龙凤：基于XML的异构数据库集成研究

　1 引言
　　随着信息技术和计算机技术的飞速发展，相当数量的企业和科研机构中积累了大量的、以不同形式存储的、依赖于不同的DBMS的数据。当然，想要更大程度上利用这些数据资源，就需要将这些异构的数据资源通过某种方式整合起来，给用户提供一个透明和统一的数据访问接口，让用户感觉到就像操作一个数据库一样方便快捷。XML的出现为异构数据库的集成带来了新的挑战和契机。
　　XML是一种基于SGML简单灵活的元语言，具有高可扩展性、高度结构化和自定义性等特性，方便表示不同类型的数据信息，同时也方便了不同数据库之间进行数据共享和交换，进而XML在异构数据库的集成方面有很大优势。本文主要研究基于XML异构数据库的集成。
　　2 XML集成中间件设计方案
　　2.1 整体框架
　　基于XML的集成中间件处于中间层，它位于由多个数据库构成的异构数据库和用户对数据的查询应用构成的应用程序之间，一方面将各个异构数据库中的信息聚集到一起，协调数据层的各个数据库系统；另一方面将各个异构数据库中的信息集成为统一的数据模式，为应用层的应用程序访问异构数据提供统一的查询接口。
　　XML集成中间件的核心是建立全局虚拟视图。全局虚拟视图是将各个异构数据库中的数据信息通过对应的映射文件转换成的。当用户提出查询请求时，生成的查询文档通过中间层的解析、分解，使用户对全局虚拟视图的查询转换成对数据层的各个数据库的子查询，而查询返回的结果用XML文档返回给中间层。最后根据用户定制的业务规则，将这些返回的XML子文档筛选、合并成一个XML文档，再用对应的样式文件包装，通过用户访问接口回馈给应用层的客户端，从而实现
　　2.2 体系结构
　　XML集成中间件系统体系自下而上由数据层、中间层以及应用层三层结构组成，并采用Broser/Server模式，构成了客户服务器三层架构。其中，下层的各个异构数据源构成了系统的数据层；处在数据库和应用程序之间的中间件封装了系统的业务逻辑，构成了系统的中间层；上层的应用程序和对应的应用程序访问接口构成了系统的应用层。
　　2.3 核心模块描述
　　毋庸置疑，在基于XML的中间件集成系统中，最关键的是中间层，也就是说中间层是核心层，因为中间层封装了异构数据库的业务逻辑，包括了虚拟全局视图的形成及各种映射模式。本系统将中间层分成了不同的功能模块，主要包括配置文件模块、查询模块以及包装器模块。下面详细说明上述三个主要模块的功能。
　　2.3.1 配置文件模块
　　配置文件模块的功能是向中间层的集成中间件管理员提供数据层各个异构数据库的数据信。在这个配置文件模块中，会生成三类文件，包括全局虚拟视图文件、数据库连接配置信息文件以及安全控制文件。（职称论文 www.lwfb6.com/zclw/）生成的这三类配置文件可以使管理员对集成的个数据库的元数据信息进行重新定义，也可以配置需要查询数据库的连接信息和安全控制信息。
　　全局虚拟视图文件：对数据层的异构数据表和视图等元数据信息进行了重定义，重新定义的结果用XML文件保存。全局虚拟视图文件对异构数据库中的语义异构问题进行的妥善解决。
　　数据库连接配置信息文件：功能是将数据库连接信息保存在配置文件中，通过保存的这些对应的配置信息为集成做准备，配置信息也是以XML文件保存的。
　　安全控制文件：顾名思义，此类文件的功能是确保各异构数据库中数据的安全，主要包括数据的保密性和相对独立性。安全控制文件对中间层的三个主要模块都起到了非常重要的作用。在配置文件模块中，安全控制文件可以筛选过滤那些特殊的不允许被访问的字段信息；在查询模块中，安全控制文件主要完成的功能是检查分解后的对各个数据库的子查询是否存在语句错误，如果存在语句错误则立即终止查询，提高了操作的效率。
　　2.3.2 查询模块
　　在中间层中，最重要也是最关键的模块当属查询模块了。查询模块的功能是将应用层中用户对全局视图的查询文档进行解析、分解，最终分解成对数据层的各个数据库的子查询，而包装器模块负责执行，执行完毕后的查询结果合并后用样式文件包装后返回给应用层的客户端。查询模块由查询生成、查询解析、查询分解、数据缓存以及结果合成这几部分构成。
　　2.3.3 包装器模块
　　包装器模块也是中间层里必不可少的一部分。包装器模块中封装与各个数据库对应的各种包装器，并且通过相应的数据库连接信息进行连接。各个包装器的功能是执行查询模块中通过查询分解得到的对各个数据库的子查询语句，同时查询得到的结果送到查询模块中的数据缓存中。另外，基于各个包装器和数据层的数据库是一一对应的关系，当数据库里面数据更改时，其对应的包装器也应该随之修改，因此包装器的设计也应该有很强的可扩展性，这样才能更好的实现异构数据库的集成。
　　3 总结
　　异构数据库之间进行数据的传输日益成为数据处理的重要问题，XML日益成为一个国际标准，它的使用范围非常广泛。本文在结合以往异构数据库集成方法的基础上，采用基于 XML 的异构数据库中间件技术实现异构数据库之间信息交换.首先提出了一个异构数据库集成中间件的三层框架结构， 并通过XM L 技术在客户端与数据库服务器间构建了一个中间件系统。在该集成中间件系统中通过对配置文件模块、查询模块、包装器模块的封装， 改进了数据集成的效率、满足了系统扩展性和维护性要求。