高職學(xué)院數(shù)字化校園系統(tǒng)整體框架研究與實(shí)現(xiàn)

陳輝

(陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陜西 西安710018)

目前，很多高校投資建立起眾多管理信息系統(tǒng)，由于缺乏高層的統(tǒng)籌規(guī)劃和統(tǒng)一的信息標(biāo)準(zhǔn)，致使管理信息不能快捷流通，信息不能共享，形成了許多"信息孤島"，遠(yuǎn)沒(méi)有發(fā)揮信息化效力。要解決“信息孤島”的問(wèn)題，就要進(jìn)行統(tǒng)一的信息資源規(guī)劃[1]。信息資源規(guī)劃是指對(duì)高校管理運(yùn)作所需要的信息，從采集、處理、傳輸?shù)绞褂玫娜嬉?guī)劃，使每個(gè)職能部門內(nèi)部，職能部門之間，職能部門與院系之間的頻繁、復(fù)雜的信息流暢通，充分發(fā)揮信息資源的作用，同時(shí)通過(guò)信息資源規(guī)劃，梳理業(yè)務(wù)流程，搞清信息需求，建立高校信息標(biāo)準(zhǔn)和信息系統(tǒng)模型。因此，對(duì)數(shù)字化校園的整體框架進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上建立符合我院實(shí)際情況的數(shù)字化校園系統(tǒng)框架，融合學(xué)院各項(xiàng)信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換，可以極大的提高我院信息化水平。

1 數(shù)字化校園建設(shè)的目標(biāo)

高校信息資源規(guī)劃需要以信息工程方法論為指導(dǎo)，采用工程化方法進(jìn)行整體規(guī)劃，包括按照一定的方法步驟、遵循一定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、進(jìn)行各職能部門和院系信息需求和數(shù)據(jù)流分析，制定信息資源管理基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，建立全校、各職能部門和院系的信息系統(tǒng)框架[2-3]。

1.1 統(tǒng)一的信息資源整合

目前高校信息系統(tǒng)的建設(shè)，多以學(xué)院行政管理部門為線索進(jìn)行信息系統(tǒng)項(xiàng)目的建設(shè)，并且采用不同的技術(shù)路線和技術(shù)平臺(tái)。部門信息系統(tǒng)的建立適應(yīng)了部門迫切的信息化需求，使部門的管理與服務(wù)上了一個(gè)新的臺(tái)階，但用戶在不同的部門信息系統(tǒng)中數(shù)據(jù)不一致，用戶需要從校園網(wǎng)上不同的網(wǎng)址去訪問(wèn)各部門的信息系統(tǒng)甚至無(wú)法判別其網(wǎng)址的合法性[4]。

1.2 高可靠性的運(yùn)行體系

隨著高校信息系統(tǒng)的廣泛使用，校園網(wǎng)用戶對(duì)信息系統(tǒng)依賴型的增加和對(duì)信息服務(wù)質(zhì)量要求大大提高，因此保證信息系統(tǒng)能持續(xù)、可靠地提供服務(wù)是檢驗(yàn)高校信息化建設(shè)成功的重要指標(biāo)。在這種背景下，高校出現(xiàn)了對(duì)高可靠性運(yùn)行體系和高可靠性運(yùn)行體系的規(guī)劃方案的需求[5]。

1.3 可靠的應(yīng)用服務(wù)

在數(shù)字化校園平臺(tái)之上，建立各個(gè)不同部門的應(yīng)用系統(tǒng)，提高學(xué)生管理，教學(xué)管理，圖書館管理，財(cái)務(wù)管理，辦公自動(dòng)化等系統(tǒng)，這些系統(tǒng)依賴于數(shù)字化平臺(tái)提供的公共數(shù)據(jù)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和共享，用戶可以從綜合門戶登錄，根據(jù)自己的權(quán)限使用相應(yīng)的系統(tǒng)功能[6-7]。

2 學(xué)院數(shù)字化校園整體框架和分層設(shè)計(jì)

2.1 整體框架

根據(jù)我院的實(shí)際情況，提出了學(xué)院數(shù)字化校園整體框架設(shè)計(jì)方案，如圖1所示，整體分為公共平臺(tái)的下層、應(yīng)用系統(tǒng)的中層和個(gè)性化門戶的上層。

圖1 數(shù)字化校園整體框架Fig.1 Framework of digital campus

2.2 分層設(shè)計(jì)

根據(jù)目標(biāo)要求，學(xué)院數(shù)字化校園分層設(shè)計(jì)目標(biāo)為：“數(shù)字化校園平臺(tái) （統(tǒng)一信息門戶+數(shù)據(jù)中心+統(tǒng)一身份認(rèn)證）+多個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)”[8]。

