【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 和語(yǔ)法，OCL是一種表述約束的形式化語(yǔ)言[3]。l 構(gòu)造塊和結(jié)構(gòu)良好規(guī)則：UML提供了組成構(gòu)造塊和結(jié)構(gòu)良好規(guī)則的面向?qū)ο蠼ＵZ(yǔ)言，基本的構(gòu)造塊包括模型元素（如類、對(duì)象、接口、組件、用例等）、關(guān)系（如關(guān)聯(lián)、泛化、依賴等）和圖（如類圖、對(duì)象圖、用例圖等）等。l UML可以為一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行不同方面的建模，比如結(jié)構(gòu)建模（又包括使用類圖和對(duì)象圖的靜態(tài)結(jié)構(gòu)建模、使用組件圖和部署圖實(shí)現(xiàn)建模）、用例建模和行為建模等。元數(shù)據(jù)建模只需要靜態(tài)結(jié)構(gòu)建模，靜態(tài)結(jié)構(gòu)的核心元素是類、對(duì)象、屬性和操作。l UML用包來(lái)將模型元素組織成語(yǔ)義上相關(guān)聯(lián)的分組，每個(gè)包擁有其自己的模型元素，每個(gè)模型元素不能同時(shí)被多個(gè)包擁有。UML在CWM中主要作為三種角色出現(xiàn)[4]：UML作為和MOF等價(jià)的元元模型。UML，或者部分對(duì)應(yīng)MOF模型、UML符號(hào)和OCL的UML分別被用作建模語(yǔ)言、圖形符號(hào)和約束語(yǔ)言，用來(lái)定義和表示CWM。UML作為基礎(chǔ)元模型。對(duì)象模型層（ObjectModel）與UML關(guān)系密切，是UML的一個(gè)子集。UML用來(lái)作為面向?qū)ο笤Ｐ?。元?duì)象框架（Meta Object Framework，MOF，）是一個(gè)以獨(dú)立于平臺(tái)的方式定義、操作、集成元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的、可擴(kuò)展、模型驅(qū)動(dòng)的分布式對(duì)象集成框架。此框架支持各種類型的元數(shù)據(jù)，還可以根據(jù)需求添加新類型的元數(shù)據(jù)。MOF包括MOF模型（定義建立元模型的建模元素和使用規(guī)則）、MOF反射接口（允許程序在不使用元模型指定接口時(shí)對(duì)元數(shù)據(jù)進(jìn)行各種操作）和MOF到IDL的映射（定義MOF模型定義的元模型到CORBAIDL之間的標(biāo)準(zhǔn)映射）。MOF模型是以UML的概念和結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，尤其是以UML的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型和模型管理為基礎(chǔ)。MOF模型沒(méi)有定義自己的圖形符號(hào)和約束語(yǔ)言，而是采用UML的圖形符號(hào)和OCL來(lái)實(shí)現(xiàn)。MOF模型也是層次結(jié)構(gòu)，并以包為單位進(jìn)行組織。MOF支持各種類型的元數(shù)據(jù)，采用四層元數(shù)據(jù)體系結(jié)構(gòu)（也就是OMG元數(shù)據(jù)體系結(jié)構(gòu)）[5]，具體如表2所示，該體系架構(gòu)將元數(shù)據(jù)（M1）視同為數(shù)據(jù)（M0），并對(duì)之進(jìn)行形式化建模（即元模型，M2）。元模型（M2）使用元元模型（M3）所提供的元建模結(jié)構(gòu)來(lái)表示。表2表明MOF模型（元元模型）、UML元模型、用戶模型和用戶對(duì)象/數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。表2 MOF四層元數(shù)據(jù)體系結(jié)構(gòu)描述示例M3MOF,. the set of constructs used to define metamodelsMOF Class,MOF Attribute,MOF Association,etc .M2Metamodels,consisting ofinstances of MOF constructs.UML Class,UMLAssociation,UML Attribute,UML State,UML Activity, Table,CWM Column,etc.M1Models,consisting of instancesof M2 metamodel constructs.Class“Customer”,Class“Account”Table “Employee”,Table“Vendor”,etc.M0Objects and data, of M1 modelconstructsCustomer Jane Smith,Customer Joe Jones,Account 2989,Account2344,Employee A3949,Vendor 78988,etc.XML元數(shù)據(jù)交換（XMI）是在工具軟件、應(yīng)用程序之間進(jìn)行元數(shù)據(jù)交換的XML語(yǔ)言，整合了UML、MOF和XML三種技術(shù)，允許MOF元數(shù)據(jù)（即遵從MOF或基于MOF的元模型的元數(shù)據(jù)）以流或文件的形式按照XML的標(biāo)準(zhǔn)格式進(jìn)行交換。XMI是OMG在元數(shù)據(jù)交換方面的標(biāo)準(zhǔn)之一，同時(shí)也是W3C認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)。本質(zhì)上，XMI是W3C的XML和MOF之間，以及XML文檔和MOF元數(shù)據(jù)之間的一對(duì)平行映射。2011年8月。CWM發(fā)展史其實(shí)早在上世紀(jì)80年代末90年代初，很多企業(yè)就嘗試使用一種元模型實(shí)現(xiàn)元數(shù)據(jù)集成以整合分布于各個(gè)業(yè)務(wù)豎井中的元數(shù)據(jù)，但最終失敗了，因?yàn)楹芏嗟睦嫦嚓P(guān)者各自擁有不同的觀點(diǎn)，且需要不同的模型結(jié)構(gòu)。1997年，OMG將UML采納為標(biāo)準(zhǔn)，為CWM標(biāo)準(zhǔn)制定打下了第一個(gè)基礎(chǔ)。同樣在1997年，MOF被OMG采納為標(biāo)準(zhǔn)，為CWM的產(chǎn)生打下了第二個(gè)基礎(chǔ)。1999年初，OMG采納XMI作為標(biāo)準(zhǔn)，為CWM的出現(xiàn)打下了第三個(gè)基礎(chǔ)。1998年5月，IBM、ORACLE和Unisys向OMG提交了公共倉(cāng)庫(kù)元數(shù)據(jù)交換（Common Warehouse Metadata Interchange，CWMI）征求意見(jiàn)稿（RFP），同年9月OMG發(fā)布了該征求意見(jiàn)稿，經(jīng)過(guò)8個(gè)公司（IBM、Unisys、Oracle、Hyperion、UBS、NCR、Genesis和Dimension EDI）2年半的努力和協(xié)作，OMG于2001年4月正式采納CWM為標(biāo)準(zhǔn)。在CWM發(fā)展的同時(shí)，其他一些元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的制定也在進(jìn)行中。最早在1993年，電子信息組織就發(fā)布了計(jì)算機(jī)輔助工程數(shù)據(jù)交換格式（CASE Data Interchange Format，CDIF）并得到了一定的認(rèn)可。1995年10月，元數(shù)據(jù)聯(lián)盟（Meta Data Coalition，MDC）成立，（Meta Data Interchange Specification，MDIS），與CWM相比，MDIS涉及的范疇少很多，且其規(guī)范和交換語(yǔ)言都是自身獨(dú)有的。此時(shí)微軟也在和其他一些合作者一起開(kāi)發(fā)開(kāi)放信息模型（Open Information Model，OIM），該模型于1996年10月成形，采用UML作為其規(guī)范語(yǔ)言。1998年11月，微軟加入MDC并提交OIM標(biāo)準(zhǔn)，由此業(yè)內(nèi)面臨著兩種元數(shù)據(jù)集成規(guī)范的競(jìng)爭(zhēng)局面，之后考慮到業(yè)內(nèi)對(duì)CWM的認(rèn)可，MDC于2000年9月決定終止其OIM后續(xù)工作，將其元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)歸入到OMG中，從此CWM影響力和范圍持續(xù)擴(kuò)大并得到了業(yè)內(nèi)的統(tǒng)一認(rèn)可。OMG的模型驅(qū)動(dòng)體系結(jié)構(gòu)（Model Driven Architecture，MDA）OMG組織成立不久制定了對(duì)象管理體系結(jié)構(gòu)（Object Management Architecture，OMA）參考模型，描述了OMG規(guī)范所遵循的概念化的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。