一、采用面向对象的数据库的必要性

在该系统的开发过程中，研究的对象一般是指测量实体对象模型，比如测站、测量点、测量结果等实体及各自的具体内容，另外还有环境模型如操作者、天气、气压、测量等级以及各种限差。由于这些模型组成的系统涉及的对象繁多，相互关系又比较复杂，需要统一信息数据库进行管理。但若采用常用的关系型数据库，很难对实体结构进行描述，也无法体现实体之间的层次关系和组成关系，因而我们考虑应采用面向对象的数据库形成结构。

对象是一个客观世界中存在的现实事物及其相互作用关系的抽象的描述，这些事物具有相同的特征，并服从和遵守相同的原则。在测量系统中一个点是一个对象，一次测量结果同样是一个对象。一个状态或者一种现象只要与系统研究有关，又不使问题研究变得过于复杂，都可以确定为一个对象。

对象可看作为问题空间的实体，在全局范围是开放的，而在局部内是封闭自主的。对象有独立封装的数据和操作，它的数据描述了对象的状态，而操作能改变对象的状态或者实现某一特定的功能。

从存储角度看，对象是一片私有存储区，它按内部安排保存自己的专有信息，只有私有操作才能增减改变。这些私有数据表示了对象的状态，其他对象要改变这些状态的方式只能是发送消息。从对象的实现机制看，它是一台自动机，它的状态只能自行操作改变，其他对象发送的消息被该对象响应后，根据消息机制找到匹配方法，并执行相应的操作。发送消息只能触发自动机，这种触发方式在同样的输入参数时可因自动机的状态不同而结果不同，这样多个对象能从另一对象中获取信息。而过程调用时若输入相同，结果一定相同。

正因为对象的状态变量对外开放性能可控可观，它的对内封闭性能自控可观，而可控是通过事件触发的形式实现，自控是通过过程控制的方式实现，所以这样就为实现复杂系统的控制提供了理论基础，因而可采用面向对象的数据库。

二、数据库的设计

1.总体分析

根据用户的要求，结合实际的测量过程和数据要求，在对该系统软件模型经过多次反复模拟、修正的基础上，对系统进行认真的功能分析（） ，并使用Rational Rose进行模型和核心代码的同步生成。从图中可以看出数据库在该系统中的核心作用，系统的主要功能都与数据库相关。

2.详细设计

在对总体分析的基由可知在该系统中各个功能都与数据库有密切的联系，而每部分功能都包含不同类型对象及大量对应的数据，这些数据若用普通关系型数据库管理，因缺乏对实体的结构进行描述的方法而不能反映实体之间的层次关系和组成关系。面向对象的数据模型是一种语义关联模型，其基本组成单元是数据对象，对象是现实问题中的一个实体，并用属性描述对象的特征，同时又可指定某个属性（或多个属性组合）作为对象的标识符。如实体类中的点，有抽象点、技术点、测站点等，而一次测量结果不仅包括实际观测结果还包括环境、测量等级等。所以建立数据库时应考虑对象之间的如下关系：1.抽象关系。表现为可存储性，它强调设计前的系统分析，并全面、系统、详尽地描述数据信息，引入了更加丰富的数据结构和类型，并设立一片私有存储区，存放能表征实体对象的数据与操作，形成一种数据驱动的程序设计方法。如在一个测站上的一次完整测量模型数据是一个实体，则可确定为一个对象。它有独立的结构数据，如操作者、天气、风向、气压等；又有关联数据，如存储的测站信息、目标点以及每次的观测值等；更有控制数据，如各种限差、测量等级、测量模式等。这些数据只能由与测量模型有关的事件享用。

2.继承关系。它反映一个对象类与若干个互不相容的子类之间的分类关系。高层类描述一般属性，低层类说明特殊属性，低层类对象继承高层类对象的属性。这种继承性按继承关系带入一些预定功能，并可做修改。从而减少代码的冗余和协调简化对象类之间的接口。如测站和目标点都是点对象的子对象。

3.聚集关系。聚集关系反映了嵌套对象的概念，嵌套对象是由一些其他对象组成的，它用来描述更高层次的对象的一种形式。也就是对象间的组装、合并、分离、拼接等关系。如一测站测量结果由测站对象、技术点对象、仪器对象等组成。

面向对象的数据库不同于关系数据库，关系数据库使用查寻语句面向终端用户，把逻辑数据与物理实现分开。而面向对象的数据库是一种语义关联模型，主要描述实体之间的层次关系和组成关系。

该系统通过把各种复杂的对象组织在统一的数据库内，从而可以有效地使用高级语言中预先定义的数据结构及控制结构进行描述，实现其相应功能。

是根据上述思想给出的一个具体例子。从中可以看出采用面向对象的思想设计数据库组织数据时具有脉络清楚、易于管理等多个优点。

三、数据的存入与读取

根据上述思想设计好面向对象的数据库模型后，就进入到数据库的物理设计阶段，即数据库的存储实现和检索实现。由于两者有极大的相似性，下面以数据检索为例作说明。

比如说要查询某个测站上的测量数据。首先打开包含该测站的数据库（即某个文件） ，然后建立与该测站相关的测站对象、测站容器对象、测站过滤器对象等实现对该测站的搜索，这样就可以得到测站的相关信息。接下来采用类似的方法在已知的测站上根据技术点搜索到与此相关的所有测量结果，从而可以获得每次测量的每一项测量值，如所示。

四、结论

我们在系统的设计实现过程中，采用的就是这种面向对象的数据库。在这种数据库的组织下，各开发人员可以独立有效地对数据库实行或读或写的操作。同时，当数据库设计得不尽完善时，可以很方便地实现增加删除对象或者对对象的内部数据增删改。在仪器上的使用也都证明了以上的思想。

面向对象的数据库作为一种新的建库思想，有着广阔的前景，它相对于其他模型的数据库有以下几个优点：

1.面向对象的数据库为测量数据的管理定义了一个一致的数据库模型，能更加真实地表达现实世界，从而提供一个功能完备的平台，使系统集成更为便利。

2.采用面向对象的数据库能够定义对象间的复杂关系，有利于管理和分析；能减少数据的冗余，这对于存储容量小的仪器是很有用的。

3.数据独立存储可实现数据集中管理，同时由于数据被系统完全封装，可以实现灵活的调用，增加数据的重用性。中国粮油仪器网 http://www.grainyq.com/