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基于XML的中性信息模型技术研究

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第25卷第1期 2006年3月 山东科技大学学报(自然科学版) Journal of Shandong University of Science and Technology(Natural Science) Vo1.25 No.1 Mar.2006 文章编号:1672—3767(2006)01—0070—03 基于XML的中性信息模型技术研究 陈美云 。张长锋 。孙祥涛 (1.山东科技大学机械电子工程学院,山东青岛266510;2.全桥煤矿,山东济宁272100) 摘 要:简要介绍了中性建模技术XML信息建模的建模方法和步骤,结合工程实例,给出了一个基于 XML的中性信息模型。 关键词:xML;中性信息模型;信息集成 中图分类号:TP 391 ・ 文献标识码:A Study on XML—Based Neutral Information‘Model Technology CHEN Mei.yun ,ZHANG Chang・feng2,SUN Xiang・tao (1.College of MechaIlical and Electronic Engineering,SUST,Qingdao,Shandong 266510,China; 2.Jinqiao Coalmine,Jinig,Shandong n272100,China) Abstract:Neutral modeling technology XML is firstly introduced.Then it presents the method and steps in information modeling.At last,a XML.based neutral information model is given by combining with the practical project example. Key words:XML;neutral information model;information integration 如何解决信息化孤岛问题,使企业能够在最 短的时间内获取准确的信息,是企业信息化技术 发展的关键所在。企业要实现CIMS的集成,提 借其良好的扩展性和自描述性、形式与内容分离、 遵循严格的语法要求以及对多种语言的支持等特 点,给跨平台异构应用问的协同工作、基于语义的 智能数据搜索等重要领域带来重大突破。XML 高敏捷性、柔性和健壮性,关键和首要的问题是实 现企业的信息集成,而信息建模是实现信息集成 技术的基础,良好的信息模型可以使信息集成系 统具有较好的柔性和可扩展性,本文重点讨论信 息集成中的中性信息模型问题。 除了可以描述具有图和树结构的数据,还可以自 定义XML的DTD(Document Type Declaration) 和XSL(Extensible Stylsheete Language),以确定 XML文档的格式和显示。 1 建模语言XML技术简介 扩展标记语言XML(Extensible Markup Lan. guage)是一门新兴的面向Internet应用的标记语 言,它是由w3c(Word Wide Web Consortium)组 2 中性信息模型技术 中性信息模型指采用中型语言描述的、独立 于任何一种应用系统的定义数据属性的模型。 STEP标准中由EXPRESS语言所描述的信息模 型就属于中性信息模型。目前EXPRESS的支持 软件很少(只有STEP tools公司提供这一产品), 其支持软件中并不包含对数据约束的支持。 织于1998年1月制定的一种通用语言规范。 XML是SGML(标准通用标记语言)的一个子集, 与HTML一样都从SGML(标准通用标示语言) 衍生而来。XML区别于HTML的最大特点就是 XML是可扩展的,即它允许用户自己定义标记。 XML作为一种完全面向数据语义的置标语言,凭 能够满足信息集成的中性信息模型必须满足 两个条件:①能够描述各种数据格式,无论其是结 构化的还是半结构化的,无论其是支持所有的查 收稿日期:2005—03—15 基金项目:山东省科技发展计划重大课题(031110119) 作者简介:陈美云(1978一),女,山东招远人,硕士研究生,主要从事并行工程、信息集成等方面的研究 维普资讯 http://www.cqvip.com