OMA是由對(duì)象請(qǐng)求代理（Object Request Broker，ORB）、對(duì)象服務(wù)、公共設(shè)施、域接口和應(yīng)用接口等幾個(gè)部分組成，其核心是對(duì)象請(qǐng)求代理（ORB）。對(duì)象請(qǐng)求代理（ORB）是公共對(duì)象請(qǐng)求代理體系結(jié)構(gòu)（Common Object Request Broker Architecture，CORBA）的核心組件，提供了識(shí)別和定位對(duì)象、處理連接管理、傳送數(shù)據(jù)和請(qǐng)求通信所需的框架結(jié)構(gòu)。OMA和CORBA被定位為軟件框架，用來(lái)指導(dǎo)基于OMG規(guī)范的技術(shù)開(kāi)發(fā)。從1995年開(kāi)始，OMG開(kāi)始非正式的采用針對(duì)特定行業(yè)（“領(lǐng)域”，Domain）的技術(shù)規(guī)范，為了保持?jǐn)U張重點(diǎn)，OMG在2001年正式采用第二個(gè)框架，模型驅(qū)動(dòng)體系架構(gòu)（Model Driven Architecture，MDA）。與OMA和CORBA不一樣，MDA不是部署分布式系統(tǒng)的框架，而是在軟件開(kāi)發(fā)中基于模型驅(qū)動(dòng)的方法。為了實(shí)現(xiàn)MDA，OMG隨后制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)如UML、MOF、XMI和CWM等，解決了MDA的模型建立、擴(kuò)展、交換等幾個(gè)方面的問(wèn)題。模型驅(qū)動(dòng)體系結(jié)構(gòu)源自眾所周知的和長(zhǎng)期建立的思想：“將系統(tǒng)操作規(guī)范從系統(tǒng)利用底層平臺(tái)能力的細(xì)節(jié)中分離出來(lái)”。MDA提供了一種方法（基于相關(guān)工具）來(lái)規(guī)范化一個(gè)平臺(tái)獨(dú)立的系統(tǒng)，為系統(tǒng)選擇一個(gè)特定的實(shí)現(xiàn)平臺(tái)，并把系統(tǒng)規(guī)范轉(zhuǎn)換到特定的實(shí)現(xiàn)平臺(tái)。MDA的首要三個(gè)目標(biāo)是：可移植性、互操作性和可重用性。MDA三個(gè)視角（viewpoint）[6]分別是：l 計(jì)算無(wú)關(guān)視角（Computation Independent Viewpoint）：側(cè)重系統(tǒng)環(huán)境和系統(tǒng)需求；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和流程細(xì)節(jié)被隱藏或尚未確定。其對(duì)應(yīng)的是計(jì)算無(wú)關(guān)模型（Computation Independent Model，CIM）。l 平臺(tái)無(wú)關(guān)視角（Platform Independent Viewpoint）：側(cè)重系統(tǒng)的操作，同時(shí)隱藏用于特定平臺(tái)的必要細(xì)節(jié)。其對(duì)應(yīng)的是平臺(tái)無(wú)關(guān)模型（Platform Independent Model，PIM），PIM是抽出技術(shù)和具體工程細(xì)節(jié)之后的模型。l 平臺(tái)相關(guān)視角（Platform Specific Viewpoint）：結(jié)合平臺(tái)無(wú)關(guān)系視角和系統(tǒng)所使用的特定平臺(tái)細(xì)節(jié)。其對(duì)應(yīng)的是平臺(tái)相關(guān)模型（Platform Specific Viewpoint Model，PSM），PSM是包含技術(shù)和具體工程細(xì)節(jié)的模型。OMG模型驅(qū)動(dòng)體系結(jié)構(gòu)如圖5所示：圖5 OMG模型驅(qū)動(dòng)體系架構(gòu)CWM元模型、規(guī)范以及生成的產(chǎn)品同MDA非常契合，從技術(shù)平臺(tái)角度來(lái)說(shuō)，所有的平臺(tái)相關(guān)模型（CWMXML、CWMIDL和CWM Java等）都是自動(dòng)地從平臺(tái)無(wú)關(guān)模型（CWM元模型和規(guī)范）中產(chǎn)生的；從產(chǎn)品平臺(tái)角度來(lái)說(shuō)，平臺(tái)相關(guān)模型（比如DBORACLE、SQLSERVER等）都是人工從平臺(tái)無(wú)關(guān)模型（CWM元模型和規(guī)范）中構(gòu)造出來(lái)的。