【導(dǎo)讀】包頭東華熱電有限公司2×300機組工程。電廠管理信息系統(tǒng)。包頭東華熱電有限公司2×300MW供熱機組工程第四批輔機設(shè)備MIS系統(tǒng)投標(biāo)文件。北京中電普華信息技術(shù)有限公司12020-12-24

　　

【正文】 15 20201224 在 MIS 系統(tǒng)中，不同數(shù)據(jù)庫之間要能夠做到相互訪問，實現(xiàn)分布式處理。 ? 歷史數(shù)據(jù)備份與恢復(fù) 建立積極穩(wěn)妥的數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)制度，是保障數(shù)據(jù)安全性的關(guān)鍵措施。適當(dāng)轉(zhuǎn)移不常用的歷史數(shù)據(jù)到備份介質(zhì)，也是 提高系統(tǒng)運行性能的有效手段。 系統(tǒng)接口設(shè)計 系統(tǒng)接口分為外部接口和內(nèi)部接口，外部接口指的是與自動化系統(tǒng)（如 SIS）的接口，內(nèi)部接口指的是信息化系統(tǒng)內(nèi)部各個子系統(tǒng)之間的接口。 接口設(shè)計應(yīng)符合共享性、安全性、可擴充性、兼容性和統(tǒng)一性的要求。 系統(tǒng)接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的方式分為四種：直接訪問、共享數(shù)據(jù)庫、中間文件和采用前置機。 （ 1）直接訪問：提供與相關(guān)系統(tǒng)的相關(guān)信息數(shù)據(jù)讀寫的權(quán)限，各系統(tǒng)間直接訪問對方的數(shù)據(jù)庫部份數(shù)據(jù)。 （ 2）共享數(shù)據(jù)庫：同時在 MIS 共用服務(wù)器上設(shè)立共享數(shù)據(jù)庫，各系統(tǒng)將與相關(guān)系統(tǒng)的相關(guān)信 息寫入共享數(shù)據(jù)庫。各系統(tǒng)通過訪問共享數(shù)據(jù)庫獲取有關(guān)信息。 （ 3） 中間文件：以文件形式（ TXT、 DBF、 Execl）存放在預(yù)定的磁盤介質(zhì)上，或通過文件傳輸，進行數(shù)據(jù)的讀寫，以實現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享。 （ 4） 采用前置機方式：一般用于訪問實時數(shù)據(jù)。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)選型 客戶 /服務(wù)器（ C/S）結(jié)構(gòu) C/S 結(jié)構(gòu)按照功能將系統(tǒng)劃分為服務(wù)（ Server）和客戶（ Client）兩部分。作為“服務(wù)”的部分為“客戶”提供公共服務(wù)，負責(zé)有效地管理系統(tǒng)資源以及為Client 的資源請求提供服務(wù)，當(dāng)多個 Client 并發(fā)地請求 Server 上相同的資源時，對這些資源進行最優(yōu)化處理。它的任務(wù)集中為數(shù)據(jù)訪問、文件共享、打印機等外設(shè)共享、通信服務(wù)?！翱蛻簟眲t只執(zhí)行本地處理，主要工作是為用戶訪問系統(tǒng)提供良好的人機界面，并通過與“服務(wù)”的交互，完成人機交互。 無論怎樣，這種結(jié)構(gòu)對于應(yīng)用的最基本體現(xiàn)是“請求 /響應(yīng)”關(guān)系，每當(dāng)用戶需要服務(wù)時，就由 Client 發(fā)出“請求”， Server“響應(yīng)”后去執(zhí)行相應(yīng)的服務(wù)，并將服務(wù)結(jié)果送回 Client，進而呈現(xiàn)給用戶。這樣既合理有效地利用 Client 和包頭東華熱電有限公司 2 300MW 供熱機組工程 第四批輔機設(shè)備 MIS 系 統(tǒng)投標(biāo)文件 北京中電普華信息技術(shù)有限公司 16 20201224 Server 的資源，又大大減少了網(wǎng) 絡(luò)的通信負擔(dān)，發(fā)揮了分布式系統(tǒng)的各種優(yōu)點，改善了系統(tǒng)運行的總體性能。 在 C/S 應(yīng)用中，客戶應(yīng)用程序是針對一個小的、特定的數(shù)據(jù)集，如對一個表進行操作，而不是像文件服務(wù)器那樣針對整個文件進行，對某一條記錄進行封鎖，而不是對整個文件進行封鎖，因此保證了系統(tǒng)的并發(fā)性，并使網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量減到最少，從而改善了系統(tǒng)的性能。 C/S 結(jié)構(gòu)中客戶和服務(wù)器上的部件可以實現(xiàn)不同的功能，這對于硬件和軟件的變化顯示出極大的適應(yīng)性和靈活性，而且易于對系統(tǒng)進行擴充和縮小。另外，將大的應(yīng)用處理任務(wù)分布到許多通用網(wǎng)絡(luò)連接的低成本計算機上導(dǎo) 致了費用的極大節(jié)約。 