基于異構(gòu)數(shù)據(jù)庫在信息系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

胡德森 廣東工業(yè)大學(xué)華立學(xué)院 廣州增城 511325

?

基于異構(gòu)數(shù)據(jù)庫在信息系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

胡德森 廣東工業(yè)大學(xué)華立學(xué)院 廣州增城 511325

【文章摘要】

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，各單位都建立了相應(yīng)的信息系統(tǒng)，這些系統(tǒng)確實(shí)提高了工作效率，但孤立分散的數(shù)據(jù)無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)及時(shí)更新及共享，在很大程度上是在獨(dú)立運(yùn)行，缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃和信息標(biāo)準(zhǔn)。基于這種信息標(biāo)準(zhǔn)化和信息資源共享的迫切性，最為有效的方法就是數(shù)據(jù)集成及同步處理，本方通過對(duì)異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提出了相關(guān)的應(yīng)用方式。

【關(guān)鍵詞】

異構(gòu)數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)集成；數(shù)據(jù)同步；信息共享

由于異構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有著各自的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，每個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在加入異構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)之前本身就已經(jīng)存在自己的DMBS，缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃和信息標(biāo)準(zhǔn)，難以適應(yīng)在大數(shù)據(jù)時(shí)代信息共享的要求，因此要將各自的應(yīng)用特性加以統(tǒng)籌，以局部數(shù)據(jù)庫模式為基礎(chǔ)，采用數(shù)據(jù)集成和同步技術(shù)，建立全局的數(shù)據(jù)模式，從而使相關(guān)的多個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的集合成一個(gè)整體異構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和透明訪問。同時(shí)，使得異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的各個(gè)組成部分具有自身的自治性，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的同時(shí)，每個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)仍保有自己的應(yīng)用特性、完整性控制和安全性控制。

1　異構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的異構(gòu)性

異構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在未統(tǒng)籌之前，其異構(gòu)性主要體現(xiàn)在以下方面：

1.1系統(tǒng)異構(gòu)，包括數(shù)據(jù)源所依賴的應(yīng)用系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)之間的不同構(gòu)成了系統(tǒng)異構(gòu)。

1.1.1計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的異構(gòu)，各個(gè)參與互聯(lián)的數(shù)據(jù)庫可以分別運(yùn)行在大型機(jī)、小型機(jī)、工作站、或嵌入式系統(tǒng)中，而各種硬件性能的差異導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫共享的不協(xié)調(diào)。

1.1.2操作系統(tǒng)的異構(gòu)，各個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)操作系統(tǒng)可以是Windows NT、Unix等，而這些操作系統(tǒng)之間本身就存在兼容性差異。

1.1.3數(shù)據(jù)庫可以同為關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的SQL 、Oracle等，也可以是不同數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫，如關(guān)系、網(wǎng)絡(luò)、面向?qū)ο蟮龋@些不同的數(shù)據(jù)模型直接導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的差異。

1.2模式異構(gòu)，數(shù)據(jù)源在存儲(chǔ)模式上的不同。一般的存儲(chǔ)模式包括關(guān)系模式、對(duì)象模式、對(duì)象關(guān)系模式和文檔嵌套模式等幾種，其中關(guān)系模式為主流存儲(chǔ)模式。

2　異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的集成

2.1異構(gòu)數(shù)據(jù)庫集成模式

集成模式就是在異構(gòu)數(shù)據(jù)的情況下，通過建立中心數(shù)據(jù)倉庫，從集成的角度提供訪問來達(dá)到數(shù)據(jù)的集成，把數(shù)據(jù)從源到目標(biāo)進(jìn)行批量數(shù)據(jù)處理，在保證事務(wù)完整性的同時(shí)，也保證數(shù)據(jù)的完整性。因此實(shí)施過程要簡單易用、流程化、易擴(kuò)展，這樣項(xiàng)目的實(shí)施過程才能高效。

2.2確立集成總體架構(gòu)

對(duì)數(shù)據(jù)集成架構(gòu)采用集線型的架構(gòu)，即引入集成中心數(shù)據(jù)庫，將各系統(tǒng)與集成中心數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，使得各系統(tǒng)與集成中心庫之間通過集成工具彼此互連互通，從而實(shí)現(xiàn)源數(shù)據(jù)庫與中心庫的數(shù)據(jù)集成。

