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時間：2023-03-24 15:22:55
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通用串行總線USB（UniversalSerialBus）作為一種新型的數(shù)據(jù)通信接口在越來越廣闊的領(lǐng)域得到應(yīng)用。而基于USB接口的數(shù)據(jù)采集卡與傳統(tǒng)的PCI卡及ISA卡相比具有即插即用、熱插拔、傳輸速度快、通用性強(qiáng)、易擴(kuò)展和性價比高等優(yōu)點(diǎn)。
USB的應(yīng)用程序一般用VisualC++編寫，較為復(fù)雜，花費(fèi)的時間較長。由美國國家儀器（VI）公司開發(fā)的LabVIEW語言是一種基于圖形程序的編程語言，內(nèi)含豐富的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)信號分析分析以及控制等子程序，用戶利用創(chuàng)建和調(diào)用子程序的方法編寫程序，使創(chuàng)建的程序模塊化，易于調(diào)試、理解和維護(hù)，而且程序編程簡單、直觀。因此它特別適用于數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。利用它編制USB應(yīng)用程序，把LabVIEW語言和USB總線緊密結(jié)合起來的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將集成兩者的優(yōu)點(diǎn)。USB總線可以實(shí)現(xiàn)對外部數(shù)據(jù)實(shí)時高速的采集，把采集的數(shù)據(jù)傳送到主機(jī)后再通過LabVIEW的功能模塊順利實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示、分析和存儲。
1USB及其在數(shù)據(jù)采集設(shè)備中的應(yīng)用
USB自1995年在Comdex上亮相以來，已廣泛地為各PC廠家所支持?，F(xiàn)在生產(chǎn)的PC幾乎都配置了USB接口，Microsoft的Windows98、NT以及MacOS、Linux等流行操作系統(tǒng)都增加對USB的支持。USB具有速度快、設(shè)備安裝和配置容易、易于擴(kuò)展、能夠采用總線供電、使用靈活等主要優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用越來越廣泛。
一個實(shí)用的USB數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件一般包括微控制器、USB通信接口以及根據(jù)系統(tǒng)需要添加的A/D轉(zhuǎn)換器和EPROM、SRAM等。為了擴(kuò)展其用途，還可以加上多路模擬開關(guān)和數(shù)字I/O端口。系統(tǒng)的A/D、數(shù)字I/O的設(shè)計可沿用傳統(tǒng)的設(shè)計方法，根據(jù)采集的精度、速率、通道數(shù)等諸元素選擇合適的芯片，設(shè)計時應(yīng)充分注意抗干擾性，尤其對A/D采集更是如此。在微控制器和USB接口的選擇上有兩種方式：一種是采用普通單片機(jī)加上專用的USB通信芯片；另一種是采用具備USB通信功能的單片機(jī)。USB的另一大優(yōu)點(diǎn)是可以總線供電，在數(shù)據(jù)采集設(shè)備中耗電量通道不大，因此可以設(shè)計成總線供電。
一個USB設(shè)備的軟件一般包括主機(jī)的驅(qū)動程序、應(yīng)用程序和寫進(jìn)ROM里面的Firmware。Windows98提供了多種USB設(shè)備的驅(qū)動程序，但還沒有一種專門針對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所以必須針對特定的設(shè)備編制驅(qū)動程序。盡管系統(tǒng)已經(jīng)提供了很多標(biāo)準(zhǔn)接口函數(shù)，但編制驅(qū)動程序仍然是USB開發(fā)中最困難的一件事。通常采用WindowsDDK實(shí)現(xiàn)，但現(xiàn)在有許多第三方軟件廠商提供了各種各樣的生成工具，如Compuware的DriverWorks、BlueWaters的DriverWizard等軟件能夠輕易地生成高質(zhì)量的USB驅(qū)動程序。單片機(jī)程序的編制也同樣困難，而且沒有任何一家廠商提供了自動生成的工具。編制一個穩(wěn)定、完善的單片機(jī)程序直接關(guān)系到設(shè)備性能，必須給予充分的重視。以上兩個程序是開發(fā)者所關(guān)心的，而用戶卻不太關(guān)心。用戶關(guān)心的是如何高效地通過鼠標(biāo)操作設(shè)備，如何處理和分析采集進(jìn)來的大量數(shù)據(jù)。因此還必須有高質(zhì)量的用戶軟件。用戶軟件必須有友好的界面、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析和處理能力以及提供給用戶進(jìn)行再開發(fā)的接口。
2LabVIEW及其外部動態(tài)鏈接庫的調(diào)用
LabVIEW是美國國家儀器（NI）公司開發(fā)的一種基于圖形程序的虛擬儀表編程語言，其在測試與測量、數(shù)據(jù)采集、儀器控制、數(shù)字信號分析、工廠自動化等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。LabVIEW程序稱為虛擬儀器程序（簡稱VI），主要包括兩部分：前面板（即人機(jī)界面）和方框圖程序。前面板用于模擬真實(shí)儀器的面板操作，可設(shè)置輸入數(shù)值、觀察輸出值以及實(shí)現(xiàn)圖表、文本等顯示?？驁D程序應(yīng)用圖形編程語言編寫，相當(dāng)于傳統(tǒng)程序的源代碼。其用于傳送前面板輸入的命令參數(shù)到儀器以執(zhí)行相應(yīng)的操作。LabVIEW的強(qiáng)大功能在于層次化結(jié)構(gòu)，用戶可以把創(chuàng)建的VI程序當(dāng)作子程序調(diào)用，以創(chuàng)建更復(fù)雜的程序，而且，調(diào)用階數(shù)可以是任意的。LabVIEW這種創(chuàng)建和調(diào)用子程序的方法使創(chuàng)建的程序模塊化，易于調(diào)試、理解和維護(hù)。LabVIEW編程方法與傳統(tǒng)的程序設(shè)計方法不同，它擁有流程圖程序設(shè)計語言的特點(diǎn)，擺脫了傳統(tǒng)程序語言線形結(jié)構(gòu)的束縛。LabVIEW的執(zhí)行順序依方塊圖間數(shù)據(jù)的流向決定，而不像一般通用的編程語言逐行執(zhí)行。在編寫方框圖程序時，只需從功能模塊中選用不同的函數(shù)圖標(biāo)，然后再以線條相互連接，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。
LabVIEW雖有接口卡的驅(qū)動和管理程序，但主要是針對NI公司自己生產(chǎn)的卡。對于普通的I/O卡，還不能直接被LabVIEW所應(yīng)用，必須采取其他方法。其中可以用LabVIEW的PortIn和PortOut功能，但此法應(yīng)用簡單，無法實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的接口功能。而采用動態(tài)鏈接庫，可以根據(jù)具體需要編寫適當(dāng)?shù)某绦?，靈活利用LabVIEW的各項(xiàng)功能。用戶可以自己編寫DLLs實(shí)現(xiàn)LabVIEW與硬件的鏈接。用VC++6.0編制動態(tài)鏈接庫，首先生成DLL框架，AppWizard將自動生成項(xiàng)目文件，但不產(chǎn)生任何代碼，所有代碼均需用戶自己鍵入。DLL需要的文件有：①h函數(shù)聲明文件；②c源文件；③def定義文件。H文件的作用是聲明DLL要實(shí)現(xiàn)的函數(shù)原型，供DLL編譯使用，同時還提供應(yīng)用程序編譯使用。C文件是實(shí)現(xiàn)具體文件的源文件，它有一個入口點(diǎn)函數(shù)，在DLL被初次調(diào)用的運(yùn)行，做一些初始化工作。一般情況下，用戶無須做什么初始化工作，只需保留入口點(diǎn)函數(shù)框架即可。def文件是DLL項(xiàng)目中比較特殊的文件，它用來定義該DLL項(xiàng)目將輸出哪些函數(shù)，只有該文件列出的函數(shù)才能被應(yīng)用函數(shù)調(diào)用。要輸出的函數(shù)名列在該文件EXPORTS關(guān)鍵字下面。
3基于AN2131Q的單光子采集系統(tǒng)
該采集系統(tǒng)由筆者自行開發(fā)并用于單光子計數(shù)種子活性快速檢測儀中。它主要由將光子信號轉(zhuǎn)為電信號的光電倍增管（PMT）及其輔助電路和基于AN2131Q的USB采集卡組成。PMT及其前置放大器、放大器、甄別器等輔助電路能將微弱的光子信號轉(zhuǎn)換為15ns的標(biāo)準(zhǔn)TTL脈沖信號，脈沖信號經(jīng)過分頻處理后再被USB采集，USB將采集的結(jié)果實(shí)時地傳給主機(jī)處理。
3.1USB采集卡的硬件組成
該采集卡由微控制器、USB通信接口、主機(jī)以及數(shù)字I/O端口組成，如圖1所示。
筆者設(shè)計了一種同步傳輸方式的單片方案，應(yīng)用了內(nèi)置微處理器的USB設(shè)計——EZ-USBAN2131Q。它是Cypress公司的一種內(nèi)嵌微控制器的80腳USB芯片，包含三個8位多功能口，8位數(shù)據(jù)端口，16位地址端口，二個USB數(shù)據(jù)端口，二個可定義16位的定時/計數(shù)器和其他輸入輸出端口。其采用一種基于內(nèi)部RAM的解決方案，允許客戶隨時不斷地設(shè)置和升級，不受端口數(shù)、緩沖大小和傳輸速度及傳輸方式的限制。片內(nèi)嵌有一個增強(qiáng)型8051微控制器，其4個時鐘的循環(huán)周期使它比標(biāo)準(zhǔn)8051的速度快3倍。采用同步傳輸方式將單片機(jī)的計數(shù)值實(shí)時傳送給主機(jī)，而主機(jī)對計數(shù)器的控制信號則采用塊傳輸方式傳送。EZ-USB是Cypress公司推出的USB開發(fā)系統(tǒng)，它為USB外設(shè)提供了一種很好的集成化解決方案。EZ-USB在其內(nèi)核已做了大量繁瑣的、重復(fù)性的工作，這樣就簡化了開發(fā)代碼，進(jìn)而縮短了開發(fā)周期。此外，開發(fā)商還提供了配套的開發(fā)軟件（包括編譯軟件uVision51、調(diào)試軟件dScope51、控制軟件EZUSBControllPanel）以及驅(qū)動程序GPD（GeneralPurposeDriver）接口，以便于用戶進(jìn)行開發(fā)使用。
