基于Client/Server 的课件系统的设计与实现

时间:2023-03-13 07:52:02 课件 收藏本文 下载本文

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基于Client/Server 的课件系统的设计与实现

篇1:基于Client/Server 的课件系统的设计与实现

基于Client/Server 的课件系统的设计与实现

摘 要:本文讨论基于Client/Server的智能计算机辅助教学(ICAI)的实现技术,据此采用VB、SQL Server、IIS等开发平台,建立了一个用于高等数学教学的ICAI试验系统。

关键词:Client/Server CAI ICAI 课件

The Development Techniques for Client/Server-based ICAI System

Wang Changda

Department of Computer Science, JiangSu University of Science and Technology

(ZhengJiang JiangSu Province 21)

Abstract: The paper discussed the development techniques of implementation of Client/Server-based ICAI system. By using the platforms of VB, SQL Server and IIS, a network ICAI prototype system for advance mathematics teaching is developed.

Abstract: The paper discussed the development techniques of implementation of Client/Server-based ICAI system. By using the platforms of VB, SQL Server and IIS, a network ICAI prototype system for advance mathematics teaching is developed.

Key Words: Client/Server CAI ICAI Courseware Client/Server CAI ICAI Courseware

1 引言

传统的CAI课件系统是在单机上将全部教学内容,以编程的方式预置于课件中。学生学习时,教学过程是按课件规定的路径和内容展开的。由于缺乏必要的通信手段和智能特性,无法实现任课教师与学生之间的交互,和按学生的不同认知能力准备教案的因材施教教学。随着计算机网络技术的日臻成熟,人工智能在专家系统领域取得的成功,它们为CAI的发展提供了新的空间。我们认为CAI的发展方向在于网络化、智能化。

2 ICAI的评价标准

智能计算机辅助教学系统(Intelligence Computer Assisted Instruction――ICAI)具有如下的一些特征[1]:

① 能自动生成各种问题与练习;

② 根据学生的学习水平与学习情况选择与调整学习的内容和进度;

③ 在了解教学内容的基础上自动解决问题,生成解答;

④ 具有自然语言生成与理解能力,以便实现比较自由的教学问答系统以提高人机交互的主动性;

⑤ 对教学内容有解释咨询能力;

⑥ 能诊断学生错误,分析原因并采取纠正措施;

⑦ 能评价学生的学习行为;

⑧ 能评价教师的教学行为[2]。

具备上述全部特征的ICAI系统是完美的,但实现是困难的。一般认为只要具备上列一个或几个特征,就可以称之为ICAI。

3 实现技术

3.1 Client/Server的实现

将用于教学的内容、刻画学生的认知模型所必需的数据资料保存在Server端。教师在教研室通过Client,负责实现对Server端教学内容的更新与维护。学生在多媒体教室通过Client与Server相连,实现对教学内容的学习,学习结束后,学生客户端软件将依据学生对知识点的掌握情况,为其自动修改认知模型。督导人员在教务处通过Client与Server相连,实现对教学过程的监督与引导。

3.2 认知模型的建立

ICAI强调要按学生不同的认知模型,为其准备不同的教学内容,用以实现个别化教学与启发式教学。受认知心理学与教育学发展的制约,目前还无法准确地建立出单个人的认知模型。

我们粗略地将学生的认知模型,按其不同的认知能力分成高、中、低三类。同一内容的教案也按高、中、低三中难度组织,分别提供给具有相应认知能力的同学学习使用。学生在学习完每节的教学内容后,系统将要求他回答一定数量的相关问题,并根据其回答问题的准确率,确定他的新认知模型。

3.3 智能化教学过程的实现

我们借鉴专家系统的设计方法,实现ICAI课件系统中的智能功能。在该系统中组织了相应的规则库、事实库(学习历史纪录库)和推理实现机制,如图1所示。下面对推理实现机制做简要的介绍。规则库由册、章、节、超文本教案地址、阀值及多个前提组成,反映对该节的学习应满足的前提条件。学习历史库由册、章、节、认知等级、已学次数组成,反映学生对该节的认知能力。规则库的内容由教师负责修改。学生的学习历史纪录,在库中按每个人一张表组织,其内容在每次学习之后,由学生客户端软件依据该生对知识点的掌握情况自动修改。推理过程由专用的推理模块,按规则库提供的规则与学生学习历史纪录库提供的事实做出判断。我们通过学生在每节教学内容学习完成之后,对所附习题回答的准确率,将其认知能力划分成高、中、低三个层次,并将这个结果保存在学生学习历史纪录库中。学生下一次使用该系统进行学习时,该系统会按其不同的认知能力,为他准备相应难度的教学内容。不难看出,这种对认知能力的衡量是动态的。若学生不想按系统默认的进度学,则要求学生自行选择学习内容。若所选内容已经学过,则根据其当时所获得的等级为他准备学习内容;否则将视规则库及学习历史纪录中的内容,判断其是否可学而定。例如:规则库中限定在学习第一章第一节之前不能学习第一章第二节,某生试图越过第一章第一节学习第一章第二节时,系统会给出警告。为了使学生能在系统的控制下学习,无论是高、中、低难度的教案均是一节一个超文本文件,其中不含有链。

