數(shù)字化校園信息共享系統(tǒng)研究

李慧芳

（長治學(xué)院 計算機(jī)系，山西 長治 046011）

數(shù)字化校園信息共享系統(tǒng)研究

李慧芳

（長治學(xué)院 計算機(jī)系，山西 長治 046011）

基于數(shù)字在校園“信息孤島”問題的存在，設(shè)計了一種數(shù)字化校園信息共享方案：建立數(shù)據(jù)管理中心，為用戶提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問接口，實現(xiàn)全校信息共享。

數(shù)字化校園；信息共享；數(shù)據(jù)管理中心，XML

1 數(shù)字化校園建設(shè)中存在的問題

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，校園內(nèi)各管理部門根據(jù)部門需求逐步建立了業(yè)務(wù)系統(tǒng)。但由于各部門在進(jìn)行信息系統(tǒng)建設(shè)時創(chuàng)建了大量的數(shù)據(jù)庫，每個獨立的數(shù)據(jù)庫都有自己的數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)語言。由此產(chǎn)生的信息交流屏障使得校園網(wǎng)各應(yīng)用管理系統(tǒng)無法充分發(fā)揮各自的效能，甚至出現(xiàn)財務(wù)數(shù)據(jù)于學(xué)籍管理數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象，給校園信息化管理帶來一定的混亂。因此如何有效地解決校園網(wǎng)各應(yīng)用系統(tǒng)間異構(gòu)數(shù)據(jù)的交換與信息共享，已經(jīng)成為數(shù)字化校園建設(shè)中迫切需要解決的問題?；诖?，文章設(shè)計了一種基于XML技術(shù)的數(shù)字化校園信息共享系統(tǒng)方案。

2 數(shù)字化校園信息共享系統(tǒng)的設(shè)計

2.1 共享系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

設(shè)立數(shù)據(jù)管理中心，建立數(shù)字化校園信息共享系統(tǒng)。通過數(shù)據(jù)管理中心把各業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中需要共享的數(shù)據(jù)從源業(yè)務(wù)庫取出，從而實現(xiàn)數(shù)字化校園信息的共享，實現(xiàn)的目標(biāo)主要包括以下兩點：滿足各部門之間數(shù)據(jù)的共享；支持綜合查詢和決策分析。

所以數(shù)據(jù)管理中心的建設(shè)應(yīng)從學(xué)校信息系統(tǒng)全局出發(fā)，集成下層部門的各個系統(tǒng)。為此，應(yīng)該在數(shù)據(jù)管理中心設(shè)計一個面向全校的中心虛擬數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫不僅能將全校各業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的不同數(shù)據(jù)表示形式集中到統(tǒng)一的XML數(shù)據(jù)視圖，還能為用戶提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問接口，實現(xiàn)全校信息共享。其結(jié)構(gòu)圖如圖2.1所示。

圖2 .1 共享系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.2 共享系統(tǒng)模塊劃分

根據(jù)校園信息共享的需求，共享系統(tǒng)共分為三個模塊：綜合信息服務(wù)子系統(tǒng)、系統(tǒng)維護(hù)管理子系統(tǒng)和信息平臺監(jiān)控與保障子系統(tǒng)。

綜合信息服務(wù)子系統(tǒng)實現(xiàn)基本綜合查詢與統(tǒng)計等服務(wù)。主要功能有：學(xué)生信息查詢、教師信息查詢、學(xué)院信息查詢、學(xué)科信息查詢、課程信息查詢等。

系統(tǒng)維護(hù)管理子系統(tǒng)主要實現(xiàn)對數(shù)據(jù)管理中心的維護(hù)，包括中心虛擬數(shù)據(jù)庫的管理、用戶權(quán)限的管理、提供各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的注冊和維護(hù)等。

信息平臺監(jiān)控與保障子系統(tǒng)的主要功能是保障共享系統(tǒng)各模塊能夠正常工作，為用戶提供安全可靠的共享平臺。

3 共享系統(tǒng)的實現(xiàn)

3.1 共享系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

（1）開發(fā)語言——Java

鑒于Java技術(shù)的簡單性、平臺無關(guān)性、安全性、強(qiáng)壯性等特性，設(shè)計采用Java語言作為開發(fā)工具。

（2）JavaBean技術(shù)

