導(dǎo)語(yǔ)：艦船通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)優(yōu)化集成探討一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:當(dāng)前的數(shù)據(jù)集成采用將數(shù)據(jù)映射至同一中心庫(kù)的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成，應(yīng)用于異構(gòu)環(huán)境下會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)耦合較大、處理復(fù)雜性高的問(wèn)題。就上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)基于XML的艦船通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控數(shù)據(jù)優(yōu)化集成方法。對(duì)艦船通信網(wǎng)絡(luò)不同來(lái)源的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后，依據(jù)基于模型驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)換原理進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)映射，從而建立監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)集成虛擬庫(kù)。消除虛擬庫(kù)中不同類型的元數(shù)據(jù)語(yǔ)義沖突后，利用決策樹算法實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)集成。仿真測(cè)試驗(yàn)證設(shè)計(jì)的集成方法處理時(shí)間明顯縮短，集成后數(shù)據(jù)的最低利用率可達(dá)88.6%，有效降低數(shù)據(jù)耦合度，提高了數(shù)據(jù)可用性。

關(guān)鍵詞：XML；艦船通信網(wǎng)絡(luò)；監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)；優(yōu)化集成；數(shù)據(jù)集成；決策樹

艦船通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)來(lái)源廣泛，并且數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)各異，為提高監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的利用率，數(shù)據(jù)集成能夠避免數(shù)據(jù)冗余、簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)共享難度。當(dāng)前常見基于虛擬視圖的數(shù)據(jù)集成方法，對(duì)于多數(shù)據(jù)庫(kù)集成效果較好，但是應(yīng)用于艦船通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)這種異構(gòu)環(huán)境下時(shí)存在耦合度大、成本高和實(shí)施復(fù)雜等問(wèn)題[1]。XML能夠在描述數(shù)據(jù)內(nèi)容的同時(shí)，展示數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，具有良好的可擴(kuò)展性、傳輸簡(jiǎn)便性，是一種數(shù)據(jù)集成處理的良好技術(shù)。因此，為實(shí)現(xiàn)艦船通信網(wǎng)絡(luò)中監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的有效率利用，本文設(shè)計(jì)一種基于XML的艦船通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)優(yōu)化集成方法。

1基于XML的艦船通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)優(yōu)化集成設(shè)計(jì)

1.1建立監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)集成虛擬庫(kù)

為了提高數(shù)據(jù)集成的效率，需要建立虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)取監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)時(shí)可以以某種統(tǒng)一的方式完成。在建立艦船通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)虛擬庫(kù)前，對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理[2]。考慮數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性和數(shù)據(jù)屬性，按照相同的空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同來(lái)源的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，并定位監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)來(lái)源。數(shù)據(jù)量綱標(biāo)準(zhǔn)化處理公式如下：(1)XXmaxXminX′式中：為某一數(shù)據(jù)來(lái)源的原始數(shù)據(jù)；和分別為該原始數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)的最大值和最小值；為量綱標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)化處理后，根據(jù)XML技術(shù)的要求，建立艦船通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)虛擬庫(kù)。使用元數(shù)據(jù)描述關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中各字符表對(duì)應(yīng)的字段信息，并使用XMLSchema文件映射元數(shù)據(jù)信息，存儲(chǔ)在虛擬庫(kù)本地。數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)換構(gòu)架如圖1所示[3]。圖1數(shù)據(jù)庫(kù)映射轉(zhuǎn)換框數(shù)據(jù)庫(kù)映射轉(zhuǎn)換規(guī)則為：根據(jù)原始數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)表中字段的關(guān)系，轉(zhuǎn)換為虛擬庫(kù)中XML元素之間的嵌套關(guān)系，從而得到XML虛擬庫(kù)。對(duì)虛擬庫(kù)中的XML元素語(yǔ)義沖突進(jìn)行處理，并利用決策樹算法對(duì)消除沖突后的數(shù)據(jù)集成。