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3.3.1 阀值的给定

当学生完成对某一节的内容学习之后,回答系统提问所得的分数小于该节所具有的阀值时,系统并不会将该节标志为已学。所以该生下次登录时,系统将强制他对该节的内容进行重新学习。通常,那些在本学科中具有特殊重要地位的章节具有较高的阀值。下面给出评价某一节在本门课中的重要程度的方法:

Important(N)=IN(N)+OUT(N)

Important(N)――第N节(将全书中的节以流水形势编排号码)知识在本课程中的地位;IN(N)――本课程中,其余节知识中对第N节的知识有影响的个数之和;OUT(N)――本课程中,第N节知识影响其余节知识的个数之和。当对本课程中所有的Important(N)计算完成后,即可据此给出某一节的阀值。阀值Valve(N)以百份数形势表示,小于1且与Important(N)成正比。

设Right(N)表示某生在学习完第N节的知识后,回答系统所提问题的准确率。变量Ruler=1-Valve(N)。给定认知模型的修改规则如下:

If Right(N) If Valve(N)≤Right(N) If Valve(N)+Ruler*(1/3)≤Right(N) If Valve(N)+Ruler*(2/3)≤Right(N) Then 认知能力定为“高”

3.3.2 系统的安全技术

由于ICAI会针对用户不同的认知模型(高、中、低)准备不同的教学内容,所以为确保对用户认知模型刻画的准确程度,要求学生在使用学生客户端软件时,需用自己的姓名和口令向系统登记。当验正该生是系统的合法用户后,将到学生资料库中读取相应的资料,送给ICAI的分析模块用以构建该生的认知模型,作为教学的依据。如不是系统的合法用户,将要求学生进行简单的注册,如实填写部分信息后成为系统的合法用户,并在学生资料库中为其分配一个缺省值,作为他第一次使用该系统时构建认知模型的依据。

用户初次登录时,口令即为用户名,登录成功后系统立即要求对当前缺省口令进行修改。以后,用户能对自己的口令做任意的修改。

3.3.3 教学评价

我们用下述方法实现了对学生个人学习水平的评价。n:该系统用户的总人数;Xi:第i个学生的考试成绩。

定义:

由定义知,S是学生整体成绩的标准差。Zi反映了第i个学生 的成绩与平均成绩的差是标准差的几倍。用Zi来衡量考试成绩不会受考卷难度值的影响,比Xi更有说服力。因为标准分(Zi)是一种参考零点(平均分)位置固定、单位长度(标准差)一样的统计量。不同次测验的原始分数换算成标准分后,就可以做互相比较。如某生两次测验的成绩原始分数分别为:80、90,标准分分别为2.5、2。不能由第二次考试的原始分比第一次高而断定该生的学习进步了,正确的断言是:因为第二次考试的标准分比第一次低,所以该生学习成绩退步了。经验表明,标准分的数值一般在-3~+3间。当标准分数值为正时,表示其学习水平在团体水平值上;反之,则表明学习水平在团体之下。

4 一个试验性系统

我们根据上述思想建立了一个基于Client/Server模式,用于高等数学教学的ICAI试验系统。该系统的Server端采用SQL Server 6.5组织管理“学生库”(用来存放学生资料、答题档案、学习历史纪录)和“知识库与规则库”(含问题库、试题库、规则库、通讯库与试卷备份库)。用于教学的教案被组织成超文本形势,由服务器上运行的Windows NT Server 的IIS(Internet Information Server)管理。Client端采用VB 5.0中文企业版作为开发平台。

它的主要特点是具有智能性,技术先进、结构清晰、交互能力强、界面友好、操作方便、扩充性强等。提供给学生学习的内容采用先进的超媒体组织结构,利用WWW上处理图、文、声、像等多媒体数据的能力和优势,并配有鼠标选中区域高亮、背景声效等多种形式化的表现方式,使设计出的系统以生动、灵活、逼真的方式吸引学生学习《高等数学》,充分调动学生学习的积极性和主动性,加深学生对课程的印象及重点、难点的理解。在试验班级中取得了良好的教学效果。教师客户端与督导客户端的引入,使学生、教师、督导人员能互通信息,协作教学,故该系统具有很强的生命力与实用性。

参考文献

1、周竹荣、张小真,ICAI与超文本的综成,计算机研究与发展,Vol.35,No.8 Aug.