為了實現(xiàn)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)管理中心的功能，選用JavaBean技術(shù)開發(fā)中心虛擬數(shù)據(jù)庫和Agent。

3.2 共享系統(tǒng)采用的關(guān)鍵技術(shù)

（1）數(shù)據(jù)庫連接池技術(shù)。

連接池技術(shù)最基本的思想就是把連接當(dāng)作對象或者設(shè)備，預(yù)先建立一些連接放置在內(nèi)存對象中，當(dāng)程序中需要建立數(shù)據(jù)庫連接時，只需從內(nèi)存中取其中一個而不用新建數(shù)據(jù)庫連接。使用完畢后，只需放回內(nèi)存即可。

（2）數(shù)據(jù)緩存技術(shù)。

為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的運行效率，系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)緩存技術(shù)。數(shù)據(jù)緩存使系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫的訪問頻度大大降低，從而達(dá)到提高效率的目的。

3.3 數(shù)據(jù)管理中心的實現(xiàn)

3.3.1 數(shù)據(jù)管理中心實現(xiàn)的功能

數(shù)據(jù)管理中心的建設(shè)是實現(xiàn)該共享系統(tǒng)的關(guān)鍵，它為各個部門提供共享數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計查詢分析的服務(wù)。數(shù)據(jù)管理中心主要完成如下的功能。

（1）連接數(shù)據(jù)。只有連接上各業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，才能取得需要的數(shù)據(jù)，進(jìn)而進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，完成用戶的查詢請求。

（2）能夠接收和處理XML形式表示的請求和發(fā)送。因為該中心采用XML Schema模式對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，即所有數(shù)據(jù)形式都將轉(zhuǎn)換成XML Schema形式進(jìn)行傳遞和交流。

（3）XML與數(shù)據(jù)庫之間的映射。即能夠?qū)⒆訕I(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為XML Schema形式，同時也能將XML Schema形式表示的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為子業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)信息。

（4）為用戶提供一個訪問各子業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一接口。用戶通過該接口實現(xiàn)與各子業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫的無縫鏈接。

（5）數(shù)據(jù)源的管理。能對原有系統(tǒng)所有子業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理，隨時能向各局部數(shù)據(jù)庫發(fā)出查詢請求與統(tǒng)計。

3.3.2 查詢Agent

查詢Agent是由中心虛擬數(shù)據(jù)庫中的Agent管理器創(chuàng)建的，每一個局部數(shù)據(jù)庫對應(yīng)一個查詢Agent，負(fù)責(zé)接受中心虛擬數(shù)據(jù)庫分解的對應(yīng)局部數(shù)據(jù)庫的子查詢，與駐留在局部數(shù)據(jù)庫的包裝器Agent進(jìn)行交互，接受包裝器Agent完成的查詢結(jié)果，并將查詢結(jié)果提交給中心虛擬數(shù)據(jù)庫。

3.3.3 包裝器Agent

包裝器Agent相當(dāng)于與外部的一個接口，負(fù)責(zé)與局部數(shù)據(jù)庫傳遞信息。它主要完成兩個任務(wù)。第一是將子Xquery查詢語句翻譯成局部數(shù)據(jù)庫所能夠理解的查詢語句，當(dāng)查詢Agent將各個含有Xquery的子查詢傳遞給包裝器時，子查詢并不是底層的局部數(shù)據(jù)庫可以識別的查詢語句。這個時候必須將中間查詢語句轉(zhuǎn)化為局部數(shù)據(jù)庫層可以識別的查詢語句。第二是負(fù)責(zé)將局部數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)提取出來，并且轉(zhuǎn)換成能夠被集成平臺進(jìn)一步處理的XML形式的數(shù)據(jù)，即將子查詢結(jié)果轉(zhuǎn)換成XML格式輸出。

3.3.4 中心虛擬數(shù)據(jù)庫

中心虛擬數(shù)據(jù)庫主要用來負(fù)責(zé)用戶與應(yīng)用程序?qū)雍途植繑?shù)據(jù)庫之間的溝通，既能接收和處理來自用戶的請求，又能接收和處理來自局部查詢結(jié)果。該數(shù)據(jù)庫由虛擬數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、虛擬數(shù)據(jù)庫管理器、Agent管理器和高速緩存組成。

