基于SOA的成招系統(tǒng)集成與實(shí)現(xiàn)

程春明

(廣西財(cái)經(jīng)學(xué)院 信息與統(tǒng)計(jì)學(xué)院，廣西南寧 530003)

成人高等學(xué)校招生考試(以下簡稱“成招”)是國家級教育考試，具有極強(qiáng)的政治性和嚴(yán)肅性，成招主要包括招生計(jì)劃、考生報(bào)名、組織考試、評卷、錄取等五個(gè)階段的工作，均由各省、直轄市統(tǒng)一組織，由省、市、縣(區(qū))三級招辦負(fù)責(zé)完成。成招具有:涉及考生人數(shù)眾多，地域分布廣，考生層次多樣，各成人高校辦學(xué)形式多樣等特點(diǎn)。經(jīng)過幾年的信息化建設(shè)，成招實(shí)施了報(bào)名管理、評卷、錄取等三個(gè)子系統(tǒng)。然而，信息系統(tǒng)的使用還存一些局限性，主要問題是:

1)各子系統(tǒng)僅負(fù)責(zé)某一階段的工作，無法實(shí)現(xiàn)一個(gè)全面信息化、網(wǎng)絡(luò)化的統(tǒng)一管理平臺。

2)三個(gè)子系統(tǒng)來源不一，結(jié)構(gòu)各異，數(shù)據(jù)不能共享，數(shù)據(jù)傳遞需手工進(jìn)行。

3)一些工作無法實(shí)現(xiàn)信息化管理，或某些系統(tǒng)功能不完善。如:考生報(bào)名、交費(fèi)確認(rèn)手續(xù)復(fù)雜，現(xiàn)場確認(rèn)工作強(qiáng)度過大，系統(tǒng)缺少計(jì)劃管理、考務(wù)管理、試卷管理、成績分析與統(tǒng)計(jì)等方面的功能。

本文討論如何利用面向服務(wù)架構(gòu)(Service-Oriented Architecture，SOA)來構(gòu)建實(shí)現(xiàn)成招工作全過程統(tǒng)一管理的分布式應(yīng)用系統(tǒng)，系統(tǒng)對原縣市成高報(bào)名系統(tǒng)、評卷系統(tǒng)、錄取系統(tǒng)三個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行有效集成，構(gòu)建了全省成招中心數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)了信息的共享與統(tǒng)一控制。

1 SOA 與分布式應(yīng)用簡述

SOA 是一種面向服務(wù)的企業(yè)應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)［1－2］，是一種分布式的軟件架構(gòu)模型，在這種體系結(jié)構(gòu)中，系統(tǒng)的功能被定義為相互獨(dú)立的服務(wù)，這些服務(wù)帶有定義良好的可調(diào)用接口，接口調(diào)用獨(dú)立于實(shí)現(xiàn)該服務(wù)的硬件平臺、操作系統(tǒng)和編程語言。這種獨(dú)立性使得SOA 在異構(gòu)系統(tǒng)集成應(yīng)用中具有卓越的表現(xiàn)，運(yùn)用SOA 架構(gòu)，可以最大限度的降低系統(tǒng)之間的耦合性［3］，因此它逐步成為應(yīng)用最廣泛的核心集成技術(shù)之一。采用SOA 這種松耦合系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，可以構(gòu)建靈活的分布式系統(tǒng)，并對現(xiàn)有的異構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行有效的集成。Web 服務(wù)是SOA 的技術(shù)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)SOA 的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)都符合Web Service 技術(shù)體系［4］，能夠以通?？稍L問的方式來公開其資源。Web Service 使用的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)包括:通過WSDL 文件公開描述其自身功能;通過XML 消息(通常使用SOAP 格式)與其他應(yīng)用程序進(jìn)行通信;使用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，如HTTP。

成招系統(tǒng)的架構(gòu)采用基于SOA 技術(shù)架構(gòu)的設(shè)計(jì)模型［5－7］來實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)集成采用兩種方法來實(shí)現(xiàn):一種主要的方式是采用中間件模式［8］實(shí)現(xiàn)，通過傳輸機(jī)制層和數(shù)據(jù)集成層兩個(gè)集成點(diǎn)［1］來完成;另外，也通過應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)的集成，這種方式具有較高耦合性。

2 成招系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求

根據(jù)成招工作的五個(gè)階段，下面簡要介紹各階段主要工作內(nèi)容及其業(yè)務(wù)需求。

1)招生計(jì)劃。省招生考試院根據(jù)教育部下達(dá)的計(jì)劃制定各高校在本省內(nèi)的招生計(jì)劃，并向考生和社會公布，考生以招生計(jì)劃為依據(jù)報(bào)名參加考試。

