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序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇概念结构设计的方法和步骤范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
中图分类号:TP312 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)42-0319-01
1 数据库概述
数据库是数据管理的最新技术。数据管理先后经过了人工管理阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段。在数据库领域中最常用的数据模型有层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型等。关系型数据库系统是建立在关系模型基础上的。
关系数据库系统遵循严格的数学基础,它应用数学方法,主要是集合代数的概念和方法来处理数据库中的数据。关系数据库的数据结构简单,它的逻辑结构可以看做是一张二维表。
2 数据库设计方法及流程
大型数据库的设计是涉及多学科的综合性技术。数据库设计是指对于一个给定的应用环境,构造优化的数据库逻辑模式和物理结构,并据此建立数据库及其应用系统,使之能够有效地存储和管理数据,满足各种用户的应用需求。数据库的设计应符合“三分技术、七分管理、十二分基础数据”的基本原则。其基本设计步骤分为:需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施、数据库运行和维护六个阶段。
2.1 需求分析
需求分析是数据库设计的起点,简单地说就是分析用户的需求。该阶段的任务是通过详细调查现实世界要处理的对象,充分了解原系统工作状况,明确用户的各种需求(包括信息要求、安全性与完整性要求),然后在此基础上确定新系统的功能。注意新系统必须充分考虑今后可能的扩充和改变,以预留出足够的可扩展空间等。例如:对于一个教务管理系统的设计,设计之初首先应了解其工作需求,确定要实现哪些功能、应包含哪些属性以及未来可能的扩展需求等。
2.2 概念结构设计
概念结构设计是将需求分析阶段所得到的用户需求抽象为信息结构的过程,它是整个数据库设计的关键。概念结构的主要特点包括:能真实充分的反应现实世界,易于理解,易于改正,易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。
概念结构设计通常有自顶向下、自底向上、逐步扩张、混合策略四种方法。概念结构是对现实世界的一种抽象,一般包括分类、聚集和概括三种抽象。利用抽象机制对数据进行分类、聚集,形成实体、实体的属性,标识实体的码,确定实体之间的联系类型,设计分E-R图是概念结构设计的第一步。具体做法包括:选择局部应用,一般以中层数据流图作为设计分E-R图的依据;逐一设计分E-R图,即对每个局部应用设计分E-R图。最后,将得到的各分E-R图综合形成一个系统的总E-R图。在教务管理系统中有学生、教师、主任等实体,学生实体有包含姓名、学号、班级、成绩等属性,应对其逐一设计E-R图。
注意在形成总E-R图的过程中并不是将各个分E-R图进行简单的合并,因为在合并过程中分E-R图之间会因为各种原因导致许多不一致的地方,即会产生冲突现象。应先通过讨论、协商并根据应用的语义解决各类冲突。
2.3 逻辑结构设计
逻辑结构设计是指将概念结构设计阶段设计好的E-R图转换为与选用DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。设计逻辑结构首先将概念结构转换为关系、网状、层次模型。例如,设计关系模型就要根据E-R图设计二维表,二维表中包括字段名、数据类型、长度、描述等。最后设计符合用户习惯的外模式。
实现E-R图向关系模型的转换实际是就是将实体型、实体的属性和实体之间的联系转换为关系模式。实体的属性就是关系的属性,实体的码就是关系的码,实体之间的联系应注意它是一对一、一对多还是多对多的联系。形成初步的关系模型后,然后就是对模型的优化。关系数据模型的优化通常以规范化理论为指导。在对外模式的设计上,关系数据库管理系统一般都使用视图这一功能设计更符合局部用户需要的用户外模式。
2.4 物理设计
物理结构设计就是为逻辑结构设计阶段所得到的数据模型选取一个最适合应用要求的物理结构。在关系数据库中主要是先指定存取方法和存储结构,然后主要对时间和空间效率进行评价。
考虑到数据库系统是多用户的共享系统,所以应建立多条存取路径以满足多用户的多种应用要求。常用的存取方法有索引方法、聚簇方法、HASH方法。
2.5 数据库的实施和维护
在数据库实施阶段,设计人员要用RDBMS提供的数据定义语言和其他实用程序将数据库逻辑设计和物理设计结果严格描述出来,成为DBMS可以接受的源代码,再经过调试产生目标模式,最后就可以组织数据入库了。
在数据库试运行后,由于应用环境、物理存储等不断的变化,所以应对数据库进行长期的维护工作。对数据库的维护包括:数据库的转储和恢复,数据库的安全性、完整性控制,数据库性能的监督、分析和改造,数据库的重组织与重构造等。
3 数据库的规范化及约束条件
由于逻辑结构设计并不唯一,对于任何一种数据库应用系统如何构造出合适的逻辑结构,这就涉及到规范化问题。对于关系模式最基本的要求是应满足第一范式,即每一个分量必须是不可分割的数据项。此外,为了消除关系模式中存在的插入删除异常,修改复杂,数据冗余等毛病,应使关系模式逐步满足第二、第三范式、BC范式等。
关系的完整性规则是对关系的某种约束条件。它包括实体完整性、参照完整性和用户自定义的完整性三种完整性约束。其中,实体完整性要求关系中的主属性不能为空;参照完整性是用来描述实体与实体之间联系的完整性约束,这两个是必不可少的完整性约束条件。此外,数据库系统根据应用环境的不同可能会有某些特殊的约束条件,这就需要用户自定义完整性。
完整性约束和规范化是数据库系统设计中必不可少的约束条件。只有满足这些约束条件才能设计出完整、高效、可靠的数据库系统。
总之,在信息化社会,能充分有效地管理和利用各类信息资源,是进行科学研究和决策管理的前提条件。数据库技术是管理信息系统、办公自动化系统、决策支持系统等各类信息系统的核心部分。
高思,1993年9月,汉族,河北省石家庄,本科,学生,计算机科学与技术。
赵博,1992年6月,汉族,河北省张家口市,本科,学生,计算机科学与技术。
参考文献
[1] 王珊,萨师煊,《数据库系统概论》,高等教育出版社,2013.12.
[2] 王晴,《新编关系数据库与SQL Server 2008》,清华大学出版社2013.8.
[3] 胜,赵会东,《SQL Server入门经典》,机械工业出版社,2103.4.
[4] 李巧君,刘春茂,浅析数据库设计的一般流程和原则.技术与市场.2010.
