（管理科学与工程专业论文）异构数据源集成的理论与应用研究.pdf

华中科技大学博士学位论文 摘要 今天，越来越多的的应用需要访问各种异构数据源。对于企事业单位来说，这既是 内部发展的需要也是适应外部环境的需要。 企事业单位在发展过程中积累了大量数据，并为存储和管理这些数据不断投资。然 而，由于实施数据管理系统的阶段性、技术性以及其它经济和人为因素的影响，以至即 使在同一单位内，采用的数据管理系统也大不相同，从简单的文件数据库到复杂的网络 数据库，它们构成了异构数据源。尽管这些数据管理系统一定程度上能够满足数据存储 和管理要求，但是在许多情况下，为完成一项工作，应用可能需要访问分布在网络不同 位置上的多个数据管理系统中的数据。很显然，需要一个强大的系统能够集成存在于分 布数据源中的数据。 异构数据的集成是一项复杂的系统工程，要解决的问题包括异构数据模型的统一描 述、数据完整性、一致性约束、语义冲突，权限瓶颈、查询处理的实现等。实现异构数 据源集成的方法有两种，第一种是传统的方法一将一个数据源里的数据经过清理和格式 转换后加入目标数据源，使用户访问本地数据库就能得到另一个数据源的数据( 如数据 管道、数据复制等) 。这种集成方法的优点是实现简单，缺点是数据冗余大且数据的完 整性、一致性无法保证，不适合那些数据量大、更新频繁的场合，是一种低效益的解决 方案。第二种方法是利用中间件集成异构数据库，该方法并不需要改变原始数据的存储 和管理方式。中间件位于异构数据源( 数据层) 和应用程序( 应用层) 之间，向下协调 各成员系统，向上为访问集成数据的应用提供统一数据模式和数据访问接口。各成员系 统的应用保持高度的自治，中间件系统则主要集中为异构数据源提供一个高层次检索服 务。显然，中间件系统模式是实现异构数据集成较理想的解决方案。 过去，异构数据源集成系统，如多数据库系统或联合数据库系统通常采用扩展的关 系或对象模型作为公共数据模型。然而，它们并不能满足网络时代的i n t r a i n t e r n e t 应用所提出的高标准。一般来说，异构数据集成的全局模式必须满足：( 1 ) 能够描述各 种数据格式，无论是结构化的还是半结构化的，无论是否支持所有的查询语言还是只支 持简单的文本查询。( 2 ) 易于发布和进行数据交换，集成后的数据可以方便的以多种格 式发布和便于应用交换数据。在比较分折各类数据模型的基础上，本文提出了种以 ls c h e m a 为基础的公共数据模型x c d m 。x m l 技术是当前比较流行的一种网络数据交 换技术，瑚l 完全面向数据内容，是一种具有自描述能力的可扩展标记语言，可以描述 线性表、树、图等数据结构，从而能成为一种不同应用系统之间的通用数据接口标准。 华中科技大学博士学位论文 本文对x c d m 进行了形式化的定义，较深入地探讨了关系模型、面向对象模型及文件系 统中半结构化或非结构化数据到x c d m 的映射技术，为解决异构数据源集成系统中数据 的同一化奠定了有益的理论基础。 查询处理的实现是异构数据源集成的难点，通常的做法有两种：一是用包装器实现 对数据源的查询进行封装，将查询任务全部交给查询处理器，这种方法的缺点是包装器 的设计很复杂。另一种是仅向各数据源发送它们能完成的查询，这种方法容易造成信息 的丢失或产生大量的无效元组。对查询能力较弱的数据源( 如半结构化数据) 很难找到 一种有效的查询语言。尽管目前国外学者己提出了一些基于x m l 技术的查询语言，如 x m l q l 、x q u e r y 、x p a t h 等，但这些查询语言普遍存在的一个缺点是语法繁杂，使查询 只能为一些非常专业的人士构造，且均处于探索研究阶段，语法各异，语义功能也不尽 相同，尚无一个统一的标准。鉴于此，) 本文提出了一种简单易用的查询语言x s q l ，并 给出了详细的定义。x s q l 是用l 技术扩展s q l 而来，凡熟悉s q l 语言的人不用专门 培训即可使用。以x s q l 为基础，本文给出了一种行之有效的异构数据源查询处理的解 决方案：用户根据全局视图提出查询条件字串，该查询字串被应用服务器置入x s q l 查 询语言模板，并生成一棵查询树，由查询处理器负责分解成各异构数据源支持的子查询 交给各异构数据源的包装器，包装器负责向异构数据源提交查询并将返回的结果表示成 公共数据模型规范的x m l 文档，再交由查询处理器进行汇集和处理后，使用x m l 的扩展 样式转换工具x s l t 转换成用户要求的样式，将最终结果提交给用户或相应的应用。 f 语义异构问题也是数据源集成系统中的一个棘手问题，作者认为，语义异构问题不 单纯是一个技术问题，更重要的是要制定一个统一的信息标准，并用管理手段强制推行， 以期最终解决语义异构问题。雄文从组织结构、基本原则、一般步骤、维护推行等几个 方面对如何制定信息标准进行了较为详尽的探讨。在异构数据源集成系统中本文提出了 一种用元数据表来描述各数据源语义上的异构，并将它们统一映射到用公共数据模型描 述的集成模式上，由各数据源的包装器完成这种映射转换，从而达到了对用户屏蔽语义 异构的效果。 最后，在上述研究的基础上，设计并实现了一个学位与研究生教育集成信息系统 ( g s m i s ) 及其子系统一基于网络的学科信息年报系统( x w d i s ) ，x w d i s 是一个典型的异 构数据源集成系统，它以x c d m 作为公共数据模型，以x s q l 作为查询语言，能够完成对 多个异构数据源的透明查询处理。f 所有这些工作，无论在理论上还是今后的实际应用中 都具有实质性的参考价值。、l 关键词：异构数据源数据集成可扩展标记语言公共数据模型查询处理语义异构 华中科技大学博士学位论文 = = = = = = j = = = = ；= 。