2.2.1 數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心是數(shù)字化校園的統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)訪問(wèn)集合，目的是在全校范圍內(nèi)建立以一個(gè)共享的數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，形成一個(gè)唯一的可信數(shù)據(jù)源，使整個(gè)數(shù)字化校園的新系統(tǒng)、不同時(shí)期已經(jīng)建設(shè)的已有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)能夠有機(jī)的集成，保持所有應(yīng)用數(shù)據(jù)的統(tǒng)一和一致，并為整個(gè)學(xué)院的信息查詢和決策分析提供可靠的、全面的數(shù)據(jù)保障。

2.2.2 統(tǒng)一身份認(rèn)證

建立用戶認(rèn)證和LDAP（輕量級(jí)目錄協(xié)議）服務(wù)，用戶經(jīng)門戶登錄學(xué)院公共數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，從一個(gè)功能進(jìn)入另一個(gè)功能應(yīng)用時(shí)，系統(tǒng)平臺(tái)已根據(jù)用戶的角色與權(quán)限完成對(duì)用戶的一次性身份認(rèn)證(Single Sign On)。用戶無(wú)須一次次輸入用戶名和密碼登錄門戶平臺(tái)外接的（集成的）應(yīng)用子系統(tǒng)，而是單一的登錄。系統(tǒng)平臺(tái)并依據(jù)用戶的角色與權(quán)限，提供該用戶相應(yīng)的活動(dòng)“場(chǎng)所”、信息資源和基于其權(quán)限的功能模塊和工具。

2.2.3 統(tǒng)一信息門戶

統(tǒng)一信息門戶建立在身份認(rèn)證服務(wù)之上，實(shí)現(xiàn)用戶的單點(diǎn)登錄，應(yīng)用漫游，并且對(duì)數(shù)字化校園中的不同應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行集中管理，統(tǒng)一控制用戶對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的訪問(wèn)權(quán)限，并對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行注冊(cè)、授權(quán)和監(jiān)控。

統(tǒng)一信息門戶提供個(gè)性化的使用界面，用戶可以像定制Windows桌面一樣根據(jù)自己的喜好設(shè)計(jì)和編輯門戶使用界面，例如選擇喜歡的門戶樣式、添加需要的門戶工具、設(shè)置經(jīng)常訪問(wèn)的Web資源等。門戶存儲(chǔ)和管理用戶個(gè)性化定制，并據(jù)此生成用戶的使用界面。

統(tǒng)一信息門戶提供還提供個(gè)性化的資源整合，用戶通過(guò)門戶看到的并不是門戶系統(tǒng)中的所有資源，也不需要通過(guò)搜索引擎查找自己所需的資源。門戶根據(jù)用戶的身份、權(quán)限、個(gè)人信息、個(gè)性化定制等，在用戶登錄時(shí)，自動(dòng)整合相應(yīng)資源，提供給用戶訪問(wèn)[9-10]。

3 關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 統(tǒng)一身份認(rèn)證-LDAP目錄服務(wù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)

LDAP(Lightweight Directory Access Protocol)技術(shù)是一種標(biāo)準(zhǔn)的目錄服務(wù)技術(shù)，它基于X.500標(biāo)準(zhǔn)。X.500是一種的目錄服務(wù)模型 這個(gè)模型,包括了所有的命名空間和查詢更新協(xié)議，通常也被稱作“DAP”(Directory Access Protocol)，這個(gè)協(xié)議運(yùn)行在OSI網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層，功能極其強(qiáng)大，但也由于豐富的數(shù)據(jù)模型和操作使得它非常復(fù)雜而顯得笨重。LDAP相對(duì)比較簡(jiǎn)單，并且它可以根據(jù)應(yīng)用的需要進(jìn)行定制和擴(kuò)展。與最大的不同在于，LDAP一開(kāi)始就設(shè)計(jì)為運(yùn)行在TCP/IP協(xié)議上，是 目錄服務(wù)在 上的實(shí)現(xiàn),因此LDAP對(duì)于Internet訪問(wèn)的支持非常好，并且它還為瀏覽和查找 目錄以及內(nèi)容讀取提供了專門的優(yōu)化，使得讀取速度比一般的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)要快得多。

3.2 基于SOA的技術(shù)路線

面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu) （Service-Oriented Architecture，SOA）是一個(gè)組件模型，它將應(yīng)用程序的不同功能單元（稱為服務(wù)）通過(guò)這些服務(wù)之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來(lái)，使得構(gòu)建在各種這樣的系統(tǒng)中的服務(wù)可以以一種統(tǒng)一和通用的方式進(jìn)行交互。數(shù)字化校園建設(shè)基于SOA技術(shù)進(jìn)行整體框架設(shè)計(jì)，便于整合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、規(guī)整業(yè)務(wù)流程、梳理業(yè)務(wù)規(guī)范。

3.3 基于J2EE的框架技術(shù)