圖2開啟設(shè)備和獲取采集數(shù)據(jù)的流程圖
3.2USB采集卡的軟件構(gòu)成
在USB的Firmware中，采取同步傳輸（IsochronousTransactions）和塊傳輸（BulkTransactions）兩種傳輸方式。同步方式用來實(shí)時傳送采集的數(shù)據(jù)，塊傳輸主要用來傳輸主機(jī)命令信號和USB的狀態(tài)信息。塊傳輸中利用端點(diǎn)（Endpoint）2。兩種傳輸方式的核心中斷程序如下：
voidISR_Sutok(void)interrupt0//塊傳輸方式
{
//initializethecoutersinthe8051
TMOD=0x05；
TCON=0x10；
TH0=0；
TL0=0;
Thb=0,
TH0=0；
TL0=0;
thb=0；
EZUSB_IRQ_CLEAR（）；
USBIRQ=bmSUTOK;//ClearSUTOKIRQ
}
voidISR_Sof(void)interrupt0//同步傳輸方式
{
if(TCON&0x21){//Dealwiththecounteroverflow
TH0=0;
Tl0=0;
THB++;
TCON&=0xdf;}
IN8DATA=TH0;//3Bytescounterresult
IN8DATA=TL0；
IN8DATA=THB；
EZUSB_IRQ_CLEAR（）；
USBIRQ=bmSOF;//ClearSOFIRQ
}
在LabVIEW應(yīng)用程序中設(shè)計了一Usb.dll文件作為LabVIEW與USB的驅(qū)動程序。由于EZ-USB開發(fā)系統(tǒng)中已經(jīng)提供了底層驅(qū)動程序（GPD）接口函數(shù)，用戶只需調(diào)用這些函數(shù)即可與USB設(shè)備連接。因此在DLL的編制中只需調(diào)用它提供的函數(shù)，大大節(jié)約了開發(fā)時間，提高了開發(fā)速度。創(chuàng)建的Usb.dll文件中包含了如下五個輸出函數(shù)，功能說明如表1所示。
表1Usb.dll包含函數(shù)的功能說明
Control主機(jī)對USB設(shè)備的控制
ReadResult獲取USB發(fā)送到主機(jī)的數(shù)據(jù)
StartIsoStream啟動設(shè)備的同步傳輸流
StartThread得到標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的設(shè)備描述符
StopThread關(guān)閉設(shè)備的同步傳輸流
其定義如下：
LPSTR_declspec(dllexport)_stdcallControl(intinput);
int_declspec(dllexport)_stdcallReadResult(void);
int_declspec(dllexport)_stdcallStartIsoStream(void);
int_declspec(dllexport)_stdcallStartThread(void);
int_declspec(dllexport)_stdcallStopThread(void)；
1.1學(xué)習(xí)目的明確
在授課過程中通過一個或幾個獨(dú)特而又具有代表性的典型事件，讓學(xué)生在案例的閱讀、思考、分析、討論中，建立起一套適合自己的完整而又嚴(yán)密的邏輯思維方法和思考問題的方式，以提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，進(jìn)而提高技能素質(zhì)。在所有授課過程中，通過學(xué)生成績管理系統(tǒng)及圖書館管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計及管理，講解數(shù)據(jù)庫理論知識，學(xué)生能夠?qū)W有所用，將所學(xué)知識靈活運(yùn)用到實(shí)際項(xiàng)目中。
1.2激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中的案例來源于企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目，通過分析討論，學(xué)生會主動探索解決問題的方法，活躍了課堂氣氛。例如，我們在授課過程中引入東軟等公司真實(shí)項(xiàng)目員工管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計及實(shí)現(xiàn)、網(wǎng)上購物系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計及實(shí)現(xiàn)等。在案例教學(xué)實(shí)施過程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣被激發(fā)到較高的水平，有利于理論知識的學(xué)習(xí)和理解。同時，學(xué)生是主角，由過去被動接受知識變?yōu)橹鲃咏邮懿⒎e極去探索，便于學(xué)生掌握案例中所揭示的相關(guān)問題，通過認(rèn)真思考，提出解決辦法。
1.3較強(qiáng)的實(shí)踐性
案例式教學(xué)過程中所選的案例必須與學(xué)生的實(shí)際項(xiàng)目需求相結(jié)合，所學(xué)案例要具有準(zhǔn)確性及代表性，這就要求授課教師對案例中所涉及的相關(guān)知識應(yīng)有較深刻的認(rèn)識，選擇適合教學(xué)需要的高質(zhì)量案例。所選案例必須與學(xué)生的實(shí)踐項(xiàng)目相結(jié)合，通過案例教學(xué)，有利于提高學(xué)生實(shí)踐操作技能。具備一定難度的案例，激發(fā)學(xué)生進(jìn)行深入仔細(xì)地調(diào)查研究和分析評價，便于對這些難點(diǎn)和重點(diǎn)問題的理解和掌握，從而取得更好的教學(xué)效果。
2教學(xué)效果
案例教學(xué)法通過一個個典型案例，激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新的意識，讓學(xué)生感受、理解知識產(chǎn)生和發(fā)展的過程，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力。學(xué)生在學(xué)習(xí)中能夠舉一反三，對案例進(jìn)行完善和擴(kuò)展，符合高職院校對學(xué)生能力培養(yǎng)要求。案例式教學(xué)實(shí)現(xiàn)了教學(xué)相長，即教師在教學(xué)中不僅是講授者和組織者，而且是討論中的一員，通過交流，產(chǎn)生思維共振和學(xué)術(shù)共鳴。學(xué)生的思維如果都活躍起來，他們在思考問題的深度和廣度上往往會超越教師，使教師和學(xué)生之間相互學(xué)習(xí)成為可能。合理運(yùn)用案例教學(xué)法法，積極實(shí)行啟發(fā)式教學(xué)，對生活工作中遇到的問題，運(yùn)用已有的能力解決它，為學(xué)生提供在“做”中“學(xué)”的學(xué)習(xí)機(jī)會，為以后更快更好地適應(yīng)就業(yè)崗位打下良好的基礎(chǔ)。
2構(gòu)建數(shù)據(jù)管理體系
綜合上述數(shù)據(jù)管理職能，為保證數(shù)據(jù)管理工作得到有效的運(yùn)作，田灣核電站構(gòu)建了數(shù)據(jù)管理體系，數(shù)據(jù)管理體系及各管理職能間相互關(guān)系如圖1所示。通過數(shù)據(jù)管理體系的構(gòu)建，進(jìn)一步明確了田灣核電站的數(shù)據(jù)管理職能，清晰了各職能之間的相互關(guān)聯(lián)及作用關(guān)系，為后續(xù)數(shù)據(jù)管理工作的開展搭建了框架，明確了工作方向，得到了組織資源保障，從而為管理意圖的實(shí)現(xiàn)及管理活動的有效運(yùn)作奠定了基礎(chǔ)。
3評估數(shù)據(jù)管理體系成熟度
為客觀認(rèn)識及評價已構(gòu)建的數(shù)據(jù)管理體系，識別企業(yè)數(shù)據(jù)管理現(xiàn)狀，為后續(xù)數(shù)據(jù)管理工作的深入開展指引方向，田灣核電站組織開展了數(shù)據(jù)管理體系成熟度自我評估活動。數(shù)據(jù)管理體系成熟度自我評估是通過構(gòu)建數(shù)據(jù)管理成熟度模型，明確體系成熟度標(biāo)準(zhǔn)，并對照標(biāo)準(zhǔn)而進(jìn)行評價打分活動。田灣核電站數(shù)據(jù)管理體系成熟度包括5個成熟度級別，分別包括：初級階段、基本管理階段、主動管理階段、量化管理階段和持續(xù)優(yōu)化階段，而每個成熟度級別又分別從業(yè)務(wù)能力和系統(tǒng)能力兩個維度來展示，且每個維度又各自包含細(xì)化評估成熟度標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)前述的數(shù)據(jù)管理職能，結(jié)合上述數(shù)據(jù)管理成熟度模型，田灣核電站數(shù)據(jù)管理體系成熟度自我評估活動采用數(shù)據(jù)管理專業(yè)人員和各業(yè)務(wù)領(lǐng)域人員共同參與的形式開展，其中數(shù)據(jù)管理專業(yè)人員根據(jù)成熟度維度填寫自評表，而各領(lǐng)域業(yè)務(wù)人員則以調(diào)查問卷的形式來評價打分，自評按照數(shù)據(jù)治理、組織機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)管理工程師、數(shù)據(jù)架構(gòu)、數(shù)據(jù)分類、政策制度、數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)安全和審計報告等九個細(xì)化維度進(jìn)行，評估結(jié)果按照專業(yè)人員自評分與業(yè)務(wù)人員調(diào)查問卷得分6:4的比例計算，從而獲得最終數(shù)據(jù)管理體系成熟度自評得分，其中評價分值按照成熟度等級劃分，成熟度最高級別的持續(xù)優(yōu)化階段對應(yīng)為滿分5分。通過對數(shù)據(jù)管理體系的自我評估活動，客觀的判別出公司數(shù)據(jù)管理總體成熟度水平，對田灣核電站當(dāng)前數(shù)據(jù)管理狀態(tài)有了明確定位，從而針對識別結(jié)果中的不足采取針對性措施，以進(jìn)一步改進(jìn)和加強(qiáng)體系建設(shè)，促使企業(yè)數(shù)據(jù)管理體系走向成熟，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理持續(xù)改進(jìn)，為后續(xù)工作的開展提供了導(dǎo)向與牽引力。
