醫學文檔管理系統的數據庫設計范文

本站小編為你精心準備了醫學文檔管理系統的數據庫設計參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

[摘要]

目的提高對醫學實驗文檔、原始數據尤其是大文件的管理效率，增強安全性和保密性。方法在數據庫管理軟件平臺下遵循數據庫規范化設計方法，利用跨平臺的面向對象的程序設計語言（Java）開發醫學實驗文檔管理系統數據庫。結果利用該系統實現了對醫學實驗文檔及原始數據進行上傳、下載及權限管理和自動備份等管理功能。結論本研究所采用的方法是將實驗研究過程中的原始數據和文件直接以二進制的形式保存到數據庫，有效地保證了數據的安全性和保密性。

[關鍵詞]

醫學文檔管理系統；SQLserver數據庫；Java程序語言；醫學實驗文檔

近年來，隨著多媒體技術和計算機網絡的飛速發展，數據庫系統的發展十分迅速，應用領域愈來愈廣。良好的數據庫設計不僅能夠節省數據的存儲空間，保證數據的完整性，而且還能夠方便地進行數據庫應用系統的開發與管理[1]。醫學實驗文檔管理系統的數據庫主要是管理用戶以及在醫學項目的實驗研究過程中生成的所有文件，包括原始記錄文件、臨時文件以及最終的結果文件。這些文件的類型主要包括PPT、Word、Excel、PDF、tiff文件及各種類型的圖片和專用文件。對于上述文件的管理，一般采取的方法是將上述文件保存在服務器的某個硬盤中的文件夾下面，而將文件的路徑保存在數據庫中。采取這種方式的優點是能減輕數據庫的壓力，在上傳和下載文件時速度快。缺點是文件的安全性和保密性不夠好，尤其是當服務器出現問題時，文件很容易丟失，而且無法恢復。本研究所采用的方法是將實驗研究過程中的原始數據和文件直接以二進制的形式保存到數據庫中，而不是保存在服務器的硬盤中。本文采用的是SQLserver2008數據庫，數據庫的安全性比較高，而且在設計數據庫時實行數據庫自動備份，因此數據不易丟失。此外，還對實驗數據的上傳、查詢以及下載進行權限設置，根據用戶的不同權限提供不同的功能，有效地保證了數據的安全性和保密性。

1需求分析

1.1功能需求分析醫學實驗文檔管理系統是依據醫學實驗研究的需要而建立的輔助化信息管理系統。該系統是以醫學實驗項目為核心，對實驗項目相關的各種數據文檔以及涉及的用戶進行有效的管理，旨在提高管理效率的同時增強信息的安全性和可靠性。醫學實驗文檔管理系統的功能需求因各個實驗室的具體情況而有所不同，本研究以首都醫科大學的實驗室為例，經過調查分析其功能需求如下[2-3]：（1）用戶管理。基于系統安全性、共享性以及高效的管理性考慮，要求系統根據用戶不同的操作需求，為各類用戶提供相應的操作權限。用戶管理主要的功能：①添加用戶，只有添加到該系統中的用戶才能訪問該系統；②設置用戶的權限，可以將用戶的權限設置為普通用戶、實驗的設計者、實驗負責人以及項目主管其中之一或者這些權限的組合；③刪除用戶，當用戶不在該系統中時，主管要刪除該用戶，使得該用戶無法再登錄到該系統，從而保證系統的安全性與可靠性；④修改用戶密碼，當用戶忘記自己的密碼時，可以通過向主管申請，由主管來將該用戶的密碼重置為系統默認的密碼，然后用戶登錄到系統后再修改自己的密碼。（2）項目管理。其主要功能是：①創建項目以及項目下的子項目，當主管接到一個新的項目時，可在該系統中創建該項目，以及該項目下的若干個子項目；②分配項目及其子項目，在新建項目時，主管要指定該項目的負責人，然后由該項目的負責人將該項目的所有子項目分配到具體的實驗的設計者手中；③修改項目狀態，當項目結束時，主管要將項目的狀態改為“完成”，此時該項目的所有參與者(主管除外)都不能再對該項目做任何修改，也不能下載該項目的任何信息；④修改項目權限，該系統中的用戶需要參考系統中的其他項目時，此用戶需要向主管提出申請并得到授權后，此項目中的相應子項目才對該用戶開放并自動地記錄此用戶的個人信息及查看的項目信息。在該用戶參考完畢后，再由主管將開放的項目關閉。（3）上傳實驗文檔。其主要功能是：實驗的設計者在做項目實驗的過程中會得到實驗相關的一系列原始數據（條件優化、過程記錄、結果分析和結論），它們會以PPT、Word、Excel、tiff文件、圖片或者專用文件的形式存儲，實驗的設計者需要及時將這些文檔上傳到該數據庫中，以防止數據的丟失和泄露。同時，在設計者負責的子項目完成之前，其他的所有用戶對該子項目均不可見，直到該子項目實驗完成后，相應的項目負責人或者主管才能對該子項目進行相應的操作，進而防止實驗結果被篡改。（4）查詢。其主要功能是：①查詢項目文檔，經主管授權哪些項目對哪些用戶開放后，那些用戶便可以在該系統中查詢到相應開放的項目的詳細信息，如項目名稱，項目中開放的所有子項目，每個子項目下的所有文件名等等；②下載項目文檔，當用戶查詢到自己需要的文檔時，既可以單個文檔進行下載，也可以批量的進行下載。在下載的同時該系統會記錄用戶的個人信息、下載的文件及下載的具體時間，能有效提升系統對所有文檔的安全性和保密性管理。

