異構(gòu)數(shù)據(jù)可配置查詢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘 要：本文通過建立集成系統(tǒng)的全局?jǐn)?shù)據(jù)字典，確立字典和各業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)源表字段的映射關(guān)系，解決了各業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)源間語義異構(gòu)問題，并通過配置生成查詢接口使用戶能夠針對(duì)自己的需要并附加相應(yīng)的條件進(jìn)行查詢。

關(guān)鍵詞：可配置；全局模式；屬性映射

在異構(gòu)集成系統(tǒng)中，各局部數(shù)據(jù)源，都是不同用戶根據(jù)自身實(shí)際需要在不同時(shí)期針對(duì)專某一特定問題進(jìn)行設(shè)計(jì)的，在它們的模式上可能存在著較大的差異和沖突?，F(xiàn)階段需要對(duì)這些數(shù)據(jù)源進(jìn)行統(tǒng)一的，透明的訪問，就需要在新系統(tǒng)中屏蔽或者消除不同數(shù)據(jù)源之間的這些差異和沖突。

一、總體設(shè)計(jì)方案

通過設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)源訪問服務(wù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)集成服務(wù)。根據(jù)數(shù)據(jù)源類型的不同，將對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)源訪問操作封裝成服務(wù)，數(shù)據(jù)集成服務(wù)則接受用戶的查詢請(qǐng)求，對(duì)用戶的查詢進(jìn)行解析、分解，然后調(diào)用數(shù)據(jù)訪問服務(wù)獲取數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合返回給用戶。其中數(shù)據(jù)集成查詢服務(wù)是系統(tǒng)的關(guān)鍵，多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的查詢，全局模式及其與源模式字段的屬性映射表。

數(shù)據(jù)集成服務(wù)的設(shè)計(jì)是異構(gòu)集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵和難點(diǎn)，該服務(wù)主要解決對(duì)異構(gòu)數(shù)據(jù)源的查詢處理，全局?jǐn)?shù)據(jù)字典和屬性映射表，數(shù)據(jù)緩存，結(jié)果整合等。

因此，解決了全局模式和數(shù)據(jù)集成應(yīng)用服務(wù)的設(shè)計(jì)，就可通過對(duì)查詢內(nèi)容和條件的配置達(dá)到用戶可配置查詢的目的。

二、全局模式設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)透明訪問，給用戶一個(gè)很好的查詢體驗(yàn)，就需要建立一個(gè)全局模式來屏蔽這些差異和沖突，給用戶提供一個(gè)統(tǒng)一的、全局的視圖，集成系統(tǒng)通過對(duì)局部數(shù)據(jù)源的封裝和數(shù)據(jù)提取，能夠?qū)⑴c集成的數(shù)據(jù)以一種公共的數(shù)據(jù)格式提供給用戶

1.公共數(shù)據(jù)模型

為了解決異構(gòu)集成系統(tǒng)中多源數(shù)據(jù)異構(gòu)性，需要將每個(gè)局部數(shù)據(jù)源的模型映射到一個(gè)公共數(shù)據(jù)模型[3，4，5]上。

采用XML作為公共數(shù)據(jù)模型來表示全局模式中的各種關(guān)系及其關(guān)系的屬性。將異構(gòu)數(shù)據(jù)源的模型映射成公共數(shù)據(jù)模型[1，2]，使集成工作容易進(jìn)行

利用全局?jǐn)?shù)據(jù)字典來表示參與集成的各局部數(shù)據(jù)源的全局模式并利用XML作為公共數(shù)據(jù)模型語言，將局部數(shù)據(jù)源的參與集成的表中的字段注冊(cè)其中。任何一個(gè)參與集成的數(shù)據(jù)源能夠被查詢的數(shù)據(jù)屬性都必須在這里注冊(cè)，即添加到該數(shù)據(jù)屬性對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)中。XML是一種半結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式，它包括很多節(jié)點(diǎn)及屬性，它表示系統(tǒng)全局模式分類關(guān)系。

2.屬性映射表

由于參與集成的各個(gè)局部數(shù)據(jù)源的命名都是各自獨(dú)立的，這樣就存在著參與集成的各數(shù)據(jù)源中不同的屬性名稱可能對(duì)應(yīng)著全局模式中的同一屬性（同一目標(biāo)屬性）。因此就需要建立它們之間的映射關(guān)系。本文通過將參與集成的各局部數(shù)據(jù)源中表的字段屬性注冊(cè)到全局模式上，實(shí)現(xiàn)了被集成的數(shù)據(jù)到全局模式的映射。

屬性映射表解決了企業(yè)中數(shù)據(jù)源中數(shù)據(jù)的命名異構(gòu)和數(shù)據(jù)類型異構(gòu)問題，并且屬性映射表協(xié)同全局?jǐn)?shù)據(jù)字典將局部數(shù)據(jù)模式轉(zhuǎn)換為全局公共數(shù)據(jù)類型。通過屬性映射表與全局?jǐn)?shù)據(jù)字典協(xié)同完成異構(gòu)數(shù)據(jù)源局部數(shù)據(jù)模型與公共數(shù)據(jù)模型之間的轉(zhuǎn)換。

三、查詢接口設(shè)計(jì)

集成系統(tǒng)為用戶提供了一個(gè)查詢接口生成功能，并通過開放查詢接口接受用戶的查詢請(qǐng)求，返回用戶所需的查詢結(jié)果。

1.查詢接口的生成

1）查詢內(nèi)容的選取：從全局?jǐn)?shù)據(jù)字典中選取用戶所要查詢的屬性，存入查詢內(nèi)容表中。

2）查詢條件控件的選?。簭牟樵儍?nèi)容表中選擇需要添加查詢條件的屬性，并根據(jù)所選屬性的特點(diǎn)，選擇控件類型。用TextBox控件作為用戶查詢條件的輸入接口，查詢條件間采用AND連接，并對(duì)所選的查詢條件做精確匹配和模糊匹配。

3）接口生成：將所選擇的查詢的內(nèi)容及配置的查詢條件生成的控件布局在同一頁面，并添加搜索按鈕，形成用戶針對(duì)全局查詢的接口，查詢內(nèi)容以GridView控件綁定查詢內(nèi)容表的形式給予顯示。

2.查詢處理

根據(jù)集成系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)接受用戶的查詢，并依據(jù)全局模式和屬性映射表對(duì)該查詢解析，判斷該查詢涉及哪些局部數(shù)據(jù)源，數(shù)據(jù)庫，表及字段，然后將用戶的查詢條件通過處理轉(zhuǎn)化為針對(duì)不同數(shù)據(jù)源的子查詢，然后對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)源進(jìn)行訪問。局部數(shù)據(jù)源執(zhí)行查詢并返回結(jié)果，系統(tǒng)對(duì)結(jié)果進(jìn)行整合，并按照屬性映射表的映射規(guī)則，將結(jié)果轉(zhuǎn)為全局公共數(shù)據(jù)模型。用戶查詢過程如圖1所示：

查詢分解除了將用戶的查詢語句分解外，構(gòu)成了一個(gè)循環(huán)，分別將子查詢語句提交到局部數(shù)據(jù)源執(zhí)行。

四、總結(jié)

本文通過自定義全局?jǐn)?shù)據(jù)字典，并建立其與局部數(shù)據(jù)源表字段的映射關(guān)系來解決語義異構(gòu)的，通過對(duì)查詢分解并根據(jù)用戶的需要定制查詢內(nèi)容解決按需查詢的問題。下一步研究的重點(diǎn)是如何發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)源模式變化，提高異構(gòu)數(shù)據(jù)集成的自動(dòng)化程度。

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（作者單位：中國(guó)衛(wèi)星海上測(cè)控部）