大學(xué)生義工管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)與分析

盧峰 林灃

【摘 要】本文針對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成熟發(fā)展的現(xiàn)狀，指出大學(xué)生義工信息管理系統(tǒng)應(yīng)立足于大學(xué)生義工的實(shí)際需求，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具采用SQL Server 2008系統(tǒng)，優(yōu)化處理數(shù)據(jù)庫的各項(xiàng)信息，使該系統(tǒng)具有相對(duì)穩(wěn)定、便于維護(hù)和更新等優(yōu)點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】大學(xué)生義工 管理系統(tǒng) 優(yōu)化數(shù)據(jù)庫 存儲(chǔ)方式

在管理義工的過程中，準(zhǔn)確把握義工的特點(diǎn)和能力、活動(dòng)信息等，在數(shù)據(jù)量日益增多的信息化時(shí)代，要求也越來越高。采用互聯(lián)網(wǎng)手段，對(duì)大學(xué)生義工活動(dòng)進(jìn)行數(shù)字化管理已是必然，這樣做既能從根本上解決義工管理上的疏漏，又能大大提高工作效率，增加數(shù)據(jù)的安全性和可維護(hù)性。使用義工管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)還能對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的分析，減少義工重復(fù)工作和完成質(zhì)量低的問題，改進(jìn)義工管理業(yè)務(wù)的處理效率。同時(shí)，發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)快速便捷、存儲(chǔ)分布式、數(shù)據(jù)安全性高的優(yōu)勢，提高管理效率。

一、數(shù)據(jù)初始化

大學(xué)生義工管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫用戶和功能因組織而異，但總體上來說管理項(xiàng)目是大體類似的，主要涉及以下三方面的數(shù)據(jù)。

（一）義工信息數(shù)據(jù)

義工信息數(shù)據(jù)可以從分特征去定義，一個(gè)是義工的專業(yè)特征，另一個(gè)是義工個(gè)人的擅長領(lǐng)域。盡可能地設(shè)計(jì)更多的字段去記錄義工的信息，這樣就能在后期數(shù)據(jù)分析和派遣上有所傾向。

（二）義工項(xiàng)目數(shù)據(jù)

義工項(xiàng)目數(shù)據(jù)中主要是對(duì)項(xiàng)目的分類和活動(dòng)的分派等進(jìn)行記錄。項(xiàng)目分類主要依據(jù)是勞動(dòng)的類型，體力勞動(dòng)如打掃場地、搬運(yùn)物件;腦力勞動(dòng)如整理文件、錄入數(shù)據(jù)，這里就存在著對(duì)義工能力特征的需求類型不一，要求數(shù)據(jù)庫中項(xiàng)目的分類與義工的能力特征關(guān)聯(lián)。數(shù)據(jù)初始化過后，在運(yùn)行一段時(shí)間，組織者記錄每一次活動(dòng)的情況，數(shù)據(jù)庫可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，以便能在以后的活動(dòng)中形成準(zhǔn)確的關(guān)聯(lián)。當(dāng)然，也會(huì)存在一些小問題，例如項(xiàng)目分類被修改、項(xiàng)目分類不明確，但通過調(diào)整，直到相對(duì)完善。

（三）評(píng)價(jià)管理數(shù)據(jù)

評(píng)價(jià)是客觀反映義工完成效果，完成質(zhì)量的記錄，也需要與項(xiàng)目數(shù)據(jù)和義工信息數(shù)據(jù)建立聯(lián)系。在評(píng)價(jià)體系中，項(xiàng)目的難易和義工的能力是需要平衡的，必須通過優(yōu)化，盡可能地讓項(xiàng)目難易度與義工能力匹配度一致，保證高標(biāo)準(zhǔn)高要求完成。

二、數(shù)據(jù)庫模型

在系統(tǒng)開發(fā)的過程中，要提高系統(tǒng)的實(shí)際性能，降低客戶端和服務(wù)器端的編程和維護(hù)的難度，所以設(shè)計(jì)一個(gè)合理的數(shù)據(jù)庫模型就顯得尤為重要。

