基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)的檔案管理系統(tǒng)優(yōu)化設計

陳家欣

（駐馬店市第二人民醫(yī)院 河南 駐馬店 463006）

0 引言

在信息系統(tǒng)管理中，數(shù)據(jù)庫的應用與開發(fā)有一定現(xiàn)實作用。數(shù)據(jù)庫的構(gòu)成方式直接影響系統(tǒng)的完整性，合理的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)能夠提高數(shù)據(jù)儲存能效，同時能夠保證大數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性。在基礎數(shù)據(jù)信息的管理工作中，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是綜合性能與使用價值最高的一類系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫內(nèi)包含的信息可以作為主要特征與實體表現(xiàn)之間的關(guān)聯(lián)性[1-2]?；趯哟文Ｐ蛯用娣治?，將數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡管理模型比較，發(fā)現(xiàn)前者在操作中更簡單易懂，更容易被操作者控制。數(shù)據(jù)管理模式的融合，代表了數(shù)據(jù)信息在系統(tǒng)中存在整體對稱關(guān)系，在對稱關(guān)系中，每一層的對稱管理都不盡相同，操作者則可以使用簡單的語句方式操作數(shù)據(jù)庫中的對稱關(guān)系與數(shù)據(jù)[3]。目前，基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)的系統(tǒng)已被廣泛應用到社會各個領域，為進一步實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的使用與操作規(guī)范，開發(fā)一種檔案數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，在設計數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)時，應完全理解并獲取用戶需求，在確保數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)與邏輯性結(jié)構(gòu)的基礎上，細化系統(tǒng)功能，保證構(gòu)建的系統(tǒng)在實際應用中滿足終端機構(gòu)使用需要。

1 檔案管理系統(tǒng)硬件設計

在系統(tǒng)總體線路設計中，應該全方面地關(guān)注到系統(tǒng)擴展性的需要。例如，體驗該系統(tǒng)的用戶在使用時需要不停地更新系統(tǒng)輔助性設備，因此，系統(tǒng)在使用中應是一個開放的系統(tǒng)，滿足特定的規(guī)范，簡單地添加或刪除系統(tǒng)模塊并配置系統(tǒng)硬件，以此種方式升級軟件或升級系統(tǒng)。

為了滿足此項工作需要，在設計系統(tǒng)前，需要對系統(tǒng)進行硬件設計。硬件結(jié)構(gòu)見圖1。

從圖1可以看出，本文檔案管理系統(tǒng)的硬件主要包括主機設備、接收設備、檔案管理終端、數(shù)據(jù)服務器、應用服務器、防火墻設備等，通過各個硬件設備的相互協(xié)作為軟件部分的管理提供有利條件。為了確保數(shù)據(jù)庫技術(shù)在后續(xù)應用中能夠充分發(fā)揮其作用，本文針對管理系統(tǒng)當中的數(shù)據(jù)服務器和檔案管理終端進行詳細設計研究。

1.1 服務器選型

綜合考量檔案中海量數(shù)據(jù)的管理需要，本文選擇Dell EMC MD3800型號數(shù)據(jù)服務器，該型號服務器為2U機架式結(jié)構(gòu)，對海量數(shù)據(jù)進行存儲，并能夠為數(shù)據(jù)庫技術(shù)的運行提供更強大的運行性能[4-5]。Dell EMC MD3800型號數(shù)據(jù)服務器與其他服務器相比IOPS增加了50%以上，容量增加了50%，帶寬增加了3倍，同時該型號服務器當中的SCv3000能夠支持可節(jié)約成本的完整SCOS7軟件功能運行，具備對數(shù)據(jù)的加密、壓縮、復制、調(diào)配等功能[6-7]。將該型號服務器應用到本文檔案管理系統(tǒng)當中可以為在線應用程序提高IOPS，并為數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應用提供更高帶寬，能夠為系統(tǒng)用戶提供所需的更多生態(tài)系統(tǒng)支撐。在對海量檔案數(shù)據(jù)進行管理時，該型號服務器能夠有效應對各類混合工作負載。當前該型號數(shù)據(jù)服務器已經(jīng)在制造業(yè)上市公司等得到了廣泛應用，并且通過該服務器的運行支撐可以使存儲平臺的可靠性達到99%，將其應用到本文管理系統(tǒng)當中，也能夠為本文系統(tǒng)的運行提供更加可靠的條件，為檔案管理提供更優(yōu)質(zhì)服務。

1.2 終端設備設計

以管理體系的經(jīng)濟適應性作為首要考慮問題，不僅需要維護多媒體平臺的升級與應用需求，還應在原有處理基礎上，對管理體系的開發(fā)成本進行有效控制。通常情況下，檔案管理系統(tǒng)需要配置一個獨立的MySQL數(shù)據(jù)庫，且隨著信息數(shù)據(jù)存儲量的增大，數(shù)據(jù)庫自身的存儲額度條件也應該逐漸擴大，直至能夠與調(diào)取需求完全匹配。在完成對數(shù)據(jù)服務器的選型后，設計檔案管理終端設備。檔案管理終端設備包括系統(tǒng)上位機顯示設備以及用于實現(xiàn)對紙質(zhì)檔案存儲的檔案密集柜設備。為確保本文管理系統(tǒng)在實際應用中的運行效果，選用EC0-1816信號工業(yè)級微型上位機顯示設備，該型號上位機顯示設備的技術(shù)性能指標見表1。

