于　洋，張錫強(qiáng)

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基于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)信息資源目錄及ETL模型研究

于洋，張錫強(qiáng)

摘 要：雖然國(guó)內(nèi)多個(gè)部門和組織建立了為自己所用的信息資源目錄，但企業(yè)各部門間還沒有建立完善共享的企業(yè)信息資源目錄。在企業(yè)信息領(lǐng)域的“信息孤島”問題的基礎(chǔ)上，探討如何實(shí)現(xiàn)企業(yè)部門間信息共享。結(jié)合ISO/IEC 19763中的信息模型注冊(cè)規(guī)范、映射信息注冊(cè)規(guī)范，結(jié)合信息資源目錄的特性、編目原則及其數(shù)據(jù)模型，設(shè)計(jì)了基于信息資源目錄的ETL技術(shù)模型，構(gòu)建了基于信息資源目錄的企業(yè)信息資源共享系統(tǒng)架構(gòu)。結(jié)合ISO/IEC 19763中的信息模型注冊(cè)規(guī)范、映射信息注冊(cè)規(guī)范，提出了基于企業(yè)信息資源的共享模型，打破各異構(gòu)系統(tǒng)之間的隔閡，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)信息資源的統(tǒng)一化管理，使企業(yè)間信息資源達(dá)到共享的目的，為企業(yè)人員和公眾用戶提供全面的檢索以及獲企業(yè)信息資源的管理及服務(wù)體系。

關(guān)鍵詞：企業(yè)信息化；信息資源目錄；ETL技術(shù)；企業(yè)信息整合

0　引言

企業(yè)的“十一五”和“十二五”期間重點(diǎn)解決數(shù)據(jù)整合問題。目前，在電子政務(wù)領(lǐng)域，經(jīng)過研究提出了關(guān)于“信息資源目錄”的信息整合理論與技術(shù)方法，并在多地政府的電子政務(wù)應(yīng)用對(duì)它的可行性得到了驗(yàn)證。并且電子政務(wù)就“信息資源目錄”發(fā)布了系列標(biāo)準(zhǔn)[1]。它的核心思想就是對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)實(shí)現(xiàn)邏輯上的集成。為了解決企業(yè)的各個(gè)專業(yè)信息系統(tǒng)之間彼此封閉，缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，這些系統(tǒng)大多數(shù)為分散建設(shè)，系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)不能進(jìn)行交換，形成了一個(gè)個(gè)的信息孤島的問題。本著資源整合、盡量減少重復(fù)性建設(shè)的基本原則，使用結(jié)合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)體系的 ETL技術(shù)針對(duì)數(shù)據(jù)的獲取方式、轉(zhuǎn)換、加載過程進(jìn)行詳細(xì)描述，將企業(yè)原有的各業(yè)務(wù)系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行集成整合，能更好地描述和共享信息資源，以滿足企業(yè)信息共享的需求。從而使不同專業(yè)的用戶從不同的異構(gòu)的數(shù)據(jù)庫中獲取想要的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)異構(gòu)數(shù)據(jù)源的透明訪問。

1　ETL技術(shù)的概述

數(shù)據(jù) ETL（Data Extraction，Transformation and Loading）主要是用來實(shí)現(xiàn)這種異構(gòu)多數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)集成工作的[2]，其概念模型如圖1所示：

圖1　ETL概念模型

ETL技術(shù)是把各個(gè)孤立的異構(gòu)數(shù)據(jù)源中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)抽取、轉(zhuǎn)換并加載到目的數(shù)據(jù)庫中。本文結(jié)合原有的ETL技術(shù)，結(jié)合企業(yè)信息資源目錄體系，以企業(yè)信息資源分級(jí)分類為基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息資源的深度利用和共享，并采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對(duì)企業(yè)信息進(jìn)行采集、分類、加工、存儲(chǔ)及發(fā)布。數(shù)據(jù)的抽取[3]從不同的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、不同的操作系統(tǒng)平臺(tái)、不同的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及數(shù)據(jù)格式、不同的應(yīng)用中抽取數(shù)據(jù)。在轉(zhuǎn)換過程中，將異構(gòu)數(shù)據(jù)源中抽取的源數(shù)據(jù)按照ISO/IEC 19763中信息模型注冊(cè)規(guī)范注冊(cè)到源數(shù)據(jù)模型中，將目標(biāo)數(shù)據(jù)注冊(cè)到數(shù)據(jù)模型中。根據(jù)ISO/IEC 19763中的映射信息注冊(cè)規(guī)范將源數(shù)據(jù)模型和目標(biāo)數(shù)據(jù)模型建立映射模型，這樣使信息目錄更加的規(guī)范化和廣泛的應(yīng)用化，并且語義交互性更強(qiáng)。最終將源數(shù)據(jù)加載到目標(biāo)數(shù)據(jù)庫中。

