0 引言

    在PDM(Product Data Management，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)的異地協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，主要需要面對(duì)設(shè)計(jì)的文檔、圖紙文件等二進(jìn)制數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)量大，需要解決文件存儲(chǔ)位置的問題并對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。本文對(duì)此進(jìn)行了研究。

1 PDM文件存放方式的確定

    1.1 在服務(wù)器中存放文件

    在早期PDM系統(tǒng)中，圖紙文件大部分存放在文件服務(wù)器中，這種方案的文件系統(tǒng)由兩部分組成，分別是數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和文件服務(wù)器。數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)用于描述文檔屬性的文檔主記錄以及與文件服務(wù)器中相應(yīng)文件的鏈接：另外一部分是文件本身，這部分的數(shù)據(jù)一般是放在文件服務(wù)器中，在PDM中經(jīng)常稱為文件倉庫(File Vault)。而在文檔主記錄中，文件的鏈接一般用一個(gè)字段來描述這個(gè)文件服務(wù)器的位置和路徑，從而把兩個(gè)部分的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來，如圖1所示。

    圖1 文件服務(wù)器存儲(chǔ)方式

    這種方式的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)數(shù)據(jù)庫的要求比較低，處理問題的可選方式比較多，也比較容易加入一些特殊的功能，但設(shè)計(jì)上和管理上的難度比較大。

    1.2 在數(shù)據(jù)庫中存放文件

    數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展，特別是面向?qū)ο蠹夹g(shù)在數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，使得數(shù)據(jù)庫處理大對(duì)象的能力和方法手段大大增強(qiáng)，因此，新一代的PDM系統(tǒng)都傾向于把文件對(duì)象放在數(shù)據(jù)庫中管理，如圖2所示。

    圖2 數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)方式

    將文件記錄看成在數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)表中的一條數(shù)據(jù)記錄，而記錄文件本身內(nèi)容的是一個(gè)數(shù)據(jù)庫的特殊字段，例如(BLOB，F(xiàn)LOB，CLOB)等。這種字段在存儲(chǔ)大對(duì)象的時(shí)候，實(shí)際上存儲(chǔ)在另外的“表空間”中，主記錄表中僅僅存儲(chǔ)大對(duì)象在這個(gè)表空間的地址指針，因此對(duì)主記錄數(shù)據(jù)表的訪問速度沒有任何影響。

    現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫可以把“大對(duì)象表空間”指定到不同的磁盤分區(qū)、卷、硬盤，甚至其他計(jì)算機(jī)的目錄中。數(shù)據(jù)庫管理員也可以隨時(shí)追加“大對(duì)象表空間”的目錄空間。這樣雖然從存儲(chǔ)的物理位置上，文件記錄和文件內(nèi)容本身確實(shí)在不同“空間”存儲(chǔ)，但從邏輯上它們是一體的，使用者并不需要知道文件具體存儲(chǔ)的位置，這就從根本上保證了數(shù)據(jù)的完整性、一致性，并且降低了系統(tǒng)管理員部署和維護(hù)的難度。

    1.3 文件存儲(chǔ)方案的選定

    綜合以上討論，本項(xiàng)目規(guī)定在合作方原有數(shù)據(jù)庫使用比較輕量級(jí)的數(shù)據(jù)庫(比如Sql Server2000)的時(shí)候，可以在相應(yīng)點(diǎn)采用文件服務(wù)器方案，但不作為首選方案。在數(shù)據(jù)庫層次比較高的場(chǎng)合（比如采用Oracle數(shù)據(jù)庫），應(yīng)該盡可能采用數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)的方式。選擇數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)方案是基于以下原因：

    (1)從根本上保證數(shù)據(jù)的一致性和完備性

    在數(shù)據(jù)庫中，文件本身與文件記錄從邏輯上是一條數(shù)據(jù)庫記錄，這就從根本上保證了數(shù)據(jù)的一致性和完備性，系統(tǒng)的可維護(hù)性比較好。

    在文件服務(wù)器方式下，對(duì)于邏輯上需要保證“元事務(wù)特性”的數(shù)據(jù)操作，編程上會(huì)比較困難。在文件上傳到PDM系統(tǒng)的過程中，一旦網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了故障，就可能造成數(shù)據(jù)的不一致。如果采用數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)文件，那么這個(gè)文件在數(shù)據(jù)庫中不會(huì)有任何記錄存在，在數(shù)據(jù)庫中“元事務(wù)特性”得到了根本的保證。

