基于信息網(wǎng)格技術(shù)的中醫(yī)藥異質(zhì)、異構(gòu)、分布式、聯(lián)邦型多庫

融合共享平臺

內(nèi)容簡介研究背景研究目標(biāo)及內(nèi)容系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)主要組成關(guān)鍵實現(xiàn)技術(shù)及特點總結(jié)研究背景目前，在世界范圍內(nèi)已經(jīng)建立了大量的中醫(yī)藥數(shù)據(jù)庫及其相關(guān)的天然產(chǎn)物數(shù)據(jù)庫。國內(nèi)：南京中醫(yī)藥大學(xué)編寫?中華本草中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所的760味中藥數(shù)據(jù)庫、中醫(yī)研究院中醫(yī)藥信息所的中醫(yī)藥文獻庫、醫(yī)藥成果數(shù)據(jù)庫，中醫(yī)研究院中藥所的中草藥數(shù)據(jù)庫，國家醫(yī)藥管理局的中國藥學(xué)文摘數(shù)據(jù)，北京中醫(yī)藥大學(xué)建立的中醫(yī)方劑數(shù)據(jù)庫等等。國外：美國化學(xué)文摘數(shù)據(jù)庫、香港中文大學(xué)中藥研究中心的中藥毒副作用數(shù)據(jù)庫等等。1998年2月，美國哥倫比亞大學(xué)利用在印度召開“國際藥用植物保護、利用、貿(mào)易和文化傳統(tǒng)大會〞的時機，組織了有關(guān)國際傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫資源共享問題的專題討論會。美國哥倫比亞大學(xué)組織該工程的長期目的是，將全球范圍內(nèi)的傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫聯(lián)合起來，建立一個共享平臺，使全球?qū)Υ烁信d趣的人能夠同時使用所有的傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫。1999年，我們進行分布式數(shù)據(jù)庫的檢索優(yōu)化和異質(zhì)異構(gòu)多數(shù)據(jù)庫融合系統(tǒng)的研究〔局域網(wǎng)〕。2000年，我們采用Webservices實現(xiàn)了國內(nèi)第一個異質(zhì)異構(gòu)中醫(yī)藥數(shù)據(jù)庫資源的Web共享平臺，實現(xiàn)了最初的中醫(yī)藥網(wǎng)格模型。研究目標(biāo)及內(nèi)容本工程的研究目標(biāo)及內(nèi)容是利用計算機網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)，以及已有的中醫(yī)藥根本數(shù)據(jù)庫資源，構(gòu)造一個能夠在Internet環(huán)境下融合各個分布式、自治、異質(zhì)異構(gòu)的中醫(yī)藥數(shù)據(jù)資源的，并能為用戶提供一個統(tǒng)一的全局范圍內(nèi)數(shù)據(jù)檢索環(huán)境的信息共享平臺，以支持中藥數(shù)據(jù)庫資源的共享、綜合利用與開發(fā)。系統(tǒng)信息流圖總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)主要組成虛擬Web數(shù)據(jù)庫訪問平臺數(shù)據(jù)庫全文搜索引擎數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)化檢索系統(tǒng)多代理聯(lián)邦虛擬數(shù)據(jù)庫訪問平臺 該虛擬訪問平臺建立在多代理聯(lián)邦的根底上，它的主要功能是向上層應(yīng)用程序提供數(shù)據(jù)庫的分布透明和異質(zhì)異構(gòu)透明。包括如下功能模塊：1、查詢處理模塊：負(fù)責(zé)接收查詢語言，并將查詢語言派發(fā)至相應(yīng)的連接模塊。2、用戶管理模塊：負(fù)責(zé)處理用戶的準(zhǔn)入、權(quán)限分配等處理。3、計費模塊：負(fù)責(zé)對用戶的查詢行為進行計費處理，并提供計費查詢功能4、元信息管理模塊：維護和管理所有參與數(shù)據(jù)庫的元信息，這些元信息用于描述各個參與數(shù)據(jù)庫中愿意被共享的數(shù)據(jù)單元的信息。數(shù)據(jù)庫全文搜索引擎全文搜索引擎可以在用戶對信息要求模糊程度大的時候進行有效的檢索。