4改善數(shù)據(jù)質(zhì)量
田灣核電站數(shù)據(jù)質(zhì)量的改善依托數(shù)據(jù)管理體系建設(shè)，通過制定數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，成立數(shù)據(jù)治理專項(xiàng)，對照數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行核查檢驗(yàn)與修正，從而消除數(shù)據(jù)的重、錯、漏、亂等問題，實(shí)現(xiàn)提高數(shù)據(jù)質(zhì)量的目的。為保證數(shù)據(jù)質(zhì)量改善工作得到有效執(zhí)行和落實(shí)，田灣核電站推行了數(shù)據(jù)治理月報制度和數(shù)據(jù)質(zhì)量年度評估制度，對數(shù)據(jù)存在的固有問題和數(shù)據(jù)清理過程中新出現(xiàn)的問題做到及時發(fā)現(xiàn)和通報，促使問題數(shù)據(jù)得到及時的處理與維護(hù)，保證數(shù)據(jù)質(zhì)量得到改善。為了建立數(shù)據(jù)質(zhì)量改善的長效機(jī)制，田灣核電站正在籌劃創(chuàng)建主數(shù)據(jù)管理平臺，該平臺將固化各領(lǐng)域數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動、查漏功能，對數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)自動過濾與清洗，并將數(shù)據(jù)的維護(hù)與日常業(yè)務(wù)工作相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理閉環(huán)控制，在日常工作中使數(shù)據(jù)質(zhì)量得到持續(xù)改善。
1.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫用于存放工具信息，包括工具名稱、使用記錄等，以文本形式記錄在Access數(shù)據(jù)庫文件里，數(shù)據(jù)庫設(shè)計得完善有利于程序的簡化，因此應(yīng)設(shè)計合理的數(shù)據(jù)庫文件，以滿足應(yīng)用程序使用。數(shù)據(jù)庫設(shè)計成兩部分：一是工具基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，記錄工具的參數(shù)信息；二是工具使用數(shù)據(jù)，記錄工具進(jìn)出信息。
1.2應(yīng)用程序設(shè)計應(yīng)用程序用于讀取工具數(shù)據(jù)庫信息，是計算機(jī)程序與用戶的人機(jī)對話界面，班員無需查看數(shù)據(jù)庫文件，從應(yīng)用程序顯示界面里能了解工具信息，通過應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)人員登錄、使用、歸還等功能。
1.2.1登錄：校驗(yàn)班員名與密碼的正確性。在圖2的登錄界面上設(shè)置一個Combo1.text復(fù)選框，里面存放班組人員姓名，再設(shè)置一個文本框，可輸入登錄密碼，程序設(shè)計。ToolUse.LogN=Combo1.Text----讀取Combo1里的班員姓名IftxtPassword="123"Then----判斷密碼LoginSucceeded=True----密碼正確標(biāo)記UnloadMe----關(guān)閉登錄窗口ToolUse.Show----顯示工具管理程序界面ElseMsgBox“密碼錯誤，請重輸!",,"登錄"班員選擇用戶名，然后填上密碼，按“確定”按鈕，如果密碼正確，則登錄為True狀態(tài)，如果密碼不正確，則提示“密碼錯誤，請重輸！”。
1.2.2使用：記錄使用工具信息。在圖3的應(yīng)用程序界面上，設(shè)置“使用”按鈕。
1.2.3歸還：記錄歸還工具信息。在圖3的應(yīng)用程序界面上，設(shè)置“歸還”按鈕。
1.3程序健壯性設(shè)計程序的健壯性（Robust），也稱為程序的容錯性。它反映了程序正確處理錯誤數(shù)據(jù)和錯誤操作的能力。編制一個合理的應(yīng)用程序，遇到用戶錯誤輸入時，應(yīng)該首先判斷用戶輸入的數(shù)據(jù)是否合法，如果合法，再進(jìn)行計算。不合法，應(yīng)提示用戶。班員在要使用一件工具，在輸入工具編號時寫錯了編號數(shù)字，導(dǎo)致應(yīng)用程序查詢不到該編號對應(yīng)的工具，設(shè)計如下代碼，程序?qū)⒔o出錯誤工具編號提示，提示班員正確輸入編號。
根據(jù)低年級小學(xué)數(shù)學(xué)教材的內(nèi)容和兒童的年齡特點(diǎn)，常用的學(xué)具有以下幾種：
1．實(shí)物圖畫、數(shù)學(xué)、符號、幾何圖形卡片（或塑料片）。將兒童喜愛的小動物（如小鳥、小兔、小雞、小鴨、蝴蝶等）、熟悉的花草、水果圖案（如紅花、黃花、蘋果、梨、桃、五角星等）繪在長方形、正方形、三角形和圓形等卡片上。（如圖（1））
數(shù)學(xué)塑料片有：0—20這20個數(shù)的塑料片。（如圖（2））
符號塑料片有：運(yùn)算符號片和關(guān)系符號。（如圖（3））
2．小棒。
小棒有單根的，有成捆的（示意圖（如圖4）），用來學(xué)習(xí)認(rèn)數(shù)和計算。
（附圖{圖}）
（1）（2）（3）（4）
3．計數(shù)器或計數(shù)表（如下圖），用來學(xué)習(xí)百以內(nèi)、萬以內(nèi)數(shù)的讀法和寫法。
（附圖{圖}）
4．口算練習(xí)卡片。這種卡片可根據(jù)各冊的口算內(nèi)容和教學(xué)要求進(jìn)行編制。如第一冊的口算練習(xí)卡可編制如下：
（1）（2）（3）學(xué)完6以內(nèi)數(shù)的加減法：學(xué)完10以內(nèi)數(shù)的加減法：學(xué)完20以內(nèi)進(jìn)位加法和退位減法：
2＋3＝6＋4＝9＋3＝
6－2＝10－8＝17－9＝
1＋5＝3＋7＝4＋8＝
5－3＝9－4＝11－6＝
6－4＝10－3＝7＋6＝
3＋0＝5＋5＝15－7＝………………
利用以上卡片上的試題，可讓學(xué)生定時地進(jìn)行練習(xí)，以提高計算能力。
5．圓形口算練習(xí)板
（附圖{圖}）
可根據(jù)不同的口算內(nèi)容制作不同的練習(xí)板。用它進(jìn)行口算練習(xí)，不僅能提高學(xué)生口算能力，而且能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。如上圖的表內(nèi)乘法口算練習(xí)板。制作時，先將兩個圓形剪下來，然后切掉大圓中帶有陰影的長方形，把小圓（右邊的）放在下面，用大頭針或鐵絲在“·”處釘住，使兩個圓都可轉(zhuǎn)動。這樣就可進(jìn)行口算練習(xí)了。
6．鐘面和七巧板
自做一個鐘面模型（如下圖（1）），幫助學(xué)生認(rèn)識時間單位時、分、秒。
（附圖{圖}）
（1）
七巧板是我國一種傳統(tǒng)的拼板玩具。由7塊形狀不同的板塊組成（其中等腰直角三角形5個，正方形一個、平行四邊形一個）（如下圖（2））。用它可以拼組各種各樣的圖形。通過拼擺，能加深學(xué)生對已學(xué)的各種幾何圖形的特征的認(rèn)識，同時豐富想象力，培養(yǎng)空間觀念，提高學(xué)習(xí)興趣。
（附圖{圖}）
（2）
7．釘子板
釘子板又叫幾何平板。它是用一塊正方形的木板或塑料板制成。正面等分成若干個小正方形（一般是16個、25個、121個），每一個小正方形的每個頂點(diǎn)都釘著一個釘子?？梢杂闷そ钊υ卺斪由蠂筛鞣N圖形，如下圖。釘子板操作方便，變化快，用途廣，便于學(xué)生從不同的角度去觀察、認(rèn)識平面圖形的特征。
（附圖{圖}）
8．奎遜耐彩條
奎遜耐彩條是一種結(jié)構(gòu)性強(qiáng)、近三十年來國外廣泛使用的小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)具。它是由比利時的一位叫喬治·奎遜耐的小學(xué)校長設(shè)計出來的。這套學(xué)具由10種彩色木條組成。每根彩條的橫截面都是邊長1厘米的正方形。10種彩條的顏色分別是白色、紅色、淺綠色、紫色、黃色、深綠色、黑色、藍(lán)色、咖啡、橙色，所對應(yīng)的長度分別是1厘米、2厘米、……10厘米（如下圖）奎遜耐彩條在小學(xué)各年級都可使用。學(xué)生通過操作，可以理解所學(xué)的概念、法則的意義等。
（附圖{圖}）
二、學(xué)具的主要使用方法
在小學(xué)低年級數(shù)學(xué)教學(xué)中，學(xué)具的種類較多，不同結(jié)構(gòu)的學(xué)具功能有所不同，如何使用好這些學(xué)具，使之真正達(dá)到既幫助學(xué)生掌握數(shù)學(xué)知識又發(fā)展他的能力的效果呢？下面簡述一些學(xué)具的主要使用方法。為敘述的方便，按數(shù)學(xué)內(nèi)容進(jìn)行簡述。
1．?dāng)?shù)的認(rèn)識和計算
在低年級數(shù)的概念和計算教學(xué)中，可選用的學(xué)具有各種幾何形狀的塑料片、數(shù)字、符號卡片、小棒和奎遜耐彩條。還有計數(shù)器、計數(shù)表、口算練習(xí)卡片和口算練習(xí)板等。
運(yùn)用這些學(xué)具，可表示數(shù)概念和運(yùn)算意義、法則等。如，學(xué)習(xí)基數(shù)和序數(shù)的含義時，可用不同的幾何圖形塑料片進(jìn)行操作活動。學(xué)生擺出然后教師提問：“一共擺了幾個圖片？”“從左往右數(shù)，第5個圖片是什么形？”學(xué)生擺完后，對著擺好的圖片敘述：“一共擺了5個圖片?！保ɡ斫鈹?shù)5的基數(shù)含義）“從左往右數(shù)，第5個圖片是正方形（理解數(shù)5的序數(shù)含義）。通過擺、說這兩個環(huán)節(jié)，理解了一個數(shù)所表示的兩種不同的含義。
