PWSIS数据库管理子系统
按照上述建立数据库的要求与PWSIS的硬件环境，在PWSIS中数据库的建立，采用了M—340S中型机的数据库管理软件（AIM/DB）。该软件基于CODASYL的3层模式（模式、子模式和存贮模式）设计的层次鲜明，数据独立性强。
模式（Schema）：基于数据的立场定义数据库。
子模式（Subschema）：基于用户程序的立场定义数据库。
存贮模式（Memory schema）：基于计算机的立场定义数据库。
数据库设计者通过DDL语言（Data Describtion Language）定义数据库，所有关于数据库的定义由DD/D（Data Dictionary/Directory）文件统一管理。3层模式与数据的关系见图8.3。
图8.3 三层模式与数据库的关系
下面就根据3层模式的关系，对PWSIS数据库管理子系统的设计全过程进行阐述。
1.模式定义 模式定义是数据库设计的重要阶段。在模式定义阶段，要全面分析各记录类型的数据结构，各记录类型之间的关系，以及对数据库的检索路径。
区域水盐监测预报信息系统数据库包含了11个记录类型，它们分别是近地面气象观测记录，地表水流量、水量统计记录，地下水监测记录，潜水化学分析记录，土壤水、盐分含量记录，土壤水吸力、土壤溶液记录等，各记录的数据结构如下：
（1）近地面气象观测记录（LIST-A）
数据名 数据定义 数据库中数据项名 数据格式 单位
Ta 气温 TA S99V99* ℃
Tmax 最高气温 TH S99V99 ℃
Tmin 最低气温 TL S99V99 ℃
R 降雨 RA S99V99 mm
ea 实际水气压 EA S99V99 mb
RH 相对湿度 RH1 S99V99 %
E01 水面蒸发量（小型） E1 S99V99 mm
E02 水面蒸发量 E2 S99V99 mm
V10 10米处风速 V10 S99V99 ms-1
n 日照时数 NS S99V99 h
*：S99V99中，S为符号位，V为隐含小数点位，9为数值位。
（2）地表水流量记录（LIST-B）
数据名 数据定义 数据库中数据项名 数据格式 单位
Hs 地表水水位 SH S99V99 m
Qr 地表水流量 QR S99V99 m3s-1
（3）水量统计记录（LIST-C）
数据名 数据定义 数据库中数据项名 数据格式 单位
Qg 浅井开采量 QG S99V99 104m3
Qi 抽入水量 QI S99V99 104m3
Qo 抽出水量 QO S99V99 104m3
Qw 深井开采量 QW S99V99 104m3
（4）地下水监测记录（LIST-D）
数据名 数据定义 数据库中数据项名 数据格式 单位
HS 地面高程 HS S99V99 m
dgl 地下水埋深（1日） GD（1） S99V99 m
dg6 地下水埋深（6日） GD（2） S99V99 m
dgll 地下水埋深（11日） GD（3） S99V99 m
dg16 地下水埋深（16日） GD（4） S99V99 m
dg21 地下水埋深（21日） GD（5） S99V99 m
dg26 地下水埋深（26日） GD（6） S99V99 m
（5）潜水化学分析记录（LIST-E）
数据名 数据定义 数据库中数据项名 数据格式 单位
dg 地下水埋深 GD1 99V99 m
Cg 矿化度 GC 99V99 kgm-3
EC 电导率 EC 99V99 dSm-1
pH 酸度 pH1 99V9
1/2
碳酸根 CO3 999V99 molm-3
HCO3- 重碳酸根 HCO3 999V99 molm-3
Cl- 氯根 Cl 999V99 molm-3
1/2
硫酸根 SO4 999V99 molm-3
1/2Ca2+钙离子 CA 999V99 molm-3
1/2Mg2+镁离子 MG 999V99 molm-3