數(shù)據(jù)庫模型采用多對(duì)多的關(guān)聯(lián)關(guān)系，用工部門可以發(fā)布多個(gè)義工項(xiàng)目，每個(gè)義工可以對(duì)應(yīng)多個(gè)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目也可以對(duì)應(yīng)多個(gè)義工，通過分析構(gòu)建大學(xué)生義工管理系統(tǒng)實(shí)體類關(guān)系圖，如圖1所示。

三、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫管理員和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)師都很熟悉的技術(shù)就是對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分區(qū)設(shè)計(jì)，分區(qū)設(shè)計(jì)具備了可以減少特定SQL操作中數(shù)據(jù)的讀寫總量，減少響應(yīng)時(shí)間等多種效果。

分區(qū)跟分表一樣，就是按特定的規(guī)則對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分解。主要的區(qū)別在于分表是用若干個(gè)實(shí)體表代替一個(gè)達(dá)標(biāo)，分區(qū)則是分散在多個(gè)位置存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。既可以是在同一個(gè)物理磁盤內(nèi)，也可以是在其他的機(jī)器中。進(jìn)行分區(qū)過后，數(shù)據(jù)雖然分散存儲(chǔ)在不同的位置上，但實(shí)際上是通過數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)自動(dòng)組織分區(qū)的數(shù)據(jù)去操作一張表，在數(shù)據(jù)庫進(jìn)行讀寫的時(shí)候跟一張大表沒有區(qū)別。

當(dāng)表中的數(shù)據(jù)變得非常大時(shí)，讀取數(shù)據(jù)和查詢數(shù)據(jù)的效率就會(huì)非常低。但是如果進(jìn)行分表保存數(shù)據(jù)又會(huì)使得操作上會(huì)變得復(fù)雜，這其中的原因是在做CRUD操作時(shí)，所涉及的表增多，要進(jìn)行跨表操作。如果使用分區(qū)就能較好地避免這種情況的出現(xiàn)。因?yàn)榉謪^(qū)是將表的數(shù)據(jù)按設(shè)定的規(guī)則保存在不同的分區(qū)中，這樣既可以保障數(shù)據(jù)的范圍相對(duì)統(tǒng)一地劃在同一區(qū)域中，又可以避免跨表的查詢，操作起來就相對(duì)容易，并且具備數(shù)據(jù)量少、運(yùn)算速度快和方法簡單等特點(diǎn)，對(duì)程序透明，程序不需要做任何修改。

大學(xué)生義工管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫初始規(guī)模約為40M，之后要考慮每年2GB的數(shù)據(jù)增長量。因此必須對(duì)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行合理的配置規(guī)劃。首先，在一般情況下系統(tǒng)盤不作為數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)盤，這樣系統(tǒng)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)互不受影響。其次，數(shù)據(jù)庫的事務(wù)日志文件要與數(shù)據(jù)文件分開保存在不同的盤中，這樣做的原因主要是可以避免在服務(wù)器出現(xiàn)硬件故障的時(shí)候?qū)е聰?shù)據(jù)丟失，有利于數(shù)據(jù)的恢復(fù)。最后，每年的數(shù)據(jù)增長率，如果在不考慮輔助數(shù)據(jù)文件的情況下，可以略微縮減，如果考慮輔助數(shù)據(jù)文件，那需要另外存儲(chǔ)。這樣將主文件、事務(wù)日志文件和輔助文件獨(dú)立存儲(chǔ)在三個(gè)不同的盤或者磁盤陣列上，數(shù)據(jù)庫的讀取性能、穩(wěn)定性和安全性都將大大地提高。

