基于建模方式實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息生命周期管理

李 珂，曹 健

0 引言

在全球信息化的高速發(fā)展的今天，每時(shí)每刻都有大量的數(shù)據(jù)產(chǎn)生，對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，如何有效地管理和利用其數(shù)字資產(chǎn)，已經(jīng)越來(lái)越重要并成為決定其業(yè)務(wù)成敗的關(guān)鍵。面對(duì)海量的數(shù)據(jù)，企業(yè)直接面臨的是存儲(chǔ)成本的問(wèn)題，另外，大量的數(shù)據(jù)也意味著查詢、編輯、分析、管理的高成本。因此，產(chǎn)生了各種各樣的理論或?qū)嵺`來(lái)探討和解決這些問(wèn)題，信息生命周期管理就是其中一個(gè)。

信息生命周期管理包含很多層面的內(nèi)容，不論是從方法學(xué)還是管理的對(duì)象，都比較廣泛，本文主要針對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)或數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，來(lái)探討如何實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)數(shù)據(jù)的生命周期管理。

從存儲(chǔ)的角度來(lái)說(shuō)，信息生命周期管理的理念是，根據(jù)某種規(guī)則，在一定時(shí)期內(nèi)，將不常用、不關(guān)鍵的信息存儲(chǔ)在低速、成本較低的存儲(chǔ)設(shè)備上，甚至備份起來(lái)，從而減少在線的關(guān)鍵信息量，達(dá)到減少存儲(chǔ)成本，提供利用效率，以及保護(hù)數(shù)據(jù)的目的。

另外，有的數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品也支持?jǐn)?shù)據(jù)表的訪問(wèn)頻率統(tǒng)計(jì)，根據(jù)這部分信息，則可以更精確的控制數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)類型，從而達(dá)到高效的存儲(chǔ)和使用。

一個(gè)典型的數(shù)據(jù)生命周期管理的例子，主要分為3層存儲(chǔ)，通過(guò)數(shù)據(jù)分區(qū)，將不同類型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同的存儲(chǔ)設(shè)備上，可以被應(yīng)用透明的訪問(wèn)。如圖1所示：

圖1 數(shù)據(jù)生命周期管理三層存儲(chǔ)架構(gòu)

要實(shí)現(xiàn)信息生命周期管理，需要有3個(gè)條件：硬件、分級(jí)的存儲(chǔ)設(shè)備、存儲(chǔ)成本不同但是可以同時(shí)被訪問(wèn)、軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)或數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)必須支持?jǐn)?shù)據(jù)的分區(qū)存儲(chǔ)；管理員，管理員需要根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)則，控制數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、訪問(wèn)和刪除，以實(shí)現(xiàn)分級(jí)存儲(chǔ)。

但是，業(yè)務(wù)規(guī)則的復(fù)雜性多變以及頻繁的數(shù)據(jù)更新，使得人工來(lái)管理比較低效，而且市場(chǎng)上的數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)產(chǎn)品眾多，如何針對(duì)不同的平臺(tái)作信息生命周期管理也是一個(gè)挑戰(zhàn)。

人們?cè)诮鉀Q復(fù)雜問(wèn)題的時(shí)候常常需要建模，建模的好處是標(biāo)準(zhǔn)化、易于交流和理解、易于抽象和思考復(fù)雜的問(wèn)題。建模的方式是一種有效的信息生命周期管理手段。

1 PowerDesigner中實(shí)現(xiàn)信息生命周期管理建模

PowerDesigner是一個(gè)企業(yè)級(jí)的建模工具，強(qiáng)調(diào)元模型的定義和管理，因此可以基于元模型做更多的分析、集成工作，特別在數(shù)據(jù)建模領(lǐng)域，占據(jù)絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)地位。利用PowerDesigner的元模型管理和擴(kuò)展能力，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信息生命周期管理的建模，這樣有以下一些好處：