SQL server2008数据库的使用,更多的还是在网络应用之中。网络应用和本地应用程序有很大的差别,网络应用的运行和访问受到诸多客观条件的限制:网速、并发、数据安全……
所以SQL server2008数据库的网络应用,必须要考虑到以下几个方面:
一、数据库数据的安全性是第一位的
用户的数据,属于机密信息。黑客的存在,对于数据的安全性带来了很大的威胁。相比于SQL server2005,SQL server2008数据库在安全性上做出了很大的提升――“SQL Server 2008为关键任务应用程序提供了强大的安全特性、可靠性和可扩展性。”
SQL Server 2008可以对整个数据库、数据文件和日志文件进行简单加密。用数据加密来保护数据的安全性,是一个比较常规的手段。过去我们都是采用在程序中运行加密算法来保护数据的安全。这种方法有一个很大的缺陷:简单的加密算法很容易被黑客破解,从而使得用户的数据被完全地暴露出来,而在程序中添加复杂的加密算法,又会影响程序的运行速度,加大服务器的负荷。SQL Server 2008可以直接在数据库层面对用户数据进行加密,从根本上保护了用户的隐私。在硬件资源比较优越的情况下,我们可以通过使用SQL Server 2008的数据加密这个功能,从根本上加强用户数据的安全性和隐秘性。
二、数据库的设计应充分考虑性能问题
数据库的性能是否足够好,取决于数据库结构的设计和表结构的设计。这是任何类型数据库都必须要认真对待的问题。在网络应用中,设计良好的数据库结构和表结构的作用,显得尤为突出。
数据库设计(Database Design)是指对于一个给定的应用环境,构造最优的数据库模式,建立数据库及其应用系统,使之能够有效地存储数据,满足各种用户的应用需求。数据库结构的设计可以划分为四个步骤:需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计和物理设计。
1.需求分析是做项目之前首先要做的第一件事情
只有明白了用户需求,我们才能设计并开发出满足用户需求的应用来。在需求分析过程中,我们要充分了解用户需要的数据和对数据进行哪些操作。通过了解组织、人员的构成来创建数据字典,从而做出一个需求分析说明书来。一个完整的需求说明分析书应包含整个项目所需全部信息,具体如下:数据库系统应用范围与环境条件、工作流程图、数据流程图、数据字典、IPO图与加工说明、数据库性能要求、对操作界面的要求、各类约束条件、开发目标与方法、组织机构、系统当前状况分析、数据库系统功能设计目标、对系统结构的初步规划、日程进度、验收标准。
2.做好需求分析之后,就需要对需求分析做一个概念结构设计
最常用的概念结构设计方法有实体分析法、面向对象设计方法、属性综合法和规范化关系方法。我们要通过概念结构设计,设计出不依赖于某种具体DBMS的满足用户应用需求的信息结构。
3.逻辑结构设计的任务是把概念模型,例如E-R图转换成所选用的具体的DBMS所支持的数据模型
逻辑结构的设计与算法密切相关,在设计逻辑结构的同时,还要考虑应用程序的设计。就拿客户信息来说,一个客户对应一个单位,客户的单位有客户单位的信息,而客户本身还有联系人的信息。由于这两个信息是一致的,我们就可以把联系人信息和单位信息放到一个表里,这样当我们需要查询客户信息的时候只需要查询一个表,而不需要进行并表查询,在程序设计的时候就能降低数据库的运算量。这样不仅使得表维护工作变得简单便于维护,也提高了运行效率。进行逻辑转换除了遵循一般的规律之外,还要充分考虑实际需求做一些特殊的设计来简化问题。最终目的就是提高我们设计的正确率。
4.物理设计就是对一个给定的逻辑数据模型求取与应用需要相适应的物理结构的过程
数据的存储结构与存取方法是由DBMS决定并自动实现的,所以我们考虑好在网络环境下数据库的分布及索引结构就可以了。
SQL server2008数据库应用,内容博大精深。想要熟练掌握并应用,需要的不仅仅是对数据库基础知识的把握,更多的还是要靠我们自己,在使用过程中,结合具体环境,做出合理的分析和判断。所谓“运用之妙,存乎一心。”多动脑,多动手实践,才能把数据库应用掌握到极致。
中图分类号:TP39文献标识码:A 文章编号:1007-3973 (2010) 03-039-02
1引言
数据库技术是计算机科学的重要分支,它能够科学地组织和存储数据,高效地获取和处理数据,是一门综合性的软件技术。随着社会对数据处理任务要求的提高,数据库得到了越来越广泛的应用,其数量和规模越来越大,研究领域也得到了扩展和深入。
2数据库简介
2.1数据库应用系统开发步骤
按照规范化设计方法,考虑数据库及其应用系统的开发全过程,可以将数据库设计分为6个阶段:需求分析,概念结构设计,逻辑结构设计,物理结构设计,数据库实施,数据库运行和维护。
(1)需求分析
需求分析阶段是数据库设计的第一个阶段,必须准确地了解并分析用户的需求。这一阶段有两个任务:一是摸清现状,二是理清将要开发的目标系统应该具有哪些功能。这个过程是整个设计过程的基础,必须做到充分而准确,它的质量将决定整个数据库设计的质量。
(2)概念结构设计
概念结构设计也是数据库设计的关键。将用户的数据需求进行综合和抽象,转化为一个统一的概念模型。描述数据库概念模型的最主要和应用最广泛的工具是E-R模型(实体-关系模型)。
(3)逻辑结构设计
将概念结构设计的结果转换为某一个数据库管理系统所支持的数据模型,并对其进行优化。也就是将E-R图中的所有实体和联系都用关系来表示。
(4)物理结构设计
数据库的物理结构设计是指在数据库管理系统上实现数据库的创建。确定了关系模式,并确定了所使用的数据库管理系统后,就可以确定数据的结构。
(5)数据库实施
在这个阶段中设计人员会运用数据库管理系统提供的数据语言及其宿主语言,根据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库、编制与调试应用程序、组织数据入库并进行试运行。
(6)数据库运行和维护
数据库系统经过试运行后即可投入正式运行,在运行过程中应不断地对其评价、调整与修改,并且要进行备份。
3 技术
简介
是一组用于和数据源进行交互的面向对象类库,通过这些类库中的类访问数据源中的数据,并对数据进行操作。比起以前的数据访问技术,有如下特点:
(1)断开连接技术
在以往的数据程序中,程序运行时总是保持与数据库的连接,维护这种大量的连接将占用系统开销并降低程序的总体性能。而仅在执行数据操作时打开对数据库的连接,操作完毕后关闭连接。
(2)数据集缓存技术
在中,从数据源检索的数据在内存中缓存为数据集。由于数据集可以保存多个独立的表并维护表间关系,因此,它可以保存非常丰富的数据结构。
(3)更好的程序间数据共享
在中,XML是数据的基本格式,数据集对象以XML的形式存放数据。
的常用类
中包含如下常用类:Connection类、Command类、DataReader类、DataAdapter类和DataSet类。
3.2.1Connection类
Connection类用于连接数据源。使用Connection类来创建连接对象,设置到数据源的连接。Connection类的重要属性是ConnectionString,该属性用来设置连接字符串。
实现数据库连接一般可采用以下步骤。
(1)创建Connection对象。
(2)把连接字符串赋值给Connection对象的ConnectionString属性。
(3)调用Connection对象的Open方法打开连接。
(4)操作完毕后,调用Connection对象的Close方法关闭连接。
例如:通过SqlConnection类的对象conn设置了到后台数据库Mydatabase的连接。
SqlConnection conn=new SqlConnection();
conn. ConnectionString=”server=(local);Integrated Security=true;Database=Mydatabase”;
conn.Open();
…//对数据库的操作
conn.Close().
3.2.2Command类
Command类用于执行SQL命令或存储过程。使用Connection对象与数据源建立连接后,课使用Command类创建的对象进行对数据源执行增、删、改等各种操作,操作是实现的方式可以是使用SQL语句或是使用存储过程。
使用Command类执行SQL命令一般可采用以下步骤。
(1)创建Connection对象。
(2)创建Command对象,设置要执行的SQL命令和所使用的当前连接。
(3)用Connection对象的Open方法打开连接。
(4)调用Command对象的相应方法执行SQL命令。
(5)调用Connection对象的Close方法关闭连接。
例如:使用SqlCommand类执行delete命令
SqlConnection conn=new SqlConnection();
conn. ConnectionString=”server=(local);Integrated Security=true;Database=Mydatabase”;
string sqlstring=”delete from 学生表 where 姓名=’张三’”;
SqlCommand com=new SqlCommand(sqlstring);
com.ExecuteNonQuery().
3.2.3DataReader类
DataReader类用于从数据源中检索只读数据集,其对象是一个简单的数据集,该类适合在应用程序中对数据进行一次快速的读取。因为DataReader类的构造函数是Private修饰,所以无法在程序中使用DataReader dr=new DataReader()的形式建立DataReader类,只能调用Command类的ExecuteReader方法来创建DataReader对象。
使用DataReader类检索数据一般可采用以下步骤。
(1)创建Connection对象。
(2)创建Command对象,设置要执行的select命令和所使用的当前连接。
(3)调用Command对象的ExecuteReader方法创建DataReader对象。
(4)用Connection对象的Open方法打开连接。
(5)操作完成后,调用DataReader对象的Close方法关闭读取器对象。
(6)调用Connection对象的Close方法打开连接。
3.2.4DataAdapter类
DataAdapter(数据适配器)类,充当数据源与数据集之间的桥梁,当程序建立了到数据源的连接之后,数据并不自动地传递,必须使用数据适配器在数据源和数据集之间交换数据。
数据适配器从数据源中检索的数据,填充到DataSet类创建的对象中,或者把用户对DataSet对象做出的更改写入到数据源。
使用DataAdapter类检索数据填充到数据集,可采用以下步骤:
(1)创建Connection对象。
(2)创建DataAdapter对象,设置要执行的select命令和所使用的当前连接。
(3)创建DataSet对象。
(4)用Connection对象的Open方法打开连接。
(5)调用DataAdapter对象的Fill方法填充数据集对象。
(6)操作完毕后,调用Connection的Close方法关闭连接。
例如:下列程序中将查询语句获得的数据填充到数据集。
SqlConnection conn=new SqlConnection();
conn. ConnectionString=”server=(local);Integrated Security=true;Database=Mydatabase”;
string sqlstring=”select * from 学生表 where 姓名=’张三’”;
SqlDataAdapter da=new SqlDataAdapter(sqlstring,conn);
DataSet ds=new DataSet();
conn.Open();
int n=da.Fill(ds,”学生表”);
conn.Close();
MessageBox.Show(“共有”+n.ToString()+”条记录”)。
3.2.5DataSet类
DataSet类通过DataSet ds=new DataSet()的形式可以创建DataSet对象。DataSet对象是支持断开式、分布式数据方案的核心对象。它是数据库在内存中的简化版本,包括了多个相关表、约束和表间关系,向用户提供一致的关系编程模型。从用户角度看,DataSet就是一个关系数据库。可以用数据适配器的Fill方法填充。可以将DataSet看成一个非连接的数据库(离线),因为DataSet内部存储结构与数据库很类似,拥有数据表和数据表关联。DataSet中可以存储多张表。DataSet拥有类似于数据库的结构,但它并不等同于数据库。它可以存储来自于数据库的数据,而且还可以存储其他格式的数据,如XML格式文档。
4结束语
目前数据库的应用已经越来越广泛,数据库应用系统的开发技术也越来越重要。是面向分布式且基于.NET框架结构的数据库访问技术。它以XML数据库格式为核心,提供了一组数据访问服务的类,可用于对SQL Server数据源及通过OLE DB和XML公开的数据源的一致访问。
参考文献:
[1]李维杰 孙乾君,SQL Server2005数据库原理与应用简明教程[M].北京:清华大学出版社,2007.