2)考生報(bào)名。以各行政縣、市區(qū)為報(bào)名點(diǎn)組織考生報(bào)名，各高校及成高教學(xué)點(diǎn)協(xié)助縣區(qū)作好考生報(bào)名相關(guān)工作，報(bào)名數(shù)據(jù)由各報(bào)名點(diǎn)采集確認(rèn)之后逐級上傳至省考試院，各級招辦根據(jù)報(bào)名數(shù)據(jù)進(jìn)行試卷、考場安排等各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。

3)組織考試?？荚囉筛鞯丶壥懈鶕?jù)本市報(bào)名情況設(shè)置考點(diǎn)，考點(diǎn)以市區(qū)、縣為單位進(jìn)行設(shè)置，并按考點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)考證編排、考場編排。各考點(diǎn)負(fù)責(zé)考務(wù)相關(guān)工作的安排，包括各類考務(wù)數(shù)據(jù)的打印和發(fā)放，并由各考點(diǎn)進(jìn)行缺考、違規(guī)信息的填報(bào)。

4)評卷。由省考試院統(tǒng)一組織評卷，評卷系統(tǒng)由國內(nèi)某公司提供，需向評卷系統(tǒng)提供考生準(zhǔn)考證、考場保密號等相關(guān)評卷數(shù)據(jù)。評卷結(jié)束后，評卷系統(tǒng)生成考生成績數(shù)據(jù)供其它系統(tǒng)使用。

5)錄取。由省招生考試院統(tǒng)一組織錄取，系統(tǒng)采用教育部統(tǒng)一下發(fā)的錄取系統(tǒng)，需為錄取系統(tǒng)提供招生計(jì)劃、考生成績、各項(xiàng)基礎(chǔ)代碼等數(shù)據(jù)。

3 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

成招在全省涉及14 個(gè)地市近百個(gè)縣區(qū)，每年報(bào)考人數(shù)約15 萬人。成招系統(tǒng)以SOA 架構(gòu)構(gòu)建的一種分布式混合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(見圖1)，以實(shí)現(xiàn)縣區(qū)、地市、省三級機(jī)構(gòu)應(yīng)用程序間的數(shù)據(jù)和功能的共享，實(shí)現(xiàn)按區(qū)域管理與統(tǒng)一管理的結(jié)合。根據(jù)業(yè)務(wù)及管理的需要，系統(tǒng)規(guī)劃由四個(gè)子系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，并集成現(xiàn)有的評卷系統(tǒng)、錄取系統(tǒng)。四個(gè)子系統(tǒng)如圖1 所示。

圖1 成招系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1)省成高數(shù)據(jù)管理平臺。實(shí)現(xiàn)全省成招數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，建立省中心數(shù)據(jù)庫，各階段工作結(jié)果均以中心數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。通過該平臺實(shí)現(xiàn)對錄取系統(tǒng)的集成，生產(chǎn)并導(dǎo)出錄取系統(tǒng)所需的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)報(bào)名、成績、錄取等數(shù)據(jù)的集成與共享。

2)成高網(wǎng)上報(bào)名系統(tǒng)。考生通過網(wǎng)上報(bào)名系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上報(bào)名、交費(fèi)、準(zhǔn)考證打印、成績查詢和錄取結(jié)果查詢等操作。

3)縣市成高管理系統(tǒng)。系統(tǒng)以縣區(qū)、地市所屬考生為管理對象，完成縣、市兩級招辦的成招管理工作。系統(tǒng)包括:考生報(bào)名信息和照片采集、交費(fèi)、確認(rèn)、照顧分辦理等現(xiàn)場管理功能，考點(diǎn)編排、考場編排、準(zhǔn)考證編排、考務(wù)數(shù)據(jù)表打印等考務(wù)管理功能，以及相關(guān)的統(tǒng)計(jì)與查詢功能。

4)中間層應(yīng)用組件。是通過Web Service 來實(shí)現(xiàn)，并由此實(shí)現(xiàn)對評卷系統(tǒng)、縣市成高管理系統(tǒng)的集成。主要功能是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳輸與同步，同步數(shù)據(jù)包括:各項(xiàng)基本數(shù)據(jù)、招生計(jì)劃、網(wǎng)上報(bào)名數(shù)據(jù)、現(xiàn)場報(bào)名與確認(rèn)數(shù)據(jù)、準(zhǔn)考證、考場數(shù)據(jù)等。另外，考點(diǎn)、考場和準(zhǔn)考證的編排運(yùn)算也是通過中間層應(yīng)用組件來實(shí)現(xiàn)的。