2、王昌达,基于Client/Server的CAI课件系统的设计与实现,江苏理工大学硕士学位论文,指导教师詹永照副教授

3、陈颖、何钦铭、王申康,基于超文本结构的智能计算机辅助教学系统,计算机研究与发展,Vol.35,No.5 May.1998

4、Stephen Wynkoop,Special Edition Using Microsoft SQL Server 6.5 Second Edition,Copyright By Que Corporation

篇2:基于Client/Server 的课件系统的设计与实现

基于Client/Server 的课件系统的设计与实现

摘 要:本文讨论基于Client/Server的智能计算机辅助教学(ICAI)的实现技术,据此采用VB、SQL Server、IIS等开发平台,建立了一个用于高等数学教学的ICAI试验系统。

关键词:Client/Server CAI ICAI 课件

The Development Techniques for Client/Server-based ICAI System

Wang Changda

Department of Computer Science, JiangSu University of Science and Technology

(ZhengJiang JiangSu Province 212003)

Abstract: The paper discussed the development techniques of implementation of Client/Server-based ICAI system. By using the platforms of VB, SQL Server and IIS, a network ICAI prototype system for advance mathematics teaching is developed.

Abstract: The paper discussed the development techniques of implementation of Client/Server-based ICAI system. By using the platforms of VB, SQL Server and IIS, a network ICAI prototype system for advance mathematics teaching is developed.

Key Words: Client/Server CAI ICAI Courseware Client/Server CAI ICAI Courseware

1 引言

传统的CAI课件系统是在单机上将全部教学内容,以编程的方式预置于课件中。学生学习时,教学过程是按课件规定的路径和内容展开的。由于缺乏必要的通信手段和智能特性,无法实现任课教师与学生之间的交互,和按学生的不同认知能力准备教案的因材施教教学。随着计算机网络技术的日臻成熟,人工智能在专家系统领域取得的成功,它们为CAI的发展提供了新的空间。我们认为CAI的发展方向在于网络化、智能化。

2 ICAI的.评价标准

智能计算机辅助教学系统(Intelligence Computer Assisted Instruction――ICAI)具有如下的一些特征[1]:

① 能自动生成各种问题与练习;

② 根据学生的学习水平与学习情况选择与调整学习的内容和进度;

③ 在了解教学内容的基础上自动解决问题,生成解答;

④ 具有自然语言生成与理解能力,以便实现比较自由的教学问答系统以提高人机交互的主动性;

⑤ 对教学内容有解释咨询能力;

⑥ 能诊断学生错误,分析原因并采取纠正措施;

⑦ 能评价学生的学习行为;

⑧ 能评价教师的教学

[1] [2] [3] [4]

篇3:Client/Server CAI ICAI 课件

Client/Server CAI ICAI 课件

摘 要:本文讨论基于Client/Server的智能计算机辅助教学(ICAI)的实现技术,据此采用VB、SQL Server、IIS等开发平台,建立了一个用于高等数学教学的ICAI试验系统,基于Client/Server 的课件系统的设计与实现。

The Development Techniques for Client/Server-based ICAI System

Wang Changda

Department of Computer Science, JiangSu University of Science and Technology

(ZhengJiang JiangSu Province 21)

Abstract: The paper discussed the development techniques of implementation of Client/Server-based ICAI system. By using the platforms of VB, SQL Server and IIS, a network ICAI prototype system for advance mathematics teaching is developed.

Abstract: The paper discussed the development techniques of implementation of Client/Server-based ICAI system. By using the platforms of VB, SQL Server and IIS, a network ICAI prototype system for advance mathematics teaching is developed.

Key Words: Client/Server CAI ICAI Courseware Client/Server CAI ICAI Courseware

1 引言

传统的CAI课件系统是在单机上将全部教学内容,以编程的方式预置于课件中,计算机论文《基于Client/Server 的课件系统的设计与实现》。学生学习时,教学过程是按课件规定的路径和内容展开的。由于缺乏必要的通信手段和智能特性,无法实现任课教师与学生之间的交互,和按学生的不同认知能力准备教案的'因材施教教学。随着计算机网络技术的日臻成熟,人工智能在专家系统领域取得的成功,它们为CAI的发展提供了新的空间。我们认为CAI的发展方向在于网络化、智能化。

2 ICAI的评价标准

智能计算机辅助教学系统(Intelligence Computer Assisted Instruction——ICAI)具有如下的一些特征[1]:

① 能自动生成各种问题与练习;

② 根据学生的学习水平与学习情况选择与调整学习的内容和进度;

③ 在了解教学内容的基础上自动解决问题,生成解答;

④ 具有自然语言生成与理解能力,以便实现比较自由的教学问答系统以提高人机交互的主动

篇4:基于Client/Server数据完整性约束的实现技术

基于Client/Server数据完整性约束的实现技术中共广州市委办公厅自动化中心  汪胜广东省财贸管理干部学院计算机系  彭湘凯广州工程总承包集团有限公司  时亚弘

摘 要:本论文主要讨论基于Client/Server数据完整性约束及其如何实施企业业务规则,并以SQLServer和PowerBuilder为例,介绍了数据完整性约束的实现技术。