1.2實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)優(yōu)化集成

對(duì)于存在元素語(yǔ)義沖突的XML，根據(jù)虛擬庫(kù)中元素類型采用不同的沖突消除策略。對(duì)于XML元素映射實(shí)體相同時(shí)，將元素組合成全局模式，提交查詢時(shí)，對(duì)查詢分解獲得子查詢結(jié)果并獲得連接，從而消除等價(jià)元素語(yǔ)義沖突。映射實(shí)體存在交叉關(guān)系時(shí)，判斷是否存在語(yǔ)義等價(jià)關(guān)系，若存在，則通過(guò)全局模式消除沖突；若不存在，利用公共子元素查詢操作消除沖突。虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)中每映射生成一個(gè)新的數(shù)據(jù)時(shí)，將其插入元數(shù)據(jù)決策數(shù)據(jù)中，并通過(guò)數(shù)據(jù)屬性的聚類對(duì)比判斷插入數(shù)據(jù)的分枝。為提高數(shù)據(jù)集成效率，利用信息增益對(duì)元數(shù)據(jù)決策樹進(jìn)行剪枝[4]。得到元數(shù)據(jù)決策樹信息增益的公式如下：(2)H(M,keyi)MkeyikeyiMpi式中：為在上的信息熵；為決策樹的分枝根節(jié)點(diǎn)；為決策樹集合；為對(duì)應(yīng)聚類簇子節(jié)點(diǎn)占總數(shù)的比例。CRi若當(dāng)前節(jié)點(diǎn)聚類后最大聚類分類的節(jié)點(diǎn)數(shù)為，則該分類比例計(jì)算式如下：(3)leafcountiRi式中，為決策樹節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)元數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。設(shè)定分枝閾值，若閾值小于，則進(jìn)行分割，即當(dāng)前分類結(jié)果優(yōu)于之前分類劃分。降序標(biāo)記節(jié)點(diǎn)錯(cuò)誤率，進(jìn)行決策樹剪枝。使用剪枝后的決策數(shù)據(jù)，對(duì)虛擬庫(kù)中的元數(shù)據(jù)再次聚類，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成。按照以上研究過(guò)程，完成了對(duì)基于XML的艦船通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)優(yōu)化集成方法的設(shè)計(jì)。

2數(shù)據(jù)集成測(cè)試

通過(guò)仿真測(cè)試的方式對(duì)數(shù)據(jù)集成方法進(jìn)行測(cè)試。

2.1測(cè)試準(zhǔn)備

選用數(shù)據(jù)集成后數(shù)據(jù)的耦合度和集成時(shí)間作為仿真測(cè)試指標(biāo)，將研究設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)集成方法與當(dāng)前常見的基于虛擬視圖的數(shù)據(jù)集成方法進(jìn)行對(duì)比。其中，集成后數(shù)據(jù)耦合度通過(guò)數(shù)據(jù)的利用率來(lái)表征，數(shù)據(jù)利用率越高，數(shù)據(jù)耦合度越低，數(shù)據(jù)集成效果越佳。集成時(shí)間越短，數(shù)據(jù)集成效率越高。仿真測(cè)試在由多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)搭建的艦船模擬通信網(wǎng)絡(luò)中展開，模擬通信網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸，獲得不同體量的通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)數(shù)據(jù)。分別使用2種數(shù)據(jù)集成方法對(duì)獲取的通信監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理仿真測(cè)試數(shù)據(jù)后，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并得出結(jié)論，實(shí)現(xiàn)仿真測(cè)試目的。

2.2測(cè)試結(jié)果

2種數(shù)據(jù)集成方法對(duì)模擬艦船通信網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行集成處理，不同數(shù)據(jù)規(guī)模下，數(shù)據(jù)集成時(shí)間如表1所示。分析表1中的數(shù)據(jù)可知，隨著待集成數(shù)據(jù)量的增加，對(duì)比方法集成數(shù)據(jù)的時(shí)間快速增加，而本文方法集成數(shù)據(jù)的時(shí)間僅出現(xiàn)小幅度上漲的趨勢(shì)。計(jì)算在本次測(cè)試中，本文方法平均集成時(shí)間為0.49min，對(duì)比方法評(píng)價(jià)集成時(shí)間為0.83min，2種方法集成時(shí)間平均值差值0.34min，表明本文方法集成時(shí)間受數(shù)據(jù)量影響小，集成效率更高。分別使用2種數(shù)據(jù)集成方法對(duì)模擬通信網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行集成處理，集成處理后的數(shù)據(jù)耦合度即數(shù)據(jù)利用率情況如圖2所示。圖中橫坐標(biāo)表示待集成數(shù)據(jù)的體量，縱坐標(biāo)表示數(shù)據(jù)利用率。對(duì)比觀察圖2可知，未經(jīng)過(guò)集成方法處理后的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)利用率均低于0.65%，并且隨著測(cè)試數(shù)據(jù)量的增加，數(shù)據(jù)利用率出現(xiàn)下降趨勢(shì)；經(jīng)過(guò)對(duì)比方法處理后的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)利用率明顯提高，數(shù)據(jù)利用率最高可達(dá)到87%左右；經(jīng)過(guò)本文方法處理后的數(shù)據(jù)利用率相比對(duì)比方法有明顯提升，數(shù)據(jù)最低利用率為88.6%。2種數(shù)據(jù)集成方法均能夠提高數(shù)據(jù)利用率，降低數(shù)據(jù)耦合度。

3結(jié)語(yǔ)

本文在分析傳統(tǒng)艦船通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)集成方法的基礎(chǔ)上，利用XML技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)研究了基于XML的艦船通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)優(yōu)化集成方法。通過(guò)與當(dāng)前常見的傳統(tǒng)方法對(duì)比測(cè)試，驗(yàn)證了該方法的可行性，能夠有效降低數(shù)據(jù)耦合。

作者：向桂玲 單位：達(dá)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院