數(shù)字校園基礎(chǔ)平臺(tái)的研究與設(shè)計(jì)

戶占良 郭玉濱

摘 要：本文首先介紹了數(shù)字校園建設(shè)情況、數(shù)字校園基礎(chǔ)平臺(tái)的概念及建設(shè)原則。然后討論了數(shù)字校園基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)，例如SOA、Web Service、Portlet等。最后論述了統(tǒng)一信息門戶平臺(tái)、統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺(tái)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字校園基礎(chǔ)平臺(tái)；SOA；Web Service；Portlet；基礎(chǔ)平臺(tái)設(shè)計(jì)

Research and design of digital campus basic platform

HU Zhanliang1 ， GUO Yubin2

（1 Modern Education Technology Centre， Heze University， Heze Shandong 274015， China；

2 Computer and Information Engineering Department， Heze University， Heze Shandong 274015， China）

Abstract： Firstly， this paper introduces the construction of digital campus， the concept and construction principles of the digital campus basic platform. After that， the paper discusses the key technologies of digital campus basic platform， such as Web Service， SOA， Portlet， etc.. Finally， it also discusses the design of the unified information portal platform， unified identity authentication platform and unified data management platform.

Key Words： digital campus basic platform； Web Service； SOA； Portlet； the design of basic platform

1 數(shù)字校園基礎(chǔ)平臺(tái)概述

1.1 數(shù)字校園建設(shè)需求

數(shù)字校園是以校園網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，從教學(xué)環(huán)境、教育資源到教學(xué)科研活動(dòng)全部呈現(xiàn)信息化的整體衍變新模態(tài)。其特點(diǎn)在于利用信息技術(shù)把學(xué)校教育科研機(jī)構(gòu)、教育科研基礎(chǔ)設(shè)施、教學(xué)資源等實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化，使得校園內(nèi)的教師、學(xué)生利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行各種教學(xué)、科研和管理等活動(dòng)。數(shù)字校園建設(shè)是高等學(xué)?；A(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)升級(jí)的重要組成部分[1]。數(shù)字校園建設(shè)應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃、分步實(shí)施、逐步完善、協(xié)調(diào)發(fā)展。把整體規(guī)劃根據(jù)實(shí)際進(jìn)度細(xì)化。系統(tǒng)實(shí)用性是在建設(shè)過程中必須加以注意的，否則數(shù)字校園建設(shè)將會(huì)功虧一簣。同時(shí)在數(shù)字校園建設(shè)過程中，要根據(jù)新技術(shù)的發(fā)展與實(shí)際需要提出建設(shè)調(diào)整。數(shù)字校園建設(shè)是長(zhǎng)期的拓展完善過程，在注重技術(shù)的同時(shí)也一定要從功能、性能等方面滿足學(xué)校教學(xué)、

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基金項(xiàng)目：菏澤學(xué)院科研基金資助項(xiàng)目（XYKJ09）。

作者簡(jiǎn)介：戶占良（1975- ），男，碩士，工程師，主要研究方向：信息管理與網(wǎng)絡(luò)安全。

科研和管理等需求。

1.2 數(shù)字校園基礎(chǔ)平臺(tái)概述

數(shù)字校園基礎(chǔ)平臺(tái)針對(duì)目前數(shù)字校園建設(shè)中存在的信息交互過少而形成的若干信息孤島，無統(tǒng)一信息平臺(tái)而造成的管理和溝通的不便等問題，采用具有擴(kuò)展性、通用性的技術(shù)，尤其是參考數(shù)據(jù)交換的相關(guān)技術(shù)，對(duì)現(xiàn)有數(shù)字校園的建設(shè)引入了高端優(yōu)化研究改進(jìn)。數(shù)字校園基礎(chǔ)平臺(tái)包括統(tǒng)一信息門戶平臺(tái)、統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺(tái)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。其中，統(tǒng)一信息門戶平臺(tái)，就是可為全校提供信息共享服務(wù)[2]。而統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理平臺(tái)則是數(shù)字校園建設(shè)的重點(diǎn)、基礎(chǔ)與前提，只有全面提升數(shù)據(jù)平臺(tái)的綜合性質(zhì)，使其

