數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)與信息加工理論鏡像關(guān)聯(lián)分析

王偉 寧麗

摘 要 數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)的內(nèi)涵即企業(yè)根據(jù)決策需求對外部數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對獲取數(shù)據(jù)作體系結(jié)構(gòu)化集成、裝載處理，以支持企業(yè)決策分析。信息加工理論將人類學(xué)習(xí)過程比擬為計算機(jī)對信息的加工過程，學(xué)習(xí)內(nèi)容（信息）進(jìn)入學(xué)習(xí)者大腦，經(jīng)大腦聯(lián)結(jié)、加工而實現(xiàn)知識的學(xué)習(xí)。就兩者在對象處理邏輯形式上表現(xiàn)出的鏡像邏輯關(guān)聯(lián)作相關(guān)論述。

關(guān)鍵詞 數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)；信息加工理論；鏡像邏輯關(guān)聯(lián)性

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）10-0032-03

1 前言

數(shù)據(jù)倉庫（Data Warehouse，DW）技術(shù)對數(shù)據(jù)的處理過程，即在一定的體系結(jié)構(gòu)與物理環(huán)境下，通過數(shù)據(jù)集成、組織、架構(gòu)和更新，實現(xiàn)對異構(gòu)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)處理，并裝載入數(shù)據(jù)庫，供決策者作決策使用[1]。美國教育心理學(xué)家羅伯特·加涅（R.M.Gagne）認(rèn)為，學(xué)習(xí)者大腦內(nèi)存在感受器、發(fā)生器以及反應(yīng)器等用于信息加工的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)，在期望和執(zhí)行控制對信息流程的激活和調(diào)節(jié)下，這些大腦結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)對源自外界的各種信息（刺激）進(jìn)行注意、登記、記憶和反應(yīng)，最終實現(xiàn)信息的聯(lián)結(jié)、加工與反饋，學(xué)習(xí)就此產(chǎn)生。

宏觀層面，結(jié)合信息與數(shù)據(jù)間關(guān)系的概念，即信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，數(shù)據(jù)是信息的載體，故二者邏輯鏡像關(guān)聯(lián)從處理對象的一致性上得到體現(xiàn)。微觀層面，以下將從數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)與信息加工理論的定義和概念、實際對象（數(shù)據(jù)或信息）處理過程以及現(xiàn)實意義三個方面，論述其鏡像邏輯關(guān)聯(lián)性。

2 數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)與信息加工理論定義和概念的鏡像關(guān)聯(lián)性

著名數(shù)據(jù)庫專家W.H.Inmon在Building the Data Ware-house一書中提出的概念比較具有代表性：數(shù)據(jù)倉庫是一個面向主題的、集成的、非易失的，且隨時間變化的數(shù)據(jù)集合，用以支持獲取企業(yè)管理決策[2]。按照該概念，可將數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)的特性描述為以下幾個方面。

面向主題性 面向主題性，即數(shù)據(jù)倉庫存儲面向管理應(yīng)用與綜合分析的集成化和綜合性信息。換言之，數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)是以面向主題的方式進(jìn)行組織的[3]。主題是一個抽象概念，用于表示某一宏觀分析領(lǐng)域所涉及的對象，以及與對象有關(guān)數(shù)據(jù)的集合。不同類型的企業(yè)或機(jī)構(gòu)有不同的主題集合。

集成性 集成性是數(shù)據(jù)倉庫最為重要的特性，即基于傳統(tǒng)的面向業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)庫或外界數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)源，經(jīng)過提煉、加工、匯總和歸一化整理，生成符合數(shù)據(jù)庫應(yīng)用語義規(guī)范要求的數(shù)據(jù)集合[3]。完成上述四項任務(wù)后，即按照目標(biāo)數(shù)據(jù)模型要求對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并清除錯誤或無效數(shù)據(jù)后，將其裝載到目標(biāo)數(shù)據(jù)體系中。

隨時間變化特性 從歷史的角度描述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和狀態(tài)的變化，要求采用能夠反應(yīng)時間維度的數(shù)據(jù)[3]，即數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)要求數(shù)據(jù)庫在運(yùn)行過程中必須不斷捕捉操作型環(huán)境中產(chǎn)生的新數(shù)據(jù)，并將其歸納整理后追加到其中，保證決策支持系統(tǒng)（Decision Support System，DSS）能夠支持多種復(fù)雜的數(shù)據(jù)應(yīng)用和綜合性管理的決策分析。