基于模型的管理比較容易理解和維護(hù)；可以利用同一個(gè)模型實(shí)現(xiàn)基于不同數(shù)據(jù)庫(kù)或數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)產(chǎn)品的解決方案；容易和其他數(shù)據(jù)管理工具集成，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的生命周期管理，降低維護(hù)成本；根據(jù)業(yè)務(wù)變化快速動(dòng)態(tài)調(diào)整策略，重新部署和集成。

1.1 PowerDesigner中的元模型

對(duì)象管理組織(OMG)有一整套關(guān)于建模的理論，一個(gè)具體的模型，比如物理數(shù)據(jù)模型，包含了表、列、引用等對(duì)象，而描述這些對(duì)象的對(duì)象就是其元對(duì)象，元對(duì)象構(gòu)成的模型就是元模型。元模型就是用來(lái)描述模型的模型，當(dāng)然元模型本身也是需要另一個(gè)模型來(lái)描述的，因此形成了一個(gè)遞歸的關(guān)系，但是，這個(gè)遞歸并不是無(wú)限的，在最頂層的元模型是自描述的，根據(jù)對(duì)象管理組織的MOF理論，這個(gè)遞歸關(guān)系總共分為四層。

在PowerDesigner中，元模型是基礎(chǔ)，所有的建模、視圖、分析等功能都是基于元模型的。因此，為了在PowerDesigner中建立新的模型，需要首先定義其元模型，PowerDesigner已經(jīng)支持對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系模型的建模，因此，在數(shù)據(jù)建模的基礎(chǔ)上，只要根據(jù)生命周期管理的業(yè)務(wù)需求，加入新的元模型類和關(guān)系。

1.2 息生命周期管理元模型的設(shè)計(jì)

PowerDesigner的元模型是由一套內(nèi)部的語(yǔ)言定義的，其核心元模型管理引擎將根據(jù)該語(yǔ)言所描述的定義，生成相應(yīng)的C++代碼，并實(shí)現(xiàn)COM接口，以暴露給其上的插件或腳本引擎。

另外，PowerDesigner本身也實(shí)現(xiàn)了一套定義自身元模型的模型，并生成元模型定義語(yǔ)言以及其他相關(guān)C++代碼。從理論上說(shuō)，當(dāng)PowerDesigner框架成熟之后，可以利用它本身來(lái)為自己實(shí)現(xiàn)更多的建模功能，這也從某種程度上印證了對(duì)象管理組織的MOF理論的自描述性。但是從實(shí)踐上說(shuō)，這樣要求模型非常復(fù)雜，維護(hù)起來(lái)比直接編寫(xiě)代碼要困難許多。

針對(duì)信息生命周期管理設(shè)計(jì)的元模型，如圖2所示：

圖2 信息生命周期管理元模型

其中，Lifecycle是管理策略本身，它包含一個(gè)或多個(gè)Phase，每一個(gè) Phase指定了數(shù)據(jù)保存的時(shí)間和存儲(chǔ)設(shè)備，則當(dāng)一條關(guān)系數(shù)據(jù)從創(chuàng)建開(kāi)始，在相應(yīng)的存儲(chǔ)上保存了Phase規(guī)定的時(shí)間以后，將會(huì)被存儲(chǔ)到下一個(gè)Phase所制定的存儲(chǔ)設(shè)備上。

當(dāng)然，要實(shí)現(xiàn)同一數(shù)據(jù)表的分級(jí)存儲(chǔ)，需要數(shù)據(jù)庫(kù)支持表分區(qū)，并且要制定一列日期時(shí)間類型的字段作為分區(qū)的關(guān)鍵列。這就是表上的PartitionKey這個(gè)屬性。

