軟件設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(基于元數(shù)據(jù)的虛擬數(shù)據(jù)自動(dòng)生成系統(tǒng))(已修改)
2025-06-23 09:25 本頁(yè)面
【正文】 基于元數(shù)據(jù)的虛擬數(shù)據(jù)自動(dòng)生成系統(tǒng) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介 信息系統(tǒng)一般都是以數(shù)據(jù)庫(kù)為后臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)的，其功能與性能測(cè)試往往需要一定量的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。由于安全保密和時(shí)效性等原因，在信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中不能直接加載真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試。因此，需要大量虛擬數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面測(cè)試。 虛擬數(shù)據(jù)的獲取根據(jù)錄入的方法的不同可以分為人工和自動(dòng)生成兩種方式。人工錄入方式，仿真程度高，確保了虛擬數(shù)據(jù)的質(zhì)量。但以每張表的記錄數(shù)百萬(wàn)條計(jì)，工作量會(huì)非常大，且此工作沒(méi)有繼承性，以某個(gè)需求背景下錄入的數(shù)據(jù)，當(dāng)背景變化后難以重用。因此 ，設(shè)計(jì)一個(gè)虛擬數(shù)據(jù)生成工具，自動(dòng)生成虛擬數(shù)據(jù)非常必要。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的就是為自動(dòng)為用戶(hù)提供海量虛擬數(shù)據(jù)。 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用了元數(shù)據(jù)技術(shù)，根據(jù)不同需求背景，通過(guò)元數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)特征和關(guān)系的描述，設(shè)定的模擬數(shù)據(jù)生成規(guī)則，自動(dòng)生成海量的模擬數(shù)據(jù)。歸納起來(lái)，本系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)： （ 1）能夠適應(yīng)數(shù)據(jù)需求變化 隨著技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)用場(chǎng)景的變化，信息系統(tǒng)對(duì)虛擬數(shù)據(jù)在結(jié)構(gòu)和內(nèi)容上將提出新的要求。通過(guò)傳統(tǒng)的手工錄入方式，將不得不大量修改記錄甚至重新錄入，實(shí)現(xiàn)起來(lái)時(shí)間長(zhǎng)，工作量大。本文檔所描述的虛擬數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)采用了基于 元數(shù)據(jù)的規(guī)則生成技術(shù)，當(dāng)需求改變時(shí)，及時(shí)更新相關(guān)配置，就可以重新自動(dòng)生成虛擬數(shù)據(jù)，提高生產(chǎn)效率。 （ 2）能夠高效靈活實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)生成規(guī)則配置 本系統(tǒng)對(duì)虛擬數(shù)據(jù)的生成是基于數(shù)據(jù)生成規(guī)則，而數(shù)據(jù)生成規(guī)則的制定，首先從數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)中自動(dòng)讀取結(jié)構(gòu)化元數(shù)據(jù)，獲取數(shù)據(jù)的特征及關(guān)系，構(gòu)成基本生成規(guī)則。在基本數(shù)據(jù)規(guī)則的基礎(chǔ)上系統(tǒng)給出了針對(duì)不同類(lèi)型數(shù)據(jù)的規(guī)范表達(dá)式，幫助用戶(hù)定制符合自身需求的生成規(guī)則，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)生成規(guī)則配置的高效靈活。 （ 3）具有較好的資源字典擴(kuò)展性 信息系統(tǒng)所在的業(yè)務(wù)領(lǐng)域是不斷地發(fā)展的，因此總會(huì)產(chǎn)生一些對(duì)新類(lèi)型數(shù)據(jù) 需求，而這些需要應(yīng)及時(shí)加入到信息系統(tǒng)中。本虛擬數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)提供良好的資源字典維護(hù)功能，只需要及時(shí)更新字典中相關(guān)數(shù)據(jù)，既可實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無(wú)縫擴(kuò)展。 （ 4）能夠海量生成虛擬數(shù)據(jù) 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的既實(shí)現(xiàn)海量虛擬數(shù)據(jù)的生成。用戶(hù)一旦根據(jù)需求，配置好數(shù)據(jù)生成規(guī)則實(shí)現(xiàn)資源字典的更新后，系統(tǒng)既可運(yùn)用規(guī)則算法，自動(dòng)生成海量數(shù)據(jù)，經(jīng)測(cè)試生成 1 百萬(wàn)條記錄的數(shù)據(jù)，大約花費(fèi) 10 分鐘。 2 軟件設(shè)計(jì) 軟件組成及框架 “基于元數(shù)據(jù)的虛擬數(shù)據(jù)自動(dòng)生成系統(tǒng)”的基本架構(gòu)及連接關(guān)系如圖 1 所示。系統(tǒng)采用三層體架構(gòu)，由數(shù)據(jù)支撐層、系統(tǒng)支撐層、 系統(tǒng)應(yīng)用層組成。 設(shè) 置規(guī) 則虛 擬 規(guī) 則 設(shè) 置樣 本數(shù) 據(jù) 庫(kù)元 數(shù) 據(jù) 管理虛 擬 數(shù) 據(jù)產(chǎn) 品 庫(kù)虛 擬 數(shù) 據(jù) 生 成讀 取 元 數(shù) 據(jù)屬 性 特 征規(guī) 則 設(shè) 置獲 取 基 本 規(guī) 則關(guān) 系 特 征 規(guī) 則 設(shè) 置生 成 規(guī) 則生 成 虛 擬 數(shù) 據(jù)字 典 類(lèi) 數(shù) 據(jù)N 元 關(guān)系自 反關(guān) 聯(lián)系 統(tǒng) 應(yīng) 用 層系 統(tǒng) 支 撐 層數(shù) 據(jù) 支 撐 層. . .數(shù) 據(jù)需 求設(shè) 置生 成 需 求 圖 1 系統(tǒng)組成及連接關(guān)系圖 數(shù)據(jù)支撐層為系統(tǒng)支撐層和系統(tǒng)應(yīng)用層提供數(shù)據(jù)支撐，包括源數(shù)據(jù)庫(kù)和虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)兩部分。源數(shù)據(jù)庫(kù)為包含真實(shí)數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，包含了數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)、字典類(lèi)數(shù)據(jù)（用于抽取的固定數(shù)據(jù)，如地名字典表）等信息，是整個(gè)虛擬數(shù)據(jù)生成的模板和來(lái)源。虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)與源數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)相同，系統(tǒng)最終生成的虛擬數(shù)據(jù)存放于此。 系統(tǒng)支撐層為系統(tǒng)應(yīng)用層提供后臺(tái)軟件支撐，包括元數(shù)據(jù)管理、虛擬數(shù)據(jù)生成兩個(gè)子模塊。元數(shù)據(jù)管理子模塊用于從源數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取描述 數(shù)據(jù)特征的結(jié)構(gòu)化元數(shù)據(jù)，如數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度、類(lèi)型、格式等，作為生成虛擬數(shù)據(jù)的基本標(biāo)準(zhǔn)。虛擬數(shù)據(jù)生成子模塊根據(jù)虛擬數(shù)據(jù)生成規(guī)則和生成需求（如生成虛擬數(shù)據(jù)數(shù)量等）生成數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)到虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)中。 系統(tǒng)應(yīng)用層面向用戶(hù)，包括虛擬規(guī)則設(shè)置、數(shù)據(jù)需求設(shè)置兩個(gè)子模塊。生成虛擬規(guī)則設(shè)置子模塊將輔助用戶(hù)，在元數(shù)據(jù)描述特征的基礎(chǔ)上，設(shè)置數(shù)據(jù)生成規(guī)則。在數(shù)據(jù)需求設(shè)置子模塊中，用戶(hù)錄入生成數(shù)據(jù)量、是否唯一等用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)的整體需求。 實(shí)現(xiàn)方法 虛擬數(shù)據(jù)要達(dá)到代替真實(shí)數(shù)據(jù)的目的，必須做到與真實(shí)數(shù)據(jù)不但形似而且神似，即兩者雖然在內(nèi)容上不 盡相同，但在結(jié)構(gòu)和反映事物特征上要相同。本系統(tǒng)嘗試以數(shù)據(jù)建模理論為基礎(chǔ)，結(jié)合工程實(shí)踐，通過(guò)分析數(shù)據(jù)特征，找出規(guī)律，提出虛擬數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)方法。 描述實(shí)體的數(shù)據(jù)有以下幾個(gè)主要特征： 1．實(shí)體屬性特征，作為數(shù)據(jù)庫(kù)中原子的數(shù)據(jù)值，固有
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