（1）虛擬數(shù)據(jù)庫服務(wù)器負(fù)責(zé)對用戶的查詢請求進(jìn)行Xquery語句的語法檢查、解析、分解、優(yōu)化以及將返回的XML子結(jié)果合并，生成最終的查詢結(jié)果XML文件。

（2）虛擬數(shù)據(jù)庫管理器主要負(fù)責(zé)全局視圖存儲和維護(hù)，數(shù)據(jù)類型映射表和查詢語言映射表的定義，以及控制全局查詢請求并發(fā)執(zhí)行。

（3）Agent管理器負(fù)責(zé)創(chuàng)建查詢Agent和包裝器Agent，接受虛擬數(shù)據(jù)庫服務(wù)器提交的查詢?nèi)蝿?wù)，創(chuàng)建查詢Agent并派遣到局部數(shù)據(jù)庫，與駐留在局部數(shù)據(jù)庫的包裝器Agent交互信息，共同完成查詢?nèi)蝿?wù)。除此以外，還保存各個包裝器Agent和查詢Agent地址以及相關(guān)數(shù)據(jù)表。

（4）高速緩存用來解決某些情況下因查詢速度所出現(xiàn)的“瓶頸”問題。

3.3.5 XML到關(guān)系數(shù)據(jù)庫映射

采用基于對象的映射方法實現(xiàn)XML和關(guān)系數(shù)據(jù)庫的相互轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換分為以下兩個步驟。

第一步：完成XML模式到類的轉(zhuǎn)換。在這個XML模式中具有復(fù)雜數(shù)據(jù)類型的元素universityInfo和address。所涉及到的復(fù)雜類型有UniversityInfoType和AddressInfo。根據(jù)復(fù)雜類型對應(yīng)到類這一規(guī)則，我們需要建立兩個類，假設(shè)分別是UniversityInfoType和AddressInfo。在XML模式中可以看到：類型為UniversityInfoType的universityInfo元素包含了類型AddressInfo的address元素。根據(jù)復(fù)雜元素之間的嵌套關(guān)系表現(xiàn)為類實例間的成員引用關(guān)系這一原則，在UniversityInfoType類的實例對象universiyt-Info中有指向Addresslnfo類實例address的引用。

第二步：完成類到數(shù)據(jù)庫模式的轉(zhuǎn)換。根據(jù)用戶指定的XML模式和關(guān)系數(shù)據(jù)庫元數(shù)據(jù)之間的對應(yīng)關(guān)系生成可以生成一個映射文件。映射模塊依據(jù)這個映射文件將對象存儲到關(guān)系數(shù)據(jù)庫中去。在映射文件中指明了數(shù)據(jù)庫的類型、訪問數(shù)據(jù)庫時用到用戶名和密碼、表示數(shù)據(jù)庫位置的URL和數(shù)據(jù)庫驅(qū)動的類型，同時映射文件說明了類和類成員到數(shù)據(jù)庫的表以及表中字段的對應(yīng)關(guān)系。根據(jù)前面的映射原則，類對應(yīng)于表，類中的簡單類型成員對應(yīng)于表中的字段，類和類之間的引用關(guān)系通過不同表之間的外鍵關(guān)聯(lián)實現(xiàn)。

4 結(jié)束語

文章設(shè)計了一種數(shù)字化校園信息共享系統(tǒng)方案，通過設(shè)立數(shù)據(jù)管理中心來實現(xiàn)校園信息共享。結(jié)合學(xué)校的實際需求，合理地選擇校園信息共享方案必將對學(xué)校的數(shù)字化建設(shè)起到很好的推動作用。

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Research on Digital Campus Information Sharing System

LIHui-fang
（Department of Computer Science Changzhi University，Changzhi Shanxi046011）

In order to solve the problem of digital campus，this article designed amodel of digital campus information sharing.Thismodel established datamanagement center，provided users with a unified data access interface and achieved the school to share information.

digital campus；information sharing；datamanagement center；XML

TP311

A

1673-2014（2011）05-0036-03

2011—06—18

李慧芳（1982— ），女，山西呂梁人，助教，碩士，主要從事數(shù)據(jù)庫技術(shù)、人工智能軟件研究。

（責(zé)任編輯 郝瑞宇）