周雯琦

(河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院宣鋼分院，河北 張家口 075100)

伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)的快速更新發(fā)展，數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了廣泛應(yīng)用，尤其是工業(yè)領(lǐng)域，即材料選系統(tǒng)、機(jī)械制造輔助系統(tǒng)等。受技術(shù)條件影響，在以前，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的功能太過單一，只能針對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲與檢索，其再加工能力水平非常低。而現(xiàn)代化社會對于熱處理生產(chǎn)的信息化與智能化要求明顯提高了，而組織并管理材料信息，健全材料熱處理工藝設(shè)計(jì)，是現(xiàn)代化熱處理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要發(fā)展方向，以此衍生了基于C/S模式的金屬熱處理工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)。針對科研技術(shù)人員，提供融合智能化查詢與輔助設(shè)計(jì)功能的熱處理一體化平臺，促使工作人員可以通過記憶并查詢大量的數(shù)據(jù)活動中得以解放，在降低工作人員工作任務(wù)量的基礎(chǔ)上，提升生產(chǎn)效率與水平[1]。

1 需求分析

需求分析即系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要前提，同時(shí)也是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)。在調(diào)研分析之后，針對熱處理中所需要的數(shù)據(jù)信息以及數(shù)據(jù)加工處理、輸出信息等等進(jìn)行充分了解，從而明確金屬熱處理計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)的目標(biāo)與數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)原則[2]。

1.1 信息需求分析

信息需求即用戶基于系統(tǒng)期望保存的信息，與數(shù)據(jù)需儲存的數(shù)據(jù)信息息息相關(guān)。在熱處理工藝制定時(shí)，需充分考慮化學(xué)成分、臨界溫度、工藝參數(shù)等基礎(chǔ)信息。然后在熱處理之后，材料才能更大程度上滿足技術(shù)性要求。幾何參數(shù)、熱處理工藝設(shè)備等則是制定工藝的關(guān)鍵所在。以金屬熱處理計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)，用戶期望可以快速并準(zhǔn)確獲得金屬材料及其工藝的具體信息。

1.2 處理需求分析

處理需求分析即以信息訪問、數(shù)據(jù)處理為載體，以明確用戶期望實(shí)現(xiàn)的操作性功能，基于數(shù)據(jù)庫信息獲取衍生信息及其形式。以金屬熱處理計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)為載體，用戶傳輸材料信息，通過系統(tǒng)反饋相關(guān)成分、性能和工藝等，依據(jù)實(shí)際需求更新信息。用戶基于熱處理技術(shù)要求，明確材料幾何參數(shù)與熱處理設(shè)備后，系統(tǒng)便會自主規(guī)劃熱處理工藝，同時(shí)通過標(biāo)準(zhǔn)熱處理工藝卡向用戶實(shí)時(shí)展示，并儲存于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。用戶根據(jù)實(shí)際情況傳輸工藝卡查詢請求，系統(tǒng)則會快速反饋所需要查詢的信息，并就實(shí)際需求，基于工藝卡快速生成類似材料熱處理工藝卡。為了確保金屬熱處理計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)信息的安全性與可靠性，就系統(tǒng)用戶進(jìn)行權(quán)限分層化管理，并相應(yīng)設(shè)置成超級與普通用戶兩種類型[3]。

1.3 用戶需求分析

就用戶需求而言，相關(guān)表述應(yīng)采用自上而下的結(jié)構(gòu)化分析方式，從頂層系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)開始，以逐層分解模式進(jìn)行系統(tǒng)分析，并通過數(shù)據(jù)流圖與數(shù)據(jù)字典對系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)闡述。

1.3.1 數(shù)據(jù)流圖

數(shù)據(jù)流圖實(shí)際上就是用戶進(jìn)行需求處理最形象和直觀地表達(dá)，全面展示系統(tǒng)數(shù)據(jù)的加工與操作方式，以獲取用戶所需結(jié)果。金屬熱處理計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)的頂層數(shù)據(jù)流圖具體如圖1所示，其中只包含系統(tǒng)信息處理過程，所表述的是系統(tǒng)最終所要實(shí)現(xiàn)的功能[4]。

圖1 頂層數(shù)據(jù)流

對頂層數(shù)據(jù)流圖相關(guān)功能進(jìn)行科學(xué)化分層，就可以獲取第二層數(shù)據(jù)流圖，具體如圖2所示。此外，通過詳細(xì)劃分闡釋第二層數(shù)據(jù)流圖功能，還可以獲得第三層數(shù)據(jù)流圖，以此循環(huán)并分析。與此同時(shí)，功能分解還應(yīng)遵守從外向內(nèi)、從上向下，逐層分化，全方位精確等相關(guān)原則。

圖2 第二層數(shù)據(jù)流

1.3.2 數(shù)據(jù)字典

數(shù)據(jù)流圖對金屬熱處理計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)相關(guān)功能進(jìn)行了詳細(xì)描述，并闡述了信息處理和信息需求之間的有機(jī)聯(lián)系。但是，并沒有對具體內(nèi)容進(jìn)行全面介紹，而數(shù)據(jù)字典正好彌補(bǔ)了這一缺陷，并實(shí)現(xiàn)了用戶信息需求的結(jié)構(gòu)化描述。數(shù)據(jù)字典中包括五大組成部分，數(shù)據(jù)項(xiàng)是最小單位，即賬號、編號；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)則是集合了具備現(xiàn)實(shí)意義的數(shù)據(jù)項(xiàng)，對數(shù)據(jù)間的組合關(guān)系進(jìn)行了切實(shí)反映；數(shù)據(jù)流形式十分豐富和多樣化；數(shù)據(jù)存儲主要針對處理中所需儲存數(shù)據(jù)的集合；處理過程也被稱之為加工過程，是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序模塊[5]。

