軟件設計說明書(基于元數(shù)據(jù)的虛擬數(shù)據(jù)自動生成系統(tǒng))(已修改)
2025-06-23 09:25 本頁面
【正文】 基于元數(shù)據(jù)的虛擬數(shù)據(jù)自動生成系統(tǒng) 設計說明書 1 系統(tǒng)簡介 信息系統(tǒng)一般都是以數(shù)據(jù)庫為后臺進行開發(fā)的，其功能與性能測試往往需要一定量的數(shù)據(jù)為基礎。由于安全保密和時效性等原因，在信息系統(tǒng)的開發(fā)過程中不能直接加載真實數(shù)據(jù)進行測試。因此，需要大量虛擬數(shù)據(jù)對系統(tǒng)進行全面測試。 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)百萬條計，工作量會非常大，且此工作沒有繼承性，以某個需求背景下錄入的數(shù)據(jù)，當背景變化后難以重用。因此 ，設計一個虛擬數(shù)據(jù)生成工具，自動生成虛擬數(shù)據(jù)非常必要。本系統(tǒng)的設計目的就是為自動為用戶提供海量虛擬數(shù)據(jù)。 本系統(tǒng)的設計采用了元數(shù)據(jù)技術，根據(jù)不同需求背景，通過元數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)特征和關系的描述，設定的模擬數(shù)據(jù)生成規(guī)則，自動生成海量的模擬數(shù)據(jù)。歸納起來，本系統(tǒng)具有如下特點： （ 1）能夠適應數(shù)據(jù)需求變化 隨著技術的發(fā)展和運用場景的變化，信息系統(tǒng)對虛擬數(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，實現(xiàn)起來時間長，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，當需求改變時，及時更新相關配置，就可以重新自動生成虛擬數(shù)據(jù)，提高生產(chǎn)效率。 （ 2）能夠高效靈活實現(xiàn)數(shù)據(jù)生成規(guī)則配置 本系統(tǒng)對虛擬數(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)庫結(jié)構(gòu)中自動讀取結(jié)構(gòu)化元數(shù)據(jù)，獲取數(shù)據(jù)的特征及關系，構(gòu)成基本生成規(guī)則。在基本數(shù)據(jù)規(guī)則的基礎上系統(tǒng)給出了針對不同類型數(shù)據(jù)的規(guī)范表達式，幫助用戶定制符合自身需求的生成規(guī)則，實現(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展性 信息系統(tǒng)所在的業(yè)務領域是不斷地發(fā)展的，因此總會產(chǎn)生一些對新類型數(shù)據(jù) 需求，而這些需要應及時加入到信息系統(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功能，只需要及時更新字典中相關數(shù)據(jù)，既可實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無縫擴展。 （ 4）能夠海量生成虛擬數(shù)據(jù) 本系統(tǒng)的設計目的既實現(xiàn)海量虛擬數(shù)據(jù)的生成。用戶一旦根據(jù)需求，配置好數(shù)據(jù)生成規(guī)則實現(xiàn)資源字典的更新后，系統(tǒng)既可運用規(guī)則算法，自動生成海量數(shù)據(jù)，經(jīng)測試生成 1 百萬條記錄的數(shù)據(jù)，大約花費 10 分鐘。 2 軟件設計 軟件組成及框架 “基于元數(shù)據(jù)的虛擬數(shù)據(jù)自動生成系統(tǒng)”的基本架構(gòu)及連接關系如圖 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)應用層組成。 設 置規(guī) 則虛 擬 規(guī) 則 設 置樣 本數(shù) 據(jù) 庫元 數(shù) 據(jù) 管理虛 擬 數(shù) 據(jù)產(chǎn) 品 庫虛 擬 數(shù) 據(jù) 生 成讀 取 元 數(shù) 據(jù)屬 性 特 征規(guī) 則 設 置獲 取 基 本 規(guī) 則關 系 特 征 規(guī) 則 設 置生 成 規(guī) 則生 成 虛 擬 數(shù) 據(jù)字 典 類 數(shù) 據(jù)N 元 關系自 反關 聯(lián)系 統(tǒng) 應 用 層系 統(tǒng) 支 撐 層數(shù) 據(jù) 支 撐 層. . .數(shù) 據(jù)需 求設 置生 成 需 求 圖 1 系統(tǒng)組成及連接關系圖 數(shù)據(jù)支撐層為系統(tǒng)支撐層和系統(tǒng)應用層提供數(shù)據(jù)支撐，包括源數(shù)據(jù)庫和虛擬數(shù)據(jù)庫兩部分。源數(shù)據(jù)庫為包含真實數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，包含了數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、字典類數(shù)據(jù)（用于抽取的固定數(shù)據(jù)，如地名字典表）等信息，是整個虛擬數(shù)據(jù)生成的模板和來源。虛擬數(shù)據(jù)庫與源數(shù)據(jù)庫結(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)應用層提供后臺軟件支撐，包括元數(shù)據(jù)管理、虛擬數(shù)據(jù)生成兩個子模塊。元數(shù)據(jù)管理子模塊用于從源數(shù)據(jù)庫中讀取描述 數(shù)據(jù)特征的結(jié)構(gòu)化元數(shù)據(jù)，如數(shù)據(jù)的長度、類型、格式等，作為生成虛擬數(shù)據(jù)的基本標準。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)，并存儲到虛擬數(shù)據(jù)庫中。 系統(tǒng)應用層面向用戶，包括虛擬規(guī)則設置、數(shù)據(jù)需求設置兩個子模塊。生成虛擬規(guī)則設置子模塊將輔助用戶，在元數(shù)據(jù)描述特征的基礎上，設置數(shù)據(jù)生成規(guī)則。在數(shù)據(jù)需求設置子模塊中，用戶錄入生成數(shù)據(jù)量、是否唯一等用戶對數(shù)據(jù)的整體需求。 實現(xiàn)方法 虛擬數(shù)據(jù)要達到代替真實數(shù)據(jù)的目的，必須做到與真實數(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，結(jié)合工程實踐，通過分析數(shù)據(jù)特征，找出規(guī)律，提出虛擬數(shù)據(jù)的實現(xiàn)方法。 描述實體的數(shù)據(jù)有以下幾個主要特征： 1．實體屬性特征，作為數(shù)據(jù)庫中原子的數(shù)據(jù)值，固有
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