1、 冶 金 分 析 數(shù) 據(jù) 庫 的 建 立 鋼鐵研究總院測試所 李定秀當(dāng)今是一個信息的時代，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是電子計算機的出現(xiàn)使數(shù)據(jù)處理發(fā)生了化時代的變革。計算機能存儲大量數(shù)據(jù)并能長期保存，因此，計算機用于信息處理的優(yōu)越性是任何其它工具所無法比擬的。它處理數(shù)據(jù)的速度快，能為生產(chǎn)管理部門提供大量即時信息，便于即時作出判斷來控制或解決生產(chǎn)中發(fā)生的問題；輔助企業(yè)管理人員管理企業(yè)，提高數(shù)據(jù)處理效率；支持企業(yè)管理的重大決策，以提高企業(yè)管理水平及經(jīng)濟(jì)效益。 大量數(shù)據(jù)在計算機中存儲，必須要有一定的管理方式才能使數(shù)據(jù)不出差錯，并能滿足應(yīng)用要求。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計算機數(shù)據(jù)管理技術(shù)也隨之得到了發(fā)展。一.

2、計算機數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展 計算機數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展，大致可分為三個階段： （一）自由管理階段（1953年1965年）：是用計算機進(jìn)行數(shù)據(jù)管理的初級階段，主要用于科技數(shù)值的計算，其數(shù)據(jù)處理的性質(zhì)是用計算機代替手工勞動。此階段的計算機硬件功能也較弱，輸入輸出設(shè)備簡單所建立的系統(tǒng)多數(shù)是以穿孔卡片或使用磁帶作為輸入輸出的卡片系統(tǒng)。在軟件方面，對數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理的系統(tǒng)軟件也沒有文件管理功能，軟件只能處理簡單的輸入輸出操作。數(shù)據(jù)不能獨立，只是程序的組成部分，數(shù)據(jù)和程序完全結(jié)合成為一個整體。它的傳輸和使用是由程序控制完成，也不保存數(shù)據(jù)，使用時數(shù)據(jù)隨程序一起全部送入內(nèi)存，用完后就全部撤出計算機。由于是一組數(shù)據(jù)

3、對應(yīng)于一個程序，數(shù)據(jù)之間是相互獨立的，程序之間也是相互獨立的所以，數(shù)據(jù)不能共享。數(shù)據(jù)處理通常是人工方式收集數(shù)據(jù)，將一批數(shù)據(jù)記錄在存儲介質(zhì)上后再送入計算機處理，這種處理方式稱為批處理。 （二）文件系統(tǒng)（1965年1970年）：到60年代初，出現(xiàn)了初等文件系統(tǒng)，到60年代中后期文 件系統(tǒng)得到進(jìn)一步發(fā)展，此時期，計算機不僅用于科技計算，也開始大量用于數(shù)據(jù)管理。在硬 件方面，外存儲裝置有了很大發(fā)展，到60年代后半期，大容量磁盤組和軟磁盤成為主要的輔助 存儲裝置，便大大地增強了輸入輸出功能。在軟件方面出現(xiàn)了操作系統(tǒng)，其中包含有文件管理 系統(tǒng)，從而便具有文件管理和一定的數(shù)據(jù)管理功能。數(shù)據(jù)不再是程序的組成部

4、分，而是按一定 結(jié)構(gòu)、有組織地構(gòu)成文件，數(shù)據(jù)文件基本上對應(yīng)于一個或幾個特定的應(yīng)用程序，應(yīng)用程序必須 通過文件管理系統(tǒng)才能建立和存儲文件；同時，應(yīng)用程序也只有在文件管理系統(tǒng)的支持下才能 檢索數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)。由此可見，通過文件管理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)文件實行統(tǒng)一管理是數(shù)據(jù)管理技 術(shù)的一個重大進(jìn)步。但文件管理方式也有以下弱點：數(shù)據(jù)以文件方式獨立存放，但程序與數(shù)據(jù) 密切相關(guān)，一旦數(shù)據(jù)文件離開了使用它的應(yīng)用程序，便失去了存在的價值；由于不同應(yīng)用程序 建立各自相應(yīng)的數(shù)據(jù)文件，造成了數(shù)據(jù)重復(fù)，大大地降低了存儲空間的利用率：同一數(shù)據(jù)放在 不同的數(shù)據(jù)文件中，容易造成數(shù)據(jù)的不一致性；更重要的是文件管理方式不能反映信息之間