結(jié)束語(yǔ)本文詳細(xì)介紹了大數(shù)據(jù)治理統(tǒng)一流程參考模型第二步“元數(shù)據(jù)集成體系結(jié)構(gòu)”的后續(xù)內(nèi)容，主要包括元模型、元元模型、公共倉(cāng)庫(kù)元模型（CWM）、CWM發(fā)展史、對(duì)象管理組織OMG的模型驅(qū)動(dòng)體系結(jié)構(gòu)（Model Driven Architecture，MDA）。在本系列文章的下一部分將重點(diǎn)介紹大數(shù)據(jù)治理統(tǒng)一流程參考模型的第三步：“實(shí)施元數(shù)據(jù)管理”，講述在大數(shù)據(jù)時(shí)代如何實(shí)施元數(shù)據(jù)管理，如何使用元數(shù)據(jù)管理成熟度模型，以及IBM在元數(shù)據(jù)管理方面的產(chǎn)品：業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)管理工具IBM Info Sphere Business Glossary、業(yè)務(wù)詞匯表小工具Info Sphere Business Glossary Anywhere和技術(shù)元數(shù)據(jù)管理工具Info Sphere Metadata Workbench。參考文獻(xiàn)[1] 更多信息請(qǐng)參考:OMG Model Driven Architecture :[2] OMG,Common Warehouse Metamodel(CWM)Specification ,P44 。[3] John Poole,Dan Chang,Douglas Tolbert and David Mellor,2002,Common Warehouse Metamodel,p4853,p5863 。[4] OMG,Common Warehouse Metamodel(CWM)Specification ,P45 。[5] David Frankel Consulting,”Using Model Driven Architecture? to Manage Metadata”,P46 。[6] OMG,2003,MDA Guide Version ,p1112,P1516 。第三部分：實(shí)施元數(shù)據(jù)管理了解了元數(shù)據(jù)管理策略和元數(shù)據(jù)集成體系結(jié)構(gòu)之后，企業(yè)可以根據(jù)需要選擇合適的業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)和技術(shù)元數(shù)據(jù)管理工具，并制定相應(yīng)的元數(shù)據(jù)管理制度進(jìn)行全面的元數(shù)據(jù)管理。本部分主要介紹大數(shù)據(jù)治理統(tǒng)一流程參考模型第三步“實(shí)施元數(shù)據(jù)管理”，元數(shù)據(jù)管理成熟度模型、IBM元數(shù)據(jù)管理相關(guān)工具等內(nèi)容。第三步：實(shí)施元數(shù)據(jù)管理在明確了元數(shù)據(jù)管理策略和元數(shù)據(jù)集成體系結(jié)構(gòu)之后，企業(yè)可以根據(jù)需要選擇合適的業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)和技術(shù)元數(shù)據(jù)管理工具，并制定相應(yīng)的元數(shù)據(jù)管理制度進(jìn)行全面的元數(shù)據(jù)管理。比如可以使用 IBM InfoSphere Business Glossary 進(jìn)行業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)的管理，使用 IBM InfoSphere Metadata Workbench 作為元數(shù)據(jù)管理統(tǒng)一工具并進(jìn)行圖形化的元數(shù)據(jù)分析。大數(shù)據(jù)擴(kuò)大了數(shù)據(jù)的容量、速度和多樣性，給元數(shù)據(jù)管理帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。在構(gòu)建關(guān)系型數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和關(guān)系型數(shù)據(jù)中心時(shí)進(jìn)行元數(shù)據(jù)管理，有助于保證數(shù)據(jù)被正確地使用、重用并滿足各種規(guī)定。同樣，對(duì)大數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，元數(shù)據(jù)管理過(guò)程中出現(xiàn)的任何錯(cuò)誤，都會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)重復(fù)、數(shù)據(jù)質(zhì)量差和無(wú)法訪問(wèn)關(guān)鍵信息等問(wèn)題[1]。