信息系統(tǒng)的報表存取模式研究

余肖生　汪宏舟

[摘要]電子報表在管理控制中發(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表存取模式，認為表格類報表是信息系統(tǒng)報表呈現(xiàn)的主要形式，并詳細分析了表格類報表的設(shè)計方法、性能優(yōu)化等問題。最后，以一個數(shù)據(jù)統(tǒng)計系統(tǒng)——五人制足球信息統(tǒng)計系統(tǒng)為例，討論了表格類報表的應(yīng)用。

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

[中圖分類號]TP311

[文獻標(biāo)識碼]A

[文章編號]1008-0821（2015）02-0053-04

隨著信息爆炸時代的到來，各行各業(yè)傳統(tǒng)的辦公模式面臨嚴峻的挑戰(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，尤其在財務(wù)報告及分析評價方面。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)注報表的設(shè)計。報表設(shè)計主要包括兩方面內(nèi)容：一方面是報表旱現(xiàn)形式。在信息系統(tǒng)中報表呈現(xiàn)形式主要有文字、圖形和表格等。文字類報表作為總結(jié)性報表之一，易受主觀意識影響，有遺漏潛在信息的可能；圖形類報表的報表內(nèi)容客觀，但也易受到圖形的局限性而影響分析結(jié)果的評估；而表格類報表作為報表呈現(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。另一方面是報表數(shù)據(jù)存取方式的選擇，這涉及報表存取模式。本文認為表格類報表是信息系統(tǒng)報表呈現(xiàn)的主要形式，并著重比較了3種常用的報表存取模式，接著詳細分析了表格類報表的設(shè)計方法、性能優(yōu)化等問題，最后，以一個數(shù)據(jù)統(tǒng)計系統(tǒng)——五人制足球信息統(tǒng)計系統(tǒng)為例，討論了表格類報表的應(yīng)用。

1 報表存取模式的比較

數(shù)據(jù)存取是指數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)存儲組織和存貯路徑的實現(xiàn)和維護，而所謂報表存取模式是指報表的數(shù)據(jù)來源及其數(shù)據(jù)存儲組織的方式。在報表開發(fā)中，報表呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)來源通常有三種，分別是視圖（View）、存儲表（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，輸出報表；第二種是在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建存儲表，專門存儲報表數(shù)據(jù)，并在前端應(yīng)用程序輸出報表；第三種是從數(shù)據(jù)源提取數(shù)據(jù)，存儲在數(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表。

在進一步討論報表存取模式之前，需要了解普通視圖和表的區(qū)別及執(zhí)行效率問題。視圖是從一個或幾個基本表（或視圖）導(dǎo)出的表。它與基本表不同，是個虛表。數(shù)據(jù)庫中只存放視圖的定義，而不存放視圖對應(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表存取模式以及它們的優(yōu)點與缺點，如表1所示。

通過創(chuàng)建視圖（View）來呈現(xiàn)報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)幾個表的連接查詢或簡單計算的情形。Crystal Reports報表軟件是這種報表存取模式的典型代表。其主要特點是形式多樣的內(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平臺等。這種報表開發(fā)方法直觀，數(shù)據(jù)基本不存在冗余，幫助開發(fā)者做出了大量報表。如果報表數(shù)據(jù)很復(fù)雜時，比如報表需要從復(fù)雜的數(shù)據(jù)源或者多個不同類型的數(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、格式轉(zhuǎn)換或其他處理。這樣的報表視圖查詢語句復(fù)雜，實現(xiàn)難度大。通過這類報表軟件制作復(fù)雜報表時，會因為在視圖中進行多次復(fù)雜的關(guān)系代數(shù)運算使得運行效率很低，無法高效地將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)加載到報表中。而用戶請求以最少的響應(yīng)時延傳送Web頁面被公認為Web頁面最重要的設(shè)計準(zhǔn)則，因此這種方法僅適用于業(yè)務(wù)規(guī)則簡單的報表。

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)建一個包含視圖數(shù)據(jù)的臨時表，基于這個臨時表再執(zhí)行查詢。這種處理能夠在一定程度上提高報表查詢的效率。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)者維護代碼。

相反若以存儲表（Table）的方式存取報表數(shù)據(jù)并輸出，其好處是報表查詢效率高。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，并將報表數(shù)據(jù)源存儲到存儲表中。這種方法在處理復(fù)雜數(shù)據(jù)源時，實現(xiàn)難度比視圖小。當(dāng)然用存儲表的方式也會導(dǎo)致一些問題：①因需要在業(yè)務(wù)系統(tǒng)中自動提取轉(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)運行效率相對低一點；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)雜的報表。

以數(shù)據(jù)倉庫（Data warehouse）的方式開發(fā)報表，除數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)庫服務(wù)器外，還需要創(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，這種報表存取模式適用于企業(yè)級管理信息系統(tǒng)。

在實際開發(fā)中，對于小型常規(guī)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，多采用視圖或存儲表的設(shè)計方法；對于企業(yè)級管理信息系統(tǒng)，則更多采用創(chuàng)建數(shù)據(jù)倉庫的方式開發(fā)報表。

