CN111831696A - 基于图理论的资产信息存储方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于图理论的资产信息存储方法和系统，将数据模型、数据属性、数据关系进行抽象，将数据模型映射为数据模型表，用以存储数据模型下的实际数据；数据关系映射为数据关系表，用以存储实际数据之间的关系；数据属性映射为数据属性表，用以存储实际数据的属性信息。本发明中的模型灵活且便于管理，在系统运行的时候可以随时进行模型的创建、删除，以及为模型添加、删除属性等操作，来适应新的业务需求，而不需要额外的进行数据库维护。数据和关系组成了数据网络图，可以通过图查询的方式，提高关系的查询效率。
Description
技术领域
本发明涉及数据存储技术领域，具体地，涉及一种基于图理论的资产信息存储方法和系统，尤其是涉及一种基于图理论的资产信息库模型设计。
背景技术
在当前的企业IT架构中，传统的关系型数据库已无法适应各类设备和资源的配置信息建模的灵活性和关系的复杂性。配置信息库中各类资源的数据结构很灵活，在前期系统规划的过程中难以总结出最终配置表设计。而且配置信息库中不仅需要存储各类资源的信息，还需要存储资源之间的关系，这些资源和关系的信息共同组成了庞大的数据网络。如果运用传统的关系型数据库进行数据和关系存储，会有以下几个难点：
第一、配置信息库中的资源和关系的数据结构需要灵活可变。使用关系型数据库进行存储，有两种设计方案：一种是系统运行时各类资源的数据结构保持不变，资源信息分表存储到数据库中，这种方案要求在前期设计阶段就将各类资源确定，牺牲了资产信息库的灵活性；另一种方案是将数据表由横向表改为纵向表，这样一来资源数据结构可扩展，但给数据维护和查询工作造成了很大的不便。
第二、资产信息库中存储的数据量是很大的，数据之间的关系错综复杂，进行数据的多层关系的查询时，数据库查询的工作量会呈指数级增长，无法保证关系查询的效率。
专利文献CN101950295A公开应用于交通信号系统管理的星形结构智能建模方法,包括以下步骤:对交通信号系统空间数据资源进行抽象；交通信号业务模型的星形关系定义；交通信号业务模型的数据模板定义；交通信号索引、代码维护；交通信号对象符号化定义；交通信号服务接口定义和交通信号数据模型的使用。上述专利文献充分利用了交通信号系统的星形空间特点,结合交通信号时序,达到了城市交通信号管理系统中建模建库管理的统一性,但是仅能适用于空间数据基于时空范围的多维管理，基于单一模型，无法适用模型扩展的随机性变化。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于图理论的资产信息存储方法和系统。
根据本发明提供的一种基于图理论的资产信息存储方法，将数据模型、数据属性、数据关系进行抽象，将数据模型映射为数据模型表，用以存储数据模型下的实际数据；数据关系映射为数据关系表，用以存储实际数据之间的关系；数据属性映射为数据属性表，用以存储实际数据的属性信息。
优选地，所述的基于图理论的资产信息存储方法，包括以下步骤：
定义数据模型步骤：将数据模型抽象为模型定义和模型属性的结合，其中模型定义存储模型名称和与数据模型相映射的模型表名，用第一节点表示；模型属性定义数据模型中存储数据的属性信息，用第二节点表示；模型定义和模型属性之间的关系用第一节点和第二节点之间的连接边表示；
定义数据存储步骤：将资产信息库中的各类数据以数据节点的形式进行存储，将各类数据之间的关系以数据关系的形式存储。
优选地，第一节点、第二节点、连接边构成星型图；
当进行模型查询操作时，从第一节点出发，通过连接边查询到所有存在连接边连接的第二节点，构建成模型信息。
优选地，所述连接边中存储关系名、映射的关系表、连通度、连通方向中的任一种或任多种。
优选地，所述各类数据以文档形式存储，所述数据节点的数据结构和属性约束由对应的数据模型决定；所述数据关系支持分表维护。