20世紀(jì)70年代，心理學(xué)家加涅建立的信息加工理論揭示了課堂教學(xué)的一般規(guī)律，并把人腦設(shè)想為由不同功能的構(gòu)造體組成，把學(xué)習(xí)的過程比擬為信息的加工過程。信息加工理論提出的目的在于優(yōu)化學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)習(xí)績效，加工過程即對信息（學(xué)習(xí)內(nèi)容）的處理，故該理論存在學(xué)習(xí)過程的一般特性。

學(xué)習(xí)內(nèi)容目的性 傳統(tǒng)學(xué)習(xí)四要素包括學(xué)習(xí)者、教師、學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)環(huán)境。首先，學(xué)習(xí)內(nèi)容是學(xué)習(xí)過程產(chǎn)生的基礎(chǔ)，是聯(lián)系學(xué)習(xí)者與教師的中介；其次，最佳的學(xué)習(xí)內(nèi)容是目的性與對象性的統(tǒng)一，學(xué)習(xí)內(nèi)容內(nèi)在地包含學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)習(xí)目標(biāo)是學(xué)習(xí)內(nèi)容的出發(fā)點和歸宿，貫穿整個學(xué)習(xí)過程始末。由此可看出，信息加工理論在采集和輸入外界環(huán)境信息時，主題性體現(xiàn)在對信息進(jìn)行有意注意或選擇性知覺的篩選，到實現(xiàn)輸入信息的處理和感覺登錄。這與上述數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)對采集的數(shù)據(jù)要求具有面向主題性是鏡像一致的。

學(xué)習(xí)過程漸進(jìn)性 信息加工理論認(rèn)為，對于輸入學(xué)習(xí)者大腦內(nèi)部的信息（刺激），除了具有上述滿足學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)水平和學(xué)習(xí)需要的目的性外，經(jīng)感受器進(jìn)行感覺登記后的信息，再將選擇性知覺轉(zhuǎn)換成可辨別的形式并輸入短時記憶；后經(jīng)語義編碼轉(zhuǎn)化成有意義的模式，形成可長期保存的長時記憶，學(xué)習(xí)過程完成。其中所涉及信息知覺、轉(zhuǎn)化、編碼和形成有意義信息聯(lián)結(jié)（知識），與前者集成性（數(shù)據(jù)提煉、匯總和集成）突顯出鏡像一致性。

學(xué)習(xí)定義三要素 根據(jù)學(xué)習(xí)心理學(xué)，對教育情境中的學(xué)習(xí)進(jìn)行定義：學(xué)習(xí)是指學(xué)習(xí)者在教育目標(biāo)指引下，通過與其環(huán)境相互作用，所產(chǎn)生的比較持久的性能或傾向的變化[4]。歸納起來，學(xué)習(xí)的產(chǎn)生具備三個要點：主體產(chǎn)生變

化；變化保持相對持久；主體變化是由他與環(huán)境相互作用產(chǎn)生的。信息加工理論對學(xué)習(xí)過程進(jìn)行闡述的最終目的是促進(jìn)學(xué)習(xí)有效發(fā)生，因此，該理論中信息的加工處理過程同樣涉及與數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)類似的時間特性，兩者在數(shù)據(jù)（信息）的時間特性上表現(xiàn)出鏡像一致性。

3 數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)與信息加工理論在對象處理過程上的鏡像關(guān)聯(lián)

數(shù)據(jù)倉庫體系結(jié)構(gòu) 決策支持系統(tǒng)的不斷發(fā)展和演變促進(jìn)了數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)的產(chǎn)生。對于數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)的數(shù)據(jù)處理過程，可以依據(jù)其數(shù)據(jù)體系結(jié)構(gòu)作相應(yīng)闡述。該體系結(jié)構(gòu)所包含的功能可分為數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)提取與數(shù)據(jù)應(yīng)用四個層次（如圖1所示[2]）。數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)將其體系結(jié)構(gòu)從下到上劃分為四個層次。

1）數(shù)據(jù)源，即在操作型系統(tǒng)，如企業(yè)資源計劃（Enter-

prise Resource Plan，ERP）系統(tǒng)等的支持下，對外部數(shù)據(jù)、文檔資料和業(yè)務(wù)需要或產(chǎn)生的數(shù)據(jù)等進(jìn)行獲取和采集，生成操作型數(shù)據(jù)存儲。