4 系統(tǒng)集成的實(shí)現(xiàn)

4.1 開發(fā)及運(yùn)行平臺選擇

成招系統(tǒng)開發(fā)與實(shí)施充分利用了省考試院現(xiàn)有的軟硬件資源，在沒有新增軟硬件投資的情況下，實(shí)現(xiàn)了遺留系統(tǒng)的有效集成，及新系統(tǒng)的開發(fā)與實(shí)施。

1)應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器的操作系統(tǒng)采用Linux;中間層應(yīng)用組件和網(wǎng)上報(bào)名系統(tǒng)采用J2EE 平臺開發(fā)，應(yīng)用服務(wù)器為WebLogic;中心數(shù)據(jù)庫采用Sybase Adaptive Server Enterprise。網(wǎng)上報(bào)名系統(tǒng)為B/S 模式，采用Struts、Spring 和Hibernate 框架實(shí)現(xiàn)。

2)省成高數(shù)據(jù)管理平臺和縣市成高管理系統(tǒng)均采用C/S 模式實(shí)現(xiàn)，客戶端開發(fā)工具采用Power-Builder?？h市成高管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫采用Sybase Anywhere，這是一個(gè)桌面級數(shù)據(jù)庫。Sybase Anywhere可以作為單機(jī)系統(tǒng)的本地?cái)?shù)據(jù)使用，也可以作為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器使用，縣市可根據(jù)需要靈活選擇，可以組建一個(gè)局域網(wǎng)管理系統(tǒng)或采用單機(jī)管理。Sybase Anywhere 數(shù)據(jù)庫的使用與維護(hù)相比企業(yè)級數(shù)據(jù)庫服務(wù)器更簡單，可隨應(yīng)用程序安裝，資源占用更少。兩個(gè)子系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為Sybase 公司產(chǎn)品，數(shù)據(jù)庫訪問方式一致，因此相同功能的程序是可以共用的。

4.2 系統(tǒng)的集成

本系統(tǒng)的集成主要涉及兩個(gè)方面:一是，實(shí)現(xiàn)分布式數(shù)據(jù)的共享與傳輸，完成對各縣市成高管理系統(tǒng)的集成。二是，實(shí)現(xiàn)對遺留信息系統(tǒng)的集成。

1)縣市成高管理系統(tǒng)。新開發(fā)縣市成高管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對原縣市報(bào)名系統(tǒng)的集成。新系統(tǒng)主要的錄入、查詢、打印界面與老系統(tǒng)保持一致，并保留原操作、管理習(xí)慣，以減少人員培訓(xùn)成本。從老系統(tǒng)中移植到新系統(tǒng)的程序主要包括系統(tǒng)界面、打印等部份。縣市成高管理系統(tǒng)下發(fā)到各市、縣招辦，完成縣(區(qū))、市兩級成招工作的管理，是構(gòu)建成招系統(tǒng)分布式應(yīng)用的重要組成部份。系統(tǒng)的集成由中間層應(yīng)用組件來實(shí)現(xiàn)，縣市成高管理客戶端應(yīng)用可調(diào)用中間層Web Service 來實(shí)現(xiàn)應(yīng)用邏輯。PowerBuilder 應(yīng)用程序通過pbwsclient11. pbd 中的soapconnection 對象來實(shí)現(xiàn)對Web Service 的調(diào)用。分布集成系統(tǒng)通過縣市成高系統(tǒng)與中心數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)同步，實(shí)現(xiàn)縣、市、省三級數(shù)據(jù)傳遞和共享。

2)評卷系統(tǒng)。中間層應(yīng)用組件實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)考證、考試科目、考場保密號的讀取，以及成績數(shù)據(jù)的導(dǎo)入。評卷系統(tǒng)通過調(diào)用Web Service 完成與省中心數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)交換。

3)錄取系統(tǒng)。該系統(tǒng)由教育部統(tǒng)一下發(fā)，無法修改其程序，與之集成則直接通過數(shù)據(jù)層來實(shí)現(xiàn)。由省數(shù)據(jù)管理平臺應(yīng)用程序通過局域網(wǎng)直接讀寫錄取系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，程序采用C/S 結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，同步數(shù)據(jù)包括考生報(bào)名信息、成績、各項(xiàng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及錄取結(jié)果。

5 系統(tǒng)主要功能的實(shí)現(xiàn)

