異構數(shù)據(jù)庫信息共享技術研究

邱燕玲

摘要：隨著企業(yè)信息化的發(fā)展，人們對異構數(shù)據(jù)庫的需求越來越多，許多信息都需要對異構數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行訪問。因此，目前急需一種解決異構數(shù)據(jù)庫信息共享問題的全新解決方案。異構數(shù)據(jù)庫集成技術是實現(xiàn)信息共享的一種方式，最終建立一種統(tǒng)一的接口對數(shù)據(jù)庫進行訪問，用戶只需指定所需數(shù)據(jù)即可。該文的研究中，首先通過資料的查閱對傳統(tǒng)的異構數(shù)據(jù)庫集成方法進行分析，之后對XML和數(shù)據(jù)庫技術進行了研究和討論，最后根據(jù)研究的結構提出了一種基于XML的B/S構架的異構數(shù)據(jù)庫信息共享方案，異構數(shù)據(jù)庫信息共享技術的研究具有重要的歷史意義和市場應用價值。

關鍵詞：異構數(shù)據(jù)庫；XML；信息共享；B/S

中圖分類號：TP271文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)115-3484-02

1異構數(shù)據(jù)庫信息共享技術研究

1.1課題研究的背景及意義

隨著信息技術的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)庫技術被廣發(fā)的應用，由于同文件系統(tǒng)的異構性相同，所以數(shù)據(jù)庫可以被單獨的進行管理和控制。這就出現(xiàn)了異構現(xiàn)象，從模式的異構、操作系統(tǒng)語言的異構一直到數(shù)據(jù)類型的異構等。數(shù)據(jù)庫異構性主要表現(xiàn)的方面是：計算機體系結構的異構性、操作系統(tǒng)的異構性、DMBS自身的異構性和數(shù)據(jù)結構語法的異構性等。特別是近年來，很多大型的企業(yè)會根據(jù)各部門的具體需要建立符合自身發(fā)展和業(yè)務特點的軟硬件環(huán)境，分別建立了不同的信息管理系統(tǒng)。并且這些系統(tǒng)大多數(shù)都采用不同的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫類型和編碼方式。從某種程度上說，對于這些企業(yè)來說，使用的這些子系統(tǒng)會提高局部的管理效率，但在數(shù)據(jù)層上，企業(yè)之間的子系統(tǒng)是彼此分離的，這就會存在著邏輯差異，沒有一個統(tǒng)一的標準，隨著管理時間的增長，最終就會形成一種信息的“孤島”現(xiàn)象，這種現(xiàn)象造成了部門和單位之間都是相對獨立的數(shù)據(jù)源。信息和組織的不同構成了一個巨大的異構數(shù)據(jù)環(huán)境。目前企業(yè)和企業(yè)之間、部門和部門之間的信息交換和共享對企業(yè)發(fā)展甚至整個國家經(jīng)濟的發(fā)展都起著關鍵的作用，所以越來越迫切的需要一種最大限度的完成信息共享、交換、集成和再利用的統(tǒng)一信息平臺來滿足人們日益增長的信息需求[1]。

本文提出一種基于XML的B/S三層構架模式的異構數(shù)據(jù)庫信息共享方案，利用XML的一些特性實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時查詢功能，進行企業(yè)和部門之間的信息資源共享，這種方案在企業(yè)信息化建設中具有一定的推廣價值。

1.2本文研究的主要內容

本文首先對國內外異構數(shù)據(jù)庫信息共享技術進行研究，確定本文主要采用B/S模式和XML實現(xiàn)異構數(shù)據(jù)庫信息共享，主要研究內容如下：

通過相關資料和文獻的查閱，確定本文的主要研究方案并對可行性進行分析；

詳細介紹了異構數(shù)據(jù)庫問題的產(chǎn)生、發(fā)展和現(xiàn)狀，進而引出了信息共享技術在異構數(shù)據(jù)庫信息共享應用中的重要性；對本文研究的主要內容進行總結。

2異構數(shù)據(jù)庫問題的產(chǎn)生及需求

2.1異構數(shù)據(jù)庫問題的產(chǎn)生

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的出現(xiàn)給人們帶來了信息管理的新方式，目前數(shù)據(jù)庫已被廣泛應用在不同信息領域成為計算機應用領域的重要支柱技術。任何想在web上進行信息管理的系統(tǒng)都要以異構數(shù)據(jù)庫理論為依托進行，這就要求我們建立一種便于系統(tǒng)集成和擴展的全新的異構數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

