维普资讯 http://www.cqvip.com ２０ｏ７年第７期 文章编号：１００６－２４７５（２００７）０７－００５８－０３ 计算机与现代化 ＪＩＳＵＡＮＪＩ ＹＵ ＸＩＡＮＤＡＩＨＵＡ 总第１４３期 以ＸＭＬ为中间模式的高校异构数据库 间数据交换的研究和实现 张虹波，匡银虎 （宁夏大学物理电气信息学院，宁夏银川７５００２１） 摘要：通过对现存于各高校之中的异构数据库的信息进行集成之重要性的分析，提出了通过ＸＭＬ来实现高校内部各部 门数据库间的信息交换，并给出了具体的技术实现方法。 关键词：中间件；数据库；数字化校园 中图分类号：ＴＰ３９３ 文献标识码：Ａ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ Ｄａｔａ Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＸＭＬ ＺＨＡＮＧ Ｈｏｎｇ—ｂｏ，ＫＵＡＮＧ Ｙｉｎ—ｈｕ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｉｔｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｎｉｎｇｘｉａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｉｎｃｈｕａｎ ７５００２１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｏｆ ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ ｄａｔａｂａｓｅ’Ｓ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｉｎ ａ ｌｏｔ ｏｆ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓ ｎｏｗ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ａ ｒｅａｌｉｓｔｉｃ ｉｄｅａ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｍｉｄｄｌｅｗａｒｅ ｗｈｉｃｈ Ｃａｎ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｉｆｏｒｎｍａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｄａｔｂａｓｅｓ ｏｆ ｅｖｅｒｙ ｄｅｐａｒｔａｍｅｎｔ ｉｎｓｉｄｅ ｔｈｅ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ａｎｄ ｇｉｖｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｉｄｄｌｅｗａｒｅ；ｄａｔｂａａｓｅ；ｄｉｉｇｔｌａ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＸＭＬ ０ 引 言 近年来，国内外高校建设正如火如荼地开展。校 园网建设发展迅速，为学校的教学、科研和管理等工 现阶段，数字化校园建设中存在的主要问题是： 由于在建设初期很难有一个全局的战略和方向，所以 校园网中现存的各个子系统之间存在着各种差异、部 署平台的不同、采用的数据库管理系统不同、采用的 开发技术不同等问题，造成了这些系统的扩展性和交 互性比较差，系统之间相互，形成了一个个的 作提供了较好的资源共享、信息交流和协同工作。但 是，在高校的信息化建设过程中，校园网络信息系统 目前普遍面临着一系列的问题。高校数字化建设已 经成为不可阻挡的潮流。 高校的管理从本质上看，比较类似于政务管理， 因此电子政务同样适用高校的管理和建设。目前，大 多数高校已经利用成熟的Ｗｅｂ技术建立了Ｉｎｔｒａｎｅｔ “信息孤岛”。在各个异构系统之间进行信息通信、 数据交换和数据共享比较困难，造成了数据冗余度 大，数据不一致等弊端。