李 珂，曹 健

0 引言

在全球信息化的高速發(fā)展的今天，每時每刻都有大量的數(shù)據(jù)產(chǎn)生，對于企業(yè)來說，如何有效地管理和利用其數(shù)字資產(chǎn)，已經(jīng)越來越重要并成為決定其業(yè)務成敗的關鍵。面對海量的數(shù)據(jù)，企業(yè)直接面臨的是存儲成本的問題，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實踐來探討和解決這些問題，信息生命周期管理就是其中一個。

信息生命周期管理包含很多層面的內容，不論是從方法學還是管理的對象，都比較廣泛，本文主要針對關系數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)倉庫，來探討如何實現(xiàn)對企業(yè)數(shù)據(jù)的生命周期管理。

從存儲的角度來說，信息生命周期管理的理念是，根據(jù)某種規(guī)則，在一定時期內，將不常用、不關鍵的信息存儲在低速、成本較低的存儲設備上，甚至備份起來，從而減少在線的關鍵信息量，達到減少存儲成本，提供利用效率，以及保護數(shù)據(jù)的目的。

另外，有的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品也支持數(shù)據(jù)表的訪問頻率統(tǒng)計，根據(jù)這部分信息，則可以更精確的控制數(shù)據(jù)的存儲類型，從而達到高效的存儲和使用。

一個典型的數(shù)據(jù)生命周期管理的例子，主要分為3層存儲，通過數(shù)據(jù)分區(qū)，將不同類型的數(shù)據(jù)存儲在不同的存儲設備上，可以被應用透明的訪問。如圖1所示：

圖1 數(shù)據(jù)生命周期管理三層存儲架構

要實現(xiàn)信息生命周期管理，需要有3個條件：硬件、分級的存儲設備、存儲成本不同但是可以同時被訪問、軟件、數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)倉庫必須支持數(shù)據(jù)的分區(qū)存儲；管理員，管理員需要根據(jù)業(yè)務規(guī)則，控制數(shù)據(jù)的存儲、訪問和刪除，以實現(xiàn)分級存儲。

但是，業(yè)務規(guī)則的復雜性多變以及頻繁的數(shù)據(jù)更新，使得人工來管理比較低效，而且市場上的數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫產(chǎn)品眾多，如何針對不同的平臺作信息生命周期管理也是一個挑戰(zhàn)。

人們在解決復雜問題的時候常常需要建模，建模的好處是標準化、易于交流和理解、易于抽象和思考復雜的問題。建模的方式是一種有效的信息生命周期管理手段。

1 PowerDesigner中實現(xiàn)信息生命周期管理建模

PowerDesigner是一個企業(yè)級的建模工具，強調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)建模領域，占據(jù)絕對的優(yōu)勢地位。利用PowerDesigner的元模型管理和擴展能力，可以實現(xiàn)對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；可以利用同一個模型實現(xiàn)基于不同數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)倉庫產(chǎn)品的解決方案；容易和其他數(shù)據(jù)管理工具集成，實現(xiàn)自動化的生命周期管理，降低維護成本；根據(jù)業(yè)務變化快速動態(tài)調整策略，重新部署和集成。

1.1 PowerDesigner中的元模型

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

在PowerDesigner中，元模型是基礎，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)支持對數(shù)據(jù)庫關系模型的建模，因此，在數(shù)據(jù)建模的基礎上，只要根據(jù)生命周期管理的業(yè)務需求，加入新的元模型類和關系。

1.2 息生命周期管理元模型的設計

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

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

針對信息生命周期管理設計的元模型，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，它包含一個或多個Phase，每一個 Phase指定了數(shù)據(jù)保存的時間和存儲設備，則當一條關系數(shù)據(jù)從創(chuàng)建開始，在相應的存儲上保存了Phase規(guī)定的時間以后，將會被存儲到下一個Phase所制定的存儲設備上。

當然，要實現(xiàn)同一數(shù)據(jù)表的分級存儲，需要數(shù)據(jù)庫支持表分區(qū)，并且要制定一列日期時間類型的字段作為分區(qū)的關鍵列。這就是表上的PartitionKey這個屬性。

最后，還需要指定一個時間窗口，以這個時間窗口為單位進行表分區(qū)，也會在這個時間窗口上進行數(shù)據(jù)的移動和存儲。比如，指定時間窗口為一個月，則在每個月的這一天，將對表根據(jù)關鍵列進行分區(qū)，并根據(jù)Phase規(guī)定的時間選擇是否移動特定分區(qū)的表內容。

