《毕业论文-中国地震局前兆网络观测系统中统一数据访问平台的设计与实现》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业论文-中国地震局前兆网络观测系统中统一数据访问平台的设计与实现（66页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 北京航空航天大学毕业设计(论文) 第 4 页 单位代码 10006 学 号 37060410 分类号 TP311.52 密 级 毕业设计(论文)中国地震局前兆网络观测系统中统一数据访问平台的设计与实现院（系）名称计算机学院 专业名称计算机科学与技术北京航空航天大学 本科生毕业设计（论文）任务书、毕业设计（论文）题目： 中国地震局前兆网络观测系统中统一访问平台的设计与实现 、毕业设计（论文）使用的原始资料（数据）及设计技术要求： 实现一个统一数据访问平台，建立规范统一的数据存取格式与数据访问标准，支持多种异构数据库的统一访问，提供明确的应用视图，使数据库与上层应用松耦合，支持事务性、数据变更记
2、录，提高扩展性。 、毕业设计（论文）工作内容： 了解地震数据集成现状和需求后，分析数据的海量性和应用的多样性，提出三层视图、两级映射的对象关系映射模型，设计并实现了统一数据访问平台。通过本系统可以对异构的数据资源进行统一的存取访问，并对上层应用集成所需要的数据，提供支持事务性、数据变更记录的数据访问管理。 、主要参考资料：萨师煊,王珊.数据库系统概论（第三版）.高等教育出版社. 何 涛,刘君强,张学斌.异构数据源数据集成的研究.计算机工程与科学. 朱韵篪,李双庆.基于XML的分布式数据交换中间件研究.计算机应用. Liyan Liu,Hua Li.Metadata Model in Grid
3、Database and its Application.The 9th International Conference on computer Supported Cooperative Work in Design. Giovanni Aloisio, Massimo Cafaro, Sandro Fiore. The Grid-DBMS: Towards Dynamic Data Management in Grid Environments. Proceedings of IEEE ITCC 2005, Vol. II. 计算机学院 学院（系） 计算机科学与技术 专业 370604
4、班 中国地震局前兆网络观测系统中统一数据访问平台的设计与实现摘 要在国家地震前兆台网，由于全国各地地震信息化的建设情况参差不齐，各单位数据库类型不同，数据表结构也有差异，形成了数据资源分布性、异构性以及自治性的特点。这导数据难以统一管理，不同行政区域部门之间的数据的共享、协同和综合利用困难重重，阻碍了地震监测、地震预报、震源分析等数据需求量大、计算环境复杂的大型应用的开展。地震行业缺乏一个有效的数据统一管理手段，导致这些各单位独立开发的系统难以将全国的数据统一化并上报到国家中心开展行业应用。针对地震行业的现状和需求，基于对现有数据中间件实现的分析和主流数据平台的研究，结合虚拟视图和对象关系映射
5、的思想，本文提出并实现了基于对象关系映射的统一数据访问平台。本系统的总体思路是统一管理各个数据源中的异构的数据对象，建立一个统一的全局逻辑视图，通过这种逻辑视图屏蔽底层数据的异构性，并在逻辑视图之上，为不同的应用提供相应的应用视图，使得各个应用可以根据自己的需求制定不同的应用对象，对系统中特定的数据对象进行增删查改的操作，实现对数据资源的统一管理。系统还建立了规范统一的对象存取标准，面向应用模块提供了事务性和数据变更记录等功能的全面支持。关键词 数据，视图，映射，统一，异构The Design and Implementation of the Unified Data Access Plat
6、form in Seismological Precursory Instruments Observation Network System of ChinaAuthor：Chen JianTutor：MA Shi-longAbstractKey words: Data resource management, Metadata, Global view, Data integrity中国地震局前兆网络观测系统中统一数据访问平台的设计与实现1. 论文选题的背景与意义1.1 课题来源本课题来源于北京航空航天大学软件开发环境国家重点实验室承担的“国家地震网络计算应用系统”项目。由于地震行业中的数
7、据资源数据量大，系统应用复杂多样，下层设备种类繁多，地震系统对于数据有着特殊的要求，而一般的数据访问平台没有很好的适应其应用需求，因此要求本课题对统一的访问存取标准进行研究，提出并实现了基于对象关系映射的数据统一访问平台1.2 研究背景课题背景在国家地震前兆台网中，中国数字地震观测网络是围绕防震减灾工作的监测预报、震灾预防和紧急救援三大工作体系，是实现地震检测预报的数字化网络化，全面提高监测预报水平的基础设施之一。在该项目的基础上开展的地震活断层探测和地震危险性评估，为工程的抗震设防积累实测数据；建立完善的全国抗震救灾指挥体系，做到信息的快速准确上报，和决策的准确快速下达。在中国地震局前兆系统