表1 EC0-1816型號上位機顯示設備性能指標

除表1中上位機顯示設備具備的性能優(yōu)勢外，將其應用到本文管理系統(tǒng)當中，通過系統(tǒng)上位機顯示設備可以實現(xiàn)對電子檔案管理。

2 檔案管理系統(tǒng)軟件設計

2.1 檔案資源存儲空間邏輯結(jié)構(gòu)設計

完成系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的設計后，引進數(shù)據(jù)庫技術(shù)對檔案資源存儲空間邏輯結(jié)構(gòu)進行設計。在此過程中，應明確檔案數(shù)據(jù)的格式與結(jié)構(gòu)是存在差異的，針對不同種類的數(shù)據(jù)，連接方式也不同，為了實現(xiàn)對檔案數(shù)據(jù)的常態(tài)化管理與表達，需要在建立數(shù)據(jù)庫前，構(gòu)建可操作性較強的數(shù)據(jù)模型。在數(shù)據(jù)模型中，根據(jù)數(shù)據(jù)的屬性，對其進行歸類與劃分，將劃分后的每一個檔案數(shù)據(jù)作為一個單獨的類別，提取不同數(shù)據(jù)在功能性方面的整合點，確保劃分標準滿足3 nf（TNF）要求后，對于數(shù)據(jù)庫進行物理結(jié)構(gòu)設計，以此種方式，提高系統(tǒng)的運行速度[8-9]。將檔案數(shù)據(jù)模型分為兩種不同的類型，分別為：計算機系統(tǒng)自主數(shù)據(jù)庫形態(tài)與面對面數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)。本次系統(tǒng)設計中充分使用實體數(shù)據(jù)庫連接模型，清晰描述數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。同時參照數(shù)據(jù)庫中的E-R模型，保證對檔案信息操作的獨立性與便捷性，其中E-R模型由下面成分組成：對象實體的類型、表述實體連接類型、實體屬性。

此次設計的檔案管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，采用最為穩(wěn)定的Microsoft SQL Server 2000。小型數(shù)據(jù)表的設計可以使用SQL Server Mobile Edition作為支撐，借助表格構(gòu)建工具，對結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進行整理與合并，保證在復雜任務條件下，終端可以同時執(zhí)行多個主線管理任務[10]。將數(shù)據(jù)表作為檔案資源存儲空間，對該數(shù)據(jù)庫中的多個基礎構(gòu)成表結(jié)構(gòu)進行設計。例如，使用鏡像數(shù)據(jù)庫，在原服務器上連續(xù)取得前端檔案信息服務日志，在主程序產(chǎn)生錯誤管理行為時，將鏡像數(shù)據(jù)庫代替主程序執(zhí)行檔案管理工作，通過此種方式，輔助其他數(shù)據(jù)表與系統(tǒng)整體的連接。對檔案存儲中心數(shù)據(jù)庫的表結(jié)構(gòu)進行設計，見表2。

表2 檔案存儲中心數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)

參照上述表2，設計系統(tǒng)中用于存儲檔案的其他數(shù)據(jù)表。設計時應注意對不同表格內(nèi)容的延展性設計，在現(xiàn)有內(nèi)容的基礎上，增加備用空間，用于存儲其他檔案信息，避免系統(tǒng)在錄入數(shù)據(jù)時出現(xiàn)存儲空間不足的問題。

2.2 系統(tǒng)功能優(yōu)化設計

完成對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設計后，對檔案信息管理功能進行優(yōu)化設計，根據(jù)登錄系統(tǒng)的不同人員身份權(quán)限，對管理功能進行規(guī)劃布設。登錄流程圖見圖2。

完成系統(tǒng)在終端的登錄后，管理員可以根據(jù)前端發(fā)出的指令，在系統(tǒng)內(nèi)執(zhí)行檔案信息的增、刪、改、查等行為，將管理后的信息導入數(shù)據(jù)庫，并對數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容，執(zhí)行一鍵更新，通過此種方式，將系統(tǒng)管理功能串聯(lián)在一起，實現(xiàn)系統(tǒng)管理功能的優(yōu)化。輸出標記數(shù)據(jù)，由管理員進行集中管理，以此種方式識別檔案信息中是否存在冗余數(shù)據(jù)。管理員可通過定位數(shù)據(jù)錄入源端的方式進行數(shù)據(jù)價值性的識別，當識別到數(shù)據(jù)來自同一源端時，可認為對應的數(shù)據(jù)為冗余數(shù)據(jù)，刪除冗余數(shù)據(jù)，保留一個源端數(shù)據(jù)即可。當識別到數(shù)據(jù)來自不同源端時，需要進行數(shù)據(jù)屬性的分析，以此判斷對應的數(shù)據(jù)是否為價值數(shù)據(jù)，按照此種方式，保留有效數(shù)據(jù)，刪除冗余數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)對校園檔案信息的采集與分類。

