利用SQL Server存儲(chǔ)過程提高在線考試系統(tǒng)的性能

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的飛速發(fā)展，高校的數(shù)字化校園建設(shè)進(jìn)程日益深入，其中數(shù)字化教學(xué)與學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)成為其核心內(nèi)容。為推動(dòng)數(shù)字化校園建設(shè)進(jìn)程，創(chuàng)建數(shù)字化教學(xué)環(huán)境,利用Delphi7和SQL Server2000開發(fā)出適用于多學(xué)科的高校通用計(jì)算機(jī)在線考試軟件系統(tǒng)。Delphi在基于C/S模式的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)領(lǐng)域具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)庫支持能力，因?yàn)樗峁┝素S富的數(shù)據(jù)庫操作組件，常用的有TQuery、TTable、TADOQuery和TADOTable等[1]。通過這些組件，程序員可以在短時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)應(yīng)用程序模塊的設(shè)計(jì)，大大減少了開發(fā)人員的工作量。但是，這些組件在操作數(shù)據(jù)庫時(shí)卻存在局限性，即必須將數(shù)據(jù)庫中的記錄從服務(wù)器端取出放入到客戶端，再根據(jù)查詢條件進(jìn)行選擇。這種實(shí)現(xiàn)方法，如果待訪問的數(shù)據(jù)量較大，勢必因?yàn)椴樵儠r(shí)間較長而降低程序執(zhí)行的速度，從而降低應(yīng)用程序的性能。解決這一問題利用了SQL Server2000的存儲(chǔ)過程來實(shí)現(xiàn)[2]。
1 存儲(chǔ)過程及其優(yōu)點(diǎn)
1.1 存儲(chǔ)過程的定義
    存儲(chǔ)過程是存儲(chǔ)在服務(wù)器上的一組預(yù)先定義并編譯好的用來實(shí)現(xiàn)某種特定功能的SQL語句。它可以接受參數(shù)、返回狀態(tài)值或參數(shù)值。存儲(chǔ)過程在服務(wù)器端執(zhí)行，通過應(yīng)用程序調(diào)用的方法實(shí)現(xiàn)，執(zhí)行結(jié)束后再把結(jié)果返回到客戶端。
1.2 存儲(chǔ)過程的優(yōu)點(diǎn)
    （1）存儲(chǔ)過程執(zhí)行速度快，便于提高系統(tǒng)的性能。由于存儲(chǔ)過程在第一次執(zhí)行之后，其執(zhí)行規(guī)劃就儲(chǔ)存在高速緩沖存儲(chǔ)區(qū)中，在以后的操作中。只需從高速緩沖存儲(chǔ)區(qū)中調(diào)用編譯好的二進(jìn)制形式存儲(chǔ)過程來執(zhí)行[3]。
    （2）減少網(wǎng)絡(luò)流量，提高系統(tǒng)執(zhí)行效率。客戶端應(yīng)用程序調(diào)用一個(gè)存儲(chǔ)過程，只需通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送該過程名和少量入口參數(shù)，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器就可執(zhí)行該過程，執(zhí)行完成后，只返回結(jié)果狀態(tài)或?qū)⒆罱K結(jié)果集給客戶端應(yīng)用程序，無需通過網(wǎng)絡(luò)傳送大量的SQL操作命令和中間結(jié)果，最大限度地減少網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)擔(dān)，提高了執(zhí)行效率。
    （3）維護(hù)了數(shù)據(jù)庫的安全性。如果用戶被授予執(zhí)行存儲(chǔ)過程的權(quán)限，即使該用戶沒有在執(zhí)行該存儲(chǔ)過程中可參考的表或視圖的訪問權(quán)限，該用戶也可以完全執(zhí)行該存儲(chǔ)過程而不受影響。因此，可以通過創(chuàng)建存儲(chǔ)過程來完成數(shù)據(jù)的插入、更新和刪除等操作，并且可以通過編程方式控制在操作中對信息的訪問權(quán)限[4]。
    （4）提高軟件系統(tǒng)的可維護(hù)性。存儲(chǔ)過程在創(chuàng)建時(shí)就在服務(wù)器上經(jīng)過調(diào)試和編譯，可以避免不必要的錯(cuò)誤出現(xiàn)。另外，存儲(chǔ)過程將相關(guān)業(yè)務(wù)邏輯封裝在一起，可以大大提高整個(gè)軟件系統(tǒng)的可維護(hù)性。因?yàn)楫?dāng)相關(guān)業(yè)務(wù)邏輯發(fā)生變化時(shí)，不需要修改并編譯客戶端應(yīng)用程序，只需要修改位于服務(wù)器端的實(shí)現(xiàn)相應(yīng)業(yè)務(wù)邏輯的存儲(chǔ)過程即可。
    （5）充分增強(qiáng)SQL語言的功能和靈活性。存儲(chǔ)過程可以用流控制語句編寫，有很強(qiáng)的靈活性，可以完成復(fù)雜的判斷和運(yùn)算。
    基于以上優(yōu)點(diǎn)，在進(jìn)行C/S模式數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)時(shí)，通常把比較浪費(fèi)時(shí)間、影響網(wǎng)絡(luò)傳送的相關(guān)業(yè)務(wù)邏輯編寫成存儲(chǔ)過程由服務(wù)器執(zhí)行，同時(shí)利用服務(wù)器的SQL語法進(jìn)行優(yōu)化處理，只將少量的結(jié)果顯示在客戶端，充分提高軟件系統(tǒng)的性能[5]。