根据本发明提供的一种基于图理论的资产信息存储系统，将数据模型、数据属性、数据关系进行抽象，将数据模型映射为数据模型表，用以存储数据模型下的实际数据；数据关系映射为数据关系表，用以存储实际数据之间的关系；数据属性映射为数据属性表，用以存储实际数据的属性信息。
优选地，所述的基于图理论的资产信息存储系统，包括以下模块：
定义数据模型模块：将数据模型抽象为模型定义和模型属性的结合，其中模型定义存储模型名称和与数据模型相映射的模型表名，用第一节点表示；模型属性定义数据模型中存储数据的属性信息，用第二节点表示；模型定义和模型属性之间的关系用第一节点和第二节点之间的连接边表示；
定义数据存储模块：将资产信息库中的各类数据以数据节点的形式进行存储，将各类数据之间的关系以数据关系的形式存储。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、模型灵活且便于管理，在系统运行的时候可以随时进行模型的创建、删除，以及为模型添加、删除属性等操作，来适应新的业务需求，而不需要额外的进行数据库维护。
2、数据和关系组成了数据网络图，可以通过图查询的方式，提高关系的查询效率。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为模型定义和模型属性在数据库中的存储形式示意图；
图2为数据和关系在数据库中的存储形式示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
根据本发明提供的一种基于图理论的资产信息存储方法，将数据模型、数据属性、数据关系进行抽象，将数据模型映射为数据模型表，用以存储数据模型下的实际数据；数据关系映射为数据关系表，用以存储实际数据之间的关系；数据属性映射为数据属性表，用以存储实际数据的属性信息。
所述的基于图理论的资产信息存储方法，包括以下步骤：
定义数据模型步骤：将数据模型抽象为模型定义和模型属性的结合，其中模型定义存储模型名称和与数据模型相映射的模型表名，用第一节点表示；模型属性定义数据模型中存储数据的属性信息，用第二节点表示；模型定义和模型属性之间的关系用第一节点和第二节点之间的连接边表示；
定义数据存储步骤：将资产信息库中的各类数据以数据节点的形式进行存储，将各类数据之间的关系以数据关系的形式存储。
所述连接边中存储关系名、映射的关系表、连通度、连通方向中的任一种或任多种。所述各类数据以文档形式存储，所述数据节点的数据结构和属性约束由对应的数据模型决定；所述数据关系支持分表维护。第一节点、第二节点、连接边构成星型图；当进行模型查询操作时，从第一节点出发，通过连接边查询到所有存在连接边连接的第二节点，构建成模型信息。
在定义数据模型中，模型对应现实资产的一类实体，或通过抽象得到的一类数据定义。模型定义有专门的数据来记录，模型的定义数据由名称、编码(系统内唯一)等信息组成，模型创建之后，会在数据库中生成模型编码对应的数据表。在这一步骤中，不需要关心数据表中每个字段的细节定义。
在定义数据模型中各个属性的细节中，模型属性即为数据字段的定义，需要明确在数据存储中，这一字段的数据类型、字段名(模型中唯一)，校验方式(如长度、正则、可选项等)。模型属性定义有专门的数据来记录，同模型建立特定关系，表示是这一模型的属性。在这一过程中，无需对模型对应的数据表进行操作。
在定义数据模型之间的关系中，模型之间的关系定义由关系名、编码(系统内唯一)、连通数限制、是否级联删除等组成。关系定义后，会根据关系编码在数据库中生成对应的关联数据表。
在数据存储时，需要先查询得到对应的模型属性定义，通过定义对数据内容进行校验和筛选，通过后再存储到对应的数据表中。本发明中采用的数据库为非关系型数据库，数据以json格式存储，所以校验工作需要在数据存储前由业务系统完成。
在数据关系存储时，需要先查询双方模型定义的对应的关系信息。对双方数据已存在的数据关系进行连通性校验。这一步需要由业务系统完成。校验通过后，将数据整理为由双方数据ID(数据库内唯一)以及其他附加信息存储到对应的关系定义数据表中。
实施例2
