信息集成服務培訓教程.ppt

第十一章信息集成服務,11.1信息集成服務的組織形式11.2信息集成服務的內容組織11.3信息集成服務中的系統(tǒng)互操作11.4信息集成服務的協(xié)同實現(xiàn),11.1信息集成服務的組織形式,一、以資源為中心的信息集成服務二、以技術為中心的信息集成服務三、以機構合作為中心的信息集成服務四、以用戶為中心的信息集成服務,一、以資源為中心的信息集成服務,以資源為中心的信息集成服務，是一種面向信息資源的，并以信息資源的發(fā)現(xiàn)、采集、加工與集成作為服務工作中心的信息集成服務類型。,二、以技術為中心的信息集成服務,以技術為中心的信息集成服務，是一種面向信息集成技術應用的，以信息集成技術的研發(fā)為依據(jù)的信息集成服務類型。（如圖11-2）,三、以機構合作為中心的信息集成服務,以機構合作為中心的信息集成服務，是以信息服務機構之間的多種形式的合作為基礎，通過合作達到機構之間信息資源的集成與共享、服務技術的集成與共享、服務人員的集成與共享，從而增強各個服務機構的服務能力的一種服務（如圖11-3）。,四、以用戶為中心的信息集成服務,主要是個性化集成服務，是由用戶個性化的需求為導向進行信息服務要素的動態(tài)集成的一種服務。強調用戶的個性化體驗，以提供用戶滿意的服務為目標，從用戶角度進行服務的集成組織，因此，信息服務機構在提供信息集成服務時，一切從用戶活動與行為出發(fā)，不僅強調信息用戶現(xiàn)實信息需求的滿足，同時也關注和挖掘用戶的潛在信息需求（如圖11-4）。,11.2信息集成服務的內容組織,一、集成化信息動態(tài)發(fā)布二、集成化信息檢索三、信息集成化推送服務四、基于神經(jīng)網(wǎng)絡集成技術的專家系統(tǒng)服務,一、集成化信息動態(tài)發(fā)布,集成化信息發(fā)布平臺能夠自動根據(jù)其動態(tài)庫中信息的變化、網(wǎng)上相關信息源的變化和深層開發(fā)的結果適時發(fā)布相關信息并及時提供相關資源。圖11-5以新聞動態(tài)發(fā)布為例，顯示了集成化發(fā)布的過程。,一、集成化信息動態(tài)發(fā)布,Web信息資源發(fā)布通常使用兩種簡單模型：一是頁面發(fā)布（如圖11-6），二是數(shù)據(jù)庫發(fā)布（如圖11-7）。無論是哪種模型，其發(fā)布的對象都具有一致性：被發(fā)布的對象是Web上的信息資源；利用常規(guī)的Web技術實現(xiàn)信息發(fā)布，即將Web作為信息發(fā)布渠道；用戶采用類似于通常信息瀏覽的方式即可瀏覽被發(fā)布的信息；受眾不確定和不可控制性，即對Web用戶訪問發(fā)布的資源不做限制。,一、集成化信息動態(tài)發(fā)布,二、集成化信息檢索,集成化信息檢索是以信息集成與服務集成為依據(jù)，以達到知識共享的最大化為目的，實現(xiàn)對互聯(lián)網(wǎng)連接起來的數(shù)字資源庫群的分布式存貯及跨平臺、跨語種的網(wǎng)絡化檢索。集成化信息檢索順應用戶的需求，本著截面無縫化、統(tǒng)一化的檢索理念，為解決異構數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一檢索問題而提出。信息集成化檢索的必要性表現(xiàn)在如下4個方面：,資源分散阻礙了知識共享。用戶面臨檢索困境?，F(xiàn)行檢索方式的弊端。數(shù)字圖書館服務的推動。,二、集成化信息檢索,現(xiàn)代網(wǎng)絡環(huán)境和技術條件從多個方面保證了集成化信息檢索的實現(xiàn)，關鍵技術包括標準與協(xié)議支持、數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展、網(wǎng)絡化檢索的實現(xiàn)等。