基于建模方式實現企業信息生命周期管理

李 珂，曹 健

0 引言

在全球信息化的高速發展的今天，每時每刻都有大量的數據產生，對于企業來說，如何有效地管理和利用其數字資產，已經越來越重要并成為決定其業務成敗的關鍵。面對海量的數據，企業直接面臨的是存儲成本的問題，另外，大量的數據也意味著查詢、編輯、分析、管理的高成本。因此，產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據庫或數據倉庫，來探討如何實現對企業數據的生命周期管理。

從存儲的角度來說，信息生命周期管理的理念是，根據某種規則，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，以及保護數據的目的。

另外，有的數據庫產品也支持數據表的訪問頻率統計，根據這部分信息，則可以更精確的控制數據的存儲類型，從而達到高效的存儲和使用。

一個典型的數據生命周期管理的例子，主要分為3層存儲，通過數據分區，將不同類型的數據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 數據生命周期管理三層存儲架構

要實現信息生命周期管理，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、數據庫或數據倉庫必須支持數據的分區存儲；管理員，管理員需要根據業務規則，控制數據的存儲、訪問和刪除，以實現分級存儲。

但是，業務規則的復雜性多變以及頻繁的數據更新，使得人工來管理比較低效，而且市場上的數據庫和數據倉庫產品眾多，如何針對不同的平臺作信息生命周期管理也是一個挑戰。

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中實現信息生命周期管理建模

PowerDesigner是一個企業級的建模工具，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，特別在數據建模領域，占據絕對的優勢地位。利用PowerDesigner的元模型管理和擴展能力，可以實現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基于不同數據庫或數據倉庫產品的解決方案；容易和其他數據管理工具集成，實現自動化的生命周期管理，降低維護成本；根據業務變化快速動態調整策略，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，比如物理數據模型，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已經支持對數據庫關系模型的建模，因此，在數據建模的基礎上，只要根據生命周期管理的業務需求，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該語言所描述的定義，生成相應的C++代碼，并實現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指定了數據保存的時間和存儲設備，則當一條關系數據從創建開始，在相應的存儲上保存了Phase規定的時間以后，將會被存儲到下一個Phase所制定的存儲設備上。

當然，要實現同一數據表的分級存儲，需要數據庫支持表分區，并且要制定一列日期時間類型的字段作為分區的關鍵列。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，也會在這個時間窗口上進行數據的移動和存儲。比如，指定時間窗口為一個月，則在每個月的這一天，將對表根據關鍵列進行分區，并根據Phase規定的時間選擇是否移動特定分區的表內容。

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

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和管理所有基于頂層元模型實現的模型屬性，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創建的特殊控件，比如 Lifecycle頁面的 Phases屬性，利用動態創建的按鈕，同時展現了時間的長短以及相應的存儲及屬性信息。

1.4 代碼生成與環境集成

PowerDesigner不僅僅定義模型，同時和生產系統也有著緊密的聯系，它可以實現雙向的轉換工作，比如，連接到實際的數據庫，反向工程生成相應的數據模型；也可以由模型生成數據定義腳本，在生成系統中運行。

在信息生命周期管理中，也要用到后者來生成針對特定數據庫或數據倉庫的腳本，應用生命周期規則到實際的生產環境中。

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，就是在運行時動態的修改PowerDesigner預定義的元模型，比如可以為某一個現有的元模型類添加一個屬性，或者定義一個新的元模型類。

由于擴展是動態的，所以非常靈活，特別適用于數據建模的情況，為了支持各個不同的數據庫產品，PowerDesigner的元模型大體是統一的，但是細節上有所區別，因此，在基本的數據模型基礎上，通過定義不同的針對具體數據庫產品的模型擴展，可以很好的支持不同的數據庫和環境，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運行下去，這是一個很適合計算機解決的問題。

很多數據庫管理系統都有計劃任務的功能，PowerDeigner生成腳本的時候，會按照執行日期進行分類，將腳本以需要的順序進行管理，這樣可以方便各種數據庫管理系統進行配置。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 單表數據的存儲成本節省和百分比

比如，表2顯示了某系統中單表的存儲成本根據自然年的變化情況，雖然單表每年的成本減少并不客觀，但是對于大型系統和大量數據，存儲成本的變化則比較可觀。單表數據存儲成本變化相應的柱狀圖，如圖4和圖5所示：

圖4 單表數據成本節省的柱狀圖

圖5 單表數據成本節省的百分比

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框架實現特定建模功能的過程。實現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Phase的概念，而又不希望打破框架本身而選擇實現獨立的屬性對話框系統，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創建視圖控件。

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一的規則對不同的數據庫或數據倉庫產品進行信息生命周期管理。從實現的結果看，與不進行生命周期管理分級存儲相比，數據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：

支持從數據庫到數據倉庫的數據移動；支持更多數據庫管理工具的集成等等。

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