基于Agent的分布式數(shù)據(jù)庫異構消解策略

1、基于Agent的分布式數(shù)據(jù)庫異構消解策略摘要目前分布式數(shù)據(jù)庫的使用是非常廣泛的，但是由于實際情況的需要，不同的站點使用的本地數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可能是不同的，這就出現(xiàn)了異地、異構數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)之間的互操作問題。根據(jù)多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)各種異構類型和它的應用特點，本文提出了使用Agent技術來解決分布式系統(tǒng)中異構數(shù)據(jù)庫的互操作問題。關鍵詞分布式數(shù)據(jù)庫，多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，異構性，Agent，形式目前應用比擬廣泛的解決異構數(shù)據(jù)庫互操作問題的方法是多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)DBS形式。多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有以下幾個特點：(1)DBS必須屏蔽各部分數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(LDB)異構的操作環(huán)境和語義表示，包括計算機，操作系統(tǒng)，網(wǎng)絡協(xié)議，數(shù)據(jù)形式等。(2)DBS對

2、已經(jīng)存在的LDB不做什么改動，即DBS對LDB來說像一個應用程序或新用戶，并不阻礙原來LDB的工作形式。(3)LDB只使用本地資源實現(xiàn)部分自治，要使用別的LDB資源必須通過DBS調用相應的LDB系統(tǒng)，不允許一個數(shù)據(jù)源到另一個數(shù)據(jù)源之間的數(shù)據(jù)直接轉換或遷移。(4)DBS中只使用一種統(tǒng)一的語言，用戶像使用一個數(shù)據(jù)庫一樣使用DBS。(5)分布式數(shù)據(jù)庫意味著數(shù)據(jù)是分散存儲的，DBS必須解決分布數(shù)據(jù)形式對用戶透明地轉換與傳輸。圖1DBS體系構造圖DBS中所要解決的首要問題就是異構性消解問題。DBS本身是一種客戶端/效勞器構造，多個DBS的客戶與DBS交互作用，用戶可以通過DBS對多個LDB進展存取操作。

3、DBS管理所有全局數(shù)據(jù)庫的控制信息，包括全局形式、全局事務的提交和控制等。每一個LDB通過一個驅動器經(jīng)過通信子層與DBS連接。圖1顯示了DBS的體系構造：一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的異構性可以劃分為3個層次。最底層為平臺層，如不同的計算機、操作系統(tǒng)或通訊協(xié)議，同時各系統(tǒng)也會采用不同的編程語言和編譯環(huán)境；中間層是系統(tǒng)層，如不同的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，甚至是文件系統(tǒng)，它們基于不同的數(shù)據(jù)模型，提供不同的語言。由于不同的應用系統(tǒng)有不同的應用邏輯、不同的設計方法，因此部分應用系統(tǒng)之間軟件構造以及它們的數(shù)據(jù)表示都會有很大的不同。這是多數(shù)據(jù)庫構造的消解所要解決的主要問題之一；最頂層是數(shù)據(jù)語義層，由于不同的數(shù)據(jù)庫是獨立設

4、計的，不同的數(shù)據(jù)語義之間存在著很大的差異。不同的系統(tǒng)采用不同的方式去描繪它們的數(shù)據(jù)，一樣的信息可以用不同的形式，即使在同一個系統(tǒng)中一樣的信息也可以用不同的數(shù)據(jù)形式表示。分布式數(shù)據(jù)庫需要方便人機交互，能將不同的數(shù)據(jù)源和不同的信息集成到為一個用戶界面所能理解的文檔中。在本文中，采用Agent來實現(xiàn)對不同數(shù)據(jù)源的訪問以及不同信息的集成。下面式引自ldridge和Jennings(1995)的定義：Agent是處在某個環(huán)境中的計算機系統(tǒng)，該系統(tǒng)有才能在這個環(huán)境中自主行動以實現(xiàn)其設計的目的。3.1Agent的特征自主性：Agent具有屬于其自身的計算資源和部分于自身行為控制的機制，能在無外界直接操縱的情

5、況下，根據(jù)其內部狀態(tài)和感知到的外部環(huán)境信息，決定和控制自身的行為。交互性：能與其他Agent進展多種形式的交互，能有效地與其他Agent系統(tǒng)工作。反響性：能感知所處的環(huán)境，并對相關事件做出適時的反響。主動性：能遵循承諾采取主動行動，表現(xiàn)出面向目的的行為。3.2Agent具有的才能自主才能：Agent可以在沒有人或其他Agent直接干預的情況下運作，而且對自己的行為和內部狀態(tài)有某種控制才能。社交才能：Agent可以與其他Agent(也可以是人)交互，以滿足它們的設計目的。反響才能：Agent可以感知環(huán)境，并可以對環(huán)境發(fā)生的變化以及時的方式做出反響，以滿足它們的設計目的。預動才能：Agent通過主

