醫院信息管理系統數據庫設計模式研究與實踐

賓哲桂　羅永有

（1.柳州職業技術學院，廣西 柳州 545006；2.柳州城市職業學院，廣西 柳州 545036）

醫院信息管理系統數據庫設計模式研究與實踐

賓哲桂1羅永有2

（1.柳州職業技術學院，廣西 柳州 545006；2.柳州城市職業學院，廣西 柳州 545036）

采用基于Windows平臺的關系型數據庫管理系統，以Microsoft SQL Server2008為后臺數據庫，采用Visual Studio.Net為前端開發工具，利用基于角色的訪問控制技術實現數據安全，完成針對醫院信息管理系統的數據庫設計。

Oracle；SQL Server；MySQ

1　數據庫技術概述

數據庫技術是管理信息系統中的重要支撐技術，數據庫的建立是管理信息系統開發中的一項重要內容，其結構設計的好壞將直接對應用系統的效率以及實現的效果產生影響。 隨著人們對數據庫技術的應用越來越廣泛，數據庫中的數據元素被分的越來越細，每一次進行數據訪問的時候，往往會涉及到多個數據元素之間的訪問，因此如何建立起數據元素與數據元素之間的關系，變得更為重要，層次模型的數據庫結構顯然不適合快速有效的建立數據與數據之間的關聯關系。為此，人們提出了一種基于關系模型的數據庫關系，關系數據庫很好的解決了層次數據庫模型中在數據與元素之間訪問，效率低的問題。關系數據庫模型使用一種關系表達式，將不同表象中的數據建立起了關聯關系，并且在此基礎上提供了多種豐富的數據訪問接口和函數，定義了數據庫中數據和數據之間的關系的表達方式，而且關系數據庫在設計的時候，有著十分深厚的理論基礎，并且能夠從數學的角度上對關系數據庫，所建立的數據模型合理，完美性進行證明，這確保了關系數據庫在理論上是一個完備的數據表示模型，也正因為如此，關系數據庫一經提出，得到了廣泛的認可和推廣應用，目前關系數據庫已經成為數據庫模型中的最主流的數據模型，而且利用關系數據庫中的各種數據訪問基本函數，能夠實現對數據庫中多種數據元素的靈活訪問。

通過使用關系數據庫，可以將數據庫中各個孤立的數據元素，采用數據表的形式，分別進行描述，并通過關系數據庫所提供的數據，訪問函數，實現對關系數據庫中數據元素的訪問，這種訪問方式，也有助于描述客觀世界中的各種數據元素之間的關系，本文設計的醫院住院管理信息系統中，所涉及到的數據元素和數據線，都是和現實世界密切種相關的各種數據元素，數據和數據之間存在的非常密切的關系，因此利用關系數據庫來描述醫院住院信息管理系統中所涉及到的各種數據元素，本身是一種非常合情合理的表示方式，同時，利用關系數據庫中強大的數據訪問模型和函數，能夠將醫院住院信息管理系統中的各個數據元素之間的關聯性建立起來，并實現對醫院住院信息管理系統各種數據元素的靈活訪問，為醫院住院信息管理系統上層應用功能模塊的開發與設計，提供了強有力的支持技術。

2　醫院信息管理系統數據庫的選擇

在進行醫院信息管理系統數據庫設計過程中，除了選定數據庫模型之外，另一個核心問題是如何選取數據庫的開發平臺，目前數據庫開發平臺的主流的平臺主要有三個，分別是：Oracle、SQL Server和MySQL。

Oracle數據庫是Oracle公司開發的面向網絡應用環境的數據庫開發工具，這種開發工具能夠為用戶提供功能非常強大的的數據管理，和數據訪問功能，同時Oracle數據庫也可以支持結構非常復雜的數據管理、業務，在Oracle數據庫中非常清晰的定義了數據的表示方法，數據查詢方式，以及對數據進行二次開發和管理的標準接口，目前Oracle數據庫廣泛應用于各種大型的數據訪問應用場合，比如，一些大型的數據檢索系統，信息處理中心，都采用了Oracle數據庫，而且Oracle數據庫還有另外一個優勢，即采用的開發平臺和接口都是開放性的平臺，能夠適合多個不同的開發者，在該平臺上協同的進行數據庫的開發和設計，相互之間都能夠使用統一標準的訪問接口和開發程序庫，因此Oracle程序庫也非常適合針對大型開發任務的并行開發模式。

SQL Server是微軟公司推出的一個數據庫開發工具，該數據庫開發工具是微軟公司從Sysbase公司購買相關的開發、組建和核心的功能模塊而打造的一款適合Windows環境下開發的數據庫開發平臺，開發平臺最大的特點是與微軟操作系統結合非常緊密，由于SQL Server數據庫本身是微軟公司進行設計和實現的，其開發的目的就是為用戶能夠在微軟的操作系統環境下，更好的開發和設計數據庫項目，因此SQL Server工具為用戶提供了大量適合Windows環境下進行訪問的應用接口，用戶可以通過這些接口，非常靈活的訪問數據庫，實現數據庫應用程序的開發，從目前數據庫應用效率的綜合調研來看，買SQL Server數據庫是目前在Windows環境下運行最為穩定。