= = = = = = = = = = = = = = = 一= a b s t r a c t t o d a y , m o r ea n dm o r ea p p l i c a t i o n sn e e dt ov i s i tv a r i o u sk i n d so fh e t e r o g e n e o u sd a t a s o u r c e s a st ot h ea p p l i c a t i o ni n o r g a n i z a t i o n t h en e c e s s i t yt od os on o to n l ym e e t st h e d e m a n do fi n n e rd e v e l o p m e n to f o r g a n i z a t i o nb u ta l s os a t i s f i e st h en e e df o ro r g a n i z a t i o nt o a d j u s tt ot h ee x t e r n a le n v i r o n m e n t o r g a n i z a t i o n sh a v ea c c u m u l a t e dal a r g ea m o u n to fd a t ai nt h ec o u r s eo f d e v e l o p i n g ，a n d m e a n w h i l eh a v eb e e n c o n s t a n t l yk e e p i n gi n v e s t i n gt h es t o r a g ea n dm a n a g e m e n to ft h ed a t a h o w e v e r , b e c a u s eo ft h ep h a s i n ga n dt e c h n o l o g yo fi m p l e m e n to ft h ed a t am a n a g e m e n t s y s t e m a n do t h e ri n f l u e n c e s s u c ha se c o n o m i ca n dh u m a nf a c t o r s ，e v e ni nt h es a m e o r g a n i z a t i o n ，t h ed a t am a n a g e m e n ts y s t e ma d o p t e dd i f f e r sw i d e l y f r o ms i m p l ef i l ed a t a b a s e t o c o m p l i c a t e d n e t w o r k d a t a b a s e ，t h e y f o r m o r g a n i z a t i o n d i f f e r e n tt oc o n s t r u c tt h e h e t e r o g e n e o u sd a t as o u r c e s t h o u g ht h e s ed a t am a n a g e m e n ts y s t e m s ，t os o m ee x t e n t ，c a n m e e tt h ed e m a n do fd a t a s t o r i n ga n dm a n a g e m e n t , i nm a n yc a s e s ，t o f i n i s ho n ej o b ， a p p l i c a t i o nm i g h t n e e dt ov i s i td a t a o f m a n y d a t am a n a g e m e n t s y s t e m s d i s t r i b u t e da td i f f e r e n t p a r t si nn e t w o r k o b v i o u s l y , as t r o n gs y s t e mi sn e e d e dt oi n t e g r a t ed a t ao f h e t e r o g e n e o u sd a t a s o u r c e s i ti sa c o m p l i c a t e ds y s t e m a t i ce n g i n e e r i n gt oi n t e g r a t eh e t e r o g e n e o u sd a t ai no r g a n i z a t i o n t h e p r o b l e m s a r et ob es o l v e di n c l u d et h eg e n e r a ld e s c r i p t i o no f t h em o d e l o f h e t e r o g e n e o u s d a t a ，d a t a i n t e g r a l i t y , c o n s i s t e n c yr e s t r a i n t ，s e m a n t i cc o n f l i c t ，a u t h o r i t yb o r l e n e c k ， r e a l i z a t i o no f q u e r y i n ga n dh a n d l i n g ，e t c t h e r ea r et w ok i n d so f d i f f e r e n tm e t h o dt or e a l i z e t h eh e t e r o g e n e o u sd a t as o u r c e si n t e g r a t i o n t h ef i r s tk i n di sat r a d i t i o n a lm e t h o d j o i nt h e d a t af r o mt h es o u r c ea f t e rc h a n g