（附圖{圖}）
又如學(xué)習(xí)數(shù)的組成時，可用彩條進(jìn)行操作，使學(xué)生探索出數(shù)的組成規(guī)律，并能很快地記住某一數(shù)的組成。如用彩條擺出7的組成：
（附圖{圖}）
學(xué)生通過自己操作，能有序地發(fā)現(xiàn)7的組成有以下6種：
6和1，5和2，4和3，3和4，2和5，1和6。
在教學(xué)百以內(nèi)、萬以內(nèi)數(shù)的讀寫時，把計數(shù)表和奎遜耐彩條結(jié)合起來使用，效果更好，這便于學(xué)生在較短的時間內(nèi)學(xué)習(xí)計數(shù)單位、數(shù)位等易混的概念，同時掌握讀、寫數(shù)的基本法則。如，用彩條表示數(shù)2103。
（附圖{圖}）
又如學(xué)習(xí)乘法的含義時，用奎遜耐彩條讓學(xué)生進(jìn)行如下操作：
3個22＋2＋2
4個33＋3＋3＋3
5個44＋4＋4＋4＋4
（附圖{圖}）
3根紅色彩條表示2＋2＋2，4根淺綠色彩條表示3＋3＋3＋3，5根紫色彩條表示4＋4＋4＋4＋4。這些操作活動都表示同數(shù)連加。學(xué)生通過操作，在頭腦中便形成了一個個同數(shù)連加的模型，這時候，教師引出乘法概念便水到渠成了。
2＋2＋2是3個2相加，用2×3表示；
3＋3＋3＋3是4個3相加，用3×4表示；
4＋4＋4＋4＋4是5個4相加，用4×5表示。
由此概括出乘法的含義：
“乘法是求幾個相同加數(shù)和的簡便運(yùn)算”。
又如學(xué)習(xí)有余數(shù)除法時，用彩條擺：10里面有幾個3？還乘幾？
（附圖{圖}）
通過擺彩條，學(xué)生直觀地看到10里面有3個3，還剩1，列式是：10÷3＝3……1。這樣，使學(xué)生自然地從數(shù)學(xué)模型過渡到數(shù)學(xué)計算式，對其中的算理理解得較透切。
2．應(yīng)用題
在學(xué)習(xí)應(yīng)用題的最初階段，為了使學(xué)生理解題中的數(shù)量關(guān)系，選用的學(xué)具一般是各種幾何形體的塑料片（或卡片），小棒和奎遜耐彩條。用卡片、小棒等進(jìn)行操作的活動在教學(xué)參考書上已有介紹，這里著重介紹如何用彩條來進(jìn)行操作。如第二冊教學(xué)兩數(shù)相差關(guān)系的應(yīng)用題：
“學(xué)校里養(yǎng)了12只白兔，7只黑兔。白兔比黑兔多幾只？”（用彩條擺）
（附圖{圖}）
一根橙色條（表示10）和一根紅色條（表示2）連起來，表示12只白兔，一根黑色條（表示7）表示7只黑兔。求白兔比黑兔多幾只，就是求這兩行彩條的長度差。從圖上可清楚地看到，上面一行彩條比下面一行長了一截，因此可將上面一行的彩條分為兩部分：一部分和下面一行同樣長，另一部分是比下面一行長的，只要去掉同樣長的一段，剩下的就是比下面長的一段，也就是白兔比黑兔多的只數(shù)。
通過操作，學(xué)生從具體數(shù)學(xué)模型領(lǐng)悟到抽象的數(shù)量關(guān)系，逐步學(xué)會解答相差關(guān)系應(yīng)用的分析方法。
另外，彩條在學(xué)習(xí)倍數(shù)關(guān)系的應(yīng)用題和兩步應(yīng)用題中，都可作為幫助學(xué)生分析數(shù)量關(guān)系的工具。在此不一一舉例了。
3．幾何初步知識
在低年級學(xué)習(xí)幾何初步知識時，需準(zhǔn)備的學(xué)具有各種形狀的圖形卡片和實(shí)物。如長方形、正方形、三角形、圓形的實(shí)物或卡片；長方體、正方體、圓柱體、球體的實(shí)物或模型；還有奎遜耐彩條、釘子板和七巧板等。這里著重談?wù)効d耐彩條和七巧板的使用。
（1）指導(dǎo)學(xué)生在奎遜耐彩條的6個面上找出長方形和正方形。
（2）用4個白色方塊擺成不同的長方體。
（附圖{圖}）
（3）用8個白色方塊擺一個長方體或正方體。
（附圖{圖}）
（4）用4根紅色彩條（表示2）擺一個正方體，用9根淺綠彩條（表示3）擺一個正方體，用5根黃色條（表示5）擺一個長方體等。
（附圖{圖}）
引言
櫸樹(Zelkovaschneideriana)，又叫大葉櫸，屬于榆科(Ulmaceae)櫸屬（ZelkovaSpach)。在我國，櫸樹主要分布于遼東半島至西南以東的廣大地區(qū)。櫸樹材質(zhì)優(yōu)良，是珍貴的硬闊葉樹種。櫸樹樹冠廣闊，樹形優(yōu)美，葉色季相變化豐富，病蟲害少，又是重要的園林風(fēng)景樹種。
櫸樹具有較高的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、景觀利用價值，木材為珍貴用材，市場需求量極大，野生資源已日趨枯竭。在《國家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄》（第一批）中，櫸樹被列為國家二級重點(diǎn)保護(hù)的野生植物。
組織培養(yǎng)是優(yōu)良樹木得以大量繁殖的有效方式。到目前為止,已對大量的林木樹種進(jìn)行了組織培養(yǎng)的研究,少數(shù)樹種已進(jìn)入到工廠化生產(chǎn)階段。在我國,桉樹和楊樹的快速繁殖技術(shù)已經(jīng)用于工廠化生產(chǎn),并產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。國內(nèi)對櫸樹的研究主要是集中在栽培和生物學(xué)特性方面。據(jù)報道，目前國外只有日本福岡縣林業(yè)中心成功的進(jìn)行了櫸樹的組織培養(yǎng)研究。在國內(nèi)，金曉玲等對櫸樹的生物學(xué)特性和微繁技術(shù)進(jìn)行了初步的研究，取得了一定的進(jìn)展。
1.植物組織培養(yǎng)技術(shù)概況
植物組織培養(yǎng)技術(shù)是指在無菌條件下，將離體的植物器官、組織、細(xì)胞以及原生質(zhì)體，在人工配制的環(huán)境里培養(yǎng)成完整的植株。植物組織培養(yǎng)的依據(jù)是植物細(xì)胞"全能性"及植物的"再生作用"。
1.1植物組織培養(yǎng)的用途
植物組織培養(yǎng)的用途可分為四大類：第一類是，利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可以對植物體進(jìn)行體外無性快速繁殖（即微繁）；第二類是，大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)可以用來生產(chǎn)次生代謝物質(zhì)；第三類是，用于育種，如花藥、花粉培養(yǎng)產(chǎn)生單倍體，胚乳培養(yǎng)產(chǎn)生三倍體，胚培養(yǎng)挽救雜種胚，原生質(zhì)體培養(yǎng)進(jìn)行體細(xì)胞雜交等；第四類是，用于理論研究，如將植物組織培養(yǎng)應(yīng)用于植物生理學(xué)、病理學(xué)、胚胎學(xué)、細(xì)胞與分子生物學(xué)等的研究。
1.2植物組織培養(yǎng)的基本過程
1.2.1外植體材料的選取
對大多數(shù)種子植物來說，莖尖是最好的部位，但往往受到材料來源的限制，為此莖段也得到了徹底的應(yīng)用，而葉片的培養(yǎng)利用更為普遍，材料來源也較豐富。子葉和下胚軸的培養(yǎng)對于難培養(yǎng)的植物很有效。
選材時應(yīng)注意選取帶菌少、生長時間短、生長旺盛的材料，還應(yīng)注意取材的時期。大多數(shù)植物應(yīng)在生長開始的季節(jié)進(jìn)行采樣，生長末期或休眠期的外植體對誘導(dǎo)反應(yīng)遲飩。
1.2.2材料的滅菌處理
從田間或溫室等地切取材料時，應(yīng)選擇健壯無病蟲母株，取幼嫩、分生能力強(qiáng)的部位，以利生長。
取來的材料雖經(jīng)選擇，外部總還有不少雜菌。為此，接種前應(yīng)進(jìn)行表面滅菌。經(jīng)過表面滅菌的材料，用無菌濾紙將水吸掉，再用解剖刀切取所需部位，然后將材料接種到培養(yǎng)基上。
1.2.3脫分化階段
將培養(yǎng)好的無菌材料接種到誘導(dǎo)培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)。在此階段中，可根據(jù)不同的需要，接種到不同的培養(yǎng)基上，可以進(jìn)行愈傷組織、不定芽等的誘導(dǎo)，從而進(jìn)行不同途徑的培養(yǎng)。
誘導(dǎo)培養(yǎng)基一般選MS培養(yǎng)基作為基本培養(yǎng)基，再配合一定比例的細(xì)胞分裂素和生長素。
1.2.4分化階段
此階段是將脫分化階段產(chǎn)生的愈傷組織或不定芽，接種到誘導(dǎo)分化培養(yǎng)基上，誘導(dǎo)分化。
誘導(dǎo)分化階段仍以MS作為基本培養(yǎng)基，再加入一定的激素配制。
1.2.5壯苗生根
將分化階段產(chǎn)生的大芽接種到合適的壯苗培養(yǎng)基中，便可長成健壯的無根苗了。健壯的無根苗長成后，將其轉(zhuǎn)入生根培養(yǎng)基中。生根培養(yǎng)基多以1/2MS培養(yǎng)基作為基本培養(yǎng)基，再配合一定比例的激素進(jìn)行配制。
1.2.6移栽
生根苗的移栽是組織培養(yǎng)育苗的重要一環(huán)，只有移栽成活才能達(dá)到快速育苗的目的。
為此，將已生根的瓶苗移出進(jìn)行煉苗，應(yīng)注意調(diào)控光線與溫度。煉苗結(jié)束后，將其移栽到保水、透氣性好的基質(zhì)或苗床土中。
2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)在林木中的應(yīng)用
利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，在林木中的應(yīng)用主要有:優(yōu)良遺傳材料的快速繁殖(良種快繁)；脫毒良種苗的培養(yǎng)和無病毒苗的大量繁殖:主要利用莖尖培養(yǎng)以脫除病毒。
到目前為止，已有大量的林木樹種進(jìn)行了組織培養(yǎng)的研究。據(jù)不完全統(tǒng)計，通過器官發(fā)生和體細(xì)胞胚發(fā)生途徑獲得再生植株的闊葉樹己有22屬120種，針葉樹有12屬63種。桉樹和楊樹的快速繁殖技術(shù)已經(jīng)用于工廠化生產(chǎn)，并產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。但從總體上看，研究主要集中的少數(shù)幾個屬，如闊葉樹中，桉屬、楊樹屬、金合歡屬和泡桐就有95種，約占80%；針葉樹則主要集中在杉屬和松屬，約占81%。
3.我國櫸樹組織培養(yǎng)的研究進(jìn)展