2）數(shù)據(jù)存儲管理，即將操作型系統(tǒng)（如ERP）采集的數(shù)據(jù)正式向數(shù)據(jù)倉庫裝載。在此過程中，涉及數(shù)據(jù)的抽取、轉(zhuǎn)換、集成和清理等數(shù)據(jù)處理流程，也是整個數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)的核心。即在操作型系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取、清理，并有效集成，按照主題進(jìn)行重新組織，加工存儲DW元數(shù)據(jù)（包括數(shù)據(jù)字典、記錄系統(tǒng)定義以及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則等信息），并最終確定DW的物理存儲結(jié)構(gòu)[5]。

3）數(shù)據(jù)提取：企業(yè)按照數(shù)據(jù)的覆蓋范圍，將加工處理后的數(shù)據(jù)分類提取，裝載到企業(yè)級DW和部門級DW（通常稱為“數(shù)據(jù)集市”），以支持用戶多角度、多層次分析，確定數(shù)據(jù)的趨勢。

4）數(shù)據(jù)服務(wù)與應(yīng)用：將數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)在前端工具（如OLAP服務(wù)器）、數(shù)據(jù)挖掘工具等配合下，實現(xiàn)數(shù)據(jù)面向主題、集成性使用，發(fā)揮DW在DSS中的決策支持作用。

此外，DW體系結(jié)構(gòu)中的元數(shù)據(jù)是其重要數(shù)據(jù)，是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，與信息加工理論中的“元方法”具有相似性。管理工具集中涵蓋了數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)對于數(shù)據(jù)監(jiān)控與管理的各類工具，如監(jiān)視器，用于翻譯和檢測數(shù)據(jù)源的變化，與信息加工理論中的“執(zhí)行控制”與“期望事項”具有一致性。

加涅的信息加工理論模型 信息加工理論是隨著信息論和現(xiàn)代通信技術(shù)特別是計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的，著重運(yùn)用認(rèn)知心理學(xué)的理論觀點特別是信息加工模式來解釋人類學(xué)習(xí)活動。該理論模型如圖2所示[6]。

信息加工理論把學(xué)習(xí)者大腦設(shè)想為由不同功能的構(gòu)造體組成，把學(xué)習(xí)過程比擬為信息的加工過程：外界環(huán)境中的信息經(jīng)由感受器注意并選擇后，在一個感受記錄器內(nèi)短暫停留，并由選擇性知覺轉(zhuǎn)換為可辨認(rèn)的形式輸入短時記憶；隨后轉(zhuǎn)換成有意義的模式，才能進(jìn)入長時記憶；長時記憶將信息重新提取到短時記憶，并和其他信息聯(lián)結(jié)形成新知識，最終通過學(xué)習(xí)者肌肉等反應(yīng)器表現(xiàn)出來[6]。圖中“執(zhí)行控制”和“期望事項”兩個部分起著激活和調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)中信息流程的作用。并將學(xué)習(xí)行動分解成八個階段：動機(jī)階段（期望）、領(lǐng)會階段（注意）、習(xí)得階段（編碼）、保持階段（記憶）、回憶階段（提取）、概括階段（遷移）、作業(yè)階段（反應(yīng)）、反饋階段（強(qiáng)化）。括號內(nèi)的內(nèi)容為與階段相對應(yīng)的內(nèi)部心理加工過程[6]。如圖3所示，本文將上述八個階段概括為學(xué)習(xí)過程四個層次。

1）學(xué)習(xí)準(zhǔn)備層。學(xué)習(xí)動機(jī)即學(xué)習(xí)動力，為了促進(jìn)學(xué)習(xí)，必須設(shè)法誘導(dǎo)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動機(jī)，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣。此外，根據(jù)學(xué)習(xí)心理學(xué)原理，該層上給予學(xué)習(xí)者足夠豐富的刺激（輸入信息）同樣重要，豐富刺激環(huán)境可為學(xué)習(xí)者提供更多學(xué)習(xí)準(zhǔn)備信息，賦予學(xué)習(xí)者更豐富的學(xué)習(xí)期望，促進(jìn)學(xué)習(xí)的發(fā)生。這與數(shù)據(jù)倉庫中數(shù)據(jù)源獲取階段具有一致性。