i n gt h ef o r mi n t ot h et a r g e t e dd a t as o u r c et ot h et a r g e t ，t h u s e n a b l i n gt h eu s e r st og e td a t ao f a n o t h e rd a t as o u r c e ( s u c ha sd a t a p i p e l i n e ，d a t ad u p l i c a t ee t c ) w h e n t h e y v i s i tl o c a ld a t a b a s e t h em e r i to f t h i sm e t h o di st h a ti ti se a s yt ob er e a l i z e db u tt h e s h o r t c o m i n g i st h a td a t ai sr e d u n d a n ta n d h e a v ya n dt h ei n t e g r a l i t ya n dc o n s i s t e n c yo f d a t ai s u n a b l et ob eg u a r a n t e e d s ot h i sm e t h o di sn o tf i tf o rt h o s ec a s e so f b i ga m o u n to f d a t aa n d f r e q u e n tu p g r a d i n g i ti st h es o l u t i o no fal 【i n do fp o o rb e n e f i t t h es e c o n dm e t h o di s t o i n t e g r a t eh e t e r o g e n e o u sd a t a b a s eb yu t i l i z i n gt h em i d d l e w a r e t h i sm e t h o dd o e sn o tn e e dt o c h a n g es t o r a g ea n dm a n a g e m e n tw a yo ft h eo r i g i n a ld a t a t h em i d d l e w a r el i e sb e t w e e nt h e h e t e r o g e n e o u s d a t as o u r c e s ( t h ed a t a l a y e r ) a n d t h e a p p l i c a t i o np r o g r a m ( u s e rl a y e r ) ， c o o r d i n a t i n ge v e r ym e m b e r ss y s t e ma n do f f e r i n gc o m m o nd a t am o d ea n di n t e r f a c ef o rt h e i i i 华中科技大学博士学位论文 a p p l i c a t i o nt ov i s i t i n gt h ei n t e g r a t e dd a t a e v e r ym e m b e r a p p l i c a t i o no fs y s t e mk e e p ss t r o n g a u t o n o m y , a n dt h em i d d l e w a r eo fs y s t e mf u n c t i o nm a i n l yt oo f f e rah i g l l l e v e lq u e r ys e r v i c e f o rt h eh e t e r o g e n e o u sd a t as o u r c e s o b v i o u s l y , t h em i d d l e w a r e s y s t e mm o d e i sam o r ei d e a l s o l u t i o nt or e a l i z et h ei n t e g r a t i o no f h e t e r o g e n e o u sd a t a i n t h e p a s t ，t h e h e t e r o g e n e o u s d a t ai n t e g r a t e ds y s t e m ，s u c h a sm u l t i d a t a b a s es y s t e mo r f e d e r a t i o nd a t a b a s es y s t e m u s u a l l ya d o p t st h er e l a t i o ne x p a n d e do ro b j e c tm o d e la st h e c o m m o nd a t a m o d e l h o w e v e r , t h e yc a n n o t m e e tt h e h i 【g h s t a n d a r do fi n t r a i n t e m e t a p p l i c a t i o no f t i m e so f n e t w o r k g e n e r a l l ys p e a k i n g , t h eg l o b a lm o d e lo fi n t e g r a t i o ns y s t e m m u s tm e e tt h er e q u i r e m e n t sa sf o l l o w s ：( 1 ) i tc a l ld e s c r i b ev a r i o u sk i n d so fd a t am