國內(nèi)對櫸樹的研究主要集中在栽培和生物學(xué)特性方面。傅松玲、鄭興林研究了皖東石灰?guī)r山地榆科樹種的生理特性[11]，曾勝虞、李淑琴等研究了櫸樹豐產(chǎn)育苗的方法和技術(shù)要點(diǎn)[12]，張立軍、周麗君等研究大葉櫸人工栽培技術(shù)，劉德良、曾松青等先后研究了櫸樹扦插繁殖實(shí)驗(yàn)[，周文明等研究了櫸樹大樹移栽技術(shù)，黃利斌等研究了櫸樹半同胞家系苗期性狀變異的研究，趙旺兔等對櫸樹木材的發(fā)育解剖學(xué)進(jìn)行了一系列的研究。但較系統(tǒng)和更深層次的研究報道卻很少。在櫸樹組織培養(yǎng)方面的研究，只有金曉玲等做了一些初步的研究。
目前，從國內(nèi)的研究現(xiàn)狀我們可以看出，對櫸樹的研究大部分是圍繞著櫸樹的栽培進(jìn)行的，其他方面的研究較少且不深入，特別是組織培養(yǎng)的研究，仍處于初級階段。
為了解決櫸樹資源瀕危的現(xiàn)狀，利用植物組織培養(yǎng)進(jìn)行櫸樹的快速繁殖，提供大量優(yōu)良無性系苗木是勢在必行的。
植物組織培養(yǎng)獲得器官再生苗有兩條途徑：一是，外植體通過器官發(fā)生途徑直接誘導(dǎo)形成不定芽或側(cè)芽，再通過誘導(dǎo)生根而成苗；另一種是，外植體先脫分化誘導(dǎo)愈傷組織，然后由愈傷組織分化形成再生植株[21]。
目前，國內(nèi)只有金曉玲等通過以上兩種途徑對櫸樹的組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行了一定的研究。
金曉玲等在大葉櫸愈傷組織的誘導(dǎo)中發(fā)現(xiàn)，外植體的來源、培養(yǎng)基的種類、激素的種類和體積質(zhì)量、光照等因素都直接影響著愈傷組織的數(shù)量和質(zhì)量，而愈傷組織的數(shù)量和質(zhì)量又直接影響不定芽、不定根的分化和增殖速度[22]。
在器官發(fā)生途徑方面，金曉玲等以櫸樹的莖尖作為實(shí)驗(yàn)材料，對不定芽的誘導(dǎo)、增殖以及生根進(jìn)行了研究[23]。研究發(fā)現(xiàn)，植物激素的種類和濃度對櫸樹莖尖不定芽的分化和誘導(dǎo)生根有重要影響。細(xì)胞分裂素BA，生長素NAA適合櫸樹莖尖不定芽的分化；生長素IBA對誘導(dǎo)櫸樹小苗生根有一定效果[23]。
4.問題與討論
到目前為止，櫸樹的組織培養(yǎng)的基礎(chǔ)性研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但仍然存在許多問題。
在櫸樹的組織培養(yǎng)過程中，通過誘導(dǎo)愈傷組織途徑進(jìn)行植株再生，效果并不十分理想。在誘導(dǎo)愈傷過程中，褐化現(xiàn)象較為嚴(yán)重，添加抗氧化劑后，仍會出現(xiàn)輕度褐變，并不能完全抑制褐變的產(chǎn)生。
在櫸樹莖尖培養(yǎng)過程中，以MS作為基本培養(yǎng)基，容易產(chǎn)生缺氮的癥狀，并且枯死率較高，不定芽的誘導(dǎo)率也不高。
現(xiàn)階段，對櫸樹的研究還僅限于實(shí)驗(yàn)室階段，并且還有很多問題沒有解決，還未真正投入到工廠化生產(chǎn)中。因?yàn)榱帜镜慕M織培養(yǎng)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用仍然受到很多的限制。主要的原因有兩個，一是林木的生長速度較慢，次生代謝產(chǎn)物積累多，在組織培養(yǎng)過程中常常會出現(xiàn)褐化和玻璃化現(xiàn)象。二是植物組織培養(yǎng)再生植株的有效率偏低，使得繁殖技術(shù)難以滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求[24，25]。
櫸樹的生物學(xué)特性決定了它的生長速度較慢，直接獲得外植體比較困難，污染率也不容易控制。若以種子作為外植體，可能會有一定的優(yōu)勢，這將成為我們下一步要進(jìn)行的探索研究。
櫸樹的組織培養(yǎng)可以為櫸樹遺傳改良和選育優(yōu)良新品種提供技術(shù)基礎(chǔ)，還可以為保護(hù)櫸樹資源提供新的研究思路和技術(shù)。但是在研究過程中還有許多問題亟待解決，針對這些問題，我們接下來要進(jìn)行以下研究：
首先，我們要針對愈傷組織的分化成不定芽的效率不高的問題，繼續(xù)篩選發(fā)掘更合適的培養(yǎng)基和誘導(dǎo)方法。
其次，對于在MS培養(yǎng)基上進(jìn)行不定芽誘導(dǎo)過程中出現(xiàn)的缺氮現(xiàn)象，要進(jìn)行基本培養(yǎng)基的改良，或是找到一種合適的處理方法，緩解這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，提高成活率。
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2系統(tǒng)主要功能模塊設(shè)計
2．1系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)
1）基于元對象的動態(tài)建模技術(shù)：航天試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，再從元對象生成存儲數(shù)據(jù)具體內(nèi)容的表。在業(yè)務(wù)邏輯變更時，只需修改元對象描述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而不需要對數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)進(jìn)行變更?；谠獙ο蟮臄?shù)據(jù)建模，將數(shù)據(jù)按內(nèi)容格式分為多個對象，用靜態(tài)的數(shù)據(jù)表建立這些對象的元對象，包括對象的名稱、標(biāo)識符、特征、每類數(shù)據(jù)的屬性、各個屬性的格式、數(shù)據(jù)之間的關(guān)系（一對多或多對多）。數(shù)據(jù)對象分為元對象本身和數(shù)據(jù)對象實(shí)例兩個部分。其中，元對象分為數(shù)據(jù)對象定義、數(shù)據(jù)對象屬性定義、文件倉庫定義和數(shù)據(jù)對象數(shù)據(jù)表定義，數(shù)據(jù)庫的邏輯模型如圖3所示。2）數(shù)據(jù)對象追溯技術(shù)：數(shù)據(jù)對象可以表示設(shè)計過程中的人員、設(shè)備、模型、過程、結(jié)果等各類信息。數(shù)據(jù)類支持繼承關(guān)系，數(shù)據(jù)類通過繼承來擴(kuò)展時，將自動獲得其父類中建立的數(shù)據(jù)屬性和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系。數(shù)據(jù)類之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系作為數(shù)據(jù)類的特殊屬性進(jìn)行定義，通過這類屬性，數(shù)據(jù)類之間的相關(guān)性和追溯性可以保留下來，并通過門戶等形式展現(xiàn)給終端用戶，以輔助對流程、數(shù)據(jù)的分析。3）數(shù)據(jù)高效傳輸技術(shù)；數(shù)據(jù)文件的上傳和下載均需要對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行高效傳輸，從而保證較高的效率和良好的用戶體驗(yàn)。為解決大數(shù)據(jù)文件（文件大小≥1GB的文件）和多文件同時上傳下載，需要開發(fā)數(shù)據(jù)傳輸控件，控件支持文件大小和進(jìn)度顯示，底層協(xié)議采用Socket實(shí)現(xiàn)高并發(fā)。大文件的傳輸方式采用斷點(diǎn)續(xù)傳技術(shù)保證傳輸效率和文件完整性。
2．1數(shù)據(jù)管理
數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以數(shù)據(jù)引擎為核心，按照功能性質(zhì)可分為數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)產(chǎn)生、數(shù)據(jù)利用3個階段。數(shù)據(jù)建模采用自定義數(shù)據(jù)對象類的方式實(shí)現(xiàn)，能夠支持不同試驗(yàn)過程中各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)格式。一旦模型建立好之后，數(shù)據(jù)對象可以通過AE的調(diào)用進(jìn)行創(chuàng)建，在AE的執(zhí)行過程中，數(shù)據(jù)對象的關(guān)聯(lián)關(guān)系以及譜系關(guān)系也會隨之產(chǎn)生。在數(shù)據(jù)的分析利用階段，可以通過第三方的分析軟件或可視化控件對系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，同時系統(tǒng)還提供了對數(shù)據(jù)對象的查看、檢索等基本功能。系統(tǒng)涉及到的相關(guān)功能模塊如圖4所示。
2．1．1基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的數(shù)據(jù)導(dǎo)航
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹是指依據(jù)產(chǎn)品幾何結(jié)構(gòu)間的隸屬關(guān)系所形成樹狀圖，航天產(chǎn)品設(shè)計人員一般習(xí)慣于按照產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹對三維模型進(jìn)行管理。因此，需要為用戶定制與PDM系統(tǒng)一致的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)按照產(chǎn)品間的隸屬關(guān)系分層管理，以符合工程技術(shù)人員的使用習(xí)慣。用戶通過點(diǎn)擊產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹上的節(jié)點(diǎn)，即可顯示隸屬于該節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)按條列表顯示數(shù)據(jù)基本信息，并能查看和下載源文件。管理員能夠根據(jù)用戶的需求進(jìn)行個性化定制，具體功能包括對項(xiàng)目、零部組件等各級節(jié)點(diǎn)的增加、刪除、修改等操作，以滿足普通用戶的需求。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的配置采用XML文件進(jìn)行描述，通過解析EL表達(dá)式實(shí)現(xiàn)靈活配置。EL表達(dá)式在處理數(shù)據(jù)管理關(guān)系時具有強(qiáng)大的表述能力，結(jié)合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的需求，需要定制多個維度的數(shù)據(jù)對象所對應(yīng)的數(shù)據(jù)類。各維度之間無直接關(guān)系，但可通過數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)間接關(guān)聯(lián)。詳細(xì)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹數(shù)據(jù)對象定制流程如圖5所示。
