胡 雙，陸 濤，胡建華

(1.中國藥科大學理學院，江蘇 南京 211198;2.中國藥科大學天然藥物活性組分與藥效國家重點實驗室，江蘇 南京 211198)

0 引言

數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)是目前熱門的商業(yè)智能、大數(shù)據(jù)等技術和應用的關鍵［1-2］，在推廣這些應用中首先必須面對的往往是對大量數(shù)據(jù)的分析處理，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)，如SAS(Statistical Analysis System)、SPSS(Statistical Product and Service Solutions)、MATLAB(Matrix Laboratory)等主要面對的是專業(yè)人員使用，采用編程方式操作為主，用戶界面不友好。因此在原有數(shù)據(jù)分析軟件的基礎上進行軟件集成成為大家關注的焦點［3］。大多數(shù)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)為了提供更廣泛的數(shù)據(jù)分析支持，提供為其他語言系統(tǒng)進行訪問調(diào)用的機制，為開發(fā)各種基于數(shù)據(jù)分析的應用系統(tǒng)提供了良好的支持，提高了開發(fā)效率。

由于不同的異構(gòu)系統(tǒng)進行組合時強耦合性會帶來系統(tǒng)開發(fā)、維護和升級的困難，因此，在不同系統(tǒng)的集成過程中必須考慮降低耦合性的問題。SOA(Service-Oriented Architecture，面向服務的體系結(jié)構(gòu))架構(gòu)是目前解決該類問題的一個良好的方案［4］。在該架構(gòu)中，用Web服務(Web Service)對業(yè)務應用進行包裝，然后通過一個網(wǎng)絡平臺提供核心服務［5］。由于Web服務的平臺無關性，給系統(tǒng)的集成帶來很大的方便，基于這樣的目的，本文利用.NET系統(tǒng)和SAS/IT技術建立Web服務，然后通過ASP.NET客戶端來訪問Web服務，以Web服務接口的形式實現(xiàn)SAS的聯(lián)機分析處理功能和在線數(shù)據(jù)挖掘功能。

1 相關技術介紹

1.1 SAS系統(tǒng)與IOM集成對象模型

SAS系統(tǒng)是在國際上被廣泛使用的大型統(tǒng)計分析系統(tǒng)，被譽為統(tǒng)計分析的標準軟件，SAS與微軟Windows操作系統(tǒng)下的程序語言交互主要通過SAS Integration Technology(SAS/IT)模塊實現(xiàn)［6］。SAS/IT為用戶提供訪問SAS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口，該接口是符合COM(Microsoft Component Object Model，組件對象模型)標準的組件模型IOM(Integrated Object Model，集成對象模型)，包含 SASIOMCommon、SASObject-Manager、SASWorkSpace 等對象［7］。通過 IOM，SAS可以和多種編程語言進行交互，如Visual Basic(包括VBA 和 VBScript)、VB.NET、Visual C++、Perl、Visual C#.NET等。用戶能夠使用行業(yè)標準語言、編程工具和通訊協(xié)議來開發(fā)程序訪問lOM服務器上的服務。

IOM集成對象模型最上層對象是SAS.workspace，每個這樣的對象都有它自己的WORK臨時庫，并且SAS.workspace對象提供了一些可用的對象，這些對象包括:dataservice對象、fileservice對象、languageservice 對象等［8］。

SAS是通過集成對象模型服務器(lOM Servers)來完成用戶客戶端對SAS核心程序的訪問。集成對象模型服務器主要包括2類服務器［9］:(1)SAS工作區(qū)服務器(SAS Workspace Server)，可通過其使用SAS軟件基礎功能，如使用SAS語言，訪問SAS library等，使客戶端應用程序能夠通過應用程序編程接口提交SAS代碼;(2)SAS存儲過程服務器(SAS Stored Process Server)，可以在客戶端環(huán)境中執(zhí)行“SAS存儲過程”的請求，并返回執(zhí)行的結(jié)果?！癝AS存儲過程”是可通過SAS存儲過程服務器調(diào)用的SAS程序。通過SAS存儲過程服務器，客戶端即可執(zhí)行參數(shù)化的SAS程序而無需了解SAS編程語言。

1.2 Web Service技術

從表面上看，Web服務就是一個應用程序，它向外界暴露出一個能夠通過Web進行調(diào)用的接口，用戶可以用編程的方法通過Web調(diào)用來實現(xiàn)某個功能的應用程序。應用程序?qū)用嫔?，可以認為Web服務是一種新的Web應用程序，是自包含、自描述、模塊化的應用，可以通過互聯(lián)網(wǎng)特別是Web中被描述、發(fā)布、查找以及調(diào)用。

Web Services關鍵技術包括 XML(eXtensible Markup Language，可擴展標記語言)、SOAP(Simple Object Access Protocol，簡單對象訪問協(xié)議)、WSDL(Web Services Description Language)、UDDI(Universal Description Discovery and Integration)等［10］。XML 是一種元語言，可以用來定義和描述結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，它是Web服務得以實現(xiàn)的語言基礎。Web服務使用基于XML的消息處理作為基本的數(shù)據(jù)通訊方式，以幫助消除使用不同組件模型、操作系統(tǒng)和編程語言的系統(tǒng)之間存在的差異。綁定HTTP(Hypertext Transfer Protocol，超文本轉(zhuǎn)移協(xié)議)之上的SOAP協(xié)議，是一種基于XML的、不依賴傳輸協(xié)議的、用于在應用程序之間以對象的形式交換數(shù)據(jù)的表示層通信協(xié)議。SOAP協(xié)議可以跨語言、跨操作系統(tǒng)進行遠程過程調(diào)用，實現(xiàn)了編程語言和系統(tǒng)平臺的無關性，從而大大簡化了不同系統(tǒng)之間的交互問題。WSDL采用XML格式描述Web服務，其中包括Web服務做什么、位于哪里、怎樣調(diào)用等信息。UDDI是Web服務的信息注冊規(guī)范，以便被需要該服務的用戶發(fā)現(xiàn)和使用它。故Web服務便是基于網(wǎng)絡的、分布式的模塊化組件，它執(zhí)行特定的任務，遵守具體的技術規(guī)范，這些規(guī)范使得Web服務實現(xiàn)了跨平臺整合。