MySQL數據庫是瑞典的TCX公司設計的一種數據庫開發平臺，這種數據庫平臺，最大的特點是其通過對數據庫內部的結構進行優化，采用了基于關系模型的數據庫表示模型，并對數據庫內部數據訪問的函數接口進行優化與重新設計，精簡了數據庫內部的數據表示結構，優化了內部的數據處理單元，使得MySQL數據庫在運行過程中，表現出比SQL Server、Oracle數據庫高得多的運行效率，根據大量的統計經驗表明，針對同樣的數據庫應用程序，使用Oracle開發平臺設計的應用軟件，比使用Oracle數據庫和SQL Server數據庫開發環境設計的軟件，其運行效率要高5 %以上，也正因為如此，MySQL數據庫被廣泛應用于大量基于外部頁面的數據庫應用場合。但是MySQL數據庫存在的不足之處是，由于它在設計的過程中，對數據庫內部的結構進行了反復的優化，精簡了大量的不是特別必須的功能模塊，導致了MySQL數據庫在功能上相對于Oracle數據庫和SQL Server數據庫，功能要弱的多，甚至一些功能模塊在MySQL數據庫中是無法實現。MySQL數據庫一般只適合于一些小規模的應用環境，而且其在開發過程中，往往是一兩個或者是少量的開發人員進行開發和設計，不太適合一些大型的專業化的數據庫開發應用場合。

通過對數據庫開發平臺的功能特點進行分析，以及對它們的優缺點進行對比之后，本文在設計醫院住院信息管理系統的數據庫開發模塊時，選取了SQL Server數據庫開發平臺，作為本系統的開發平臺，其最核心的理由，仍然主要還是看中了SQL Server數據庫是一種與Windows操作系統平臺，結合最為緊密的數據庫開發平臺，利用該平臺能夠使用大量的在Windows環境中進行訪問和應用的程序接口，這將極大的簡化上層應用程序的開發難度，提高數據庫以及整個信息管理系統的設計效率，同時SQL Server數據庫也能夠支持中型規模的數據庫開發和應用場合，這對于醫院住院信息管理系統的開發而言，完全是能夠滿足其應用需求的。

3　 基于角色的訪問控制技術

醫院住院信息管理系統中使用對象會包括醫生、護士和患者三大主要的應用群體，每個應用群體中應用對象，又可能會有多個醫院住院信息管理系統中會產生多種用戶數據，對這些數據進行科學合理的管理，區分每個用戶所具有的權限，讓用戶在使用醫院住院信息管理系統的時候，能夠按照其應有的權限，合理的訪問醫院住院信息管理系統中的各種數據信息，是系統在設計過程中必須要保證的一個問題。為了能夠讓醫院住院信息管理系統中的所有用戶，能夠按其正確的身份，級別有序的對醫院住院信息管理系統中的數據進行訪問，本文在設計過程中，引入了基于角色的訪問控制技術（RBAC），基于角色的訪問控制技術是在數據訪問中，非常經典的數據訪問控制方法。應用該方法最核心的目的是確保在應用系統中，所有使用該系統的用戶能夠按照正確的規則和權限去訪問其所能夠訪問的數據，而且在基于角色訪問的控制系統中，將系統中所有對數據訪問的對象，分別分為用戶對象，訪問主體，訪問客體和訪問權限，其中用戶對象是使用系統的各種用戶，訪問主體是發起數據訪問的實體，訪問客體是指在系統中被訪問的數據對象，而訪問權限則是指分配給某一訪問主體，所具備的訪問權限，該權限既指明了訪問主體能夠對哪些客體進行訪問，同時也明確定義了在訪問過程中允許該訪問主體進行操作的具體權限，在本文設計的CDFS醫院住院信息管理系統中，用戶即為醫生、患者，或者護士，每個用戶在進行系統的時候，都會被分配相應的標識，并且用該標識這一用戶所對應的具體用戶身份，當用戶需要對醫院住院信息管理系統中的數據進行訪問的時候，發起數據訪問的應用程序，則稱之為訪問主體，被訪問的數據，則是訪問客體，應用了基于角色的訪問控制技術之后，系統將會對每次用戶發起的數據訪問過程中，檢查當前的訪問主體是否具有正確的權限，來實現對訪問客體的訪問，如果當前的訪問主體不具備對客體操作的權限，則這一訪問行為將被系統拒絕，如果訪問的主體具備對客體操作的相應權限，之后，才能夠正常的去執行訪問主體發起的具體的訪問操作。