Abstract: this paper combined with years of the architectural design experience and related material, puts forward the structure design of the basic concept and the conceptual design of the specific steps and the important meaning. Discusses the structure design of quality concrete measures. Refers for the colleague.
Keywords: architecture; Structure design; The conceptual design; Quality; The measure; explore
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
一、引言
随着我国城市化进程的加快,我国的房地产市场交易日益活跃,房屋价格节节攀升,对于老百姓而言,买房是平生的头等大事,几乎花掉大半生的积蓄,与此同时我国内陆地震频发(2008年5月12日汶川地震,里氏7.8级;2010年4月14日玉树地震,里氏7.1级),因此房屋的质量不仅关系到人们的切身利益,还在危急时刻直接影响到生命财产安全。作为一名结构工程师,我们必须把设计质量放到最最重要的位置,设计前深思熟虑,设计中一丝不苟,尽可能避免设计图纸上出现“漏、碰、错、缺”。采取有效的措施确保并提高建筑结构设计质量。下面就以上问题和提高建筑结构设计质量措施展开具体探讨。
二、建筑结构设计的基本概念简介
结构设计的具体程序是需要严格遵守的。建筑物的设计工作实际上存在诸多分支,这些分支具体涵盖了结构设计、电气设计、建筑设计、暖气通风设计、给排水设计等。每个分支的具体设计过程都必须围绕四个根本目标:审美要求、功能要求、环保要求以及经济要求。建筑的结构是建筑物发挥其使用功能的基本条件,因而,结构设计也是建筑物设计过程中极为重要的组成部分之一,结构设计细分为以下四个步骤:设计结构方案、结构分析、设计构件、绘制施工图纸。
建筑结构的类型这一概念相对而言范围广、内容丰富。根据不同建筑物在具体功能要求上的差异,随着科学技术的发展,逐渐产生了诸多结构类型与结构的分类方法。从建筑物具体用途的角度,可以划分为民用建筑与工业建筑。如果依据建筑物的层数来分类,则可以分为超高层、高层、多层、单层建筑。建筑物使用的结构材料是有所区别的,从结构类型的角度来分类,大体上有:混合结构、砌体结构、木结构、钢结构、钢筋混凝土结构等。此外,建筑物的结构构件组成方式也存在较大的区别,从这个角度,可以划分为框筒结构、剪力墙结构、框架结构、筒中筒结构、筒体结构、框剪结构、束筒结构等。由此可见,建筑结构类型的划分方法颇多,内容也相对复杂。
而建筑结构设计中还有一个很重要的名词:概念设计。概念设计的具体含义指的是通过清晰、明确的概念结构,在不进行数值计算的情况下,根据分系统与整体结构系统间的结构破坏机理、力学关系、实验现象、震害以及工程经验所获得的原始设计思想与基本设计原则,对结构的计算结果做出合理、准确的分析,同时将计算假设与结构的实际受力状况间的差异也考虑在内,对结构或构造进行设计,尽可能保证建筑物的受力更安全、更合理、更协调。
三、概念设计的具体步骤与重要意义
在结构设计中,概念设计占据极其重要的地位,结构设计步骤通常可以划分为三步:前期选择方案阶段,中期结构计算阶段以及后期制绘施工图阶段。结构设计与分析的首要步骤就是概念设计,以上三个步骤均与科学的概念指导不可分割。一名好的结构工程师在每个项目工程设计的初始阶段,也就是建筑设计方案确定阶段,先按照自身的经验和专业基础,在心里经历一段优化过程,应用概念设计手段,能够快速、合理地构思,比较,抉择每一个结构体系,并且协助建筑师扩展或者实现建筑行业所需要的空间形式,想要的使用,构筑和形象功能,且将其定为目标,同建筑师共同决定建筑的总体结构方案,此外,还要确定整体结构体系和分体结构体系最佳的受力方案。得出来的方案一般具有清晰的概念和正确的定性,从而避免了后期不必要的运算,经济可靠性能较好。另外,这种方法也可以作为判断计算机的内力分析所得到的数据可靠性的依据。作为结构设计的灵魂和核心,概念设计统领着整个结构设计过程,也显示了设计工程师的理论和设计水平。通过结构概念设计的运用,可以从全局上明确结构的各项性能,从而科学的判断计算分析得到的结果并进行合理的利用,确保了设计过程中工程师的主体地位。
四、提高建筑结构设计质量的具体措施
建筑工程的一个特点就是受到地理因素的制约与影响,这个特点也导致设计过程中涉及的参数很可能具有一定的特殊性。简单举例有:基本雪压、基本风压、场地土类别、地震烈度等铸锻参数的选取过程都要严格依照《全国基本雪压分布图》《全国基本风压分布图》以及工程地质报告这三份材料进行敲定,又如墙体围护的主材在不同地区存在差异,工程师则需要根据实际选用的主材确定墙体荷载。在开始设计之前,设计人员应当大量收集设计相关资料、深入研究设计规范,根据具体的工程类型、地域条件确定具体参数,这样的做法能够在加强计算结果可靠性的同时,避免参数不合理、参数错误造成的返工、浪费等现象。
建模计算的前期处理是提高结构设计质量的重要措施之一。对荷载的计算要保证准确有效,估计、推测等无依据的做法是需要每个工程师尽可能避免的。建模的过程要严格按照科学的方法来给定输入,楼梯洞口输入处的局部开洞处理,转换层构件与悬挑构件设计中活荷载的不利影响,飘窗部分的荷载分析等都是需要格外注意的步骤。
在尚未了解各个参数具体含义的情况下,毫无依据的对参数进行盲目的修改是结构建模过程中的一个大忌。在调整参数的过程中,要格外注意不同参数的具体适用范围,具体的某一项参数大多具有较为严格的适用性,砖混结构下准确的参数,很可能不适用于框架结构,多层结构下准确的参数,对高层结构的适用性也未必能够保证。对相关计算软件的应用也要注意这个问题。不同的计算理论是具有其特定的假设条件的,软件的编制默认状态下均符合这些特定条件,为了避免出现参数不匹配、不适用的问题,在使用软件前必须了解清楚这款软件的具体技术条件,即使是最熟悉的PKPM软件系列也不能忽略这个问题。缺乏对于软件技术条件的深刻理解,就无法合理、正确的应用软件进行实际设计。因过分信任计算机的计算结果,而忽视结构概念导致的严重错误,近年来在结构设计领域也屡见不鲜。相关领域工作者在必要的情况下要进行手算复核,而不是迷信软件的计算结果,这种情况对于带转换的构件设计工作最为重要。
在结构设计的过程中,建筑物计算分析的结果是为了确保在静力荷载以及自然灾害造成的动力荷载作用下具有较强的整体安全性。然而,仅仅依靠计算分析结果展开的设计,在实际生活中是很难避免荷载作用下建筑物局部开裂、破坏等现象的。针对不同的自然灾害,要进行专门的防护性设计。以地震为例,可以根据工程抗震等级的要求指标,按照设计规范中的具体要求,在结构设计过程中采用必要的构造措施。特别是针对计算性相对比较弱的结构类型时,多数的设计都要求通过构造措施保证建筑的安全性。
五、小结语
通过文章中的分析,概念设计在建筑结构设计的过程中扮演了很重要的角色。除此之外,针对软件计算参数、计算结果的荷载分析、数学建模工作的有效进行,都是提高建筑结构设计质量的好办法。
参考文献:
[1]闵小双.概念设计在建筑结构设计中的意义[J].科技资讯,2006(34):213.
[2]柳强.王玉玲.浅谈概念设计在结构设计中运用[J].新疆化工,2006(1):25~27.
[3]王顺卿.谈建筑结构设计中的概念设计[J].山西建筑,2006(8):39-40.
[4]颜兴强.浅谈建筑结构设计方法[J].沿海企业与科技,2009(5).