C/S 結(jié)構(gòu)的邏輯結(jié)構(gòu)幾乎是物理結(jié)構(gòu)一對一的映射，由于實現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問相當(dāng)簡單，系統(tǒng)開發(fā)者可以用很快的速度開發(fā)出應(yīng)用程序。 C/S 結(jié)構(gòu)推動著計算機產(chǎn)業(yè)向著更加開放、標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展，因此得到了工業(yè)界的廣泛支持，成為 20 世紀(jì) 90 年代系統(tǒng)構(gòu)成的主流，并已經(jīng)逐漸滲透到企業(yè)級范圍管理信息應(yīng)用的各個領(lǐng)域。 盡管 C/S 結(jié)構(gòu)具有如上文總結(jié)的許多優(yōu)點，但隨著 C/S 結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍的不斷擴大和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，這種結(jié)構(gòu)帶來的問題也日益明顯。 為找到問題產(chǎn)生的原因，首先分析一下這種結(jié)構(gòu)的邏輯構(gòu)成。 C/S 結(jié)構(gòu)將 三個邏輯層一分為二，分別置于 Client 端和 Server 端， Client 和Server 通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)起來。將商業(yè)邏輯層放在 Client 端，我們將之稱為“胖客戶”型，邏輯結(jié)構(gòu)示意如下圖所示。 采用“胖客戶”結(jié)構(gòu)建成的計算機系統(tǒng)缺陷主要有以下幾個方面： （ 1）開發(fā)難度大?！芭挚蛻簟蹦Ｊ街械拈_發(fā)工作主要集中在 Client 端， Client端不但要完成用戶交互和數(shù)據(jù)顯示的工作，而且還要完成對應(yīng)用邏輯的處理工作，即用戶界面與應(yīng)用邏輯位于同一個平臺上，增加了開發(fā)工作的難度。 （ 2）可維護性差。企業(yè)的業(yè)務(wù)規(guī)則并 非一成不變，所以應(yīng)用中的商業(yè)邏輯也要隨之而變，此時如果對應(yīng)用的商業(yè)邏輯進行升級，就必須對每一個 Client端的商業(yè)邏輯進行升級。 （ 3）安全性差。這種方式也對系統(tǒng)的安全性構(gòu)成了威脅，因為涉及企業(yè)業(yè)表示邏輯 商業(yè)邏輯 商業(yè)邏輯 表示邏輯 數(shù)據(jù)邏輯 Client 網(wǎng)絡(luò) Server Client/Server 邏輯結(jié)構(gòu)示意圖 數(shù)據(jù)庫 包頭東華熱電有限公司 2 300MW 供熱機組工程 第四批輔機設(shè)備 MIS 系 統(tǒng)投標(biāo)文件 北京中電普華信息技術(shù)有限公司 17 20201224 務(wù)核心機密部分（重要的計算規(guī)則、條件等）很容易在 Client 端被泄露。 （ 4）對 Client 端要求高。由于應(yīng)用中大量的企業(yè)邏輯要放在 Client 端，就要求客戶機必須具有完成這些計算任務(wù)的能力，當(dāng)應(yīng)用變得復(fù)雜時，甚至要更新Client 端的機器才能達到應(yīng)用所須的性能，而且用戶也需要進行專門的培訓(xùn)才能操作。 （ 5）系統(tǒng)網(wǎng) 絡(luò)負荷大且用戶連接多時容易在數(shù)據(jù)庫端發(fā)生訪問沖突。例如在這種二層 C/S 結(jié)構(gòu)下， Server 端的數(shù)據(jù)庫必須為每一個活動的客戶保持連接，伴隨著 Client 數(shù)量的增加，系統(tǒng)的性能將急劇下降，甚至將導(dǎo)致系統(tǒng)死鎖或崩潰。 （ 6）系統(tǒng)的安裝繁雜。在整個系統(tǒng)開發(fā)完成后，每一臺客戶機上不但要安裝應(yīng)用程序，而且必須安裝相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫連接程序，還要完成大量的系統(tǒng)配置工作。如果系統(tǒng)有大量用戶，并且用戶是分布的和流動的，例如廣域網(wǎng)環(huán)境下的應(yīng)用系統(tǒng)，那么整個系統(tǒng)的安裝將非常困難。在系統(tǒng)進行修改后，所有客戶機上的應(yīng)用軟件都會受到影響。 伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展，企業(yè)業(yè)務(wù)量的急劇擴展、變化，應(yīng)用系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴大，復(fù)雜性越來越高，雖然可以通過增加 Server 或 PC 機的方式擴大系統(tǒng)規(guī)模，但是有些問題通過這種方法是解決不了的。 