,標準與協(xié)議支持：基于網(wǎng)絡的集成化信息檢索系統(tǒng)的開發(fā)和運行得益于通用的網(wǎng)絡協(xié)議，更依賴于和信息處理、傳輸與檢索等有關的標準與協(xié)議數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展：面向對象的技術與公共對象請求代理體系結構（CommonObjectRequestBrokerArchitecture，CORBA）；動態(tài)數(shù)據(jù)庫訪問技術網(wǎng)絡檢索工具的發(fā)展,三、信息集成化推送服務,與傳統(tǒng)的信息服務形式和信息服務模式相比，針對用戶對信息服務提出的全面、準確和深入的要求，集成化信息服務中必須開發(fā)自動預測需求、自動跟蹤、主動發(fā)布信息等功能以適應用戶，這正是信息推送服務的優(yōu)勢所在。在用戶特征和需求特征庫建立之后，系統(tǒng)便可以根據(jù)用戶的特殊偏好或需要，定期通過網(wǎng)絡搜索獲取的相關信息，通過智能化的篩選、分類，然后提供給相關用戶，這相當于為每位用戶編制一部完全符合其需求、適應其特點、屬于他個人的動態(tài)信息集。這樣才能最大程度地提高用戶獲取信息的能力，做到按需推送，以使從被動變?yōu)橹鲃?，更好的服務于用戶?三、信息集成化推送服務,根據(jù)系統(tǒng)集成和擴充程度的不同，推送服務功能的實現(xiàn)可以分為三種形式（具體模型如圖11-8所示）：,三、信息集成化推送服務,Web服務器擴展（CGI）方式。這種方式利用服務器擴展（CGI）來擴充原有Web服務器功能，實現(xiàn)信息推送?？蛻糁悄艽恚ˋgent）方式。這種方式使用“智能代理（Agent）”定期自動的對預定的Web站點進行搜集，以收集更新信息并發(fā)送給用戶。推（Push）服務器方式。這種方式對原有系統(tǒng)的改動最大，它提供包括推（Push）服務器、客戶端及開發(fā)工具等一整套集成應用環(huán)境。還需要說明的是，信息推送服務是基于用戶注冊的服務，依據(jù)注冊用戶定制信息，按照其個性化需求，采用推送至終端或推送至郵箱的方式來實現(xiàn)。簡要的流程是：未注冊用戶在注冊過程中提供用戶信息和需求特征信息，登錄后自行設置定制信息，系統(tǒng)將服務器定期掃描用戶定制信息之后的產(chǎn)品，定期提供給用戶所需信息。,四、基于神經(jīng)網(wǎng)絡集成技術的專家系統(tǒng)服務,專家系統(tǒng)是一種智能的計算機程序，它運用知識和推理步驟來解決只有專家才能解決的復雜問題，它主要由知識庫和推理機構成。基于神經(jīng)網(wǎng)絡集成的專家系統(tǒng)由基本部件和核心部件兩大部分組成?；静考磦鹘y(tǒng)的專家系統(tǒng)的組件集成，主要包括用戶界面、知識庫、知識庫管理系統(tǒng)、推理機、數(shù)據(jù)庫、解釋機等，核心部件包括神經(jīng)網(wǎng)絡集成知識自動獲取模塊（神經(jīng)網(wǎng)絡集成、規(guī)則抽取機構），其系統(tǒng)基本結構如圖11-9所示。,如圖11-9所示，幾個基本模塊運行如下：用戶界面：人機交互的平臺，服務提供方、資源提供方和用戶可以方便地交流。解釋機：對給用戶提供的答案進行包括采用事實依據(jù)、邏輯推理路線、系統(tǒng)分析方式以及答案的肯定程度等給予必要的集成說明。推理機：模擬領域專家的思維過程，控制并執(zhí)行對問題的求解。系統(tǒng)管理模塊：系統(tǒng)管理員通過該模塊對整個專家系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫和知識庫行使存儲、排序、檢索、維護、更新等基本管理職能。數(shù)據(jù)庫和知識庫：數(shù)據(jù)庫是用于存放從用戶提問-問題分析-經(jīng)驗采納-邏輯推理-初步結果-結果驗證-最終結果-結果提交全過程的事實和數(shù)據(jù)，而知識庫則存放著領域專家專門知識，庫中還存儲著從神經(jīng)網(wǎng)絡中抽取的規(guī)則，這也是基于神經(jīng)網(wǎng)絡集成的專家系統(tǒng)與普通專家系統(tǒng)的區(qū)別之一。,四、基于神經(jīng)網(wǎng)絡集成技術的專家系統(tǒng)服務,11.3信息集成服務中的系統(tǒng)互操作,一、系統(tǒng)異構與基于資源集成的系統(tǒng)互操作二、系統(tǒng)異構與互操作環(huán)境三、系統(tǒng)互操作的技術實現(xiàn),一、系統(tǒng)異構與基于資源集成的系統(tǒng)互操作,目前關于信息系統(tǒng)互操作的研究主要集中在以下領域：電子政府領域的互操作研究英國政府UKe-GIF是第一個系統(tǒng)化的電子政務互操作框架，將相應的標準規(guī)范分為：系統(tǒng)互聯(lián)（Interconnection）、數(shù)據(jù)整合（Dataintegration）和信息獲?。