2）學(xué)習(xí)發(fā)生層。在學(xué)習(xí)動機(jī)和期望的促使下，學(xué)習(xí)者將面向?qū)W習(xí)目標(biāo)、具有主題性架構(gòu)的學(xué)習(xí)內(nèi)容提供的信息進(jìn)行注意、選擇性知覺、編碼和形成穩(wěn)定性系統(tǒng)架構(gòu)。結(jié)合上述提及概念，即涵蓋了領(lǐng)會、習(xí)得和保持三個階段，體現(xiàn)出信息加工與數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)中數(shù)據(jù)處理階段對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和集成有鏡像相似性。

3）學(xué)習(xí)總結(jié)層。長久保持的信息在一段時間后也會消退，因此，對信息不斷總結(jié)和反復(fù)是知識學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)性、反復(fù)性環(huán)節(jié)。任何優(yōu)秀的學(xué)習(xí)者都需要對所學(xué)知識反復(fù)練習(xí)。信息的不斷總結(jié)過程類似于數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)的數(shù)據(jù)提取，是信息在學(xué)習(xí)者大腦內(nèi)反復(fù)重現(xiàn)和在實踐中進(jìn)行信息反復(fù)運(yùn)用并促進(jìn)知識遷移。

4）學(xué)習(xí)反饋層。反饋原理是系統(tǒng)科學(xué)基本原理之一，如圖3所示，貫穿所有層次。任何系統(tǒng)都需要通過信息反饋，才能實現(xiàn)對系統(tǒng)的有效控制，從而達(dá)到整個系統(tǒng)想要實現(xiàn)的功能和目的。通過信息反饋，教師才能把控教學(xué)效果，進(jìn)而對學(xué)習(xí)進(jìn)一步強(qiáng)化和提升。數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)前端服務(wù)器對于數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)的完整性、更新情況和傳輸效率等也具有逆向指引功能，即同樣存在反饋機(jī)制。

自此可以看出，數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)原理中四個層次間存在的從數(shù)據(jù)源到數(shù)據(jù)抽取、轉(zhuǎn)換、集成、清理、裝載、提取與運(yùn)用的關(guān)系。信息加工原理層次涉及信息的選擇性知覺、編碼和記憶，再到反饋與運(yùn)用；系統(tǒng)層次既相互獨(dú)立又相互滲透，前者的輸出作為后者的輸入，后者的輸入充當(dāng)前者的輸出，反饋與交換貫穿各個層次的系統(tǒng)間。兩者在對象處理過程邏輯上表現(xiàn)出鏡像一致性。

4 數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)與信息加工理論在現(xiàn)實意義上的鏡像關(guān)聯(lián)分析

綜合上述對數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)特性、數(shù)據(jù)處理過程的闡述和對信息加工理論的概述，不難看出，兩者都是為了使數(shù)據(jù)或信息能更好地滿足實際對數(shù)據(jù)的需求，對其進(jìn)行架構(gòu)性和模式化處理、加工，實現(xiàn)原本錯綜復(fù)雜的數(shù)據(jù)源和信息源形成結(jié)構(gòu)化、有意義的數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)認(rèn)知，使企業(yè)或主體能更加便捷有效地運(yùn)用數(shù)據(jù)和信息。這便是數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)和信息加工理論在面對現(xiàn)實需要時表現(xiàn)出的實際意義鏡像邏輯關(guān)聯(lián)性。

5 結(jié)語

計算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展是人類認(rèn)知發(fā)展過程的必然階段，計算機(jī)理論的發(fā)展離不開人類認(rèn)知基本理論的支撐，同樣，計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展同樣推動社會學(xué)、心理學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展。本文通過對數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)和信息加工理論基本概念和特性、實現(xiàn)過程模型和實際意義三方面的論述，闡述兩者在各個層面上表現(xiàn)出的鏡像一致性。筆者在論述中使用的“鏡像”一詞是一種嘗試性定義，不妥之處還請同行多多批評，予以改善。

參考文獻(xiàn)

[1]Inmo W H.數(shù)據(jù)倉庫[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003：

25-28.

[2]何玉潔，劉乃嘉.數(shù)據(jù)庫技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2017：271-275.

[3]李敏強(qiáng)，潘振江，等.基于數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)的決策支持系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].系統(tǒng)工程理論與實踐，1998（3）：14-19.

[4]皮連生.教育心理學(xué)[M].上海：上海教育出版社，

2011：31-32.

[5]張寧，李強(qiáng)嬌.基于ERP的企業(yè)數(shù)據(jù)倉庫設(shè)計[J].計算機(jī)工程與設(shè)計，2005（2）：351-353，374.

[6]何克抗，李文光.教育技術(shù)學(xué)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2009：105-107.