因此面臨多用戶數(shù)（ 100）、多數(shù)據(jù)庫且非安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境（例如 Inter）的迅速發(fā)展與流行，這種二層結(jié)構(gòu)越來越無法適應(yīng)。 三層結(jié)構(gòu) 仔細分析一下兩層 C/S 結(jié)構(gòu)，就會發(fā)現(xiàn)問題的癥結(jié)在于把應(yīng)用系統(tǒng)的商業(yè)邏輯層放在不合適的位置。因此順應(yīng)計算機系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展要求，同時也避免兩層結(jié)構(gòu)的弊端，于 90 年代末期提出了三層結(jié)構(gòu)模式， 即將表示層、商業(yè)邏輯層和數(shù)據(jù)層進行明確分割，并在邏輯上使其相對獨立，形成如圖所示三層結(jié)構(gòu)。 三層結(jié)構(gòu)中，位于 Client 端的表示層是應(yīng)用的用戶接口部分，只負責(zé)用戶與商業(yè)邏輯層之間的對話，主要用于檢查用戶輸入的數(shù)據(jù)，顯示應(yīng)用輸出的數(shù)據(jù)。在變更用戶接口的時候，只需改寫控制和數(shù)據(jù)檢查程序，而不影響其他兩層。檢查的內(nèi)容也只限于數(shù)據(jù)的形式和值的范圍，不包括有關(guān)業(yè)務(wù)本身的處理邏輯。 數(shù)據(jù)層就是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（ DBMS），負責(zé)管理數(shù)據(jù)的定義、維護、訪問和更新，以及管理并響應(yīng)商業(yè)邏輯層對數(shù)據(jù)的請求。將數(shù)據(jù)層和 應(yīng)用程序的其他表示邏輯 商業(yè)邏輯 數(shù)據(jù)邏輯 表示邏輯 Client 網(wǎng)絡(luò) Server Server 三層邏輯結(jié)構(gòu)示意圖 數(shù)據(jù)庫 包頭東華熱電有限公司 2 300MW 供熱機組工程 第四批輔機設(shè)備 MIS 系 統(tǒng)投標(biāo)文件 北京中電普華信息技術(shù)有限公司 18 20201224 組件分開，在維護、修改甚至重構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及訪問機制時，可以絲毫不影響商業(yè)邏輯層程序和客戶端程序。 將商業(yè)邏輯層獨立放置于增加的中間層，這是兩層 C/S 結(jié)構(gòu)與三層結(jié)構(gòu)最大的區(qū)別。在中間層中封裝了與系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)規(guī)則，這些業(yè)務(wù)規(guī)則為所有用戶共享。作為整個系統(tǒng)的核心，商業(yè)邏輯層負責(zé)處理應(yīng)用邏輯，具體地說就是接受Client 端應(yīng)用程序的請求，根據(jù)應(yīng)用邏輯將這個請求轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)庫請求后與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器交互，并將與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器交互的結(jié)果傳送回 Client 端。 根據(jù)處理邏輯的不同商業(yè)邏輯層的部件被劃分為不同的模塊 ，客戶端應(yīng)用程序在需要某種應(yīng)用服務(wù)時只與應(yīng)用服務(wù)器上處理這個應(yīng)用邏輯的模塊通信，一個模塊能夠同時響應(yīng)多個客戶機應(yīng)用程序的請求，實現(xiàn)了分布計算功能。并且可以根據(jù)需要把各個部件分別或重復(fù)地分布在不同的計算機上，使整個系統(tǒng)的工作量平衡分配到網(wǎng)絡(luò)中。 在實際應(yīng)用中，商業(yè)邏輯層部件通?？梢苑譃閮蓚€以上的層次，因此，這種模型也被稱為多層次結(jié)構(gòu)。 三層是邏輯上的分級，與網(wǎng)絡(luò)上的物理位置不一定相對應(yīng)，每一層可以單獨地分布到一臺計算機上，不同的層可在不同的操作系統(tǒng)上運行，全部三層也可在同一臺計算機和同一個操作系統(tǒng)上運行。 三 層結(jié)構(gòu)的一般處理流程如圖所示： 從三層結(jié)構(gòu)的構(gòu)成可以看出，它實質(zhì)是二層 C/S 結(jié)構(gòu)的擴充，三層結(jié)構(gòu)中每相鄰兩層又構(gòu)成了一個 C/S 兩層結(jié)構(gòu)，分別擔(dān)當(dāng)著 Client 和 Server 的角色，相互間是請求 /響應(yīng)的關(guān)系。