第1期 陈美云等:基于XML的中性信息模型技术研究 7l 询语言还是简单的文本查询;②易于发布和进行 于其高度抽象性,其信息表达最不规范。如“产品 概念描述”、“制造资源描述”、“更改请求”就是这 一数据交换,集成后的数据可以方便地以多种格式 发布和便于应用交换数据。 2.1信息建模的基本方法 类工程信息,对应于一项产品开发过程中的所 有该类信息组成产品的工程信息模型。由于该类 信息难以结构化表达,因此,可采用功能活动建立 信息之间的联系。该模型只适用于信息共享系统 内部处理不同粒度的信息表达。 建立信息模型的过程就称为信息建模,其最 终目的是:对真实世界信息描述的形式化,可使之 通过计算机有效地处理、通信,而无需有关其资源 的知识,即无需了解有关信息所表示的概念、事 实、过程的知识。 建模过程一般采用三阶段方法,对于大型项 目可能采用四阶段方法,具体描述: 阶段1:确定基本对象,根据研究范围判定在 模型中需加以描述的主要事物,确定对象及其属 性并命名,在此基础上分类,确定对象之间的父子 关系。主要目的是建立模型的一般结构,确定描 述对象的主要方面。 阶段2:确定关系与属性,对阶段1的模型加 以精炼,确定对象的属性的数据类型及相互间的 关系等。 阶段3:确定约束,根据产品信息确定对象、 属性及其对象之间关系存在的普遍规则。 阶段4:模型集成,对于大型的信息模型分为 若干部分完成信息建模后,对部分信息模型集成 得到整体信息模型。 2.2信息模型的结构 按照以上的建模过程对应不同的建模阶段, 信息模型由工程信息模型、信息资源模型到规范 化信息模型…逐层细化,如图1所示。 图1 信息模型的建模流程图 Fig.1 Flow chart of information modeling 工程信息模型、信息资源模型和规范信息模 型的定义: 工程信息模型是面向应用的产品信息抽象。 该模型具有最丰富的工程语义,表达最灵活,但由 信息资源模型是用于表达概念模型的信息资 源抽象。它是工程信息模型的进一步描述。如 “通过特征造型设计出产品的几何形状”这样的描 述中,特征、产品和几何形状等概念的信息表达是 信息资源。信息资源模型中,各信息资源可具有 一定的结构,资源符合数据完整性约束。该模型 也只适用于信息共享系统内部处理不同粒度的信 息表达。 规范信息模型是经规范化处理的信息抽象。 它是信息资源模型的再处理,消除了资源之间可 能存在的冗余、冲突。该模型是无二义的产品信 息模型,适合于提供给任何需要使用该信息模型 的应用系统。 本文采用纯文本形式以树状结构描述工程信 息模型,按应用系统划分产品信息,每个应用系统 包含一组数据对象,构成了分系统的工程信息模 型。这些数据对象用于描述工程信息,是工程信 息模型中的基本语义描述单元。借助于形式化描 述语言XML,对各应用系统的数据对象进行描 述、抽象,得到各应用系统的信息资源模型。本文 采用文档类型定义(DTD)描述信息资源模型,信 息资源模型按功能单元(UOF)组织信息资源,每 一个UOF都由一组应用对象(Application Ob. jects)组成,不同的UOF可以包含共同的应用对 象,应用对象是信息资源模型中最底层的数据描 述元素,它是一个完整的基本语义表达单位。对 信息资源模型的再处理,消除之间可能存在的冗 余、冲突,得到无二义的规范化信息模型。 3基于XML中性信息模型实例 该信息模型的创建主要是基于船舶系统工程 部CAPE预研项目信息集成子项目进行的。 CAPE环境的实际情况是数据类型繁多、数据量 庞大、信息交互的实时性要求不高、需要共享的信 息大都是描述性的文本信息。 针对CAPE环境的具体情况,CAPE环境的 信息建模过程包含几个步骤: 维普资讯 http://www.cqvip.com

72 山东科技大学学报(自然科学版) 信息模 第25卷 (1)对一些有用的相关信息和数据进行收集, 即进行信息采集; (2)将采集到的信息进行处理,去除冗余数 据,并将数据进行结构化描述; “device—type—n”表的命名中,n与“design— specification”表中的编号相关联,表示设计方案n 蹬讣信息模型 管理信恳模 //\\\  中所采用的设备类型集合。 表2。选用设备类型 表 . (3)利用上述前面所讲到的信息模型的创建 Tab.2 Types of devices selected 步骤,建立基于XML技术的中性信息模型。 3.1 建立CAPE工程信息模型 通过对CAPE环境的各种信息进行整理分 析,按照不同的应用系统确定不同的应用域,每个 应用域内确定各个不同应用的数据,形成数据对 象.对一系列的数据对象形成文本描述。分析各 个数据对象,对其分类整理建立相互之间的父子 关系,最后形成树状结构的CAPE环境共享信息 模型的文本描述。CAPE环境中树状结构的文本 描述如图2所示。 系统功能 初步改想 系统组成 战术技术 战术技术指标 技术篮求 环境要求 战术技术 质量I1标、质量方针数据 质鬣体系数据 质量汁划数据 管 T作数据 围2 CAPE工程信息模型图 Fig.2 Engineering information modd in CAPE 3.2基于XML的中性信息模型 在本课题的研究过程中,通过有共享需求的 分系统之间的协商,定义不同分工模块共同认可 的信息模型标签,鉴于本课题需要共享的信息具 有实时性要求不高的特点,信息模型基于需要获 取信息的分系统的关系型数据库表格结构进行创 建。基于关系型数据库的两个关联表格(表1,表 2)创建的一个信息模型: 表1“设计指标 表 Tab.1 Design specification 名称 类型 鱼A 任 论 务 证 YL(鱼雷) 沉A 建 撤 议 告 SL(水雷) X声纳 TCsB(探测设备) DTD描述如下: (?xinI version=“1.0” encoding=“GB2312”?> <!一edited with XMLSPY v5 U (http://www.xmlspy.com)by et8(et8)一一> <!ELEMENT Design-specification (Device・Description,Description, Response.Time,Calculate-Precision, eDtect—Distance,Reliability,Noise, Launch—eDepth,Dispose—Number)> <!EI E^征:NT E ̄viee-Description(ID.Devi ̄Lists)> <!ELEMENT Description(#PCDATA)> <!ELEMENT Device-Lists(eDvice)+> <!EIEMENTl ̄wice(eDvi ̄Name,E ̄vice-Type)> <!ELEMENT Response-Time(#PCDATA)> <!ELEMENT Calculate.Prceision(#PCDATA)> <!ELEMENT Detcet—Distance(#PCDATA)> <!ELEMENT Reliability(#PCDATA)> <!ELEMENT Noies(#PCDATA)> <!ELEMENT Launch—eDepth(#PCDATA)> <!ELEMENT iDspose-Number(#PCDATA)> <!ELEMENT ID(#PCDATA)> <!ELEMENT Device—Name(#PCDATA)> <!ELEMENT eDvice—Type(#PCDATA)>该信息 模型对应的一个XML文档可如下表示: <?xmi version=“1.0”encoding=“GB23l2”?> <!DOCTYPEDesign—specifiaction SYSTEM “F:\work\program2\DTD\Design-specification4. dtd”> <Design-specifiaction> <Device-Description> <ID>l</ID> <Device—Lists> <Device> <Device—Name>鱼A</Device—Name> <Device—Type>YL(鱼雷)</Device—Type> </I)evice> <Device> (下转第84页) 维普资讯 http://www.cqvip.com

