基于软总线技术的多数据库融合应用研究与实现

基于软总线技术的多数据库融合应用研究与实现报告人：靳辉导师：金志刚2004年4月一、数据库融合需求企业的决策依据来自于对企业内外部各种数据多方位、多层次分析，而异构数据是不能很好地集成的。异构数据有几种情况，一是企业中的数据存放在不同类型的数据库中，有小型的数据库，也有一些大型的数据库系统；另一种是有业务往来的企业之间有可能有一部分数据需要共享，这些数据的类型、格式等也可能不尽相同。异构数据的一个典型的例子是Web数据资源的利用。如何解决数据异构问题，合理、充分利用各种可能的数据源，是当前的一个研究热点。合理利用软总线及软插件技术可以有效的解决这一问题。二、软件复用技术何为软件复用？所谓软件复用是指利用现有的软件成分（资源）来构造新的软件系统。该软件成分可能是已有的软件，也可能是专门开发设计的可复用软件构件。复用成分是软件复用技术的核心，复用过程的直观描述如图1所示。系统分析软件结构软件分析模块分解刻画程序设计/编码（部分）新增成分原有成分复用成分库图1软件复用过程目标系统功能模块可用部件软件复用类型软件复用技术一般可分为组装技术和生成技术两类。组装技术即对已有软件构件不作修改或少作修改，直接将其插装在一起，从而构造出新的目标系统；生成技术有程序生成器完成对软件结构模式的复用，生成器到处模式相当于种子，从中可生长出新的专用构件。如Vc++的Wizard。•软插件与软总线软插件（S-IC）模型软插件技术从本质上来讲是一种软件集成技术。据统计，生成一个新的软件系统，80%~85%的工作量耗费在重复编写已有的软件单元上。因此人们感到必须寻找一种新的集成机制，将以成熟的软件单元制成一个相对独立的实体，使之不加改动或少作改动就应用于新的软件系统中，从而提高软件生产效率。软插件应运而生。按照软插件理论，软插件是一种具有一组外接插头----功能描述和外接消息以及相应的说明信息的软件单元实体。（假设构造一个系统所需要的软插件都已存在，那么构造者只需要对整个系统的构造策略和原则进行精心的描述和制定，将所需要的软插件按哲这些原则、策略组织起来，便可以推出一个新的软件系统，从而大大提高软件生产效率。）软插件应具有的特征1.模块性好，独立性强；（一个软插件应是一个可以独立存在的实体，它应当不受或少受外界影响，以便能较为自由的为不同的软件系统所用）2.可靠性好；3.连接简单；4.封装功能；5.内部功能的高效实现；6.清晰简明的说明。•软总线模型软总线模型出现于软插件概念之后，其解决软插件间的交互问题，以支持软件工厂总装期间和运行阶段的高级通信，并解决系统内各软插件的互操作问题。图2给出了软总线概念模型。用户界面插件用户界面插件适配器适配器适配器适配器数据构件数据构件软总线功能服务插件功能服务插件用户界面插件适配器适配器控制服务插件图2软总线概念模型•分布环境中软插件和软总线应用作为开放系统的主要特征，互操作一直是计算机界关注的焦点。随着分布式系统的日渐流行，大量的异构网络及各个厂商推出的软、硬件产品，造成分布式系统的各个层次都存在互操作问题。如果将软总线与操作系统、网络通信机制结合起来，就能够比较好地解决分布系统的互操作问题。图3给出了将软总线模型应用于分布系统的体系模型。VB/PB..应用程序数据库应用程序适配器软总线Windows9X/NTUNIXWindows/UNIX操作系统TCP/IPUDP/IP网络通信协议图3分布环境中的软总线体系模型网络封装的软插件可位于不同的系统平台，他们通过各自的适配器向软总线发出请求，软总线对其进行解释并确定接受方的位置。向网络层发送消息，完成通信并实现互操作。程序员只需设计不同的适配器，就能最大限度使用已有的软件，实现系统集成。三、基于XML的软总线XML----Web的又一场革命自Web产生以来，HTML一直作为网页的描述语言，尽管随着新版本的出现，HTML的功能越来越完善，但还是有它的不足之处。