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
随着我国市场经济状况的高速发展,城市化的进度正在逐渐加快,尽管房价商场非常猛烈,房地产市场的交易量依然与日俱增,对广大人民百姓来说,购置住房是生活中最重要的活动之一,不少工薪阶层将大半生的劳动所得消耗在房产上。同时,我国的内陆地区地震频发,住房的质量不但与广大人民的切身利益息息相关,还可能在自然灾害发生时直接影响到百姓的人身安全。建筑的结构设计在很大程度上影响着建设工程的安全可靠、美观实用、施工难度、工程造价等诸多品质,提高建筑结构设计质量自古以来,都是结构工程师最为关注的话题之一。同时,项目的特殊要求、施工环境的变化以及结构设计人员水平上的差异等诸多因素都与结构设计的出图质量密切相关。为了尽可能避免设计图纸上出现“漏、碰、错、缺”,相关领域的技术工作者应当通过有效的措施尽可能提高建筑结构设计的质量。
1 建筑结构设计的基本概念简介
结构设计的具体程序是需要严格遵守的。建筑物的设计工作实际上存在诸多分支,这些分支具体涵盖了结构设计、电气设计、建筑设计、暖气通风设计、给排水设计等。每个分支的具体设计过程都必须围绕四个根本目标: 审美要求、功能要求、环保要求以及经济要求。建筑的结构是建筑物发挥其使用功能的基本条件,因而,结构设计也是建筑物设计过程中极为重要的组成部分之一,结构设计细分为以下四个步骤: 设计结构方案、结构分析、设计构件、绘制施工图纸。
建筑结构的类型这一概念相对而言范围广、内容丰富。根据不同建筑物在具体功能要求上的差异,随着科学技术的发展,逐渐产生了诸多结构类型与结构的分类方法。从建筑物具体用途的角度,可以划分为民用建筑与工业建筑。如果依据建筑物的层数来分类,则可以分为超高层、高层、多层、单层建筑。建筑物使用的结构材料是有所区别的,从结构类型的角度来分类,大体上有: 混合结构、砌体结构、木结构、钢结构、钢筋混凝土结构等。此外,建筑物的结构构件组成方式也存在较大的区别,从这个角度,可以划分为框筒结构、剪力墙结构、框架结构、筒中筒结构、筒体结构、框剪结构、束筒结构等。由此可见,建筑结构类型的划分方法颇多,内容也相对复杂。而建筑结构设计中还有一个很重要的名词: 概念设计。概念设计的具体含义指的是通过清晰、明确的概念结构,在不进行数值计算的情况下,根据分系统与整体结构系统间的结构破坏机理、力学关系、实验现象、震害以及工程经验所获得的原始设计思想与基本设计原则,对结构的计算结果做出合理、准确的分析,同时将计算假设与结构的实际受力状况间的差异也考虑在内,对结构或构造进行设计,尽可能保证建筑物的受力更安全、更合理、更协调。
2 概念设计的具体步骤与重要意义
在结构设计中,概念设计占据极其重要的地位,结构设计步骤通常可以划分为三步: 前期选择方案阶段,中期结构计算阶段以及后期制绘施工图阶段。结构设计与分析的首要步骤就是概念设计,以上三个步骤均与科学的概念指导不可分割。
一名好的结构工程师在每个项目工程设计的初始阶段,也就是建筑设计方案确定阶段,先按照自身的经验和专业基础,在心里经历一段优化过程,应用概念设计手段,能够快速、合理地构思,比较,抉择每一个结构体系,并且协助建筑师扩展或者实现建筑行业所需要的空间形式,想要的使用,构筑和形象功能,且将其定为目标,同建筑师共同决定建筑的总体结构方案,此外,还要确定整体结构体系和分体结构体系最佳的受力方案。得出来的方案一般具有清晰的概念和正确的定性,从而避免了后期不必要的运算,经济可靠性能较好。另外,这种方法也可以作为判断计算机的内力分析所得到的数据可靠性的依据。作为结构设计的灵魂和核心,概念设计统领着整个结构设计过程,也显示了设计工程师的理论和设计水平。通过结构概念设计的运用,可以从全局上明确结构的各项性能,从而科学的判断计算分析得到的结果并进行合理的利用,确保了设计过程中工程师的主体地位。
3 提高建筑结构设计质量的具体措施
建筑工程的一个特点就是受到地理因素的制约与影响,这个特点也导致设计过程中涉及的参数很可能具有一定的特殊性。简单举例有: 基本雪压、基本风压、场地土类别、地震烈度等铸锻参数的选取过程都要严格依照《全国基本雪压分布图》《全国基本风压分布图》以及工程地质报告这三份材料进行敲定,又如墙体围护的主材在不同地区存在差异,工程师则需要根据实际选用的主材确定墙体荷载。在开始设计之前,设计人员应当大量收集设计相关资料、深入研究设计规范,根据具体的工程类型、地域条件确定具体参数,这样的做法能够在加强计算结果可靠性的同时,避免参数不合理、参数错误造成的返工、浪费等现象。建模计算的前期处理是提高结构设计质量的重要措施之一。对荷载的计算要保证准确有效,估计、推测等无依据的做法是需要每个工程师尽可能避免的。建模的过程要严格按照科学的方法来给定输入,楼梯洞口输入处的局部开洞处理,转换层构件与悬挑构件设计中活荷载的不利影响,飘窗部分的荷载分析等都是需要格外注意的步骤。
在尚未了解各个参数具体含义的情况下,毫无依据的对参数进行盲目的修改是结构建模过程中的一个大忌。在调整参数的过程中,要格外注意不同参数的具体适用范围,具体的某一项参数大多具有较为严格的适用性,砖混结构下准确的参数,很可能不适用于框架结构,多层结构下准确的参数,对高层结构的适用性也未必能够保证。对相关计算软件的应用也要注意这个问题。不同的计算理论是具有其特定的假设条件的,软件的编制默认状态下均符合这些特定条件,为了避免出现参数不匹配、不适用的问题,在使用软件前必须了解清楚这款软件的具体技术条件,即使是最熟悉的PKPM 软件系列也不能忽略这个问题。缺乏对于软件技术条件的深刻理解,就无法合理、正确的应用软件进行实际设计。因过分信任计算机的计算结果,而忽视结构概念导致的严重错误,近年来在结构设计领域也屡见不鲜。相关领域工作者在必要的情况下要进行手算复核,而不是迷信软件的计算结果,这种情况对于带转换的构件设计工作最为重要。
在结构设计的过程中,建筑物计算分析的结果是为了确保在静力荷载以及自然灾害造成的动力荷载作用下具有较强的整体安全性。然而,仅仅依靠计算分析结果展开的设计,在实际生活中是很难避免荷载作用下建筑物局部开裂、破坏等现象的。针对不同的自然灾害,要进行专门的防护性设计。以地震为例,可以根据工程抗震等级的要求指标,按照设计规范中的具体要求,在结构设计过程中采用必要的构造措施。
4 结语
通过文章中的分析,概念设计在建筑结构设计的过程中扮演了很重要的角色。除此之外,针对软件计算参数、计算结果的荷载分析、数学建模工作的有效进行,都是提高建筑结构设计质量的好办法。
参考文献:
[1] 马玉刚. 浅谈如何提高建筑结构设计质量[J]. 工程技术,2010( 7) : 5.
