软件结构设计与模式分析论文

基于COM的异构多数据库系统设计

摘要

本文采用组件化程序的设计思想，基于COM组件标准设计并实现数据库互连中间件。该中间件解决了异构多数据库连接、数据类型转换、查询分解、结果汇总、事务处理、并发控制等异构数据库互连的关键问题，实现了透明访问及信息共享的目标。中间件的实现由于融合了COM的优点，并引入了一些新的思想和方法，使得系统具有适应性强、灵活性高、可维护性好、局部自治等诸多优点。

文中简要介绍了数据库系统，异构数据库系统的发展，探讨了解决数据库异构性所需面临的问题。根据异构数据库互连的功能需求，提出了基于组件对象模型／分布式组件对象模型的异构数据库的三层体系结构解决方案。该方案的关键技术有：建立数据库连接池提高系统访问局部数据库的效率；建立全局数据字典实现全局一致模式访问；分析全局查询语句，将其分解为可在局部库上执行的局部查询语句：采用“复制+上锁／解锁”方式模拟2PC协议实现全局事务管理；利用信号量机制实现多线程并发控制。

关键字：COM,异构，数据库，

Abstract

This paper，introduces the development of Database system and multidatabase system compendiously．This place emphasis on researching the conception，class and function of middiewarc．This paper also research the framework and implement of component．Then we put forward the three stratums structured scheme of heterogeneous database integration on component object model and distributed component object model，and details of the implement is also showed．The database middleware achieve key aim at local database joined，the diversity of the local databases concealed，global query，result gathered．Due to merits of COM and joining some new ideas and means．The system：has the advantage of flexible expansibility，convenient, local self-rule.

Keyword：COM,heterogeneous ,database

0前言

随着计算机技术的发展，数据处理技术正进行一场革命性变革，据分析，到2020年，全球以电子形式存储的数据量将达到35ZB，是2009年全球存储量的40倍。而在2010年底，根据IDC的统计，全球数据量已经达到了120万PB，或1.2ZB。

数据处理是对数据的采集、存储、检索、加工、变换和传输。数据的形式可以是数字、文字、图形或声音等。数据处理是系统工程和自动控制的基本环节。数据处理贯穿于社会生产和社会生活的各个领域。数据处理技术的发展及其应用的广度和深度，极大地影响着人类社会发展的进程。

1 COM技术

组件对象模型COM(Component Object Model)是一种以组件为发布单元的对象模型。它可作为一种跨平台的客户服务器系统开发技术，具有开放的体系结构。在COM 下，开发人员可以开发出功能各异的组件，通过对这些组件的逻辑组合构建复杂的应用系统，COM 和开发语言及平台具有无关性。COM也是一个通过组件构建应用程序的规范，解决了动态交替更新组件的问题，COM可以看作一种二进制代码的操作规范。只要遵循COM规范，应用程序和组件对象之间就可以实现二进制代码级别上的重用，从而解决了对编译语言和环境的依赖，可提高软件开发效率和做到代码重用。COM一方面提供了有效的途径将软件分块，每块软件提供各自的服务，开发者能够使用面向对象的方法去设计和开发程序，简化了复杂系统。另一方面又提供了访问软件服务的一致性，不管要访问的服务存在于动态链接库还是另一个进程或系统软件中，均可将它们当成COM对象，使用同一种方法去访问。此外，COM是独立于编程语言的，它定义了一个对象必须支持的二进制界面，可以使用不同的编程语言来编写支持该界面的COM对象和调用该对象的客户此外， COM是独立于编程语言的，它定义了一个对象必须支持的二进制界面，可以使用不同的编程语言来编写支持该界面的COM对象和调用该对象的客户。COM 组件可以给应用程序、操作系统以及其他组件提供服务；自定义的COM 组件可以在运行时刻同其他组件连接起来构成某个应用程序；COM 组件可以动态的插入或卸出应用。

2 基于COM的三层分布式C/S结构

为了适应分布式系统的发展，出现了三层体系结构，它对应用程序的开发人员来说是作为一种实际可选的结构出现的。三层结构中的层被定义为以下服务：

1、用户表示层 : 主要提供与用户友好的交互和相应的表示逻辑；

2、商业服务层 : 通过提供事务处理和业务控制逻辑，从而完成相应的业务处理；

3、数据管理与服务层 : 提供应用系统所需的数据访问。

这些层 ( 尤其是商务服务层和数据服务层 ) 作为组件的形式出现。这些组件能把相应服务封装起来，对需要它们的应用程序就像服务提供者一样。

基于组件的三层 C/S 结构的优点可以从以下儿方面体现出来：

1、网络连接与数据传送：应用服务器与客户端可采用非持续性连接，由于数据都在应用服务器上进行分析处理，客户端只是起个显示结果的作用，所传送数据量小，对网络要求不高。

2、系统要求：分析处理可以在专门的应用服务器上执行，以便减轻数据库服务器的负荷 ; 应用服务器能够平衡负载，最大限度的利用资源和尽量减少服务器的负荷。

3、系统维护：三层结构对客户端软件要求比较简单。在数据源或业务逻辑发生变化时，只需对中间层组件进行适当的更新，对客户端的变动很少或者无需变动，大大减轻了维护费用。

4、系统可扩展性：可以通过添加应用服务器的途径提高系统处理能力，也可以通过一些中件技术 ( 比如下面提到的MTs) 增强应用程序的整体性能。

3 系统实现

建立异构多数据库系统的集成时经常遇到的一项十分棘手的工作便是整合用户原有的一些应用系统而这些旧的应用系统往往是建立在异构的数据库基础之上。

首先为给用户提供一个统一的存取模式在异构MDBS 中只保留一个供用户查询及修改的全局数据模式，而这个全局模式是由各个异构的LDB 数据模式通过模式消解得到的。这就是异构多数据库系统集成中的模式消解技术其次在异构 MDBS中采用统一的全局查询语言。因此需要把全局查询语言分解和转换为相应的 LDB查询语言交于 LDB执行，然后合并各LDB 查询结果以