这样多种架构系统并存但却 又各自为政的现象，极大地降低了教学、科研和管理 工作的效率。 分析其原因，主要是各个部门在进行信息系统建 系统，将高校内部的各种数据、信息和文档置于Ｗｅｂ 数据库和服务器上，便于教职员工和学生之间的共享 与交流，同时也将Ｉｎｔｒａｎｅｔ系统和外面的Ｉｎｔｅｍｅｔ世界 连接，建立起对外信息发布窗。 收稿日期：２００７－０３．１４ 设时创建了大量的数据库，这些数据库被地创建 和管理，物理上和逻辑上都存在异构。每个的数 作者简介：张虹波（１９７２－），女，浙江黄岩人，宁夏大学物理电气信息学院讲师，硕士，研究方向：数据库技术；匡银虎（１９７４－）， 男，讲师，硕士，研究方向：数据库技术。 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年第７期 张虹波等：以ＸＭＬ为中间模式的高校异构数据库间数据交换的研究和实现 ５９ 据库有自己的模式、数据模型、数据调用语句。 录类型表达；不同的数据模型可能支持不同的；不 １异构数据库的概念 异构数据库系统是相关的多个数据库系统的集 合，可以实现数据的共享和透明访问，其体系结构如 图１所示。 同的数据模型通常对应不同的数据库语言，即使数据模 型相同也可以有不同的语言。数据语义的不同，指不同 的成员数据库的相同或相关数据在含义、解释或用途方 面的不同。异构数据库系统的目标是对地理上分布的 多个异构数据库，在尽可能少的影响其本地自治性的基 础上，构造具有用户所需要的某种透明性的分布式数据 库，以支持对各数据库的全局应用和各数据库之间灵活 的信息交换和共享，面向分布式的异构数据库，一般是 存在于跨平台的网络环境中。 ２中间件技术的应用 正是存在上述需求，本文提出采用中间件技术，在 Ｃ／Ｓ ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＤＢ Ｌ： Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｔＣｏｎｘ ｏｒｔ 表示层与应用层之间增加一个中间层，为原有应用层提 图１异构数据库体系结构图 异构数据库体系结构可分为两个部分： 一供身份验证、流量控制、格式规范化等功能最后提交回 原有应用层处理，扩充原有应用层，从而保留原有应用 层，是一种很好的选择。中间件种类繁多，且实现技术 亦各不相同，在此仅提供一些可在实施高校数字化校园 中实际运用过的一些关键技术予以介绍。 部分是数据库系统的客户端（Ｃｌｉｅｎｔ）／Ｊ］ｌ￣务器 结构，不同的数据库可能对应着相同的客户端，同一 个数据库可能对应着不同的客户端。 另一部分是客户端／服务器转换结构，就是利用转 换程序将各种不同的客户端数据源中的数据进行相互 ２．１数据交换中心的设计 （１）数据交换中心的系统结构。 转换，转换程序是异构数据库实现互联的关键部分。 每个数据库系统在加入异构数据库系统之前本 身就已经存在，拥有自己的ＤＢＭＳ。异构数据库的各 整个体系结构为—个星型结构，数据中心处于中心 位置，它是实现数据共享和交换的中心，通过标准化的 Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ接口为每个数据交换节点提供服务。每个 数据交换节点只需要与数据中心通过Ｗｅｂ ｅｒＳｖｉｃｅ进行 个组成部分具有自身的自治性，实现数据共享的同 时，每个数据库系统仍保有自己的应用特性、完整性 控制和安全性控制。异构数据库系统的异构性主要 体现在以下几个方面： （１）计算机体系结构的异构。各个参与的数据 库可以分别运行在大型机、小型机、工作站、ＰＣ或嵌 入式系统中。 交互，并通过ＸＭＬ进行数据转换，而不需要相互直接连 接访问就可以获取到所需要的数据。数据中心的整体 行为就像一个虚拟的中心数据库，同时又像一个交换 机，整个数据共享和交换的底层实现和存储机制对各应 用节点是透明的。使用这种结构藕合性低，并且很容易 扩展为层次的雪花型结构，构建出多级的数据中心结 构，以支持更大范围的广域方案。 