异构数据库协同的探讨

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3.0 陈辉 2024-11-19 4 4 2.31MB 52 页 15积分
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1
目 录
摘 要
ABSTRACT
第一章 绪 论 ................................................................................................................ 1
§1.1 异构数据库协同的来由及现状 .....................................................................1
§1.1.1 异构数据库协同的来由 ..............................................................................1
§1.1.2 国内外研究的现状 ......................................................................................2
§1.1.3 本文要解决的问题 ......................................................................................4
§1.1.4 采用的方法及手段 ......................................................................................4
§1.1.5 论文的成果及意义 ......................................................................................5
第二章 异构数据库集成的介绍 .................................................................................... 6
§2.1 异构数据库分类 .............................................................................................6
§2.2 异构数据库实现数据访问的方法 .................................................................7
§2.2.1 DBMS 系统一级异构的网络环境下的数据库 ......................................... 7
§2.2.2 数据结构及语义一级上异构的数据库 ......................................................8
§2.2.3 基于知识库系统的调节者方法 ..................................................................9
§2.3 基于 ODBC 的异构数据库互连 ................................................................. 10
§2.3.1 引入 ..............................................................................................................10
§2.3.2 技术分析 ....................................................................................................10
第三章 CSCW 的引入 ................................................................................................. 15
§3.1 CSCW 的基本概念 ...................................................................................... 15
§3.2 CSCW 的研究课题 ...................................................................................... 15
§3.2.1 协作机制的研究 ........................................................................................15
§3.2.2 CSCW 的控制机制和策略 ....................................................................... 16
§3.3 CSCW 系统的框架体系 ............................................................................. 16
§3.4 联邦结构在异构数据库中的应用 ...............................................................19
§3.5 以基于 Agent 的三层协作模型实现协调控制器 .......................................19
第四章 XML 与异构数据库 ........................................................................................ 22
§4.1 XML 简介 .....................................................................................................22
§4.1.1 XML 是什么 ..............................................................................................22
§4.1.2 XML 的特点与优势 [10] ........................................................................... 22
2
§4.2 XML 的相关技术 .........................................................................................23
§4.2.1 DTD 和XML Schema ...............................................................................23
§4.2.2 XPath ..........................................................................................................24
§4.2.3 XSL ............................................................................................................ 24
§4.2.4 Xquery ........................................................................................................25
§4.2.5 DOM 和SAX ............................................................................................ 25
§4.3 XML 文档与关系数据库的映射 .................................................................27