6、動發(fā)起可以表現(xiàn)出目的引導的行為，來滿足它的設計目的。3.2多Agent系統(tǒng)單個的Agent的作用是非常有限的，目前應用比擬廣泛的是通過多個Agent進展交互來實現(xiàn)某一目的的多Agent系統(tǒng)(AS)。Jennings(2000)描繪了一個標準的多Agent系統(tǒng)構造：系統(tǒng)包含一些Agent，它們通過通信互相交互。這些Agent可以在環(huán)境中工作，不同的Agent有不同的作用范圍，表示它們可以控制、至少是影響環(huán)境的不同部分。在有些情況下，影響的范圍可能會重疊，而影響范圍重疊的事實會產生Agent之間的依賴關系。Agent同樣可以通過其他關系聯(lián)絡起來，比方一個Agent是另外一個Agent的“老板。由于

7、多個Agent之間有依賴關系，因此每個Agent應該具有信念、愿望、意圖等屬性，并通過某種理性的平衡策略來交互，從而解決問題。利用Agent實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫異構消解的詳細做法是：在原來的DBS體系構造中的DBS管理層中引入處理與LDB交互，并能互相通信的Agent。Agent的功能有兩大部分：一是接收DBS的命令與LDB進展交互；二是與系統(tǒng)中的其他Agent交互，包括傳遞信息并將處理結果轉化成DBS可以識別的統(tǒng)一格式的文檔。由于多個站點的部分數(shù)據(jù)庫是不同的，因此需要在DBS管理層中設置多個Agent，每個Agent負責與一類數(shù)據(jù)庫進展交互，如：Agent_rale負責與rale數(shù)據(jù)庫進展通訊，假如有

8、多個LDB采用rale數(shù)據(jù)庫，那么這些站點均與同一個Agent_rale進展通訊，同樣Agent_SQL負責與SQL數(shù)據(jù)庫進展通訊。由此，DBS可以改成圖2所示的構造：這種異構消解方式的可行性在于：(1)由于DBS連接的LDB的數(shù)量是不同的，假如在一個DBS連接多個LDB的情況下，為每一個LDB設置一個Agent負責通訊和協(xié)商，本錢明顯比本文描繪的方式要大，而且由于每個Agent位于各自的部分站點上，不利于Agent之間的交互。在DBS層為每一類數(shù)據(jù)庫設置一個Agent可以大大減少Agent的數(shù)量，而且易于實現(xiàn)Agent之間的通信。在構造多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)時，可以根據(jù)詳細的需要配置Agent，并且由

9、于一類數(shù)據(jù)庫對應一個Agent，這樣有利于Agent的維護和功能晉級。圖2帶有Agent的DBS體系構造圖(2)由于是Agent負責于各LDB進展交互，所以DBS可以屏蔽各部分數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)異構的操作環(huán)境和語義表示，不用干預LDB的工作。(3)由于Agent可以獨立的、主動的從環(huán)境(這里指DBS)中獲取信息，因此DBS可以使用一種統(tǒng)一的語言，而不必關心與不同的Agent進展交互的問題。(4)由于多Agent系統(tǒng)可以通過某種機制進展協(xié)商使系統(tǒng)的總體收益最大化，減少了人為的優(yōu)化工作。(5)多個Agent之間的交互可以使來自不同類型數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)形成統(tǒng)一的可以被DBS識別的文檔。(6)由于Agent不光有行為，還可以保存數(shù)據(jù)，所以對分布式數(shù)據(jù)庫子事務的提交和協(xié)商非常有利。本文通過在多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的DBS層為每一類數(shù)據(jù)庫設置一個Agent，并由Agent來實現(xiàn)DBS與各LDB的交互及不同形式的數(shù)據(jù)的統(tǒng)一，從而實現(xiàn)了異構數(shù)據(jù)庫的消解。并闡述了該方法的可行性。1賈焰,王志英,韓偉紅,李霖等.分布式數(shù)據(jù)庫技術.國防工業(yè)出版社,2001.2ihaelldridge.AnIntrdutintultiAgentSystes.JhnileySns,In.2002.3薩師煊,王珊.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論.高等教育出版社，2001.4周彩蘭.挪動Agent技術在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的應用J.