2．1．2基于數(shù)據(jù)譜系的查詢檢索
通過數(shù)據(jù)對象詳情可對數(shù)據(jù)的上傳時間、上傳人員、文件類型、所屬項(xiàng)目等信息進(jìn)行追溯，還可對數(shù)據(jù)操作之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系和數(shù)據(jù)版本號等信息進(jìn)行查看。試驗(yàn)查詢搜索功能允許用戶通過關(guān)鍵字來快速查詢和搜索數(shù)據(jù)，快速查詢將根據(jù)關(guān)鍵字返回數(shù)據(jù)庫中具有關(guān)鍵字的數(shù)據(jù)對象，通過選擇可限定該關(guān)鍵字出現(xiàn)的具置。對于查詢的結(jié)果，用戶還可以根據(jù)數(shù)據(jù)類型、所有者等屬性對查詢結(jié)果進(jìn)行篩選，以縮小搜索范圍，提高檢索效率。
2．2數(shù)據(jù)應(yīng)用工具
2．2．1試驗(yàn)數(shù)據(jù)可視化
仿真和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的格式各不相同，不同格式數(shù)據(jù)的讀取和顯示依賴于不同的軟件，因此在客戶端對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取和顯示時需要安裝這些軟件，使得數(shù)據(jù)顯示過程較為繁瑣。因此，需要實(shí)現(xiàn)仿真和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一在線顯示，以方便用戶直接查看。用戶通過瀏覽器登錄進(jìn)入數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，點(diǎn)擊需要查看的數(shù)據(jù)，如果本地計算機(jī)上未安裝可視化控件，則提示并自動安裝。用戶正確安裝該控件后，即可通過瀏覽器窗口直接顯示查看的三維模型、仿真或試驗(yàn)結(jié)果，而不需安裝種類繁多的CAD和CAE軟件，便于不同專業(yè)的人員查看數(shù)據(jù)?？梢暬丶苤С?種以上CAE數(shù)據(jù)格式（OP2、HSF等）的在線查看，作為數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的服務(wù)器，需要提供可視化控件的下載和版本管理，以及文件格式和控件在頁面打開時的關(guān)聯(lián)動作。通過編寫可視化控件的viewPlugin．properties文件，在文件中添加file．type屬性可以實(shí)現(xiàn)文件類型的可視化控件調(diào)用，如果控件不存在，將提示客戶端安裝可視化控件。
2．2．2試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析
為更好地利用仿真和試驗(yàn)結(jié)果，需要對仿真和試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以方便用戶查看和分析。試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析主要通過提供數(shù)據(jù)讀取的WebService接口，調(diào)用分析控件實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的分析處理，這部分功能需要通過WebService接口將系統(tǒng)中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)開放給第三方控件（數(shù)據(jù)導(dǎo)入、導(dǎo)出控件、數(shù)據(jù)分析控件等）。第三方控件能夠?qū)⒉煌袷降臄?shù)據(jù)以表格、曲線圖、散點(diǎn)圖、柱狀圖等不同的形式顯示，能夠完成對數(shù)據(jù)的常用處理操作，主要包括對數(shù)據(jù)進(jìn)行插值、擬合、微分積分、FFT分析、濾波等，同時支持用戶采用自定義算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。
3系統(tǒng)應(yīng)用
目前該系統(tǒng)已應(yīng)用于產(chǎn)品研制，通過該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)中CAE仿真數(shù)據(jù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，為虛實(shí)數(shù)據(jù)對比和分析提供了支撐，改變了傳統(tǒng)的仿真與試驗(yàn)數(shù)據(jù)分散管理的方式。便于設(shè)計人員、仿真分析人員和試驗(yàn)人員協(xié)同工作，充分挖掘數(shù)據(jù)中的信息，大幅減少了項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員之間人工數(shù)據(jù)交互可能產(chǎn)生的錯誤，明顯提高了團(tuán)隊(duì)的工作效率。
2數(shù)據(jù)維護(hù)與更新
國家電網(wǎng)公司的SG186系統(tǒng)功能強(qiáng)大，按專業(yè)分為了8個子項(xiàng)目，所以要進(jìn)行數(shù)據(jù)查閱和維護(hù)工作不快捷，例如，查閱某設(shè)備參數(shù)和資產(chǎn)信息，要進(jìn)入生產(chǎn)管理系統(tǒng)查詢設(shè)備參數(shù)，再切換至ERP查閱設(shè)備資產(chǎn)信息，若要對該設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行修改則更為復(fù)雜，需要通過工作流程管理才能完成，操作極為不便，效率不高。與SG186系統(tǒng)不同，農(nóng)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)不需要通過網(wǎng)絡(luò)也可以完成數(shù)據(jù)流程閉環(huán)，只需直接將實(shí)時數(shù)據(jù)錄入，即可更新相關(guān)數(shù)據(jù)并自動統(tǒng)計。如圖2所示，新增跳閘記錄只需在“線路”子菜單中直接選取“新增跳閘”，再錄入相應(yīng)數(shù)據(jù)即可，歷史跳閘記錄的數(shù)據(jù)將自動同步更新；由于數(shù)據(jù)全部集中在同一界面中，在進(jìn)行數(shù)據(jù)查閱和維護(hù)工作方面有很大優(yōu)勢。綜合來說，農(nóng)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的操作維護(hù)和數(shù)據(jù)錄入較SG186系統(tǒng)更為簡潔快速。
3數(shù)據(jù)共享
因農(nóng)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是基于PHP軟件開發(fā)制作，可以在局域網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)軟件數(shù)據(jù)共享，所以該系統(tǒng)綜合了國網(wǎng)公司SG186系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上解決了其他數(shù)據(jù)管理軟件不能聯(lián)網(wǎng)共享數(shù)據(jù)的問題。
4效果檢驗(yàn)
2014年7月在江西中部一農(nóng)村電網(wǎng)區(qū)域試用了該系統(tǒng)，經(jīng)過不斷修改和完善，已初具實(shí)用價值。將農(nóng)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)與現(xiàn)有SG186系統(tǒng)進(jìn)行比較，實(shí)用性能優(yōu)劣如表1所示。
2公共數(shù)據(jù)管理體系