臻置統(tǒng)一、共享、標(biāo)準(zhǔn)、完善，也唯有如此，才有可能構(gòu)建得到成功的數(shù)字校園。具體來說，通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理平臺(tái)將學(xué)校內(nèi)的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)集成、集中存儲(chǔ)，并在做到統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)一用戶管理、統(tǒng)一信息共享、集中應(yīng)用控制的基礎(chǔ)上，全面實(shí)現(xiàn)教學(xué)、辦公與管理的信息化。

1.3 數(shù)字校園基礎(chǔ)平臺(tái)遵循原則

1）實(shí)用性 基于對(duì)學(xué)校多種管理方式和教學(xué)特點(diǎn)的廣泛調(diào)查和深入研究，數(shù)字校園基礎(chǔ)平臺(tái)應(yīng)充分考慮用戶需求的多樣性，結(jié)合靈活的初始化設(shè)置、部門定制和功能預(yù)期，滿足不同類型和級(jí)別學(xué)校的各類需求。同一功能需求，2個(gè)學(xué)校往往表現(xiàn)出2種操作流程和工作習(xí)慣，數(shù)字校園基礎(chǔ)平臺(tái)充分考慮到這些差異，最大限度地滿足用戶的需求。

2）交互性。數(shù)字校園基礎(chǔ)平臺(tái)不僅是一個(gè)管理平臺(tái)，也是一個(gè)交流平臺(tái)。數(shù)字校園基礎(chǔ)平臺(tái)包括功能強(qiáng)大的通知、實(shí)時(shí)響應(yīng)的消息發(fā)送、方便快捷的內(nèi)部郵件、網(wǎng)上論壇等子系統(tǒng)，為廣大用戶提供了豐富的交流方式和渠道，使其能夠充分享受信息化建設(shè)的成果。數(shù)字校園基礎(chǔ)平臺(tái)充分利用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，改善原始的備課授課方式，教師可共享課件和素材選件的教學(xué)素材庫，聯(lián)機(jī)編寫多媒體教案，并直接用于教學(xué)。

3）安全性。數(shù)字校園基礎(chǔ)平臺(tái)的建設(shè)不可避免會(huì)牽涉到眾多職能部門，數(shù)據(jù)安全至關(guān)重要。在平臺(tái)建設(shè)中必須配有安全保障體系，并要加強(qiáng)安全制度建設(shè)和安全教育培訓(xùn)，在保證網(wǎng)絡(luò)安全的基礎(chǔ)上，確保數(shù)據(jù)安全。從客觀實(shí)際出發(fā)，數(shù)字校園基礎(chǔ)平臺(tái)要充分考慮學(xué)校在內(nèi)部管理、資源共享和信息交流等方面的復(fù)雜需求，建立了一套合理、高效且靈活的權(quán)限體系。針對(duì)不同類型的用戶需要，身份不同的用戶對(duì)各功能模塊擁有特定的基本權(quán)限，另外根據(jù)實(shí)際情況獲得附加權(quán)限和臨時(shí)權(quán)限，確保真正有效地解決實(shí)際工作中的各類問題。

4）擴(kuò)展性。數(shù)字校園基礎(chǔ)平臺(tái)要具備未來在功能性能擴(kuò)展上的設(shè)計(jì)裕度，采用先進(jìn)技術(shù)和研發(fā)方法，不但根據(jù)需求添加新的功能，而且代價(jià)較小就可以升級(jí)到新版本，保護(hù)投資[3]。

2 數(shù)字校園基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)