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，企業(yè)需要在原有的元數(shù)據(jù)管理策略中增加大數(shù)據(jù)相關(guān)的內(nèi)容。通常，大數(shù)據(jù)分析是受用例驅(qū)動(dòng)的，企業(yè)可以通過(guò)梳理大數(shù)據(jù)用例的方式逐步完善大數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)管理。針對(duì)大數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)，依舊可以通過(guò)構(gòu)建基礎(chǔ)本體、領(lǐng)域本體、任務(wù)本體和應(yīng)用本體等的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)構(gòu)建基礎(chǔ)本體，實(shí)現(xiàn)對(duì)級(jí)別且通用的概念以及概念之間關(guān)系的描述；通過(guò)構(gòu)建領(lǐng)域本體，實(shí)現(xiàn)對(duì)于領(lǐng)域的定義，并確定該領(lǐng)域內(nèi)共同認(rèn)可的詞匯、詞匯業(yè)務(wù)含義和對(duì)應(yīng)的信息資產(chǎn)等，提供對(duì)該領(lǐng)域知識(shí)的共同理解；通過(guò)構(gòu)建任務(wù)本體，實(shí)現(xiàn)任務(wù)元素及其之間關(guān)系的規(guī)范說(shuō)明或詳細(xì)說(shuō)明；通過(guò)構(gòu)建應(yīng)用本體，實(shí)現(xiàn)對(duì)特定應(yīng)用的概念描述，其是依賴于特定領(lǐng)域和任務(wù)的。這樣就通過(guò)構(gòu)建各種本體，在整個(gè)企業(yè)范圍提供一個(gè)完整的共享詞匯表，保證每個(gè)元數(shù)據(jù)元素在信息供應(yīng)鏈中每個(gè)組件的語(yǔ)義上保持一致，實(shí)現(xiàn)是語(yǔ)義等效。為了實(shí)現(xiàn)信息供應(yīng)鏈中各個(gè)組件元數(shù)據(jù)的交互和集成，大數(shù)據(jù)平臺(tái)的元數(shù)據(jù)集成體系結(jié)構(gòu)依然可以采用基于模型驅(qū)動(dòng)的中央輻射式元數(shù)據(jù)體系結(jié)構(gòu)。對(duì)大數(shù)據(jù)平臺(tái)中的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)管理可以遵循公共倉(cāng)庫(kù)元模型（CWM）構(gòu)建元數(shù)據(jù)體系結(jié)構(gòu)，以便方便的實(shí)現(xiàn)各個(gè)組件間元數(shù)據(jù)的交互；對(duì)大數(shù)據(jù)平臺(tái)中的半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)管理，因?yàn)闃I(yè)內(nèi)還沒(méi)有通用的公共元模型，企業(yè)可以嘗試采用基于自定義模型驅(qū)動(dòng)的方式構(gòu)建中央輻射式元數(shù)據(jù)體系結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，企業(yè)可以嘗試以下步驟進(jìn)行大數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)管理：考慮到企業(yè)可以獲取數(shù)據(jù)的容量和多樣性，應(yīng)該創(chuàng)建一個(gè)體現(xiàn)關(guān)鍵大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)術(shù)語(yǔ)的業(yè)務(wù)定義詞庫(kù)（本體），該業(yè)務(wù)定義詞庫(kù)不僅僅包含結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，還可以將半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)納入其中。及時(shí)跟進(jìn)和理解各種大數(shù)據(jù)技術(shù)中的元數(shù)據(jù)，提供對(duì)其連續(xù)、及時(shí)地支持，比如 MPP 數(shù)據(jù)庫(kù)、流計(jì)算引擎、Apache Hadoop