[发明专利]一种CIM模型映射方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种关系数据库映射技术

背景技术

现有公共信息模型(Common Information Model，简称“CIM”)的实现大多来自对象管理组织(Object Management Group，简称“OMG”)《Utility Management System(UMS)Data Access Facility Specification》附录C——SQL Examples。该文档提出了将GDA接口映射为SQL语句的范例。由此引申出一个问题：基于面向对象模型描述的CIM模型如何映射至关系型数据库的问题。

在对象模型中，对象之间普遍存在着各种关系，如关联、组合、聚合、继承等，这种关系无法在关系型数据库中直接表达，这就是产生了所谓的对象模型与关系模型之间的“阻抗不匹配”。为解决这些问题，当前大多采用基于结构映射模式的O/R(对象-关系)映射方法。

通常的O/R映射方法，对对象模型的处理需要包括以下三方面内容：

1、对象映射——将对象映射至数据库表，即用表字段来描述面向对象模型的类属性，这样对象就映射为具体的表记录，数据表就表达为对象的集合，基于关系键映射来描述对象之间的聚合关系，如图1所示。

2、类关系映射——用数据库表之间的关系键映射来描述对象之间的关系特性，由于对象之间普遍存在着一对多甚至多对多的关系，根据关系型数据库表之间的关系键映射的处理方法，多对多关系需要引入第三张表即关联表，基于关系表映射来描述对象之间的多对多关系，如图2所示。另外对象类之间的关系还分为关联、组合、聚合，对于前两种关系还需描述关系的角色特性，对于对象类关系的这个特性，简单的关系键映射不能直接解决该问题。

3、类继承映射——在对象模型中还存在通过继承关系相互连接起来的类层次，由于标准的SQL里面没有用于继承的标准方法，所以为了在关系模型中表达对象之间这种层次关系，还需要建立数据表之间的继承映射关系。对于任何继承结构，目前都有三种选择：a、为层次中的所有类建立一个表，即单表继承，如图3所示；b、为每个具体类建立一个表，即具体表继承，如图4所示；c、为层次中每一个类建立一个表，即类表继承，如图5所示。

本发明的发明人发现，现有技术中采用的基于结构映射模式的O/R(对象-关系)映射方法存在以下问题：

1、表“膨胀”——可以看出整个映射模型中存在两大类表，即对象表与关系表。在CIM对象模型中至少存在几百个类，加上类之间的复杂关系，基于该映射方法建立起来的对象关系模型，表数量巨大，由此导致系统的可维护性很差。

2、大量连接操作——由于大量关系表的存在，导入一个对象需要涉及多个连接(join)操作，这样通常损失了数据库操作性能，虽然单表继承与具体表继承可以避免因继承关系带来的连接操作，但单表继承同时带来了存储空间上浪费，具体表继承允许从一个表中取得一个对象，但由此引起系统的可扩展性与数据的引用完整性问题。同时对象类关系的存在仍使得对象引用时大量的连接操作不可避免。

3、表记录“膨胀”——这种情况尤其体现在采用类表继承，由于每一个超类均需要保存一份子类的对应记录，这直接导致超类表记录数增多。

总之，在当前采用基于结构映射模式的O/R(对象-关系)映射方法来解决对象模型的大规模实际应用，尤其是在一些涉及海量信息资源建模应用的领域，如电力、石油、铁路等行业，以及当前广泛关注的物联网应用，由于其本身就需处理海量的“物”描述。这种映射方法显得有些困难。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种CIM模型与关系型数据库之间的映射方法，使得在实现CIM模型到关系型数据库之间映射的同时，可以满足CIM应用中对信息模型的任意扩展要求与引用完整性约束，避免出现表“膨胀”、和大量连接操作的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种，包含以下步骤

建立公共信息模型中类的元模型描述，包含类本体的描述、类属性的描述、和类关系的描述，类关系包括类层次关系和类逻辑关系；

为类的各描述分别建立元模型，生成类本体的描述类元模型、类属性的描述类元模型、类关系的描述类元模型，和各元模型的关系；公共信息模型中所有类模型均通过上述各元模型实例化得到；

将类的元模型映射至关系型数据库，每个元模型对应一关系表，建立由类的各元模型映射而成的模式关系表集合；

在对类元模型进行实例化，生成具体的类模型时，根据实例化的内容，在模式关系表集合中对应的关系表中新增记录。