非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的ETL設(shè)計方法探討

劉大滏 趙盛

摘 要：現(xiàn)代信息技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用日益深入，而各系統(tǒng)在開發(fā)過程中因其自身的獨(dú)立性，在處理相關(guān)業(yè)務(wù)或?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)管理時，多需要從異構(gòu)環(huán)境下來進(jìn)行整合。文章結(jié)合當(dāng)前流行的公共倉庫元模型以及ETL技術(shù)特點，針對非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的差異性，探討屬性提取和數(shù)據(jù)打包的有效方法，為實現(xiàn)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的ETL設(shè)計奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)；CWM元模型；ETL設(shè)計

計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在行業(yè)應(yīng)用的不斷深入，諸如各類ERP系統(tǒng)、CRM系統(tǒng)、SCM系統(tǒng)及其他商業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)，由于各系統(tǒng)在開發(fā)過程中因其獨(dú)立性特點，在優(yōu)化系統(tǒng)應(yīng)用、改善業(yè)務(wù)流程等過程中，不得不考慮在異構(gòu)環(huán)境下的數(shù)據(jù)資源共享問題。異構(gòu)環(huán)境下的數(shù)據(jù)格式及定義是不一致的，而對于相對封閉的應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源來說，如何更有效的提升數(shù)據(jù)資源的應(yīng)用效力，提高數(shù)據(jù)資源的共享水平，結(jié)合行業(yè)應(yīng)用差異和不同部門對數(shù)據(jù)的實際需求，從數(shù)據(jù)的整合需求上，建立起不同系統(tǒng)下數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)即ETL技術(shù)，就顯得尤為迫切。

1 ETL技術(shù)概述

ETL（Extract-Transform-Load ）技術(shù)是數(shù)據(jù)抽取（Extract）、轉(zhuǎn)換（Transform）、裝載（Load）的過程。從其技術(shù)概述來看，Extract是對數(shù)據(jù)的抽取過程，其作用是從原始數(shù)據(jù)系統(tǒng)中讀取所需要的數(shù)據(jù)，是實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工作的前提；Transform是按照預(yù)先設(shè)計規(guī)則進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)換的過程，其作用是基于異構(gòu)的數(shù)據(jù)資源實現(xiàn)對數(shù)據(jù)格式及定義的統(tǒng)一；Load是對數(shù)據(jù)倉庫進(jìn)行裝載的過程，其作用是對轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)重新導(dǎo)入到數(shù)據(jù)倉庫中，以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)資源的有效整合。從國內(nèi)外ETL技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用來看，主要有IBM Data Stag、Informatics Power Center、Oracle 2 ODI，以及國內(nèi)開發(fā)的Bee Load等產(chǎn)品。在中高端應(yīng)用上以Data Stage和Power Center居多。ETL技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對異構(gòu)數(shù)據(jù)庫中相關(guān)數(shù)據(jù)的挖掘和統(tǒng)計，并結(jié)合數(shù)學(xué)模型來實現(xiàn)對未來發(fā)展進(jìn)行可靠的預(yù)測分析，為行業(yè)決策支持系統(tǒng)提供有效的數(shù)據(jù)服務(wù)功能。

2 ETL技術(shù)模型分析

從主流的ETL技術(shù)應(yīng)用來看，多以元數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，也就是說滿足CWM元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)模式。CWM是Common Warehouse Meta-model的簡稱，由國際對象管理組織OMG制定的元數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn)，其作用主要是為了能夠?qū)Ξ悩?gòu)環(huán)境下各數(shù)據(jù)倉庫中的元數(shù)據(jù)進(jìn)行交換和共享。其邏輯結(jié)構(gòu)圖如下所示：

圖1 ETL技術(shù)邏輯示意圖

在ETL系統(tǒng)中，借助于元數(shù)據(jù)采集工具來實現(xiàn)對源數(shù)據(jù)庫、主題數(shù)據(jù)庫，及相關(guān)數(shù)據(jù)抽取、轉(zhuǎn)換、裝載等操作，并依據(jù)CWM元模型標(biāo)準(zhǔn)，存儲于元數(shù)據(jù)庫。其執(zhí)行過程是通過系統(tǒng)調(diào)度模塊來實現(xiàn)對相應(yīng)元數(shù)據(jù)的抽取與整合，其元數(shù)據(jù)主要包括三類：一是技術(shù)元數(shù)據(jù)，如ETL技術(shù)對各類源數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)序列名等進(jìn)行描述，并準(zhǔn)確獲得源數(shù)據(jù)庫與主題數(shù)庫之間的變化信息；二是操作元數(shù)據(jù)，主要包括對業(yè)務(wù)用戶和數(shù)據(jù)操作有價值的元數(shù)據(jù)，如數(shù)據(jù)質(zhì)量、更新計劃、訪問模式等；三是業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)，主要包括對各業(yè)務(wù)用戶有用的信息，如數(shù)據(jù)的所有權(quán)及各類業(yè)務(wù)規(guī)則，數(shù)據(jù)裝載計劃等，其作用能夠為用戶與數(shù)據(jù)倉庫提供訪問的橋梁。