2 報表呈現(xiàn)過程的分析與設(shè)計

2.1報表呈現(xiàn)過程的數(shù)據(jù)流分析

在傳統(tǒng)的報表軟件中，報表統(tǒng)計處理單元從數(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)交給報表統(tǒng)計處理單元處理。當(dāng)原始數(shù)據(jù)復(fù)雜時，一方面，實現(xiàn)難度增大；另一方面，增加了報表統(tǒng)計處理單元的負載，使查詢效率降低。

在這個過程中，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，會減輕報表統(tǒng)計處理單元的負載，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)中運行，不在報表系統(tǒng)中運行，雖然會影響業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運行效率，但有些情況下是值得的。endprint

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

2.2報表呈現(xiàn)過程的設(shè)計

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

2.2.1功能模塊設(shè)計

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)計模塊并給出具體功能。從模塊聚合性方面考慮，報表呈現(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)并存儲在存儲表中，之后再加載存儲表數(shù)據(jù)，生成報表。因此整個數(shù)據(jù)流可分為原始數(shù)據(jù)的提取、轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)加載兩個不同時間段進行。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)交換實現(xiàn)，并且控制信息的傳遞。

因此報表呈現(xiàn)過程中包括兩個功能模塊，分別是報表統(tǒng)計模塊和數(shù)據(jù)源加載模塊。報表統(tǒng)計模塊用于報表輸出和數(shù)據(jù)加載，即設(shè)計出符合客戶要求的報表樣式，并設(shè)計好數(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，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)換后存儲在存儲表中，并保持數(shù)據(jù)的一致性。

2.2.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計

報表呈現(xiàn)過程中，數(shù)據(jù)庫設(shè)計也尤為重要，這里的數(shù)據(jù)庫主要是指存儲表。存儲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；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，其目的是達到所存儲的數(shù)據(jù)跟視圖基本一樣。對于需要復(fù)雜計算的派生列數(shù)據(jù)項要留有對應(yīng)的列接收數(shù)據(jù)。

3 實例研究

筆者以五人制足球信息統(tǒng)計系統(tǒng)中的報表設(shè)計為例，對視圖和存儲表兩種報表存取模式及報表呈現(xiàn)過程的分析設(shè)計思想進一步分析與討論。本系統(tǒng)開發(fā)平臺為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告；②比賽監(jiān)督員在賽后登記比賽監(jiān)督報告；③賽區(qū)工作人員在賽后登記賽區(qū)工作報告；④體協(xié)管理員審核報告并做出停賽處理以及扣分罰款處理。

比賽報告模塊作為本系統(tǒng)的核心模塊，其包括裁判報告、比賽監(jiān)督報告、賽區(qū)工作報告、積分榜、射手榜、停賽公告、扣分罰款統(tǒng)計等7張報表。在分析每張報表的數(shù)據(jù)來源時，發(fā)現(xiàn)裁判報告、比賽監(jiān)督報告、賽區(qū)工作報告以及射手榜、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，得出符合要求的報表。射手榜報表數(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名隊員比賽時得到1張紅牌或者黃牌累計達到3張時，要求停賽1次；停賽場序由體協(xié)管理員審核完賽事報告后，繼續(xù)處理；如需要額外停賽，由體系管理員后續(xù)處理。報表輸出還要求同一隊員累加停賽場數(shù)，最終輸出1張信息自上而下累加的停賽公告報表。若以創(chuàng)建視圖的方式，查詢語句極其復(fù)雜，因此存儲表的存取模式是最佳的選擇。

在數(shù)據(jù)庫設(shè)計方面，停賽公告存儲表的關(guān)系模式是停賽公告表（編號，賽事年度，賽事輪數(shù)，賽事場序，球隊名稱，隊員名稱，隊員號碼，停賽場序，累積黃牌，累計紅牌，累計停賽，停賽原因，處理狀態(tài)）。停賽公告存儲表的關(guān)系模式顯然不滿足完整性約束和范式，更接近報表的數(shù)據(jù)源。

在功能模塊設(shè)計方面，賽事審核時，設(shè)計數(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，并更新停賽存儲表，供用戶后續(xù)處理后輸出報表。處理代碼如圖5所示。

報表統(tǒng)計模塊的設(shè)計相對容易，從存儲表中加載數(shù)據(jù)，綁定到報表中，并輸出報表。停賽公告報表呈現(xiàn)的效果如圖6所示。

4 結(jié)語

筆者通過比較三種報表存取模式的差別及分析表格類報表的設(shè)計方法，就報表呈現(xiàn)過程中如何降低報表的實現(xiàn)難度和如何優(yōu)化報表的查詢性能等問題，提出解決方案，并給出實例。在設(shè)計報表呈現(xiàn)過程時，如果業(yè)務(wù)規(guī)則較簡單，選擇視圖作為報表的數(shù)據(jù)來源比較合適；如果業(yè)務(wù)規(guī)則復(fù)雜且報表有特殊要求，選擇存儲表或數(shù)據(jù)倉庫作為數(shù)據(jù)來源更合適。然而存儲表這種報表存取模式實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表。這是本文存在的不足，也有待進一步研究探討。

（本文責(zé)任編輯：孫國雷）endprint