基于CSDB的IETM系统中数据的标准化处理
交互式电子技术手册(IETM，Interactive Electronic Technology Manual)自20世纪90年代出现以来，由于其拥有表现能力强、查询方便、易更新维护、数据共享、能即时远距离传输、允许多用户同时阅读等诸多优点，世界各国竞相发展。近年来，IETM的发展出现了两种趋势：一是随着网络技术的发展，出现了基于web的交互式电子技术手册。所有技术资料都存入公共源数据库(CSDB)中，通过网络共享。二是随着XML技术的发展，采用XML作为数据格式标准。
可见，IETM发展的方向，是建立一个利用网络数据库共享、采用XML格式进行数据交换的标准化数据环境，使技术数据一次生成，多次传递使用，让不同地区的用户通过网络能及时有效地获取IETM信息。这样，技术数据的标准化犹成为IETM系统的关键。
技术资料的描述
S1000D是技术出版物的国际标准，由欧洲航空航天与防卫工业委员会(ASD)和美国航空工业协会(AIA)共同维护。S1000D的核心概念是数据模块和公共源数据库，数据模块是技术出版物中能够自包含的最小数据单元，技术信息以数据模块的形式存储在CSDB中，并以XML作为文档交换格式。
S1000D将技术信息分为描述、任务、故障隔离、维修计划、人员、图解零部件、战场损伤与抢修、布线、过程等九种类型，而我国多数装备的技术资料是按照ATA100的标准分类的，差异较大，需要重新分类。例如，某型飞机的技术资料包括维修大纲、指令卡片、操作卡片、技术说明书、图解零部件目录等五大类，每一大类又分为若干子类。以维修大纲为例，包括飞行机务保障、区域检查、结构检查、系统/设备检查、动力装置检查、润滑/保养等六个子类，另外还有前言、一般规定、区域划分、维修舱口盖板图、名词术语等附加信息，与S1000D标准信息的对应关系如表1所示。
技术资料均以XML文档的方式保存，而XML只说明数据的结构，并不关心数据如何描述、数据是否正确，所以在用XML语言描述技术数据时，关键是要定义数据的Schema。XML Schema用来描述XML业务数据必须遵循的规则，指定文档的结构，以及文档中所包含元素和属性的数据类型。XML schema不仅可以定义XM比文档的结构而且还能约束文档的内容，因此，如果能够针对每种技术数据制定出标准的schema，通过schema对数据模块XML文档的验证，就可以有效地保证技术数据的标准化。S1000D中已经提供了所有数据模块的Schema，并允许各系统根据实际需要进行合理裁剪。依据维修大纲中各类信息数据的内容，对S1000D中维修计划数据模块的Schema进行了调整，建立起维修大纲的Schema，见图1。虚线框中为任选元素，实线框内为必选元素。从图中可以看出，维修大纲数据模块的根元素是dmodule，它包含三个子元素，分别是描述性元素description、状态元素idstatus和内容元素content。其中，必选元素idstatus包含该数据模块的状态信息，包括数据模块的唯一标识码一一DMC码、数据模块的标题、数据模块的版本信息、发行日期等。数据模块的所有内容包含在另一必选元素content中，并且可以通过任选元素refs参引其他数据模块。
数据存储
在基于Web的交互式电子技术手册中，所有技术资料都存在网络数据库中，这就要求数据库必须安全、可靠。就数据的储存而言，关系型数据库已经是相当成熟的应用，在基础理论、技术、算法、应用、安全、管理、控制等各个方面已经非常成熟，所以本系统的设计选用了关系型数据库SQL Server。目前，XML文档在关系型数据库中的存储方式主要有两种。
1. 两维表数据映射方式
关系型数据库把数据表示为简单的两维模型，即行与列的记录来进行存储处理。而XML是以层次性的树状结构作为储存架构，通过元素（Element）和属性（Attribute）来包含数据。所以在用关系型数据库存储XML文档时，就必须依据XML Schema对XML文档进行分解，找出元素和属性与数据库的映射关系。映射时的基本原则有三条：
(1)复杂元素映射为数据表。
(2)简单元素与属性映射为表中的字段
(3)元素间的层次关系映射为表间的关联，在父元素与子元素之间建立主键一外键关系。
由于每种信息类型的Schema中定义的元素少则数十个，多则数百个，每个元素还有多少不等的属性。因此，采用关系数据库的两维表数据模型存储XML文档时，需要建立和使用大量的数据表格，造成存储空间的海量增加；XML Schema中的任选属性对应的字段大量为空，又造成存储空间的大量浪费。而当数据需要输出时，又要反过来将已分散设置的大量的两维数据表，利用索引等技术进行连接后，组合、还原成XML文件，数据量较大时，就会大大影响到应用系统的响应速度。对于某个机型，技术资料的数量庞大，结构复杂，经过试验，我们认为此种存储方法对于IETM系统并不适合。
2. XML原生态方式
近年来，关系型数据库大大增加了对XML的支持，SQL Server2005中就增加了xml数据类型，允许直接将XML文档存入字段中，并通过XML schema进行文档的有效性验证，确保技术数据的准确。本系统采用的正是这种方式。在IETM数据库中分别建立维修大纲、指令卡片、操作卡片、技术说明书、图解零部件数据表，数据表结构见表2。
根据数据模块唯一的标识码(DMC)，就可以快速定位，访问Xmlcontent字段中包含的XML文档，使得数据的更新和读取更为有效。同时，不仅能够通过建立XML索引提高查询效率，还可以深入到文档XML内部，通过XQuery函数和XPath语句快速进行精确查询，使查询更加高效、灵活。例如，要在飞行机务保障中查询检查类型为N检的所有区段，XPath语句为：//schedule/limit/refinspec[@insptype=“N检”]。
数据的解析
XML的一个最大的特点是内容与显示分离。XML文档中只包含技术资料的内容，揭示信息本身的含义，所以，将XML格式用作数据的传递和交换是最佳的选择。要想在IETM系统中得到与纸质技术资料相同的显示效果，还要用XSL对XML的显示格式进行定义。
XSL(可扩展样式语言)是一种显示XML文件的规范，主要包含两大功能：
(1)XML文档的转换。根据XSL样式的指示对原始文档进行排序、复制、过滤、删除、选择、运算等操作后产生另外一个新文档。
(2)XML文档的显示。给XML文档中的元素加入显示控制信息，如表格、文字、图形等，并描述为HTML文件。
不同信息类型的显示格式也不尽相同，应分别定义XSL文件。例如，飞行机务保障是以表格的形式显示的，为其定义的XSL文件如图3所示，表3为飞机机务保障内容对应的显示结果。
结论
S1000D标准是目前发展最快的IETM国际标准，我们遵循这一标准设计开发了某型飞机IETM应用系统，解决的主要问题有：对现有装备技术资料(符合ATAl00)进行信息类型的重新归类，以适应S1000D要求；按需裁剪定义XML Schema；采用XML原生态方式在SQL Server数据库中直接存储XML文档；按现有技术资料的格式定义XSL文件，以确保电子手册与纸质手册显示的一致性。