在學(xué)院數(shù)字化校園基礎(chǔ)平臺(tái)和應(yīng)用整合的建設(shè)中，規(guī)劃和設(shè)計(jì)了橫跨各職能管理部門、業(yè)務(wù)部門的統(tǒng)一的管理、服務(wù)的支撐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)大集中模式的信息共享和交換、教學(xué)教務(wù)服務(wù)、科研項(xiàng)目服務(wù)、協(xié)同服務(wù)、管理集約化、多機(jī)構(gòu)的聯(lián)動(dòng)服務(wù)以及未來(lái)知識(shí)整合和資源服務(wù)的拓展支撐。J2EE計(jì)算平臺(tái)是構(gòu)建基礎(chǔ)平臺(tái)和整合數(shù)字化校園應(yīng)用建設(shè)的首選。

數(shù)字化校園平臺(tái)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)遵循J2EE規(guī)范和XML技術(shù)的多層計(jì)算平臺(tái)，符合這一計(jì)算模式的發(fā)展潮流。將應(yīng)用計(jì)算平臺(tái)與信任和授權(quán)服務(wù)技術(shù)、資源管理和資源服務(wù)等方面進(jìn)行有機(jī)融合、簡(jiǎn)化用戶應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行維護(hù)、方便學(xué)院信息化應(yīng)用在框架體系上的業(yè)務(wù)延伸、技術(shù)延伸和服務(wù)延伸。

3.4 面向?qū)ο蟮慕M件技術(shù)

數(shù)字化校園的建設(shè)采用面向?qū)ο蠼M件化設(shè)計(jì)，并基于跨平臺(tái)業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，包括Java、XML等，完全獨(dú)立于硬件和操作系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境。在設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)上提供了多種組件服務(wù)：公用組件和應(yīng)用組件?；A(chǔ)服務(wù)提供獨(dú)立于業(yè)務(wù)的公用組件，如如工作流引擎、服務(wù)引擎、消息引擎、菜單管理引擎、電子表單、格式轉(zhuǎn)換、個(gè)性化訂制等方面；基于對(duì)業(yè)務(wù)功能的抽象，建立可重復(fù)使用的應(yīng)用程序“業(yè)務(wù)對(duì)象”（應(yīng)用組件），利用這些組件，構(gòu)建分布式應(yīng)用系統(tǒng)。面向?qū)ο蟮慕M件技術(shù)在異構(gòu)分布環(huán)境下為不同機(jī)器上的應(yīng)用提供了互操作性，并無(wú)縫地集成了多種對(duì)象系統(tǒng)；另一方面，組件的可重用性和可插拔性，可以大大加快軟件開(kāi)發(fā)的速度，降低了軟件開(kāi)發(fā)和再開(kāi)發(fā)的成本，提供了系統(tǒng)良好的可伸縮性，使系統(tǒng)輕易地組合與拆分其功能模塊。

3.5 基于W eb Services的數(shù)據(jù)交換技術(shù)

目前我院已經(jīng)教務(wù)、財(cái)務(wù)、圖書等多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，而且這些系統(tǒng)已經(jīng)被業(yè)務(wù)部門熟悉。在數(shù)字化校園項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中不可回避對(duì)這些系統(tǒng)的處理，如果徹底推翻而重新開(kāi)發(fā)顯然不是上策。 但如果能實(shí)現(xiàn)新老系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)共享，實(shí)時(shí)交換，則可保留原有系統(tǒng)。才進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和實(shí)時(shí)交換中采用的主要技術(shù)是WebService（Web服務(wù)），而WebService技術(shù)所依賴的數(shù)據(jù)交換格式就是XML格式。

數(shù)字化校園的建設(shè)需要采用XML的數(shù)據(jù)交換技術(shù)，基于WEB SERVICES進(jìn)行業(yè)務(wù)系統(tǒng)整合和集成。以XML數(shù)據(jù)交互引擎，提供異構(gòu)系統(tǒng)間XML數(shù)據(jù)的傳輸、遷移等服務(wù)，完成數(shù)據(jù)抽取、加載、發(fā)布和訂閱模板以及數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。

3.6 面向MVC的實(shí)現(xiàn)路線

模型-視圖-控制器（Model-View-Controller，MVC）體系結(jié)構(gòu)模式將一個(gè)交互式應(yīng)用程序分為3個(gè)組件。MVC模式是J2EE應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)中被廣泛使用的一種體系結(jié)構(gòu)數(shù)字化校園的架構(gòu)和應(yīng)用設(shè)計(jì)一般遵循MVC模式，學(xué)院采用MVC框架部署模型如圖2所示。

圖2 部署模型圖Fig.2 Deploymentmodels

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)學(xué)院實(shí)際情況的分析，并研究學(xué)院數(shù)字化校園系統(tǒng)框架，提出了符合學(xué)院實(shí)際情況的數(shù)字化校園框架平臺(tái)，在陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院的數(shù)字化校園建設(shè)中使用了該框架進(jìn)行實(shí)施，由于結(jié)構(gòu)合理，技術(shù)成熟，建成的學(xué)院數(shù)字化平臺(tái)取得良好的效果，得到了學(xué)院師生的歡迎。極大的推動(dòng)了學(xué)院的信息化建設(shè)。

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