信息系統(tǒng)的報(bào)表存取模式研究

余肖生　汪宏舟

[摘要]電子報(bào)表在管理控制中發(fā)揮著越來越重要的作用。選擇一種最適合于信息系統(tǒng)功能需求的報(bào)表呈現(xiàn)方式，在一定程度上成了信息系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵。本文中筆者比較了三種常用的報(bào)表存取模式，認(rèn)為表格類報(bào)表是信息系統(tǒng)報(bào)表呈現(xiàn)的主要形式，并詳細(xì)分析了表格類報(bào)表的設(shè)計(jì)方法、性能優(yōu)化等問題。最后，以一個(gè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)——五人制足球信息統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)為例，討論了表格類報(bào)表的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]管理信息系統(tǒng)；報(bào)表存取模式；報(bào)表呈現(xiàn)

[中圖分類號(hào)]TP311

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1008-0821（2015）02-0053-04

隨著信息爆炸時(shí)代的到來，各行各業(yè)傳統(tǒng)的辦公模式面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，產(chǎn)生了“無紙化辦公”、“網(wǎng)絡(luò)查詢”的要求，而電子報(bào)表作為現(xiàn)代技術(shù)的出現(xiàn)，在管理控制中發(fā)揮重要作用，尤其在財(cái)務(wù)報(bào)告及分析評(píng)價(jià)方面。因此在信息系統(tǒng)開發(fā)的過程中，除了常規(guī)事務(wù)，還更應(yīng)關(guān)注報(bào)表的設(shè)計(jì)。報(bào)表設(shè)計(jì)主要包括兩方面內(nèi)容：一方面是報(bào)表旱現(xiàn)形式。在信息系統(tǒng)中報(bào)表呈現(xiàn)形式主要有文字、圖形和表格等。文字類報(bào)表作為總結(jié)性報(bào)表之一，易受主觀意識(shí)影響，有遺漏潛在信息的可能；圖形類報(bào)表的報(bào)表內(nèi)容客觀，但也易受到圖形的局限性而影響分析結(jié)果的評(píng)估；而表格類報(bào)表作為報(bào)表呈現(xiàn)的基本形式，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)呈現(xiàn)中發(fā)揮著越來越重要的作用。另一方面是報(bào)表數(shù)據(jù)存取方式的選擇，這涉及報(bào)表存取模式。本文認(rèn)為表格類報(bào)表是信息系統(tǒng)報(bào)表呈現(xiàn)的主要形式，并著重比較了3種常用的報(bào)表存取模式，接著詳細(xì)分析了表格類報(bào)表的設(shè)計(jì)方法、性能優(yōu)化等問題，最后，以一個(gè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)——五人制足球信息統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)為例，討論了表格類報(bào)表的應(yīng)用。

1 報(bào)表存取模式的比較

數(shù)據(jù)存取是指數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)存儲(chǔ)組織和存貯路徑的實(shí)現(xiàn)和維護(hù)，而所謂報(bào)表存取模式是指報(bào)表的數(shù)據(jù)來源及其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)組織的方式。在報(bào)表開發(fā)中，報(bào)表呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)來源通常有三種，分別是視圖（View）、存儲(chǔ)表（Table）、數(shù)據(jù)倉庫（Data warehouse）。第一種是在數(shù)據(jù)庫中通過創(chuàng)建視圖，基于視圖做過濾查詢后，為前端應(yīng)用程序提供數(shù)據(jù)源，輸出報(bào)表；第二種是在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建存儲(chǔ)表，專門存儲(chǔ)報(bào)表數(shù)據(jù)，并在前端應(yīng)用程序輸出報(bào)表；第三種是從數(shù)據(jù)源提取數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)倉庫中，利用即席查詢、OLAP分析、數(shù)據(jù)挖掘等訪問工具輸出報(bào)表。

在進(jìn)一步討論報(bào)表存取模式之前，需要了解普通視圖和表的區(qū)別及執(zhí)行效率問題。視圖是從一個(gè)或幾個(gè)基本表（或視圖）導(dǎo)出的表。它與基本表不同，是個(gè)虛表。數(shù)據(jù)庫中只存放視圖的定義，而不存放視圖對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)仍存放在原來的基本表中。因此普通視圖實(shí)際就是多表查詢，顯然比單表查詢的效率要低些，這是視圖和表的區(qū)別。

下面討論常見的三種報(bào)表存取模式以及它們的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，如表1所示。

