一種基于平臺的信息共享與交換模式?

李 梅 譚 玲 馬 威

1 引言

隨著我國企業(yè)信息化水平的不斷提升，產(chǎn)生了大量的業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)。這些由不同核心技術(shù)構(gòu)建的業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)像一個個“信息孤島”，各自有著不同的處理對象、操作方法和專用客戶端。這些獨立的、異構(gòu)的、封閉的系統(tǒng)使得系統(tǒng)間的信息共享和業(yè)務(wù)處理無法進行，不能形成網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的交互、共享和協(xié)同，從而降低了信息的利用效率［1］。

基于上述原因，通過對現(xiàn)有信息共享與交換技術(shù)的研究，本文提出了一種基于平臺的信息共享與交換模式，為業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)提供安全、可靠、穩(wěn)定、高效的信息共享、交換的平臺，目的是對業(yè)務(wù)信息的充分利用和共享，是推動和實現(xiàn)信息整合的必要基礎(chǔ)。

2 與傳統(tǒng)交換模式比較

傳統(tǒng)的信息共享與交換模式（如圖1所示）是業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)之間點對點的共享交換，該模式存在以下缺點：

1）缺乏統(tǒng)籌管理、無序、協(xié)調(diào)成本過高、周期長、操作難度大；

2）缺乏統(tǒng)一的共享交換方式及機制；

3）缺乏靈活及通用性，僅能實現(xiàn)一對一的信息共享與交換，效率低；并且是針對某一具體應(yīng)用來實現(xiàn)，只能滿足某一種或某一類數(shù)據(jù)上的共享交換，當(dāng)想實現(xiàn)其它方面信息共享交換時，必須為它專門做新的設(shè)計，靈活性和通用性低。

基于平臺的信息共享與交換模式（如圖2所示）是業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)之間一對多的共享交換，與傳統(tǒng)模式相比較，尤其當(dāng)業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)的數(shù)量增長到一定規(guī)模時，無論是在開發(fā)復(fù)雜度、系統(tǒng)的管理與維護還是應(yīng)用靈活擴展等方面都具有較強的優(yōu)勢。該模式將共享交換信息抽象為統(tǒng)一的業(yè)務(wù)語義，并在此基礎(chǔ)上按需整合形成目錄，可實現(xiàn)多個訂閱者按權(quán)限接收并處理信息。

3 總體結(jié)構(gòu)

信息共享與交換平臺為各業(yè)務(wù)系統(tǒng)實現(xiàn)橫向各業(yè)務(wù)部門間以及縱向各單位間各類信息的共享與交換構(gòu)建統(tǒng)一的支撐平臺，保證各業(yè)務(wù)系統(tǒng)間共享信息的一致、準確和業(yè)務(wù)信息交換及時，保證各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的協(xié)同運行以及相互獨立性和低耦合性，從整體上提高了系統(tǒng)運作效率和安全性。其總體結(jié)構(gòu)可分為數(shù)據(jù)層、共享交換層、應(yīng)用層，如圖3所示。

1）數(shù)據(jù)層：該層建設(shè)于硬件、軟件、操作系統(tǒng)等支撐平臺上，包含各應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫、用于存儲業(yè)務(wù)語義的元數(shù)據(jù)庫以及用于存儲共享交換策略和數(shù)據(jù)的共享交換數(shù)據(jù)庫。

2）共享交換層：該層為信息共享與交換提供從業(yè)務(wù)語義轉(zhuǎn)換、策略制定到信息發(fā)布以及全程監(jiān)控的手段，包含元數(shù)據(jù)管理、共享交換信息目錄管理、共享交換信息策略管理、共享交換信息發(fā)布、共享交換信息接收、共享交換信息檢索、共享交換信息監(jiān)控。

3）應(yīng)用層：該層是可重用的軟件對象，包括基于Web的應(yīng)用、單機系統(tǒng)、封裝好的Web服務(wù)、新開發(fā)的功能構(gòu)件等［2］，為業(yè)務(wù)單位信息管理提供實際上的業(yè)務(wù)功能。

4 設(shè)計機理

信息共享與交換平臺的設(shè)計需從以下幾方面考慮：

1）統(tǒng)一業(yè)務(wù)語義描述。由于各業(yè)務(wù)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)量較大，而且各系統(tǒng)資源地理分布不同、結(jié)構(gòu)不一致，如果直接對這些資源進行基于內(nèi)容的檢索，實現(xiàn)起來較為困難。因此，需要建立一種獨立于具體資源表現(xiàn)形式的數(shù)據(jù)表現(xiàn)方式，即元數(shù)據(jù)［3］。元數(shù)據(jù)可將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為可理解的業(yè)務(wù)語義，為共享交換提供統(tǒng)一的信息描述，是實現(xiàn)信息共享與交換的前提。

2）統(tǒng)一信息組織形式。為便于用戶全面了解和利用信息資源，將各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的信息轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標準格式，來保證不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)共享交換的一致性、高效性。

3）統(tǒng)一共享交換機制。各業(yè)務(wù)領(lǐng)域之間共享交換的數(shù)據(jù)種類、數(shù)據(jù)量、共享交換對象、頻率均不同，統(tǒng)一共享交換機制可以最大限度地節(jié)約運行、維護的投入，保證可操作、可持續(xù)、高效、安全運行，并且便于追溯、監(jiān)控數(shù)據(jù)流。

5 功能組成

信息共享與交換平臺包括元數(shù)據(jù)管理、共享交換信息目錄管理、共享交換信息策略管理、共享交換信息發(fā)布、共享交換信息接收、共享交換信息檢索、共享交換信息監(jiān)控。

1）元數(shù)據(jù)管理：主要為信息共享與交換平臺提供統(tǒng)一的元數(shù)據(jù)支撐，用于維護元數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)的一致性，并給軟件開發(fā)人員、高級管理員、高級用戶提供一個集中定義用戶數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)的接口。

2）共享交換信息目錄管理：主要用于共享交換信息的目錄維護，將共享信息建立一個全局視圖。共享交換信息目錄是指需對外共享、交換信息的模式列表，一般以樹狀結(jié)構(gòu)展現(xiàn)。通過目錄，可實現(xiàn)清晰且完整的信息表示，使用者可以最短路徑尋找到需要的信息，使得信息和系統(tǒng)的功能更加清晰可用。

3）共享交換信息策略管理：主要用于制作共享交換信息的策略，以共享交換信息目錄為單位，結(jié)合元數(shù)據(jù)管理的成果，將需共享交換的內(nèi)容以元數(shù)據(jù)的形式整合為信息共享交換策略。該策略描述對某類或某個數(shù)據(jù)項訪問的方式或方法，主要包括數(shù)據(jù)來源、過濾條件、發(fā)布方、發(fā)布時間、發(fā)布對象、信息操作權(quán)限等，并且以XML文件形式存儲。

4）共享交換信息發(fā)布：主要用于發(fā)布共享交換信息策略，供指定范圍的信息接收方進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)操作（下載數(shù)據(jù)、查看數(shù)據(jù)）。

5）共享交換信息接收：主要用于共享交換信息的接收，可根據(jù)信息發(fā)布方事先設(shè)置的權(quán)限接收，并具有向信息發(fā)布方發(fā)出信息共享交換請求消息的能力。

6）共享交換信息檢索：主要用于提供共享交換信息的目錄檢索、簡單檢索、高級檢索和關(guān)鍵字檢索等能力。

7）共享交換信息監(jiān)控：主要用于實現(xiàn)信息共享交換過程中的內(nèi)容監(jiān)控、過程監(jiān)控和監(jiān)控報告管理等能力。

6 關(guān)鍵技術(shù)

6.1 基于元數(shù)據(jù)的XML技術(shù)

元數(shù)據(jù)（Metadata）被概括地定義為“關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)（Data about Data）［4］”，也可定義為描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，其使用目的在于識別資源、評價資源、追蹤資源在使用過程中的變化，實現(xiàn)信息資源的有效發(fā)現(xiàn)、定位、檢索和對使用資源的有效管理。

XML（eXtensible Markup Language，可擴展標注語言）是一種簡單、與平臺無關(guān)被廣泛采用的標準，是用來定義其它語言的一種元語言［5］。XML有著良好的自描述性、可擴展性和層次結(jié)構(gòu)性等優(yōu)點，使它成為業(yè)務(wù)信息共享與交換的首選技術(shù)。

元數(shù)據(jù)與XML相結(jié)合，使得用戶可以在更大范圍內(nèi)高效查找、正確理解和使用這些對象數(shù)據(jù)［6］，實現(xiàn)各業(yè)務(wù)領(lǐng)域間元數(shù)據(jù)的互操作，信息間的共享與交換。通過元數(shù)據(jù)來描述各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的特征，為信息共享與交換提供了來源；XML作為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮d體，為信息共享與交換提供了渠道。

本文中信息共享與交換平臺使用基于元數(shù)據(jù)的XML技術(shù)，從數(shù)據(jù)庫中提取業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)元數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上生成共享交換策略，共享交換策略依據(jù)共享交換的業(yè)務(wù)需求建立，將數(shù)據(jù)庫中的一張或多張實體表數(shù)據(jù)組合為滿足業(yè)務(wù)需求的對象，產(chǎn)生對象映射元數(shù)據(jù)并存儲到XML格式的對象映射文件，對象映射元數(shù)據(jù)包含應(yīng)用對象本身、數(shù)據(jù)庫內(nèi)部物理實體和約束以及應(yīng)用對象與數(shù)據(jù)庫之間的映射關(guān)系［7］。對信息進行共享與交換操作時，讀取該XML文件，然后轉(zhuǎn)化成自己能夠識別的信息，這樣就完成了一次信息共享、交換。

6.2 基于JMS的消息通知技術(shù)

JMS全稱Java Message Service，是 Sun公司提出的Java消息服務(wù)規(guī)范，是用于訪問消息系統(tǒng)的獨立于廠商的應(yīng)用程序接口（API），它提供給應(yīng)用程序創(chuàng)建、發(fā)送、接收和讀取消息的接口［8］，具體實現(xiàn)可以不同。JMS消息系統(tǒng)是異步的，這就意味著JMS客戶可發(fā)送一個消息而無需等待響應(yīng)。

JMS支持兩種消息模式：點對點和發(fā)布/訂閱模式。

1）在點對點（P2P）模式中，一個發(fā)送端向特定隊列發(fā)送一條消息，而另一個對應(yīng)于該隊列的接收端可從隊列中按順序提取消息（如圖4所示）。特定隊列保留所有消息，直到它們被接收端接收或者消息過期。

2）在發(fā)布/訂閱（p/b）模式中，一個消息發(fā)布者將消息發(fā)送到一個對應(yīng)的主題中，訂閱該主題的所有訂閱者可以接收發(fā)送到該主題的消息內(nèi)容（如圖5所示），適用于一對多進行信息發(fā)布的場合［9］。p/b模型是一個發(fā)布者對應(yīng)多個訂閱者的一對多的映射關(guān)系，這種方式通常也稱為“廣播式消息傳遞”［10］。

本文中信息共享與交換平臺采用的是發(fā)布/訂閱模式，與點對點模式不同，使用發(fā)布/訂閱模式發(fā)布到一個主題的消息，能夠由多個訂閱者接收，每個訂閱者都會接收到每條消息的一個副本。該消息傳送模型基本上是一個基于推送（push）的模式，消息自動地向消費者廣播，它們無須請求或輪詢主題來獲得新消息［11］。

7 應(yīng)用實例

在某業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)中，因包含較多獨立的業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件，并且這些業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件分屬于不同的機構(gòu)使用，故采用信息共享與交換平臺來實現(xiàn)不同業(yè)務(wù)機構(gòu)間的信息共享與交換，具體流程如圖6所示。

1）運維人員通過元數(shù)據(jù)管理工具將某業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)化為可理解的業(yè)務(wù)語義。

2）在已存在可理解的業(yè)務(wù)語義的基礎(chǔ)上，通過信息共享與交換平臺提供的共享交換信息目錄管理能力維護信息目錄，并制作共享、交換策略（包含信息內(nèi)容、信息發(fā)布方、信息接收方、信息描述、發(fā)布時間、過濾條件、操作權(quán)限等）。

3）將制作好的共享、交換策略封裝為XML策略文件。

4）共享交換信息發(fā)布時，策略文件、符合條件的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)均被推送到共享交換數(shù)據(jù)庫中。同時，以消息通知信息接收方。

5）信息接收方收到消息后，解析策略文件，即可看到相應(yīng)的信息目錄，并根據(jù)信息發(fā)布方設(shè)置的權(quán)限，從共享交換數(shù)據(jù)庫下載或查看相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

8 結(jié)語

隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間信息共享與交換頻繁，使得實現(xiàn)一定范圍內(nèi)的各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)順暢、高效的交流和共用變得日趨重要。本文提及的基于平臺的信息共享交換方式從信息的組織形式、交換方式等進行了闡述，通過共享和交換信息，使原有的業(yè)務(wù)信息資源得到了應(yīng)用，使信息孤島成為了信息源泉，從而節(jié)約了信息獲取的成本和時間。

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