↖nformationaccess）三個方面，包括了通信協(xié)議、安全機制、數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)標記、元數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)交換格式等層面的互操作.電子商務領域的互操作研究UN/CEFACT及OASIS共同推進的ebXML電子商務標準體系數(shù)字圖書館領域的互操作OCLC關于DSpaceHarvesting、DublinCoreMetadataInitiative、OpenArchivesInitiative、OpenURLActivities、RDFInteroperability、TerminologyServices、Z39.50互操作的研究等，推動世界范圍內圖書館界的系統(tǒng)互操作和合作。多媒體出版領域的互操作規(guī)范,信息用戶在使用信息系統(tǒng)時出現(xiàn)兩大鴻溝：信息獲取鴻溝和信息理解鴻溝，客觀上提出了系統(tǒng)互操作的要求。系統(tǒng)互操作是達到共享目標的系統(tǒng)和系統(tǒng)間的有效交互能力?；ゲ僮鞯闹饕卣靼?自治性（Autonomy）。自治性是系統(tǒng)互操作的最重要的特征。其基本特征是，各個系統(tǒng)的每個構件本質上可獨立于環(huán)境中其它構件進行操作，即具有一定程度的獨立性和可局部管理性。服務性（Service）。這里的服務是靠構件實現(xiàn)的，即構件或一組協(xié)同操作的構件，它代表用戶執(zhí)行的一個活動或一組活動。物理分布性。開放性（Openness）。開放性是指構件與服務可在任何階段加入到系統(tǒng)，或從系統(tǒng)中撤去。,一、系統(tǒng)異構與基于資源集成的系統(tǒng)互操作,一個理想的信息系統(tǒng)操作應該滿足:支持豐富多樣的資源和功能形式，能容納各種各樣的信息資源體系和服務體系。支持分布的各個系統(tǒng)的自主性，能持續(xù)支持支持各個系統(tǒng)的自主建設與發(fā)展，能有效保證對知識產(chǎn)權資源使用的本地控制，能支持專門的本地客戶端機制和服務，能支持專門的甚至本地化的元數(shù)據(jù)格式和系統(tǒng)協(xié)議。保證整個分布式數(shù)字信息機制的低成本和進入該體制的低成本。保證在分布式數(shù)字信息機制中增加新的資源和服務系統(tǒng)的方便性和低成本；保證在分布式數(shù)字信息機制中使用任何一個資源和服務系統(tǒng)的方便性和低成本。提供整個機制的可伸縮性，能容納甚至動態(tài)組合任意數(shù)量和類型的資源或服務體系。,一、系統(tǒng)異構與基于資源集成的系統(tǒng)互操作,信息系統(tǒng)互操作的目標是向用戶屏蔽分布的、異構的各個信息系統(tǒng)間的差別，實現(xiàn)用戶對多個信息系統(tǒng)的交叉瀏覽和交叉檢索，提供統(tǒng)一入口的多個信息系統(tǒng)間檢索和瀏覽服務，實現(xiàn)信息共享。當前環(huán)境下，信息集成服務要解決互操作的以下主要問題：屏蔽分布的各信息系統(tǒng)之間的差別，通過統(tǒng)一界面為用戶提供一致的服務；為信息資源和信息系統(tǒng)提供一種靈活的集成機制，即允許各個相對獨立的信息系統(tǒng)能自由增加新的服務，或修改以前的服務；信息資源整合和集成服務協(xié)議的制定，包括元數(shù)據(jù)協(xié)議、數(shù)字對象存儲協(xié)議、信息搜索協(xié)議、付費協(xié)議、信息資源服務的運行管理協(xié)議等等；開發(fā)信息資源整合與集成服務系統(tǒng)高層協(xié)議中間件，實現(xiàn)分布子系統(tǒng)間各項服務的互操作。