§4.3.1 基于模板驱动的映射方法 ........................................................................27
§4.3.2 基于模型驱动的映射方法 ...........................................................................28
第五章 JDBC 与异构数据库 ....................................................................................... 30
§5.1 JAVA 的特性 ................................................................................................ 30
§5.2 JDBC ................................................................................................................31
§5.3 通过 JDBC 访问数据库 .................................................................................32
第六章 一种异构数据库的解决方案 .......................................................................... 35
§6.1 中间件 ...........................................................................................................35
§6.2 数据库元数据（Database Metadata）........................................................ 35
§6.3 目录与 LDAP ............................................................................................... 36
§6.4 异构数据库的一种解决方案 .......................................................................37
§6.4.1 关于数据库元数据信息需注意的问题 ....................................................38
§6.4.2 中间件的数据转换 ....................................................................................39
§6.4.3 查询处理模块 ............................................................................................40
§6.4.4 事务管理模块 ............................................................................................40
§6.4.5 完整性约束模块 ........................................................................................41
§6.4.6 通信处理器模块 ........................................................................................41
§6.4.7 应用（含可视化界面）模块 ....................................................................42
§6.4.8 多线程 ........................................................................................................42
§6.4.9 应用举例 ....................................................................................................43
第七章 异构数据库集成的其它研究方向 .................................................................. 44
第八章 小结 ...................................................................................................................47
参考文献 .........................................................................................................................49
在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果 ............................................ 51
致 谢 .............................................................................................................................52
第一章 绪 论
1
第一章 绪 论
§1.1 异构数据库协同的来由及现状
§1.1.1 异构数据库协同的来由
随着计算机技术的不断发展，大多数的企业和部门部署了各式各样的异构的
数据库系统，这些数据库在历史上发挥了很大的作用。今天人们对数据处理和信
息系统的要求越来越高，过去各自为营的异构数据库所形成的“信息孤岛”，已带
来很多不便。企业和部门迫切需要整和信息资源，联合异构数据库。解决异构数
据库的协同，成为一个很有意义的研究课题。
伴随技术的发展，数据库面临新的挑战。在动态的环境中，各种数据库不仅
数量大，而且新的数据库不断加入或去除，数据库中的数据也在不断变化。而现
行的绝大多数应用程序是建立在这些分离的数据库基础之上的，因此，应用程序
之间难以实现相互的协同。如此种种，严重地阻碍了人们对数据库资源，特别是
各种异构数据库资源的共享。人们迫切需要解决这一问题，即要以最小的代价，
使各种异构的数据库之间实现数据的互访及共享，并对用户实现数据的透明访问。
数据库的异构主要体现在以下几个方面：[1]
一 计算机系统结构的异构：各种数据库运行在巨型机、大中小型机、工作站、
台式机、嵌入式或手持式设备中；
二 操作系统的异构：各种数据库系统下运行的操作系统可以是 Unix，
Win2000/NT，Win XP，Linux 等；
三 数据库结构及语义异构：各种不同的数据库应用系统采用不同的数据结构
和语义表达方式；
四DBMS 本身的异构：可以是同为关系型数据库如 Oracle，SQL Server，
Sybase 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
对象等数据库。
五 系统控制方式的异构：有集中式与分布式。
六 网络的异构：不同种类、拓扑结构的网络连接，有 LAN，WAN、以太网
总线结构与令牌环结构等。
七 数据库物理模型的异构：其概念模式相同，但数据结构不同。如 ORACLE
与INFORMIX 同属关系型，但结构不同。
异构数据库协同的探讨
2
当数据库大量建立在 LAN 之上，C/S 体系结构的应用程序逐渐成为主流，
Internet 及WWW 逐渐成为获取信息的现实手段之后，异构数据库协同的问题更
突出。越来越多的应用需要一种异构数据集成系统实现互操作及数据共享，即访
问各种异构数据源。
§1.1.2 国内外研究的现状