2 存儲(chǔ)過程的創(chuàng)建方法
     以SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)為背景，創(chuàng)建方法如下：
    CREATE  PROC[EDURE]
    procedure_name[;number]
           [{@parameter data_type}[VARYING][=default] [OUTPUT] ][,...n]
       [WITH {RECOMPILE | ENCRYPTION | RECOMPILE, ENCRYPTION}]
       [FOR REPLICATION]
AS sql_statement [...n ]
    下面對語法中各選項(xiàng)進(jìn)行說明：
    （1）選項(xiàng)“procedure_name”指存儲(chǔ)過程名，不能超過128個(gè)字符，“[;number]”指程序編號(hào)，用于區(qū)別同名的存儲(chǔ)過程。
    （2）選項(xiàng)“@parameter”表示參數(shù)，每個(gè)存儲(chǔ)過程中最多可以設(shè)定1 024個(gè)參數(shù)，要求在每個(gè)參數(shù)名前加上符號(hào)“@”。
    （3）選項(xiàng)“[=default]”指為對應(yīng)參數(shù)設(shè)定默認(rèn)值。
    （4）選項(xiàng)“OUTPUT”用來指定參數(shù)既有輸入又有輸出。即在調(diào)用這個(gè)存儲(chǔ)過程時(shí)，如果所指定的參數(shù)是要輸入的參數(shù)，同時(shí)也需要在結(jié)果中輸出，則該項(xiàng)必須為“OUTPUT”。
    （5）選項(xiàng)“WITH”用來指定存儲(chǔ)過程的處理方式。
    （6）選項(xiàng)“FOR REPLICATION”表示只能由復(fù)制方式執(zhí)行[6]。
3 存儲(chǔ)過程在考試軟件系統(tǒng)中的應(yīng)用
    （1）考試系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)要經(jīng)過三個(gè)步驟，考生抽取套題編號(hào)、抽取套題內(nèi)容和將套題內(nèi)容插入答題表進(jìn)行答題。如果不采用存儲(chǔ)過程，則需用下面方法實(shí)現(xiàn)。
     ①隨機(jī)抽取套題編號(hào)
    select 套題編號(hào)from tblcrecord order by newid()
    ②抽取對應(yīng)套題內(nèi)容,套題編號(hào)存儲(chǔ)在dm.strNum中
      with qry1 do
     Begin
           Close ;
           SQL.Clear ;
        SQL.Add(′Select * from tblTK Where 套題編號(hào)
             ='''+dm.strNum +''');
       Open ;
       End;
       ③插入考試題到考試表tblKS中
       qry1.First;
     While not qry1.Eof Do
       begin
             qry2.Append;
             qry2.FieldByName(‘考生學(xué)號(hào)’).Value:= qry1.Field-
            ByName(‘考生學(xué)號(hào)’).Value;
         …
         qry2.Post;
       end;
       顯然，此種方法步驟繁瑣，耗時(shí)較多，在考試過程中會(huì)產(chǎn)生抽題緩慢的現(xiàn)象，系統(tǒng)性能嚴(yán)重降低。為避免此種情況的發(fā)生，考試系統(tǒng)采用了存儲(chǔ)過程的方法，代碼如下[7]：
       CREATE PROCEDURE cp_Paper_Add
       @MyNo char(10),
       @Mynum char(20)
       AS
       set nocount on
       exec(′insert into tblKS (學(xué)生學(xué)號(hào)、套題編號(hào)、試題序號(hào)、試題內(nèi)容、試題答案、試題分?jǐn)?shù)、是否答題、套題名稱、考試科目、試題類型、學(xué)生分?jǐn)?shù)、類別序號(hào)) select''''+@MyNo+'''',''''+@Mynum+''',試題序號(hào),試題內(nèi)容,試題答案,試題分?jǐn)?shù),“否”,套題名稱,科目名稱,試題類型,0,類別序號(hào)  from tblTK where  套題編號(hào)='''+@Mynum+''' )
       GO
       通過執(zhí)行存儲(chǔ)過程，將題庫中與考生抽取套題編號(hào)相匹配的記錄提取出來，并批量插入到考試表中，同時(shí)對考生分?jǐn)?shù)進(jìn)行了初始化為0的動(dòng)作。而本考試系統(tǒng)就是將考生的學(xué)號(hào)和考生抽取的套題編號(hào)作為參數(shù)傳遞給存儲(chǔ)過程，因此，大幅度提高了考試軟件的效率。
       （2）在考試系統(tǒng)進(jìn)行不同類型題目抽取時(shí)，如果在Delphi中直接應(yīng)用SQL語句，應(yīng)使用下面代碼：