数据交换中心采用数据中心和数据交换代理节 点的结构来简化各应用系统主体内部功能体之间、主 体与主体之间所存在的复杂的相互关系，在代理节点 上提供相应的服务来方便旧应用系统的接人并提供 一（２）基础操作系统的异构。各个数据库系统的 基础操作系统可是Ｕｎｉｘ，Ｗｉｎｄｏｗｓ ＮＴ，Ｌｉｎｕｘ等。 （３）ＤＢＭＳ本身的异构。可以是同为关系型数据 库系统的Ｏｒａｃｌｅ，ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ等，也可以是不同数据 模型的数据库，如关系、模式、层次、网络、面向对象、 函数型数据库共同组成的一个异构数据库系统。 ＤＢＭＳ的不同表现在表达结构和以及语义两 方面。不同的数据模型提供不同的结构原语，例如相同 的信息在关系模型中用关系表达，而在网络模型中用记 致的访问行为和接口。数据交换中心总体结构如 图２所示。 （２）基于ＸＭＬ的异构数据交换框架。 维普资讯 http://www.cqvip.com ６０ 计算机与现代化 ２００７年第７期 该模型的基本原理是：源数据库通过其接口导出要转 换的数据给数据处理层。ＸＭＬ转换器把该数据转换 为ＸＭＬ文档并进行相应的语法分析和处理。然后在 ＸＭＬ文档模板中查找对应的模板，并通过数据转换 器转换为目标数据库数据。通过目标数据库接口导 人到目标数据库中。这样就不必要考虑不同接口的 具体实现方法。可以提高数据交换的效率、系统的可 ＸＭＬ作为一种可扩展性标记语言。其自描述性 使其非常适用于不同数据库之间的数据交换。而且 这种交换不需要预先定义一组数据结构定义。ＸＭＬ 的最大优点是其数据描述和数据传输能力，因此具有 很强的开放性。 利用ＸＭＬ文档作为中间件进行异构数据库之间 的数据交换。必须实现数据库和ＸＭＬ文档之间的数 据交换。待交换的数据先通过ＸＭＬ文档转换器转换 为ＸＭＬ文档从数据库中导出。再经过解析、验证等 语法分析处理后，通过ＸＭＬ文档模板调用相应的数 据模板。再通过数据转换器转化为对应的数据库数 据导人目标数据库中。因此．在对ＸＭＬ和异构数据 库进行分析的基础上。设计了如图３所示的异构数 据库之间数据交换模型。采用了三层结构模式。该 模型中，数据库层表示异构的数据库。数据处理层是 实现把源数据经过处理转换为目标数据。接口层是 实现数据库层和数据处理层的通讯。其中：接口１、 接口２、…、接口ｎ的实线表示从源数据库中导出数 据，并传输到数据处理层。虚线表示把经过处理后的 数据导人到目标数据库中。 Ｉ Ｉｌ网网网冈 Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ网ｆ…冁Ｉ ｌ 番 鲁—毒 … 图３异构数据库间数据交换模型 扩展性和交换数据的安全性。 ３ 结束语 在高校校园网应用层和表示层之间增加中间件 平台以扩充应用层，同时保持原有应用层部分，从而 保证了原有系统的稳定性和安全性，由于采用了中间 件的设计思路，屏蔽了数据转换中复杂的内部过程和 通讯协议，对数据进行预处理，为高校核心业务系统 应用层提供统一的服务接口。同时，有利于今后增加 未知类型的二级管理系统，因为那时只需在管理平台 上进行配置即可，所以提高了高校数字化这一有机整 体扩充未知服务的灵活性。 参考文献： ［１］王忠群．管理信息系统的集成技术研究［Ｊ］．计算机应 用，１９９８，１８（６）：１２—１６． ［２］汪青峰，梁允荣．基于ＣＯＲＢＡ的异种数据库联合使用 方案［Ｊ］．计算机应用研究，１９９９（１１）：９１． ［３］梁允荣，杨茜．一种异构数据库数据的直接转换技术 ［Ｊ］．计算机系统应用，１９９８（１０）． ［４］刘晓华，等．Ｊ２ＥＥ企业级应用开发［Ｍ］．北京：电子工 业出版社，２００３． ［５］高鹏．基于ＣＯＲＢＡ的异构数据库集成研究［Ｄ］．广东工 业大学硕士学位论文，２００１． ［６］彭木根．数据仓库技术与实现［Ｍ］．北京：电子工业出版 社，２００２． ［７］ 许鑫，苏新宁，吴乃冈．高校共享数据中心平台的设计与 实现［Ｊ］．现代图书情报技术，２００５（６）：４８—５３．
