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摘 要： 在传统的信息模型中，数据字典体系不能纳入新资源，针对其在可扩展性方面的不足，本文提供可扩展的数据字典体系的结构设计方法，该方法采用UML进行分析、建模，并利用J2EE规范和MVC设计思想进行设计，目前，可扩展的数据字典体系在高校仪器设备及优质资源共享中得到了广泛的应用。
关键词： 可扩展；数据字典体系；结构设计
传统的信息系统模型多是以存储数据信息为核心的管理信息系统，但系统可扩展性较差，不能接纳新资源，另外，如果信息系统过于庞大，在开发过程中常常会遇到数据定义不一致、代码不统一、数据冗余大以及数据定义难以维护等多种弊端。随着我国现代信息系统的逐步完善，建立数据字典管理体系越发凸显其必要性。本文从数据字典体系本身特点入手，基于J2EE规范和MVC设计模式提出可扩展的数据字典体系结构设计方法。
1 概述
传统的信息系统模型通常是建立实体关系模型和数据库信息模式，将信息数据按照建立好的模式输入至一个数据库中，这种信息系统的程序、数据以及编写方式互相依赖，一旦系统投入使用，资源信息组织方式不能改变，该系统的不可扩展性较大的限制着资源更新。另外，当该系统数据过于庞大，在系统开发过程中就会出现一系列问题，比如数据定义不一致、数据冗余较大、代码值不便于统一表示、数据定义维护较为困难以及设计人员沟通障碍等等。基于这种情况，建立可扩展的数据字典体系有着极为重要的意义，一方面可扩展的数据字典体系可实现数据一致性，另一方面可有效提高数据结构和系统功能的独立性，最终增强系统通用性。
2 共享系统中可扩展的数据字典体系的设计思路
2.1 共享系统中信息模型运行模式
对我国国家实验教学示范中心、高校大型科学仪器设备及国家级精品类课程等资源整合、共享而最终形成一个共享系统，该共享系统涉及到国内多种异构、异质的教育资源，其具有自治性和自主性等特点，即其中任一节点可参与到共享系统中，同时也可随时离开共享系统。该共享系统的这种特点就突出强调系统自身必须具有良好的可扩展性及开放性，这样可随时接纳新资源，也可迅速撤离已有资源。共享系统将可扩展数据字典体系作为信息模型的最底层，以实现系统数据组织模式，并顺利实施数据库交互。在底层数据字典体系之上各种资源可封装为以“服务”为基础的信息模型单元，这些信息模型单元均以“接口”形式为上层应用系统提供支持。
2.2 共享系统中数据字典体系的结构设计
共享系统中可扩展的数据字典体系结构设计较为重要，数据字典体系主要有以下三方面的作用：① 对共享系统数据库有一个完整描述及总体把握；② 信息服务系统提供属性字典服务，其中，信息服务是共享系统中较为重要的组成部分；③ 共享系统中模块开发者提供公用数据字典服务，可以促进数据的共享，从而提高数据使用率[1]。这里提到的公用数据字典设计需参考国标建立，而建立属性字典时则要研究相关专业领域的信息规范，并结合共享系统实际情况进行设计。
2.3 资源属性字典的设计
在上述信息模型字典体系中主要有5种字典，即资源属性字典、通用数据字典、索引信息字典、专家字典以及表属性字典，信息模型字典体系详细结构见图1。其中，资源属性字典是该共享体系最能反映数据字典体系特色的，资源属性字典详尽地提供了资源的特性及各类信息，反映了资源的细节，成为描述资源不可缺少的信息。资源属性字典的建立需要依靠相关领域专家的帮助，在分析共享系统资源本质属性和属性间的关系的前提下，建立资源共享的数据规范及信息标准。
建立资源属性字典是为全局资源描述统一服务目录和信息服务模型提供支持，资源描述目录是一个树形的分类体系，在这个树形分类体系上，每个节点都代表一种资源分类，而节点模型描述该资源分类所具备的树形，每一个节点的子节点对该类别进行更细致的分类[2]。从该树形树根节点至叶节点，路径上所有节点树形共同描述该类资源的特性，同时，资源目录体系从实质上对应着实际资源信息模型，反映到共享系统底层数据库中，该资源目录体系直接决定设计了实际资源信息存储表格。所以，可以说资源属性字典为数据字典体系的结构设计提供了元数据支持。
数据字典体系创建好之后，要根据开发人员要求进行一些更改，比如，增加一些特色属性、删除不必要的数据或属性、修改自定义属性等等，从这个意义上说，我们创建的这个数据字典体系是动态、可扩展的。
3 方案实现
