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摘要：由于XML有易用、可理解、跨平台的优点，可有效地解决跨平台数据的交换问题，以此设计一种安全的、能有效访问和快速更新的XML访问控制新方案。该方案利用多种授权实现了权限不同的多个用户灵活、安全访问XML文档数据，根据操作类型区分不同的数据传输请求，过滤掉不具权限的请求，以节省验证以及标记过程所耗费的内存等系统资源，实现了数据传输的优化。
关键词：XML；访问控制；数据传输
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）24－0148－02
1绪论
随着Internet的普及，XML作为新兴的标识语言，得到Web的广泛应用，并逐步成为Internet存储交换数据的一种常用机制。由于计算机技术应用的发展，各行业领域的信息量呈爆涨，其中含有很多公共有效的数据库资源，每个领域中的数据资源分散在各地的多个数据库中，采用不同平台，缺少整体布局和统一管理，形成“信息孤岛”，造成大量业务逻辑类似但形式分散且彼此缺少信息交互。为实现各部门之间的协调工作、数据和数据之间的关联不易丢失，就必须解决在各个环节之间普遍存在的数据交互和部门协同的问题。XML的出现为异构数据源的交换带来了新思路和新技术。
2XML
XML（可扩展标记语言）作为数据交换和网络计算的基础，已成为网络上通用的语言。通过具有平台无关性的XML来表达知识、传递数据，可以跨越平台、设备和空间。同时，XML具有如下优点：①简便的数据交换：数据和标记均以可配置的文本格式保存。②定制标志语言：基于XML进行扩展，可以定制自己的标志语言。③自描述数据。④结构化和综合性的数据：使用者不仅可以指定数据，还可以指定数据结构，并可以将不同的元素组合成其他的元素。
这些优点推动XML在各个领域和行业迅速得到推广和应用。XML技术有效地解决了领域数据的交换问题，有力地推动了领域信息化的进程，但是在实际的工程领域，如CIMS、GIS中有时会带来效率问题。因为XML文件的完整性和领域数据的特殊性，在传输XML格式数据时可能伴随着大量“无用数据”的传输。这往往不仅影响传输效率，而且会浪费许多资源。因为修改的数据量占整体数据量的比例往往很低，所以造成大量未修改数据的重复传输。这是工程领域利用XML文件数据交换存在的普遍问题。特别是当文件较大、用户操作频繁且需要同步更新大量用户时，这种问题就十分突出，甚至会影响系统的实用性。
3XML文档信息访问
本文所提出的优化技术的核心思想是以领域数据模型规范为基础，充分利用领域数据的逻辑关联，实现更灵活的XML数据传输。①当用户请求访问XML文档时首先将文档解析为DOM（Document Object Mode1）树。②根据文档的DTD（Document Type Definition）及存放文档授权信息的XAS（XML Access Sheets）标记DOM树，给文档中的每个节点都设置授权符号（“＋”允许访问，“－”禁止访问）。③将DOM树中所有授权符号为“－”的节点移除，将剩下的节点转化为XML格式返回给用户。④移除某些节点而形成的新的文档可能不符合原来的DTD。通过将DTD中所有的元素和属性都设置为可选的来解决该问题，此过程称为loosening DTD。用户只能看到他有权访问的那部分文档，这样就确保了数据的保密性。
4XML数据传输优化技术
4.1XML数据传输优化模型
在模型中仍然采用XML作为用户的数据交互格式标准，这样可以充分利用XML的易用性和通用性。当用户修改XML数据并需要传送到其他节点以保持一致性时，不直接传送整个XML数据文件，而是首先参考领域知识和XML规范，以数据逻辑关联为依据，将XML数据文件分解成粒度更小的数据对象集合。然后确定修改的影响范围，将数据对象分为已变更数据对象队列和未变更数据对象队列。最后向其他网络节点发送已变更数据对象队列。其他节点在接收已变更数据对象队列后，替换原始数据对象集合中的相应部分。再将更新后的数据对象集合成为XML文件，并展示给用户。
分解XML数据文件，是优化的关键。合理的分解方法应在分解方式和分解粒度两个方面综合考虑。分解方式以行业数据模型标准提供的XML Schema或DTD文档为基础。将关联紧密、容易同时修改的内容分解在同一个数据对象内，可以尽可能地减小已变更数据对象队列的数量和体积。分解粒度应综合考虑具体的数据使用模式、数据修改量等多种因素。粒度不宜过小或过大。太大，失去优化意义，太小也会影响优化效果。
4.2数据对象的关联关系描述和传输优化算法
无论使用何种分解方法将XML文件映射为数据对象集合，都需要辅助信息记录数据对象之间的逻辑关联，以便接收方正确地更新本地原始数据对象。采用多叉树描述数据对象关联，树上每一个节点代表一个数据对象。每个节点内的关联描述信息包括数据对象I、数据对象在多叉树中的路径path、包含子对象的个数childnum、指向子对象的指针child以及映射为父元素的属性名transelement（适用于中粒度划分法）。
