導語：艦船通信網(wǎng)絡監(jiān)控數(shù)據(jù)優(yōu)化集成探討一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:當前的數(shù)據(jù)集成采用將數(shù)據(jù)映射至同一中心庫的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成，應用于異構環(huán)境下會出現(xiàn)數(shù)據(jù)耦合較大、處理復雜性高的問題。就上述問題，設計基于XML的艦船通信網(wǎng)絡監(jiān)控數(shù)據(jù)優(yōu)化集成方法。對艦船通信網(wǎng)絡不同來源的數(shù)據(jù)標準化處理后，依據(jù)基于模型驅(qū)動的轉(zhuǎn)換原理進行數(shù)據(jù)庫映射，從而建立監(jiān)控數(shù)據(jù)集成虛擬庫。消除虛擬庫中不同類型的元數(shù)據(jù)語義沖突后，利用決策樹算法實現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)集成。仿真測試驗證設計的集成方法處理時間明顯縮短，集成后數(shù)據(jù)的最低利用率可達88.6%，有效降低數(shù)據(jù)耦合度，提高了數(shù)據(jù)可用性。

關鍵詞：XML；艦船通信網(wǎng)絡；監(jiān)控數(shù)據(jù)；優(yōu)化集成；數(shù)據(jù)集成；決策樹

艦船通信網(wǎng)絡監(jiān)控數(shù)據(jù)來源廣泛，并且數(shù)據(jù)結(jié)構各異，為提高監(jiān)控數(shù)據(jù)的利用率，數(shù)據(jù)集成能夠避免數(shù)據(jù)冗余、簡化數(shù)據(jù)共享難度。當前常見基于虛擬視圖的數(shù)據(jù)集成方法，對于多數(shù)據(jù)庫集成效果較好，但是應用于艦船通信網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)這種異構環(huán)境下時存在耦合度大、成本高和實施復雜等問題[1]。XML能夠在描述數(shù)據(jù)內(nèi)容的同時，展示數(shù)據(jù)之間的關系，具有良好的可擴展性、傳輸簡便性，是一種數(shù)據(jù)集成處理的良好技術。因此，為實現(xiàn)艦船通信網(wǎng)絡中監(jiān)控數(shù)據(jù)的有效率利用，本文設計一種基于XML的艦船通信網(wǎng)絡監(jiān)控數(shù)據(jù)優(yōu)化集成方法。

1基于XML的艦船通信網(wǎng)絡監(jiān)控數(shù)據(jù)優(yōu)化集成設計

1.1建立監(jiān)控數(shù)據(jù)集成虛擬庫

為了提高數(shù)據(jù)集成的效率，需要建立虛擬數(shù)據(jù)庫，從而實現(xiàn)調(diào)取監(jiān)控數(shù)據(jù)時可以以某種統(tǒng)一的方式完成。在建立艦船通信網(wǎng)絡監(jiān)控數(shù)據(jù)虛擬庫前，對通信網(wǎng)絡監(jiān)控數(shù)據(jù)進行標準化處理[2]。考慮數(shù)據(jù)之間的相關性和數(shù)據(jù)屬性，按照相同的空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標準對不同來源的數(shù)據(jù)標準化，并定位監(jiān)控數(shù)據(jù)來源。數(shù)據(jù)量綱標準化處理公式如下：(1)XXmaxXminX′式中：為某一數(shù)據(jù)來源的原始數(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；為量綱標準化后的數(shù)據(jù)。標準化處理后，根據(jù)XML技術的要求，建立艦船通信網(wǎng)絡監(jiān)控數(shù)據(jù)虛擬庫。使用元數(shù)據(jù)描述關系數(shù)據(jù)庫中各字符表對應的字段信息，并使用XMLSchema文件映射元數(shù)據(jù)信息，存儲在虛擬庫本地。數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換構架如圖1所示[3]。圖1數(shù)據(jù)庫映射轉(zhuǎn)換框數(shù)據(jù)庫映射轉(zhuǎn)換規(guī)則為：根據(jù)原始數(shù)據(jù)庫的存儲表中字段的關系，轉(zhuǎn)換為虛擬庫中XML元素之間的嵌套關系，從而得到XML虛擬庫。對虛擬庫中的XML元素語義沖突進行處理，并利用決策樹算法對消除沖突后的數(shù)據(jù)集成。

