国防科学技术大学研究生院博+ 学位论文摘要异构数据集成是数据库和信息管理领域里长期关注的一个话题，其目的是实现网络中数据资源的信息共享和交换。尽管在数据库和网络技术的发展过程中，数据集成技术被不断充实和完善，但在我军信息化建设的背景以及装备保障信息集成与共享的需求牵引下，依然有大量的理论和技术问题需要解决。其中分布式异构数据源的模式集成和数据交换是核心问题。模式集成是指将数据源的逻辑模型集成到一个统一的、可共享的全局模式下，实现基于全局模式的信息共享和数据交换，基础是公共数据模型，主要用来屏蔽异构数据源数据模型的差异，并建立差异之间的转换关系。数据交换的核心是模式映射，它是异构数据源之间数据交换的规则。本文在装备保障信息集成背景下，主要研究异构装备保障数据源模式集成的公共数据模型、模式映射和数据交换技术。结合装备保障信息集成的需求，针对国内外相关技术在本文研究背景下的不足，论文主要进行了以下的研究工作：( 一) 提出以模式集成和数据交换为核心的异构装备保障数据源集成问题的解决方案。构建扩展超图数据模型作为异构装备保障数据源模式集成的公共数据模型，形式化定义了模型的基本组成、约束关系及转换操作。根据超图及其连通树理论，给出了数据模型的唯一连通树生成算法，在此基础上研究了扩展超图数据模型对高层数据模型的建模方法，给出了基于扩展超图连通树的模式集成方法。( 二) 为了支持异构数据源之间的数据交换，研究了基于扩展超图数据模型的异构数据源模式映射的构建方法。提出了一种有效映射集合的自动生成方法，该方法在给定异构数据源模式间匹配结果的基础上能够自动的实现满足结构关系、模式约束以及用户定义的有效映射集合。实验证明，本文提出的自动映射生成方法具有较高的运行效率，支持大规模的映射生成，同时映射关系表示为一种类查询语言形式，可以方便的转换为可执行的数据源操作语句，被大部分数据源管理工具( 例如D B M S ) 所支持。提出了一种基于分层机制的模式映射的优化方法。实验证明，采用本文提出的优化方法能够简化映射关系表达，减少映射存储空间，进而提高数据交换的效率。( 三) 针对大规模数据源之间的映射数量大，利用率低下等问题，提出了一种模映射管理框架，参考模型管理思想，将映射看作一种可管理的模型资源，定义基本的可重用操作。考虑间接映射以及层次映射在异构数据源，特别是保障数据源的模式映射中大量存在，且国内外对这两类映射的管理机制研究较少，本文重点研究了这两类映射的组合机制。给出了间接映射和层次映射的可组合性判定方法以及组合算法，实验证明了算法的有效性。本文提出的间接映射组合算法较第i 页圜防科学技术人学研究牛院博十学位论文已有的方法更能保持组合语义。( 四) 在公共数据模型与映射的相关理论的研究基础上，结合装备保障信息集成的实际情况，为提高信息共享和数据交换的效率，本文提出了三层的异构数据源的集成结构，重点研究了三层结构中的三个关键问题：( 1 ) 逻辑聚类层的数据源节点聚集模型和算法，将公共数据模型和模式映射相关理论应用到聚类层数据源模式集成与数据交换中；( 2 ) 面向域节点辖域内数据源的可靠数据交换，提出公共数据类型模型及其构建更新算法；( 3 ) 在全局层，将本文提出的公共数据模型进行描述逻辑封装，使其支持数据模型的语义行为，并将该语义封装的模型应用到Z 3 9 5 0 协议上，支持高级数据服务。( 五) 为了验证本文提出的相关理论，论文最后给出了一个装备保障数据源集成环境的系统实例，对系统的体系结构、主要模块以及相应的关键技术和解决方案进行了分析和设计。提出了基于工作流的数据集成任务定制和运行机制。最后，通过一个示例说明了集成系统的运行流程，分析了系统运行性能。主题词：异构装备保障数据源，模式集成，扩展超图数据模型，模式映射，聚集模型，数据交换第i i 页国防科学技术大学研究生院博+ 学位论文A B S T P A C TH e t e r o g e n o u sd a t as o u r c e si n t e g r a t i o nh a sb e e nah o t - s p o ti nt h ed o m a i no fd a t a b a s ea n di n f o r m a t i o nm a n a g e m e n tf o ral o n gt i m e T h eg o a lo fi n t e g r a t i o ni st or e a l i z ei n f o r m a t i o ns h a r i n ga n de x c h a n g i n gb e t w e e nd a t ap e e r si nt h en e t w o r k s A l t h o u g hd a t ai n t e g r a t i o nt e c h n o l o g i e sh a v eb e e ne n r i c h e da n ds o p h i s t i c a t e dc o n s t a n t l ya l o n gw i t ht h ed e v e l o p m e n to fd a t a b a s ea n dn e t w o r k , u n d e rt h eb a c k g r o u n do fi n f o r m a t i z a t i o nw i t ht h er e q u i r e m e n t so fe q u i p m e n ts u p p o r ti n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o n ,t h e r ea r es t i l lm a n yt h e o r e t i c a la n dt e c h n i c a lp r o b l e m ss t a n di nn e e