2.3異構(gòu)數(shù)據(jù)集成實(shí)現(xiàn)

2.3.1將原有的數(shù)據(jù)移植到新的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中來，為了集成不同類型的數(shù)據(jù)，在進(jìn)行數(shù)據(jù)集成之前，必須將一些非傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)化成新的數(shù)據(jù)類型，對(duì)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理，將數(shù)據(jù)源多樣化、質(zhì)量差、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、容易產(chǎn)生異常的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行整合，集成具有統(tǒng)一格式和標(biāo)準(zhǔn)的、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)集合。但這種集成方式可能隨著數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的升級(jí)，原來的相關(guān)應(yīng)用軟件可能需要更改或重新開發(fā)，才能適應(yīng)新的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。

2.3.2利用中間件集成異構(gòu)數(shù)據(jù)庫，新一代的數(shù)據(jù)集成工具（如OracleDataIntegrator）可提供集成平臺(tái)，針對(duì)面向事件的體系架構(gòu)或者面向服務(wù)的體系架構(gòu)，也可用其它中間件方式（如Middleware）定義統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交互接口，對(duì)源數(shù)據(jù)庫和目標(biāo)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行差異化的區(qū)分，并進(jìn)行快速的大數(shù)據(jù)集成、捕獲、轉(zhuǎn)換處理，達(dá)到集成的效果，確保數(shù)據(jù)的一致性和正確性。

該方式不需要改變?cè)袛?shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理方式，因?yàn)橹虚g件位于異構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（數(shù)據(jù)層）和應(yīng)用程序（應(yīng)用層）之間，向上可為訪問集成數(shù)據(jù)的應(yīng)用提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)模式及數(shù)據(jù)訪問的通用接口，而其向下可協(xié)調(diào)各數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)完成它們各自的任務(wù)，中間件系統(tǒng)可集中為異構(gòu)數(shù)據(jù)源提供高層次的檢索服務(wù)功能。

2.3.3對(duì)于集成的數(shù)據(jù)，需要在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模式上擴(kuò)展用于集成的字段，包括數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)、字段映射關(guān)系、字段轉(zhuǎn)換關(guān)系、數(shù)據(jù)集成周期等，將集成的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫形成一份需求文檔，用以描述提供給集成中心庫的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫的版本類型、訪問權(quán)限、訪問端口等信息。

3　異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的同步處理

3.1異構(gòu)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)同步構(gòu)想

不同信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，最大的障礙就是異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的不匹配，可以設(shè)計(jì)一種異構(gòu)數(shù)據(jù)庫同步系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)每個(gè)數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)邏輯同步，要對(duì)存在異構(gòu)特征的源數(shù)據(jù)庫與目標(biāo)數(shù)據(jù)庫之間進(jìn)行同步處理，可以較好地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)捕獲、檢測(cè)及轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)文件的傳輸及解析，最終完成異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)同步。

3.2同步策略的實(shí)現(xiàn)

3.2.1在設(shè)計(jì)同步系統(tǒng)時(shí)，讓系統(tǒng)中的客戶端和服務(wù)器端之間采用一種數(shù)據(jù)同步交互規(guī)則，如：定時(shí)同步等。在數(shù)據(jù)掃描過程中，先將這些數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)、類型和名稱，進(jìn)行專門的定義，以區(qū)別各數(shù)據(jù)實(shí)體的差異。并建立觸發(fā)器記錄表的變化情況，在源數(shù)據(jù)庫建立增、刪、改觸發(fā)器，然后根據(jù)變化登記表進(jìn)行處理。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是充分結(jié)合業(yè)務(wù)進(jìn)程進(jìn)行處理，保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性、完整性，特別是實(shí)時(shí)性較強(qiáng)時(shí)，對(duì)多個(gè)數(shù)據(jù)源合并有非常大的優(yōu)勢(shì)。

3.2.2客戶端可以根據(jù)某種異構(gòu)規(guī)則來掃描數(shù)據(jù)，通過分析源數(shù)據(jù)庫日志，來獲得源數(shù)據(jù)庫中的變化的數(shù)據(jù)。使用這種方式，其可能的缺點(diǎn)是會(huì)出現(xiàn)一定的延時(shí)。也可采用局部查詢、遠(yuǎn)程查詢和全局查詢等手段，遍歷站點(diǎn)中的數(shù)據(jù)；也可將數(shù)據(jù)復(fù)制到緩存，再對(duì)緩存中的數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制，可避免復(fù)制記錄的沖突性。