o d e l ，n o m a t t e rt h e ya r es t r u c t u r a l i z e do rs e m i s t r u c t u r e ，a n ds u p p o r ta l lq u e r y l a n g u a g e s o rt h es i m p l e t e x tq u e r y ( 2 ) e a s yt ob ei s s u e da n dc a r r yo nd a t as w a p p e r d a t ai n t e g r a t e de a r lb ei s s u e d c o n v e n i e n t l yi nm a n yf o r m sa n dc a nf a c i l i t a t et h ea p p l i c a t i o na n de x c h a n g i n go fd a t a b y c o m p a r i n gf e a t u r e so f d i f f e r e n td a t am o d e l ，t h i st h e s i sh a sp u tf o r w a r dak i n do fd a t am o d e l x c d m b a s e d o n x m ls c h e m a x m l t e c h n o l o g y isak i n d0 f n e t w o r k d a t a s w a p p e r t h a t r e l a t i v e l yp r e v a i l sa tp r e s e n t x m lt o t a l l yr i c e st h ec o n t e n to f t h ed a t a x m li sak i n do f e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g ew i t hs e l f - d e s c r i b i n ga b i l i t y , w h i c hc a nd e s c r i b es t r u c t u r eo fd a t a o fs u c ha sl i n e a rt a b l e ，t r e e ，g r a p h ，e t c ，t h u sc a nb e c o m eak i n do fu n i v e r s a li n t e r f a c e s t a n d a r do fd a t ab e t w e e nd i f f e r e n t a p p l i c a t i o ns y s t e m s t h i s t h e s i sh a sc a r r i e do nt h e d e f i n i t i o no ff o r m u l a t i o nt ox c d m ，a n dt h et e c h n o l o g yo fm a p p i n gr e l a t i o n a ld a t am o d e l ， o b j e c td a t am o d e la n dt h es e m i - s t r u c t u r eo rn o n - s t r u c t u r a l i z e dd a t ao ft h ef i l es y s t e mt o x c d m 1 1 1 er e a l i z a t i o no f q u ；x yi st h ed i f f i c u l tp o i n to f t h eh e t e r o g e n e o u sd a t ai n t e g r a t i o n t h e r e a r et w ok i n d so fc o m m o nm e t h o d s ：o n ei st or e a l i z ee n c a p s u l a t i o no fq u e r yo fd a t as o u r c e w i t hp a c k i n gd e v i c ea n d a s s i g nt h eq u e r yp r o c e s s o r t od oa l lq u e r y t h es h o r t c o m i n go ft h i s k i n do fm e t h o di st h ed e s i g no ft h ep a c k i n gd e v i c ei sv e r yc o m p l i c a t e d t h eo t h e rk i n di st o s e n dq u e r yt h a tt h e yc a nf i n i s ht oe v e r yd a t as o u r c eo n l y , a n dt h i sm e t h o dt e n d st oc a u s et h e l o s so f a l a r g ea m o u n t o f i n f o r m a t i o no ri n v a l i dt u p l e t od a t as o u r c eo f w e a ka b i l i t y ( s u c ha s s e m i s t r u c t u r ed a t a ) ，i ti sm u c hd i f f i c u l tt of i n dak i n do fe f f e c t i v eq u e r yl a n g u a g e t h o u g h f o r e i g ns c h o l a r sh a v ea l r e a d yp