基于上述模型提出如下传输优化算法：①计算XML数据文件的数据有效比。如果数据有效比较高，则直接传输整个数据文件。②选择XML数据文件划分法。③根据所选划分法的规则，把XML数据文件分解为一组已变更数据对象和一组未变更数据对象。④计算关联描述信息多叉树。⑤将已变更数据对象队列和关联描述信息多叉树发送到接收端。⑥接收端根据关联描述信息，使用已变更数据对象更新原始数据对象集合。⑦接收端根据关联描述信息和更新后的数据对象集。
5总结
XML格式数据传输优化技术在各行业领域中得到了广泛应用，该思想有助于降低一致性维护时大体积XML数据文件的传输量，提高访问速度和效率。依托XML数据访问与传递模型，依据XML规范将XML数据文件分解为一组逻辑相关的数据对象进行传输，减少无用数据的传输量，从而提高系统的数据服务速度，是一种简单、实用的优化技术。
参考文献
1 李斓、何永忠、冯登国.面向XML文档的细粒度强制访问控制模型［J］.软件学报，2004（10）：1528～1537
XML Data Access and Data Transfer Optimization
Li Chuanliang
Abstract: Since XML has advantages of easily use, understandable and cross－platform, to effective solve the exchange problems of cross－platform data, XML access control new program is designed, which is safe, effective access and quickly update. The program draws on various licensing authority to achieve a number of different users flexible and secure access to XML document data. According to the operation type, different data requests are distinguished, the request does not have permission is filtered out to save the system resources including memory consuming in validation and labeling process, so as to achieve the optimization of data transfer.
Key words: XML; access control; data transfer
关键词：XML；访问控制；数据传输
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）24－0148－02
1绪论
随着Internet的普及，XML作为新兴的标识语言，得到Web的广泛应用，并逐步成为Internet存储交换数据的一种常用机制。由于计算机技术应用的发展，各行业领域的信息量呈爆涨，其中含有很多公共有效的数据库资源，每个领域中的数据资源分散在各地的多个数据库中，采用不同平台，缺少整体布局和统一管理，形成“信息孤岛”，造成大量业务逻辑类似但形式分散且彼此缺少信息交互。为实现各部门之间的协调工作、数据和数据之间的关联不易丢失，就必须解决在各个环节之间普遍存在的数据交互和部门协同的问题。XML的出现为异构数据源的交换带来了新思路和新技术。
2XML
XML（可扩展标记语言）作为数据交换和网络计算的基础，已成为网络上通用的语言。通过具有平台无关性的XML来表达知识、传递数据，可以跨越平台、设备和空间。同时，XML具有如下优点：①简便的数据交换：数据和标记均以可配置的文本格式保存。②定制标志语言：基于XML进行扩展，可以定制自己的标志语言。③自描述数据。④结构化和综合性的数据：使用者不仅可以指定数据，还可以指定数据结构，并可以将不同的元素组合成其他的元素。
这些优点推动XML在各个领域和行业迅速得到推广和应用。XML技术有效地解决了领域数据的交换问题，有力地推动了领域信息化的进程，但是在实际的工程领域，如CIMS、GIS中有时会带来效率问题。因为XML文件的完整性和领域数据的特殊性，在传输XML格式数据时可能伴随着大量“无用数据”的传输。这往往不仅影响传输效率，而且会浪费许多资源。因为修改的数据量占整体数据量的比例往往很低，所以造成大量未修改数据的重复传输。这是工程领域利用XML文件数据交换存在的普遍问题。特别是当文件较大、用户操作频繁且需要同步更新大量用户时，这种问题就十分突出，甚至会影响系统的实用性。
3XML文档信息访问
