异构数据源数据交换引擎的设计与实现

论文摘要

高校信息管理系统普遍存在着多平台运行、多种数据库、分散凌乱等弊端，建立统一的信息平台是数字化校园建设的核心课题之一。由于异构数据源在结构、数据、DBMS、硬件、网络协议等方面的差异性和自治性，构建多数据源数据交换引擎是实现多数据源数据集成与共享的有效解决途径。本文采用XML数据模型，根据目录服务的思想，将P2P与分布式网络有机地结合起来进行资源管理，最终形成异构数据源数据交换引擎。XML是一种采用开放的自我描述方式定义的数据格式。它包括了文档格式化标准（Schema）、文档显示模式定义（XSL）、文档查询标准（XQuery）、文档解析标准（SAX）和文档链接标准（XLink）。作为一种元标记语言，XML可针对不同应用环境和要求定制标记，并以统一、开放、基于文本格式的模式来描述和交换数据。XML Schema是一种规范的XML文档，通过使用XML作为描述手段，使之具有很强的描述能力、扩展能力和处理维护能力。XQuery是对XML数据集进行查询的功能语言，简单灵活，易于理解和实现。P2P（peer-to-peer）又称为对等网，它让用户可以与网络上的其他计算机直接连接，进行文件共享与交换。P2P是由物理上分布的节点组成，所有节点都是对等的（称为对等点），各节点具有相同的责任和能力，并协同工作共同完成任务。对等点之间直接相连，共享信息资源，无须依赖集中式服务器。在P2P模式中，对等点具有很高的自治性和随意性，它们既是信息的消费者（客户端），也是信息的提供者（服务器端），在执行计算、提供和消费时分担相同的作用。基于以上理论基础，论文提出了异构数据源数据交换引擎的总体方案设计，包括总的体系结构、系统功能模块、系统总体流程以及开发环境。论文给出了数据交换引擎的设计模型，该数据交换引擎采用32EE架构，以Java为编程语言、以XML Schema定义数据模型，开发了数据交换引擎的简单实现模型。该模型提供模板定制功能。相对于其他的系统需要用户熟悉查询语句，在提交查询时需输入详细的查询语句，本系统为用户提供模板定制服务，用户只需在友好用户界面上选择需要查询的数据，即可提交查询，并将该查询定制为模板，以便今后直接调用模板进行查询。查询处理器提供了数据查询的功能，将整个查询过程定义为查询规范化、查询分解、查询重写以及结果合成几个部分，并给出实现算法。最后介绍了异构数据源数据交换引擎简单原型系统的工作原理及主要类。论文构建了异构数据源数据交换引擎的简单原型系统，对Access、SQL Server2000和Oracle 9i中的例子数据库进行数据交换的应用，给出了一个应用的具体实例系统以及介绍该系统的特点。最后，对本文的工作做出了总结，并讨论了下一步要进行的研究工作。本文的研究课题来源于广东省教育厅科研基金项目“基于多校区办学的高校教学管理信息化运作模式研究与实践”。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 异构数据集成概念
• 1.1.2 异构数据源集成方案
• 1.1.3 相关研究
• 1.2 课题研究内容和重点
• 1.3 约定
• 1.4 本文组织结构
• 第2章 相关概念与技术综述
• 2.1 XML技术
• 2.1.1 XML标准
• 2.1.2 XML Schema
• 2.1.3 XQuery查询语言
• 2.2 目录服务
• 2.3 P2P技术
• 2.3.1 P2P技术特性及优势
• 2.3.2 P2P的体系结构
• 2.3.3 P2P的技术应用
• 2.4 资源管理
• 2.4.1 分布式资源管理
• 2.4.2 P2P资源管理
• 2.4.3 P2P与分布式资源管理的对比
• 2.5 本章小结
• 第3章 系统总体方案设计
• 3.1 系统整体框架结构
• 3.2 系统功能模块
• 3.2.1 客户端功能模块
• 3.2.2 集成端功能模块
• 3.2.3 数据源端功能模块
• 3.3 系统总体流程
• 3.4 系统开发环境
• 3.5 本章小结
• 第4章 系统关键技术研究与设计
• 4.1 模板定制
• 4.1.1 模板格式定义
• 4.1.2 生成类 SQL语句
• 4.1.3 定制模板
• 4.1.4 调用模板
• 4.2 查询处理器
• 4.2.1 查询流程
• 4.2.2 查询规范化
• 4.2.3 查询分解
• 4.2.4 查询重写
• 4.2.5 查询执行
• 4.2.6 结果合成
• 4.3 工作原理及主要类
• 4.4 本章小结
• 第5章 交换引擎的应用
• 5.1 实例系统
• 5.2 系统特点
• 第6章 总结与展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 进一步的研究
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表的论文
• 致谢