例如某采油廠目前采油工程與地面工程的專業(yè)數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在 A數(shù)據(jù)庫中，該采油廠原有一些系統(tǒng)的運(yùn)行需要有它自己的格式要求，另一方面在本地?cái)?shù)據(jù)庫中保存數(shù)據(jù)的備份方便用戶的應(yīng)用。因此，用戶要求開發(fā)將 A數(shù)據(jù)庫中的采油與地面工程專業(yè)數(shù)據(jù)同步到采油廠共享平臺(tái)中。這就需要運(yùn)用 ETL技術(shù)將各地?cái)?shù)據(jù)自動(dòng)或手動(dòng)方式上傳到采油廠數(shù)據(jù)中心，通過清洗、轉(zhuǎn)換，得到可供采油廠使用的數(shù)據(jù)，并存放于采油廠數(shù)據(jù)中心。將這些不同格式、不同位置、不同標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)整合到一起離不開 ETL技術(shù)。

ETL技術(shù)是將 A數(shù)據(jù)庫中（采油工程、地面工程）的數(shù)據(jù)以全量的方式抽取出來，根據(jù)定義的數(shù)據(jù)表映射關(guān)系和規(guī)則將數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最終加載到采油廠共享平臺(tái)（目標(biāo)數(shù)據(jù)庫），ETL實(shí)現(xiàn)機(jī)制如圖2所示：

圖2　ETL機(jī)制圖

2　企業(yè)信息資源目錄

如下圖3所示：

圖3　目錄體系概念模型

企業(yè)信息資源目錄體系是以實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息資源的深度利用和共享為目的，以企業(yè)信息資源分級(jí)分類為基礎(chǔ)，以企業(yè)信息資源元數(shù)據(jù)以及網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為技術(shù)支撐，采用ISO/IEC 19763中的信息模型注冊(cè)規(guī)范、映射信息注冊(cè)規(guī)范對(duì)企業(yè)信息進(jìn)行采集、分類、加工、存儲(chǔ)及發(fā)布，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)信息資源的序化管理，為企業(yè)人員和公眾用戶提供取企業(yè)信息資源的管理及服務(wù)體系[4]。它由標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)庫、目錄等要素構(gòu)成，標(biāo)準(zhǔn)主要包括國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、信息元數(shù)據(jù)、資源分類、標(biāo)識(shí)符編碼及安全等標(biāo)準(zhǔn)。企業(yè)信息資源元數(shù)據(jù)庫是企業(yè)信息資源目錄體系的組成部分，核心元數(shù)據(jù)來源于企業(yè)信息資源元數(shù)據(jù)庫，可直接來源于企業(yè)信息資源庫。結(jié)合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 11179元數(shù)據(jù)模型注冊(cè)標(biāo)準(zhǔn)將信息資源的核心元數(shù)據(jù)進(jìn)行編目注冊(cè)，使得企業(yè)信息資源更加標(biāo)準(zhǔn)化、通用化并便于統(tǒng)一管理，核心元數(shù)據(jù)[5]由數(shù)據(jù)資源核心元數(shù)據(jù)以及服務(wù)資源核心元數(shù)據(jù)兩類組成。企業(yè)信息資源元數(shù)據(jù)庫是在企業(yè)核心元數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，分為資源目錄和服務(wù)目錄，數(shù)據(jù)資源核心元數(shù)據(jù)形成資源目錄，服務(wù)資源核心元數(shù)據(jù)形成服務(wù)目錄。

