一種基于WebServices的教務(wù)管理系統(tǒng)的框架設(shè)計(jì)

王玲

Abstract： With the rapid development of mobile Internet technology and the increasing complexity of educational management， the traditional educational administration system has not been able to guarantee the sharing and compatibility of information data resources and the business interaction in heterogeneous distribution environments. A five-tier framework for teaching management system based on Web Services is designed for these defects. Web Services encapsulation technology is used to break the barriers between business interactions and realize service reorganization， making the system loosely coupled and more flexible.

引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和對(duì)教務(wù)管理系統(tǒng)需求的改變，傳統(tǒng)的教務(wù)管理系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法與學(xué)校辦學(xué)規(guī)模的逐年擴(kuò)大、管理工作的逐步升級(jí)、師生工作學(xué)習(xí)等業(yè)務(wù)需求的逐漸提高等要素所匹配，具體表現(xiàn)在數(shù)據(jù)的共享性、兼容性、安全性、系統(tǒng)的功能完善程度等諸多方面。

基于以上原因，研究和設(shè)計(jì)了一種基于Web Services的教務(wù)管理系統(tǒng)的框架，將Web Services與教務(wù)管理系統(tǒng)相結(jié)合，有效地實(shí)現(xiàn)了不同業(yè)務(wù)之間的數(shù)據(jù)交互和集成，較好地解決數(shù)據(jù)冗余的問(wèn)題，保證數(shù)據(jù)的安全性，并支持跨平臺(tái)數(shù)據(jù)共享，拓展教務(wù)管理系統(tǒng)的功能，提高教務(wù)管理工作效率。

1Web Services概述

1.1Web Services基本概念

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷普及和發(fā)展，各種組織關(guān)于Web Services的解析也內(nèi)容各異，迄至目前尚不能提出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的定義。接下來(lái)將匯集幾家相對(duì)權(quán)威的定義，對(duì)其可作如下研究表述。

（1）W3C給出的定義。W3C，就是World Wide Web Consortium，意指萬(wàn)維網(wǎng)聯(lián)盟，認(rèn)為Web Services是借助URL（統(tǒng)一資源定位器）來(lái)識(shí)別的軟件應(yīng)用程序，通過(guò)XML對(duì)其接口、界面和綁定進(jìn)行概念描述和發(fā)現(xiàn)，利用因特網(wǎng)協(xié)議中的消息傳輸方式達(dá)到與其它應(yīng)用服務(wù)程序往來(lái)交互的目的[1]。

（2）Microsoft給出的定義。Microsoft認(rèn)為Web Services是.Net程序設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵，是與其它軟件應(yīng)用服務(wù)交流的基礎(chǔ)。其它應(yīng)用服務(wù)由標(biāo)準(zhǔn)Web協(xié)議來(lái)獲得Web Services，任一Web Services的生成，如SOAP、XML、WSDL等都是獨(dú)立的，并可建構(gòu)各類(lèi)分布式、跨平臺(tái)的互操作[2]。

（3）IBM給出的定義。IBM認(rèn)為Web Services是一種面向服務(wù)、模塊化的結(jié)構(gòu)，Web中任一位置都可對(duì)其進(jìn)行定位和調(diào)用。Web服務(wù)不僅可以執(zhí)行簡(jiǎn)單指令，繁瑣復(fù)雜的處理過(guò)程也同樣可以應(yīng)對(duì)解決。通常來(lái)說(shuō)，一旦Web應(yīng)用服務(wù)準(zhǔn)備就緒，其它Web應(yīng)用服務(wù)都能對(duì)該準(zhǔn)備就緒的Web應(yīng)用服務(wù)定位并調(diào)用。

（4）Sun公司給出的定義。Web應(yīng)用服務(wù)是具有可發(fā)現(xiàn)、可重組特征的軟件構(gòu)建，Web Services通過(guò)其進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，定位由UDDI注冊(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)，利用Web Services設(shè)定的XML接口信息結(jié)合Web協(xié)議達(dá)到通訊的目的，解決問(wèn)題[3]。

除此以外，還有一些機(jī)構(gòu)或者專(zhuān)家也通過(guò)實(shí)踐研究對(duì)Web Services做出了各自不同的定義，并且這些定義都是基于一種非形式化的語(yǔ)言對(duì)Web Services進(jìn)行表述。雖然形式不一，但主旨思想基本一致。對(duì)此可得闡釋分析如下。

（1）Web Services是一種模塊化的、自包含的應(yīng)用服務(wù)，依賴(lài)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)來(lái)推演各類(lèi)功能，能夠被其它應(yīng)用程序調(diào)用，完成遠(yuǎn)程的服務(wù)請(qǐng)求。

（2）Web Services是一個(gè)由Internet調(diào)用的外部可見(jiàn)的API和應(yīng)用軟件。

（3）Web Services是跨網(wǎng)絡(luò)、跨軟件平臺(tái)、分布式的技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)共享，各應(yīng)用之間可以相互通信。

1.2Web Services特點(diǎn)