篇5:基于Client/Server数据完整性约束的实现技术

DBMS已从早期的分散的一个个计算模型、网络/文件服务计算模型(针对文件)发展到现在的Client/Server计算模型(针对表中的一行)。Client/Server模型是非对等的(decoupled),客户发出服务请求,服务器作出响应,提供服务,即所谓的“请求驱动”。DB的Client/Server系统由DBServer、客户应用程序和网络组成。DBServer(即后端)负责有效地管理系统的资源,主要负责数据处理、并发控制、数据安全性、数据完整性和数据的备份和恢复等。客户应用程序(即前端)是系统中供用户与数据进行交互的部件,主要任务是提供交互式界面完成数据的录入、分析、检查和显示,向DBServer发出请求(SQL语句)并接收结果和错误信息。网络和通信软件是系统中客户和服务器之间数据传送的工具。

由于现在的数据库都是开放、多用户共享,因此维护数据库的正确性至关重要。数据库的完整性描述为数据库内容的完整性约束集合,其中完整性约束指数据库的一个状态是否合理,这是一组谓词。DBS检查数据的状态和状态转换,判定它们是否合理,是否应予接受。对一个数据库操作,要判定其是否符合完整性约束,全部断言无矛盾时才可以执行。完整性约束的形式化定义I=(O,P,A,R),其中O是完整性约束所涉及的数据对象集合,P是对象所满足的谓词,A是触发检查的条件,R是约束不满足时的反应动作[2]

一、常见的数据完整性约束

根据分类角度不同,可将完整性约束分为如下几类:

・域、元组、集合完整性

・立即约束和推迟(到EOT)约束

・状态约束和状态演变约束。

・标准和定制的数据完整性约束

实际的系统中,一般将数据完整性约束分为标准的数据完整性约束和定制的数据完整性约束。标准的数据完整性约束是DBS已经实现的内部规则,包括域完整性、实体完整性和引用完整性。

域完整性(Field Integrity)保证一个数据库不包含无意义的或不合理的值,即保证表的某一列的任何值是该列域(即合法的数据集合)的成员。方法是限制列的数据类型、精度、范围、格式和长度等。

实体完整性(Entity Integrity)保证一个表中的每一行必须是唯一的(元组的唯一性)。为保证实体完整性,需指定一个表中的一列或一组列作为它的主键(Primary Key)。一个表中每行的主键必须确实含有一个值。一个表只能含有一个主键,如需要从其它列中除去重复的值,可以将一个或一组非主键列指定为一个候选键或唯一值键。

引用完整性(Reference Integrity)定义了一个关系数据库中不同的列和不同的表之间的关系(主键与外键)。要求一列或一组列中的值必须要与相关的一列或一组列中的值相匹配。从属的一列或一组列称之为外键(Foreign Key)。被引用的列或一组列称之为父键,父键必须是一个主键或唯一键。外键属于子表或明细表,父键属于父表或主表。若父键和外键属于同一表,则称之为自引用完整性。子表某行的外键必须与主表的主键相匹配,只要依赖于某主键的外键仍存在,主表中包含该主键的行就不能删除。

由于每个公司的数据库都有自己独特的业务规则集,所以系统必须有一种方式来实现定制的业务规则即定制的数据完整性约束。定制的数据完整性约束可由如下几种方法实施。

一种最原始的方法是将将每一个完整性约束编入要访问数据库的每个应用程序中,缺点是在每个相关的数据库应用程序中,开发者都要对相同的完整性规则进行编码、测试和排错。若某一规则变动,所有相关的应用程序都得改动。应用程序须向DBServer请求大量的数据,以执行该应用程序内部的数据完整性规则检查,这将阻塞网络。因而这是一种耗时、低性能的方法。

用户定义的数据类型(User-defined DataType)是由标准数据类型导出的新数据类型,它比标准的数据类型更准确地限定了数据输入的范围。

约束(Check)用于限制列的值域,在数据类型限制的基础上对输入的数据进一步进行限制。通过逻辑表达式来定义列的有效值。

缺省(Default) 定义了一个数值,当用户向数据表插入数据时,若某个域未给定值,系统自动将定义在该域上的缺省作为输入值,保证数据库数据的合理性。

规则(Rule) 是一个用来绑定域或用户定义数据类型的数据库对象,规则说明了哪些数据可以输入到域中。任何时刻,用户输入或修改数据(INSERT 或 UPDATE), DBMS都将检查该数据是否违反绑定在域上的规则。

存储过程(Stored Procedure)是由编译过的SQL语句、控制流语句、变量说明和赋值运算等组成的集合,由开发者创建并存储在数据字典(大部分DBMS叫系统表)中。我们可以通过存储过程中的语句来定义企业业务规则,特别对于复杂的`表与表之间的饿关系,用存储过程来实现将变得相当容易。