基于UML面向对象进行建模，对共享系统数据字典进行用例建模。首先要确定用例图系统边界是“数据字典体系”，之后，根据系统边界识别与系统发生交互的“角色”，并根据系统业务流程确定与共享系统数据字典存在信息交互的用例角色为数据管理员和上层应用。系统用例。
从该图例中可看出，数据管理员可通过修改、增加和删除维护5类字典，同时还可查询和浏览数据，从数据字典体系中获取数据。
从静态角度描述该系统，类图作为该系统领域建模分析中最重要的一种表达式，其表明了对象之间的静态关系，比如，泛化、聚合和关联等，在UML规范中，对象不同的职责可将系统设计类分为實体类、边界类和控制类，这里选取“维护属性字典”来讨论其类图的建立。利用系统需求用例定义和过程描述，识别系统中存在的对象，并将其转化为系统可以实现的类，最终创建类图，类图可识别出一些较简单和具体的类，之后，再利用类之间关系识别出更多的类。考虑到面向对象系统是根据对象相互传递消息实现系统功能，因此，在静态角度描述系统的基础上，运用时序图描述消息时间顺序从动态角度描述系统，这样才更适合描述实时系统及复杂脚本。
在共享系统可扩展的数据字典体系的需求分析及设计阶段，基于UML语言建模，同时系统的实现要遵循J2EE规范，并应用MVC设计模式。根据MVC设计模式，该程序分为模型、视图和控制器三部分，这三部分利用不同的J2EE组件技术实现。其中，模型部分利用实体Bean实现，视图采用JSP动态页面设计及JavaBean实现[3]，控制器也使用会话Bean实现。采用基于J2ee组件三层结构及MVC设计模式不仅让系统结构显得清晰，极大地提升了系统的运行效率，而且也显著地改善了系统的可扩展性、可维护性及可重用性。
4 结语
目前，该共享系统广泛应用于优质教育资源校级平台中，从当前的运行使用情况来看，基于UML语言，分析、设计和实现该信息系统有助于在较高的抽象层次上改进、调整和维护，进而对系统的修改和重构也有极大帮助。
参考文献：
[1]刘夏、汪新庆、常思思，基于数据字典的全国矿产资源潜力评价数据模型管理系统设计[J].微电子学计算机，2009，1（4）：276-277
[2]谭敏、刘连臣、倪晚成，基于UML的信息模型中数据字典的设计与实现[J].计算机工程与设计，2008，29（4）：849-852.
[3]王德广、张军卒，基于数据字典的通用查询平台的设计[J].微型电脑应用，2009，3（10）：532-533.
关键词： 可扩展；数据字典体系；结构设计
传统的信息系统模型多是以存储数据信息为核心的管理信息系统，但系统可扩展性较差，不能接纳新资源，另外，如果信息系统过于庞大，在开发过程中常常会遇到数据定义不一致、代码不统一、数据冗余大以及数据定义难以维护等多种弊端。随着我国现代信息系统的逐步完善，建立数据字典管理体系越发凸显其必要性。本文从数据字典体系本身特点入手，基于J2EE规范和MVC设计模式提出可扩展的数据字典体系结构设计方法。
1 概述
传统的信息系统模型通常是建立实体关系模型和数据库信息模式，将信息数据按照建立好的模式输入至一个数据库中，这种信息系统的程序、数据以及编写方式互相依赖，一旦系统投入使用，资源信息组织方式不能改变，该系统的不可扩展性较大的限制着资源更新。另外，当该系统数据过于庞大，在系统开发过程中就会出现一系列问题，比如数据定义不一致、数据冗余较大、代码值不便于统一表示、数据定义维护较为困难以及设计人员沟通障碍等等。基于这种情况，建立可扩展的数据字典体系有着极为重要的意义，一方面可扩展的数据字典体系可实现数据一致性，另一方面可有效提高数据结构和系统功能的独立性，最终增强系统通用性。
2 共享系统中可扩展的数据字典体系的设计思路
2.1 共享系统中信息模型运行模式
对我国国家实验教学示范中心、高校大型科学仪器设备及国家级精品类课程等资源整合、共享而最终形成一个共享系统，该共享系统涉及到国内多种异构、异质的教育资源，其具有自治性和自主性等特点，即其中任一节点可参与到共享系统中，同时也可随时离开共享系统。该共享系统的这种特点就突出强调系统自身必须具有良好的可扩展性及开放性，这样可随时接纳新资源，也可迅速撤离已有资源。共享系统将可扩展数据字典体系作为信息模型的最底层，以实现系统数据组织模式，并顺利实施数据库交互。在底层数据字典体系之上各种资源可封装为以“服务”为基础的信息模型单元，这些信息模型单元均以“接口”形式为上层应用系统提供支持。