3.2.3在進(jìn)行數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換時(shí)，如果對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行定義模式轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，可能會(huì)引起同一數(shù)據(jù)集合在系統(tǒng)中存在不同副本，這樣就要引入新的訪問控制機(jī)制，以維護(hù)其數(shù)據(jù)的完整性和安全性；如果不產(chǎn)生新的副本，目的數(shù)據(jù)庫定義模型還是對(duì)源數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問，則數(shù)據(jù)處理語言必須進(jìn)行事務(wù)級(jí)的翻譯才能繼續(xù)執(zhí)行。

3.2.4接下來就是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加解密及冗余處理，最終實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)鏈的同步轉(zhuǎn)換，并確保數(shù)據(jù)的高可靠性和息傳遞的一致性。在轉(zhuǎn)換的過程中，要想實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的等價(jià)轉(zhuǎn)換是比較困難的。因?yàn)橐_定兩種模型中所存在的各種語法和語義上的沖突，這些沖突可能包括幾種：一是命名沖突：即源模型中的標(biāo)識(shí)符可能是目的模型中的保留字，這時(shí)就需要重新命名；二是格式?jīng)_突：同一種數(shù)據(jù)類型可能有不同的表示方法和語義差異，這時(shí)需要定義兩種模型之間的變換函數(shù)；三是結(jié)構(gòu)沖突：如果兩種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)定義模型不同，如分別為關(guān)系模型和層次模型，那么需要重新定義實(shí)體屬性和聯(lián)系，以防止屬性或聯(lián)系信息的丟失。

4　實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享所應(yīng)達(dá)到的效果

4.1由于不同的數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)定義模型不同，有的是關(guān)系模型，有的是層次模型，則需要重新定義實(shí)體屬性和聯(lián)系，以防止屬性或聯(lián)系信息的丟失。

4.2如果用轉(zhuǎn)換工具進(jìn)行包括數(shù)據(jù)定義模式轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的類型轉(zhuǎn)換，將源數(shù)據(jù)庫模型轉(zhuǎn)化為目標(biāo)數(shù)據(jù)庫模型，則可采用訪問控制機(jī)制和并發(fā)機(jī)制，以保證各數(shù)據(jù)庫的完整性和安全性，然后裝入數(shù)據(jù)后，進(jìn)行數(shù)據(jù)重組，同時(shí)去掉冗余的關(guān)聯(lián)信息。

4.3如果數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換只進(jìn)行數(shù)據(jù)定義轉(zhuǎn)換，應(yīng)利用目標(biāo)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理語言，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的透明訪問，可以將開放式數(shù)據(jù)庫互連（ODBC）作為存取數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用接口，使數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有很好的開放性。

4.4如果使用中間件集成全局?jǐn)?shù)據(jù)模式，則不論各數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境如何更新，初始定義的統(tǒng)一數(shù)據(jù)交互接口應(yīng)保持不變，同時(shí)通過API形式提供的軟件服務(wù)，才具有良好的可擴(kuò)展性和互通性。

5　結(jié)束語

本文主要針對(duì)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫在信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)集成與數(shù)據(jù)同步問題進(jìn)行了研究，通過對(duì)不同數(shù)據(jù)庫間的信息資源處理，不僅集成了具有統(tǒng)一格式和標(biāo)準(zhǔn)的、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)集合，而且實(shí)現(xiàn)客戶端和服務(wù)器端異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的信息傳輸與共享，也方便數(shù)據(jù)庫能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)庫同步，數(shù)據(jù)的一致性得到維護(hù)。

【參考文獻(xiàn)】

［1］林源，陳志泊.分布式異構(gòu)數(shù)據(jù)庫同步系統(tǒng)的研究與應(yīng)用［J］.計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2010（31）

［2］陳敏，姜大慶.基于工作流的服務(wù)集成研究［J］.信息與電腦（理論版），2015（18）

［3］鄒盟軍，楊瑩，王建紅.分布式非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的應(yīng)用研究［J］.電力信息與通信技術(shù)，2015（09）

［4］賈彩虹，趙文劍，鄧記才.基于XML的異構(gòu)數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)［J］.河南科技，2014（21）