四、數(shù)據(jù)表的設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)表在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候要考慮具體的問題。（1）數(shù)據(jù)行的長度是有限制的，長度過長會(huì)造成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的碎片產(chǎn)生，降低查詢的效率。（2）編號(hào)和聯(lián)系方式等采用數(shù)字字段存儲(chǔ)，因?yàn)閿?shù)字的比較會(huì)比字符串的比較簡單（數(shù)字是一次比較，字符串是逐個(gè)比較），這樣既能提高查詢和鏈接的性能，又能減少存儲(chǔ)的開銷。（3）在存儲(chǔ)字符類型時(shí)，對(duì)可變字符類型varchar和不可變字符類型char從查詢速度、存儲(chǔ)空間和靈活度上來說也是有較大區(qū)別的，用戶名、密碼這類長度、規(guī)則相對(duì)固定的可以采用char存儲(chǔ)，評(píng)價(jià)內(nèi)容等變化較大的文本可以選擇varchar。（4）名稱相對(duì)較短的字段名也能提高查詢的效率，同時(shí)在建立索引時(shí)也能有效地減少計(jì)算資源的損耗。（5）第三范式是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的最佳規(guī)則，但是往往在設(shè)計(jì)基本表及其字段的關(guān)系時(shí)，會(huì)出現(xiàn)不能完全滿足的情況，此時(shí)為了讓數(shù)據(jù)庫更高效地運(yùn)行，適當(dāng)?shù)厥褂玫蜆?biāo)準(zhǔn)的范式，即使增加了數(shù)據(jù)冗余，但是效率上可以彌補(bǔ)。（6）數(shù)據(jù)表有一個(gè)特點(diǎn)是可以處理多對(duì)多的關(guān)系，但是不容易識(shí)別多對(duì)多的關(guān)系，盡可能地在表與表之間避免多對(duì)多的關(guān)系是在設(shè)計(jì)表的時(shí)候要考慮的，這里采用的方法是在兩個(gè)表之間增加第三個(gè)表來消除。通過這樣的操作可以用兩個(gè)一對(duì)多的關(guān)系去代替一個(gè)多對(duì)多的關(guān)系，并且用三個(gè)表來表示的屬性也比原有的兩個(gè)表要分配得更合理一些。（7）主鍵作為表與表之間的連接工具，它的取值也是要在設(shè)計(jì)時(shí)考慮的，因?yàn)樗瓤梢允菦]有任何聯(lián)系和意義的通過自動(dòng)增長來實(shí)現(xiàn)的數(shù)字串，也可以是具有某種意義的字段名或者字段名組合，但是通常第一種比第二種更利于查詢。因?yàn)槭褂米侄蚊蜃侄蚊M合時(shí)，容易因?yàn)樽侄蝹€(gè)數(shù)的關(guān)系導(dǎo)致索引占用空間大，速度慢。

此外，還要分清一個(gè)概念就是主鍵與外鍵的重復(fù)出現(xiàn)不屬于數(shù)據(jù)冗余，數(shù)據(jù)冗余只有非鍵字段的重復(fù)才算，這種重復(fù)性的冗余只是單純的字段重復(fù)出現(xiàn)，而不是字段的派生出現(xiàn)，屬于低級(jí)冗余。

根據(jù)數(shù)據(jù)庫模型和字段的設(shè)計(jì)規(guī)則，大學(xué)生義工管理系統(tǒng)包含四個(gè)數(shù)據(jù)表，分別為義工信息表（VTS_Info）：字段有學(xué)號(hào)、姓名、性別、身份證號(hào)碼、聯(lián)系方式、所在院系、所在班級(jí)、參與活動(dòng)次數(shù)和活動(dòng)類型等;義工項(xiàng)目表（PR_Info）：字段有項(xiàng)目編號(hào)、項(xiàng)目類型、參與人員等;評(píng)價(jià)表（COM_INFO）：字段有開始時(shí)間、完成時(shí)間、完成情況和存在問題等;用戶信息表（US_Info）：字段有用戶編號(hào)、身份角色和密碼等。

五、使用存儲(chǔ)過程代替直接操作

存儲(chǔ)過程是一組SQL語句在大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中完成特定的功能，用戶編寫好存儲(chǔ)過程后，只需要根據(jù)存儲(chǔ)過程的名稱，并搭配所需參數(shù)編譯一次，之后再次使用便不需要重新編譯，這是大多數(shù)設(shè)計(jì)優(yōu)良的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序都使用的方法，特別是在一些操作相對(duì)復(fù)雜、使用頻次比較高的邏輯業(yè)務(wù)中，采用存儲(chǔ)過程代替復(fù)雜的SQL語句是優(yōu)化數(shù)據(jù)庫訪問的重要手段。