公共數(shù)據(jù)管理體系主要涵蓋了公共數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、管理組織、管理流程和質(zhì)量管理4部分，旨在創(chuàng)建企業(yè)級信息視圖，建立一個有效的端到端的數(shù)據(jù)管理體系，在整個數(shù)據(jù)生命周期內(nèi)采用一項(xiàng)綜合、協(xié)調(diào)且有計劃的方案，從而提升決策過程中所需數(shù)據(jù)的一致性和可信度，提升數(shù)據(jù)的安全性及質(zhì)量水平，將數(shù)據(jù)對收入的貢獻(xiàn)潛力最大化。2.1公共數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系2.1.1公共數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)識別企業(yè)公共數(shù)據(jù)編碼標(biāo)準(zhǔn)體系是基于企業(yè)業(yè)務(wù)運(yùn)作及管理需求而建立的，首先以各項(xiàng)業(yè)務(wù)分析作為關(guān)鍵輸入，分析出核心業(yè)務(wù)組件(CBM)模型，而后根據(jù)公共數(shù)據(jù)識別的原則定位各業(yè)務(wù)相關(guān)的公共數(shù)據(jù)對象，并按照公共數(shù)據(jù)分類的原則，從公共數(shù)據(jù)共享的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、信息系統(tǒng)范圍等角度出發(fā)，篩選出公共數(shù)據(jù)，最后從現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用集成情況、數(shù)據(jù)責(zé)任人、管理流程及平臺支持維度對每一項(xiàng)公共數(shù)據(jù)對象進(jìn)行詳細(xì)分析，確定管理策略，制定公共數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而形成公共數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系。2.1.2公共數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系企業(yè)公共數(shù)據(jù)通常包括人、財、物、業(yè)務(wù)伙伴和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)5個方面，代表了企業(yè)整個層面公共的業(yè)務(wù)實(shí)體，跨業(yè)務(wù)領(lǐng)域、跨信息系統(tǒng)。因此公共數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是應(yīng)用于多個信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)類標(biāo)準(zhǔn)，需在整個企業(yè)范圍內(nèi)統(tǒng)一制定，并嚴(yán)格執(zhí)行。2.1.3公共數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)管理流程公共數(shù)據(jù)編碼標(biāo)準(zhǔn)管理流程一般包括注冊與立項(xiàng)、制修訂與、宣貫與執(zhí)行、檢查與復(fù)審、使用與維護(hù)等5個階段，實(shí)現(xiàn)公共數(shù)據(jù)的全生命周期管理(圖6)。2.2公共數(shù)據(jù)管理組織和職責(zé)在公共數(shù)據(jù)管理過程中，從標(biāo)準(zhǔn)的制定到標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行會涉及標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)責(zé)任部門、標(biāo)準(zhǔn)部門、標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行部門3個重要的角色。通常標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)責(zé)任部門是財務(wù)、采購部門，主要負(fù)責(zé)公共數(shù)據(jù)編碼標(biāo)準(zhǔn)的制修訂、解釋和監(jiān)督執(zhí)行。企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化管理機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)由企業(yè)的各級公共數(shù)據(jù)責(zé)任部門分級負(fù)責(zé)執(zhí)行。在整個組織體系中，標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)責(zé)任部門(DataOwner)直接影響公共數(shù)據(jù)管理的最終效果和管理水平。實(shí)踐證明，最有效的公共數(shù)據(jù)責(zé)任部門是業(yè)務(wù)與管理高度統(tǒng)一的部門，但具體企業(yè)還需具體分析。2.3公共數(shù)據(jù)編碼管理根據(jù)企業(yè)業(yè)務(wù)管理特點(diǎn)和要求的不同，公共數(shù)據(jù)將采取集中制、審批制和備案制3種管理方式，歸口業(yè)務(wù)管理部門將按不同的方式對公共數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。公共數(shù)據(jù)管理從公共數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)活動出發(fā)，逐個分析各節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)需求，為數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)質(zhì)量、管理體系及系統(tǒng)功能的提升提供需求指導(dǎo)和應(yīng)用思路。圖7展現(xiàn)了數(shù)據(jù)從產(chǎn)生到消亡的生命周期管理。2.4公共數(shù)據(jù)質(zhì)量管理數(shù)據(jù)質(zhì)量管理主要從事前防范、事中監(jiān)控及事后治理3個方向進(jìn)行管理。，管控流程一般主要包括數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控、數(shù)據(jù)質(zhì)量分析、數(shù)據(jù)清理及長效保證4個環(huán)節(jié)(圖8)。
3公共數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)建設(shè)
企業(yè)要實(shí)現(xiàn)公共數(shù)據(jù)管理，需搭建相應(yīng)的系統(tǒng)用于公共數(shù)據(jù)的申請、審批和集成管理。公共數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)包含公共數(shù)據(jù)的查詢、申請、審批、、質(zhì)量管控和集成等功能，通過企業(yè)服務(wù)總線實(shí)現(xiàn)與企業(yè)各信息系統(tǒng)的集成，為各集成系統(tǒng)提供公共數(shù)據(jù)編碼服務(wù)(圖9)。通過公共數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的建設(shè)，不僅可以落實(shí)企業(yè)公共數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行、規(guī)范公共數(shù)據(jù)管理流程，還能最大化發(fā)揮公共數(shù)據(jù)管理的實(shí)施效益，為企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)集成應(yīng)用和信息共享奠定堅實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
規(guī)范和強(qiáng)化財政支出管理，提高資金使用效益，保障部門完成行政工作任務(wù)和事業(yè)發(fā)展目標(biāo)，財政部門加強(qiáng)對科技項(xiàng)目的管理是非常有意義的。從國家到地方都出臺了若干意見，例如：國務(wù)院以國發(fā)〔2014〕11號印發(fā)《關(guān)于改進(jìn)加強(qiáng)中央財政科研項(xiàng)目和資金管理的若干意見》。該意見提出了加強(qiáng)科研項(xiàng)目和資金管理的總體要求、建立完善了覆蓋項(xiàng)目決策、管理、實(shí)施主體的逐級考核問責(zé)機(jī)制，強(qiáng)調(diào)了加強(qiáng)科研項(xiàng)目和資金監(jiān)管工作的重要性。為加強(qiáng)對山西省科研開發(fā)專項(xiàng)資金管理，提高資金使用效益，根據(jù)國家有關(guān)財務(wù)規(guī)章制度和財政部、科技部相關(guān)規(guī)定，山西省人民政府印發(fā)了《山西省省級財政科研項(xiàng)目和資金管理辦法（試行）》（晉政發(fā)〔2014〕32號），進(jìn)一步規(guī)范明確了科技研發(fā)資金的管理和使用，提高了資金使用效益，促進(jìn)了山西省教科文事業(yè)的不斷發(fā)展。該系統(tǒng)建設(shè)遵循統(tǒng)一規(guī)劃、分級管理、合理排序、滾動管理的原則。大致可以將項(xiàng)目為單位固定項(xiàng)目、滾動項(xiàng)目、新增項(xiàng)目。目前，科技項(xiàng)目管理系統(tǒng)以項(xiàng)目考核跟蹤為主線，涵蓋項(xiàng)目錄入、項(xiàng)目跟蹤考核、項(xiàng)目統(tǒng)計分析、項(xiàng)目績效管理等所有涉及具體項(xiàng)目的文檔資料管理內(nèi)容；管理與項(xiàng)目預(yù)算及項(xiàng)目資金支付和使用有關(guān)的全部內(nèi)容?？萍柬?xiàng)目管理系統(tǒng)將對科技專項(xiàng)資金的事前、事中、事后進(jìn)行全過程跟蹤，包括規(guī)劃立項(xiàng)、項(xiàng)目進(jìn)度、項(xiàng)目跟蹤、項(xiàng)目質(zhì)量、財務(wù)制度建設(shè)情況、政府采購情況等各種情況進(jìn)行跟蹤。實(shí)行全過程監(jiān)督檢查，主要加強(qiáng)對項(xiàng)目資金的立項(xiàng)、分配、使用、驗(yàn)收等整個管理過程的監(jiān)督檢查，參與項(xiàng)目事前、事中、事后的管理工作，將日常監(jiān)督與專項(xiàng)檢查相結(jié)合，重點(diǎn)抽查、分片檢查、交叉巡查相結(jié)合，嚴(yán)把“項(xiàng)目關(guān)”和“資金關(guān)”，監(jiān)督好項(xiàng)目實(shí)施單位，確保資金及時、足額到位和按項(xiàng)目實(shí)施方案使用，確保項(xiàng)目的完成。
2教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理參照財政基礎(chǔ)數(shù)據(jù)規(guī)范
