基于C#的臺(tái)站數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

（廣西廣播電視無(wú)線傳播樞紐臺(tái)）

1 引言

廣西區(qū)無(wú)線發(fā)射機(jī)臺(tái)站數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性、完整性是保證遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)和臺(tái)站計(jì)算機(jī)應(yīng)用控制程序正常運(yùn)行的前提與基礎(chǔ)，假設(shè)沒(méi)有了數(shù)據(jù)庫(kù)的支撐，遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)的作用將歸結(jié)于零。然而我們總結(jié)發(fā)現(xiàn)，在使用數(shù)據(jù)庫(kù)過(guò)程中會(huì)遇到不少的問(wèn)題，如軟件沖突，系統(tǒng)故障，硬件故障、未知錯(cuò)誤等導(dǎo)致SQL應(yīng)用程序無(wú)法啟動(dòng)或者數(shù)據(jù)文件丟失。傳統(tǒng)的解決方案是人工找到原來(lái)的數(shù)據(jù)庫(kù)備份文件進(jìn)行附加解決，備份方式也是采用手動(dòng)進(jìn)行，無(wú)法做自動(dòng)聯(lián)機(jī)處理，解決不及時(shí)，總體效率低下，靈活性不高，操作過(guò)程量大且復(fù)雜，需要比較深?yuàn)W的專業(yè)功底知識(shí)，一般人無(wú)法完成。針對(duì)這些問(wèn)題提出更加高效，安全，靈活，便捷解決方案，這也是研發(fā)本系統(tǒng)的根本原因，系統(tǒng)投入使用后將為全區(qū)無(wú)線廣播電視的安全播出工作發(fā)揮著重要作用。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

本系統(tǒng)可以取替?zhèn)鹘y(tǒng)手工操作，輕松實(shí)現(xiàn)自動(dòng)備份、數(shù)據(jù)還原、聯(lián)機(jī)處理功能。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸安全可靠，系統(tǒng)追求友好人機(jī)交互的同時(shí)還提供易維護(hù)、可擴(kuò)展等功能。

2.2 開(kāi)發(fā)及運(yùn)行環(huán)境

1.開(kāi)發(fā)平臺(tái)：Microsoft Visual Studio 2010

2.數(shù)據(jù)庫(kù)：SQL Server

3.開(kāi)發(fā)語(yǔ)言：C#

4.依賴框架：Microsoft .net framework 2.0

5.運(yùn) 行 平 臺(tái)：Windows2003、Windows XP、Windows7、Windows10

6.內(nèi)存:128MB以上

2.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

分中心的臺(tái)站計(jì)算機(jī)通過(guò)內(nèi)網(wǎng)主干網(wǎng)絡(luò)與中心服務(wù)器相連接，其臺(tái)站地點(diǎn)、接入計(jì)算機(jī)數(shù)量不受限制，網(wǎng)內(nèi)所有計(jì)算機(jī)構(gòu)成一張網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。本系統(tǒng)可以架設(shè)在網(wǎng)內(nèi)的任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，如中心服務(wù)器、臺(tái)站計(jì)算機(jī)、辦公室計(jì)算機(jī)等，具有不受地點(diǎn)限制的優(yōu)點(diǎn)。并且兼容原有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不影響其他計(jì)算機(jī)應(yīng)用控制程序正常運(yùn)行。備份時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)從臺(tái)站數(shù)據(jù)庫(kù)取出數(shù)據(jù)，并自動(dòng)備份到指定計(jì)算機(jī)的SQL數(shù)據(jù)庫(kù)中，還原則反之。整個(gè)操作過(guò)程簡(jiǎn)單、靈活，數(shù)據(jù)交換安全、可靠，為今后較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)臺(tái)站的無(wú)限擴(kuò)充提供了可能性，符合當(dāng)前實(shí)際工作的需要。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)

2.4 系統(tǒng)架構(gòu)

2.4.1 架構(gòu)簡(jiǎn)述

通常在軟件體系架構(gòu)設(shè)計(jì)中，分層式結(jié)構(gòu)是最常見(jiàn)，也是最重要的一種結(jié)構(gòu)，本系統(tǒng)采用三層架構(gòu)設(shè)計(jì)，從下至上分別為：數(shù)據(jù)訪問(wèn)層、業(yè)務(wù)邏輯層、表示層，如圖1所示。其目的是為了實(shí)現(xiàn)“高內(nèi)聚，低耦合”的設(shè)計(jì)思想。各層的作用如下：

1.表示層:位于最上層，主要是指與用戶交互的界面，其與臺(tái)站維護(hù)人員或者平臺(tái)值班員關(guān)系最為密切，專門用于接收輸入的數(shù)據(jù)和顯示處理后的結(jié)果，用戶需要備份或者還原數(shù)據(jù)時(shí)必須在本層點(diǎn)擊界面操作方可實(shí)現(xiàn)。

2.業(yè)務(wù)邏輯層：如同一座橋梁或者一名廚師，位置很關(guān)鍵，它處于數(shù)據(jù)訪問(wèn)層與表示層中間，起到了數(shù)據(jù)交換中承上啟下的作用。其

主要實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯，具體包含：驗(yàn)證、計(jì)算、業(yè)務(wù)規(guī)則等。