2 系統(tǒng)功能與思路

2.1 系統(tǒng)功能

在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程中，系統(tǒng)功能發(fā)揮著非常重要的基礎(chǔ)性作用。期中數(shù)據(jù)流圖和字典之間呈現(xiàn)的是相互輔助的關(guān)系，其全面反映了用戶的系統(tǒng)功能需求。系統(tǒng)功能具體如表1所示。

表1 系統(tǒng)功能

2.2 設(shè)計(jì)思路與運(yùn)行流程

金屬熱處理計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)通過面向?qū)ο蟮姆绞阶隽诉M(jìn)一步分析與設(shè)計(jì)，就熱處理工藝設(shè)計(jì)方式，以及系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境與安全性、可靠性，選用C/S結(jié)構(gòu)模式?；贜ET環(huán)境的C語言作為用戶界面設(shè)計(jì)設(shè)備，并將Microsoft SQL Server為后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，以確保系統(tǒng)運(yùn)行可靠性與安全性[6]。根據(jù)功能需求分析，金屬熱處理計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)具體運(yùn)行流程如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)執(zhí)行流程

3 系統(tǒng)開發(fā)與實(shí)踐

3.1 功能模塊

在系統(tǒng)中，模塊劃分占據(jù)著不可替代的重要位置，主要目的是劃分系統(tǒng)為多項(xiàng)具備不同功能的模塊，不同模塊規(guī)模相對較小，功能也相對單一。不同模塊之間具備一定的獨(dú)立性，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)的相關(guān)功能充分發(fā)揮出來，而相鄰的模塊間也不會形成干擾，各模塊間的協(xié)調(diào)性良好，在相輔相成的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)能夠?qū)⑺泄δ苋姘l(fā)揮出來[7]。就用戶具體需求和系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)方式，進(jìn)行系統(tǒng)功能劃分，具體如圖4所示，在四大模塊的共同作用下，進(jìn)一步精細(xì)化管理原材料、熱處理工藝、用戶等。

圖4 系統(tǒng)模塊功能樹

3.2 數(shù)據(jù)庫構(gòu)建

在系統(tǒng)運(yùn)行中，數(shù)據(jù)庫占據(jù)著主要位置，數(shù)據(jù)存儲、查詢等相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)都需要以數(shù)據(jù)庫為載體。在構(gòu)建數(shù)據(jù)庫時(shí)，應(yīng)對用戶的多元化需求進(jìn)行綜合分析，并避免生成太多無用數(shù)據(jù)信息。系統(tǒng)中涵蓋了海量材料與工藝數(shù)據(jù)信息，一旦數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏合理性，組織、限制數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)容量，在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與處理中，難度將會增大，從而對系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)進(jìn)程造成嚴(yán)重阻礙[8]。系統(tǒng)以關(guān)系型設(shè)計(jì)模式，基于用戶需求，進(jìn)行了數(shù)據(jù)庫概念、邏輯運(yùn)算與內(nèi)部結(jié)構(gòu)科學(xué)設(shè)計(jì)。

就數(shù)據(jù)庫的E-R模型[9]，具體如圖5所示，實(shí)現(xiàn)實(shí)體模型向數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)表格形式的轉(zhuǎn)換，并標(biāo)準(zhǔn)化處理各個(gè)表格，以明確表格間的聯(lián)系，從而促使數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一與完整發(fā)展。

圖5 全局E-R圖

3.3 關(guān)鍵模塊設(shè)計(jì)

其作用是實(shí)時(shí)查詢熱處理工藝及其相關(guān)信息。在設(shè)計(jì)不同模塊的時(shí)候，應(yīng)充分考慮具體狀況，在用戶實(shí)際需求的基礎(chǔ)上，對信息傳輸問題進(jìn)行全面探究與分析，以優(yōu)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理功能，明確模塊運(yùn)轉(zhuǎn)具體流程，同時(shí)以編程語言實(shí)現(xiàn)深層開發(fā)。在系統(tǒng)中，盡管會根據(jù)既有設(shè)計(jì)要求開展工作，但是與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式之間也存在一定差異。系統(tǒng)主要基于用戶輸入記錄，根據(jù)固定計(jì)算模式，自主改進(jìn)熱處理工藝相關(guān)參數(shù)[10]。

4 結(jié) 論

綜上所述，通過設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)基于C/S模式的金屬熱處理計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)，得出結(jié)論，系統(tǒng)可以詳細(xì)記錄用戶查詢信息，且材料熱處理工藝設(shè)計(jì)時(shí)，系統(tǒng)可自動化調(diào)取查詢信息記錄，以此作為依據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，生成最佳設(shè)計(jì)方案；以.NET平臺客戶機(jī)與服務(wù)器為載體，基于C#與SQL語言，可保障技術(shù)最新性；在熱處理中的應(yīng)用效果良好，實(shí)用性較高，使得系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性得到了有效保障。