8、中，基础前兆观测数据的采集、存储均由各行政区域的省局和台站去完成，形成了数据资源的分布式管理现状。由于全国各地地震网络的建设情况参差不齐，各单位数据库类型不同，数据表结构也有差异，形成了数据资源分布性、异构性以及自治性的特点。这导致数据难以统一管理，不同行政区域部门之间的数据的共享、协同和综合利用困难重重，阻碍了地震监测、地震预报、震源分析等数据需求量大、计算环境复杂的大型应用的开展。因此在地震前兆行业中，各级单位与机构虽然拥有大量丰富的设备资源，但是由于缺乏一个统一的、有效的数据访问与管理机制，形成大量数据孤岛。这些孤岛影响了地震前兆行业内业务的进一步发展，妨碍了地震前兆行业在国民经济建设中
9、发挥更大作用。地震行业缺乏一个有效的数据统一管理手段，导致这些各单位独立开发的系统难以将全国的数据统一化并上报到国家中心开展行业应用。寻找一种有效的统一访问和集成方案，实现数据资源的统一管理，是本文研究的重点。数据访问中间件的引入数据访问中间件是客户端(表示层)和数据库之间的一个中间层, 它完成所有的数据逻辑操作( 例如数据转换, 数据排序, 数据统计等) , 业务逻辑层将用户和数据访问的复杂性相隔离, 将表示层所有的数据访问请求提取到数据访问中间件中。面向数据库的中间件使开发人员可以通过单一、良好的API访问数据库资源，是解决异质平台、异质环境、异质数据库的统一访问、统一存取的最佳方案。数据
10、访问中间件的工作原理地震行业缺乏一个有效的数据统一管理手段，导致这些各单位独立开发的系统难以将全国的数据统一化并上报到国家中心开展行业应用。寻找一种有效的统一访问和集成方案，实现数据资源的统一管理，是本文研究的重点。1.3 国内外研究现状1、异构数据集成技术异构数据集成采用XML这种标准、开放的数据结构来表示数据信息。XML是一种半结构化的数据模型，它具备的诸多特性使其可以描述不规则的数据，集成来自不同数据源的数据，并可以将多个应用程序所生成的数据纳入同一个XML文件中。因此，将XML作为集成系统中集成层的数据描述工具和转换工具是海量异构数据集成技术和系统的必然选择。数据访问中间件借助于元数据
11、字典，集成为统一视图。虚拟数据库的建立过程是针对所有数据源数据模式的抽取过程，它将各应用系统数据库中的不同数据表示成形式统一的数据视图。上层（接口层）针对虚拟数据库进行，与具体应用数据库无关，因此能够将采用目前流行、成熟的软件构件方法开发的构件集成到任意一个应用系统中, 具有构件集成简单、与数据库联系紧密等特点。另外，集成存取处理模块可以用来实现对异构数据的存取、查询等功能。数据访问中间件为用户提供针对特定集成应用而设计的虚拟集成视图。虚拟集成视图是一个虚拟关系（或虚拟对象类）的集合。采用XML 作为集成系统的公共模型，用一个DTD描述集成层的一个虚拟对象类，一个元素对应虚拟对象类的一个属性，
12、所有虚拟对象类的DTD组成集成系统的集成模式。根据不同用户的不同需求，可定义不同的XSL样式表，屏蔽部分对象或对象属性，改变对象显示形式，提供不同的用户视图。2、ORM模型ORM技术是一种为了解决面向对象与关系数据库存在的互不匹配的现象的技术。Hibernate也是目前Java开发中最为流行的数据库持久层框架，Hibernate优点：1、透明持久化(Persistent) 2、事务Transaction (org.Hibernate.Transaction)3、它没有侵入性，即所谓的轻量级框架。 4、移植性会很好。 5、缓存机制。提供一级缓存和二级缓存。 6、简洁的HQL编程。但是在地震系统中
13、，hibernate不能很好的适应本系统的需求，主要原因有以下几点：1、系统设计大量输出的处理，而hibernate在select在大量数据操作时的效率很低，批量数据处理时，效率低。2、对于表结构的变动，hibernate必须重新编码。3、对于上层模块的事务要求，逻辑要求不能很好的支持。4、hibernate内部复杂，出现问题不易分析调试和更改。1.4 研究目标本文的研究目标是在了解地震数据应用的现状和需求后，借鉴主流数据平台的设计与实现，重新设计并实现了基于对象关系映射的数据统一访问平台。通过本文提出的系统可以统一系统数据存取访问标准，提高系统的集成扩容能力，提高应用程序进行数据操作的便捷性，提高系统的可扩展性。针对地震系统中数据资源的特点和应用需求，论文的研究内容概括为以下几点：1设计ORM架构，建立统一对象存取标准建立规范统一的数据存取格式与数据访问标准2建立数据访问中间件，屏蔽底层数据库细节提供简捷明确的应用视图，面向应用屏蔽底层数据组织细节，支持用户对数据对象的定制，向下协调各数据库系统，向上集成应用所需的特定数据。3面向应用提供数据服务为上层特定应用模块提供所需数据服务，支持事务性、数据变更