把大學(xué)生義工活動(dòng)的查詢操作使用系統(tǒng)的存儲(chǔ)過程具備以下優(yōu)點(diǎn)：第一，例如將項(xiàng)目活動(dòng)的派遣設(shè)計(jì)為存儲(chǔ)過程，創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)組件并進(jìn)行編譯后，在使用時(shí)只需要調(diào)用和執(zhí)行，而不需要再次去重寫存儲(chǔ)過程的SQL語句，而且數(shù)據(jù)庫管理員還能在運(yùn)行后對(duì)存儲(chǔ)過程進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整的同時(shí)不會(huì)涉及后端程序編碼，大大提高了存儲(chǔ)過程的可移植性。第二，例如義工活動(dòng)評(píng)價(jià)這一類需要進(jìn)行復(fù)雜的連表操作，又或者是需要執(zhí)行多條T-SQL語句完成的，使用存儲(chǔ)過程就要比用批處理簡單很多。第三，例如多用戶同時(shí)操作數(shù)據(jù)庫時(shí)，網(wǎng)絡(luò)流量會(huì)增加，對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象的讀寫速度會(huì)慢，但是如果把這一操作用到的T-SQL語句編寫成為存儲(chǔ)過程，那么網(wǎng)絡(luò)中不會(huì)執(zhí)行所有的SQL語句，只會(huì)是傳遞調(diào)用CALL語句而已，這樣就能降低網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載力，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的流量壓力也減輕了。第四，數(shù)據(jù)庫重視安全，存儲(chǔ)過程也屬于安全機(jī)制的一種，數(shù)據(jù)庫管理員可以通過存儲(chǔ)過程的權(quán)限限制數(shù)據(jù)的訪問，有效地避免一些未經(jīng)授權(quán)的用戶去讀寫數(shù)據(jù)，充分地保障了數(shù)據(jù)的安全性。

六、分布式部署數(shù)據(jù)庫

大型網(wǎng)站的業(yè)務(wù)需求是不斷在增長的，只采用一個(gè)服務(wù)器將無法適應(yīng)發(fā)展的要求，特別是如果進(jìn)行讀寫分離后，一個(gè)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器被劃分為兩個(gè)或兩個(gè)以上的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，還不能滿足業(yè)務(wù)不斷增長的需要，那么可采用分布式部署數(shù)據(jù)庫時(shí)解決分割網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫的方法。

分布式部署數(shù)據(jù)庫就是將數(shù)據(jù)表保存在不同的數(shù)據(jù)庫中，在將數(shù)據(jù)庫放置在不同的服務(wù)器中（如圖2所示）。處理請(qǐng)求時(shí)，需要同時(shí)調(diào)用多個(gè)數(shù)據(jù)表，那么就可以通過多個(gè)服務(wù)器協(xié)同處理，進(jìn)而改善處理效率。

通過一系列的調(diào)試與運(yùn)行，數(shù)據(jù)庫使用的過程穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶分角色管理的同時(shí)，還兼具安全性，真實(shí)地反映了實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)對(duì)人員和項(xiàng)目活動(dòng)等重要信息的管理，有效地提高了大學(xué)生義工團(tuán)體的管理效率和工作效率，從資源整合、信息共享的角度對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，降低了網(wǎng)絡(luò)負(fù)載量，提高了訪問的速度。當(dāng)然，隨著系統(tǒng)不斷的運(yùn)行，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)量不斷增多的同時(shí)，還要進(jìn)一步完善數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，讓系統(tǒng)支持更為靈活、安全和高效的存儲(chǔ)方式。

【參考文獻(xiàn)】

[1]付文哲，韓震，司玉杰.大學(xué)生青年志愿者管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2020（32）.

[2]孫玲玲.SQL數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與安全維護(hù)優(yōu)化研究[J].電子制作，2020（14）.

[3]張靜.圖書管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J].黑龍江科學(xué)，2018（20）.

【作者簡介】盧 峰（1985— ），男，廣西岑溪人，廣西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，研究方向?yàn)檐浖こ碳夹g(shù)、大學(xué)生思想政治教育;林 灃（1982— ），男，廣西南寧人，廣西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，工程師，研究方向?yàn)閃eb應(yīng)用開發(fā)和軟件技術(shù)。

（責(zé)編 黃桂嬋）