触发器(Trigger)也是一个存储过程,该过程在插入、修改和删除等操作事前或事后由DBS自动激发(执行)。经常用于实现逻辑上相关的数据表之间的数据完整性和一致性。触发器非常适合于实施企业规则,如果某个输入违反了其中的某个企业规则,触发器可以显示相应错误并中止正在执行的数据库动作。

二、Client/Server模型下实施企业规则的准则

在Client/Server系统中,前端和后端都提供数据完整性约束。在前端可进行域完整性约束,并能定制业务规则。在后端几乎可以实现上述所列的所有的完整性约束。E.F.Codd在衡量关系数据库的十二条准则之第十条指出关系完整性约束条件必须用数据子语言定义并存储在数据字典中,而不是在应用程序中。这样,当完整性约束改变时,只要修改数据字典即可,完整性的改变一般不会在逻辑上影响应用程序的活动。

前端应用程序也可以进行某些完整性检查并实施企业规则,但是这些做法不能用于取代在数据库里的完整性约束定义。如果数据库设计者完全正确地说明了所有的约束和企业规则,则任何违反约束和规则的数据操作都会引起数据库错误。前端应用程序的任务是尽量减少产生数据库错误的可能性,只有从这个意义上说,前端应用程序才应

当包含完整性检查和实施事务规则。当数据库没有完整性约束时,前端应用程序必须实施企业规则。

由此我们得出在实施企业规则时须遵循如下准则:

・集中在数据库中实施企业规则

・减少对数据库请求的次数,尽量减少返回结果

我们在实施企业规则时,应将所有的企业规则定义在数据字典中,应用程序在向数据库提交SQL语句之前尽量减少由用户引起数据库错误的可能性,使应用程序运行顺畅,对用户友好,开销少。

三、PowerBuilder/SQLServer数据完整性约束的实现技术

PowerBuilder是当今非常流行的前端开发工具,它提供了丰富的构件,能很方便地开发出界面友好、功能强大的应用程序。下面以功能强大的数据窗口为例,说明前端开发工具如何实现数据完整性约束,PowerBuilder的其它构件也提供类似实现完整性约束的方法。

◆利用列的编辑风格(Edit Style)限制列的长度、格式、值域等。PowerBuilder提供无线按钮(Radio Button)、检查框(Check Box)、下拉式数据窗口(DropDown DataWindow)、下拉式列表框(DropDown List)、编辑屏蔽(Edit Mask)和编辑(Edit)等编辑风格来检查列的数据类型。

◆利用列的有效性验证规则(Validation Rule)对输入数据进行限制。在Validation Rule对话框内,可输入规则定义(Rule Definition)和有效性规则出错信息(Validation Error Message)。

◆可在ItemChanged事件的Script程序里对输入数据进行进一步的有效性验证,若输入数据不能通过在ItemChanged事件里所设置的检查,则返回动作码1,拒绝输入数据。

◆当应用程序调用函数Update更新数据库之前,触发UpdateStart事件。该事件是用于进行数据有效性验证的最后一次机会。若输入数据的有效性验证失败,则返回动作码1,拒绝数据更新。

◆针对那些数据库要求必须具备值的列(即那些具有NOT NULL约束的列),可将对应的数据窗口的列置为必备域(Required Field)。但是必备域的约束对用户来说并不友好,用户必须输入一个值,否则无法离开该列。一种替代的办法是在UpdateStart事件里检查列(在数据库中为NOT NULL列)的值是否为NULL。

◆利用自定义有效性验证函数进行常规的数据检查,有助于应用程序的标准化和简化。这些函数可以用在列的有效性验证规则,也可以用在Itemchanged事件的Script程序中。一般自定义有效性验证函数被设计成全局函数、返回布尔型结果。

在数据窗口的字段中输入数据,离开该字段,系统调用AcceptText()函数 用户调用AcceptText()函数↓执行字段的数据类型检查↓合法 使用字段的有效性验证规则激发ItemError事件↓合法 执行ItemChanged事件(可设置有效性验证)↓ 0 数据窗口接受该值↓ 用户调用Update()函数↓ 执行UpdateStart事件不更新数据库 ↓ 0 更新数据库图一、PowerBuilder数据有效性验证的过程

值得注意的是有效性验证规则对数据窗口类的所有实例都通用,而在Itemchanged事件的Script程序里进行有效性验证与具体的数据窗口密切相关。有些有效性验证需进行数据库查询,若需要很高的系统代价,尽量避免使用。

SQLServer是一个多用户的RDBMS,它为复杂环境下有效地实现企业管理提供了一个强有力的Client/Server平台,是一种较理想的后端数据库服务器之一。微软和SYBASE公司都支持SQLServer产品。下面只以一个例子来说明在SQLServer中如何实现数据的域、实体、引用完整性约束。有关于如何用存储过程、触发器、规则和用户定义数据类型等实现数据完整性约束可参见有关资料。