中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号:
随着我国市场经济状况的高速发展,城市化的进度正在逐渐加快,尽管房价商场非常猛烈,房地产市场的交易量依然与日俱增,对广大人民百姓来说,购置住房是生活中最重要的活动之一,不少工薪阶层将大半生的劳动所得消耗在房产上。同时,我国的内陆地区地震频发,住房的质量不但与广大人民的切身利益息息相关,还可能在自然灾害发生时直接影响到百姓的人身安全。建筑的结构设计在很大程度上影响着建设工程的安全可靠、美观实用、施工难度、工程造价等诸多品质,提高建筑结构设计质量自古以来,都是结构工程师最为关注的话题之一。同时,项目的特殊要求、施工环境的变化以及结构设计人员水平上的差异等诸多因素都与结构设计的出图质量密切相关。为了尽可能避免设计图纸上出现“漏、碰、错、缺”,相关领域的技术工作者应当通过有效的措施尽可能提高建筑结构设计的质量。通过文章中的分析,概念设计在建筑结构设计的过程中扮演了很重要的角色。除此之外,针对软件计算参数、计算结果的荷载分析、数学建模工作的有效进行,都是提高建筑结构设计质量的好办法。本文在此谈了谈自己的观点和看法,可供同行参考。
1 建筑结构设计的概念
结构设计的具体程序是需要严格遵守的。建筑物的设计工作实际上存在诸多分支,这些分支具体涵盖了结构设计、电气设计、建筑设计、暖气通风设计、给排水设计等。每个分支的具体设计过程都必须围绕四个根本目标: 审美要求、功能要求、环保要求以及经济要求。建筑的结构是建筑物发挥其使用功能的基本条件,因而,结构设计也是建筑物设计过程中极为重要的组成部分之一,结构设计细分为以下四个步骤: 设计结构方案、结构分析、设计构件、绘制施工图纸。建筑结构的类型这一概念相对而言范围广、内容丰富。根据不同建筑物在具体功能要求上的差异,随着科学技术的发展,逐渐产生了诸多结构类型与结构的分类方法。从建筑物具体用途的角度,可以划分为民用建筑与工业建筑。如果依据建筑物的层数来分类,则可以分为超高层、高层、多层、单层建筑。建筑物使用的结构材料是有所区别的,从结构类型的角度来分类,大体上有: 混合结构、砌体结构、木结构、钢结构、钢筋混凝土结构等。此外,建筑物的结构构件组成方式也存在较大的区别,从这个角度,可以划分为框筒结构、剪力墙结构、框架结构、筒中筒结构、筒体结构、框剪结构、束筒结构等。由此可见,建筑结构类型的划分方法颇多,内容也相对复杂。而建筑结构设计中还有一个很重要的名词: 概念设计。概念设计的具体含义指的是通过清晰、明确的概念结构,在不进行数值计算的情况下,根据分系统与整体结构系统间的结构破坏机理、力学关系、实验现象、震害以及工程经验所获得的原始设计思想与基本设计原则,对结构的计算结果做出合理、准确的分析,同时将计算假设与结构的实际受力状况间的差异也考虑在内,对结构或构造进行设计,尽可能保证建筑物的受力更安全、更合理、更协调。
2 概念设计在建筑结构设计中的重要意义
在结构设计中,概念设计占据极其重要的地位,结构设计步骤通常可以划分为三步: 前期选择方案阶段,中期结构计算阶段以及后期制绘施工图阶段。结构设计与分析的首要步骤就是概念设计,以上三个步骤均与科学的概念指导不可分割。一名好的结构工程师在每个项目工程设计的初始阶段,也就是建筑设计方案确定阶段,先按照自身的经验和专业基础,在心里经历一段优化过程,应用概念设计手段,能够快速、合理地构思,比较,抉择每一个结构体系,并且协助建筑师扩展或者实现建筑行业所需要的空间形式,想要的使用,构筑和形象功能,且将其定为目标,同建筑师共同决定建筑的总体结构方案,此外,还要确定整体结构体系和分体结构体系最佳的受力方案。得出来的方案一般具有清晰的概念和正确的定性,从而避免了后期不必要的运算,经济可靠性能较好。另外,这种方法也可以作为判断计算机的内力分析所得到的数据可靠性的依据。作为结构设计的灵魂和核心,概念设计统领着整个结构设计过程,也显示了设计工程师的理论和设计水平。通过结构概念设计的运用,可以从全局上明确结构的各项性能,从而科学的判断计算分析得到的结果并进行合理的利用,确保了设计过程中工程师的主体地位。
3 提高建筑结构设计质量控制的措施
建筑工程的一个特点就是受到地理因素的制约与影响,这个特点也导致设计过程中涉及的参数很可能具有一定的特殊性。简单举例有: 基本雪压、基本风压、场地土类别、地震烈度等铸锻参数的选取过程都要严格依照《全国基本雪压分布图》《全国基本风压分布图》以及工程地质报告这三份材料进行敲定,又如墙体围护的主材在不同地区存在差异,工程师则需要根据实际选用的主材确定墙体荷载。在开始设计之前,设计人员应当大量收集设计相关资料、深入研究设计规范,根据具体的工程类型、地域条件确定具体参数,这样的做法能够在加强计算结果可靠性的同时,避免参数不合理、参数错误造成的返工、浪费等现象。建模计算的前期处理是提高结构设计质量的重要措施之一。对荷载的计算要保证准确有效,估计、推测等无依据的做法是需要每个工程师尽可能避免的。建模的过程要严格按照科学的方法来给定输入,楼梯洞口输入处的局部开洞处理,转换层构件与悬挑构件设计中活荷载的不利影响,飘窗部分的荷载分析等都是需要格外注意的步骤。在尚未了解各个参数具体含义的情况下,毫无依据的对参数进行盲目的修改是结构建模过程中的一个大忌。在调整参数的过程中,要格外注意不同参数的具体适用范围,具体的某一项参数大多具有较为严格的适用性,砖混结构下准确的参数,很可能不适用于框架结构,多层结构下准确的参数,对高层结构的适用性也未必能够保证。对相关计算软件的应用也要注意这个问题。不同的计算理论是具有其特定的假设条件的,软件的编制默认状态下均符合这些特定条件,为了避免出现参数不匹配、不适用的问题,在使用软件前必须了解清楚这款软件的具体技术条件,即使是最熟悉的 PKPM 软件系列也不能忽略这个问题。缺乏对于软件技术条件的深刻理解,就无法合理、正确的应用软件进行实际设计。因过分信任计算机的计算结果,而忽视结构概念导致的严重错误,近年来在结构设计领域也屡见不鲜。相关领域工作者在必要的情况下要进行手算复核,而不是迷信软件的计算结果,这种情况对于带转换的构件设计工作最为重要。在结构设计的过程中,建筑物计算分析的结果是为了确保在静力荷载以及自然灾害造成的动力荷载作用下具有较强的整体安全性。然而,仅仅依靠计算分析结果展开的设计,在实际生活中是很难避免荷载作用下建筑物局部开裂、破坏等现象的。针对不同的自然灾害,要进行专门的防护性设计。以地震为例,可以根据工程抗震等级的要求指标,按照设计规范中的具体要求,在结构设计过程中采用必要的构造措施。特别是针对计算性相对比较弱的结构类型时,多数的设计都要求通过构造措施保证建筑的安全性。
参考文献:
[1] 马玉刚.浅谈如何提高建筑结构设计质量[J].工程技术,2010,(09).
[作者简介]应宏(1962- ),男,重庆人,重庆三峡学院,教授,主要从事网格计算和计算机教学研究。(重庆 404100)
[课题项目]本文系2010年重庆市教育委员会高等教育教学改革研究项目“基于CDIO的软件工程专业应用型人才培养模式研究与实践”的阶段性研究成果。(项目编号:CQJW20103119)
[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2013)06-0139-02
CDIO是构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)、运作(Operate)的缩写,CDIO工程教育理念已经成为国际工程教育的通用模式,它以工程项目(如产品)从研发到运行的生命周期为载体,让学生主动地参与到从理论到实践的转化过程中来,是一种倡导“基于项目的教育和学习”和“做中学”的新型教学模式。CDIO既注重抽象理论知识的“教”和“学”,又强调教学过程中“做”的重要意义,充分体现“以学生为中心”的主导思想,改变了传统教学“以教师为中心”的教学模式。我们在“数据库原理”课程教学中,结合CDIO模式进行了实践探索,取得了良好的教学效果。
一、教学内容设计
数据库原理课程教学内容以原理、设计和应用为主线,我们将课程教学内容划分成与之对应的三个部分:(1)数据库原理部分涉及数据库系统概述、关系数据模型、数据库的管理(包括故障恢复技术、并发控制、完整性和安全性)等;(2)数据库设计部分涉及数据模型、实体联系模型(E-R)、建模工具ERwin、关系规范化设计、数据库设计等;(3)数据库应用部分涉及SQL语言及其操作、数据库应用系统开发、数据库新技术、数据库实验等。
通过这样的设计,教师能从较高层次把握这些内容各自的地位和作用,学生容易理清数据库系统中各种内容之间的关系,从而凸显设计和应用,改变过去重视原理、弱视设计、忽视应用的状况。
二、基于项目的教学设计
CDIO模式要求学生基于工程项目的全生命周期进行学习与实践,对于一门课程的教学,倡导以项目作为基础知识传授与基本技能掌握的载体。为此,我们设计了基于CDIO模式的“数据库原理”课程教学体系,用鱼骨架图描述,如图1所示。图的中主线是能力目标,上半部分是知识框架体系,下半部分是项目能力体系。课程围绕使学生理解数据库基本概念、掌握数据库设计技术,并能够开发完整可用的数据库应用系统这一目标,结合知识框架设计了三个课程级项目。