实施例2可以视为是实施例1的优选例。实施例2说明的基于图理论的资产信息存储系统，利用了实施例1说明的基于图理论的资产信息存储方法的步骤。
根据本发明提供的一种基于图理论的资产信息存储系统，将数据模型、数据属性、数据关系进行抽象，将数据模型映射为数据模型表，用以存储数据模型下的实际数据；数据关系映射为数据关系表，用以存储实际数据之间的关系；数据属性映射为数据属性表，用以存储实际数据的属性信息。
所述的基于图理论的资产信息存储系统，包括以下模块：
定义数据模型模块：将数据模型抽象为模型定义和模型属性的结合，其中模型定义存储模型名称和与数据模型相映射的模型表名，用第一节点表示；模型属性定义数据模型中存储数据的属性信息，用第二节点表示；模型定义和模型属性之间的关系用第一节点和第二节点之间的连接边表示；
定义数据存储模块：将资产信息库中的各类数据以数据节点的形式进行存储，将各类数据之间的关系以数据关系的形式存储。
优选例1
为了解决传统基于关系型数据库的资产信息库设计所面临的问题，本发明提出了一种基于图理论的资产信息库设计方案，通过将模型、属性、关系进行抽象，利用存储信息库的建模信息，将模型信息映射为数据表，用以存储模型下的实际数据；关系信息映射为关系表，用以存储数据之间的关系。通过这一建模方法，来适应IT领域灵活多变的数据模型和关系网络，并提高多层关系查询的灵活性和效率。具体的是，将资产数据模型、属性、关系的定义和具体的数据抽象为点和线，建立成图。依托于图数据库存储技术和路径搜索算法，提高数据处理和路径查询的效率。本发明的资产信息库设计方案以图数据库作为数据存储后台。模型定义，关系定义，数据和关系分别归为点和线存储在数据库中。
具体设计方案如下：
数据模型作为可管理可配置的一部分，数据模型可以抽象为模型定义和模型属性两类数据的结合。模型定义只需要存储模型名称和在数据库中映射的表名，模型属性定义了数据中每一个属性的编码、含义、数据类型、校验规则等细节。如图1所示，模型定义和模型属性抽象为两类不同的节点，中间由边连接，形成星型图。所有模型定义的数量是远小于所有模型属性的数量，当进行模型查询操作时，从模型定义的节点出发，通过边查询到所有连接的模型属性的节点，构建成模型信息。
如图1所示，资产信息库中的各类数据之间的关系通过模型定义节点之间连接的边来定义，边上存储了关系名、映射的关系表、连通度和方向等关键信息，为资产信息库中数据的关联做出了定义和约束。在模型定义中，模型1和模型2表示资产信息库中的各类数据，模型1和模型2之间存在关系。在模型属性中，存在属性1、属性2和属性3，属性1、属性2和属性3与模型1和模型2之间存在属性所属关系。在关键属性中，存在关键属性值，关键属性值与模型定义中的模型，以及模型属性中的属性，存在关联的所属关系。
如图2所示，在数据存储设计中分为数据节点存储和数据关系存储，数据节点存储在于，资产信息库中的各类数据在图中以节点的形式存储在对应模型映射的数据表。数据关系存储在于，关系以数据之间的边的形式存在于对应关系定义映射的数据表中。
图数据库的存储方式决定了数据以文档形式存储，节点的数据结构和属性约束由对应模型的属性决定。这一特性为数据模型的属性扩展提供了前提。数据和关系都存储在对应的数据表(集合)中。这样一来资产信息库中的数据和关系一方面依然可以进行分表管理，这为数据的维护工作提供了便利。另一方面数据节点和关系共同组成庞大的数据网络图，通过以图的形式进行查询和展示将更为直观和便于理解。相比于关系型数据库，以图的形式进行路径查询和遍历比以传统的多层关系查询极大的提高了查询效率和灵活性，方便业务层面对资产信息库进行管理。
数据模型变更设计是在系统运行过程中，有些场景下会需要对数据模型进行修改，包括新建模型，模型内属性改动，模型删除等。具体操作如下：
新建模型：创建模型定义，生成对应的模型定义数据以及模型属性定义数据。并在数据库中建立模型对应的数据表。值得注意的是，由于采用的不是关系型数据库，所以在建立数据表这一步并不需要定义表结构。