以XML、J2EE、Web Service和中間件技術(shù)為基礎(chǔ)，以標(biāo)準(zhǔn)化和開放性為準(zhǔn)則，采用分層次、容錯(cuò)、組件式等設(shè)計(jì)思想，確保數(shù)字校園基礎(chǔ)平臺(tái)的實(shí)用性、交互性、安全性和可擴(kuò)展性[4]。

2.1 SOA（Service-Oriented Architecture）技術(shù)

校園存在異構(gòu)系統(tǒng)，導(dǎo)致系統(tǒng)間信息的交互與互操作非常困難，為了實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)過程自動(dòng)化，需要投入大量的人力和財(cái)力來進(jìn)行系統(tǒng)集成。基于面向服務(wù)架構(gòu)的應(yīng)用集成開發(fā)方案（SOA）就是技術(shù)首選。SOA是時(shí)下先進(jìn)的軟件設(shè)計(jì)架構(gòu)，采用基于服務(wù)的設(shè)計(jì)理念，遵循SOA相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，來解決異構(gòu)系統(tǒng)問的集成，提高系統(tǒng)的可維護(hù)性和軟件代碼的重用性，降低對(duì)lT資源的投資。

SOA架構(gòu)具有以下優(yōu)勢(shì)：

1）基于SOA架構(gòu)的信息系統(tǒng)建設(shè)投資少、周期短、使用成本低、靈活性；

2）SOA架構(gòu)更能適應(yīng)企業(yè)業(yè)務(wù)流程和商業(yè)模式的快速變化；

3）與傳統(tǒng)架構(gòu)的ERP相比，SOA架構(gòu)更能適應(yīng)國(guó)內(nèi)企業(yè)管理模式，符合現(xiàn)階段信息化變革的要求；

4）SOA架構(gòu)能夠充分利用原有信息資源，保護(hù)投資；

5）SOA架構(gòu)可能降低軟件系統(tǒng)對(duì)硬件資源的依賴程度；（6）SOA架構(gòu)的建設(shè)改變了信息化推進(jìn)模式，且有助于建立自己的開發(fā)隊(duì)伍，管理隊(duì)伍和運(yùn)維隊(duì)伍。

2.2 Web Service技術(shù)

Web Service是SOA中服務(wù)的主要實(shí)現(xiàn)技術(shù)，也是一種廣泛采用的組件技術(shù)[5]。SOA是一種軟件架構(gòu)；Web則是一種技術(shù)架構(gòu)，面向?qū)崿F(xiàn)模式。

Web Service所涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括：

1） XML。XML可擴(kuò)展標(biāo)記語言（Extensible Markup Language）標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)基于文本的W3C規(guī)范標(biāo)記語言。Web Service全部的規(guī)范，技術(shù)都是以XML為底層核心和構(gòu)架基礎(chǔ)的，對(duì)Web Service而言，SOAP、WSDL和UDDI都是使用XML作為信息描述和交換的標(biāo)準(zhǔn)手段。

2） SOAP（Simple Object Access Protocol，簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議）。SOAP是基于XML的協(xié)議。通過SOAP， 客戶端請(qǐng)求和Web服務(wù)響應(yīng)程序可以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

3） WSDL （Web Services Description Language， Web服務(wù)描述語言）。WSDL可以理解為Web Service的SDK標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于服務(wù)提供者來說，既需要描述由其提供的Web Service是做什么的，還要描述如何使用其所提供的Web Service。

4） UDDI （Universal Description，Discovery，and Integration，統(tǒng)一描述，發(fā)現(xiàn)與集成）。UDDI基于XML的標(biāo)準(zhǔn)，使企業(yè)可以將有關(guān)其產(chǎn)品和Web服務(wù)的信息發(fā)布在互聯(lián)網(wǎng)上，并使這些信息可以被任何客戶端訪問到。