CREATE TABLE pageruser

( stationid SMALLINT NOT NULL,

userid INT NOT NULL ,

frequentid SMALLINT NOT NULL,

machinecode INT NOT NULL,

name CHAR(10),

sex CHAR(1),

pagertypeid SMALLINT NOT NULL,

PRIMARY KEY(stationid,userid),

UNIQUE(frequentid,machinecode),

FOREIGN KEY(pagertypeid) REFERENCES pagertype,

CHECK(sex in('F','M'))

)

CREATE TABLE pagertype

( id SMALLINT,

typename CHAR(10),

note CHAR(30),

PRIMARY KEY(id)

)

以上定义了一个寻呼台DB的用户档案表pageruser和寻呼类型表pagertype,我们可以看出如何定义域完整性、主键、外键、唯一键、NOT NULL和CHECK约束。

四、结束语

本文讨论了分布计算环境下的数据完整性约束的概念及其实现技术。另外,基于Browser/Server计算模式下的应用系统同样需要考虑数据完整性约束的问题,且其与基于Client/Server的数据完整性约束相类似。

参考文献:

[1] 李昭原主编 数据库技术新发展 清华大学出版社,

[2] 周龙镶编著 数据库管理系统实现技术 中国地质大学出版社,1990

篇6:基于Client/Server数据完整性约束的实现技术

基于Client/Server数据完整性约束的实现技术

基于Client/Server数据完整性约束的实现技术

汪  胜   彭湘凯   时亚弘

(中共广州市委办公厅自动化中心 510046;广东省财贸管理干部学院计算机系 510400;

广州工程总承包集团有限公司 510620)

摘 要:

本论文主要讨论基于Client/Server数据完整性约束及其如何实施企业业务规则,并以SQLServer和PowerBuilder为例,介绍了数据完整性约束的实现技术。

关键词:Client/Server,数据完整性约束, 企业业务规则

DBMS已从早期的分散的一个个计算模型、网络/文件服务计算模型(针对文件)发展到现在的Client/Server计算模型(针对表中的一行)。Client/Server模型是非对等的(decoupled),客户发出服务请求,服务器作出响应,提供服务,即所谓的“请求驱动”。DB的Client/Server系统由DBServer、客户应用程序和网络组成。DBServer(即后端)负责有效地管理系统的资源,主要负责数据处理、并发控制、数据安全性、数据完整性和数据的备份和恢复等。客户应用程序(即前端)是系统中供用户与数据进行交互的部件,主要任务是提供交互式界面完成数据的录入、分析、检查和显示,向DBServer发出请求(SQL语句)并接收结果和错误信息。网络和通信软件是系统中客户和服务器之间数据传送的工具。

由于现在的数据库都是开放、多用户共享,因此维护数据库的正确性至关重要。数据库的完整性描述为数据库内容的完整性约束集合,其中完整性约束指数据库的一个状态是否合理,这是一组谓词。DBS检查数据的状态和状态转换,判定它们是否合理,是否应予接受。对一个数据库操作,要判定其是否符合完整性约束,全部断言无矛盾时才可以执行。完整性约束的形式化定义I=(O,P,A,R),其中O是完整性约束所涉及的数据对象集合,P是对象所满足的谓词,A是触发检查的条件,R是约束不满足时的反应动作[2]

一、       常见的数据完整性约束

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nbsp; 根据分类角度不同,可将完整性约束分为如下几类:

・域、元组、集合完整性

・立即约束和推迟(到EOT)约束

・状态约束和状态演变约束。

・标准和定制的数据完整性约束

实际的系统中,一般将数据完整性约束分为标准的数据完整性约束和定制的数据完整性约束。标准的数据完整性约束是DBS已经实现的内部规则,包括域完整性、实体完整性和引用完整性。

域完整性(Field Integrity)保证一个数据库不包含无意义的或不合理的值,即保证表的某一列的任何值是该列域(即合法的数据集合)的成员。方法是限制列的数据类型、精度、范围、格式和长度等。

实体完整性(Entity Integrity)保证一个表中的每一行必须是唯一的(元组的唯一性)。为保证实体完整性,需指定一个表中的一列或一组列作为它的主键(Primary Key)。一个表中每行的主键必须确实含有一个值。一个表只能含有一个主键,如需要从其它列中除去重复的值,可以将一个或一组非主键列指定为一个候选键或唯一值键。

引用完整性(Reference Integrity)定义了一个关系数据库中不同的列和不同的表之间的关系(主键与外键)。要求一列或一组列中的值必须要与相关的一列或一组列中的值相匹配。从属的'一列或一组列称之为外键(Foreign Key)。被引用的列或一组列称之为父键,父键必须是一个主键或唯一键。外键属于子表或明细表,父键属于父表或主表。若父键和外键属于同一表,则称之为自引用完整性。子表某行的外键必须与主表的主键相匹配,只要依赖于某主键的外键仍存在,主表中包含该主键的行就不能删除。

