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)計系統(tǒng)中，主要需要面對設(shè)計的文檔、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，需要解決文件存儲位置的問題并對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行設(shè)計分析。本文對此進(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字段來描述這個文件服務(wù)器的位置和路徑，從而把兩個部分的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來，如圖1所示。
圖1 文件服務(wù)器存儲方式
這種方式的優(yōu)點是對數(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。這種字段在存儲大對象的時候，實際上存儲在另外的“表空間”中，主記錄表中僅僅存儲大對象在這個表空間的地址指針，因此對主記錄數(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“大對象表空間”指定到不同的磁盤分區(qū)、卷、硬盤，甚至其他計算機(jī)的目錄中。數(shù)據(jù)庫管理員也可以隨時追加“大對象表空間”的目錄空間。這樣雖然從存儲的物理位置上，文件記錄和文件內(nèi)容本身確實在不同“空間”存儲，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 文件存儲方案的選定
綜合以上討論，本項目規(guī)定在合作方原有數(shù)據(jù)庫使用比較輕量級的數(shù)據(jù)庫(比如Sql Server2000)的時候，可以在相應(yīng)點采用文件服務(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)庫存儲的方式。選擇數(shù)據(jù)庫存儲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)庫存儲文件，那么這個文件在數(shù)據(jù)庫中不會有任何記錄存在，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.避免文件存儲中感染病毒：很多文件在存儲中會被感染病毒，造成數(shù)據(jù)的損失，而文件存儲在數(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.存儲空間可以獨(dú)立于操作系統(tǒng)之外：數(shù)據(jù)庫的存儲空間可以獨(dú)立于操作系統(tǒng)，這樣數(shù)據(jù)庫對數(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，就需要面對更大的工作量和風(fēng)險。
(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)庫會自動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應(yīng)關(guān)系，很容易出現(xiàn)差錯。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)計上的難度會很大。
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)中的一個項目管理子功能為例，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，每個類表示一個概念，如圖3所示。
對于多對多關(guān)系，需要增加一個關(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，對每個領(lǐng)域類的屬性進(jìn)行分析，得到一個初步的PDM協(xié)同設(shè)計系統(tǒng)關(guān)于項目管理部分的數(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)一步對每個表的字段進(jìn)行細(xì)化定義，完成對數(shù)據(jù)模型的設(shè)計。
3 結(jié)束語
數(shù)據(jù)模型的設(shè)計是該P(yáng)DM系統(tǒng)設(shè)計的重點工作，在數(shù)據(jù)模型設(shè)計時堅持采用模型驅(qū)動的設(shè)計方法。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)對象之間的關(guān)系，然后再細(xì)致考慮每個數(shù)據(jù)對象的細(xì)節(jié)，從而保證了數(shù)據(jù)模型設(shè)計結(jié)果的穩(wěn)定性。
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本文標(biāo)題：異地協(xié)同設(shè)計PDM系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型的建立
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