1.“数据库应用与发展综述”项目。学生自己查阅资料,并对数据库技术在某一领域的应用进行探究,撰写综述报告。目的是激发学生学习“数据库原理”课程的兴趣,培养其对数据库应用领域的探究兴趣,训练其文献综述的写作能力,是毕业设计综述撰写的一次训练,即训练CDIO的C。
2.“基于ER模型的概念设计与逻辑设计”项目。要求学生在提供的项目实例中选择一个,独立进行需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计。引导学生领会设计步骤,掌握设计方法,优化各个环节,让学生在学习过程中体验到数据库应用系统设计的工程性、实用性和有趣性,即训练CDIO的D。
3.“课程设计”项目。要求以团队形式选择或自拟一个课题,遵循数据库系统设计的思想完成一个完整的CDIO项目周期,包括:构思—需求分析、设计—实施方案、实现—编写代码、运作—作品测试、展示、最后答辩、验收文档等。项目实施过程训练学生的工程意识和数据库应用系统开发的基本能力,整个过程体现CDIO。
三、CDIO能力培养的教学实施
1.课堂教学多样化。第一,讲授教学法。对新的、有一定难度的理论知识来说,讲授法是一种好方法。在讲授数据库系统概论、数据库体系结构、关系运算、关系规范化等内容时,主要采用了讲授法。第二,任务驱动教学法。在概念设计、逻辑设计的教学中,先通过一个案例,应用ERwin工具创建概念模型和逻辑模型,并将模型转化为具体的数据库脚本。然后给出一个简单任务,由学生动手完成任务。第三,启发式案例教学法。在讲解数据库设计时,运用一个案例,详细讲解如何进行需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理设计、程序编码及调试运行。引导学生领会设计步骤,掌握设计方法,学会评审各个环节,让学生在学习过程中体验到数据库应用系统设计的工程性、实用性和有趣性。启发式教学,可以帮助学生直观地理解概念、原理和方法,提高学生的学习兴趣,改善学习效果。第四,团队教学法。以项目为主线、团队为小组、任务目标为使命,以教师为主导、学生为主体的一种教学方法。在课程设计中采用了团队教学法,培养学生CDIO能力。
2.实践教学层次化。第一,课内实验。主要是基础性、设计性实验,以SQL的基本操作为重点,涵盖了SQL Server的安装与配置,数据库、数据表的创建维护,索引、视图和约束的创建与维护,数据的查询与更新等10个实验项目,以及“数据库应用与发展综述”项目。第二,开放实验。主要是设计性实验。以SQL的高级应用为重点,涵盖了函数操作、数据转换、SQL编程、数据库的恢复与安全、数据库对象的操作等10个实验项目,以及“基于ER模型的概念设计与逻辑设计”项目。第三,课程设计。综合性实验。学生从项目库中选择或自拟一个课题,每个课题应具有一定的综合性和复合性,训练学生的工程意识和数据库应用系统开发的基本能力。
3.课程设计体会“做中学”。“基于项目的教育和学习”和“做中学”是CDIO的核心思想。在课程结束之后,安排数据库应用课程设计。按照数据库应用系统开发过程,进行需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、功能设计、数据库创建、编写代码、调试、文档编写等,最终基本实现系统的功能。其别强调数据流图、数据字典、实体联系模型、基本表的分析与描述和系统基本功能的实现。图2描述了以CDIO工程教育理念的,以学生为主体、教师为主导的课程设计整体思想。
课程设计采用团队操练的方式进行。一个团队由4~5名学生组成,在每个项目实施之初,由指导教师指定组长,再由组长组建团队。在组长的带领下,每个团队针对选定的具体课题,展开“用户”需求分析、研究项目实施方案、进行成员任务分派。项目实施中,团队成员之间要相互支持、共同讨论,学会思考与倾听别人的意见,学会交流沟通并解决问题,培养团队整体责任意识。项目完成后,团队要总结经验,查找不足,撰写项目报告,学会提炼成果,并在全班答辩,提高逻辑思维和知识发现的能力。经过课程设计训练之后,学生的团队合作能力、组织管理能力、创新探索意识、社会责任感等得到明显提高。
4.基于CDIO的考核方式。CDIO的教育模式要求培养学生的多种能力,而传统的笔试只能测试学生对知识的掌握程度,较难体现学生工程、团队协作、交流等能力。CDIO主张不同的能力用不同的方式进行考核,为此,在“数据库原理”课程考核评价中,我们从以下六个方面进行考核。(1)理论基础。通过阶段性小测验、期末考试。(2)技术能力。通过完成15个实验任务和3个课程级项目。(3)工程素质。通过项目开发生命周期的过程实施。(4)沟通能力。通过课程中的讨论和课程级项目、课程设计答辩。(5)协作能力。通过考查项目完成情况、团队成员的分工和任务完成情况。(6)创新能力。通过考查课程设计中学生在基础需求上所做的扩展和在基础功能上做的扩展及其实现情况。这六个方面的考核通过作业、课堂讨论、实验、项目训练和期末考试四种形式的考核来进行,并按不同的权重计入最终成绩。
四、结束语
采用CDIO模式开展“数据库原理”课程的教学改革,取得了明显的教学效果。在课程结束后,学生基本都建立起数据库系统的思想,针对实际应用问题,能按照数据库设计的步骤进行设计,实现数据库应用系统的预定功能。通过CDIO模式的应用,激发了学生的学习积极性和兴趣,促进了学生的学习自觉性,培养了学生的工程素养,提高了团队合作能力和交流能力,较好地实现了课程教学的目标。
[参考文献]
[1]顾学雍.联结理论与实践的CDIO[J].高等工程教育研究,2009(1).
中图分类号:G232.1 文献标识码:A
Abstract:Information system development project has been on the high proportion among the selecting topics for undergraduates in information specialty.After the design and development of the system,the next is step for students the thesis's writing with high efficiency.This paper mainly focuses on the structure of the kind of thesis's writing of the information system and illustrates the main points required in each part of the thesis.In recent 3 years.The paper writing of undergraduates in college of information engineering in Xianyang Teacher's Normal University,basically in accordance with article written,can improve the efficiency and quality of writing,and for their further research work as well.
Keywords:information system;papers;writing research;design and development
1 引言(Introduction)
本科毕业设计(论文)是学生综合运用所学知识和技能,学习科学研究或工程设计基本方法,培养实践能力、创新能力、科学精神和创业精神的重要实践教学环节,也是学生将所学知识深化和升华的重要过程[1]。它既是对学生素质与综合能力的一次全面检验,又是对学生的毕业资格和学位资格认证的重要依据[2]。
通过对我院近几年信息管理与信息系统专业、软件工程专业以及计算机科学与技术专业本科生的毕业设计选题内容调查统计后,发现信息系统开发类选题占90%以上。为规范和提高我院信息系统开发类论文的撰写工作,并根据《中华人民共和国国家标准科学技术报告、学位论文和学术论文的编写格式》(国标GB7713-87)的规定,本文给出了撰写信息系统开发类论文的框架结构,以及在论文框架每个部分的写作方法和要点。
2 论文章节结构(The structure of the kind of thesis's writing)
本科毕业生在选择了信息系统开发类毕业设计后,首先利用自己所学信息系统开发的方法、工具、技术等设计和开发一个完整的信息系统,然后就要整理开发过程中的各类文档完成论文的撰写。依据国标GB7713-87的规定、信息系统开发过程,以及结合多年指导本科毕业生论文写作实践经验,信息系统开发类论文结构一般包括:摘要、正文、结论、谢辞、参考文献和附录,其中正文部分包括:绪论、开发工具技术介绍、需求分析、概要设计、详细设计与实现和系统测试。