1.2數據需求分析根據功能分析，醫學實驗文檔管理系統的數據信息主要有：①用戶信息；②實驗項目信息；③項目原始數據及文檔信息；④項目權限及用戶下載信息。系統內所有的數據均由數據庫統一管理，數據的共享與交換由各個功能模塊通過數據訪問技術來實現，以此來滿足系統的數據功能需求[4-5]。

2數據庫設計

數據庫設計是醫學實驗文檔管理系統的核心，其設計合理與否直接影響數據庫應用系統的軟件架構及數據處理的效率。在對系統的總體功能分析的基礎上，本文利用SQLserver2008數據庫進行該系統的數據庫設計。下面主要從數據庫的概念結構設計、邏輯結構設計和數據表及完整性的設計與實現三方面進行介紹。

2.1概念結構設計經過上述的需求分析后，先將需求分析得到的結果抽象為用戶觀點的概念模型并用實體關系（E-R）圖進行表示。根據需求分析，可以抽象出用戶信息、實驗項目信息、項目文檔信息、項目權限、下載信息等5類實體，各個實體之間的具體聯系。

2.2邏輯結構設計上述的E-R模型是用戶的模型，獨立于任何一個具體的數據庫管理系統，而數據庫的邏輯結構設計的任務是根據概念結構的E-R關系圖，按照一定的轉換規則將其轉換成數據模型的過程，即在關系數據庫管理系統中，將所有的實體和相應的聯系轉化為一系列的關系模型。醫學實驗文檔管理系統的關系模型轉換如下。①用戶信息（用戶姓名、用戶ID、用戶密碼、用戶類別）；②實驗項目信息（項目名稱、項目編號、子項目名稱、子項目編號、項目負責人ID、子項目負責人ID、項目開始時間、項目完成時間、子項目開始時間、子項目完成時間）；③項目文檔信息（文件編號、子項目編號、文件名稱、文件類型、文件二進制流、上傳時間）；④項目權限（項目編號、子項目編號、開啟時間、關閉時間、開放對象ID、開放狀態）；⑤下載信息（下載者ID、文件編號、下載時間、下載次數）。在規范化理論的基礎上對上述所有關系模式進行分析，得出上述關系模式中沒有多余的函數依賴，是規范程度很高的關系模式[6]。