2.2 共享系统中数据字典体系的结构设计
共享系统中可扩展的数据字典体系结构设计较为重要，数据字典体系主要有以下三方面的作用：① 对共享系统数据库有一个完整描述及总体把握；② 信息服务系统提供属性字典服务，其中，信息服务是共享系统中较为重要的组成部分；③ 共享系统中模块开发者提供公用数据字典服务，可以促进数据的共享，从而提高数据使用率[1]。这里提到的公用数据字典设计需参考国标建立，而建立属性字典时则要研究相关专业领域的信息规范，并结合共享系统实际情况进行设计。
2.3 资源属性字典的设计
在上述信息模型字典体系中主要有5种字典，即资源属性字典、通用数据字典、索引信息字典、专家字典以及表属性字典，信息模型字典体系详细结构见图1。其中，资源属性字典是该共享体系最能反映数据字典体系特色的，资源属性字典详尽地提供了资源的特性及各类信息，反映了资源的细节，成为描述资源不可缺少的信息。资源属性字典的建立需要依靠相关领域专家的帮助，在分析共享系统资源本质属性和属性间的关系的前提下，建立资源共享的数据规范及信息标准。
建立资源属性字典是为全局资源描述统一服务目录和信息服务模型提供支持，资源描述目录是一个树形的分类体系，在这个树形分类体系上，每个节点都代表一种资源分类，而节点模型描述该资源分类所具备的树形，每一个节点的子节点对该类别进行更细致的分类[2]。从该树形树根节点至叶节点，路径上所有节点树形共同描述该类资源的特性，同时，资源目录体系从实质上对应着实际资源信息模型，反映到共享系统底层数据库中，该资源目录体系直接决定设计了实际资源信息存储表格。所以，可以说资源属性字典为数据字典体系的结构设计提供了元数据支持。
数据字典体系创建好之后，要根据开发人员要求进行一些更改，比如，增加一些特色属性、删除不必要的数据或属性、修改自定义属性等等，从这个意义上说，我们创建的这个数据字典体系是动态、可扩展的。
3 方案实现
基于UML面向对象进行建模，对共享系统数据字典进行用例建模。首先要确定用例图系统边界是“数据字典体系”，之后，根据系统边界识别与系统发生交互的“角色”，并根据系统业务流程确定与共享系统数据字典存在信息交互的用例角色为数据管理员和上层应用。系统用例。
从该图例中可看出，数据管理员可通过修改、增加和删除维护5类字典，同时还可查询和浏览数据，从数据字典体系中获取数据。
从静态角度描述该系统，类图作为该系统领域建模分析中最重要的一种表达式，其表明了对象之间的静态关系，比如，泛化、聚合和关联等，在UML规范中，对象不同的职责可将系统设计类分为實体类、边界类和控制类，这里选取“维护属性字典”来讨论其类图的建立。利用系统需求用例定义和过程描述，识别系统中存在的对象，并将其转化为系统可以实现的类，最终创建类图，类图可识别出一些较简单和具体的类，之后，再利用类之间关系识别出更多的类。考虑到面向对象系统是根据对象相互传递消息实现系统功能，因此，在静态角度描述系统的基础上，运用时序图描述消息时间顺序从动态角度描述系统，这样才更适合描述实时系统及复杂脚本。
在共享系统可扩展的数据字典体系的需求分析及设计阶段，基于UML语言建模，同时系统的实现要遵循J2EE规范，并应用MVC设计模式。根据MVC设计模式，该程序分为模型、视图和控制器三部分，这三部分利用不同的J2EE组件技术实现。其中，模型部分利用实体Bean实现，视图采用JSP动态页面设计及JavaBean实现[3]，控制器也使用会话Bean实现。采用基于J2ee组件三层结构及MVC设计模式不仅让系统结构显得清晰，极大地提升了系统的运行效率，而且也显著地改善了系统的可扩展性、可维护性及可重用性。
4 结语
目前，该共享系统广泛应用于优质教育资源校级平台中，从当前的运行使用情况来看，基于UML语言，分析、设计和实现该信息系统有助于在较高的抽象层次上改进、调整和维护，进而对系统的修改和重构也有极大帮助。
参考文献：
[1]刘夏、汪新庆、常思思，基于数据字典的全国矿产资源潜力评价数据模型管理系统设计[J].微电子学计算机，2009，1（4）：276-277
[2]谭敏、刘连臣、倪晚成，基于UML的信息模型中数据字典的设计与实现[J].计算机工程与设计，2008，29（4）：849-852.
[3]王德广、张军卒，基于数据字典的通用查询平台的设计[J].微型电脑应用，2009，3（10）：532-533.