由于每个公司的数据库都有自己独特的业务规则集,所以系统必须有一种方式来实现定制的业务规则即定制的数据完整性约束。定制的数据完整性约束可由如下几种方法实施。

一种最原始的方法是将将每一个完整性约束编入要访问数据库的每个应用程序中,缺点是在每个相关的数据库应用程序中,开发者都要对相同的完整性规则进行编码、测试和排错。若某一规则变动,所有相关的应用程序都得改动。应用程序须向DBServer请求大量的数据,以执行该应用程序内部的数据完整性规则检查,这将阻塞网络。因而这是一种耗时、低性能的方法。

用户定义的数据类型(User-defined DataType)是由标准数据类型导出的新数据类型,它比标准的数据类型更准确地限定了数据输入的范围。

约束(Check)用于限制列的值域,在数据类型限制的基础上对输入的数据进一步进行限制。通过逻辑表达式来定义列的有效值。

缺省(Default) 定义了一个数值,当用户向数据表插入数据时,若某个域未给定值,系统自动将定义在该域上的缺省作为输入值,保证数据库数据的合理性。

规则(Rule) 是一个用来绑定域或用户定义数据类型的数据库对象,规则说明了哪些数据可以输入到域中。任何时刻,用户输入或修改数据(INSERT 或 UPDATE), DBMS都将检查该数据是否违反绑定在域上的规则。

存储过程(Stored Procedure)是由编译过的SQL语句、控制流语句、变量说明和赋值运算等组成的集合,由开发者创建并存储在数据字典(大部分DBMS叫系统表)中。我们可以通过存储过程中的语句来定义企业业务规则,特别对于复杂的表与表之间的饿关系,用存储过程来实现将变得相当容易。

触发器(Trigger)也是一个存储过程,该过程在插入、修改和删除等操作事前或事后由DBS自动激发(执行)。经常用于实现逻辑上相关的数据表之间的数据完整性和一致性。触发器非常适合于实施企业规则,如果某个输入违反了其中的某个企业规则,触发器可以显示相应错误并中止正在执行的数据库动作。

     二、Client/Server模型下实施企业规则的准则

在Client/Server系统中,前端和后端都提供数据完整性约束。在前端可进行域完整性约束,并能定制业务规则。在后端几乎可以实现上述所列的所有的完整性约束。E.F.Codd在衡量关系数据库的十二条准则之第十条指出关系完整性约束条件必须用数据子语言定义并存储在数据字典中,而不是在应用程序中。这样,当完整性约束改变时,只要修改数据字典即可,完整性的改变一般不会在逻辑上影响应用程序的活动。

前端应用程序也可以进行某些完整性检查并实施企业规则,但是这些做法不能用于取代在数据库里的完整性约束定义。如果数据库设计者完全正确地说明了所有的约束和企业规则,则任何违反约束和规则的数据操作都会引起数据库错误。前端应用程序的任务是尽量减少产生数据库错误的可能性,只有从这个意义上说,前端应用程序才应当包含完整性检查和实施事务规则。当数据库没有完整性约束时,前端应用程序必须实施企业规则。

由此我们得出在实施企业规则时须遵循如下准则:

・集中在数据库中实施企业规则

・减少对数据库请求的次数,尽量减少返回结果

我们在实施企业规则时,应将所有的企业规则定义在数据字典中,应用程序在向数据库提交SQL语句之前尽量减少由用户引起数据库错误的可能性,使应用程序运行顺畅,对用户友好,开销少。

篇7:基于Client/Server数据完整性约束的实现技术

基于Client/Server数据完整性约束的实现技术

要:本论文主要讨论基于client/server数据完整性约束及其如何实施企业业务规则,并以sqlserver和powerbuilder为例,介绍了数据完整性约束的实现技术。

关键词:client/server,数据完整性约束,

企业业务规则

dbms已从早期的分散的一个个计算模型、网络/文件服务计算模型(针对文件)发展到现在的client/server计算模型(针对表中的一行)。client/server模型是非对等的(decoupled),客户发出服务请求,服务器作出响应,提供服务,即所谓的“请求驱动”。db的client/server系统由dbserver、客户应用程序和网络组成。dbserver(即后端)负责有效地管理系统的资源,主要负责数据处理、并发控制、数据安全性、数据完整性和数据的备份和恢复等。客户应用程序(即前端)是系统中供用户与数据进行交互的部件,主要任务是提供交互式界面完成数据的录入、分析、检查和显示,向dbserver发出请求(sql语句)并接收结果和错误信息。网络和通信软件是系统中客户和服务器之间数据传送的工具。

由于现在的数据库都是开放、多用户共享,因此维护数据库的正确性至关重要。数据库的完整性描述为数据库内容的完整性约束集合,其中完整性约束指数据库的一个状态是否合理,这是一组谓词。dbs检查数据的状态和状态转换,判定它们是否合理,是否应予接受。对一个数据库操作,要判定其是否符合完整性约束,全部断言无矛盾时才可以执行。完整性约束的形式化定义i=(o,p,a,r),其中o是完整性约束所涉及的数据对象集合,p是对象所满足的谓词,a是触发检查的条件,r是约束不满足时的反应动作[2]一、