5、的 聯(lián)系。一方面是對數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展的需要，同時也因計算機技術(shù)的發(fā)展為它提供了充分的條 件。出現(xiàn)了大容量和快速存取的磁盤作為存儲裝置，有很強的輸入輸出能力，在軟件方面出現(xiàn) 了面向數(shù)據(jù)管理的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。 （三）數(shù)據(jù)庫（1970年現(xiàn)在）： 數(shù)據(jù)庫，它是一種存放有價值的信息數(shù)據(jù)的“倉庫”；是存 儲在計算機內(nèi)的有結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)的集合，也就是一個通用的綜合性數(shù)據(jù)的集合。在數(shù)據(jù)處理的過 程中，數(shù)據(jù)的管理技術(shù)是重要的組成部分，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)則是數(shù)據(jù)庫的管理軟件。它的職能 是管理數(shù)據(jù)庫，接受和完成用戶程序命令提出的訪問數(shù)據(jù)的各種要求。而數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指計算 機系統(tǒng)中引進(jìn)數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)構(gòu)成，用于組織和存放大量數(shù)據(jù)

6、的管理系統(tǒng)，一般數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由 計算機系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序和用戶構(gòu)成。用戶使用數(shù)據(jù)庫是目 的，而數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是幫助達(dá)到這一目的的工具和手段。目前數(shù)據(jù)庫技術(shù)作為計算機學(xué)科中 的一個新分支得到了驚人的發(fā)展，從而，使數(shù)據(jù)處理跨入了一個嶄新的階段。 任何一種信息管理系統(tǒng)，包括微機信息管理系統(tǒng)，實質(zhì)上都是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。 二.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是用于組織和存放大量數(shù)據(jù)的管理系統(tǒng)，是幫助用戶使用數(shù)據(jù)庫的工具。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由計算機系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫描述、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序和用戶組成。（一）計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)包括用于數(shù)據(jù)庫管理的計算機硬件資源和基本軟件資源。硬件資源

7、包括中央處理機（CPU）；大容量內(nèi)存（用于存放操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫等）；直接存取的外部存儲設(shè)備（如磁盤、磁帶、光盤等其它外部設(shè)備）。軟件資源包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及應(yīng)用程序。 （二）數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)處理的最新技術(shù)；是一種先進(jìn)的軟件工程。數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中必須按一定規(guī)則排列、組織及運行操作，而這一規(guī)則便是數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心，它將數(shù)據(jù)邏輯地組成為數(shù)據(jù)庫，使得用戶能有效地存取和處理數(shù)據(jù)。目前流行的數(shù)據(jù)模型有層次模型，網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型三種，支持層次模型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)稱為層次式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，如IMS系統(tǒng)，SYSTEM 2000系統(tǒng)。支持網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)稱為網(wǎng)

8、狀式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，如DBTG方式的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，支持關(guān)系模型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)稱為關(guān)系式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，如SYSTEMR，INGRES，微型計算機上的dBASE FoxBase FoxPro INFORMIX都是關(guān)系式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。1.層次數(shù)據(jù)模型 層次數(shù)據(jù)模型也稱樹狀模型，其特點是僅有一個實體，向上不與任何實體聯(lián)系，稱為根；有若干實體，向下不與任何實體聯(lián)系，稱為葉；其余的實體向下可與若干實體聯(lián)系，但向上只與唯一的一個實體聯(lián)系，稱為中間節(jié)點。所有節(jié)點都處在某一層上，根節(jié)點在最高層（第一層），同一層的節(jié)點之間沒有聯(lián)系，具有以上特點的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)稱為層次結(jié)構(gòu)。2.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型是以記錄類型為節(jié)點的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，