对信息支持的要求推动着异构数据库技术研究的发展。从上个世纪八十年后
期开始，国内外大量的大学、公司、机构都在进行异构数据库、联邦数据库的研
究，相继有些科研成果开始出现。进入上个世纪九十年代后期，随着新的设计思
路的出现，异构数据库的设计方法也开始有了新的发展，一些数据库公司开始将
其成果转换为产品，这些产品功能尚不完备，或者只能使用与某些特定的数据库
连接，总体来说，还不尽人意。
1) Dharma System 公司的 eUnify
eUnify 是Dharma System 公司的一套异构信息联合使用解决方案。该方案包
括一系列产品。eUnify 的目的是提供一套具有全局统一观点的应用服务器产品，
构造一个三层结构的应用。eUnify 的关键产品是 Dharma Integrator，它负责提供
所有信息源的统一视图(unified view)，然后通过工业标准接口与通常的应用服务
器连接，而在 Dharma Integrator 内部，则有一系列软件用于连接不同类型的异构
信息源，如: Dharma AppLink 连接如 SAP，AS/400 等用户应用系统;Dharma
LegacyLink 连接继承数据库如 VSAM，ISAM 等; Dharma RelationalLink 连接现
有的各种关系数据库: Dharma DataLink 连接客户私有数据源。Dharma Integrator
可以实现统一视图范围内所包含数据的各种复杂操作，能够制订信息源与应用之
间的信息传送规则，具有基于内容的路由功能，另外还可以提供逻辑统一视图等
一些全局操作必要的功能。
2) IBM 的DB2 DataJoiner
DataJoiner 是IBM 公司生产的一种中间件产品。该中间件可以提供对异构数
据源的透明 SQL 访问，并可以进行连接操作;同时，该中间件还拥有以下功能:企
业数据复制、管理空间(spatial)和多媒体数据、全局查询优化重写能力、提供基于
JAVA 的WEB 连 接 等 。 DataJoiner 提 供 了以 下 具 有 全 局 概 念的 功能 :全透 明
DB2SQL、全局两段提交、全局存储进程、全局数据定义语言、全局递归 SQL、
全局解释以及本地数据存储等功能。DataJoiner 支持 IBM AIX，SUN OS，HP-UX
以及 Window NT 等操作系统，通过 IBM DB2 Client Application Enabler(CAE)可以
从其它系统平台上对其进行访问，它所支持的标准有:ODBC，JDBC，X/OPEN
第一章 绪 论
3
CLI 和XA 事务，同时 DataJoiner 支持当前流行大多数数据库前端开发工具和编
程语言。应当说，DataJoiner 并不是一种异构数据库系统，而是一种能够实现异
构数据库联合使用的数据存取中间件，
IBM 推出它的目的是为了帮助其电子商务
方案的推行。
3) Sybase 的Enterprise Connect
与IBM 的产品类似，Enterprise Connect 也是一种中间件产品，Enterprise
Connect 声称可以在不改变应用程序的情况下实现信息的合并与分散，能够实现
异构数据的集成与复制，同时，它支持多达 25 种企业数据库，并提供简单易用的
用户界面。Enterprise Connect 构成的是一种三层模式的应用，提供客户端程序以
及用户 API，以方便二次开发。
4) Unisys 的Mermaid
Mermaid 的开发工作是从 DATA INTEGRATION 公司开始的。其目标是为国
防部(DOD)提供一种实现自主数据库之间数据集成和操作方法，Mermaid 属于紧
密型多联邦数据库系统。系统使用 SQL 语言访问和集成来自不同数据库的数据。
系统可以对多个数据库进行联合检索，但事务处理只能对准单数据库。Mermaid
由四部分组成:用户接口、服务器、数据字典/目录(DD/D)以及 DBMS 接口。全部
部件采用 RPC 方式相互访问，系统基于 TCP/IP 协议网络，由于采用模块化结构，
系统有很大的灵活性。Mermaid 采用动态查询优化，全局数据模型采用关系型数
据方式。
5) 瑞士 SFIT 的FEMUS 系统
FEMUS 系统的目的是建立一个可以提供多语言接口联邦数据库系统。它由
六层 schema 结构和一个联邦服务器(Federation Server)构成。其中，联邦服务器是
整个系统的核心，它负责提供联邦内复杂的目录服务，存储和管理输出表的服务，
对联邦内可用的表生成工具的定位服务等。联邦内的各个组成部分都包含以下类
型的表:本地概念表、系统组成部分表、输出表、输入表和本地联邦表。后面四种
表构成了一个联邦部件的联邦接口。
6) 东大阿尔派的 RDBMS OpenBase
该系统基于 CLIENT/SERVER 结构，支持 ODBC 标准，提供 WEB 连接方案。
是国内目前商业化的软件。
7) 东南大学的 Galaxy
Galaxy 对包括数据库系统、Web 文件、文本内的各种异构数据源的集成、转
换以及查询优化等方面作了较全面的分析研究。采用紧凑的联邦数据库模型，实
现了不同数据库的接口问题，并在分布式查询优化方面做出了很多工作。
异构数据库协同的探讨
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8) 北京理工大学的 UUHDB
UUHDB 系统其结构经历了三个阶段，从最初的 CLIENT/SERVER 结构进化
到三层结构，然后又从三层结构转向基于 Multi-agent 的动态分布式结构。目前，
UUHDB 可以通过 ODBC、JDBC 等接口连接当前流行数据库，但查询效率欠佳。
§1.1.3 本文要解决的问题
本课题主要研究异构数据库的协同工作。论文将阐述异构数据库集成的现有
方案与技术以及它们的具体内容与问题，并在此基础上，以 CSCW 为背景支持，
在JAVA 环境下，结合 XML 技术，采取中间件方案，利用数据库元数据思想，
探讨如何协同操作关系型数据库。论文将介绍计算机支持下的协同工作 CSCW 对
异构数据库的影响，接着介绍 JAVA 的特点，还指出 XML 文件格式作为异构数
据库数据共享的中间格式的优点。论文还强调中间件与元数据在异构数据库中的
应用。
本课题引入 CSCW 的基本概念、研究内容，包括体系结构、关键技术等，借
以研究异构数据库的“协作机制”，并将其中的联邦结构等应用于解决异构数据库
的数据集成问题上。
本课题将提出 XML 文档作为关系数据库之间数据格式转换的中间格式的具
体方法。其中使用了 XML 技术，极大地方便了异构数据库的数据共享。
本课题最后将给出一种异构数据库的解决方案。
本课题还吸纳了元数据、中间件、LDAP 目录服务等思想，应用于解决异构
数据库问题。本课题还会给出解决异构数据库问题的其他建议。
§1.1.4 采用的方法及手段
采用的方法及手段主要有：
1CSCW 技术 在计算机支持的环境中（CS），一个群体协同工作完成一项共
同的任务（CW）——异构数据库协同。采用联邦结构，协同设计主流结构之一。
2XML 技术 XML 与关系数据库之间双向转换。充分发挥 XML 的优点：与
平台无关、简单、方便、灵活、高效、可扩充、开放、国际化等。
3JAVA 技术 JAVA 是平台独立的，并提供一个公用数据库 API: JDBC。JDBC
允许开发人员使用一个与数据库无关的公用 API 来编写应用程序。软件开发人员
把数据写到 API 上，而不是写到底层数据库上，可屏蔽数据库的异构性。
4中间件技术 中间件是位于平台和应用之间的通用服务，这些服务具有标准
摘要：

1目录摘要ABSTRACT第一章绪论................................................................................................................1§1.1异构数据库协同的来由及现状.....................................................................1§1.1.1异构数据库协同的来由.....................................................................

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作者：陈辉 分类：高等教育资料 价格：15积分 属性：52 页 大小：2.31MB 格式：PDF 时间：2024-11-19

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