它主要包括兩個模塊：1、信息采集和索引建立模塊 運行在效勞器的后臺，由用戶觸發(fā)或按時間周期性執(zhí)行。其中信息采集模塊又被稱為SPIDER。它的作用是定期依次遍歷虛擬平臺連接的所有參與數(shù)據(jù)庫，根據(jù)元信息采集各參與數(shù)據(jù)庫中被共享的信息。而索引建立模塊那么對每一條采集進來的記錄進行分析處理，生成索引并保存。2、信息查詢模塊 運行在效勞器的前臺，直接和用戶交互，接受用戶的檢索請求、執(zhí)行查詢最后表現(xiàn)結(jié)果。本系統(tǒng)支持布爾檢索數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)化檢索結(jié)構(gòu)化檢索是面向?qū)I(yè)用戶的精確化查詢系統(tǒng)。用戶無需直接輸入查詢語言，而是由用戶界面以提示的方式幫助用戶生成查詢語言。生成的查詢語言被提交給虛擬訪問平臺，從而實現(xiàn)對特定的目標(biāo)數(shù)據(jù)庫進行查詢。多代理聯(lián)邦WEB數(shù)據(jù)庫代理協(xié)調(diào)者和多個WEB數(shù)據(jù)庫代理構(gòu)成了一個多代理聯(lián)邦。代理協(xié)調(diào)者 代理協(xié)調(diào)者是駐留在中心效勞器上的效勞程序，它的功能就是向查詢處理模塊提供虛擬的數(shù)據(jù)庫連接效勞。它負(fù)責(zé)將由虛擬數(shù)據(jù)庫平臺傳下來的查詢請求映射到對應(yīng)的XML本地數(shù)據(jù)庫代理上，并且負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)與多個數(shù)據(jù)庫代理的通訊協(xié)調(diào)工作；當(dāng)結(jié)果從各個代理以XML方式返回時，協(xié)調(diào)者負(fù)責(zé)從XML文件中抽取結(jié)果信息并且結(jié)構(gòu)化；最后向虛擬數(shù)據(jù)庫平臺傳輸結(jié)構(gòu)化的查詢結(jié)果；另外協(xié)調(diào)者還將負(fù)責(zé)整個聯(lián)邦系統(tǒng)的參加、退出、平安以及錯誤處理等其他功能。WEB數(shù)據(jù)庫代理 是遠程主機上的一個獨立WEB效勞程序，可以根據(jù)不同WEB效勞器平臺采用ASP、PHP、CGI、Java等技術(shù)實現(xiàn)。它負(fù)責(zé)接收代理協(xié)調(diào)者發(fā)來的查詢請求，并對參與數(shù)據(jù)庫進行查詢，并把查詢返回的結(jié)果打包為XML格式，最后返回給代理協(xié)調(diào)者。關(guān)鍵實現(xiàn)技術(shù)及特點虛擬Web數(shù)據(jù)庫訪問平臺支持多數(shù)據(jù)庫平安共享的多代理模型全文索引和檢索技術(shù)基于SOAP的自主式Webservice遠程數(shù)據(jù)庫檢索機制支持Web結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的XML數(shù)據(jù)傳輸、表達及XSL數(shù)據(jù)表現(xiàn)

虛擬Web數(shù)據(jù)庫訪問平臺在多代理聯(lián)邦根底上的，提供了一個統(tǒng)一的、高度可擴展的、面向Web的、魯棒的、融合多種類型異質(zhì)數(shù)據(jù)庫資源的開放式虛擬數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構(gòu)架。在對各參與數(shù)據(jù)庫的元信息管理和用戶管理的根底上，提供支持多層次、多樣化的信息訪問、檢索和導(dǎo)航功能。支持多數(shù)據(jù)庫平安共享的多代理模型多agent〔Multi-agent〕系統(tǒng)不僅提供了各數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換共享效勞，以及對其請求管理效勞提供了根底支持，而且還為各應(yīng)用系統(tǒng)間提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換格式和標(biāo)準(zhǔn)等支持。該系統(tǒng)將可以實現(xiàn)同一數(shù)據(jù)的一次傳輸，并可防止數(shù)據(jù)的喪失、重傳，通過斷點續(xù)傳等措施實現(xiàn)傳輸?shù)母咝?，并簡化其?shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。