SAS可以解決許多實際問題，用它進行數(shù)據(jù)分析可以大大提高運算效率，但由于SAS系統(tǒng)是針對專業(yè)用戶進行設計，其操作以編程為主，在編程操作時需要用戶對所使用的統(tǒng)計方法有較清楚的了解，非統(tǒng)計專業(yè)人員掌握起來較為困難。因此，Web Service技術與SAS結(jié)合的優(yōu)勢在于可以模塊化并跨平臺使用SAS的數(shù)據(jù)分析功能，而無需了解SAS的編程技術，簡化了SAS軟件的使用，并削減了購買SAS軟件的費用。

2 基于Web服務的SAS與.NET系統(tǒng)集成

2.1 Web服務與SAS集成的原理

Web服務與SAS集成的原理如圖1所示［11］:首先，客戶端向Web服務器發(fā)送SOAP消息請求，Web服務器接受這一SOAP請求后隨即創(chuàng)建服務對象，并利用IOM編程接口使請求的存儲過程在SAS存儲過程服務器上執(zhí)行;執(zhí)行完畢后在SAS存儲過程服務器上取出結(jié)果，從而完成對SAS功能的一次調(diào)用。

圖1 Web服務與SAS集成的原理

2.2 SAS_Service服務的建立

利用SAS的IOM編程接口與.NET進行交互［12］，可以在.NET系統(tǒng)中建立SAS工作空間，讀取SAS數(shù)據(jù)源，并獲取SAS分析結(jié)果，最后關閉SAS工作空間［13］，從而完成Web服務與SAS之間的數(shù)據(jù)傳遞。建立SAS_Service服務的過程如圖2所示。

圖2 SAS_Service服務建立的過程

2.3 SAS與.NET系統(tǒng)集成的主要方法

2.3.1 上傳源數(shù)據(jù)集

調(diào)用SendData方法上傳SAS源數(shù)據(jù)集到工作空間，分配WEBSVC邏輯庫引用名給上傳源數(shù)據(jù)集。其原理是ADO.NET可以把數(shù)據(jù)集(DataSet)轉(zhuǎn)換成XML格式;SAS使用XML LIBNAME工具讀取XML文件［14］。此方法使用這2項功能，將數(shù)據(jù)集從Web服務寫入到SAS服務器，然后創(chuàng)建一個指向數(shù)據(jù)集的邏輯庫引用名。

2.3.2 獲取結(jié)果數(shù)據(jù)集

基于ADO.NET和SAS的IOM數(shù)據(jù)提供程序，GetData方法可以獲取工作空間中的結(jié)果數(shù)據(jù)集。此方法也需要2個參數(shù):SAS.Workspace對象和待獲取的SAS結(jié)果數(shù)據(jù)集名稱。在此方法中，首先創(chuàng)建OleDbDataAdapter對象，然后使用SQL查詢字符串來獲取傳入SAS結(jié)果數(shù)據(jù)集中的全部數(shù)據(jù)［15］。最后，創(chuàng)建ADO.NET Dataset對象并用于填充OleDbData-Adapter對象中的數(shù)據(jù)。

3 實例應用

在考察藥物生物等效的研究中，通常要對同一藥物不同劑型的生物利用度進行方差分析，由于方差分析運算復雜，如用手工計算，工作量大，費時費力，而且容易出錯。如果采用SAS軟件系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理，編寫程序簡單，運算快速準確［16］。以下是利用SAS中ANOVA(Analysis of Variance，方差分析)過程對藥物制劑生物利用度進行方差分析的實例［17］。

3.1 存儲過程的建立

當SAS運行proc anova過程時，ODS(Output Delivery System，輸出傳輸對象)輸出對象包括OverallANOVA和 ModelANOVA，其中 OverallANOVA輸出總體模型的統(tǒng)計量和P值，ModelANOVA輸出因子效應的檢驗結(jié)果。存儲過程ProcAnova.sas的代碼如下:

3.2 訪問Web服務

在ASP.NET框架中調(diào)用Web服務非常簡便，向程序中添加Web引用，就可以引用這個Web服務中的方法，就像引用類中的任何其他方法一樣［18］。首先創(chuàng)建Web Service類的一個實例SAS_Service，然后調(diào)用RunStoredProcedure方法，返回結(jié)果數(shù)據(jù)集。運行結(jié)果如圖3所示，實現(xiàn)了在線分析藥物制劑生物利用度的功能。與文獻［17］中的結(jié)果相對比，表明計算結(jié)果準確，證實了該方法的可行性。

圖3 方差分析運行結(jié)果

4 結(jié)束語

本文介紹了SAS/IT模塊與IOM編程接口，并說明了使用SAS/IT模塊和.NET系統(tǒng)建立Web服務的方法，最后通過實例在ASP.NET客戶端上訪問Web服務。利用上述方法，可以將SAS強大的數(shù)據(jù)分析功能和Web服務的跨平臺性結(jié)合起來，發(fā)揮這2個方面的優(yōu)勢，構(gòu)建更強大的應用系統(tǒng)，以更大程度地發(fā)揮SAS的聯(lián)機分析處理功能和在線數(shù)據(jù)挖掘功能。

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