3.數(shù)據(jù)訪問(wèn)層：其功能主要是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)，可以訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、二進(jìn)制文件、日志文檔或是XML等。另外，可實(shí)現(xiàn)對(duì)某個(gè)臺(tái)站數(shù)據(jù)的增加、刪除、修改、查詢。將存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的臺(tái)站數(shù)據(jù)提交給業(yè)務(wù)邏輯層處理，同時(shí)將業(yè)務(wù)邏輯層處理的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.4.2 架構(gòu)優(yōu)點(diǎn)

1.層次分明，結(jié)構(gòu)清晰，有利于標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。另外開(kāi)發(fā)人員可以只關(guān)注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的中某一層，研發(fā)不受城市地點(diǎn)限制，有助于團(tuán)隊(duì)快速開(kāi)發(fā)。

2.可以降低層與層之間的依賴，使復(fù)雜變得更加簡(jiǎn)單；

3.利于代碼精簡(jiǎn)和各層接口邏輯的復(fù)用。

4.功能可擴(kuò)充，數(shù)據(jù)庫(kù)可轉(zhuǎn)移，且可接受MYSQL、ORACLE等類型數(shù)據(jù)庫(kù)和不同數(shù)據(jù)庫(kù)、不同版本之間的數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)輕操作，易維護(hù)，極大地降低了維護(hù)成本，也為二次開(kāi)發(fā)提供可行性。

3 系統(tǒng)功能概述

圖2 功能流程圖

1.自動(dòng)備份：首先，從所有列舉臺(tái)站中隨機(jī)選出一個(gè)或者多個(gè)臺(tái)站組成一個(gè)備份方案，并提供增加、刪除、修改、啟動(dòng)、停止等功能；其次，系統(tǒng)運(yùn)行中自動(dòng)判斷當(dāng)前時(shí)間節(jié)點(diǎn)與方案中預(yù)設(shè)的時(shí)間點(diǎn)相吻合，將自動(dòng)備份數(shù)據(jù)到指定服務(wù)器上。若需要備份的臺(tái)站通信異常，則自動(dòng)跳入下一個(gè)臺(tái)站進(jìn)行備份；最后，若整個(gè)備份過(guò)程中，進(jìn)行停止備份操作時(shí)，系統(tǒng)將失敗原因記錄到日志，并啟動(dòng)回滾事務(wù)。

2.服務(wù)端恢復(fù)：臺(tái)站將計(jì)算機(jī)接入主干內(nèi)網(wǎng)，聯(lián)系管理員或者具有恢復(fù)權(quán)限的值班員進(jìn)行恢復(fù)操作，系統(tǒng)根據(jù)通信情況，自動(dòng)判斷是否去服務(wù)器取出相應(yīng)臺(tái)站的數(shù)據(jù)并恢復(fù)，恢復(fù)失敗則做回滾操作。其特點(diǎn)是服務(wù)端可以對(duì)單個(gè)或多個(gè)臺(tái)站進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)。

3.客戶端恢復(fù)：其與服務(wù)端恢復(fù)的原理及結(jié)果一樣，最終都能使得臺(tái)站數(shù)據(jù)恢復(fù)正常。其在恢復(fù)數(shù)據(jù)時(shí)，不需要聯(lián)系管理員或者平臺(tái)值班員，用戶隨時(shí)進(jìn)行恢復(fù)，過(guò)程簡(jiǎn)單，操作便捷。

4 性能指標(biāo)

通過(guò)反復(fù)操作，備份一個(gè)臺(tái)站數(shù)據(jù)只需兩個(gè)簡(jiǎn)單步驟，一是建立備份方案，二是執(zhí)行方案，耗時(shí)較少，后臺(tái)備份一個(gè)普通臺(tái)站的數(shù)據(jù)僅需3～4秒。圖3數(shù)據(jù)顯示，本系統(tǒng)采用層次結(jié)構(gòu)的劃分之后代碼設(shè)計(jì)得相對(duì)精練，類與類之間的耦合度比較低，繼承深度僅為1度，整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜度盡可能做到簡(jiǎn)單化，且功能盡可能完善。另外我們從列表的可維護(hù)性能批標(biāo)中，各層次的得分比較高，總體達(dá)到了82%，大大提高了系統(tǒng)的維護(hù)性能，滿足今后因臺(tái)站發(fā)展，數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)移，技術(shù)更新需要而實(shí)現(xiàn)的擴(kuò)展和升級(jí)做了充分的準(zhǔn)備。

圖3 性能參數(shù)

5 總結(jié)

總之，本系統(tǒng)采用三層架構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)清晰，層次分明，功能齊全，操作簡(jiǎn)單實(shí)用，能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)備份、自動(dòng)備份、還原等功能。經(jīng)過(guò)測(cè)試，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、安全、可靠，正式應(yīng)用后將大大減輕全區(qū)臺(tái)站數(shù)據(jù)備份的繁雜工作，滿足如今遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)維護(hù)的實(shí)際需求，對(duì)廣播電視的安全播出工作起到保障作用。另外，系統(tǒng)最大限度實(shí)現(xiàn)易維護(hù)、可擴(kuò)展，為今后功能的擴(kuò)充和二次開(kāi)發(fā)提供有利條件。

[1][美]Christian Nagel.C#高級(jí)編程(第8版).清華大學(xué)出版社，2013.10

[2]軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)聯(lián)盟.C#開(kāi)發(fā)實(shí)例大全（提高卷）.清華大學(xué)出版社，2016.01

[3]閆書(shū)清.高性能SQL調(diào)優(yōu)精要與案例解析.電子工業(yè)出版，2017.08

[4]白文榮.軟件工程與設(shè)計(jì)模式.清華大學(xué)出版社，2017.01