由于通過隔離數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)訪問和數(shù)據(jù)處理等機制，提高了開放共享的信息資源的平安性。多代理模型數(shù)據(jù)傳輸agent群數(shù)據(jù)傳輸agent交換監(jiān)控agent維護管理agent系統(tǒng)配置agent應(yīng)用接口agents多代理模型層次結(jié)構(gòu)多代理模型的層次結(jié)構(gòu)1。數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送，壓縮和加密等2。日志記錄與審計，數(shù)據(jù)、進程的狀態(tài)監(jiān)控等3。定義共享系統(tǒng)連接的所有應(yīng)用系統(tǒng)4。維護整個多代理運行環(huán)境多代理模型的功能模塊數(shù)據(jù)傳輸Agent：數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送，交換系統(tǒng)的合法性驗證，數(shù)據(jù)交換路由分析，也可以根據(jù)需要對數(shù)據(jù)傳輸進行壓縮和加密等；交換監(jiān)控Agent：應(yīng)用數(shù)據(jù)交換狀態(tài)的查詢統(tǒng)計，日志記錄與審計，交換系統(tǒng)內(nèi)部進程狀態(tài)的查詢與控制，以及進程的遠程監(jiān)控等；系統(tǒng)配置Agent：定義本交換共享系統(tǒng)連接的所有應(yīng)用系統(tǒng)，以及與本交換系統(tǒng)連接的其他交換系統(tǒng)等；維護功能Agent：包括為確保多代理的運行環(huán)境而進行控制和監(jiān)測的維護功能。全文索引和檢索技術(shù)針對中醫(yī)藥數(shù)據(jù)庫中海量的文本文獻數(shù)據(jù)，采用概率隱含語義索引方法PLSI(ProbabilisticLatentSemanticIndexing)和經(jīng)典的雙向最大匹配〔MM〕分詞算法實現(xiàn)文本文獻的全文概念索引。采用向量空間模型(VectorSpaceModel)的方式組織、管理和檢索數(shù)據(jù)，從而提供了高效、準(zhǔn)確和有效的信息導(dǎo)航和檢索功能?；赟OAP的自主式Webservice遠程數(shù)據(jù)庫檢索機制基于SOAP的Webservice遠程數(shù)據(jù)庫檢索技術(shù)，實現(xiàn)了遠程、異質(zhì)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫資源的適時連接、動態(tài)和可穿透防火墻的Web全透明式訪問。Webservice提供了靈活、自主和動態(tài)的代理效勞，建立在一些通用協(xié)議的根底上，如HTTP，SOAP，XML，WSDL，UDDI等。Webservice是松耦合的分布式架構(gòu)，它相對傳統(tǒng)的緊耦合分布式結(jié)構(gòu)〔如CORBA,DCOM,RMI等〕有與Internet結(jié)合緊密、能融合各種異質(zhì)的系統(tǒng)平臺、高度動態(tài)可擴展性和更加優(yōu)異的互操作性等特點。SOAP〔SimpleObjectAccessProtocol〕是一種基于HTTP和XML的，能在分散、分布環(huán)境中實現(xiàn)信息交換的輕量級協(xié)議。支持Web結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的XML數(shù)據(jù)傳輸、表達及XSL數(shù)據(jù)表現(xiàn)本系統(tǒng)采用XML和XSL實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的Web傳輸、表達和表現(xiàn)，提供了標(biāo)準(zhǔn)化的跨平臺Web數(shù)據(jù)訪問機制和高度靈活的個性化定制檢索效勞。XML〔eXtensibleMakeupLanguage〕XML是一種簡單，可擴展的描述型標(biāo)記語言，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)內(nèi)容、結(jié)構(gòu)和表現(xiàn)的別離。XML使得應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)能被最廣泛、跨平臺和透明地使用，是未來Internet開展的數(shù)據(jù)和程序標(biāo)準(zhǔn)。定制檢索顯示XSL范例總結(jié)基于網(wǎng)格的中醫(yī)藥虛擬數(shù)據(jù)庫