任意多種武器型號試驗數(shù)據(jù)都可以入庫。經(jīng)系統(tǒng)驗證，由此結(jié)構(gòu)設(shè)計的動態(tài)數(shù)據(jù)庫，完全可以滿足數(shù)據(jù)庫設(shè)計的3個基本范式，即：第一范式（無重復列）、第二范式（完全依賴主鍵）以及第三范式（不依賴其他非主屬性）。

2動態(tài)數(shù)據(jù)庫管理

動態(tài)數(shù)據(jù)庫管理主要是對數(shù)值數(shù)據(jù)表對象的檢索、刪除、修改、添加。在本系統(tǒng)中檢索體現(xiàn)為根據(jù)參數(shù)結(jié)構(gòu)來分層檢索；刪除和修改是在檢索基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)操作；而添加數(shù)據(jù)之前必須保證數(shù)據(jù)庫中擁有該型號的參數(shù)字典，否則就必須首先添加型號參數(shù)字典。在基于參數(shù)字典設(shè)計的數(shù)據(jù)庫中，參數(shù)字典表是完成數(shù)據(jù)庫動態(tài)化的最重要所在。在武器試驗資源系統(tǒng)中，參數(shù)字典更新遵循“少次、大量”的原則，對應(yīng)本文設(shè)計了3種參數(shù)字典更新模式：參數(shù)字典模板導入模式、瀏覽器端直接輸入模式、工作表導入模式，如圖2所示。

圖2參數(shù)字典添加的3種模式參數(shù)字典模板導入模式是基于模板的添加參數(shù)字典的方法。當數(shù)據(jù)庫中擁有型號參數(shù)字典模板，而且所要錄入的型號參數(shù)字典與數(shù)據(jù)庫已存模板相似度很大時，采用參數(shù)字典模板導入模式。進入系統(tǒng)后首先要搜索已存模板并選中相近模板，對現(xiàn)模板的武器分系統(tǒng)進行增加、刪除、修改，然后進入目標武器分系統(tǒng)對武器分系統(tǒng)參數(shù)進行增加、刪除、修改，最后把參數(shù)更新到參數(shù)字典表或參數(shù)字典模板表。

瀏覽器端直接輸入模式是一種從無到有地構(gòu)建型號參數(shù)字典的方法。當新增的型號參數(shù)字典記錄比較少或所要錄入的型號參數(shù)字典記錄與數(shù)據(jù)庫已存模板相似度比較小時，采用瀏覽器端直接輸入模式。逐個錄入?yún)?shù)形成武器分系統(tǒng)，不同的武器分系統(tǒng)形成型號參數(shù)字典，最后更新到參數(shù)字典表或參數(shù)字典模板表。

有時試驗數(shù)據(jù)在獲取時采用txt的存儲格式，這種情況就可以首先手動把txt文件轉(zhuǎn)成更為規(guī)范、更好讀取的工作表格式，然后通過程序讀取。這種情況就需要工作表導入模式，它是從工作表中導入型號參數(shù)字典的方法。錄入前必須把數(shù)據(jù)對象轉(zhuǎn)成工作表且需要設(shè)定導入?yún)?shù)集在工作表里的格式，如工作表首列為導入?yún)?shù)或首行為導入?yún)?shù)，然后以武器分系統(tǒng)為基本單位整體導入，最后更新到參數(shù)字典表或參數(shù)字典表。

在參數(shù)字典添加完成之后，設(shè)定好參數(shù)結(jié)構(gòu)、參數(shù)描述，完成錄入數(shù)值數(shù)據(jù)后，實驗數(shù)據(jù)的添加結(jié)束。若型號參數(shù)字典存在，只需錄入?yún)?shù)結(jié)構(gòu)和參數(shù)描述即完成錄入。

3某武器實驗資源動態(tài)數(shù)據(jù)庫構(gòu)建實例

某武器試驗資源的動態(tài)數(shù)據(jù)庫設(shè)計中使用了4類表：型號參數(shù)字典表，記錄每一個型號每一個參數(shù)的基本信息如：參數(shù)名、參數(shù)單位、所屬武器分系統(tǒng)、數(shù)據(jù)密級；型號參數(shù)結(jié)構(gòu)表，記錄型號參數(shù)結(jié)構(gòu)信息，此類表包含4個從上到下的表：型號表、階段表、數(shù)據(jù)類型表以及武器編號表；型號參數(shù)字典模板表，記錄某些典型型號參數(shù)字典；型號數(shù)值數(shù)據(jù)表，記錄型號具體實驗數(shù)值數(shù)據(jù)。

在錄入型號數(shù)據(jù)時，它的3個方面：參數(shù)結(jié)構(gòu)、數(shù)值數(shù)據(jù)、參數(shù)描述，需要分別對應(yīng)錄入到3類數(shù)據(jù)表中，即參數(shù)結(jié)構(gòu)錄入到型號參數(shù)結(jié)構(gòu)的4類表；數(shù)值數(shù)據(jù)錄入到型號數(shù)值數(shù)據(jù)表；參數(shù)描述錄入到型號參數(shù)字典表。在型號的參數(shù)字典不存在時，首先把各個參數(shù)的參數(shù)描述錄入到型號參數(shù)字典表。瀏覽器端導入模式和參數(shù)子彈模板導入模式完成的最后結(jié)構(gòu)如圖3所示，選擇保存到參數(shù)字典表或者參數(shù)字典模板表，工作表錄入模式如圖4所示，選擇工作表后導入到參數(shù)字典表或參數(shù)字典模板表。