Na+ 钠离子 NA 999V99 molm-3
K+ 钾离子 K 999V99 molm-3
（6）土壤水分、盐分含量记录（LIST-F）
数据名 数据定义 数据库中数据项名 数据格式 单位
Z 深度 ZS S9999 cm
数据名 数据定义 数据库中数据项目 数据格式 单位
6b 容重 BD 9V99 103·kgm2（gcm-8）
W 质量含水量 WM 9V99 m3m-3
Q 容积含水量 WC 99V9999 m-3m-3
EC3 电导率（1∶5） EC3 99V999 dsm-1
Sw 含盐量（重） SW 9V999 %
1/2
碳酸根 CO3 999V99 molm-3
HCO3- 重碳酸根 HCO3 999V99 molm-3
Cl- 氯根 C1 999V99 molm-3
1/2
硫酸根 SO4 999V99 molm-3
1/2Ca2+钙离子 CA 999V99 molm-3
1/2Mg2+镁离子 MG 999V9 molm-3
Na+ 钠离子 NA 999V9 molm-3
K+ 钾离子 K 999V9 molm-3
pH 酸度 PH-F 99V9
（7）土壤水吸力、溶液记录（LIST-G）
数据名 数据定义 数据库中数据项名 数据格式 单位
Z 深度 ZS 999 cm
S 吸力 S 99999 cm
EC1 电导率（盐传） EC1 99V999 dsm-1
EC2 电导率（溶提） EC2 99V999 dsm-1
Cl 浓度 Cl 99V99 Kgm-3（gl-1）
1/2
碳酸根 CO3 999V99 molm-3
HCO3- 重碳酸根 HCO3 999V99 molm-8
Cl- 氯根 Cl 999V99 molm-3
1/2
硫酸根 SO4 999V99 molm-3
1/2Ca2+钙离子 CA 999V99 molm-3
1/2Mg2+镁离子 MG 999V99 molm-3
Na+ 钠离子 NA 999V99 molm-3
K+ 钾离子 K 999V99 moml-8
数据库各记录类型之间的逻辑关系见图8.4。由图8.4可以看出，所有记录类型处在3个层次上。相邻层次的记录之间具有“父-子”关系。Ⅰ层与Ⅱ层记录之间是Ⅰ型结构，即一个“父亲”仅有也只能有一个“儿子”；Ⅱ层与Ⅲ层记录类型之间是V型结构，即一个“儿子”有两个以上“父亲”。因此，该数据库是典型的网状模型（Network Model）。
数据库提供了两个检索路径，一条检索路径是由时间类型记录进入数据库，通过时间记录检索处于Ⅲ层的各个记录类型；另一条检索路径是由观测点类型记录进入数据库的，通过观测点记录检索处于Ⅲ层的各个记录类型。由于两种检索路径，用户可以依据时间序列，检索数据库中全部测点的记录或者部分测点的记录，也可以依据观测点的顺序检索不同时间间隔内的测点记录。
图8.4 数据库逻辑结构
2.子模式定义 子模式定义规定了用户程序访问数据库的“窗口”和特权。由于在数据库系统分析中，用户没有提出特权分配问题，所以在子模式定义中将子模式定义成模式的完全子集。
3.存贮模式定义 存贮模式定义规定了数据库的物理结构。在存贮模式定义中，将所有记录类型放置在同一数据文件之中，因而具有维护方便，便于管理的优点。
4.数据库支持程序 为了使数据库有效、可靠地运行，开发了数据装入程序、数据库检索服务程序、数据库维护程序及数据库报表输出程序等，各程序的功能如下：
数据库数据装入程序：完成数据入库工作，以批处理方式运行。
数据库维护程序：实现数据库数据的增加、删除、修正操作。当数据库发生故障时，封闭故障区域，并且给出故障信息，进行故障恢复。
数据库检索服务程序：具有多种数据检索功能，它是数据库子系统与信息应用子系统之间的接口程序。能够输出A，B，D，E，F，G各类报表，表格清晰、美观（见附表1-8）。