2.3數據表及完整性的設計與實現數據表是數據庫管理系統的基礎，是數據庫中所有數據的載體，數據表設計的合理與否直接關系到數據庫管理系統性能的優劣，因此數據表的設計對數據庫管理系統的設計至關重要。本文對用戶信息表、實驗項目信息、項目文檔信息表、項目權限信息表、下載信息表進行介紹。（1）用戶信息表（Table_user）的結構及其完整性設計。用戶信息表的字段及類型為：用戶ID、用戶姓名、密碼、用戶類別。該表記錄系統中的所有用戶，表中的用戶ID及用戶姓名都具有唯一性，用戶在系統中進行相應的操作時，系統只憑借用戶ID及其用戶類別為用戶提供相應的功能。在實驗項目信息表、項目權限信息表及下載信息表的相應字段中將用戶ID作為其外鍵進行字段約束，以提高數據庫的完整性。（2）實驗項目信息表的結構及其完整性設計。實驗項目信息表的字段及類型為：子項目編號、子項目名稱、項目名稱、項目編號、項目負責人ID、子項目負責人ID、項目開始時間、項目完成時間、子項目開始時間、子項目完成時間。該表記錄系統中所有項目的詳細信息，其中子項目編號是系統識別最小項目的唯一憑據，在項目文檔信息表、項目權限表的相應字段中將該字段作為其外鍵進行字段約束，確保子項目的唯一性。（3）項目文檔信息表的結構及其完整性設計。項目文檔信息表的字段及類型為：文件編號、子項目編號、文件名稱、文件類型、文件二進制流、上傳時間。該表記錄系統中所有醫學實驗文檔的具體信息，其中文件編號為主鍵，子項目編號是實驗項目信息表中子項目編號的外鍵，文件二進制流是實驗文檔具體內容的二進制形式，下載轉換后可恢復為原來的文件。（4）項目權限信息表的結構及其完整性設計。項目權限信息表的字段及類型為：項目編號、子項目編號、開啟時間、關閉時間、開放對象ID、開放狀態。該表記錄系統中項目的開放情況，開放狀態字段的約束為用戶定義完整性約束，該字段內容為0時表示該項目對該開放對象不可見，反之則表示可見。只有在該表中記錄的項目及其相應的用戶且開放狀態為1時，相應的用戶才能對相應的項目信息進行查詢下載。（5）下載信息表的結構及其完整性設計。下載信息表的字段及類型為：下載者ID、文件編號、下載時間、下載次數。該表記錄用戶下載文檔的次數及時間，更全面地保證系統數據的安全性。上述表間的關聯關系圖（圖3），清晰地表述了數據庫中各表結構、表間關聯關系及完整性的設計與實現。

3關鍵技術

在數據庫中寫入項目名稱、子項目名稱以及用戶姓名這類數據時，由于數據很小，寫入的過程中不會出錯。但將實驗的文檔寫入到數據庫中時，對于幾十兆甚至上百兆的大文件在寫入的過程中容易出錯，原因是SQLserver2008數據庫在每執行一條結構化查詢語言（SQL）語句時有時間限制，當一次寫入數據的時間超過該時間時，SQLserver2008數據庫就會顯示一條日志已滿的錯誤信息，表示此次上傳數據失敗。該段代碼執行的功能是：每次只讀取文件中的length個單位（字符/字節）。如果文件是第一次寫入到數據庫中，則利用insertinto語句直接將讀取的語句寫入到數據庫中；如果該文件不是第一次被讀取，因為set文件語句中Write的@offset的值為null，所以會將本次讀取的length個單位（字符/字節）的數據添加到上次添加的數據的末尾。以此類推，當文件的所有數據都被寫入到數據庫中時，結束本次的上傳行為。通過上述方法，能夠有效地保證無論多大的文件都能成功的保存到數據庫中。

4結論

在對醫學實驗文檔管理系統進行功能需求分析及用戶數據需求分析的基礎上，先利用數據庫規范化設計方法對醫學實驗文檔管理系統的數據庫及其完整性進行設計[7-8]，并在SQLserver2008平臺下得以實現，再采用跨平臺編程語言JVAV進行系統控制程序的編制，進而完成了該系統的開發。本文不僅實現了小文件在SQLserver2008數據庫中的上傳與下載，而且解決了在SQLserver2008中上傳與下載大文件易出錯的問題，有效地提高了醫學實驗文檔管理的效率、原始數據與文檔的信息安全及保密性。

作者：代元平 鄭君芳 單位：首都醫科大學 基礎醫學院 生物化學與分子生物學系