信息共享面臨的另一個問題是協(xié)同[2]問題的解決。它的特點是不再強調集中控制而是注重協(xié)同協(xié)作。把問題分成諸多小問題來解決。他們主要注重的是：對分布式和異構環(huán)境的支持、對信息和知識共享的支持、對協(xié)作和對系統(tǒng)動態(tài)性的支持。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)的維護主要采用靜態(tài)方式；數(shù)據(jù)庫業(yè)務模式是資源競爭而不是協(xié)作；并且不能隨外界環(huán)境的變化而改變。這些問題的提出，促進了異構數(shù)據(jù)庫的深入研究，在原有基礎上提出一種更加完善的共享方式。

2.2異構數(shù)據(jù)庫的特征

異構數(shù)據(jù)庫是在傳統(tǒng)的分布式數(shù)據(jù)庫基礎上發(fā)展起來的，兩者之間的主要差別是：對于分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來講，它具有單一的邏輯數(shù)據(jù)庫，但是在異構數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中存在的是多個異構自主的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)集成而形成的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。特征主要表現(xiàn)為：分布性、異構性和自主性。

2.3對異構數(shù)據(jù)庫的需求

2.3.1全局數(shù)據(jù)模型

全局數(shù)據(jù)模型主要負責的是用戶和數(shù)據(jù)元之間的協(xié)調，進而實現(xiàn)數(shù)據(jù)操作的透明化，這部分最重要的工作是建立一種全局數(shù)據(jù)字典，負責對數(shù)據(jù)庫中的全部數(shù)據(jù)進行描述和定義，對全局用戶進行局部轉換，完成異構數(shù)據(jù)庫信息共享。

2.3.2全局的定位功能

在動態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)管理應用中，我們需要有一種完善的機制負責對數(shù)據(jù)庫中的信息源進行定位的服務并且要對系統(tǒng)成員的注冊和取消等的記錄負責，通過這種動態(tài)的管理最終完成各個部分之間的可知性需求。

由于企業(yè)之間資源管理的異構性，所以一定會產(chǎn)生很多不同標準的數(shù)據(jù)庫管理標準，我們要對這些企業(yè)用戶進行靈活的管理，確保系統(tǒng)間進行數(shù)據(jù)傳輸時的安全性。

3 XML技術

3.1 XML簡介

XML( Extensible Markup Language )標準的主要對HML進行補充用在Web中的電子數(shù)據(jù)的交換中。和HTML技術相似，AML也是一種用于數(shù)據(jù)顯示的標記性語言，利用這種技術還可以通過網(wǎng)絡技術在瀏覽器中對數(shù)據(jù)進行顯示。XML技術即具有語義標記語言又具有元標記語言。并且XML還定義了和其他領域相關的語義和結構化的標記語言。所以XML技術的出現(xiàn)，使得用戶可以自己創(chuàng)建所需的標記，需要時通知瀏覽器如何顯示即可，對用戶來說是一種非常便捷的應用技術。

3.2 XML技術的特點

1）XML技術的使用具有一定意義的標記性

以前使用的HTML技術只能給瀏覽器提供相應的讀取功能，不能對數(shù)據(jù)的語義進行傳達。XML不僅可以提供讀取功能還具有語義傳達功能；

2）XML數(shù)據(jù)的顯示方式和語義分開

XML是一種對數(shù)據(jù)內容進行描述的語言，本身對數(shù)據(jù)的顯示方式?jīng)]有決定權，顯示數(shù)據(jù)主要取決于XSL；

3）XML具有嚴格的語法控制性

4）XML可以對標記自定義

在XML中用戶可以按照自己的需求對標記進行增減，比如說數(shù)學標記語言MATHML[3]和電子商務標記語言EBXML等。

對于XML實現(xiàn)的異構數(shù)據(jù)庫信息共享系統(tǒng)來說，最大的優(yōu)勢是對各種數(shù)據(jù)的管理。任何系統(tǒng)都可以對XML數(shù)據(jù)進行讀取，不必擔心系統(tǒng)版本不支持的問題。