3 對比實驗

為證明本次設計的檔案管理系統(tǒng)，在實際應用中具有更強的操作性能，將通過對比實驗的方式，對系統(tǒng)在使用中的可行性展開測試。實驗中，選擇試點地區(qū)某甲等作為試點單位，獲取此工作單位在近3個月內(nèi)的檔案錄入記錄。在檔案管理部門中的計算機設備上，安裝本文設計的管理系統(tǒng)。由技術(shù)人員手動操作界面，在計算機上安裝并創(chuàng)建一個Access數(shù)據(jù)庫，調(diào)整導入數(shù)據(jù)庫的信息格式為.mdb。根據(jù)試點單位現(xiàn)有檔案的類別，用于存儲不同類別的檔案信息，對檔案信息進行規(guī)范化導入。導入信息時應注意對每個字段的名稱、類別、類型進行清晰定義與描述。完成對基礎數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建后，在終端創(chuàng)建數(shù)據(jù)源，操作系統(tǒng)界面，打開系統(tǒng)控制面板，選擇窗口中的ODBC數(shù)據(jù)源，選擇導入信息的DSN選項，使用鼠標左鍵，單擊“添加”指令，并在數(shù)據(jù)表中選擇源端驅(qū)動程序，完成對數(shù)據(jù)導入驅(qū)動程序后，點擊界面中的“完成”功能鍵，輸入源端數(shù)據(jù)的IP地址，實現(xiàn)數(shù)據(jù)源的錄入。

選擇基于B/S架構(gòu)的管理系統(tǒng)作為傳統(tǒng)系統(tǒng)，將其與本文系統(tǒng)在使用中的功能進行對比。將參與測試的系統(tǒng)安裝并部署在相同的網(wǎng)絡環(huán)境下，對存儲在終端的檔案信息進行批量導出。檔案信息在網(wǎng)絡環(huán)境下傳輸時，隨機在網(wǎng)絡中插入干擾項，檢測兩種管理系統(tǒng)檔案導出是否存在數(shù)據(jù)缺失情況以及具體的數(shù)據(jù)缺失量，并按照如下公式計算得出兩種管理系統(tǒng)的丟包率：

公式（1）中，σ表示為管理系統(tǒng)檔案導出時的丟包率；m表示為輸入到管理系統(tǒng)當中檔案的數(shù)據(jù)量；m′表示為導出后檔案中數(shù)據(jù)量。計算得出的σ值可以代表管理系統(tǒng)運行時其檔案信息的安全性，σ越高，則說明導出檔案時丟包率越高，檔案信息數(shù)據(jù)丟失量越多，檔案數(shù)據(jù)安全性越低；反之，越低，則說明導出檔案時丟包率越低，檔案信息數(shù)據(jù)丟失量越少，檔案數(shù)據(jù)安全性越高。根據(jù)上述公式（1），在不同檔案數(shù)據(jù)流量條件下，計算得出兩種管理系統(tǒng)的丟包率，并將結(jié)果繪制成表3。

表3 兩種管理系統(tǒng)檔案導出時丟包率記錄表

根據(jù)檔案管理要求，管理系統(tǒng)在檔案數(shù)據(jù)流量超過50 Mbps時，其丟包率不得超過萬分之五。從表3中得到的實驗數(shù)據(jù)可以看出，本文系統(tǒng)的丟包率均在0.015%以下，符合上述檔案管理要求；而傳統(tǒng)系統(tǒng)丟包率均超過0.1%，說明當輸入1萬條檔案信息時，至少有10條數(shù)據(jù)信息會出現(xiàn)丟失問題，嚴重不符合檔案管理要求。因此，通過上述得出的實驗結(jié)果可以看出，本文提出的基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)的檔案管理系統(tǒng)在應用時其檔案導出時的丟包率更低，能夠確保檔案數(shù)據(jù)信息的完整性。將本文設計的管理系統(tǒng)應用于實際可以在確保管理效率的同時，提高檔案中數(shù)據(jù)的安全性。

4 結(jié)語

本文基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應用，從硬件結(jié)構(gòu)與軟件功能兩個方面，開發(fā)了一種用于檔案管理的全新系統(tǒng)，并在完成系統(tǒng)設計后，對其進行了操作檢驗。以此種方式，證明了本文設計的系統(tǒng)可在運行中排除外界干擾，穩(wěn)定進行檔案信息的錄入工作。可在后續(xù)的系統(tǒng)開發(fā)工作中，嘗試將其他技術(shù)與系統(tǒng)管理功能進行對接，通過對系統(tǒng)在運行中的安全測試、打包檢驗，掌握系統(tǒng)可能存在的不足，并將測試后發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的短板作為后續(xù)優(yōu)化設計的主要方向，進行系統(tǒng)設計與開發(fā)工作的持續(xù)完善。希望此次設計的成果，可以在正式推廣使用后，代替?zhèn)鹘y(tǒng)管理系統(tǒng)，以此種方式，實現(xiàn)對等地方公共機構(gòu)在市場內(nèi)的可持續(xù)發(fā)展與建設打下良好基礎。