最后，還需要指定一個(gè)時(shí)間窗口，以這個(gè)時(shí)間窗口為單位進(jìn)行表分區(qū)，也會(huì)在這個(gè)時(shí)間窗口上進(jìn)行數(shù)據(jù)的移動(dòng)和存儲(chǔ)。比如，指定時(shí)間窗口為一個(gè)月，則在每個(gè)月的這一天，將對(duì)表根據(jù)關(guān)鍵列進(jìn)行分區(qū)，并根據(jù)Phase規(guī)定的時(shí)間選擇是否移動(dòng)特定分區(qū)的表內(nèi)容。

詳細(xì)的元模型信息，如表1所示：

表1 信息生命周期管理元模型詳細(xì)信息

1.3 信息生命周期管理模型的表現(xiàn)

在建立了生命周期管理的元模型后，也同時(shí)暴露了訪問(wèn)的接口，PowerDesigner的一套通用的機(jī)制是屬性對(duì)話框。

PowerDesigner的通用界面是一套靈活且強(qiáng)大機(jī)制，由于元模型的可抽象性，決定了可以用有限的控件來(lái)表現(xiàn)和管理所有基于頂層元模型實(shí)現(xiàn)的模型屬性，并且是可以由最終用戶定制的。

屬性對(duì)話框是用XML語(yǔ)言描述的，每一個(gè)元模型類型的所有屬性，會(huì)按語(yǔ)義展現(xiàn)在一個(gè)屬性對(duì)話框的多個(gè)分頁(yè)上，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，只需要定義想要表現(xiàn)的屬性和其排版即可。

例如，對(duì)于Lifecycle的屬性對(duì)話框，如圖3所示：

圖3 Lifecycle的屬性對(duì)話框

其中對(duì)應(yīng)Policy部分的XML代碼如下所示：

在通用屬性對(duì)話框背后，是一套基于MVC模式的界面框架，其中Model模型部分即對(duì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)COM接口的元模型，View視圖部分是基于 Windows窗口和控件的對(duì)象，Controller控制器是內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的連接模型和視圖的橋梁，通過(guò)控制器來(lái)定制控件屬性行為、值轉(zhuǎn)換、驗(yàn)證等等功能。

當(dāng)然除了通用的控件以外，PowerDesigner的通用屬性對(duì)話框機(jī)制還支持動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的特殊控件，比如 Lifecycle頁(yè)面的 Phases屬性，利用動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的按鈕，同時(shí)展現(xiàn)了時(shí)間的長(zhǎng)短以及相應(yīng)的存儲(chǔ)及屬性信息。

1.4 代碼生成與環(huán)境集成

PowerDesigner不僅僅定義模型，同時(shí)和生產(chǎn)系統(tǒng)也有著緊密的聯(lián)系，它可以實(shí)現(xiàn)雙向的轉(zhuǎn)換工作，比如，連接到實(shí)際的數(shù)據(jù)庫(kù)，反向工程生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型；也可以由模型生成數(shù)據(jù)定義腳本，在生成系統(tǒng)中運(yùn)行。

在信息生命周期管理中，也要用到后者來(lái)生成針對(duì)特定數(shù)據(jù)庫(kù)或數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的腳本，應(yīng)用生命周期規(guī)則到實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境中。

PowerDesigner的另一套強(qiáng)大的機(jī)制是模型擴(kuò)展和代碼生成機(jī)制，在PowerDesigner實(shí)現(xiàn)其元模型的的時(shí)候留有模型擴(kuò)展的接口，所謂擴(kuò)展，就是在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)的修改PowerDesigner預(yù)定義的元模型，比如可以為某一個(gè)現(xiàn)有的元模型類添加一個(gè)屬性，或者定義一個(gè)新的元模型類。

由于擴(kuò)展是動(dòng)態(tài)的，所以非常靈活，特別適用于數(shù)據(jù)建模的情況，為了支持各個(gè)不同的數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品，PowerDesigner的元模型大體是統(tǒng)一的，但是細(xì)節(jié)上有所區(qū)別，因此，在基本的數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)上，通過(guò)定義不同的針對(duì)具體數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品的模型擴(kuò)展，可以很好的支持不同的數(shù)據(jù)庫(kù)和環(huán)境，從而簡(jiǎn)化了手動(dòng)維護(hù)的過(guò)程。

