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基于网格的面向专业的Web信息检索体系 |
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摘要：利用网格计算、集群系统、XML等技术对分散的Web信息资源按地区按专业内容从逻辑上进行了有效的组织和治理，设计了一个基于网格的面向专业内容的Web信息检索体系结构，为用户高效地获取面向专业内容的信息资源提供了一种方法。
要害词：网格计算,集群系统,XML, Agent, Web
1、引言
近年来，互联网得到了迅速的发展，网上信息资源愈来愈庞大，且信息具有量大、分散、异构等特性，因此，传统的Web信息检索工具开始暴露出它性能低下的一面，具体体现在现有的信息检索工具对用户的要求经常是找出了几千甚至上万条记录，根本无法从中再细找，或者找到的内容和要找的内容不是一个专业领域的，造成信息无效的现象。但随着人们信息意识的增强，对信息内容及信息服务的需求也在不断的演变和发展，对获取信息的专业化、实效性等方面有了新的要求。如何针对专业领域中特定的用户群为他们提供专业的、度身量造的信息服务，使用户在尽可能短的时间内有效的找到最需要的信息内容是大家普遍关注的一个问题。本文利用网格计算、集群系统、XML等技术设计了一个基于网格的面向专业内容的Web信息检索体系结构，它能将地理位置分散的、异构的信息按地区按专业内容从逻辑上进行合理的组织和治理，为用户快速、有效地获取自己所需要的信息提供了一种方法。
2、基于网格的面向专业内容的Web信息检索体系结构的设计
网格计算是近年来国际上兴起的一种重要信息技术，其目的是将网上各种资源组织在一个统一的大框架下，为解决大型复杂计算、数据服务和各种网络信息服务提供一个方便用户使用的虚拟平台，实现互联网上所有资源的全面连通，实现信息资源的全面共享。
为解决不同领域复杂科学计算与海量信息服务问题，人们以网络互连为基础构造了不同的网格，他们在体系结构，要解决的问题类型等方面各不相同，但网格计算至少需要具有三种基本功能：资源治理、任务治理、任务调度。本文设计的信息检索体系结构，围绕网格计算的基本功能及信息检索的特点，主要有以下三个层次组成：见图1
（1） 网格结点：结点是网格计算资源的提供者，本系统主要是由一系列的集群系统组成，它们在地理位置上是分布的，构成了一个分布检索群体，作为信息共享的基础结构平台。集群系统负责整个集群范围内的信息治理，维护和查询。
（2） 网格计算中间件：中间件是信息资源治理和用户任务调度、任务治理的工具。它是整个网格信息资源治理的核心部分，它根据用户的信息请求任务，在整个网格内负责信息资源的匹配、定位，实现用户任务到集群系统的映射。
（3） 网格用户层：主要为用户应用提供接口，支持用户对所需要的信息资源进行描述、创建、提交等。
本系统的主要思想是在逻辑上将地理位置分散的、异构的信息划分、组建成多个集群系统，集群系统对集群内的资源进行治理和任务调度，再利用网格中间件对各集群系统进行治理，从而形成对整个网格资源的治理，并对用户的信息需求进行统一的治理和调度。这种治理模型既可以尊重各个集群系统的本地信息治理策略，又可利用中间件在全局意义上对网格信息资源进行治理。
2.1 集群系统的设计
由于Web信息资源数量十分庞大，用户在利用现有搜索引擎检索信息时面临一个海量数据的查询问题，往往造成在消耗巨大的通信资源后依然存在资源查不准、查不全的问题。目前基于单一系统映射的Web服务器集群系统能把若干服务器用局域网连接成一个整体，并使其从客户端看来就如同一台服务器在服务，这使得在逻辑上合并、组织地理位置分布的信息资源成为可能。因此本文首先考虑采用分布协作策略，将Web信息资源按地区按专业内容分割，一方面使信息资源数量相对缩小，便于数据的组织、治理和维护，另一方面按专业内轻易于制定一个公用的XML规范，便于集群内各类信息资源的描述，从而可建立一个基于XML的面向专业内容的信息集成系统。集群系统的具体结构见图2。
集群服务器主要由接口Agent，基于专业内容的XML信息集成系统、资源服务Agent、资源发布Agent等组成。其中接口Agent根据任务提供的接口参数登记、接收、治理各种信息资源请求任务，并提供安全认证和授权。资源服务Agent根据信息资源请求任务，利用XML信息集成系统提供的数据，为用户提供实际的资源检索操作，并将检索结果信息发送给用户。资源发布Agent用于向网格中间件提供本地信息资源的逻辑数据及接口参数。
下面主要说明基于专业内容的XML信息集成系统的构造方法：
XML（the eXtensible Markup Language）是 W3C于1998年公布作为Internet上数据表示和数据交换的新标准，它是一种可以对信息进行自我描述的语言，它答应开发人员通过创建格式文件DTD（Document Type Definitions）定制标记来描述自己的数据，DTD规范是一个用来定义XML文件的语法、句法和数据结构的标准。 XML使用普通文本，因此具有跨平台的优点，XML的优点在于
（1）简单、规范性：XML文档基于文本标签，有一套严谨而简洁的语法结构，便于计算机、用户理解；
（2）可扩展性：用户可以自定义具有特定意义的标签，自定义的标签可以在任何组织、客户、应用之间共享；
（3）自描述性：自描述性使其非常适用不同应用间的数据交换，而且这种交换是不以预先定义一组数据结构为前提，因此具有很强的开放性；
（4）互操作性：XML可以把所有信息都存于文档中传输，而远程的应用程序又可以从中提取需要的信息。XML数据是不依靠于某个特定的平台的应用，因此它为基于特定专业内容的表达提供了一种极好的手段，可以作为表示专业内容的语言。
目前人们研制Web信息集成系统其基本方法可分成两类：存入仓库法（the ware-housing approach）和虚拟法(the virtual approach)，可使用这两类方法利用XML在数据组织和交换方面的优越性，采用格式文件DTD和XML文档表示基于专业内容的集成模式和集成模式与资源之间的映射，建立基于XML的Web信息集成系统，其结构与获取信息的工作过程参见文献[2]。
2.2 网格中间件的设计
图3所示的网格中间件的主要功能是
（1）消除不同用户与集群系统之间数据表达的差异，使信息资源数据对用户来说是透明的；
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