在考慮已有成果后研究可知，Web Services的優(yōu)越性可概括描述如下。

（1）良好的封裝性。Web Services是Web上的一個(gè)應(yīng)用軟件，能封裝成單獨(dú)實(shí)體發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)上，使用者只能看到其提供的功能列表。

（2）軟件松散耦合。與傳統(tǒng)模式各組件間聯(lián)系緊密不同，松散耦合指某一組件與為之提供服務(wù)的另一組件間的依賴(lài)程度不高，編程語(yǔ)言和架構(gòu)平臺(tái)都相對(duì)獨(dú)立。當(dāng)某一Web服務(wù)引入變動(dòng)調(diào)整時(shí)，只要內(nèi)部接口未做變更，對(duì)使用者而言即是透明，無(wú)法知曉?xún)?nèi)部任何處理操作。松散耦合的系統(tǒng)，配置更加自由，易于業(yè)務(wù)互操作。

（3）可重用性高。結(jié)合特點(diǎn)（2），服務(wù)之間的交互可以屏蔽掉相關(guān)細(xì)節(jié)和規(guī)范，這就為服務(wù)提供者在異構(gòu)分布的環(huán)境中配備了更為寬松的動(dòng)作行為機(jī)制。

（4）支持分布異構(gòu)環(huán)境、集成能力高。由于教務(wù)系統(tǒng)中各子系統(tǒng)常常存在用不同軟件平臺(tái)和不同編程語(yǔ)言來(lái)設(shè)計(jì)書(shū)寫(xiě)的問(wèn)題，Web Services利用標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的Web協(xié)議，可以彌補(bǔ)不同編程語(yǔ)言和不同軟件平臺(tái)之間的差異，這就加強(qiáng)了教務(wù)系統(tǒng)各子系統(tǒng)之間的交互，提高了分布異構(gòu)環(huán)境中的集成能力[4]。

1.3Web Services體系結(jié)構(gòu)

本次研究中，Web Services的體系結(jié)構(gòu)則如圖1所示。

由圖1可以看出，Web Services的體系結(jié)構(gòu)由3個(gè)參與者組成[5]，對(duì)其可得剖析分述如下。

（1）服務(wù)請(qǐng)求者（Service Requester）。Service Requester是指需要尋找或調(diào)用服務(wù)的一方?？梢越柚嚓P(guān)的規(guī)范傳送需要查詢(xún)的字符串到UDDI數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)用服務(wù)。

（2）服務(wù)提供者（Service Provider）。Service Provider可以在發(fā)布服務(wù)的同時(shí)，對(duì)來(lái)自Service Requester方面送出的相關(guān)請(qǐng)求做出回應(yīng)[6]。從某種角度來(lái)說(shuō)，可將其看作是一個(gè)管理服務(wù)平臺(tái)。

（3）服務(wù)注冊(cè)中心（Service Registry）。Service Registry提供服務(wù)存儲(chǔ)和搜索的功能，借助Service Registry可以建立服務(wù)提供者和服務(wù)請(qǐng)求者之間的聯(lián)系，滿(mǎn)足雙方的需求。

完整的Web Services需要服務(wù)提供者、服務(wù)請(qǐng)求者和服務(wù)注冊(cè)中心這3個(gè)參與者之間通過(guò)find（查找）、publish（發(fā)布）、bind（綁定）這3種操作來(lái)確保交互的有效實(shí)施。具體步驟如下[7]。

（1）Service Provider將符合標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)發(fā)布到UDDI注冊(cè)中心。

（2）Service Requester發(fā)出請(qǐng)求，注冊(cè)中心依據(jù)請(qǐng)求找出滿(mǎn)足條件的適合服務(wù)，將其返回給服務(wù)請(qǐng)求者。

（3）通過(guò)返回的服務(wù)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的SOAP消息，完成對(duì)Web Services的調(diào)用。

2基于Web Services技術(shù)的教務(wù)管理系統(tǒng)的架構(gòu)研究綜合前述的理論研究為依據(jù)，這里即研發(fā)提出了如圖2所示的基于Web Services的教務(wù)管理系統(tǒng)的總體架構(gòu)，其中直觀(guān)地表現(xiàn)出每個(gè)層級(jí)的組成部分以及相鄰層級(jí)間的聯(lián)系和交互。

由圖2可知，該教務(wù)管理系統(tǒng)的架構(gòu)分為5個(gè)層次，接下來(lái)對(duì)這5個(gè)層次的功能設(shè)計(jì)可闡析詳述如下。

（1）基礎(chǔ)設(shè)施層。這是教務(wù)管理系統(tǒng)正常運(yùn)行的軟、硬件基礎(chǔ)。

（2）數(shù)據(jù)層。主要包括數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)的加工處理、數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)區(qū)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)等部分，旨在滿(mǎn)足對(duì)數(shù)據(jù)的應(yīng)用管理需求。數(shù)據(jù)由業(yè)務(wù)系統(tǒng)向數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)流動(dòng)，在此教務(wù)管理系統(tǒng)中，采用MySQL作為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，并對(duì)系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)開(kāi)展集中保存、維護(hù)和管理。系統(tǒng)中不同的角色通過(guò)客戶(hù)端登錄，并在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下請(qǐng)求訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器，從而根據(jù)各定制權(quán)限實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享以及彼此之間的信息交換。