例如某采油廠信息資源目錄的建立過程中，資源目錄是將具有代表性的專業(yè)數(shù)據(jù)按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則，結(jié)合油田的數(shù)據(jù)特點(diǎn)，而應(yīng)用在企業(yè)中則按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對(duì)分散在各級(jí)企業(yè)部門、各領(lǐng)域、各地區(qū)信息資源進(jìn)行整合和組織形成邏輯上集中、物理上分散、可統(tǒng)一管理和服務(wù)的企業(yè)信息資源目錄，核心元數(shù)據(jù)包含6個(gè)必選的元數(shù)據(jù)實(shí)體和元數(shù)據(jù)元素[6]，它們分別是：信息資源名稱、信息資源摘要、信息資源提供方、信息資源分類、信息資源標(biāo)識(shí)符和元數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)符來提供有關(guān)企業(yè)信息資源的標(biāo)識(shí)、內(nèi)容、管理、維護(hù)的描述信息。實(shí)現(xiàn)如表格1所示：

表1　信息資源目錄生成表

資源子項(xiàng) 　Picklist表結(jié)構(gòu)及內(nèi)容或資源責(zé)任方 　某油田公司資源描述井型PK_WELLTYPE，井別代碼PK_WEL_STAT，井口限制類PK_WH_CNTYP井口部件分組PK_WH_GRO，井口方式PK_WH_METHD井口名稱PK_WH_NAME，井口類型PK_WH_TYPE，采出方式代碼PC_PK_PROD_METHOD更新周期 　實(shí)時(shí)更新、長(zhǎng)期有效（年月日天周）數(shù)據(jù)采集途徑業(yè)務(wù)流程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)/面向?qū)ο蟛杉臄?shù)據(jù)/綜合統(tǒng)計(jì)形成可共享情況 　可共享或不可共享或部門內(nèi)可共享共享方式 　數(shù)據(jù)庫或文件涉及的數(shù)據(jù)庫支撐 　A主數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)備注

（4）應(yīng)用層是目錄服務(wù)向用戶的展示層。用戶使用應(yīng)用層提供的各類工具進(jìn)行信息資源的檢索、查詢、訪問，也可進(jìn)行信息資源的著錄和注冊(cè)，以及對(duì)目錄庫進(jìn)行管理。

3　基于企業(yè)信息資源目錄的ETL模型架構(gòu)

目錄體系的體系結(jié)構(gòu)如圖4所示：

圖4　目錄體系總體結(jié)構(gòu)圖

企業(yè)信息資源共享系統(tǒng)可以為今后信息系統(tǒng)的開發(fā)提供一個(gè)統(tǒng)一的基礎(chǔ)信息平臺(tái)，即單一集中的、便于網(wǎng)絡(luò)訪問的信息平臺(tái)。通過信息資源共享系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部橫向部門和縱向部門間的信息目錄與業(yè)務(wù)功能目錄的相互轉(zhuǎn)換、掛接、交換與集成[8]。信息資源共享就是要解決分散在不同部門、不同地域的、不同類別的信息資源的集成增值問題。因此該整合系統(tǒng)的技術(shù)核心必須能夠解決數(shù)據(jù)一致性與集成化問題，從而能夠從所有傳統(tǒng)環(huán)境與平臺(tái)中采集數(shù)據(jù)。并利用一個(gè)單一解決方案對(duì)其進(jìn)行高效的轉(zhuǎn)換，將分散的異構(gòu)信息資源體系，在兼顧信息資源現(xiàn)有配置與管理狀況的條件下實(shí)現(xiàn)無縫集成。在新的信息交換與共享平臺(tái)上，開發(fā)新應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)信息資源的最大增值，ETL正是用來實(shí)現(xiàn)這種異構(gòu)多數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)集成。它是將異構(gòu)分散的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)(文件、圖紙、圖片、錄像等)異構(gòu)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理利用，集成不同應(yīng)用系統(tǒng)[9]。

