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基於網格的面向專業的Web信息檢索體系

2013-11-23 22:18:31  來源: Windows服務器 
摘要利用網格計算集群系統XML等技術對分散的Web信息資源按地區按專業內容從邏輯上進行了有效的組織和管理設計了一個基於網格的面向專業內容的Web信息檢索體系結構為用戶高效地獲取面向專業內容的信息資源提供了一種方法

  關鍵詞網格計算集群系統XML Agent Web   

 引言

  近年來互聯網得到了迅速的發展網上信息資源愈來愈龐大且信息具有量大分散異構等特性因此傳統的Web信息檢索工具開始暴露出它性能低下的一面具體體現在現有的信息檢索工具對用戶的要求常常是找出了幾千甚至上萬條記錄根本無法從中再細找或者找到的內容和要找的內容不是一個專業領域的造成信息無效的現象但隨著人們信息意識的增強對信息內容及信息服務的需求也在不斷的演變和發展對獲取信息的專業化實效性等方面有了新的要求如何針對專業領域中特定的用戶群為他們提供專業的度身量造的信息服務使用戶在盡可能短的時間內有效的找到最需要的信息內容是大家普遍關注的一個問題本文利用網格計算集群系統XML等技術設計了一個基於網格的面向專業內容的Web信息檢索體系結構它能將地理位置分散的異構的信息按地區按專業內容從邏輯上進行合理的組織和管理為用戶快速有效地獲取自己所需要的信息提供了一種方法

  基於網格的面向專業內容的Web信息檢索體系結構的設計

    網格計算是近年來國際上興起的一種重要信息技術其目的是將網上各種資源組織在一個統一的大框架下為解決大型復雜計算數據服務和各種網絡信息服務提供一個方便用戶使用的虛擬平台實現互聯網上所有資源的全面連通實現信息資源的全面共享

    為解決不同領域復雜科學計算與海量信息服務問題人們以網絡互連為基礎構造了不同的網格他們在體系結構要解決的問題類型等方面各不相同但網格計算至少需要具有三種基本功能資源管理任務管理任務調度本文設計的信息檢索體系結構圍繞網格計算的基本功能及信息檢索的特點主要有以下三個層次組成見圖

  () 網格結點結點是網格計算資源的提供者本系統主要是由一系列的集群系統組成它們在地理位置上是分布的構成了一個分布檢索群體作為信息共享的基礎結構平台集群系統負責整個集群范圍內的信息管理維護和查詢 
  () 網格計算中間件中間件是信息資源管理和用戶任務調度任務管理的工具它是整個網格信息資源管理的核心部分它根據用戶的信息請求任務在整個網格內負責信息資源的匹配定位實現用戶任務到集群系統的映射
  () 網格用戶層主要為用戶應用提供接口支持用戶對所需要的信息資源進行描述創建提交等

  本系統的主要思想是在邏輯上將地理位置分散的異構的信息劃分組建成多個集群系統集群系統對集群內的資源進行管理和任務調度再利用網格中間件對各集群系統進行管理從而形成對整個網格資源的管理並對用戶的信息需求進行統一的管理和調度這種管理模型既可以尊重各個集群系統的本地信息管理策略又可利用中間件在全局意義上對網格信息資源進行管理

    集群系統的設計

  由於Web信息資源數量十分龐大用戶在利用現有搜索引擎檢索信息時面臨一個海量數據的查詢問題往往造成在消耗巨大的通信資源後依然存在資源查不准查不全的問題目前基於單一系統映射的Web服務器集群系統能把若干服務器用局域網連接成一個整體並使其從客戶端看來就如同一台服務器在服務這使得在邏輯上合並組織地理位置分布的信息資源成為可能因此本文首先考慮采用分布協作策略將Web信息資源按地區按專業內容分割一方面使信息資源數量相對縮小便於數據的組織管理和維護另一方面按專業內容易於制定一個公用的XML規范便於集群內各類信息資源的描述從而可建立一個基於XML的面向專業內容的信息集成系統集群系統的具體結構見圖

  集群服務器主要由接口Agent基於專業內容的XML信息集成系統資源服務Agent資源發布Agent等組成其中接口Agent根據任務提供的接口參數登記接收管理各種信息資源請求任務並提供安全認證和授權資源服務Agent根據信息資源請求任務利用XML信息集成系統提供的數據為用戶提供實際的資源檢索操作並將檢索結果信息發送給用戶資源發布Agent用於向網格中間件提供本地信息資源的邏輯數據及接口參數

  下面主要說明基於專業內容的XML信息集成系統的構造方法

  XML(the eXtensible Markup Language)是 WC於年宣布作為Internet上數據表示和數據交換的新標准它是一種可以對信息進行自我描述的語言它允許開發人員通過創建格式文件DTD(Document Type Definitions)定制標記來描述自己的數據DTD規范是一個用來定義XML文件的語法句法和數據結構的標准 XML使用普通文本因此具有跨平台的優點XML的優點在於