2.3 Portlet技術(shù)

Portal的功能包括單點(diǎn)登錄、資源整合、定制與個(gè)性化、協(xié)作功能、工作流、信息檢索。Portal支持異構(gòu)資源的“一站式”操作，提供個(gè)性化和定制服務(wù)。Portal實(shí)現(xiàn)資源的有效組織，使用戶能迅速發(fā)現(xiàn)并使用與其信息需求相關(guān)聯(lián)的資源；每個(gè)用戶都能根據(jù)偏好設(shè)置個(gè)性化的模式。用戶通過Portal訪問各種資源、調(diào)用各種服務(wù)，而無需分別登錄到各個(gè)系統(tǒng)。Portal是新一代的工作臺(tái)，所有的用戶都可以在這樣一個(gè)工作平臺(tái)上開展日常工作、及學(xué)習(xí)。

基于J2EE技術(shù)的門戶產(chǎn)品，由于其平臺(tái)無關(guān)性，使其不管是在Windows平臺(tái)還是Unix平臺(tái)均可以順利部署，并且能支持第三方的組件，因此就成了門戶產(chǎn)品的主流。Portlet是基于Java技術(shù)的Web組件，業(yè)界已經(jīng)公布了關(guān)于Portlet的2個(gè)規(guī)范，即JSRl68標(biāo)準(zhǔn)和WSRP標(biāo)準(zhǔn)，由其為Portlet提供了統(tǒng)一的開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，并允許將Web應(yīng)用系統(tǒng)引入到門戶系統(tǒng)中來。完整的Portal通常由Portal服務(wù)器、Portlet容器、Portlet構(gòu)成。

3 數(shù)字校園基礎(chǔ)平臺(tái)設(shè)計(jì)

3.1 統(tǒng)一信息門戶平臺(tái)

統(tǒng)一信息門戶平臺(tái)是數(shù)字校園建設(shè)的重要組成部分，是數(shù)字校園應(yīng)用系統(tǒng)的集成平臺(tái)和校園信息資源的集中展示平臺(tái)，能夠有效地整合校內(nèi)分散、異構(gòu)的應(yīng)用和信息資源，實(shí)現(xiàn)信息共享，不僅為學(xué)校各類用戶構(gòu)建了一個(gè)單點(diǎn)登錄的、個(gè)性化的信息環(huán)境，同時(shí)也為用戶提供一個(gè)統(tǒng)一的信息接收、查詢、 閱讀的入口[6]。統(tǒng)一信息門戶平臺(tái)使學(xué)校用戶得以便捷獲取和使用學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)信息資源，實(shí)現(xiàn)各部門業(yè)務(wù)協(xié)同，高效完成學(xué)校教學(xué)、科研和管理任務(wù)。

為了準(zhǔn)確把握校園門戶的功能定位，在統(tǒng)一信息門戶平臺(tái)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意把握以下2個(gè)方面：

1）系統(tǒng)高度集成。系統(tǒng)高度集成是指在信息標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將教學(xué)教務(wù)系統(tǒng)、學(xué)工系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)，OA系統(tǒng)等各種系統(tǒng)進(jìn)行高度集成，使各個(gè)部門能夠順暢協(xié)同工作。

2）信息高度智能處理。統(tǒng)一信息門戶平臺(tái)能夠?qū)π畔⒁M(jìn)高度智能處理設(shè)計(jì)流程，就是對(duì)信息執(zhí)行智能整合并優(yōu)化加工等控制步驟，使信息得到系統(tǒng)化深度開發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)信息挖掘與提取。

3.2 統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺(tái)

統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺(tái)是數(shù)字校園建設(shè)的必要組成部分。學(xué)校用戶在不同的應(yīng)用系統(tǒng)中有不同的用戶名、密碼及認(rèn)證方式，也沒有統(tǒng)一的應(yīng)用訪問入口，效率和安全性不高。統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺(tái)是以統(tǒng)一身份認(rèn)證服務(wù)為核心的服務(wù)模式。用戶登錄統(tǒng)一身份認(rèn)證服務(wù)后，即可使用支持統(tǒng)一身份認(rèn)證服務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)。統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺(tái)管理方式更加靈活，在相當(dāng)程度上減少了系統(tǒng)管理人員的工作量，從而降低管理成本，提高管理效率。