u tf o r w a r ds o m eq u e r yl a n g u a g e sb a s e d o nx m l t e c h n o l o g y a tp r e s e n t ，s u c ha sx m l - q l ，x q u e r y , x p a t h ，e t c ，o n es h o r t c o m i n gt h a te x i s t sg e n e r a l l yi n t h e s eq u e r yl a n g u a g e si sm i s c e l l a n e o u sg r a m m a r , m a k i n gq u e r yc a no n l yb eo p e r a t e db y s o m e p r o f e s s i o n a lp e r s o n n e l a n di sy e ta tt h es t a g eo f p r o b i n g a n d s t u d y i n g 1 1 1 eg r a m m a r i s m i s c e l l a n e o u s t h es e m a n t i cf u n c t i o ni sn o tt h es a r n e ，a n dt h e r ei sn ou n i f i e ds t a n d a r dy e t i n i v 华中科技大学博士学位论文 v i e wo f t h i s ，t h i st h e s i sh a sp u tf o r w a r dak i n do f s i m p l eq u e r yl a n g u a g ex s q l ，a n dd e t a i l e d d e f i n i t i o ni sp r o v i d e d x s q li se x p a n d e df i o ms q l b yu s i n gx m lt e c h n o l o g y , s ot h o s ew h o a r cf a m i l i a rw i t hs q l l a n g u a g ec a nu s ei t w i t h o u ts p e c i a lt r a i n i n g b a s e do nx s q l ，t h i s t h e s i so f f e r sa ne f f e c t i v es o l u t i o nt ot h eh e t e r o g e n e o u sd a t aq u e r y ：u s e r s ，a c c o r d i n gt og l o b a l v i e w , p r o p o s eq u e r yt e r m s ，w h i c hi sp u ti n t ox s q lq u e r yl a n g u a g et e m p l a t eb ya p p l i c a t i o n s e r v e r , a n dt h e ng e n e r a t eaq u e r yt r e e ，w h i c hi sd i v i d e db yt h eq u e r yp r o c e s s o ri n t od i f f e r e n t s u b - q u e r ys u p p o r t e db yd i f f e r e n th e t e r o g e n e o u sd a t as o u r c e sa n ds u b - q u e r ya r es e n tt ot h e w r a p p e ro f t h ed a t as o u r c e s ，t h ew r a p p e ri sr e s p o n s i b l ef o rs e n d i n gq u e r yt oh e t e r o g e n e o u s d a t as o u r c e sa n dd e m o n s t r a t i n gt h er e t u r ns t r u c t u r ea sc o m m o nd a t am o d e ln o r m a lx m l f i l e ，a n dt h e nt r a n s f e r r i n gt oq u e r yp r o c e s s o rt ob ei n t e g r a t e da n dp r o c e s s e d ，a t t e rt h a t c h a n g e si n t ot h ed e s i g nt h a tu s e r sr e q u i r eb yu s i n gt h ee x p a n s i o nd e s i g nc h a n g et o o lx s l t , ( e x t e n s i b l es t y l es h e e tl a n g u a g et r a n s f o r m a t i o n ) o fx m l ，s e n dt h ef i n a lr e s u l tt ou s e r so r t h ec o r r e s p o n d i n ga p p l i c a t i o n s e m a n t i ch e t e r o g e n e o u si sa n o t h e rt h o r n yp r o b l e mi nd a t as o u r c e si n t e g r a t i o ns y s t e m t h e a u t h o rt h i n k st h a ti ti sn o