詳細的元模型信息，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，也同時暴露了訪問的接口，PowerDesigner的一套通用的機制是屬性對話框。

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

屬性對話框是用XML語言描述的，每一個元模型類型的所有屬性，會按語義展現(xiàn)在一個屬性對話框的多個分頁上，對用戶來說，只需要定義想要表現(xiàn)的屬性和其排版即可。

例如，對于Lifecycle的屬性對話框，如圖3所示：

圖3 Lifecycle的屬性對話框

其中對應Policy部分的XML代碼如下所示：

在通用屬性對話框背后，是一套基于MVC模式的界面框架，其中Model模型部分即對應實現(xiàn)COM接口的元模型，View視圖部分是基于 Windows窗口和控件的對象，Controller控制器是內部實現(xiàn)的連接模型和視圖的橋梁，通過控制器來定制控件屬性行為、值轉換、驗證等等功能。

當然除了通用的控件以外，PowerDesigner的通用屬性對話框機制還支持動態(tài)創(chuàng)建的特殊控件，比如 Lifecycle頁面的 Phases屬性，利用動態(tài)創(chuàng)建的按鈕，同時展現(xiàn)了時間的長短以及相應的存儲及屬性信息。

1.4 代碼生成與環(huán)境集成

PowerDesigner不僅僅定義模型，同時和生產(chǎn)系統(tǒng)也有著緊密的聯(lián)系，它可以實現(xiàn)雙向的轉換工作，比如，連接到實際的數(shù)據(jù)庫，反向工程生成相應的數(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)中運行。

在信息生命周期管理中，也要用到后者來生成針對特定數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)倉庫的腳本，應用生命周期規(guī)則到實際的生產(chǎn)環(huán)境中。

PowerDesigner的另一套強大的機制是模型擴展和代碼生成機制，在PowerDesigner實現(xiàn)其元模型的的時候留有模型擴展的接口，所謂擴展，就是在運行時動態(tài)的修改PowerDesigner預定義的元模型，比如可以為某一個現(xiàn)有的元模型類添加一個屬性，或者定義一個新的元模型類。

由于擴展是動態(tài)的，所以非常靈活，特別適用于數(shù)據(jù)建模的情況，為了支持各個不同的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，PowerDesigner的元模型大體是統(tǒng)一的，但是細節(jié)上有所區(qū)別，因此，在基本的數(shù)據(jù)模型基礎上，通過定義不同的針對具體數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品的模型擴展，可以很好的支持不同的數(shù)據(jù)庫和環(huán)境，從而簡化了手動維護的過程。

PowerDesigner也定義一套代碼生成的模板機制，這套機制同樣基于元模型和擴展模型的訪問，來定義生成的代碼。

例如，信息生命周期管理會生成如下的代碼：進行生命周期管理的腳本有很強的時間性，特定的腳本必須在特定的時間運行，并且，在整個生命周期內都要依照時間窗口的間隔持續(xù)運行下去，這是一個很適合計算機解決的問題。

很多數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)都有計劃任務的功能，PowerDeigner生成腳本的時候，會按照執(zhí)行日期進行分類，將腳本以需要的順序進行管理，這樣可以方便各種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進行配置。當然，通過PowerDesigner的模型擴展和模板機制，針對特殊系統(tǒng)的需求進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

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

表2 單表數(shù)據(jù)的存儲成本節(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，但是對于大型系統(tǒng)和大量數(shù)據(jù)，存儲成本的變化則比較可觀。單表數(shù)據(jù)存儲成本變化相應的柱狀圖，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PowerDesigner框架的改進

PowerDesigner是一個相對獨立的平臺，其框架有很多通用的機制，在實現(xiàn)信息生命周期管理建模的過程中，也是一個基于PowerDesigner框架實現(xiàn)特定建模功能的過程。實現(xiàn)單個特定功能建模的過程，也是一個完善框架本身的過程。

比如，原有的通用屬性對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現(xiàn)獨立的屬性對話框系統(tǒng)，這時，通過對通用屬性對話框機制進行完善，PowerDesigner支持了更復雜的控制器并允許動態(tài)創(chuàng)建視圖控件。

3 結束語

通過對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)則對不同的數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)倉庫產(chǎn)品進行信息生命周期管理。從實現(xiàn)的結果看，與不進行生命周期管理分級存儲相比，數(shù)據(jù)的維護成本有比較明顯的降低。在未來，還可以在以下方面進行更多的支持：

支持從數(shù)據(jù)庫到數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)移動；支持更多數(shù)據(jù)庫管理工具的集成等等。

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