dt ob es o l v e d ，t h ec o r eo fw h i c ha r es c h e m ai n t e g r a t i o na n dd a t ae x c h a n g i n g S c h e m ai n t e g r a t i o ni st oi n t e g r a t et h el o c a ld a t as o u r c es c h e m a si nt oas h a r a b l ea n dg l o b a lv i r t u a lo n e ，u n d e rw h i c ht h ei n f o r m a t i o ns h a r i n ga n dd a t ae x c h a n g i n gb e t w e e nl o c a ld a t as o u r c e sc a nb er e a l i z e d T h ec o r ep r o b l e m so fs c h e m ai n t e g r a t i o na r et h ec o m m o nd a t am o d e la n ds c h e m am a p p i n g ，w h i l et h ef o r m e ri st os h i e l dt h ed i f f e r e n c e sb e t w e e nh e t e r o g e n e o u sd a t as o u r c em o d e l sb yc o n s t r u c t i n gt h et r a n s f o r m a t i o nr e l a t i o n s h i p sb e t w e e nt h o s ed i f f e r e n c e s ，a n dt h el a t e ri st h er u l eo fd a t ae x c h a n g i n g ，w h i c hC a nb es e e na st h et a c h ea m o n gd a t as o u r c e s I nt h i st h e s i s ，t h ep r o b l e m ss u c ha sc o m m o nd a t am o d e l ，s c h e m am a p p i n ga n dd a t ae x c h a n g eo fh e t e r o g e n e o u se q u i p m e n ts u p p o r td a t as o u r c e sa r es t u d i e d C o n s i d e r i n gt h ea c t u a lb a c k g r o u n do fe q u i p m e n ts u p p o r ti n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o n , a n da i m i n ga tt h ed e f e c t so fe x i s t i n gr e s e a r c hr e s u l t s ，s t u d i e sm a d ei nt h et h e s i sa r ea sf o l l o w s ：( 1 ) B ya n a l y z i n gt h eh e t e r o g e n e o u sc h a r a c t e r i s t i c s ，w eu s es c h e m ai n t e g r a t i o na n dd a t ae x c h a n g e 勰t h es o l u t i o nt ot h ee q u i p m e n ti n t e g r a t e ds u p p o r ti n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o n Ag r a p h e da n dl a y e r e dd a t am o d e ln a m e de x t e n s i o nh y p e r g r a p hd a t am o d e l( d e n o t e da sE H D M ) b a s e do nh y p e r - g r a p hi sc o n s t r u c t e da st h ec o m m o nd a t am o d e lf o ri n t e g r a t i o n W ef o r m a l l yd e f m eE H D Mi n c l u d i n gi t sc o m p o n e n t s ，c o n s t r a i n t sa n d t r a n s f o r m a t i o n sb a s e dt h et h e o r yo fh y p e r - g r a p ha n di t sc o n n e c t e dt r e e Au n i q u ec o n n e c t e d t r e eg e n e r a t i o na l g o r i t h mi Sg i v e n ，a n dt h em e t h o d sf o rm o d e l l i n gh i g h l e v e ld a t am o d e la n di n t e g r a t i o nu s i n gE H D Ma n di t sc o n n e c t e d - t r e ea r ep r o v i d e d ( 2