数字科技馆建模探析

摘　要：通过分析数字科技馆对科普资料数字化的特殊要求，对科普资料形成层次关系，据此创建具有相同层次关系的实体类，最后由实体类驱动生成结构上与科普资料层次关系相一致的数据库，从而完成数字科技馆建模过程。这种开发方式符合面向对象的思维开发方式，并方便维护与更新。

关键词：数字科技馆　数据库　建模

中图分类号：TP39　　　　文献标识码：A　　　　　文章编号：1007-3973（2012）007-092-03

1 数字科技馆的现状

许多国家早就开始了场馆数字化建设。美国国会图书馆从1990年开始就启动了“American Memory”计划，将图书馆内保存的珍贵的文献、手稿、照片、影音资料等进行数字化处理。美国旧金山探索馆于1993年在互联网上建立了自己的博物馆网站。加拿大也启动了一些较著名的数字计划，如“魁北克专案计划”，通过网络化环境为大众提供文化资产的服务。在欧洲方面也很重视文化历史主题科技馆的数字化工作，包括梵蒂冈博物馆、巴黎卢浮官、大英博物馆等，都在藏品数字化上面做了大量的工作。在我国，数字科技馆建设发展较快，中国数字科技馆作为国家级公益性科普服务平台，现已正式开通，将在网络科普中发挥重要作用。但对于省市地来说，数字科技馆的建设还处于探索之中。

2 科普资料数字化

数字科技馆一个关键和基础的步骤就是科普资料数字化。音像、文字、图片等科普资料组成数字科技馆的内容。数字科技馆通过计算机技术手段实现互动、虚拟场景等科普教育，是数字科技馆的表现形式，而这些表现形式离不开数字化的科普资料。

2.1 数字科技馆数字化的特殊性

据监测，中国网络科普设施为618个（统计时间截止到2010年7月），这些网络科普设施与普通的网站一样，展示的内容为多媒体信息，包括文字，图片，视频，音频等。这些信息往往也为共享信息。但对于数字科技馆来说，科普资料数字化是有着特殊的要求。数字科技馆综合运用计算机、网络、多媒体等技术，充分运用视觉、听觉等因素，实现人机互动，虚拟现实等，增强对公众的吸引力。因此，数字科技馆一个展项就可能不仅需要文本、图片，还同时需要视频、音频等多种资源。数字科技馆的功能是通过业务编程来实现，为方便业务实现数字科技馆建模必须考虑到这一数字化的特殊性。

普通科普网站科普资料数字化与数字科技馆数字化具有不同的要求。普通科普网站一般是单纯地显示文章信息，或播放视频，显示一篇文章，通过文章ID可以到文章数据表查询到其信息；播放一段视频，通过视频ID到视频数据表查找到相关的信息。但对于一个数字科技馆的展示项目，如果按照这种方式，因为项目可能包含文章、视频、音频等多种信息，就需要知道多个ID（文章ID，视频ID，音频ID等），并到多个数据表进行查询，这在业务实现上相对复杂，数据库查询效率也低。

通过将科普资料划分层次，可以适当地解决这个问题。

2.2 建立科普资料层次关系

考虑到数字科技馆对科普资料数字化的特殊要求，将科普资料按层次分类，各类的科普资料存在层次关系，各类科普资料的共同属性就可以都归到“科普资料”（Material）这个基类，这样，不管属于哪个类别的科普资料都拥有基类数据表Material中的ID(比如命名MaterialID)，展示项目需要多种信息，都可以根据MaterialID到 Material数据表获取共同属性（如标题等）信息，如果需要额外的信息，再根据MaterialID到其他数据表查询（MaterialID为其他数据表的外键）。这实际上也大大简化了业务开发，理由是：这种层次关系可以对应于实体类中的基类与子类的关系，子类不仅拥有自己的属性，还拥有了父类（自然包含基类）的属性，一个子类实例化后，就可以对所有属性进行操作，而所有子类通过拥有共同的基类而成为一个整体，对应到现实世界就是科普资料。

按此思路，先对科普资料进行分类。如图1所示。为了便于说明，对分类进行了简化。

3 建模过程

使用面向对象的思维开发方式，结合数字科技馆数字化特殊要求，本文给出的建模思路是：根据科普资料的层次关系建立实体类，再由实体类驱动生成具有相对应层次关系的数据库。

3.1 建立实体类

类这种概念就从现实世界中的事物抽象出来的。首先，根据科普资料关系，建立与之相对应实体类。科普资料的层次关系，可以使用类的基类、子类的继承关系来模拟实现。下面的类定义中为了便于说明，对类的属性进行了简化，实际建立类的框架时，可能要复杂得多，但方法步骤是一样的。

以Visual Studio 2010为开发平台。新建工程项目，在项目中新建一个类文件，建立如下5个类，代码如下：

public class Material

{

public int MaterialID { get; set; }

public string Title { get; set; }

public DateTime DateAdded { get; set; }

}

public partial class Article : Material

{

public string SubTitle { get; set; }

public string Source { get; set; }

public string Keyword { get; set; }

}

public partial class Picture : Material

{

public byte[ ] Data { get; set; }

}

public class Media : Material

{

public double During { get; set; }

}

public class Audio : Media

{

public byte[ ] Data { get; set; }

}

public class Video : Media

{

public string DataUrl { get; set; }

}

各个属性的含义通过其名称自明，如SubTitle表示副标题，DateAdded表示添加日期，During表示时长，Source表示来源，Keyword表示关键词等。查看VS2010关系视图（右击项目，在弹出的菜单中点击“View Class Diagram”），形成的类关系图如图2所示。

比较图1和图2，可以看到二者存在对应关系。

实体类实现了，下一步就由实体类生成数据库。这可以通过Entity Framework自动生成。

3.2 生成数据库

在Entity Framework 4.1以前的实体框架中，通常是先建立数据库，再由数据库生成业务实体模型。这种数据库驱动的开发方法不符合面向对象的开发思维。Entity Framework 4.1以后版本可以先根据实际需要先建立实体类，然后由实体类再生成相关的数据库，这种开发方法被称为“Code First”（代码先行）。这里仅简单介绍实现方法（详细内容可以参见Entity Framework 4.1相关资料）。

首先建立一个新类，该类继承DbContext类，有6个DbSet类的实例，分别代表将要在数据库中生成的6个表：Material、Article、Picture、Media、Audio、Video表。

public partial class AppContext : DbContext

{

public DbSet Materials { get; set; }

public DbSet