    (2)部署更為簡(jiǎn)單、安全性更好

    a.只需要架設(shè)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：用戶只需要架設(shè)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器就可以了，這大大降低了部署上的難度，也使得潛在的設(shè)計(jì)缺陷得以減少，降低了開發(fā)的成本。

    b.可以利用獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫安全機(jī)制：數(shù)據(jù)庫有自己獨(dú)立的安全機(jī)制，文件的存儲(chǔ)更安全，避免了由于文件服務(wù)器的共享服務(wù)帶來的不安全因素。

    c.數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)：數(shù)據(jù)在傳輸過程中都通過指定的TCP/IP協(xié)議和特定的端口進(jìn)行，文件在傳輸過程中沒有采用任何其他文件傳輸協(xié)議。

    d.避免文件存儲(chǔ)中感染病毒：很多文件在存儲(chǔ)中會(huì)被感染病毒，造成數(shù)據(jù)的損失，而文件存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，避免了感染各種文件型病毒的可能。

    (3)數(shù)據(jù)庫的平臺(tái)無關(guān)性

    a.文件存放與操作系統(tǒng)無關(guān)：目前大多數(shù)數(shù)據(jù)庫與操作系統(tǒng)平臺(tái)無關(guān)，文件的存放也與操作系統(tǒng)無關(guān)，能夠進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的安全性。

    b.存儲(chǔ)空間可以獨(dú)立于操作系統(tǒng)之外：數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)空間可以獨(dú)立于操作系統(tǒng)，這樣數(shù)據(jù)庫對(duì)數(shù)據(jù)的物理操作不通過操作系統(tǒng)提供的接口，而直接對(duì)物理硬盤進(jìn)行操作，這可以更進(jìn)一步提高大數(shù)據(jù)量的訪問性能，而在文件服務(wù)器模式下，就需要面對(duì)更大的工作量和風(fēng)險(xiǎn)。

    (4)容量的擴(kuò)展更為方便

    由于數(shù)據(jù)庫表空間可以隨時(shí)擴(kuò)展，該擴(kuò)展不受文件分區(qū)的限制，表空間可以擴(kuò)展到其他分區(qū)、硬盤，甚至其他計(jì)算機(jī)上，保證了系統(tǒng)的持久應(yīng)用。若采用文件服務(wù)器的形式，則擴(kuò)展具有較大局限性，而且實(shí)現(xiàn)復(fù)雜。

    (5)數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)更為容易

    與文件服務(wù)器模型相比，系統(tǒng)管理員只需要關(guān)心數(shù)據(jù)庫如何備份即可，數(shù)據(jù)庫會(huì)自動(dòng)將邏輯上是一體的數(shù)據(jù)從邏輯完備性的角度一起備份出來。如果采用文件服務(wù)器的形式，那么系統(tǒng)管理員還要考慮數(shù)據(jù)庫本身的備份和文件備份的對(duì)應(yīng)關(guān)系，很容易出現(xiàn)差錯(cuò)。特別是在熱備份的過程中，由于系統(tǒng)還在使用，備份也需要時(shí)間，任何增、刪、改的操作，都可能使得備份出的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)不一致，設(shè)計(jì)上的難度會(huì)很大。

2 數(shù)據(jù)模型的建立

    本研究采用的方法是從構(gòu)建領(lǐng)域模型開始，白頂向下分解細(xì)化，直至正確構(gòu)建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。下面僅以PDM系統(tǒng)中的一個(gè)項(xiàng)目管理子功能為例，來說明數(shù)據(jù)模型的建立過程。首先建立領(lǐng)域靜態(tài)模型，每個(gè)類表示一個(gè)概念，如圖3所示。

    對(duì)于多對(duì)多關(guān)系，需要增加一個(gè)關(guān)聯(lián)表。關(guān)聯(lián)表的方案可以有多種。在本研究情況下，無論人員、設(shè)備還是材料，與任務(wù)的關(guān)系都比較復(fù)雜，所以關(guān)聯(lián)表采用“聯(lián)合主鍵”的方式。依據(jù)已經(jīng)建立的領(lǐng)域模型，對(duì)每個(gè)領(lǐng)域類的屬性進(jìn)行分析，得到一個(gè)初步的PDM協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)關(guān)于項(xiàng)目管理部分的數(shù)據(jù)模型，如圖4所示。

    圖3 領(lǐng)域模型

    圖4 PDM文件管理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

    在正確構(gòu)建表關(guān)系的基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步對(duì)每個(gè)表的字段進(jìn)行細(xì)化定義，完成對(duì)數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)。

3 結(jié)束語

    數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)是該P(yáng)DM系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)工作，在數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)時(shí)堅(jiān)持采用模型驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)方法。首先精確建立領(lǐng)域模型，在仔細(xì)分析該領(lǐng)域模型的基礎(chǔ)上再過渡到數(shù)據(jù)模型，使數(shù)據(jù)模型與企業(yè)現(xiàn)狀很好地結(jié)合。設(shè)計(jì)過程采用白頂向下逐步細(xì)化的方法，即首先關(guān)注數(shù)據(jù)對(duì)象之間的關(guān)系，然后再細(xì)致考慮每個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象的細(xì)節(jié)，從而保證了數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)結(jié)果的穩(wěn)定性。 

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本文標(biāo)題：異地協(xié)同設(shè)計(jì)PDM系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型的建立

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