通過創(chuàng)建視圖（View）來呈現(xiàn)報(bào)表是一種最基本的開發(fā)模式。通常，這一開發(fā)模式僅適合于只有少數(shù)幾個(gè)表的連接查詢或簡單計(jì)算的情形。Crystal Reports報(bào)表軟件是這種報(bào)表存取模式的典型代表。其主要特點(diǎn)是形式多樣的內(nèi)容創(chuàng)建、支持多數(shù)據(jù)源、提供分析工具以及支持Web應(yīng)用，可集成到開發(fā)者的開發(fā)環(huán)境中，如Visual Studio，.Net平臺(tái)等。這種報(bào)表開發(fā)方法直觀，數(shù)據(jù)基本不存在冗余，幫助開發(fā)者做出了大量報(bào)表。如果報(bào)表數(shù)據(jù)很復(fù)雜時(shí)，比如報(bào)表需要從復(fù)雜的數(shù)據(jù)源或者多個(gè)不同類型的數(shù)據(jù)源中獲取數(shù)據(jù)，獲取的數(shù)據(jù)可能還需要統(tǒng)計(jì)、格式轉(zhuǎn)換或其他處理。這樣的報(bào)表視圖查詢語句復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)難度大。通過這類報(bào)表軟件制作復(fù)雜報(bào)表時(shí)，會(huì)因?yàn)樵谝晥D中進(jìn)行多次復(fù)雜的關(guān)系代數(shù)運(yùn)算使得運(yùn)行效率很低，無法高效地將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)加載到報(bào)表中。而用戶請(qǐng)求以最少的響應(yīng)時(shí)延傳送Web頁面被公認(rèn)為Web頁面最重要的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，因此這種方法僅適用于業(yè)務(wù)規(guī)則簡單的報(bào)表。

物化視圖（Materialized View）是視圖的一種延伸。物化視圖把視圖結(jié)果存放在數(shù)據(jù)庫中，創(chuàng)建一個(gè)包含視圖數(shù)據(jù)的臨時(shí)表，基于這個(gè)臨時(shí)表再執(zhí)行查詢。這種處理能夠在一定程度上提高報(bào)表查詢的效率。但開發(fā)者還是需要一口氣編寫復(fù)雜的視圖，難度大，也不便于開發(fā)者維護(hù)代碼。

相反若以存儲(chǔ)表（Table）的方式存取報(bào)表數(shù)據(jù)并輸出，其好處是報(bào)表查詢效率高。開發(fā)者只需要在業(yè)務(wù)系統(tǒng)中編寫少量程序，控制數(shù)據(jù)流的提取、轉(zhuǎn)換，保證數(shù)據(jù)的一致性，并將報(bào)表數(shù)據(jù)源存儲(chǔ)到存儲(chǔ)表中。這種方法在處理復(fù)雜數(shù)據(jù)源時(shí)，實(shí)現(xiàn)難度比視圖小。當(dāng)然用存儲(chǔ)表的方式也會(huì)導(dǎo)致一些問題：①因需要在業(yè)務(wù)系統(tǒng)中自動(dòng)提取轉(zhuǎn)換原始數(shù)據(jù)，從而拖累業(yè)務(wù)系統(tǒng)，導(dǎo)致業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行效率相對(duì)低一點(diǎn)；②存在一定的數(shù)據(jù)冗余，這就需要開發(fā)人員確保數(shù)據(jù)的高度一致性。這種方法適用于業(yè)務(wù)規(guī)則復(fù)雜的報(bào)表。

以數(shù)據(jù)倉庫（Data warehouse）的方式開發(fā)報(bào)表，除數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)庫服務(wù)器外，還需要?jiǎng)?chuàng)建分析服務(wù)器（Analysis Services），建立專門的多維數(shù)據(jù)庫，不僅在服務(wù)器資源上增加了額外的開銷，而且開發(fā)的成本要高很多，這種報(bào)表存取模式適用于企業(yè)級(jí)管理信息系統(tǒng)。

在實(shí)際開發(fā)中，對(duì)于小型常規(guī)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，多采用視圖或存儲(chǔ)表的設(shè)計(jì)方法；對(duì)于企業(yè)級(jí)管理信息系統(tǒng)，則更多采用創(chuàng)建數(shù)據(jù)倉庫的方式開發(fā)報(bào)表。

2 報(bào)表呈現(xiàn)過程的分析與設(shè)計(jì)

2.1報(bào)表呈現(xiàn)過程的數(shù)據(jù)流分析

在傳統(tǒng)的報(bào)表軟件中，報(bào)表統(tǒng)計(jì)處理單元從數(shù)據(jù)源中提取、轉(zhuǎn)換、加載數(shù)據(jù)，輸出報(bào)表呈現(xiàn)給用戶。如圖1所示，數(shù)據(jù)源直接把原始數(shù)據(jù)交給報(bào)表統(tǒng)計(jì)處理單元處理。當(dāng)原始數(shù)據(jù)復(fù)雜時(shí)，一方面，實(shí)現(xiàn)難度增大；另一方面，增加了報(bào)表統(tǒng)計(jì)處理單元的負(fù)載，使查詢效率降低。