5.1 考生報(bào)名管理

考生報(bào)名管理完成考生基本信息、照片、報(bào)考志愿等信息的采集，對報(bào)名交費(fèi)、考生確認(rèn)、照顧分等事項(xiàng)進(jìn)行管理。由于考生涉及面廣，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上報(bào)名交費(fèi)的同時(shí)，允許現(xiàn)場報(bào)名交費(fèi)，網(wǎng)上報(bào)名考生最后需在指定時(shí)間段到現(xiàn)場進(jìn)行照片采集與數(shù)據(jù)確認(rèn)。

1)網(wǎng)上報(bào)名管理。網(wǎng)上報(bào)名管理包括注冊用戶管理，考生基本信息、志愿填報(bào)，網(wǎng)銀交費(fèi)、查詢打印等功能，系統(tǒng)流程如圖2 所示。

圖2 網(wǎng)上報(bào)名管理流程

2)現(xiàn)場報(bào)名與確認(rèn)管理。成高招生計(jì)劃制定完畢后即可開通網(wǎng)上報(bào)名系統(tǒng)接受考生報(bào)名，而現(xiàn)場報(bào)名與確認(rèn)的時(shí)間則集中在一周內(nèi)，由考生到現(xiàn)場完成。進(jìn)行現(xiàn)場報(bào)名確認(rèn)之前暫停網(wǎng)上報(bào)名一天，由各縣市下載網(wǎng)上報(bào)名信息到本地?cái)?shù)據(jù)庫，之后繼續(xù)開通網(wǎng)上報(bào)名?，F(xiàn)場管理包括:接受現(xiàn)場考生報(bào)名、采集網(wǎng)報(bào)考生的照片信息、數(shù)據(jù)核對、現(xiàn)場交費(fèi)管理、以及照顧分核算等。現(xiàn)場報(bào)名確認(rèn)管理流程如圖3 所示:

圖3 現(xiàn)場報(bào)名確認(rèn)管理流程

系統(tǒng)集成了二代身份證讀卡器，接受考生報(bào)名請求后首先通過二代身份證讀取身份信息(含照片信息)，并以身份證號為條件進(jìn)行報(bào)名信息檢索，之后通過獲得的身份信息檢查報(bào)名數(shù)據(jù)中相應(yīng)的身份信息是否正確。當(dāng)同一個(gè)身份證號存在多條報(bào)名數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)提示考生選擇需確認(rèn)的報(bào)名號。對于無二代身份證的考生，系統(tǒng)集成了某一品牌的系列工程相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、數(shù)據(jù)采集盒等設(shè)備實(shí)現(xiàn)照片采集。

照顧分的計(jì)算分兩種情況，民族、年齡、地區(qū)加分由系統(tǒng)自動計(jì)算生成，一些特殊的照顧分則需管理人員確認(rèn)后錄入系統(tǒng)。

現(xiàn)場報(bào)名確認(rèn)采用一站式服務(wù)方式來完成，各項(xiàng)工作均在同一操作界面中完成，很好的解決了考生排隊(duì)等候的問題。各報(bào)名點(diǎn)完成報(bào)名工作后，向省中心數(shù)據(jù)庫上傳報(bào)名數(shù)據(jù)。

3)報(bào)名號的管理。報(bào)名號即報(bào)名時(shí)產(chǎn)生的順序號，現(xiàn)場和網(wǎng)上報(bào)名均采用報(bào)名序號作為報(bào)名信息的唯一標(biāo)識，報(bào)名號由報(bào)名縣區(qū)編號及5 位順序號組成。為保證網(wǎng)上報(bào)名及同一報(bào)名縣區(qū)多個(gè)現(xiàn)場報(bào)名點(diǎn)所產(chǎn)生的序號唯一，系統(tǒng)由縣區(qū)管理員設(shè)置各報(bào)名點(diǎn)的起始序號，并在同步基礎(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)同步到各個(gè)報(bào)名點(diǎn)的本地?cái)?shù)據(jù)庫中。

5.2 考試安排管理

由于考生分布不均勻，有些縣區(qū)報(bào)名點(diǎn)的考生太少，或一些科類報(bào)考人數(shù)太少，不便于安排考場，這些考生將會被安排到別的縣區(qū)參加考試，設(shè)立考場的縣區(qū)稱為考區(qū)?？紖^(qū)由地級市統(tǒng)一安排，考試安排涉及考區(qū)設(shè)置、準(zhǔn)考證編排、考點(diǎn)編排等管理工作。考試安排管理流程如圖4 所示:

圖4 考試安排管理流程

1)準(zhǔn)考證及考場編排。首先需設(shè)置并上傳考場編排方案，地級市管理員在所轄縣、城區(qū)范圍內(nèi)設(shè)置考區(qū)，并為不設(shè)考區(qū)的報(bào)名點(diǎn)相關(guān)科類考生指定考區(qū);設(shè)考場序號的生成方式，以及高中起點(diǎn)考場的編排方式等，形成考場編排方案，并將本地市的考場編排方案上傳至省中心數(shù)據(jù)庫。之后，即可通過本地程序調(diào)用中間層Web Service 組件，實(shí)現(xiàn)考生準(zhǔn)考證編排及考場編排。

2)考點(diǎn)編排。該功能由考區(qū)來負(fù)責(zé)，目的是將考場安排到各個(gè)考點(diǎn)。考點(diǎn)編排之前，需設(shè)置好各個(gè)考點(diǎn)的信息，包括考點(diǎn)名稱、地址、考場數(shù)、編排順序等，并下載本考區(qū)的準(zhǔn)考證、考場信息;考點(diǎn)的編排可由系統(tǒng)自動完成，完成后可進(jìn)行手工調(diào)整。考點(diǎn)的編排結(jié)束后，考區(qū)就可以進(jìn)行座位表，準(zhǔn)考證等考務(wù)信息的打印，并上傳至省中心數(shù)據(jù)庫以供網(wǎng)上準(zhǔn)考證打印。

5.3 省成高數(shù)據(jù)管理平臺

省成高數(shù)據(jù)管理平臺由系統(tǒng)管理、招生計(jì)劃、報(bào)名數(shù)據(jù)、考務(wù)數(shù)據(jù)、評卷數(shù)據(jù)、錄取數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)傳輸七個(gè)模塊所構(gòu)成，系統(tǒng)功能覆蓋了成招工作的五個(gè)階段。通過平臺省考試院統(tǒng)一管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)代碼，保證了代碼的統(tǒng)一性;通過對縣市成高管理系統(tǒng)的集成，報(bào)名數(shù)據(jù)和考務(wù)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一管理;平臺實(shí)現(xiàn)試卷和試卷?xiàng)l碼的管理，以及考務(wù)數(shù)據(jù)的管理;通過平臺生成評卷所需的數(shù)據(jù)，包括考場保密號、OMR 評卷數(shù)據(jù)等;生成上報(bào)教育部的報(bào)名數(shù)據(jù)、成績數(shù)據(jù)及錄取數(shù)據(jù)等。圖5 是對省成高數(shù)據(jù)管理平臺部分功能合并后的功能結(jié)構(gòu)圖。

圖5 省數(shù)據(jù)管理平臺功能結(jié)構(gòu)圖

5.4 中間層數(shù)據(jù)同步功能

數(shù)據(jù)同步功能實(shí)現(xiàn)縣市成高系統(tǒng)、評卷系統(tǒng)與省中心數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)傳輸和共享，數(shù)據(jù)傳輸包括兩部分:一是從中心數(shù)據(jù)庫下載數(shù)據(jù)，二是上傳數(shù)據(jù)。下載數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)用程序?qū)z索條件作為函數(shù)調(diào)用的參數(shù)，返回值為“tab”或“，”分隔的字符串，可將字符串一次性導(dǎo)入數(shù)據(jù)窗口中，之后再進(jìn)行相關(guān)處理。上傳數(shù)據(jù)時(shí)，將數(shù)據(jù)檢索到數(shù)據(jù)窗口中，然后逐條通過調(diào)用上傳函數(shù)傳至省中心數(shù)據(jù)庫。下面是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸部份函數(shù)的定義:

獲取任意數(shù)據(jù)表內(nèi)容的函數(shù)定義:

獲取某一考生信息的函數(shù)定義:

上傳任意數(shù)據(jù)表一條記函數(shù)定義:

6 結(jié)語

分布式應(yīng)用的集成技術(shù)還有很多問題有待進(jìn)一步研究和解決，本文以成招系統(tǒng)的集成與實(shí)現(xiàn)為例闡述了一種分布應(yīng)用的集成方法。該方法通過新系統(tǒng)的開發(fā)和對遺留系統(tǒng)的集成和升級，形成了成招分布式的信息管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了成招工作的全面信息化、網(wǎng)絡(luò)化的管理平臺，并有效的保護(hù)了前期信息化建設(shè)的投入，充分考慮了縣市成高管理系統(tǒng)架構(gòu)的靈活性，有效的節(jié)約了各縣市的軟硬件資金投入和培訓(xùn)費(fèi)用，系統(tǒng)投入使用后達(dá)到預(yù)期效果。

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