,一、系統(tǒng)異構與基于資源集成的系統(tǒng)互操作,二、系統(tǒng)異構與互操作環(huán)境,信息集成服務處于分布、異構數(shù)字化信息環(huán)境中，眾多不同地域、不同技術平臺、使用不同組織檢索方式的系統(tǒng)并存，迫切需要建立有效的互操作機制來整合整個分布環(huán)境中的資源和服務。制約系統(tǒng)互操作的因素非常復雜，其中異構性是制約信息系統(tǒng)實現(xiàn)互操作的關鍵因素。,信息系統(tǒng)異構主要可以概括為兩個層面：信息資源層面、技術層面。信息資源異構，資源是信息系統(tǒng)提供服務的基礎，信息資源的異構問題主要表現(xiàn)為：命名問題格式問題描述體系的問題技術層面的異構，指信息系統(tǒng)所依賴的應用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)乃至操作平臺之間各不相同，形成異構的技術環(huán)境。,二、系統(tǒng)異構與互操作環(huán)境,信息集成服務的系統(tǒng)互操作環(huán)境從宏觀環(huán)境而言，信息集成服務互操作處于異構、集成和動態(tài)環(huán)境中。從微觀環(huán)境而言，信息集成服務要跨越分布異構的資源集合和集成服務體系，實現(xiàn)一致的服務。圖11-11詳細說明了信息集成服務互操作的微觀環(huán)境。,二、系統(tǒng)異構與互操作環(huán)境,三、系統(tǒng)互操作的技術實現(xiàn),應用信息系統(tǒng)互操作的關鍵技術主要包括：應用層面的互操作技術：包括信息系統(tǒng)軟件互操作技術、基于協(xié)議的互操作技術；資源層面互操作技術：主要包括元數(shù)據(jù)互操作技術和知識本體互操作技術。圖11-13展示了一個信息系統(tǒng)互操作的技術框架。,三、系統(tǒng)互操作的技術實現(xiàn),應用層面的信息系統(tǒng)軟件互操作的技術實現(xiàn)軟件互操作技術的核心是通過克服不同軟件構件所采用的實現(xiàn)語言、運行環(huán)境和基本模式的差異，實現(xiàn)信息系統(tǒng)相互通信和協(xié)作，完成某一特定任務。外部協(xié)調（mediator）或中間件（middleware）技術?；谲浖淼幕ゲ僮骷夹g。分布式對象請求技術?；诿枋龅没ゲ僮骷夹g。,基于描述的互操作技術,三、系統(tǒng)互操作的技術實現(xiàn),應用層面的基于協(xié)議的互操作技術實現(xiàn)：協(xié)議是實現(xiàn)互操作的基礎。在信息資源整合與服務中，信息系統(tǒng)互操作的實現(xiàn)需要相關協(xié)議的一致性應用，對信息系統(tǒng)集成與互操作影響較大的協(xié)議包括：Z39.50LDAPWHOIS+等。,Z39.50,Z39.50是信息檢索應用服務定義和協(xié)議規(guī)范（InformationRetrievalApplicationServiceDefinitionandProtocolSpecification）的簡稱。Z39.50起源于圖書館界，最初是針對圖書館機讀目錄（MARC）數(shù)據(jù)庫共享而開發(fā)的標準，Z39.50通過對編碼方式和內容語義的標準化來實現(xiàn)不同系統(tǒng)間的互操作。Z39.50是一個模塊化的標準（圖11-14）。為了滿足不同的Z39.50應用程序之間的互操作性，不同的應用領域就某些檢索和查詢的細節(jié)達成一致，業(yè)已形成了若干“Profile（大綱）”。,WHOIS+,WHOIS+協(xié)議最初作為目錄服務開發(fā)，并提供簡單的、基于模板的、分布式的和可擴展的信息查詢服務。WHOIS+同時提供了為建立分布式數(shù)據(jù)庫索引的通用架構。WHOIS+協(xié)議部署簡單，并提供靈活的方式實現(xiàn)跨平臺、數(shù)據(jù)集的查詢；多語言支持。需要注意問題的是：（1）WHOIS+只提供有限的檢索方式，因此部署相對簡單的服務時，可以采用WHOIS+協(xié)議。（2）需要以CIP協(xié)議結合使用，WHOIS+協(xié)議和CIP協(xié)議結合使用才能實現(xiàn)查詢路由和分布式索引，才能提高檢索效率。（3）以一定的安全認證機制相結合。WHOIS+協(xié)議和它提供的檢索路由機制，目前已經(jīng)在ROADS軟件平臺和TERENA的TF-CHIC架構中實現(xiàn)。