（3）服務(wù)層。由公共服務(wù)和業(yè)務(wù)服務(wù)組成。其中，公共服務(wù)涉及到角色管理、權(quán)限管理等服務(wù)；業(yè)務(wù)服務(wù)包括排課管理、成績(jī)管理、評(píng)教管理等，各種服務(wù)之間的互操作基于ESB標(biāo)準(zhǔn)。為實(shí)現(xiàn)教務(wù)管理信息的集成，提出了如圖3所示的集成方案[8]。

從圖3可以發(fā)現(xiàn)，所有的服務(wù)發(fā)送方和服務(wù)接收方都需要向UDDI注冊(cè)中心發(fā)送注冊(cè)和服務(wù)請(qǐng)求。例如，作為教務(wù)管理人員可以作為服務(wù)提供者，到UDDI注冊(cè)申請(qǐng)教師課務(wù)的功能權(quán)限，教師作為服務(wù)請(qǐng)求者可以到注冊(cè)中心請(qǐng)求查看自己的課務(wù)信息。同時(shí)，系統(tǒng)中的服務(wù)請(qǐng)求者也可以作為服務(wù)提供者。

此外，每一個(gè)功能模塊對(duì)外都提供統(tǒng)一的Web Services接口，通過(guò)SOAP實(shí)現(xiàn)內(nèi)部的封裝，屏蔽了分布異構(gòu)環(huán)境的復(fù)雜通信，易于全面集成跨平臺(tái)的教務(wù)管理信息，使系統(tǒng)子模塊在構(gòu)成上呈現(xiàn)為松散耦合，系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上也隨即更趨便捷、靈活。

（4）業(yè)務(wù)邏輯層。Web服務(wù)是流程重構(gòu)的基礎(chǔ)和重要載體[9]，借助WSDL編寫(xiě)某一種或多種Web服務(wù)，同時(shí)運(yùn)用SOAP協(xié)議和BPEL，打破業(yè)務(wù)交互之間的屏障，控制支持分布異構(gòu)的環(huán)境下的數(shù)據(jù)集成，實(shí)現(xiàn)服務(wù)的重組，將多個(gè)服務(wù)組合起來(lái)創(chuàng)建新的服務(wù)[10]，擴(kuò)展接口的種類(lèi)，形成更加復(fù)雜的業(yè)務(wù)。

在業(yè)務(wù)邏輯層，使用者一旦獲得了相關(guān)的服務(wù)描述，便可向UDDI發(fā)出訪(fǎng)問(wèn)和調(diào)用請(qǐng)求，當(dāng)請(qǐng)求獲準(zhǔn)通過(guò)，便可以借助Web服務(wù)接口對(duì)所請(qǐng)求的服務(wù)進(jìn)行調(diào)用，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序與服務(wù)之間的跨平臺(tái)相互關(guān)聯(lián)，在教務(wù)管理系統(tǒng)中表現(xiàn)為各種管理功能的應(yīng)用輸出，例如排課管理、學(xué)生基本信息管理、成績(jī)管理、評(píng)教管理等。

（5）表現(xiàn)層。表現(xiàn)層是使用者與系統(tǒng)實(shí)施交互的外在表現(xiàn)形式，用戶(hù)一般借助瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)各類(lèi)服務(wù)，例如用戶(hù)可以對(duì)自己需要獲取的數(shù)據(jù)發(fā)出訪(fǎng)問(wèn)請(qǐng)求，等待服務(wù)提供者的響應(yīng)，當(dāng)然也可以通過(guò)UDDI進(jìn)行查找、調(diào)用，一旦發(fā)現(xiàn)可以滿(mǎn)足自身需求的服務(wù)時(shí)直接請(qǐng)求調(diào)用。

在此架構(gòu)教務(wù)管理系統(tǒng)中，表現(xiàn)層是教務(wù)管理人員、教師、班主任、學(xué)生等用戶(hù)的接口部分，通過(guò)瀏覽器為這些用戶(hù)提供友好的操作界面，收集和處理用戶(hù)發(fā)出的各種請(qǐng)求，當(dāng)服務(wù)器響應(yīng)之后再通過(guò)靜態(tài)頁(yè)面為其返回處理結(jié)果。

3結(jié)束語(yǔ)

本文分析設(shè)計(jì)了一種基于Web Services的教務(wù)管理系統(tǒng)的5層框架，將Web Services技術(shù)引入其中，彌補(bǔ)了不同編程語(yǔ)言和不同軟件平臺(tái)之間的差異，充分解決了教務(wù)系統(tǒng)各功能模塊或子系統(tǒng)之間的交互問(wèn)題，從而有效增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性和可重用性。（下轉(zhuǎn)第88頁(yè)）參考文獻(xiàn)

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