因此三層結(jié)構(gòu)不僅具有二層 C/S 結(jié)構(gòu)的一切優(yōu)點，同時又有著兩層 C/S 結(jié)構(gòu)所無法比擬的優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在： 數(shù)據(jù)登錄更新讀取的結(jié)果 數(shù)據(jù)登錄更新 讀取的請求 輸入數(shù)據(jù) 處理結(jié)果顯示shi 示 請求按紐 表示層 SQL 請求開始 SQL 請求結(jié)束 DBMS 執(zhí)行SQL 數(shù)據(jù)層 業(yè)務(wù)處理請求和業(yè)務(wù)處理 所需的全部輸入數(shù)據(jù) 全部處理結(jié)果 數(shù)據(jù)存取程序 數(shù)據(jù)存取開始 SQL 請求 數(shù)據(jù)存取結(jié)束 業(yè)務(wù)處理開始 數(shù)據(jù)存取請求 業(yè)務(wù)處理結(jié)束 三層結(jié)構(gòu)應(yīng)用的一般處理流程圖 電子表格 商業(yè)邏輯層 包頭東華熱電有限公司 2 300MW 供熱機組工程 第四批輔機設(shè)備 MIS 系 統(tǒng)投標(biāo)文件 北京中電普華信息技術(shù)有限公司 19 20201224 （ 1）效率高?？蛻敉ㄟ^中間層與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器連接，而商業(yè)邏輯組件可以共享與數(shù)據(jù)庫的連接，減輕了 Client 端的負擔(dān)，也降低了與數(shù)據(jù)庫連接的代價，從而實現(xiàn)了真正的“瘦客戶”，提高 了整個性能。 （ 2）易于維護。數(shù)據(jù)服務(wù)的一致，以及可共享的商業(yè)服務(wù)，提高了代碼的可重用性；并且由于新的分級，各級之間的影響減少，如變化出現(xiàn)在各級內(nèi)部機制而非外部接口上，其他層次就無須改動。 （ 3）安全性高。由于商業(yè)邏輯放在業(yè)務(wù)服務(wù)器上集中統(tǒng)一管理而不是放在客戶機上，安全性將大大增強。而且三層結(jié)構(gòu)中，識別用戶的機構(gòu)按層構(gòu)筑，對應(yīng)用和數(shù)據(jù)的存取權(quán)限也可以按層進行設(shè)定。 （ 4）可伸縮性。三層結(jié)構(gòu)強調(diào)的是邏輯意義而不是物理意義，它說明如何設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，而不是如何具體部署。這種結(jié)構(gòu)下各個層分別選用與之相適應(yīng)的硬件，所 以靈活性很高。能夠適應(yīng)客戶機數(shù)目的增加和處理負荷的變動，系統(tǒng)規(guī)模越大這種優(yōu)點就越顯著。如需要，可引入多個業(yè)務(wù)服務(wù)器使系統(tǒng)擴充變得方便、簡單。 值得注意的是：三層結(jié)構(gòu)各層間的通信效率若不高，即使分配給各層的硬件能力很強，其作為整體來說也達不到所要求的性能。此外，設(shè)計時必須慎重考慮三層間的通信方法、通信頻度及數(shù)據(jù)量。這和提高各層的獨立性一樣是三層結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵問題。 盡管三層結(jié)構(gòu)理論上有著無比的優(yōu)勢，并且也代表著信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，但在實際應(yīng)用中，由于種種原因， C/S 結(jié)構(gòu)仍占很大比重。隨著 Inter 的飛速發(fā)展 ，尤其是企業(yè)級應(yīng)用對 WEB 功能的需求，將成為這種局面的終結(jié)者。 本方案選型 北京中電普華信息技術(shù)有限公司順應(yīng)信息系統(tǒng)的發(fā)展的趨勢，站在了技術(shù)的最前沿，選擇了 基于 Inter/Intra 網(wǎng)絡(luò)平臺， 采用當(dāng)前世界上最先進、最流行的基于應(yīng)用服務(wù)器技術(shù)的三層體系結(jié)構(gòu)，從而將傳統(tǒng)的客戶 /服務(wù)器模式分解為包括應(yīng)用服務(wù)器在內(nèi)的三層結(jié)構(gòu)，克服了 C/S 模式安裝維護不方便、企業(yè)系統(tǒng)難以發(fā)展等缺點，為用戶提供了更加理想的系統(tǒng)性能。 開發(fā)平臺 電廠 MIS 開發(fā)平臺 經(jīng)過多方考察和調(diào)研，我們選擇應(yīng)用服務(wù)器 ： IBM 公司的 Websphere，數(shù)據(jù)庫： ORACLE9i，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)： WINDOWS 2020 Advanced Server。 開發(fā)工具： PowerBuilder、 JBuiler、 C++。 包頭東華熱電有限公司 2 300MW 供熱機組工程 第四批輔機設(shè)備 MIS 系 統(tǒng)投標(biāo)文件 北京中電普華信息技術(shù)有限公司 20 20