(1)摘要
摘要是整篇论文的关键内容,是设计与开发工作的缩影,通过摘要了解研究的问题、角度、方法、目的和观点[3,4]。摘要内容杜绝阐述背景信息,应该直奔目的、方法、结果、结论。目的主要说明设计与开发的前提、目的和任务,所涉及的主题范围,或本文主要解决的问题。方法是说明在设计开发过程中所用的原理、理论、工具、技术等。结果是设计开发了一个什么样的系统,即说明系统实现的功能。结论要说明设计与开发的某个(类)信息系统,对企业或者商家的实际应用价值。信息系统开发类摘要可归纳总结为一种格式,“为了什么目的;设计开发了一个什么样的系统;使用了什么工具、技术、设计与开发思想如何做的;实现了信息系统的哪些功能;所开发的系统对企业或商家有哪些利弊。”
(2)正文
①绪论
此部分主要说明设计与开发的背景和意义、国内外研究现状、论文的组织与结构。
开发背景和意义主要说明为什么要做这样的一个信息系统,也就是说,传统的人工信息管理方式或者目前存在的此类信息系统在管理信息时有哪些问题、弊端、不足之处等,一定要针对存在的问题具体说明,切忌用大量的通用性语言来说明。国内外现状就是开发背景中存在问题在国内外是如何研究和解决的,即就是此信息系统目前在国内外的研究情况,一般描述国内的要多一些,最好找到具体的实例系统用数据加以说明。论文的组织与结构是阐述论文的框架结构,说明论文包括哪些章节,每个章节都叙述了什么。
②开发工具技术介绍
本节中说明设计与开发信息系统时,用到的主要开发环境、工具、技术、原理知识等的介绍,每类可以用一个小标题来说明。写作此部分的要点:一是说明该工具技术的主要作用是什么;二是与同类工具技术相比的优势在哪里;三是在本信息系统中是如何应用的;四是切忌用大量语言描述其功能和特点。另外,此部分与其他论文的重复率高,应该尽量用自己的语言重新组织。
③系统分析
此部分主要阐述两个方面的内容,一是系统的可行性研究;二是系统的需求分析。
可行性研究是指在当前具体条件、环境、知识等具备的情况下,信息系统的研制工作是否已具备必要的资源及其其他条件。一般从技术可行性、经济可行性、社会可行性分析三个方面说明。技术可行性主要是指构建和运行信息系统所必需的硬件、软件及相关技术对系统功能实现的支持分析;经济可行性主要指构建与运行系统的投入与产出的效益分析;社会可行性是指企业组织内外是否具备接受和使用该信息系统的条件。
需求分析一般可以从功能分析、业务流程分析、数据流程分析等三个方面说明。功能分析可以从前台用户和后台管理员操作功能,如电子商务购物系统前台用户操作功能一般包括:查询商品信息、购买商品、查看订单信息以及修改个人信息等,后台管理人员需求主要表现为:对商品类型、商品信息、订单信息、用户信息的管理等。业务流程分析是系统中主要功能业务的操作流程说明,一般通过业务流程图来表示,如用户购买商品业务、购物车操作业务、后台信息管理业务等。数据流程分析是将信息系统中的数据流动情况抽象地独立出来,单从数据流动过程来考察实际业务的数据处理模式,一般通过数据流程图来表示,如购物车数据流程。
④概要设计
此部分主要包括三个内容,一是系统总体结构设计,二是数据库设计,三是系统开发与运行环境设计。
系统总体结构设计主要是从实现功能方面,说明系统包括的前台功能和后台功能模块,如购物系统前台主要指用户的购物功能,后台主要是管理人员操作管理基本信息的功能,分别画出前台和后台功能模块图。
数据库设计是指设计信息系统的数据逻辑模式和物理结构,并据此建立高效的数据库,以服务于信息系统。在论文中一般说明数据库的概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计。数据库概念结构设计是说明信息系统中包括的数据以及之间的关系,具体可以通过E-R建模图来表示,在绘制E-R图时,可以先给出单个数据实体的实体属性图,然后画出系统总体的E-R图,总体E-R图不包括单个实体的属性,只包括实体及其联系和联系的属性。数据库逻辑结构设计是在概念结构设计的基础上,选择关系数据模型抽象出数据库的关系数据模式,具体抽象时E-R图中的一个实体对应一张二维数据表,实体之间联系为多对多时,联系单独也要抽象成一张二维表。数据库的物理结构设计是数据库如何存储,具体采用什么数据库访问技术来访问数据库。
系统开发运行环境的设计是指以系统开发环境是如何配置的,系统运行的软硬件详细配置是什么。
⑤详细设计与实现
此部分重点说明信息系统重要功能模块是如何设计与实现的。具体要分别对每个核心功能单独说明,先用文字语言详细叙述功能的算法步骤以及实现方法,然后再画出每个功能的算法实现流程图。要注意两点,一是功能的算法步骤不要写成业务操作过程;二是说明功能实现时可以放置核心代码,但是不要将放整个实现函数或者模块代码。
⑥系统测试
系统测试是为了发现信息系统中的错误而执行程序的过程。在写此部分时,首先说明系统测试有哪些常用方法,在本系统的测试中使用了什么测试方法。然后,选择系统中核心功能来测试,在测试时,先要以表格形式给出具体的测试用例,然后给出相应测试结果图以说明测试过程。
(3)结论
结论先叙述使用了什么设计思想,开发了一个什么样的信息系统。然后重点叙述三个方面内容:一是设计、开发过程中遇到了哪些问题(典型的、可借鉴的),并且是如何解决的;二是系统目前的不足之处,有没有解决方案;三是系统还需要改进、完善的方面是什么。
(4)谢辞
简要叙述在整个毕业设计过程中,向曾帮助过你的组织和人以致谢。请注意言辞要恳切,要根据实际情况,尽量减少大话、客套话。
(5)参考文献
此部分是在写论文的过程中,按照章节以及参考的文献资料顺序,逐个列出所有参考的文献资料。重点要注意不同类型参考资料的著录方式,可以参考国家《文后参考文献著录规则2005》[5]中列出的著录格式。所有文献资料列出后,要在前面论文章节引用位置处添加引用点。
(6)附录
如果在论文中使用了大量的公式、图、表等,可以统一整理后放置在此部分。
3 结论(Conclusion)
本文论述了信息系统设计与开发过程,信息系统开发类本科毕业设计论文的写作问题,着重叙述了信息系统开发类论文的结构,以及论文中每个部分的写作要点。本文的研究为计算机类相关专业本科毕业生完成信息系统开发类论文的写作提供了指导性的依据,为学生走向工作岗位的科研工作奠定了基础。
参考文献(References)
[1] 艾武,等.信息与计算科学专业学年论文实践教学探讨[J].教育教学论坛,2015,4:129-130.
[2] 张清泉,等.电子信息专业毕业论文写作研究[J].科技信息,2008,28:338-339.
[3] 杜兴梅.学术论文摘要与关键词的写作及其格式规范[J].韩山师范学院学报,2008,29(2):82-86.
[4] 王晓华,等.科技论文中文摘要写作要点分析[J].编辑学报,2010,22(2):53-54.
[5] 牛晓勇,等.科技论文内参考文献规范标注问题研究[J].太原师范学院学报,2014,3(13):79-82.
作者简介:
在建筑学科中设计基础是非常重要的内容,对于建筑学领域的发展有着巨大的意义。从目前我国各大高校的建筑设计基础教学情况来看,教学方法、思路以及内容等方面还需要进一步完善,而在设计基础课程中结构教学是不可忽视的,在新的教育背景下,建筑设计基础结构教学的工作者也需要积极转变教学思想,引入更加先进的教学方法,才能够达到提升学生实践操作技能的目的。
一、教学背景分析
1、结构是建筑的基本要素
我国人民自古以来就非常重视房屋的结构设计与建设,经过了几千年的发展,我国建筑领域学者一直秉持“实用、坚固、美观的原则”。坚固:主要是针对建筑材料、结构等各个部分依据一定的规则,以最为合理的方式进行房屋建设,其最终目的就是为了最大限度提升房屋结构的稳定性。实用:主要是针对建筑的各部分功能要以人们的生活和工作需求为主,最大限度的满足人们对于建筑的各项需求,目前在建筑结构设计上越来越强倾向“人”这个因素,也就是服务于人,坚持以人为本。美观:是建筑物自古以来的特点,是为了配合建筑物周围景观的特色和形式,尽可能达到美化城市景观的目的,也能够满足人们对于建筑物美的要求。基于这些原则,建筑设计基础训练、结构概念是一个不可分割的整体,在学生尚未对学生进行建筑结构的系统化教学时,教师应该积极探索运用什么样的方法能够帮助学生建立结构概念,这才是教学得以成功的关键。
2、通过“感知”思考结构
结构概念本身是比较容易理解的,高校中学生在经历义务教育阶段之后,会积累很多理解概念的经验,因此一般学生根据自己的经验都能够很快理解结构概念,但是如果是在建筑设计基础教学中,概念这方面的理论知识传授的局限性相对较大,学生运用现代意识对新的知识概念进行感知,视觉感知会占据主导地位,教师在进行概念教学的时候,应该充分关注到感知经验的运用,特别是触觉在设计中的作用和意义,必须要充分认识到这一点,正是因为这样的原因,建筑设计基础教学中一些结构体验、结构实验以及实体模型的建造训练要进行重点设置。
3、“概念结构”与设计结构
学生在学习了结构基础知识之后,学生就会获得更多的实践体验与经验,在建筑设计的阶段,“概念结构”被提出,它与学生在其他实践操作中所体验的真实结构有所不同,同时与通过力学计算的建筑结构也有所区别,概念结构是同一事件内发生了形式与空间,是结构样式与空间样式一体化的呈现。