結(jié)合基于ISO/IEC 19763中的信息模型注冊(cè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)[10]，根據(jù)元數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)與資源類別相對(duì)應(yīng)的元數(shù)據(jù)庫。元數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)通過 ETL技術(shù)從企業(yè)信息資源數(shù)據(jù)源庫中抽取過來，針對(duì)每個(gè)元數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)獨(dú)立的ETL過程，對(duì)于非數(shù)據(jù)庫信息資源根據(jù)其資源屬性抽取到相對(duì)應(yīng)的元數(shù)據(jù)庫中。元數(shù)據(jù)庫與企業(yè)信息資源數(shù)據(jù)源存在著映射關(guān)系，當(dāng)用戶通過統(tǒng)一入口提交查詢服務(wù)時(shí)，根據(jù)元數(shù)據(jù)庫提供的特征找到對(duì)應(yīng)的信息資源[11]，在映射關(guān)系的建議過程中，結(jié)合ISO/IEC 19763中的映射信息注冊(cè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)提供了互操作性元模型框架(MFI），結(jié)合石油領(lǐng)域的映射需求，應(yīng)用映射技術(shù)建立基本映射注冊(cè)元模型[12]，并解決異構(gòu)模型之間如何建立映射，并將映射與映射關(guān)系進(jìn)行注冊(cè)。并對(duì)映射度進(jìn)行了擴(kuò)展，來解決多異構(gòu)數(shù)據(jù)源間的互映射的復(fù)雜問題。

基于企業(yè)信息資源目錄的 ETL交換模型的構(gòu)架如圖 5所示：

目錄體系總體技術(shù)框架[6]主要包括資源層、目錄層、服務(wù)層、應(yīng)用層，具體描述如下：

（1）資源層是指各級(jí)企業(yè)部門可以公開用于部門間共享的企業(yè)信息資源，包括各類共享信息庫、共享文件庫、門戶網(wǎng)站等資源。

（2）目錄層包括專項(xiàng)資源目錄庫和共享資源總目錄庫。各級(jí)企業(yè)部門可以根據(jù)協(xié)同應(yīng)用的需要建立部門間共享指標(biāo)項(xiàng)目目錄庫；根據(jù)對(duì)公服務(wù)應(yīng)用的需要建立門戶網(wǎng)站服務(wù)目錄庫；根據(jù)本領(lǐng)域應(yīng)用特點(diǎn)建立相應(yīng)的專項(xiàng)資源目錄庫。隨著專項(xiàng)資源目錄庫建設(shè)的不斷成熟，共享資源總目錄庫也逐漸形成。

（3）服務(wù)層主要包括目錄體系向應(yīng)用層或其它應(yīng)用系統(tǒng)提供各類應(yīng)用服務(wù)接口，以方便應(yīng)用的調(diào)用、目錄體系與交換體系的互通，目錄體系之間的信息交換和訪問。

圖5　基于企業(yè)信息資源目錄的ETL技術(shù)總體架構(gòu)

主要分為5大部分：以資源目錄為入口、以交換平臺(tái)為工具、以數(shù)據(jù)中心為支撐、以認(rèn)證授權(quán)系統(tǒng)為保障、以企業(yè)門戶為資源展現(xiàn)平臺(tái)的五位一體共享交換模式[13]?；A(chǔ)層是由網(wǎng)絡(luò)，基礎(chǔ)資源管理和基礎(chǔ)資源目錄系統(tǒng)等為基礎(chǔ)，為平臺(tái)提供硬件的支撐。數(shù)據(jù)層相當(dāng)于數(shù)據(jù)處理中心，通過審核和處理，運(yùn)用ETL技術(shù)，將企業(yè)間的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)抽取出來，并建立相應(yīng)的映射關(guān)系，最終建立資源目錄庫，來提供數(shù)據(jù)訪問、管理等服務(wù)。應(yīng)用層主要包括目錄體系向其他層或應(yīng)用系統(tǒng)提供各類應(yīng)用服務(wù)接口，來方便進(jìn)行資源目錄的調(diào)用、目錄體系與交換體系的互通，各目錄體系進(jìn)行、信息的交換和互訪[14]。展示層是企業(yè)門戶為資源展現(xiàn)平臺(tái)，用戶使用應(yīng)用層提供的各類工具進(jìn)行企業(yè)信息資源的檢索、查詢、訪問，也可進(jìn)行企業(yè)信息資源的編目和注冊(cè)，以及對(duì)資源目錄庫進(jìn)行管理。集成層[15]包含服務(wù)、數(shù)據(jù)、流程、門戶及內(nèi)容等五方面的管理與集成能力，為本系統(tǒng)與周邊其它各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的對(duì)接和應(yīng)用的協(xié)同處理提供支撐數(shù)據(jù)管理與集成，提供元數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)整合等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理功能。并為上層應(yīng)用和外部系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)共享服務(wù)，提供相應(yīng)的信息標(biāo)準(zhǔn)體系，擔(dān)當(dāng)各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)間的服務(wù)總線，降低系統(tǒng)間交互的復(fù)雜性，為各業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的管控、共享和應(yīng)用提供支撐服務(wù)管理與集成。