tm e r e l yat e c h n o l o g i c a lp r o b l e m ，t h em o r ei m p o r t a n tt h i n gi st o m a k eu n i f i e di n f o r m a t i o ns t a n d a r d ，a n dc a r r yi to u tf o r c e f u l l yw i t hs t r o n gm e a s u r e st os o l v e t h ep r o b l e m t h i st h e s i sp r o v i d e sad e t a i l e dd i s c u s s i o na b o u th o wt om a k eas t a n d a r do f i n f o r m a t i o ni nt e r m so fi n s t i t u t i o n a lf r a m e w o r k ，b a s i c p r i n c i p l e s ，g e n e r a l m e a s u r e s ， m a i n t e n a n c ea n de n f o r c e m e n t i nh e t e r o g e n e o u sd a t as o u r c ei n t e g r a t i o ns y s t e mt h i st h e s i s p r o p o s e s o n ew a yt od e s c r i b es e m a n t i ch e t e r o g e n e o u so fe v e r yd a t as o u r c eb y u s i n g m e t a d a t a d i a g r a m ，a n dp r o j e c tt h e mo n t ot h ei n t e g r a t e dm o d e t h a ti sd e s c r i b e dw i t hc o m m o nd a t a m o d e l t h ep r o j e c t i n ga n dc h a n g i n gi sc a r r i e do u tb yt h ew r a p p e ro fe v e r yd a t as o u r c e ，a n d t h e nr e a c ht h ea i mo f t r a n s p a r e n ts e m a n t i ch e t e r o g e n e o u so f u s e r f i n a l l y , t h eg r a d u a t e e d u c a t i o n i n t e g r a t e d i n f o r m a t i o n s y s t e m a n da p r o t o t y p e o f h e t e r o g e n e o u sd a t as o u r c es y s t e mt h a td e s i g n e da n di m p l e m e n t e do na b o v em e t h o da n d t e c h n o l o g i e s ，n a m e dx w d i s ，i si n t r o d u c e d x w d i s ，u s i n gx c d m a st h ec o m m o nd a t a m o d e l ，a n dx s q l a st h el a n g u a g eo fq u e r y , c a nf i n i s ht r a n s p a r e n tq u e r yo f al o to fd i f f e r e n t h e t e r o g e n e o u s d a t as o u r c e s a l lw o r kh a ss u b s t a n t i a lr e f e r e n c ev a l u en om a t t e ri nt h e o r yo ri n p r a c t i c a la p p l i c a t i o ni nt h e f u t u r e k e yw o r d s ：h e t e r o g e n e o u sd a t as o u r c e d a t ai n t e g r a t i o ne x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e c o m m o nd a t am o d e l q u e r yp r o c e s s s e m a n t i ch e t e r o g e n e o u s v 一 华中科技大学博士学位论文 = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = 一 1 引言 1 - l 选题的意义 从上个世纪六七十年代开始，企事业单位进行信息化建设或运用i t 技术辅助管理， 经过几十年快速不断的创新和发展，投入大量资金、人力、物力，建立了众多的应用信 息系统，据i d c 统计，在过去的1 0 年中，全球企业在信息系统上一共投资1 8 万亿美元。 