在這個(gè)過程中，如果能夠把數(shù)據(jù)的提取、轉(zhuǎn)換交給數(shù)據(jù)源來完成或者增加一個(gè)數(shù)據(jù)源加載處理單元來完成這部分的數(shù)據(jù)處理，會(huì)減輕報(bào)表統(tǒng)計(jì)處理單元的負(fù)載，如圖2所示。當(dāng)數(shù)據(jù)源加載處理單元能夠在業(yè)務(wù)系統(tǒng)中運(yùn)行，不在報(bào)表系統(tǒng)中運(yùn)行，雖然會(huì)影響業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，但有些情況下是值得的。endprint

三種報(bào)表存取模式中，存儲(chǔ)表和數(shù)據(jù)倉庫結(jié)構(gòu)的報(bào)表存取模式，正是通過增加一個(gè)數(shù)據(jù)源加載處理單元來提取、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，使得報(bào)表統(tǒng)計(jì)處理單元的實(shí)現(xiàn)難度降低、查詢效率提高。

2.2報(bào)表呈現(xiàn)過程的設(shè)計(jì)

在報(bào)表呈現(xiàn)過程的設(shè)計(jì)階段，需要進(jìn)行功能模塊設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)。本文以存儲(chǔ)表結(jié)構(gòu)的報(bào)表存取模式為例，討論其實(shí)施步驟。

2.2.1功能模塊設(shè)計(jì)

根據(jù)需求分析、數(shù)據(jù)流程以及模塊劃分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)模塊并給出具體功能。從模塊聚合性方面考慮，報(bào)表呈現(xiàn)過程的數(shù)據(jù)流是先提取、轉(zhuǎn)換業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的原始數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)表中，之后再加載存儲(chǔ)表數(shù)據(jù)，生成報(bào)表。因此整個(gè)數(shù)據(jù)流可分為原始數(shù)據(jù)的提取、轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)加載兩個(gè)不同時(shí)間段進(jìn)行。從模塊耦合性方面考慮，原始數(shù)據(jù)的提取、轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)的加載只是通過數(shù)據(jù)交換實(shí)現(xiàn)，并且控制信息的傳遞。

因此報(bào)表呈現(xiàn)過程中包括兩個(gè)功能模塊，分別是報(bào)表統(tǒng)計(jì)模塊和數(shù)據(jù)源加載模塊。報(bào)表統(tǒng)計(jì)模塊用于報(bào)表輸出和數(shù)據(jù)加載，即設(shè)計(jì)出符合客戶要求的報(bào)表樣式，并設(shè)計(jì)好數(shù)據(jù)加載接口。數(shù)據(jù)源加載模塊用于數(shù)據(jù)的提取、轉(zhuǎn)換及存儲(chǔ)，即在業(yè)務(wù)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流中選擇適當(dāng)位置設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)源加載模塊，獲取流經(jīng)該業(yè)務(wù)的原始數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換后存儲(chǔ)在存儲(chǔ)表中，并保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性。

2.2.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

報(bào)表呈現(xiàn)過程中，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)也尤為重要，這里的數(shù)據(jù)庫主要是指存儲(chǔ)表。存儲(chǔ)表可以違背完整性約束以及范式，比如不設(shè)置主鍵或者設(shè)置自增長ID作為惟一標(biāo)識(shí)；允許數(shù)據(jù)存在冗余，用業(yè)務(wù)表的有關(guān)非主屬性替代之間的關(guān)系或外鍵，其目的是達(dá)到所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)跟視圖基本一樣。對(duì)于需要復(fù)雜計(jì)算的派生列數(shù)據(jù)項(xiàng)要留有對(duì)應(yīng)的列接收數(shù)據(jù)。

3 實(shí)例研究

筆者以五人制足球信息統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)中的報(bào)表設(shè)計(jì)為例，對(duì)視圖和存儲(chǔ)表兩種報(bào)表存取模式及報(bào)表呈現(xiàn)過程的分析設(shè)計(jì)思想進(jìn)一步分析與討論。本系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)為ASP.NET和SQL Server，主要完成系統(tǒng)管理、賽前管理、賽后管理和比賽報(bào)告等四大功能模塊。系統(tǒng)業(yè)務(wù)中涉及的用戶主要有裁判員、比賽監(jiān)督員、賽區(qū)工作人員、體協(xié)管理員。主要業(yè)務(wù)描述如下：①裁判員在賽后登記裁判報(bào)告；②比賽監(jiān)督員在賽后登記比賽監(jiān)督報(bào)告；③賽區(qū)工作人員在賽后登記賽區(qū)工作報(bào)告；④體協(xié)管理員審核報(bào)告并做出停賽處理以及扣分罰款處理。