9、一個節(jié)點可以有兩個或多個父節(jié)點；在兩個節(jié)點間可有兩種或多種關(guān)系。 由于以上兩種數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其操作及操作語句也復(fù)雜，給應(yīng)用帶來了困難。3.關(guān)系數(shù)據(jù)模型 關(guān)系數(shù)據(jù)模型是將所有數(shù)據(jù)組成表格的形式，在數(shù)學(xué)上稱為關(guān)系。表中存放著兩類數(shù)據(jù)，實體本身的數(shù)據(jù)和實體間的聯(lián)系，這種聯(lián)系不是人為設(shè)置的而是由數(shù)據(jù)本身自然建立的聯(lián)系，這就是關(guān)系模型的本質(zhì)。表中的每一行稱為記錄，每一記錄又由若干字段組成。一個記錄描述一個事物，它的各字段是該事物各種性質(zhì)的描述，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中這些字段稱為屬性。每一關(guān)系（每一張表）里都由同一種記錄組成，不同類型的記錄不能在同一個關(guān)系中。不同的關(guān)系可以有相同的屬性，它表示了關(guān)系間的

10、聯(lián)系。所有關(guān)系的集合稱為一個關(guān)系數(shù)據(jù)庫，而關(guān)系定義的集合就是關(guān)系模型。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中可以方便地對數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容繼續(xù)追加記錄、刪除記錄和修改記錄操作。（三）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫的定義（即建立數(shù)據(jù)庫的框架）、輸入數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫的操縱（檢索、輸入、追加、刪除和更新等）、數(shù)據(jù)庫的維護(hù)（數(shù)據(jù)庫重定義、修改數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)）及數(shù)據(jù)庫的控制（數(shù)據(jù)庫的運行，執(zhí)行對數(shù)據(jù)的安全、保密和完整性檢驗）等。通常應(yīng)用的dBASE FoxBASE FoxPro等軟件系統(tǒng)就是不同版本的更新型關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。（四）計算機管理人員及用戶三.建立冶金分析數(shù)據(jù)庫的意義建立冶金分析數(shù)據(jù)庫的宗旨是要滿足冶金分析行業(yè)中的工

11、作需要；適用；內(nèi)容不要與國內(nèi)外已建的數(shù)據(jù)庫重復(fù)，并能形成互補。因此，數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容側(cè)重于實際應(yīng)用，將許多專家們的寶貴知識和實踐經(jīng)驗以一定方式保留下來，對后來者無疑是一份寶貴的知識財富。建立冶金分析數(shù)據(jù)庫后，便于冶金分析科研的調(diào)研、查詢；生產(chǎn)中所需的分析方法、國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)分析方法以及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的查詢；為冶金分析實驗室的裝備配置或?qū)嶒炇腋脑旎蚍治鲈O(shè)備的更新提供咨詢；冶金分析數(shù)據(jù)庫的建立將成為冶金分析工作者和管理人員查找中國冶金分析文獻(xiàn)的重要檢索工具,也是借以了解和掌握國內(nèi)冶金分析水平的有力助手?？傊?冶金分析數(shù)據(jù)庫的建立將滿足冶金分析行業(yè)的對信息、檢索和咨詢的需求。它將促進(jìn)冶金分析學(xué)科的技術(shù)進(jìn)步，更好地

12、為冶金工業(yè)的發(fā)展服務(wù)。 四.技術(shù)思路（一）.數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容： 所建數(shù)據(jù)庫包括以下六個子庫: 國內(nèi)文獻(xiàn)檢索庫 “中國無機化學(xué)分析文摘”以文摘、簡介及題錄形式報道國內(nèi)公開發(fā)行的有關(guān)無機分析化學(xué)的期刊300余種及各種會議論文集、新標(biāo)準(zhǔn)、新書目等，年收錄文獻(xiàn)3000篇左右。該刊是了解國內(nèi)無機分析動態(tài)的窗口；時檢索國內(nèi)文獻(xiàn)的理想工具。因此，選擇了該刊作為國內(nèi)刊物檢索的工具，將19941998年中款目索引經(jīng)掃描并制成光盤，編制運行程序、界面后作為查詢使用。2. 事實數(shù)據(jù)庫 (1).分析方法數(shù)據(jù)庫（國內(nèi)部分冶金企、事業(yè)單位現(xiàn)行分析方法）：字段：單位錄入號、題目、分析元素、分析下限、分析上限、適用品種、主題詞、