,三、系統(tǒng)互操作的技術實現(xiàn),語義互操作技術語義上的異構是實現(xiàn)信息系統(tǒng)互操作面臨的最大挑戰(zhàn)之一，也是研究互操作的難點所在。實現(xiàn)信息系統(tǒng)的語義互操作主要通過兩個途徑：元數(shù)據(jù)互操作技術共享本體,元數(shù)據(jù)功能包括對資源的描述、管理和定位，以及對資源的評估。當在用不同元數(shù)據(jù)格式描述的資源體系之間進行檢索、資源描述和資源利用時，就存在元數(shù)據(jù)的互操作性問題。元數(shù)據(jù)的互操作是指多個不同元數(shù)據(jù)格式的釋讀、轉換和由多個元數(shù)據(jù)格式描述的數(shù)字化信息資源體系之間的透明檢索。針對元數(shù)據(jù)互操作有多種解決方案，其中包括：元數(shù)據(jù)映射：（MetadataMapping）又稱元數(shù)據(jù)轉換。從語義角度提供元數(shù)據(jù)的互操作，從而實現(xiàn)跨資源庫的統(tǒng)一檢索。目前已有大量的映射程序存在，如DC與USMARC、DC與EDA、DC與GILS、GILS與USMARC等。開放描述：建立一個標準的資源描述框架（ResourceDescriptionFramework），來描述所有元數(shù)據(jù)格式，那么只要一個系統(tǒng)能夠解析這個標準描述框架，就能解讀相應的Metadata格式。實際上，XML和RDF從不同角度起著類似的作用。,三、系統(tǒng)互操作的技術實現(xiàn),知識本體（Ontology）互操作基于Ontology的信息互操作方法主要是研究如何理解所獲取的信息，重點解決不同部門、不同個人之間對信息理解的差距。解決的手段是通過在不同部門、不同個人之間建立共識的Ontology，使部門與部門及個人與個人之間對異構信息達到一定程度的共同理解，并能在此基礎上進行相應的分析運用。知識本體（Ontology）是共享概念模型的明確的形式化規(guī)范說明。把每一個知識領域抽象成一套概念體系，再具體化為一個詞表來表示，包括每一個詞的明確定義、詞與詞之間的關系（例如用代、屬、分、參關系）以及該領域的一些公理性知識的陳述，并且能夠在這個知識領域的專家之間達成某種共識，即能夠共享這套詞表，所有這些就構成了該知識領域的一個“知識本體”。最后用一定的編碼語言（例如RDF/OWL）明確表達上述體系（詞表、詞表關系、關系約束、公理、推理規(guī)則等）。,三、系統(tǒng)互操作的技術實現(xiàn),11.4信息集成服務的協(xié)同實現(xiàn),一、機構協(xié)同模式二、項目協(xié)同三、技術支撐協(xié)同四、資源組織協(xié)同,一、機構協(xié)同模式,“協(xié)同”反映了事物之間、系統(tǒng)或要素之間的配合性和依賴，以及由此而引發(fā)的合作。目前，機構協(xié)同已成為推進信息集成的一種重要方式。就整體而論，國外信息機構基于資源共享集成的協(xié)同服務強調資源共享的潛在戰(zhàn)略利益。國內信息機構在協(xié)同服務中，主要是基于信息資源共建共享的信息集成服務。,以機構協(xié)同方式進行的信息集成服務，可以分為線性協(xié)同與網(wǎng)絡協(xié)同兩種。（1）線性協(xié)同線性協(xié)同模式根據(jù)協(xié)同服務的內容又可以分為水平協(xié)同和垂直協(xié)同。水平模式。信息機構根據(jù)自己的特點和發(fā)展方向，同其他的信息服務機構合作的協(xié)同模式，這種協(xié)同是在一個平面上進行的，協(xié)同的內容是綜合性的。垂直協(xié)同模式。與水平協(xié)同服務模式相比，垂直模式是信息機構為了滿足某一特定群體特定需要而進行的協(xié)同。這種協(xié)同是在同一系統(tǒng)或同一服務鏈上進行的縱向整合式協(xié)同。（2）網(wǎng)絡協(xié)同網(wǎng)絡協(xié)同是面向大眾或面向諸多用戶群體的信息資源服務機構普遍采用的協(xié)同方式，是既保證大眾用戶的集成信息需求，又為需要提高信息資源服務層次的用戶提供集成服務的一種協(xié)同方式。以上協(xié)同服務方式在信息資源集成共享的協(xié)同服務中往往交叉應用。協(xié)同服務需要建立在各成員