1.2實現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)優(yōu)化集成

對于存在元素語義沖突的XML，根據(jù)虛擬庫中元素類型采用不同的沖突消除策略。對于XML元素映射實體相同時，將元素組合成全局模式，提交查詢時，對查詢分解獲得子查詢結(jié)果并獲得連接，從而消除等價元素語義沖突。映射實體存在交叉關系時，判斷是否存在語義等價關系，若存在，則通過全局模式消除沖突；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)庫中每映射生成一個新的數(shù)據(jù)時，將其插入元數(shù)據(jù)決策數(shù)據(jù)中，并通過數(shù)據(jù)屬性的聚類對比判斷插入數(shù)據(jù)的分枝。為提高數(shù)據(jù)集成效率，利用信息增益對元數(shù)據(jù)決策樹進行剪枝[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；為決策樹集合；為對應聚類簇子節(jié)點占總數(shù)的比例。CRi若當前節(jié)點聚類后最大聚類分類的節(jié)點數(shù)為，則該分類比例計算式如下：(3)leafcountiRi式中，為決策樹節(jié)點對應元數(shù)據(jù)個數(shù)。設定分枝閾值，若閾值小于，則進行分割，即當前分類結(jié)果優(yōu)于之前分類劃分。降序標記節(jié)點錯誤率，進行決策樹剪枝。使用剪枝后的決策數(shù)據(jù)，對虛擬庫中的元數(shù)據(jù)再次聚類，實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成。按照以上研究過程，完成了對基于XML的艦船通信網(wǎng)絡監(jiān)控數(shù)據(jù)優(yōu)化集成方法的設計。

2數(shù)據(jù)集成測試

通過仿真測試的方式對數(shù)據(jù)集成方法進行測試。

2.1測試準備

選用數(shù)據(jù)集成后數(shù)據(jù)的耦合度和集成時間作為仿真測試指標，將研究設計的數(shù)據(jù)集成方法與當前常見的基于虛擬視圖的數(shù)據(jù)集成方法進行對比。其中，集成后數(shù)據(jù)耦合度通過數(shù)據(jù)的利用率來表征，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。集成時間越短，數(shù)據(jù)集成效率越高。仿真測試在由多個網(wǎng)絡節(jié)點搭建的艦船模擬通信網(wǎng)絡中展開，模擬通信網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)傳輸，獲得不同體量的通信網(wǎng)絡監(jiān)數(shù)據(jù)。分別使用2種數(shù)據(jù)集成方法對獲取的通信監(jiān)控數(shù)據(jù)進行處理，處理仿真測試數(shù)據(jù)后，對測試數(shù)據(jù)進行分析并得出結(jié)論，實現(xiàn)仿真測試目的。

2.2測試結(jié)果

2種數(shù)據(jù)集成方法對模擬艦船通信網(wǎng)絡的監(jiān)控數(shù)據(jù)進行集成處理，不同數(shù)據(jù)規(guī)模下，數(shù)據(jù)集成時間如表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，對比方法集成數(shù)據(jù)的時間快速增加，而本文方法集成數(shù)據(jù)的時間僅出現(xiàn)小幅度上漲的趨勢。計算在本次測試中，本文方法平均集成時間為0.49min，對比方法評價集成時間為0.83min，2種方法集成時間平均值差值0.34min，表明本文方法集成時間受數(shù)據(jù)量影響小，集成效率更高。分別使用2種數(shù)據(jù)集成方法對模擬通信網(wǎng)絡的監(jiān)控數(shù)據(jù)進行集成處理，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。圖中橫坐標表示待集成數(shù)據(jù)的體量，縱坐標表示數(shù)據(jù)利用率。對比觀察圖2可知，未經(jīng)過集成方法處理后的監(jiān)控數(shù)據(jù)利用率均低于0.65%，并且隨著測試數(shù)據(jù)量的增加，數(shù)據(jù)利用率出現(xiàn)下降趨勢；經(jīng)過對比方法處理后的監(jiān)控數(shù)據(jù)利用率明顯提高，數(shù)據(jù)利用率最高可達到87%左右；經(jīng)過本文方法處理后的數(shù)據(jù)利用率相比對比方法有明顯提升，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

本文在分析傳統(tǒng)艦船通信網(wǎng)絡監(jiān)控數(shù)據(jù)集成方法的基礎上，利用XML技術的優(yōu)勢，設計研究了基于XML的艦船通信網(wǎng)絡監(jiān)控數(shù)據(jù)優(yōu)化集成方法。通過與當前常見的傳統(tǒng)方法對比測試，驗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：達州職業(yè)技術學院