3 ETL數(shù)據(jù)分析及設(shè)計

從CWM元數(shù)據(jù)模型對ETL系統(tǒng)的邏輯關(guān)系來看，這些元數(shù)據(jù)具有明確的格式特點、屬性及數(shù)據(jù)關(guān)系，可以通過使用二維表來進(jìn)行邏輯表達(dá)。而對于異構(gòu)環(huán)境下無法用二維邏輯表進(jìn)行表達(dá)的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)來說，其相對零散的數(shù)據(jù)堆積，不僅存在大量數(shù)據(jù)冗余和無效信息，還難以用簡單的結(jié)構(gòu)化描述語言進(jìn)行準(zhǔn)確表達(dá)。也就是說，對于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，如視頻數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)等信息進(jìn)行管理和提取時，迫切需要從ETL技術(shù)設(shè)計上來進(jìn)行優(yōu)化。在對CWM元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析后，ETL系統(tǒng)設(shè)計主要是對存儲在源數(shù)據(jù)庫中的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取、轉(zhuǎn)換和加載，而對于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)來說，其元數(shù)據(jù)屬于技術(shù)元數(shù)據(jù)，只要處理好技術(shù)元數(shù)據(jù)中的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，使其便于使用CWM元數(shù)據(jù)驅(qū)動ETL系統(tǒng)即可。因此，對于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的操作元數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)，依據(jù)常規(guī)的數(shù)據(jù)控制轉(zhuǎn)換模塊即可完成對源數(shù)據(jù)庫到主題數(shù)據(jù)庫的裝載。

對于結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)可以根據(jù)數(shù)據(jù)的屬性來建立元數(shù)據(jù)，而對于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，則需要從各種數(shù)據(jù)的隱藏屬性進(jìn)行分析，并使其能夠顯現(xiàn)出來。我們從非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的自有屬性進(jìn)行觀察，主要有時間屬性、空間屬性、內(nèi)容屬性、格式屬性、來源屬性、獲取手段屬性及使用屬性等，通過對原有非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)文件進(jìn)行重新命名分類，如結(jié)合某應(yīng)用需要來建立新的文件名，即單位_科室_總類_分類_具體類型_日期.pdf，就可以很清晰的反映出某數(shù)據(jù)文件的來源、分類及時間等信息。Adobe公司的PDF數(shù)據(jù)壓縮包能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)壓縮和轉(zhuǎn)換的功能，既可以節(jié)省存儲空間，還能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換。其組織結(jié)構(gòu)如下圖2所示：

圖2 Adobe PDF 數(shù)據(jù)包組織結(jié)構(gòu)

利用Adobe PDF數(shù)據(jù)包來實現(xiàn)對非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)換，可以依照樹形結(jié)構(gòu)來進(jìn)行顯示，也可以對不同類型的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行設(shè)計，使其滿足對某一非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行單獨(dú)壓縮，也可以對多個非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行全面壓縮，其摘要信息可以存放在info.xml文件。利用非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換方法，可以從其相關(guān)屬性中來判定數(shù)據(jù)的摘要及內(nèi)容，還可以利用工具軟件編制數(shù)據(jù)索引，便于日后對相關(guān)數(shù)據(jù)的快速檢索，從而實現(xiàn)了對非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的CWM的ETL處理，滿足了非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的整合和管理目標(biāo)。

4 結(jié)束語

文章通過對非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)源的PDF轉(zhuǎn)換壓縮的分析，為更好的挖掘非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的隱藏屬性，提高對非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)源的準(zhǔn)確定位，并實現(xiàn)了對非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的整合和管理，為滿足行業(yè)應(yīng)用提供了有效的解決方案。

參考文獻(xiàn)

[1]萬里鵬.非結(jié)構(gòu)化到結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的研究與實現(xiàn)[D].西南交通大學(xué)，2013.

[2]周茂偉，鄧蘇，黃宏斌.基于元數(shù)據(jù)的ETL工具設(shè)計與實現(xiàn)[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2006（21）.

[3]馬曉東.地理信息元數(shù)據(jù)的管理探討[J].測繪技術(shù)裝備，2009（02）.

[4]梁大鵬，李紅.基于數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)的決策支持系統(tǒng)研究設(shè)計[J].商場現(xiàn)代化，2011（04）.

作者簡介：劉大滏（1976，12-），男，重慶，高級工程師。

趙盛（1978，5-），男，陜西工程師。