•HTML的不足1.静态标识语言，标签预定义，难以扩展；2.同时描述网页内容与显示信息，给Web信息搜索带来不便。与HTML不同，XML是一种基于SGML的元语言，它允许在它之上定义更复杂的语言。•XML的优点1.可扩展性由于XML只定义了语法，用户可以根据自己的需求定制自己的XML语言，甚至可以针对领域定义领域的规范。2.与平台无关只描述内容，不包括数据的显示信息，只要与相应的扩展样式表结合就可以被识别、显示。3.与数据库接口“XML是数据库的文档化，同时也是文档的数据库化”。XML已成为Web资源与数据库集成的重要技术。•基于XML软总线的数据融合模型基于XML的软总线SQLServerSybaseOracleWeb图4基于XML软总线的数据融合模型用户界面插件用户界面插件适配器适配器图5基于XML的软总线结构基于XML的软总线SQLServerSybaseOracleWeb数据获取格式转换接口通过使用软总线，实现了对异构数据源的集成及转换，最终通过XML格式与用户进行交互，所以既解决了多数据库的融合问题，同时解决了终端用户的系统的异构问题。四、基于CORBA（软总线）的分布式工作流模型工作流控制数据库总工作流管理系统（运行与企业总工作流服务器）总公司数据库工作流数据分布工作流系统1分布工作流系统2分布工作流系统n工作流数据应用数据应用数据应用系统（CORBA）封装的对象或组件应用系统（CORBA）封装的对象或组件用户1用户n图6基于CORBA的分布式工作流模型为什么分层次？各协作企业/部门都应该有自己的工作流管理系统和相应的数据库，因为：1.各协作企业/部门是相对独立的尸体，平时都有自己的经营与管理流程。如果采用集中模式，用单一工作流与单一数据库服务器管理所有企业的过程，整合起来十分困难，不太现实；大量的数据存取也会对服务器能力与带宽提出很高的要求，导致效率低下。2.各协作企业/部门所承担的任务一般也有一定的独立性。可以理解，每个写作任务都可划分为几个相对独立的模块，协作成员各负责一块是合理的。由于模块的相对独立性，各企业/部门在大多数情况下可以独立运行其流程，是在本地数据库上存取数据。这样效率较高。对于跨地区协作的企业联盟，需要通过Internet相互连接，在Internet上访问工作流及其应用系统，可以浏览器Web或Java等图形界面作为客户端，通过CORBA中间层查找相应工作流，工作流调用所需对象，取得服务，也就是基于CORBA阮总线的3层体系。HTML及FormsJava,C++等图形界面Internet及TCP/IP图7通过CORBA访问工作流与应用客户层中间层资源层事务处理信息服务工作流数据库系统应用程序包对象服务器Web服务器CGIISAPINSAPIJavaServletCORBAORBCORBAIIOPHTTP基于Web的用户界面应用服务层文档管理服务邮件管理服务共享白板服务图像浏览服务……工作流运行环境XML_WPDL工作流执行管理与监控工具数据访问层数据存储过程定义数据工作流数据用户数据图8工作流管理系统结构考虑到系统的通用性，客户端最好使用浏览器，由浏览器向Web服务器发送请求，Web服务器接受请求后，其JavaServlets即与ORB联系，由ORB通知相应工作流系统调用所需的CORBA对象，取得服务，然后从原路返回结果。分布数据库之间的数据通过XML文件进行交换。XML可使用与各种操作系统，并得到各大数据库厂商的支持，即使不同平台的数据库，也可通过XML文件交互数据。进度安排了解工作流管理系统技术现状（2004.3~4）熟悉JavaCORBA及XML（2004.5）系统分析、模块分解（2004.6~7）程序设计（2004.8~9）程序组装调试、修改（2004.10）论文撰写（2004.11）