信息孤岛的解决方案 樊梦真 269779216@qq.com

内容提要：产生信息孤岛的根本原因在于当前的软件设计模式存在问题，人们是先设计出数据结构各不相同的信息系统，然后再通过转化数据结构而实现互联互通，犹如火车通过换车轮而实现互通。火车之所以可以互通是因为火车是以标准化的钢轨为基础而设计。本文的独立数据库技术借鉴“以标准的钢轨为基础而设计火车”的“标准化模式”，通过“数据结构的标准化”及“数据的标准化”方式而从根本上避免信息孤岛问题的产生。

1.1 火车的互联互通及机械零部件的互换性对信息系统设计的启示：标准化 火车之所以能够在全国各地互联互通，是因为全国的钢轨都是标准的，我国的各种火车都是以标准的钢轨为基础而设计的。机械零部件的互换性是机械中的一个非常重要特性。机械工程师在设计机械设备时都要尽量采用标准的零部件。火车的互联互通及机械零部件的互换性都是以“标准化”为基础。 然而，对IT行业的软件工程师而言，他们几乎没有标准的概念。软件设计人员在设计软件系统时几乎不考虑任何标准，各种信息系统中的数据完全由软件设计人员自己任意定义，其结果就是各种信息系统中的数据全是不标准、不规范的异构数据。 如果全国各地的火车钢轨都是不标准的，那么火车要在全国各地行驶，就必须不断地“换车轮”，火车换一次车轮需要80分钟。 当前的信息系统通过转换数据结构的方法实现互联互通就犹如火车“换车轮”。铁路交通以“钢轨的标准化”而从根本上避免了“铁路交通孤岛”问题的产生。如果各种信息系统的数据及数据结构也采用标准化的数据和数据结构，那么，也可以从根本上实现各种信息系统之间的互联互通！然而利用关系数据库技术，不可能使数据结构标准化、统一化。独立数据库（源于发明专利技术“医学信息的结构化存贮方法”）中的“事物信息表”可存贮各种各样的结构化数据，可以成为标准的数据结构表。

1.2 以“数据结构的标准化”+“数据的标准化”而避免信息孤岛产生 从关系数据库的角度而言，产生信息孤岛的根本原因有两个，一是各个信息系统中的数据结构多种多样、各不相同，二是各个信息系统中的数据不标准、不规范，因此，当一个信息系统中的数据发送到另一个信息系统时，数据的接收方不能存贮、识别处理接收到的数据。当前解决信息孤岛、实现数据的共享交换的方法是：“转换数据结构，把数据转换为数据的接收方可以存贮、识别处理的形式”，例如BI、EAI、EDI、ETL、ESB等都是通用转换数据结构模式，犹如火车通过换车轮而实现互通。 独立数据库是一种与关系数据库理论完全不同的新型数据库理论。对于关系数据库而言，数据库中的数据的结构完全由设计人员自己决定，设计人员可以随意地定义数据的结构。然而利用独立数据库设计各种信息系统时，不允许设计人员随意定义数据的结构，存贮所有数据时都必须全部采用统一的、标准的、固定的数据结构，即必须全部采用“事物信息表”来存贮数据，这样做的目的是为了让数据可以象火车那样在全国各地的标准的钢轨上互联互通。 下面的表1是独立数据库的“事物信息表”，“事物信息表”是通用表，可以只用一张表而存贮各种关系数据库中的任意结构的数据。表1只用一张表就存贮了“1、动物档案；2、销售订单表；3、销售订单明细表；4、患者基本情况；5、症状；6、员工身高体重；7、通信录；8、医疗费用”的数据。若用关系数据库理论中的方法来存贮这些数据就需要8张结构各不相同的表。 表1：事物信息表只用一张即可存贮各种各样的结构化数据 ID 事物代号 事物特征 事物特征值 超长特征值 单位 附件 时间 65 2367 事物分类 动物管理系统 66 2367 事物分类 企鹅 67 2367 事物分类 帝企鹅 68 2367 事物分类 动物档案 69 2367 动物编号 3 70 2367 名字 汉武帝

81 2367 动物简介 帝企鹅（学名：Aptenodytes forsteri）：也称皇帝企鹅，是企鹅家族中个体最大的，一般身高在90厘米以上，最大可达到120厘米，体重可达50千克。其形态特征是脖子底下有一片橙黄色羽毛，向下逐渐变淡，耳朵后部最深。全身色泽协调。颈部为淡黄色，耳朵的羽毛鲜黄橘色，腹部乳白色，背部及鳍状肢则是黑色，鸟喙的下方是鲜桔色。帝企鹅在南极严寒的冬季冰上繁殖后代，雌企鹅每次产1枚蛋，雄企鹅孵蛋。雄帝企鹅双腿和腹部下方之间有一块布满血管的紫色皮肤的育儿袋，能让蛋在环境温度低达零下40摄氏度的低温中保持在舒适的36摄氏度。群居性动物。每当恶劣的气候来临，它们会挤在一起防风御寒。可以潜入水底150至500米，最深的潜水记录甚至可达565米。主要以甲壳类动物为食，偶尔也捕食小鱼和乌贼。唯一一种在南极洲的冬季进行繁殖的企鹅。在南极以及周围岛屿都有分布。 71 2367 购入日期 2013/3/21 72 2367 身高 1.2 m 73 2367 体重 20 kg 74 2367 出生日期 2011/4/2 75 2367 照片 JPG 76 2367 笼舍编号 98 77 2367 管理员 张三 78 2367 父 1 79 2367 母 2 80 2367 性别 雄