  ()簡單規范性XML文檔基於文本標簽有一套嚴謹而簡潔的語法結構便於計算機用戶理解
  ()可擴展性用戶可以自定義具有特定意義的標簽自定義的標簽可以在任何組織客戶應用之間共享
  ()自描述性自描述性使其非常適用不同應用間的數據交換而且這種交換是不以預先定義一組數據結構為前提因此具有很強的開放性
  ()互操作性XML可以把所有信息都存於文檔中傳輸而遠程的應用程序又可以從中提取需要的信息XML數據是不依賴於某個特定的平台的應用因此它為基於特定專業內容的表達提供了一種極好的手段可以作為表示專業內容的語言

  目前人們研制Web信息集成系統其基本方法可分成兩類存入倉庫法(the warehousing approach)和虛擬法(the virtual approach)可使用這兩類方法利用XML在數據組織和交換方面的優越性采用格式文件DTD和XML文檔表示基於專業內容的集成模式和集成模式與資源之間的映射建立基於XML的Web信息集成系統其結構與獲取信息的工作過程參見文獻[]

    網格中間件的設計
  圖所示的網格中間件的主要功能是
)消除不同用戶與集群系統之間數據表達的差異使信息資源數據對用戶來說是透明的
)管理維護Web上分布的各集群系統網格中間件以關系數據庫方式記錄所有集群系統及其所包含的專業內容的邏輯信息對關系數據庫的操作可維護集群系統的分布式邏輯使本結構在可變性和擴充性上具有柔性
)接受用戶的信息請求任務能快速定位於滿足要求的集群系統通過對關系數據庫的查詢實現用戶信息請求任務與集群系統的對應關系

  內部主要功能模塊說明如下
  ()接收Agent模塊主要用於登記接收管理各種信息資源請求任務並提供安全認證和授權
  ()關系數據庫及數據服務Agent 關系數據庫記錄了所有集群系統及其所包含的專業內容的邏輯信息數據服務Agent提供集群系統對關系數據庫的使用權限和對數據記錄的增加刪除檢索和修改等操作
  ()格式轉換Agent模塊提供用戶信息資源請求文檔與各集群系統中文檔的格式轉換功能由於XML是自定義的各用戶對同一數據有不同的表示方法(對信息資源描述存在差異)由於XML文檔中這種格式差異體現在與之相關的DTD/Schema上因此經過格式轉換可使信息資源的格式對用戶是透明的
  ()XML文檔分析Agent模塊提取格式轉換後的XML文檔中各個標簽通過查詢網格中間件中的關系數據庫實現用戶信息請求任務與集群系統的對應關系並得到滿足條件的集群系統的相關信息獲取各集群系統的接口參數
  ()發送Agent模塊將轉換過的信息資源請求XML文檔發送到相應的集群系統中
其中Agent技術是解決分布式智能應用問題的關鍵技術Agent是指能夠自主地連續地在一動態變化的存在於其它系統中運行的且不斷於環境交互的實體在系統中引入Agent可使系統具有人的特征代表用戶完成用戶的任務並能動態適應環境的變化更好地滿足用戶的需求提高信息檢索的能力

工作過程

  要使本體系結構具有高協作性和互操作性用戶網格中間件集群系統以及其它Agent等實體之間的通信是整個系統運轉的關鍵由於XML為基於特定專業內容的表達提供了一種極好的手段XML是一種元語言其嚴格的定義和規則集使人和機器都能更容易的閱讀文檔因此本文將XML集成到各部分的通信語言中在用戶發出的信息檢索請求文檔網格中間件集群系統之間的通信均利用XML定義這樣做增強了通信的語義信息和靈活性並可以在多種平台使用並且基於XML的通信語言其通信內容的表達比其它方法更容易開發語法分析器

  具體的工作過程如下

)請求定位過程由網格用戶層向網格中間件發送用戶的信息檢索請求文檔描述網格接口參數信息請求內容等在接受Agent進行身份確認及權限確認後經文檔格式轉換Agent模塊文檔分析Agent模塊發送Agent模塊處理後定位於某些特定的集群系統服務器

)應答處理過程集群系統服務器經驗證調用資源服務Agent對信息集成系統進行查詢後將查詢結果信息傳輸給用戶

  結語

  本文利用網格計算集群系統XML在數據組織交換共享方面的優勢對大量分散異構的面向專業內容的信息資源提供了一種有效組織和管理方法並通過網格中間件實現了信息資源的數據格式轉換與快速定位提高了信息檢索的效果本文僅提出了一個體系結構設計對更為復雜的實際問題的適用性還有待進一步的完善和改進

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