在基于角色的訪問控制技術中，對權限的管理是整個功能模塊的設計核心，也是確保所有的訪問主體與被訪問的客體之間，能夠建立起正確關系的核心標準，因此在設計的過程中，需要預先根據用戶的身份和訪問主體進行相應的權限分配，權限分配的方式，可以在系統設計的初期，或者在第一次運行的初始化階段，對每個訪問主體的權限進行約定和分配，也可以在系統運行過程當中，動態的調整不同的運行主體所具備的訪問權限，無論采用哪一種方式設定訪問主體的所具備的訪問權限，一旦相應的訪問主體確定了訪問權限之后，則該訪問主體在系統運行過程中，對所有的數據進行訪問的時候，都必須按照其所設定的訪問權限進行操作，另外，需要說明一點的是，在本文設計的醫院住院信息管理系統中用戶在使用該系統的過程中，其身份可以不斷的發生改變，即一個用戶可以在不同的時刻，扮演不同的身份，但無論其扮演什么樣的身份，他一旦進入該系統之后，必須要以一個明確的身份，及訪問主體的形式出現，然后，基于角色的訪問系統將會根據當前用戶所標識的訪問主體，和身份信息，查詢系統預先給其分配的訪問權限，之后對該訪問主體在系統中發生的所有訪問事件，都依照預先設定的該權限進行檢查和處理，只有所有滿足權限要求的操作，才會真正被最終得到執行。

4　數據可靠性和一致性技術

醫院住院管理信息系統運行的時間周期非常長，患者在醫院住院部門所留下的數據，也往往需要保持很長的時間周期。為了能夠讓醫院長時間的保留患者的治療數據，需要所設計的醫院住院管理信息系統對數據的存儲具有很高的可靠性，除了能夠正常，正確的保存數據之外，還要能夠具有非常強的容錯能力，當系統運行過程中遇到各種有益，或者無益的損壞的時候，能夠盡可能的將對系統的破壞降到最小，甚至通過預先設計的數據恢復技術，再將最初的原始數據進行復原。

為了實現這一目標，本文設計的醫院住院管理信息系統中對數據管理采用了數據表項冗余設計和分布式存儲兩種應用技術，其中數據表項冗余技術是指在設計醫院住院管理信息系統其規劃的數據表項中，有意識增加一些冗余的數據表項，以便當數據庫遭到小規模的破壞，或者發生意外錯誤的時候，能夠根據數據表項中的冗余數據恢復出整個完整的數據表，并且實現數據庫的數據自我修復的功能。數據表項冗余的技術在設計數據表項的時候，有意識的選取一個或者多個數據表項，在不同的數據表中進行表示和存儲，當一個數據表項發生錯誤，或者遭受破壞的時候，能夠利用數據庫中存儲在其他數據表項中的數據，實現自我的恢復，而在進行這種自我恢復的過程中，必須依靠關系數據庫模型，將多個數據表項關聯起來，并且通過關系數據庫模型中所提供的數據庫訪問函數接口，實現從一個數據表項中的數據向另外一個數據表項中的數據進行恢復的操作。

分布式存儲技術是指醫院住院管理信息系統底層的核心數據庫在設計的時候，使用分布式備份存儲的策略，實現數據的可靠性保護。其基本的思想是對醫院住院管理信息系統中的數據，在本地的數據庫服務器中存儲一份，之后再通過網絡在遠程異地的備份數據庫服務器中存儲一份鏡像數據，這樣，一旦當本地的數據庫服務器遭到破壞，數據庫服務器中的數據無法進行有效的恢復的時候，能夠通過遠程數據庫服務器中的鏡像數據進行恢復。使用分布式數據存儲技術，在應用過程需要注意遠程的鏡像數據，需要定期和本地的數據庫服務器的數據保持同步，采用增量式的方式進行備份，以減少數據通信的流量，將本地數據庫服務器中的數據備份至遠程的鏡像數據庫服務器中。

5　總結

隨著計算機信息技術的飛速發展，醫院的日常管理與運營已離不開信息系統平臺。醫院信息涉及醫學實踐、科研、信息交流等眾多領域，這也要求醫院信息系統應當集計算機學、人工智能、統計學、信息管理等技術于一體，為醫學的衛生管理、臨床控制、數據檢索等工作創造更加便利的條件。本文通過對醫院住院管理信息系統數據的詳細設計，使得患者在醫院住院期間產生的各種數據得到長期有效的保存，而且信息的透明度得到大幅度的提高，在本文設計的醫院住院管理信息系統數據庫設計綜合考慮到對數據長期保存的應用需求，所設計的應用系統能夠長時間的對患者的應用數據進行存儲，因此實現患者數據的長期有效的存儲，大大提高醫院信息化管理水平。

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The search and practice of hospital information management system for database designs mode

In this papers， based on relationship database of Windows platen. With Microsoft SQL Server 2008 as back-office database，The adopting Visual's Studio.Net develops tool for front end. Make use of to carry out a data safety and complete the database design aiming at information management system in the hospital according to the calling control technique of role.

Oracle；SQL Server；MySQ

TP311

A

1008-1151（2016）03-0014-03

2016-02-11

廣西教育廳科研項目“醫院住院管理信息系統的設計與實現”（LX2014542）；廣西教育廳科研項目“基于.NET的高職CRP系統設計與實現”（YB2014498）。

賓哲桂（1981-），男，廣西博白人，柳州職業技術學院工程師，碩士，研究方向為計算機應用。

羅永有（1979-），男，廣西柳州人，柳州城市職業學院講師，研究方向為計算機網絡技術。