二、结构教学实施分析
在高校中,建筑设计基础课程主要是在一年级、二年级阶段开展,其中包括建筑学、城市规划以及历史建筑保护等相关内容。通常来说,高校在这个方面的教学有三个学期理论与设计;第一个学期进行概论、设计基础;第二个学期进行建筑概论、建筑设计基础;第三个学期进行建筑生成原理以及建筑生成设计。在进行这些基础教学的过程中,结构感知、结构设计以及实验应该作为教学重点,通过这些手段来提升学生的结构意识。
1、“设计启蒙单元”中的结构思考
针对以上所阐述的结构教学实施步骤,在第一个学期开始之初,就要积极培养学生的结构思维方式,打破学生的惯有思维,学校根据学生的情况设置一个月的“启蒙单元”,其中包括视觉形态、结构形态以及设计与制作等内容。“结构形态采集”是针对学生发现能力的培养,是要帮助建立其生活中动植物有机结构的内容,要基于自然的生命体创建结构之美,要充分认识到世间万物生命集体的运行规律,实现对这些生命机体的运行与延续。“设计与制作”部分(鸡蛋坠落保护装置设计)要求学生为一枚生鸡蛋设计一个保护装置(结构体),当该装置从12m高空进行自由落体实验时(不得借助空气动力学设置减速装置),结构体装置可以损坏,但必须保证生鸡蛋的完好。该作业的目的是让学生建立结构意识,即结构是生命的保障,结构是建筑空间实现的基础。
2、“建构单元”中的结构体验
第二学期的“建构单元”由一个案例分析作业和两个实验作业组成。“建构采集”部分要求学生选定一个传统经典作品、对查阅的资料进行图纸记录和力学结构分析,并按比例制作模型。通过这样的案例分析,使学生了解传统经典作品中的材料选择、运用以及结构关系和构筑方法。“木构桥设计与建造”实验要求学生使用统一规定的标准木杆件,设计并建造一座跨度3.9m的单跨桥。学生对材料进行性能实验,运用建筑结构力学和建筑构造一般原理进行设计与建造,使桥体具有清晰的力学特征和明确的结构关系。通过实验,学生获得对材料性能、建造方式的认识,把握桥的结构体系、单元结构体、杆件连接与桥结构整体造型的关系,创造合乎逻辑的空间结构形态。“纸板建筑设计与建造”实验旨在通过建造实践,让学生获得对瓦楞纸板材料性能、建造方式及过程的感性与理性认识。每栋纸板建筑内部形成公共、私密的空间组合关系。通过在自己建造的建筑空间中进行活动体验,初步把握使用功能、人体尺度、空间形态以及建筑物理、技术等方面的基本要求。
3、“结构与空间”中的结构设计
在进行了第一个学期与第二个学期的学习之后,在第三个学期必须要开展系统结构空间生成设计的教学。目的是为了有效提升学生设计水平的拓展,实现自由延展以及垂直延展的结构生成。这个阶段学生首先要掌握概念结构,也就是符合视觉形态的逻辑与建筑结构形式。以现代艺术展示为例,其空间设计包括竖向两维空间与多层结构的形态生成,设计的内容基本都是以最大限度提升居民服务水平为目的。
三、结束语
从我国现阶段的建筑教育情况来看,建设设计基础教学中结构教学是重要的教学内容,从学生方面来看,结构意识的确立是比较困难的,基于这样的教学现状,教师应该采取由浅及深、分阶段的教学模式,学生在进入了高层次的教学阶段之后,学生对于结构的理解也会更加专业化,高等学习阶段中“环境与建筑设计”“及城市综合体等课程设计”对结构的要求也更加深入,通过结构、空间以及形态共生基本概念的掌握和理解,学生在建设设计方面的学习会更加游刃有余。
作者:李亚可 单位:广州科技职业技术学院
参考文献:
[1]胡尚瑜,覃荷瑛,曹霞.“建筑结构”课程教学模式研究及实践[J].中国电力教育,2013(14).
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)29-6536-02
常州博世力士乐有限公司是一家管理相对良好的德资公司,公司内部已经正在使用一套ERP系统。目前,该套ERP系统并不能把设计部门的项目设计过程进行统一管理,使得企业的设计效率低下,与之矛盾的是企业的现有产能非常充裕,使得企业的设备不能高效的运转,从而导致企业面临进一步发展“瓶颈”。笔者应邀开发了一套适用常州博世力士乐有限公司的系统。本项目是属于中小型管理信息系统,项目开发费用相对来说比较低。软件后期运行中,在维护方面投入的人力和财力也是比较小的,但是本系统却能够节省大量的项目设计工作时间,大大地提高设计工作效率并充分利用了企业的产能,为企业创造更多的经济效益。我们简要介绍一下这个系统。
1 系统功能结构
为了实现项目设计和工时标准化管理系统的目标,对本系统进行了详细的需求分析,得到如图1所示的系统功能结构图。
2 系统架构设计
本系统可以采用基于C/S(客户/服务器)的架构模式,主要由两部分组成:第一部分是前台应用程序端部分;第二部分是后台数据库服务器部分。本系统前台客户端应用程序主要只有设计部的项目管理部分,其他生产部、财务部、销售部、仓储部和领导有系统的原有ERP管理,该文不做讨论。后台数据库配备系统管理员完成数据库维护和日常的处理工作。
3 开发平台
本系统前台的客户端程序采用下的Delphi 7.0作为程序开发工具;系统的后台数据库采用SQLServer2005为本系统提供数据管理服务。下面对这些系统开发中所用到技术进行相关介绍。
3.1 C/S架构介绍
C/S(Client/Server也称“客户机/服务器”)模式又称为C/S结构或C/S架构,是一种常用的经典的软件系统体系结构。C/S架构把数据服务能分布在后台机(即后台服务器)上执行;把一些程序执行功能分布在前台机(即客户机)上运行。通过把功能分别放在服务器和客户端上这种方式,可以减轻计算机系统中的各种瓶颈问题。通常采用性能较高的PC机、小型机或工作站作为系统的数据服务器,并采用大型DBMS,如SQL Server、SYBASE、ORACLE或Informix;客户端需要安装专用的客户端程序。C/S结构与B/S(Browser/Server,浏览器/服务器)结构比较而言,C/S结构不依靠企业外网环境就可以保证系统的正常运行是系统最大的优点,即无论公司是否能够连接Internet,都不影响使用,而且C/S的执行效率、查询速度和操作方便性都优于B/S结构。简单地来说C/S结构可以看作是基于公司内部局域网络的应用系统。
3.2 Delphi 7.0开发工具介绍
Delphi 7在开发互联网应用、数据库应用系统等方面的性能有了很大提高,同时在提高开发人员的效率、方便开发人员的使用方面也做了很多改进 ;从Delphi特性的历史看,Delphi的每推出一个新的版本都向用户提供了更新更强壮的功能,这一点Delphi 7.0中得到了充分的体现
3.3 SQL Server 2005简介
SQL Server 2005中包含了非常丰富的新特性:通过提供一个更安全、可靠和高效的数据管理平台,增强企业组织中用户的管理能力,大幅提升IT管理效率并降低运维风险和成本;通过提供先进的商业智能平台满足众多客户对业务的实时统计分析、监控预测等多种复杂管理需求,推动企业管理信息化建设和业务发展;同时,SQL Server 2005将提供一个极具扩展性和灵活性的开发平台,不断拓展应用空间,实现Internet数据业务互联。
4 数据库设计
4.1 数据库概念结构设计
根据对非标准化机械制造企业项目设计和工时标准化管理系统的前期的需求分析,可将用户提出的需求抽象为数据结构概念模型,要更好地、更准确地用DBMS来实现这些需求,必须把在需求分析阶段所得到的信息抽象为信息世界的结构。因此在设计概念结构时应遵循能真实地反映博世力士乐(常州)有限公司当前生产的实际情况、易于理解、易于扩展、易于向关系数据模型转换。
4.2 数据库逻辑结构设计
数据库逻辑结构设计采用最适于描述与表达相应概念结构的数据模型,接着对支持这种数据模型的各种数据库管理系统进行对比,选择最终适合的数据库管理系统。一般分为三个步骤:
1)把概念模型转变为一般的关系模型。
2)把转变的关系模型向特定数据库管理系统支持下的数据模型转换。
3)将数据模型进行最后优化。
5 关键技术分析
本系统根据常州博世力士乐有限公司提出的项目设计管理和工时标准化系统的基本需求,要求按照企业当前项目设计流程,把设计部中所有设计工程师根据自己的权限共享数据库,使得所有的设计工程师的能够并行协同工作。另外因为本企业为德资全资企业,有很多外籍员工在此工作,要求本系统必须有双语语言设置功能;通过对机械制造业企业项目设计和工时标准化中的问题及现状的分析,建立项目设计的“树型”模块化应用模型,设计和实现项目设计和工时标准化系统,将“项目设计”和“工时标准化”有机地结合起来,使企业能够项目投入生产之前根据已有的项目快速组合设计成新的项目,并继承原有项目的标准工时,快速统计出新项目的标准工时,从而为生产的排程和领导决策提供支持,提高企业的设计效率。
非标准化机械制造企业项目设计和工时标准化管理系统包括身份验证登录界面功能模块、系统管理模块、基础参数管理模块、项目设计管理模块、查询统计管理模块和帮助模块;本系统界面友好、易操作,具有很好的运行稳定性、灵活性和系统安全性等特点。
参考文献: