基于RDF/XML公共元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)交換模型

李滿玲 吳 堅(jiān)

（1.湖南汽車工程職業(yè)學(xué)院 電子信息系，湖南 株洲 412001；2.上海農(nóng)村商業(yè)銀行 村鎮(zhèn)銀行管理部湖南分部，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

基于RDF/XML公共元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)交換模型

李滿玲1吳 堅(jiān)2

（1.湖南汽車工程職業(yè)學(xué)院 電子信息系，湖南 株洲 412001；2.上海農(nóng)村商業(yè)銀行 村鎮(zhèn)銀行管理部湖南分部，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

基于現(xiàn)有稅務(wù)部門中各應(yīng)用系統(tǒng)間的彼此孤立性，提出構(gòu)建松耦合高容錯(cuò)RDF/XML數(shù)據(jù)交換模型，采用基于規(guī)則的元數(shù)據(jù)表示方法，對(duì)于數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)采用元數(shù)據(jù)管理的方法建立數(shù)據(jù)交換模型，以達(dá)到在各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)之間進(jìn)行異構(gòu)的數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)信息共享。最后，通過(guò)實(shí)例證明了該模型的可行性和有效性。

RDF/XML；公共元數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)交換

0 引 言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，信息資源逐漸呈現(xiàn)出需求性、動(dòng)態(tài)性、共享性、時(shí)效性和分布性等特性，能夠重復(fù)使用，且不同信息在不同用戶中體現(xiàn)不同價(jià)值[1]。同時(shí)還具有多領(lǐng)域、半結(jié)構(gòu)化或無(wú)結(jié)構(gòu)化、非規(guī)范化等特點(diǎn)[2]。而各應(yīng)用系統(tǒng)由于彼此間缺乏關(guān)聯(lián)，數(shù)據(jù)得不到共享，長(zhǎng)期的發(fā)展形成了許多的“信息孤島”[3]。為了便于用戶對(duì)數(shù)據(jù)的查詢、訂閱與發(fā)布，就需要建立一種公共元數(shù)據(jù)，統(tǒng)一不同的數(shù)據(jù)形式，這樣不同的應(yīng)用系統(tǒng)之間才可以進(jìn)行準(zhǔn)確的信息共享和交換。RDF/XML模式是一種采用RDF和XML相結(jié)合的方式編寫元數(shù)據(jù)的方式[4-5]。使用RDF/XML模式來(lái)描述元數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：第一，元數(shù)據(jù)的描述采用RDF/XML格式，可以將各種資源進(jìn)行統(tǒng)一識(shí)別和規(guī)范，從而真正實(shí)現(xiàn)重用和共享資源庫(kù)，解決了資源庫(kù)的建設(shè)中存在標(biāo)準(zhǔn)不一，數(shù)據(jù)格式多樣，結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題。第二，元數(shù)據(jù)不僅可以描述各應(yīng)用系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)資源，還可以描述它們與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式之間的映射規(guī)則，從而使數(shù)據(jù)在交換的過(guò)程中進(jìn)行語(yǔ)義操作時(shí)有據(jù)可查。第三，可以建立領(lǐng)域內(nèi)相關(guān)知識(shí)的本體，分析訂閱者的查詢請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)基于本體的語(yǔ)義理解，提供智能交換。綜合以上分析，本文試圖提出一種基于RDF/XML公共元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)交換模型用來(lái)實(shí)現(xiàn)稅務(wù)部門的應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。

1 RDF/XML公共元數(shù)據(jù)模式簡(jiǎn)介

公共元數(shù)據(jù)模式包括語(yǔ)法、語(yǔ)義和關(guān)聯(lián)三部分組成。其中語(yǔ)法是指如何使用元數(shù)據(jù)描述和表達(dá)；語(yǔ)義是指元數(shù)據(jù)表達(dá)的含義；關(guān)聯(lián)是指元數(shù)據(jù)元素間的相互關(guān)系[3]。

XML模式是指利用XML語(yǔ)言規(guī)范作為元數(shù)據(jù)描述方式。XML模式繼承了XML的簡(jiǎn)易性、可擴(kuò)展性和平臺(tái)無(wú)關(guān)性等優(yōu)勢(shì)，更具可讀性和靈活性。該模式還提供了一種描述結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的格式，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)交換和表示，使得代碼、數(shù)據(jù)和表示分離，并成為數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)格式。

RDF是資源描述框架，符合W3C標(biāo)準(zhǔn)，它采用XML語(yǔ)言作為通用語(yǔ)法結(jié)構(gòu)體系，用于交換和處理元數(shù)據(jù)的創(chuàng)建、使用和交換，甚至還可以進(jìn)行簡(jiǎn)單地RDF模式嵌套[4]。RDF定義了一個(gè)獨(dú)立于任何特定的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型，該數(shù)據(jù)模型是一個(gè)三元組的集合，即資源—屬性—值，可用來(lái)描述Web上的各種資源。RDF具有可操作性、可擴(kuò)展性、蘊(yùn)涵性、可交換性、易統(tǒng)一性等優(yōu)勢(shì)。

2 基于RDF/XML公共元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)交換模型

該數(shù)據(jù)交換模型的中間數(shù)據(jù)采用RDF/XML文件格式來(lái)描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)文檔和結(jié)構(gòu)文檔，它作為一個(gè)國(guó)際使用標(biāo)準(zhǔn)，具有豐富的表現(xiàn)形式和簡(jiǎn)單的語(yǔ)法格式，使用非常方便，且數(shù)據(jù)更具可讀性[6]。該數(shù)據(jù)交換模型由數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)交換模塊、數(shù)據(jù)推送模塊等三個(gè)模塊組成。該數(shù)據(jù)交換模型框架圖如圖1所示。

圖1.基于RDF/XML公共元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)交換模型框架圖

（1）數(shù)據(jù)采集模塊。數(shù)據(jù)采集的過(guò)程就是形成數(shù)據(jù)文檔和結(jié)構(gòu)文檔以及原始層數(shù)據(jù)的過(guò)程。數(shù)據(jù)采集需要設(shè)計(jì)采集模式，其原則是減少數(shù)據(jù)之間的耦合，提高系統(tǒng)的擴(kuò)展性。數(shù)據(jù)采集模塊包括模式采集、模式轉(zhuǎn)換和文檔提交等功能，模式采集即抽取各種源數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)信息，包括字段、類型、約束條件等，形成原始層結(jié)構(gòu)文檔，模式轉(zhuǎn)換是抽取源數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)形成數(shù)據(jù)文檔的過(guò)程，將各種異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的模式轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)模式即RDF/XML模式，最后文檔提交是將數(shù)據(jù)文檔和結(jié)構(gòu)文檔保存為RDF/XML文件。

（2）數(shù)據(jù)交換模塊。數(shù)據(jù)交換模塊將源數(shù)據(jù)與目標(biāo)數(shù)據(jù)連接起來(lái)，通過(guò)分析對(duì)比原始層數(shù)據(jù)文檔、結(jié)構(gòu)文檔和目標(biāo)數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)文檔、結(jié)構(gòu)文檔，編寫數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則配置文檔。數(shù)據(jù)交換以RDF/XML文檔作為中間媒介，將源數(shù)據(jù)中的各種異構(gòu)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成RDF/XML格式的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。RDF/XML文檔不僅作為數(shù)據(jù)交換的媒介，也是標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的格式。通過(guò)數(shù)據(jù)交換模塊產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)具有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，相比于目標(biāo)數(shù)據(jù)已經(jīng)消除了數(shù)據(jù)的異構(gòu)。因此數(shù)據(jù)交換模塊是整個(gè)數(shù)據(jù)交換模型的核心。

（3）數(shù)據(jù)推送模塊。通過(guò)數(shù)據(jù)映射形成了目標(biāo)層的數(shù)據(jù)文檔，數(shù)據(jù)推送模塊則負(fù)責(zé)將目標(biāo)層的數(shù)據(jù)推送到目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)中，完成數(shù)據(jù)交換的整體過(guò)程。

數(shù)據(jù)交換的工作流程主要分為三個(gè)步驟：首先，確定源數(shù)據(jù)與目標(biāo)數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)源數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集抽取源數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)約束條件以及數(shù)據(jù)，編寫出原始層的數(shù)據(jù)文檔和結(jié)構(gòu)文檔，同時(shí)為了將源數(shù)據(jù)能正確的轉(zhuǎn)換成目標(biāo)數(shù)據(jù)，必須分析目標(biāo)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，編寫轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)文檔。其次，對(duì)比原始層結(jié)構(gòu)文檔和轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)文檔，編制數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)類型的映射關(guān)系，形成數(shù)據(jù)交換時(shí)需要的轉(zhuǎn)換規(guī)則配置文檔。數(shù)據(jù)交換模塊根據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則配置文檔和轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)文檔將源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)之后，并根據(jù)映射關(guān)系將轉(zhuǎn)換層的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成目標(biāo)層的目標(biāo)數(shù)據(jù)。最后，由數(shù)據(jù)推送模塊將數(shù)據(jù)推送到目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)中，完成整個(gè)數(shù)據(jù)交換的過(guò)程。

3 RDF/XML模式應(yīng)用實(shí)例

3.1 RDF/XML數(shù)據(jù)文檔

下面詳細(xì)介紹用RDF/XML文檔格式來(lái)描述的關(guān)系表的數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的表描述如表1所示。

表1.關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)表

利用RDF/XML格式描述的數(shù)據(jù)文檔的結(jié)構(gòu)如下所示：

3.2 RDF/XML結(jié)構(gòu)文檔

本實(shí)例用rdfs:Class元素中rdf:ID屬性來(lái)表示關(guān)系表的名字，用field元素定義表中的每一個(gè)字段，用標(biāo)準(zhǔn)屬性名label, domain,range,length分別表示屬性名、數(shù)據(jù)域、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的語(yǔ)義類型。其結(jié)構(gòu)如下所示：

3.3 RDF/XML轉(zhuǎn)換規(guī)則配置文檔

一個(gè)RDF/XML轉(zhuǎn)換規(guī)則配置文檔可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)異構(gòu)數(shù)據(jù)之間一個(gè)關(guān)系表的轉(zhuǎn)換。其結(jié)構(gòu)如下所示：

4 結(jié)束語(yǔ)

本文提出了一種基于RDF/XML公共元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)交換模型，給出了該數(shù)據(jù)交換模型的框架圖，詳細(xì)分析了其工作流程以及各功能模塊的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，還給出了該數(shù)據(jù)交換模型的應(yīng)用實(shí)例，為稅務(wù)部門中各應(yīng)用系統(tǒng)間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享提供了可行的方案。后續(xù)工作中，我們將建立基于該數(shù)據(jù)交換模型的數(shù)據(jù)交換平臺(tái)，并應(yīng)用于實(shí)際的稅務(wù)工作中。

[1]朱夏.異構(gòu)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換模型的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào),2006,(12):223-235.

[2]Zeithaml VA.Consumer perceptions of price quality and value[J].Logistics Technology,2008,(3):7-9.

[3]趙永輝.信息網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)數(shù)據(jù)交換技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[M].陜西:西北工業(yè)大學(xué)出版社,2007.

[4]王亮.基于XML異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)的研究[J].信息安全與技術(shù),2012,(8):77-79.

[5]趙莉,杜思鋒.數(shù)據(jù)交換平臺(tái)中異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)的研究[J].電子設(shè)計(jì)工程,2011,19(5):91-93.

[6]Ramin K.XBRL as a new language for business and intangibles reporting[J].PRISMWP4,2002,(9):2-4.

Data Exchange Model Based on RDF/XMLPublic Metadata

LI Man-ling1,WU-jian2

(1.Department of industrial design,Hunan automotive engineering career college,ZhuZhou 412001,China; 2.Village bank management department of shanghai rural commercial bank of hunan branch,ChangSha 410000,China)

The existing tax departments between application systems are isolated from each other based on the proposed construction of loose coupling,high fault tolerance of RDF/XML data exchange model,representation of rule based on the metadata, the data exchange standard by using the method of metadata management to establish the data exchange model of heterogeneous data exchange,between each application system to achieve,to realize the information sharing.Finally,the practical application shows the feasibility and effectiveness of this model.

RDF/XML;Public Metadata;Data Exchange

TP311

A

1673-2219（2014）05-0115-04

2014－01－03

李滿玲（1978－），女，湖南省永州人，講師，碩士，主要研究方向?yàn)橹虚g件技術(shù)、軟件工程和信息管理。

(責(zé)任編校：劉志壯)