3.2.1 信息標(biāo)準(zhǔn)

信息標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)是數(shù)字校園統(tǒng)一認(rèn)證平臺(tái)的技術(shù)構(gòu)成基礎(chǔ)。實(shí)現(xiàn)信息標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)范演變也就是信息整合的一體化設(shè)計(jì)進(jìn)程。信息標(biāo)準(zhǔn)化是指信息表達(dá)上的標(biāo)準(zhǔn)化，是在一定范圍內(nèi)人們能共同使用的對(duì)客體抽象的描述與表達(dá)。信息標(biāo)準(zhǔn)化能夠減少由于格式及編碼不一而導(dǎo)致的高成本、高出錯(cuò)率等問題。

完成信息標(biāo)準(zhǔn)制定工作，就要進(jìn)行信息編碼、信息分類、數(shù)據(jù)格式的確認(rèn)：

1） 信息編碼。信息編碼工作保證數(shù)據(jù)在各業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的一致性，保證編碼對(duì)象的唯一性，有利于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，提高數(shù)據(jù)處理效率。信息系統(tǒng)開發(fā)之前，首先完成編碼工作，建設(shè)數(shù)據(jù)庫，提供各種系統(tǒng)統(tǒng)一使用的編碼規(guī)范。

2） 信息分類。根據(jù)成熟的分類方法，信息分類能夠減少結(jié)果的復(fù)雜性，依據(jù)組織形式分類：各業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫信息、多媒體信息、辦公信息；依據(jù)信息來源分類：教學(xué)資源、圖書資源、科研信息、辦公信息、檔案信息等。

3）數(shù)據(jù)格式。根據(jù)學(xué)校實(shí)際需要，制定出統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式。這也將直接決定設(shè)計(jì)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)唯一性。

3.2.2 統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺(tái)設(shè)計(jì)

建立統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺(tái)，由統(tǒng)一身份認(rèn)證服務(wù)系統(tǒng)代替各認(rèn)證模塊，實(shí)現(xiàn)身份與門戶的統(tǒng)一，各系統(tǒng)遵循統(tǒng)一接口，避免重復(fù)開發(fā)，方便用戶使用[7]。平臺(tái)設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：

1）要對(duì)所有用戶展開集中管理，建立身份中心，同時(shí)采用不同的認(rèn)證方式；

2）通過身份管理實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)與平臺(tái)數(shù)據(jù)的同步，平臺(tái)具有兼容性；

3）實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)登錄，用戶通過一次認(rèn)證能夠獲取相應(yīng)權(quán)限的信息資源。

3.3 統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理平臺(tái)

統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理平臺(tái)是對(duì)數(shù)字校園中的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理的平臺(tái)，能有效消除信息孤島現(xiàn)象，是數(shù)字校園的基礎(chǔ)平臺(tái)[8]。數(shù)據(jù)管理平臺(tái)為開發(fā)應(yīng)用提供支撐環(huán)境，從異構(gòu)系統(tǒng)中抽取不同格式的數(shù)據(jù)信息利用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，生成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步。

數(shù)據(jù)管理平臺(tái)要按照教育部頒發(fā)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)根據(jù)實(shí)際需求，開發(fā)學(xué)校內(nèi)部的編碼標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建形成共享實(shí)用的數(shù)據(jù)庫，對(duì)分析決策提供依據(jù)。數(shù)據(jù)管理平臺(tái)設(shè)計(jì)重點(diǎn)如下：

1）全校信息編碼必須具有統(tǒng)一性；

2）各系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)共享的模式；

3）去除重復(fù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；

4）注重信息安全性設(shè)計(jì)，從硬件損壞和惡意攻擊等方面防范風(fēng)險(xiǎn)；

5）每個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)都要保持獨(dú)立性。

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