3.3 XML和異構數(shù)據(jù)庫集成

XML技術給異構數(shù)據(jù)庫信息共享的交換提供了一種標準的格式和一種新的信息共享方式。利用Schema或者是DTD來對標準進行描述；利用XSL和XSLT技術來增強數(shù)據(jù)的轉換能力。其中Xquery查詢語言可以提取XML文檔中的集合數(shù)據(jù)，也可以利用映射的方法獲取XML文檔中的信息數(shù)據(jù)。上述的這些特點都表明：XML技術在異構數(shù)據(jù)庫信息共享系統(tǒng)中應用是可行的[4]。

4基于XML異構數(shù)據(jù)庫信息共享系統(tǒng)的設計

企業(yè)的不同部門之間由于數(shù)據(jù)庫種類和操作系統(tǒng)的不同造成了一個規(guī)模巨大的異構數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構。本章主要通過XML技術把各部門網(wǎng)絡異構數(shù)據(jù)庫連接在一起實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的共享。

在已存在的異構數(shù)據(jù)庫之間實現(xiàn)信息的共享，最基本的工作是要在這些不同種類的數(shù)據(jù)庫平臺中建立一個統(tǒng)一標準的通信平臺，利用這種通信的平臺實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)訪問的透明化。以此同時，各個部門都是相對獨立的，考慮到數(shù)據(jù)的安全性問題，用戶對于共享的數(shù)據(jù)只有讀取查閱的權限而沒有修改權限，為保證安全性本文采用B/S模式，足夠滿足系統(tǒng)的需求。

系統(tǒng)在異構的信息源和用戶之間建立一種web服務的中間層，利用這個中間層來代替通訊平臺的功能進行通信。然后利用ADO[5]相關的數(shù)據(jù)訪問技術來實現(xiàn)異構數(shù)據(jù)源和中間服務層的鏈接。通過這種技術，在客戶端，用戶只需要使用瀏覽器就能對數(shù)據(jù)進行共享的瀏覽和下載等。提交申請后就可以獲取數(shù)據(jù)，然后動態(tài)生成XML格式的文檔，通過web服務器將XML文檔發(fā)送到發(fā)出請求的客戶端中。這就完成了用戶數(shù)據(jù)共享資源的系統(tǒng)需求功能。

我們利用XML和web技術雖然實現(xiàn)了信息共享，但是在實際的工作中，由于某些崗位的業(yè)務特殊性，涉及到的一些數(shù)據(jù)時不能對外公開的，如公安系統(tǒng)中對公民的個人、家庭和社會關系等信息是非常敏感的，這些信息都是不準許通過網(wǎng)絡進行傳播的。上述的采用ADO訪問技術，由于web連接的是整個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，不能限定到具體數(shù)據(jù)庫中的具體表，那么對于上述特殊業(yè)務的部門會有一定的損失，這是我們不愿發(fā)生的?；诖吮驹趙eb服務器中間層提供限定范圍查詢的方式來解決上述安全性隱私的問題。

在這種新的方案中，首先服務器的中間層要建立屬于自己的小型的數(shù)據(jù)庫，并且對web服務層提供的管理模塊管理員對異構數(shù)據(jù)源進行相應的管理。把腳本中可以對外共享的一些表和表中的具體的字段和關系等個公開的在數(shù)據(jù)庫中進行保存處理。至此完成了基于XML的B/S三層結構的異構數(shù)據(jù)庫信息共享系統(tǒng)的設計。

5結束語

本文采用XML技術對異構數(shù)據(jù)庫信息共享技術進行研究，分析了基于XML技術實現(xiàn)易購信息共享的可行性；然后介紹了XML技術的特點及應用在異構數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)中的優(yōu)勢；最后對系統(tǒng)進行設計，提出一種在web服務器中間件中插入控制查詢范圍的設計方法提高了系統(tǒng)的安全性，為特殊行業(yè)的數(shù)據(jù)提供了安全隱私的保障。

參考文獻：

[1]徐德智. XML數(shù)據(jù)庫查詢及其模式集成研究[D].長沙:中南大學,2004.

[2]江濤,劉東波,劉巍.基于XML的異構數(shù)據(jù)集成中間件研究[J].科學技術與工程, 2007, 38(5): 48-51.

[3]朱峰.異構數(shù)據(jù)集成中間件的設計與實現(xiàn)[D].蘇州:蘇州大學,2005.

[4]鄭淑麗.多數(shù)據(jù)庫集成環(huán)境下查詢優(yōu)化研究[J].微電子學與計算機,2004,21(6):13-16.

[5] Erdmann M, Studer R. How to structure and access XML documents with ontologies [J]. Data and Knowledge Engineering, 2001, 36(3): 317-33.