常见的数据完整性约束根据分类角度不同,可将完整性约束分为如下几类:・域、元组、集合完整性・立即约束和推迟(到eot)约束・状态约束和状态演变约束。・标准和定制的数据完整性约束

实际的系统中,一般将数据完整性约束分为标准的数据完整性约束和定制的数据完整性约束。标准的`数据完整性约束是dbs已经实现的内部规则,包括域完整性、实体完整性和引用完整性。

域完整性(field

integrity)保证一个数据库不包含无意义的或不合理的值,即保证表的某一列的任何值是该列域(即合法的数据集合)的成员。方法是限制列的数据类型、精度、范围、格式和长度等。实体完整性(entity

integrity)保证一个表中的每一行必须是唯一的(元组的唯一性)。为保证实体完整性,需指定一个表中

篇8:基于Client/Server数据完整性约束的实现技术

摘 要:本论文主要讨论基于Client/Server数据完整性约束及其如何实施企业业务规则,并以SQLServer和PowerBuilder为例,介绍了数据完整性约束的实现技术,

基于Client/Server数据完整性约束的实现技术

。 关键词:Client/Server,数据完整性约束, 企业业务规则 DBMS已从早期的分散的一个个计算模型、网络/文件服务计算模型(针对文件)发展到现在的Client/Server计算模型(针对表中的一行)。Client/Server模型是非对等的(decoupled),客户发出服务请求,服务器作出响应,提供服务,即所谓的“请求驱动”。DB的Client/Server系统由DBServer、客户应用程序和网络组成。DBServer(即后端)负责有效地管理系统的资源,主要负责数据处理、并发控制、数据安全性、数据完整性和数据的备份和恢复等。客户应用程序(即前端)是系统中供用户与数据进行交互的部件,主要任务是提供交互式界面完成数据的录入、分析、检查和显示,向DBServer发出请求(SQL语句)并接收结果和错误信息,

篇9:基于Client/Server数据完整性约束的实现技术

网络和通信软件是系统中客户和服务器之间数据传送的工具。 由于现在的数据库都是开放、多用户共享,因此维护数据库的正确性至关重要。数据库的完整性描述为数据库内容的完整性约束集合,其中完整性约束指数据库的一个状态是否合理,这是一组谓词。DBS检查数据的状态和状态转换,判定它们是否合理,是否应予接受。对一个数据库操作,要判定其是否符合完整性约束,全部断言无矛盾时才可以执行。完整性约束的形式化定义I=(O,P,A,R),其中O是完整性约束所涉及的数据对象集合,P是对象所满足的谓词,A是触发检查的条件,R是约束不满足时的反应动作[2]一、常见的数据完整性约束根据分类角度不同,可将完整性约束分为如下几类:・域、元组、集合完整性・立即约束和推迟(到EOT)约束・状态约束和状态演变约束。・标准和定制的数据完整性约束 实际的系统中,一般将数据完整性约束分为标准的数据完整性约束和定制的数据完整性约束。标准的数据完整性约束是DBS已经实现的内部规则,包括域完整性、实体完整性和引用完整性。 域完整性(Field Integrity)保证一个数据库不包含无意义的`或不合理的值,即保证表的某一列的任何值是该列域(即合法的数据集合)的成员。方法是限制列的数据类型、精度、范围、格式和长度等。实体完整性(Entity Integrity)保证一个表中的每一行必须是唯一的(元组的唯一性)。为保证实体完整性,需指定一个表中

篇10:python实现的udp协议Server和Client代码实例

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篇11:基于ArcGIS Server地理网络分析系统的实现与应用

基于ArcGIS Server地理网络分析系统的实现与应用

地理网络分析是项重要的GIS空间分析功能.利用WebGIS技术为公共用户提供包括地理网络分析在内的分析工具是共享操作研究的一个重要应用研究方向.讨论了基于ArcGIS Server二次开发上的地理网络分析系统的设计方案.将调用的分析模型API函数集成为系统功能的实施关键技术.把道路追踪、资源分配等事务在Internet环境下应用与模拟,系统显示出功能齐备、良好的人机交互性能、稳定的.空间运算过程等优点.能够满足地理网络分析的事务性和商业化的需求.

作 者:乔纪纲 张亦汉 QIAO Ji-gang ZHANG Yi-ban  作者单位:乔纪纲,QIAO Ji-gang(广东商学院,资源与环境学院,广东,广州,501320)

张亦汉,ZHANG Yi-ban(中山大学,地理科学与规划学院,广东,广州,510275)

刊 名:测绘与空间地理信息 英文刊名:GEOMATICS & SPATIAL INFORMATION TECHNOLOGY 年,卷(期):2009 32(4) 分类号:P208 关键词:ArcGIS   Server   WebGIS   地理网络   路径分析  

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基于Client/Server 的课件系统的设计与实现
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