PowerDesigner也定義一套代碼生成的模板機(jī)制，這套機(jī)制同樣基于元模型和擴(kuò)展模型的訪問(wèn)，來(lái)定義生成的代碼。

例如，信息生命周期管理會(huì)生成如下的代碼：進(jìn)行生命周期管理的腳本有很強(qiáng)的時(shí)間性，特定的腳本必須在特定的時(shí)間運(yùn)行，并且，在整個(gè)生命周期內(nèi)都要依照時(shí)間窗口的間隔持續(xù)運(yùn)行下去，這是一個(gè)很適合計(jì)算機(jī)解決的問(wèn)題。

很多數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)都有計(jì)劃任務(wù)的功能，PowerDeigner生成腳本的時(shí)候，會(huì)按照?qǐng)?zhí)行日期進(jìn)行分類，將腳本以需要的順序進(jìn)行管理，這樣可以方便各種數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)進(jìn)行配置。當(dāng)然，通過(guò)PowerDesigner的模型擴(kuò)展和模板機(jī)制，針對(duì)特殊系統(tǒng)的需求進(jìn)行腳本生成的定制也是非常容易的。

2 生命周期管理建模的效果分析

2.1 成本分析

在真正實(shí)施生命周期管理項(xiàng)目之前，PowerDesigner也提供了一套成本分析工具，可以模擬在實(shí)施了生命周期管理之后，以財(cái)年為周期，比較存儲(chǔ)和維護(hù)成本有多少程度的減少，并提供了Excel的接口，方便報(bào)表的生成，如表2所示：

表2 單表數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)成本節(jié)省和百分比

比如，表2顯示了某系統(tǒng)中單表的存儲(chǔ)成本根據(jù)自然年的變化情況，雖然單表每年的成本減少并不客觀，但是對(duì)于大型系統(tǒng)和大量數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)成本的變化則比較可觀。單表數(shù)據(jù)存儲(chǔ)成本變化相應(yīng)的柱狀圖，如圖4和圖5所示：

圖4 單表數(shù)據(jù)成本節(jié)省的柱狀圖

圖5 單表數(shù)據(jù)成本節(jié)省的百分比

2.2 對(duì)PowerDesigner框架的改進(jìn)

PowerDesigner是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的平臺(tái)，其框架有很多通用的機(jī)制，在實(shí)現(xiàn)信息生命周期管理建模的過(guò)程中，也是一個(gè)基于PowerDesigner框架實(shí)現(xiàn)特定建模功能的過(guò)程。實(shí)現(xiàn)單個(gè)特定功能建模的過(guò)程，也是一個(gè)完善框架本身的過(guò)程。

比如，原有的通用屬性對(duì)話框并不能很好的管理和表現(xiàn)Phase的概念，而又不希望打破框架本身而選擇實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的屬性對(duì)話框系統(tǒng)，這時(shí)，通過(guò)對(duì)通用屬性對(duì)話框機(jī)制進(jìn)行完善，PowerDesigner支持了更復(fù)雜的控制器并允許動(dòng)態(tài)創(chuàng)建視圖控件。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)信息生命周期管理建模的支持，用戶可以容易的基于統(tǒng)一的規(guī)則對(duì)不同的數(shù)據(jù)庫(kù)或數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)產(chǎn)品進(jìn)行信息生命周期管理。從實(shí)現(xiàn)的結(jié)果看，與不進(jìn)行生命周期管理分級(jí)存儲(chǔ)相比，數(shù)據(jù)的維護(hù)成本有比較明顯的降低。在未來(lái)，還可以在以下方面進(jìn)行更多的支持：

支持從數(shù)據(jù)庫(kù)到數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的數(shù)據(jù)移動(dòng)；支持更多數(shù)據(jù)庫(kù)管理工具的集成等等。

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