修改模型：在已有模型的基础上进行属性的新增、修改、删除，以及模型主键及索引的修改操作。在这个过程中，当对模型进行符合规范的修改后，会对模型下已有数据中对应字段进行批量修改。这一操作的约束有：不能对已有重复数据的字段设置主键，不能修改属性在模型中的唯一编码，不能修改模型的唯一编码，等等。
删除模型：当一个模型不再有意义时，可以将该模型从系统中删除。删除模型之前，需要确认其中是否还有数据存在。完成数据清理之后，才能进行模型删除。模型删除后，会同步删除对应的数据表。
以上操作，均是在系统运行过程中可以完成，并立即生效的，无需手动修改系统配置文件以及做重启系统等操作。
对于图查询设计，企业IT资产信息中，会有很多的关系存在，组成一张复杂的关系网。如果用传统的关系型数据库实现，需要针对每一个关系建立对应的关联表，在查询过程中，有大量的连接查询产生。这对频繁的业务查询场景显然时不适用的。本发明中数据存储方案用图数据库存储后台数据。通过采用图数据库中支持的图查询算法，可以极大的提高数据关系查询效率。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种基于图理论的资产信息存储方法，其特征在于，将数据模型、数据属性、数据关系进行抽象，将数据模型映射为数据模型表，用以存储数据模型下的实际数据；数据关系映射为数据关系表，用以存储实际数据之间的关系；数据属性映射为数据属性表，用以存储实际数据的属性信息。
2.根据权利要求1所述的基于图理论的资产信息存储方法，其特征在于，包括以下步骤：
定义数据模型步骤：将数据模型抽象为模型定义和模型属性的结合，其中模型定义存储模型名称和与数据模型相映射的模型表名，用第一节点表示；模型属性定义数据模型中存储数据的属性信息，用第二节点表示；模型定义和模型属性之间的关系用第一节点和第二节点之间的连接边表示；
定义数据存储步骤：将资产信息库中的各类数据以数据节点的形式进行存储，将各类数据之间的关系以数据关系的形式存储。
3.根据权利要求2所述的基于图理论的资产信息存储方法，其特征在于，第一节点、第二节点、连接边构成星型图；
当进行模型查询操作时，从第一节点出发，通过连接边查询到所有存在连接边连接的第二节点，构建成模型信息。
4.根据权利要求2所述的基于图理论的资产信息存储方法，其特征在于，所述连接边中存储关系名、映射的关系表、连通度、连通方向中的任一种或任多种。
5.根据权利要求2所述的基于图理论的资产信息存储方法，其特征在于，所述各类数据以文档形式存储，所述数据节点的数据结构和属性约束由对应的数据模型决定；所述数据关系支持分表维护。
6.一种基于图理论的资产信息存储系统，其特征在于，将数据模型、数据属性、数据关系进行抽象，将数据模型映射为数据模型表，用以存储数据模型下的实际数据；数据关系映射为数据关系表，用以存储实际数据之间的关系；数据属性映射为数据属性表，用以存储实际数据的属性信息。
7.根据权利要求6所述的基于图理论的资产信息存储系统，其特征在于，包括以下模块：
定义数据模型模块：将数据模型抽象为模型定义和模型属性的结合，其中模型定义存储模型名称和与数据模型相映射的模型表名，用第一节点表示；模型属性定义数据模型中存储数据的属性信息，用第二节点表示；模型定义和模型属性之间的关系用第一节点和第二节点之间的连接边表示；
定义数据存储模块：将资产信息库中的各类数据以数据节点的形式进行存储，将各类数据之间的关系以数据关系的形式存储。
8.根据权利要求7所述的基于图理论的资产信息存储系统，其特征在于，第一节点、第二节点、连接边构成星型图；
当进行模型查询操作时，从第一节点出发，通过连接边查询到所有存在连接边连接的第二节点，构建成模型信息。
9.根据权利要求7所述的基于图理论的资产信息存储系统，其特征在于，所述连接边中存储关系名、映射的关系表、连通度、连通方向中的任一种或任多种。
10.根据权利要求7所述的基于图理论的资产信息存储系统，其特征在于，所述各类数据以文档形式存储，所述数据节点的数据结构和属性约束由对应的数据模型决定；所述数据关系支持分表维护。
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