結(jié)合該采油廠的實(shí)際情況及其信息資源的特點(diǎn)，建立的基于企業(yè)信息資源目錄的多源 ETL系統(tǒng)已經(jīng)得以應(yīng)用，油田信息資源的目錄實(shí)現(xiàn)如圖6所示：

圖6　油田信息資源目錄ETL系統(tǒng)界面

油田數(shù)據(jù)信息資源目錄將以樹狀的結(jié)構(gòu)展示出來，該系統(tǒng)可以對(duì)提供對(duì)專業(yè)分類下的數(shù)據(jù)表字段結(jié)構(gòu)的查看功能，并對(duì)信息資源進(jìn)行添加刪除和修改。

4　總結(jié)

通過數(shù)據(jù)交換和整合系統(tǒng)，提出了一種信息共享架構(gòu)，將 ETL技術(shù)應(yīng)用于企業(yè)信息資源的管理和共享，制定數(shù)據(jù)交換任務(wù)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的采集、接收、抽取、傳輸、轉(zhuǎn)換等功能。最終將數(shù)據(jù)加載到整合資源庫中，并針對(duì)各數(shù)據(jù)主題，實(shí)現(xiàn)資源整合庫的目錄管理。該技術(shù)架構(gòu)具有高度的數(shù)據(jù)集成性并能良好的處理異構(gòu)型數(shù)據(jù)等特點(diǎn)，并在大慶石油有限公司某采油廠得以驗(yàn)證并使用。該模型打破了企業(yè)間各異構(gòu)系統(tǒng)之間的隔閡，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一入口訪問不同的信息資源。經(jīng)過驗(yàn)證使用，該理論可以得以廣泛應(yīng)用，并可以真正為我國(guó)企業(yè)信息資源整合建設(shè)提供理論依據(jù)，并具有一定的可操作性。

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中圖分類號(hào)：TP311

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1007-757X(2016)07-0056-04

收稿日期：（2016.04.05）

作者簡(jiǎn)介：于 洋（1991-），女，黑龍江省，東北石油大學(xué)計(jì)算機(jī)與科學(xué)技術(shù)學(xué)院，碩士研究生，研究方向：軟件工程與軟件集成，大慶，163318張錫強(qiáng)（1992-），男，黑龍江省，東北石油大學(xué)計(jì)算機(jī)與科學(xué)技術(shù)學(xué)院，碩士研究生，研究方向：虛擬現(xiàn)實(shí)方向，大慶，163318

Research on Enterprise Information Resources Directory and ETL Model Based on International Standard

Yu Yang, Zhang Xiqiang
(Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China)

Abstract:Although several domestic departments and organizations have established the information resources directory for their own use, but there is no perfect-shared information resources directory between various departments of enterprise. On the basis of ‘Information island’ problem in the field of enterprise information, it discusses how to implement information sharing between the corporate sectors. The innovation of this method is that it combines the registration specification of information models and mapping information in ISO/IEC 19763, integrates the characteristics, cataloguing principles and data model of the information resource, and then it designs the model of ETL technology based on information resource directory to build up the enterprise information resource sharing based on the information resource catalog system architecture. Combining the registration specification of the information models and mapping information in ISO/IEC 19763, it proposes the shared model based on the enterprise information resource, break the barriers between the heterogeneous system, and realize the unification of enterprise information resources management. It helps the enterprise to achieve the purpose of sharing information resources, and provides the enterprise staffs and the public users with the management and service system for comprehensive retrieval and obtainment of enterprise information resource.

Key words:Enterprise Information; Information Resources Directory; ETL Technology; Enterprise Information Integration