84 山东科技大学学报(自然科学版) 第25卷 和竞争机制来提高政府投资项目的效率。深圳模 什么样的业主项目管理。深圳模式主要依靠自身 式则市场化程度低一些。 力量,而上海模式主要依靠外界力量。 (8)上海模式由于采用“代建制”,由专业的工 根据我国的国情,不具备实施“代建制”的条 程管理公司代为管理,不会因项目数量及技术力 件。建议各地区可以先采用深圳模式,待条件成 量而影响管理效率。深圳模式的工务局由于人员 熟后再实施代建制改革,“代建制”是今后政府投 少,一旦项目多、任务紧、人员和技术力量不足时, 资项目管理模式改革的最终方向。可先将部分政 管理效率将会降低。 府投资项目采用“代建制”,取得一定的经验时,再 总之,上海模式改革更彻底,力度更大,效果 在该地区全面推行。可以把深圳模式看作是向上 更明显,比深圳模式更先进,是政府投资项目管理 海模式演变的一个阶段,也是外界力量的参与由 模式改革的方向。 少到多的变化过程。 3 结论 参考文献: [1]林鸣,马士华.动态联盟——项目管理新模式[M]. 在实际投资决策时,非盈利性政府投资项目 北京:电子工业出版社.2003。1~2, 管理模式改革可以采用深圳模式,即采用相对集 [2]尹贻林,闰孝砚.政府投资项目管理模式研究[M].天 中的专业化管理方式进行建设;也可以采用上海 津:南开大学出版社2002.34~39. 模式,即实施“代建制”,由工程项目管理公司或总 [3]严玲,尹贻林.对非经营性政府投资工程管理模式的 承包公司接受政府业主或业主代表的委托对政府 比较与选择[J].天津理工学院学报.2003,19(2):20~ 21. 投资项目进行全过程的管理,决定该项目应采用 (上接第72页) <Device.Name>沉A</Device.Name> 系,可以将数据表格中的每一行数据,都基于已经 <Device.Type>SL水雷</Device-Type> 设计好的信息模型的格式,用一个XML文档进 </,【)evice> 行表示。 <Device> <Device.Name>X声纳</Device.Name> 4 结论 <Device-Type>TCSB(探测设备)</Device- 基于XML的中性信息模型,具有信息模型 Type4> 与数据模型相分离的特点,可以为信息集成技术 </,【)evice> 提供层次清晰的概念,是信息集成过程中关键一 </,【)evice.Lists> 步。目前,XML广泛应用于信息技术中。因此,基 </Device-Description> 于XML建立中性信息模型是信息集成技术的发 <Description>方案1的设计指标以及选用 展趋势。 设备</Description> 参考文献: <Res ̄nse-Time>25分</Respons ̄Time> [1]清华大学CIMS中心.船舶CAPE信息集成需求分析 <Calculate.Precision>2</Calculate.Preci. 报告(修改稿)[R].北京:清华大学,2003, sion> [2]曾春平,王超.张鹏.XML鳊程从入门到精通[M].北 <Detect—Distance>10KM</,【)etect Distance> 京:北京希望电子出版社.2002. <Reliability>5h</Reliability> [3]Bilenko,M.Mooney,R.Cohen,W.Ravikumar.P.; <Noise>1 18db</Noise> Fienberg,S.Adaptive name matching in information in- <Launch-Deepth>200m</Launch-Deepth> tegration[J].IEEE,SEPTEMBER/OCtOBER 2003. (1):16~23. <Dispose-Number>10</Dispose—Number> [4]Rousset,Marie.Christine;Reynaud,Chanta1.Know1. <Device—Nanae/> edge representation for information integration[J].In. <Device—Type/> formation Systems。Information Systems,2004,(29): <ZDesign-specification> 3~22 信息模型与XML文档之间为一对多的关 

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