一家典型的大型企业平均拥有4 9 个应用系统“1 ，如企业资源计划( e n t e r p r i s e r e s o u r c e sp l a n n i n g ，e r p ) 系统、客户关系管理( c u s t o m e rr e l a t i o n s h i p m a n a g e m e n t ， c r m ) 、产品数据管理系统( p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ，p d m ) 、人力资源系统( h u m a n r e s o u r c e s ，h r ) 、供应链管理系统( s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ，s c m ) 、办公室自动化 系统( o f f i c ea u t o m a t i o ns y s t e m ，o a ) ，电子商务( e c o m m e r c e ) 平台等等，用以帮助 企业进行内外部业务的处理和管理工作。这些系统对提高企业效益起了极大的作用。但 是这些系统建立的年代不同、开发人员不同，使用的平台、操作系统、数据库系统都有 可能不同。这就是企业中普遍存在的所谓“信息孤岛”现象o3 ，就是说各个应用部门的 信息系统相互独立，互操作困难，多种硬件平台和软件平台共存，信息分散，数据不能 共享。这些孤立的信息系统无法有效地提供跨部门、跨企业的综合性的信息，不能为领 导层的科学决策提供全局的、一致的信息服务。无法实现实时的信息存取和对业务流程 的透视，无法实现对客户、供应商、项目、订单、资产等的全面掌控，也无法实现企业 价值链全面的、彻底的透视和控制。 以我国最大航空公司之一的某航空( 集团) 公司为例。该公司是民航骨干企业，年客 运量及国内货运量均居国内首位，公司在财务帐目管理，票证结算，货运系统，订座系 统，代理人分销系统，电子客票销售管理系统，收益管理系统等方面的单项计算机应用 已较成熟。但是由于企业的兼并整合，业务的急速扩展，竞争的加剧，对服务质量、服 务内容、管理水平和经营决策能力的要求不断提高，在管理方面提出的迫切要求有： 必须对成本和收益进行详细而有效的监督与控制，以利于降低成本，如分航线， 分机型的成本监督： 对市场的现状和未来有准确的把握，以便作出及时的决策，如航班调度、运价调 整等： 提高对飞机，航材，飞行员等各类资源的利用率，达到更高的生产率。 但是已有的分散的信息系统已不能满足企业的需要，因为它存在着下列问题： 信息分散，缺乏一致性： 华中科技大学博士学位论文 信息为各个应用部门所独占，不能共享： 大量的数据或信息被闲置，没有得到应有的处理和很好的利用，或仅仅进行了初 步的加工，缺少用于控制、预测和辅助决策的信息 因此，提出要对现有应用系统进行集成，以满足组织的信息需求。解决的办法是什 么呢? 推倒重来，根据当前的需求，重新进行总体规划，开发一个合乎要求的集成的信息 系统? 显然这种方法不切实际，既不经济、也不科学。第一是重新开发费用太高，也造 成现有资源的大量浪费：其次是用户已经习惯了原有的那些系统，让他们重新适应一个 新的系统会有一个较长的磨合期；再次，一个系统升级或新的信息系统实施后，与该系 统相连的所有接口都要进行改变；再则，将来的需求还会发生变化，系统异构在现在和 将来都是客观存在的，不可能每当有新的需求就把原有的系统推倒重做一次。 另外一种传统的做法就是为这些异构的孤立的系统编写专门的接口程序，让它们彼 此联系起来。这比第一种办法要好，但是仍然有问题。仍以该航空( 集团) 公司为例。公 司较早用计算机辅助管理飞机票的销售，开发了销售订座系统和票证结算系统，分属 客运部和财务部，i n t e r n e t 兴起后为了提高服务质量和增加更多的客源，又开发了电 子客票销售管理系统，近期由于市场竞争的加剧，公司为了对成本和收益进行详细而有 效的监督与控制开发了收益管理系统，以便根据市场和当前销售情况实时调整运价。显 然这几个系统必须相互关联才能进行成本监督和控制，因此必须将它们集成整合，实现 数据的共享和实时的互操作，但由于几个系统开发年代不同，又隶属于不同的部门，它 们使用了不同的数据库管理系统，如果用传统的编接口的方法，我们假定每个应用项目 只有一个数据存储( 实际情况是每个应用都使用了多个冗余的数据存储) ，那么这四个 应用的集成接口如图i i 所示。 如果我们把分布在全球各地的代理人分销系统考虑进来，逐渐增加的应用项目要做 到信息互用，额外的接口的数目如下表： 表卜l 随应用项目增加而增加的接口数目表 应用项目数数据存储数接口数 llo 22l 332 ( 3 x2 ) 446 ( 4 3 ) 001 2 ( 5 4 ) 华中科技大学博士学位论文 662 0 ( 6 5 ) 774 2 ( 7 6 ) 图1 1 四个应_ h j 的摄口 显然通过这种传统的“点对点连接办法，即在每两个集成系统之间建立专门的接 口的解决办法，接口的数目和复杂性，将随着新应用的增加按几何级数增加。最终，增 加新应用的花费和现有系统的集成，靠增加接口的方法，变得可望而不可及。 根据m e t ag r o u p 的统计，一家典型的大型企业有3 3 的i t 预算是花在这种传统 的集成上，即通过零星的“点对点连接，使众多的“信息孤岛”联系起来，以便让 不同的系统之间交换信息。如图1 - 2 所示： 一3 一 华中科技大学博士学位论文 图1 - - 2 零星的“点对点”连接的“信息孤岛” 于是，企业对应用整合的需求应运而生。具体来说，主要的内、外在的驱动力如下： w e b b a s e d p a c k a g e d 应用系统的流行，如s a pr 3 ，i n t r a n e t 追求效率和控制成本 兼并和收购 技术的不断创新 分布计算技术jx m l 技术等的兴起 目前，企业应用集成( e n t e r p r i s ea p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n ，e a i ) 已经成为实 现企业主要战略目标的必需手段和捷径，大多数大公司都希望建立一个“企业集成骨 干网”，所谓“企业集成骨干网”实际上就是建立一个集成的可扩展的应用软件总线结 构，所有的应用可以“即插即用”，实现数据的高度集成和共享“1 。这些问题在高校和 教育行业同样普遍存在，高校和各级教育部门也迫切希望找到一种行