13、自由詞、分析方法（Memo）； (2).實用參數(shù)(常用的計量單位，礦物原料化學(xué)組成，緩沖液的配制，酸堿指示劑及混合酸堿指示劑的配制，濾光片的選擇，有機試劑的縮寫等等)。 3. 標(biāo)準(zhǔn)分析方法數(shù)據(jù)庫 ：國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)分析方法及技術(shù)規(guī)范；國外標(biāo)準(zhǔn)分析方法題錄。 4. 分析儀器設(shè)備數(shù)據(jù)庫 ：國內(nèi)外冶金分析儀器、設(shè)備的種類、儀器名稱、儀器型號、性能及技 術(shù)指標(biāo)；儀器廠家簡介。 5. 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)數(shù)據(jù)庫：標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的類別、名稱、元素、含量、生產(chǎn)單位及銷售單位。還有各種消耗 品及特殊試劑的生產(chǎn)單位。6. 冶金分析主題詞庫：鋼鐵工業(yè)主題詞表中沒有的分析專業(yè)的主題詞。 由于專業(yè)局限目前沒有分析專用的主題詞表，希望通過建立數(shù)

14、據(jù)庫的積累，建立起冶金分析專業(yè)的主題詞庫，以便數(shù)據(jù)庫更新時使用方便。 （二）數(shù)據(jù)庫的類型及軟件：考慮到所建數(shù)據(jù)庫能方便地對數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容進(jìn)行查詢、檢索，而且能繼續(xù)追加記錄、刪除記錄和修改記錄操作，所以采用了關(guān)系數(shù)據(jù)庫類型。經(jīng)過調(diào)研及市場調(diào)查，選擇了在中文之星2.5支持的 Microsoft Windows95環(huán)境下采用Microsoft Visual FoxPro5.0中文版建立數(shù)據(jù)庫。FoxPro是FoxSoftware公司繼FoxBASE+1.12、2.00、2.10等軟件后，推出的Fox數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的又一杰出產(chǎn)品，它具有對信息的分類、檢索和處理等功能，具備了一個優(yōu)秀的微機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)所具備的

15、幾乎所有的特點。五.完成情況主要成果:完成國內(nèi)文獻(xiàn)檢索庫15000條目, 將19941998年“中國無機化學(xué)分析文摘”中款目索引經(jīng)掃描并制成光盤，編制運行程序、界面后作為查詢使用；分析方法數(shù)據(jù)庫1989條目；實用參數(shù)851條目；國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)分析方法數(shù)據(jù)庫361條目（以圖形形式存儲）；國外標(biāo)準(zhǔn)分析方法題錄350條目；分析儀器設(shè)備數(shù)據(jù)庫552條目；儀器廠簡介47條目；標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)數(shù)據(jù)庫29563條目；冶金分析主題詞庫約300條目。全部數(shù)據(jù)庫共計49013條，所占存儲空間500600MB；完成了各數(shù)據(jù)庫的查詢、檢索、追加、修改等運行程序的編程工作及六個數(shù)據(jù)庫的整體包裝。目前，五個數(shù)據(jù)庫已進(jìn)入試運行階段。六.推廣應(yīng)用的范圍和前景 冶金分析數(shù)據(jù)庫是將許多專家們的寶貴知識和實踐經(jīng)驗以一定方式保留下來，對后來者無疑是一份寶貴的知識財富，尤其是大批老同志退休后，對年輕分析工作者將有極大的幫助?？稍谝苯穑ê谏猩?、機械、電力、鐵道、石油、化工、航空航天、中科院