       with cds1 do
       Begin
           Close ;
           SQL.Clear ;
              SQL.Add(′Select * from tblKS Where 學(xué)生學(xué)號(hào)=′);
       SQL.Add(‘ ?蓯+dm.strNo +?蓯  and 試題類型=′′單項(xiàng)選擇題′′ order by 試題序號(hào)′);
       Open ;
       End;
    此時(shí)，程序是在運(yùn)行時(shí)才編譯的。這樣就增加了運(yùn)行的時(shí)間，同時(shí)還要把完整的SQL語句傳遞給Sql Server服務(wù)器執(zhí)行，這樣考試過程中勢必增加網(wǎng)絡(luò)流量，降低軟件的運(yùn)行效率。
    如果采用存儲(chǔ)過程，可用下面方法實(shí)現(xiàn)：
    CREATE PROCEDURE sp_Query_All
       @strNo char(10)
       AS
       set nocount on
       Select Select * from tblKS Where 學(xué)生學(xué)號(hào)=@strNO and 試題類型=′′單項(xiàng)選擇題′′ order by 試題序號(hào)
       GO
    在客戶端調(diào)用方法如下：
       with cds1 do
       Begin
           Close ;
           SQL.Clear ;
           SQL.Add('exec sp_Query_All :strNO');

         Params.ParamByName('strNO').Value:=DM.strNO;
　    Open ;
　    End;
    此時(shí)，存儲(chǔ)過程是預(yù)先編譯的，自然節(jié)省了編譯的時(shí)間，同時(shí)只向服務(wù)器傳遞了一個(gè)參數(shù)DM.strNO，大大減少了網(wǎng)絡(luò)流量，提高了考試系統(tǒng)的性能。
    （3）在考試系統(tǒng)中添加考生信息時(shí)，首先要判斷是否存在該考生學(xué)號(hào)信息，然后再進(jìn)行添加操作。如果采用普通SQL語句，代碼如下：
      with qry1 do
       Begin
           Close ;
           SQL.Clear ;
           SQL.Add(′select * from tblstudents where考生學(xué)號(hào)=
            :strNO′);
       Params.ParamByName('strNO').Value :=DM.strNO;   
       Open ;
       if recordcount=0 then
       begin
            qry2.Append;
            qry2.FieldByName(‘考生學(xué)號(hào)’).Value:= DM.strNO;
           …
           qry2.Post;
           End;

     采用存儲(chǔ)過程，可以用流控制語句編寫。采用存儲(chǔ)過程代碼如下：
    CREATE PROCEDURE sp_Stud_Add
       @No char(10),
       @Name char(20),
       @Sex char(2),
       @Class char(30),
       @XueYuan char(20),
       @XH smallint
        AS
       if not exists (Select *  from tblStudents where 學(xué)生學(xué)號(hào)=
        @No)
        begin
     insert into tblStudents  values(@No,@Name,@Sex,@Class,
        @XueYuan,@XH)
       end
       GO
    通過if 流控制語句實(shí)現(xiàn)了相同學(xué)號(hào)不能插入的功能，增強(qiáng)了SQL語言的功能和靈活性，避免了普通SQL語句的繁瑣與低效，提高了考試系統(tǒng)的性能。
    在開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，合理使用存儲(chǔ)過程來完成相關(guān)的業(yè)務(wù)邏輯操作，能夠顯著提高系統(tǒng)的性能、運(yùn)行效率和可維護(hù)性。當(dāng)然，并非所有的業(yè)務(wù)邏輯都要使用存儲(chǔ)過程來實(shí)現(xiàn)。如果都使用存儲(chǔ)過程的方法實(shí)現(xiàn)，一定會(huì)增加服務(wù)器的負(fù)擔(dān)；同時(shí)，客戶端的資源也不能得到充分的利用[8]。因此，要根據(jù)具體情況，將那些使用頻繁、比較復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯用存儲(chǔ)過程的方法實(shí)現(xiàn)，合理規(guī)劃服務(wù)器端和客戶端程序，使相關(guān)事務(wù)能夠均衡處理，以此提高軟件系統(tǒng)的性能和效率。
參考文獻(xiàn)
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