比賽報(bào)告模塊作為本系統(tǒng)的核心模塊，其包括裁判報(bào)告、比賽監(jiān)督報(bào)告、賽區(qū)工作報(bào)告、積分榜、射手榜、停賽公告、扣分罰款統(tǒng)計(jì)等7張報(bào)表。在分析每張報(bào)表的數(shù)據(jù)來源時(shí)，發(fā)現(xiàn)裁判報(bào)告、比賽監(jiān)督報(bào)告、賽區(qū)工作報(bào)告以及射手榜、積分榜的業(yè)務(wù)規(guī)則較簡單，其數(shù)據(jù)源大多來自一兩張表并且不需要對(duì)原始數(shù)據(jù)后續(xù)處理，容易創(chuàng)建視圖，得出符合要求的報(bào)表。射手榜報(bào)表數(shù)據(jù)源的創(chuàng)建視圖代碼如圖3所示。

從代碼量我們可看出代碼量極少，最終報(bào)表呈現(xiàn)的效果如圖4所示。這類業(yè)務(wù)規(guī)則簡單的報(bào)表，視圖方式顯然是更優(yōu)的選擇。

而停賽公告和扣分罰款統(tǒng)計(jì)的業(yè)務(wù)規(guī)則比較復(fù)雜。以停賽公告為例，其業(yè)務(wù)規(guī)則如下：當(dāng)1名隊(duì)員比賽時(shí)得到1張紅牌或者黃牌累計(jì)達(dá)到3張時(shí)，要求停賽1次；停賽場(chǎng)序由體協(xié)管理員審核完賽事報(bào)告后，繼續(xù)處理；如需要額外停賽，由體系管理員后續(xù)處理。報(bào)表輸出還要求同一隊(duì)員累加停賽場(chǎng)數(shù)，最終輸出1張信息自上而下累加的停賽公告報(bào)表。若以創(chuàng)建視圖的方式，查詢語句極其復(fù)雜，因此存儲(chǔ)表的存取模式是最佳的選擇。

在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方面，停賽公告存儲(chǔ)表的關(guān)系模式是停賽公告表（編號(hào)，賽事年度，賽事輪數(shù)，賽事場(chǎng)序，球隊(duì)名稱，隊(duì)員名稱，隊(duì)員號(hào)碼，停賽場(chǎng)序，累積黃牌，累計(jì)紅牌，累計(jì)停賽，停賽原因，處理狀態(tài)）。停賽公告存儲(chǔ)表的關(guān)系模式顯然不滿足完整性約束和范式，更接近報(bào)表的數(shù)據(jù)源。

在功能模塊設(shè)計(jì)方面，賽事審核時(shí)，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)源加載模塊，獲取紅黃牌數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為停賽數(shù)據(jù)，控制信息的傳遞，保證數(shù)據(jù)一致性，并更新停賽存儲(chǔ)表，供用戶后續(xù)處理后輸出報(bào)表。處理代碼如圖5所示。

報(bào)表統(tǒng)計(jì)模塊的設(shè)計(jì)相對(duì)容易，從存儲(chǔ)表中加載數(shù)據(jù)，綁定到報(bào)表中，并輸出報(bào)表。停賽公告報(bào)表呈現(xiàn)的效果如圖6所示。

4 結(jié)語

筆者通過比較三種報(bào)表存取模式的差別及分析表格類報(bào)表的設(shè)計(jì)方法，就報(bào)表呈現(xiàn)過程中如何降低報(bào)表的實(shí)現(xiàn)難度和如何優(yōu)化報(bào)表的查詢性能等問題，提出解決方案，并給出實(shí)例。在設(shè)計(jì)報(bào)表呈現(xiàn)過程時(shí)，如果業(yè)務(wù)規(guī)則較簡單，選擇視圖作為報(bào)表的數(shù)據(jù)來源比較合適；如果業(yè)務(wù)規(guī)則復(fù)雜且報(bào)表有特殊要求，選擇存儲(chǔ)表或數(shù)據(jù)倉庫作為數(shù)據(jù)來源更合適。然而存儲(chǔ)表這種報(bào)表存取模式實(shí)際上可以理解為一種小型的數(shù)據(jù)倉庫。筆者并沒有提出一種介于數(shù)據(jù)倉庫和視圖之間的新模式替代存儲(chǔ)表。這是本文存在的不足，也有待進(jìn)一步研究探討。

（本文責(zé)任編輯：孫國雷）endprint