建立一套與教育資金管理相關(guān)的教育行業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)規(guī)范，按此規(guī)范建立教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，此系統(tǒng)依托金財應(yīng)用支撐平臺，按基礎(chǔ)數(shù)據(jù)規(guī)范及技術(shù)規(guī)范與教育部門的相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行銜接，包括學(xué)校學(xué)籍管理、貧困生助學(xué)金管理、中職學(xué)校學(xué)生管理系統(tǒng)、學(xué)校固定資產(chǎn)管理系統(tǒng)等?？梢詮慕逃块T的系統(tǒng)直接采集提取數(shù)據(jù)，同時也可以通過教育系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)從教育部門所管轄的基層單位采集數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集涉及教科文資金的有關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，具體包括：教育方面為全省各級各類教師及學(xué)生信息、學(xué)校資產(chǎn)信息等，科技方面為全省各級各類科研項(xiàng)目信息、執(zhí)行信息等。教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理是財政針對教育系統(tǒng)需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，開展數(shù)據(jù)服務(wù)查詢。例如首先學(xué)校資產(chǎn)情況，可從學(xué)校性質(zhì)分，包括學(xué)校的資產(chǎn)情況需要采集學(xué)校的總占地面積、綠化用地面積、運(yùn)動場地面積，學(xué)校的圖書總數(shù)、當(dāng)年新增數(shù)量、電子圖書資源，計算機(jī)數(shù)量、其中教學(xué)用計算機(jī)數(shù)，語音實(shí)驗(yàn)室個數(shù)，多媒體教室個數(shù)，學(xué)校的固定資產(chǎn)總值、其中教學(xué)、科研、儀器設(shè)備資產(chǎn)總值，信息化設(shè)備資產(chǎn)總值，其中軟件資產(chǎn)總值。這些資產(chǎn)還需要區(qū)分出學(xué)校產(chǎn)權(quán)和非學(xué)校產(chǎn)權(quán)。其次學(xué)生基本情況，可從學(xué)生類型、培養(yǎng)方式分類的在校學(xué)生學(xué)籍中提取數(shù)據(jù)。還有教職工情況，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括校本部教職工和聘請校外教師，對教師要分職稱統(tǒng)計，分為正高級、副高級、中級、初級、無職稱。對教師情況還要分學(xué)科、分學(xué)歷、按學(xué)校分別查詢。綜上所述，規(guī)范基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，建立教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，開設(shè)各基礎(chǔ)數(shù)據(jù)查詢、匯總、統(tǒng)計功能，可為各級教育行政主管部門，特別是財政部門提供全面、便捷、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)。
二教科文資金管理系統(tǒng)的技術(shù)方案
教科文資金管理建立覆蓋所有的教育、科技類政府性資金運(yùn)行全過程的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控機(jī)制，對教育科技資金進(jìn)行及時跟蹤監(jiān)控和綜合分析。
1技術(shù)架構(gòu)基于財政部“金財工程”應(yīng)用
支撐平臺建設(shè)財政一體化系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，設(shè)計業(yè)務(wù)廣、邏輯復(fù)雜、用戶多等特點(diǎn)，對整體系統(tǒng)的安全性、先進(jìn)性、規(guī)范性與標(biāo)準(zhǔn)性、提高可用性、可靠性、適用性、易操作性、可擴(kuò)展性、兼容性有著很高的要求。系統(tǒng)采用先進(jìn)的、基于J2EE平臺的三層分布式應(yīng)用體系架構(gòu)，將用戶界面、業(yè)務(wù)邏輯與數(shù)據(jù)資源進(jìn)行分離。在客戶端的具體實(shí)現(xiàn)上根據(jù)不同的應(yīng)用場景采用不同的技術(shù)實(shí)現(xiàn)策略，即對包括系統(tǒng)配置、業(yè)務(wù)應(yīng)用等要求部署靈活、使用簡便的應(yīng)用場景，采用以瀏覽器為主的實(shí)現(xiàn)方式；對與復(fù)雜業(yè)務(wù)系統(tǒng)創(chuàng)建相關(guān)的模塊，采用集成到統(tǒng)一的實(shí)現(xiàn)方式；對于編輯、維護(hù)操作復(fù)雜的模塊，采用標(biāo)準(zhǔn)Windows應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)方式。全面結(jié)合在應(yīng)用中得到驗(yàn)證的框架和組件。用組件化、參數(shù)化、模式化等先進(jìn)構(gòu)造思想，在這些框架和組件基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展來構(gòu)建靈活、健壯、高效、穩(wěn)定的財政系統(tǒng)。系統(tǒng)業(yè)務(wù)模塊，均按照系統(tǒng)構(gòu)架邏輯分層將業(yè)務(wù)封裝成表示層組件和業(yè)務(wù)層組件，使之可部署到不同的服務(wù)器上。采用多層的體系結(jié)構(gòu)和服務(wù)器端的JAVA技術(shù)是基于對可縮放的、可擴(kuò)展的和靈活的體系結(jié)構(gòu)的需求。按照MVC模式設(shè)計，由用戶視圖、視圖控制器和業(yè)務(wù)實(shí)體即構(gòu)成了表示層組件。值得注意的是，代表Model的業(yè)務(wù)實(shí)體實(shí)際上貫穿應(yīng)用系統(tǒng)的所有邏輯層，實(shí)現(xiàn)連接邏輯層間的業(yè)務(wù)通信；而業(yè)務(wù)層則被劃分成業(yè)務(wù)會話與業(yè)務(wù)持久化兩層，其中會話層封裝業(yè)務(wù)處理邏輯，持久化層為之提供數(shù)據(jù)存取服務(wù)。
2軟件選型基于財政部“金財工程”應(yīng)用
支撐平臺建設(shè)財政一體化系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，綜合分析原有系統(tǒng)現(xiàn)狀及未來發(fā)展規(guī)劃，采用“以生長為主、接入為輔”的模式建設(shè)教科文資金管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)按照平臺實(shí)施的技術(shù)規(guī)范，根據(jù)不同模式分別對待，以最大限度達(dá)到安全、高效、易用的目標(biāo)：一是基于平臺生長的子系統(tǒng)服務(wù)端統(tǒng)一采用J2EE技術(shù)，oracle數(shù)據(jù)庫，按照三層結(jié)構(gòu)模式進(jìn)行設(shè)計，整體采用B/S的架構(gòu)；二是基于平臺接入整合的系統(tǒng)，基本保持原有技術(shù)架構(gòu)，與平臺的交互統(tǒng)一采用標(biāo)準(zhǔn)XML作為數(shù)據(jù)載體；三是采用portal技術(shù)實(shí)現(xiàn)總體門戶建設(shè)。
二、檔案管理系統(tǒng)的設(shè)計檔案管理系統(tǒng)
是由不同的動態(tài)網(wǎng)頁所構(gòu)成的，而該系統(tǒng)的各項(xiàng)功能也借助動態(tài)網(wǎng)頁得以實(shí)現(xiàn)，檔案管理人員、檔案使用人員以及檔案管理系統(tǒng)和后臺數(shù)據(jù)庫之間的交互，從而實(shí)現(xiàn)單位管理與文件管理的功能，而檔案管理人員可以在經(jīng)過身份驗(yàn)證后對這些檔案進(jìn)行管理。對檔案進(jìn)行的管理包括對檔案的添加修改以及刪除。其中添加頁面與修改頁面比較相似，但是修改頁面上的控件已經(jīng)有了初始值，而添加頁面中的數(shù)據(jù)控件默認(rèn)是空值，所以添加、修改頁面可以在同一個頁面中得以實(shí)現(xiàn)，在引用比較具體的頁面時的區(qū)分方式是利用URL后的查詢字符串。在對這些檔案數(shù)據(jù)進(jìn)行操作管理時，也有需要注意的地方，比如在頁面提交前應(yīng)當(dāng)首先進(jìn)行客戶端的驗(yàn)證，從而保證提交數(shù)據(jù)的完整性與準(zhǔn)確性，其次為了避免重復(fù)記錄在數(shù)據(jù)提交到服務(wù)器后還要進(jìn)行服務(wù)器端的驗(yàn)證。在對數(shù)據(jù)庫中的圖形文件進(jìn)行處理時也有許多應(yīng)當(dāng)注意的問題，首先是圖形文件的修改，這是文件管理中一個比較難操作的模塊，在對圖形文件進(jìn)行修改時，我們一定會重新上傳圖片，與此同時也要顯示出原來的圖片，但是此時圖片的大小與數(shù)量尚未確定，可能會是檔案管理系統(tǒng)的頁面出現(xiàn)排序混亂的現(xiàn)象，所以該檔案管理系統(tǒng)中只有刪除圖形文件的功能，沒有修改圖片的功能。而添加圖形文件時也有其比較特殊的部分，即我們無法確定這個文件中具體的圖片數(shù)量，即頁面中無法固定文件上傳控件的數(shù)量，此時我們可以在進(jìn)入添加圖形文件頁面前先向服務(wù)器提交一個數(shù)據(jù)表明這個文件包括多少圖片，而后服務(wù)器根據(jù)這個數(shù)據(jù)去生成相應(yīng)數(shù)量的文件上傳控件，對于文件上傳我們可以利用程序從提交的數(shù)據(jù)中分離出圖片信息，或者是使用特定的文件上傳組。與此同時還有客戶端的驗(yàn)證問題，針對這種問題我們也有相應(yīng)的解決方案，那就是利用服務(wù)器端腳本去生成客戶端腳本。在對該系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)時，我們可以利用MicrosoftVisualInterDev作為系統(tǒng)的開發(fā)工具。該工具可以對某些對象的屬性方法進(jìn)行自動處理，提高了拼寫的準(zhǔn)確率與編程速度。同時這個工具還能夠?qū)n案中的某些關(guān)鍵詞句進(jìn)行藍(lán)色加粗顯示，極大地方便了我們的閱讀。在系統(tǒng)完成后，必須應(yīng)經(jīng)過相應(yīng)的測試，模擬實(shí)際工作進(jìn)行測試，保證無問題后可投入運(yùn)行。