本文所提出的优化技术的核心思想是以领域数据模型规范为基础，充分利用领域数据的逻辑关联，实现更灵活的XML数据传输。①当用户请求访问XML文档时首先将文档解析为DOM（Document Object Mode1）树。②根据文档的DTD（Document Type Definition）及存放文档授权信息的XAS（XML Access Sheets）标记DOM树，给文档中的每个节点都设置授权符号（“＋”允许访问，“－”禁止访问）。③将DOM树中所有授权符号为“－”的节点移除，将剩下的节点转化为XML格式返回给用户。④移除某些节点而形成的新的文档可能不符合原来的DTD。通过将DTD中所有的元素和属性都设置为可选的来解决该问题，此过程称为loosening DTD。用户只能看到他有权访问的那部分文档，这样就确保了数据的保密性。
4XML数据传输优化技术
4.1XML数据传输优化模型
在模型中仍然采用XML作为用户的数据交互格式标准，这样可以充分利用XML的易用性和通用性。当用户修改XML数据并需要传送到其他节点以保持一致性时，不直接传送整个XML数据文件，而是首先参考领域知识和XML规范，以数据逻辑关联为依据，将XML数据文件分解成粒度更小的数据对象集合。然后确定修改的影响范围，将数据对象分为已变更数据对象队列和未变更数据对象队列。最后向其他网络节点发送已变更数据对象队列。其他节点在接收已变更数据对象队列后，替换原始数据对象集合中的相应部分。再将更新后的数据对象集合成为XML文件，并展示给用户。
分解XML数据文件，是优化的关键。合理的分解方法应在分解方式和分解粒度两个方面综合考虑。分解方式以行业数据模型标准提供的XML Schema或DTD文档为基础。将关联紧密、容易同时修改的内容分解在同一个数据对象内，可以尽可能地减小已变更数据对象队列的数量和体积。分解粒度应综合考虑具体的数据使用模式、数据修改量等多种因素。粒度不宜过小或过大。太大，失去优化意义，太小也会影响优化效果。
4.2数据对象的关联关系描述和传输优化算法
无论使用何种分解方法将XML文件映射为数据对象集合，都需要辅助信息记录数据对象之间的逻辑关联，以便接收方正确地更新本地原始数据对象。采用多叉树描述数据对象关联，树上每一个节点代表一个数据对象。每个节点内的关联描述信息包括数据对象I、数据对象在多叉树中的路径path、包含子对象的个数childnum、指向子对象的指针child以及映射为父元素的属性名transelement（适用于中粒度划分法）。
基于上述模型提出如下传输优化算法：①计算XML数据文件的数据有效比。如果数据有效比较高，则直接传输整个数据文件。②选择XML数据文件划分法。③根据所选划分法的规则，把XML数据文件分解为一组已变更数据对象和一组未变更数据对象。④计算关联描述信息多叉树。⑤将已变更数据对象队列和关联描述信息多叉树发送到接收端。⑥接收端根据关联描述信息，使用已变更数据对象更新原始数据对象集合。⑦接收端根据关联描述信息和更新后的数据对象集。
5总结
XML格式数据传输优化技术在各行业领域中得到了广泛应用，该思想有助于降低一致性维护时大体积XML数据文件的传输量，提高访问速度和效率。依托XML数据访问与传递模型，依据XML规范将XML数据文件分解为一组逻辑相关的数据对象进行传输，减少无用数据的传输量，从而提高系统的数据服务速度，是一种简单、实用的优化技术。
参考文献
1 李斓、何永忠、冯登国.面向XML文档的细粒度强制访问控制模型［J］.软件学报，2004（10）：1528～1537
XML Data Access and Data Transfer Optimization
Li Chuanliang
Abstract: Since XML has advantages of easily use, understandable and cross－platform, to effective solve the exchange problems of cross－platform data, XML access control new program is designed, which is safe, effective access and quickly update. The program draws on various licensing authority to achieve a number of different users flexible and secure access to XML document data. According to the operation type, different data requests are distinguished, the request does not have permission is filtered out to save the system resources including memory consuming in validation and labeling process, so as to achieve the optimization of data transfer.
Key words: XML; access control; data transfer