2 128 事物分类 销售订单表 3 128 订单ID 10248 4 128 客户名称 山泰企业 5 128 销售负责人 赵军 6 128 订购日期 1996/7/4 7 128 到货日期 1996/8/1 8 128 发货日期 1996/7/16 9 128 运货商 联邦货运 10 128 运货费 32.38 元 11 128 货主名称 余小姐 12 128 货主地址 光明北路12号

14 9813 事物分类 产品销售系统 15 9813 事物分类 销售订单明细表 16 9813 订单ID 10248 17 9813 产品名称 猪肉 18 9813 单位 14 元 19 9813 数量 12 Kg 20 9813 折扣 0 %

37 28 事物分类 住院病历 38 28 事物分类 患者基本情况 39 28 病案号 199109-2-215 40 28 身份证号 XXXXXXXXXXXX 41 28 姓名 徐XX 42 28 工作单位 石化总厂 43 28 职务 机械工 44 28 地址 上海市南京路 45 28 年龄 43 46 28 入院日期 1991/8/19 47 28 婚否 已婚 48 28 病史采取日期 1991/8/19 49 28 籍贯 浙江省宁波市 50 28 病史记录日期 1991/8/19 51 28 民族 汉 52 28 病情陈述者 患者本人

54 29 事物分类 住院病历 55 29 事物分类 现病历 56 29 事物分类 症状 57 29 病案号 199108-2-215 58 29 身份证号 XXXXXXXXXXX 59 29 姓名 张三丰 60 29 症状 寒战 61 29 症状 腹泻 62 29 诱因 洗澡时着凉 63 29 症状开始时间 1991/8/16

82 280 事物分类 人事管理系统 83 280 事物分类 员工身高体重 84 280 姓名 张三 85 280 性别 男 86 280 年龄 56 岁 87 280 体重 72 KG 88 280 身高 180 CM 89 280 身份证号 410305XXXXX

91 9753 事物分类 通信录 92 9753 姓名 张三 93 9753 手机 1366086XXXX 94 9753 单位 广州软件公司 95 9753 QQ 6667567XXX 96 9753 邮件 6668@QQ.COM 97 9753 地址 广州大道2号 98 9753 照片 JPG 100 1280 事物分类 住院病历 101 1280 事物分类 医疗费用 102 1280 身份证号 XXXXXXXXXX 103 1280 住院号 XXXXXXXXXX 104 1280 姓名 张三 105 1280 性别 男 106 1280 中药费 56 元 107 1280 西药费 72 元 108 1280 其它费用 180 元 109 1280 事物分类 住院病历

当前的信息孤岛问题之所以非常严重，就是因为利用关系数据库理论在设计各种信息系统时，各信息系统的数据结构（犹如钢轨）各不相同。要使数据在各个信息系统之间互联互通，就必须转换数据的结构（犹如火车在不同的钢轨之间行驶时需要换车轮一样）。当前的各种信息系统之间的数据的互联互通全部都是采用这种“换车轮（转换数据结构）”的方式来实现。随着信息系统的数量的增多，数据量的增加，信息孤岛问题已成为大数据时代的一个非常严重的问题。因为信息系统越多、数据量越大，在实现互联互通时“换车轮”的次数也随着增加。 独立数据库所考虑的最重要的一个问题就是如何让数据在各个信息系统之间互联互通，这就需要做到不但要自己可以存贮、识别处理自己的数据，还要使其它信息系统也可以存贮、识别处理接收到的数据。 关系数据库中的二维表非常符合人们的日常使用报表的习惯。然而这种结构形式的数据在互联互通时就会遇到严重的问题：由于数据的接收方的数据库中没有相应的表结构而无法直接把数据存贮到数据的接收方的数据库中。 独立数据库之所以采用“事物信息表”存贮数据，其根本目的就是让“事物信息表”成为标准的数据结构（犹如标准的钢轨），有了标准的数据结构，各种各样的结构化数据就可以很容易地存贮到数据接收方的数据库中，只要数据的接收方建立一张事物信息表即可。 由于利用本发明所设计的各种各样的信息系统的数据的结构都是统一的、标准的、固定的，全部都采用“事物信息表”（犹如标准的钢轨）存贮数据，因此使数据在这样的信息系统之间的互联互通非常容易。对于利用本发明所设计的信息系统而言，（在技术上）不存在信息孤岛问题，因为数据可以象火车那样在标准的钢轨（事物信息表）上高速运行而不必“换车轮”。