數字化校園信息共享系統研究

李慧芳

（長治學院 計算機系，山西 長治 046011）

數字化校園信息共享系統研究

李慧芳

（長治學院 計算機系，山西 長治 046011）

基于數字在校園“信息孤島”問題的存在，設計了一種數字化校園信息共享方案：建立數據管理中心，為用戶提供統一的數據訪問接口，實現全校信息共享。

數字化校園；信息共享；數據管理中心，XML

1 數字化校園建設中存在的問題

隨著信息技術的發展，校園內各管理部門根據部門需求逐步建立了業務系統。但由于各部門在進行信息系統建設時創建了大量的數據庫，每個獨立的數據庫都有自己的數據模型、數據語言。由此產生的信息交流屏障使得校園網各應用管理系統無法充分發揮各自的效能，甚至出現財務數據于學籍管理數據不一致的現象，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各應用系統間異構數據的交換與信息共享，已經成為數字化校園建設中迫切需要解決的問題。基于此，文章設計了一種基于XML技術的數字化校園信息共享系統方案。

2 數字化校園信息共享系統的設計

2.1 共享系統的體系結構設計

設立數據管理中心，建立數字化校園信息共享系統。通過數據管理中心把各業務系統數據庫中需要共享的數據從源業務庫取出，從而實現數字化校園信息的共享，實現的目標主要包括以下兩點：滿足各部門之間數據的共享；支持綜合查詢和決策分析。

所以數據管理中心的建設應從學校信息系統全局出發，集成下層部門的各個系統。為此，應該在數據管理中心設計一個面向全校的中心虛擬數據庫。該數據庫不僅能將全校各業務系統數據庫中的不同數據表示形式集中到統一的XML數據視圖，還能為用戶提供統一的數據訪問接口，實現全校信息共享。其結構圖如圖2.1所示。

圖2 .1 共享系統結構

2.2 共享系統模塊劃分

根據校園信息共享的需求，共享系統共分為三個模塊：綜合信息服務子系統、系統維護管理子系統和信息平臺監控與保障子系統。

綜合信息服務子系統實現基本綜合查詢與統計等服務。主要功能有：學生信息查詢、教師信息查詢、學院信息查詢、學科信息查詢、課程信息查詢等。

系統維護管理子系統主要實現對數據管理中心的維護，包括中心虛擬數據庫的管理、用戶權限的管理、提供各個業務系統的注冊和維護等。

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

3 共享系統的實現

3.1 共享系統開發環境

（1）開發語言——Java

鑒于Java技術的簡單性、平臺無關性、安全性、強壯性等特性，設計采用Java語言作為開發工具。

（2）JavaBean技術

為了實現系統中數據管理中心的功能，選用JavaBean技術開發中心虛擬數據庫和Agent。

3.2 共享系統采用的關鍵技術

（1）數據庫連接池技術。

連接池技術最基本的思想就是把連接當作對象或者設備，預先建立一些連接放置在內存對象中，當程序中需要建立數據庫連接時，只需從內存中取其中一個而不用新建數據庫連接。使用完畢后，只需放回內存即可。

（2）數據緩存技術。

為了進一步提高系統的運行效率，系統采用數據緩存技術。數據緩存使系統對數據庫的訪問頻度大大降低，從而達到提高效率的目的。

3.3 數據管理中心的實現

3.3.1 數據管理中心實現的功能

數據管理中心的建設是實現該共享系統的關鍵，它為各個部門提供共享數據以及統計查詢分析的服務。數據管理中心主要完成如下的功能。

（1）連接數據。只有連接上各業務系統數據庫，才能取得需要的數據，進而進行格式轉換，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送。因為該中心采用XML Schema模式對各種數據進行轉換，即所有數據形式都將轉換成XML Schema形式進行傳遞和交流。

（3）XML與數據庫之間的映射。即能夠將子業務系統數據庫中的數據轉換為XML Schema形式，同時也能將XML Schema形式表示的數據轉換為子業務系統數據庫中的數據信息。

（4）為用戶提供一個訪問各子業務數據庫的統一接口。用戶通過該接口實現與各子業務數據庫的無縫鏈接。

（5）數據源的管理。能對原有系統所有子業務數據庫進行管理，隨時能向各局部數據庫發出查詢請求與統計。

3.3.2 查詢Agent

查詢Agent是由中心虛擬數據庫中的Agent管理器創建的，每一個局部數據庫對應一個查詢Agent，負責接受中心虛擬數據庫分解的對應局部數據庫的子查詢，與駐留在局部數據庫的包裝器Agent進行交互，接受包裝器Agent完成的查詢結果，并將查詢結果提交給中心虛擬數據庫。

3.3.3 包裝器Agent

包裝器Agent相當于與外部的一個接口，負責與局部數據庫傳遞信息。它主要完成兩個任務。第一是將子Xquery查詢語句翻譯成局部數據庫所能夠理解的查詢語句，當查詢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據庫可以識別的查詢語句。這個時候必須將中間查詢語句轉化為局部數據庫層可以識別的查詢語句。第二是負責將局部數據庫的數據提取出來，并且轉換成能夠被集成平臺進一步處理的XML形式的數據，即將子查詢結果轉換成XML格式輸出。

3.3.4 中心虛擬數據庫

中心虛擬數據庫主要用來負責用戶與應用程序層和局部數據庫之間的溝通，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果。該數據庫由虛擬數據庫服務器、虛擬數據庫管理器、Agent管理器和高速緩存組成。

（1）虛擬數據庫服務器負責對用戶的查詢請求進行Xquery語句的語法檢查、解析、分解、優化以及將返回的XML子結果合并，生成最終的查詢結果XML文件。

（2）虛擬數據庫管理器主要負責全局視圖存儲和維護，數據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執行。

（3）Agent管理器負責創建查詢Agent和包裝器Agent，接受虛擬數據庫服務器提交的查詢任務，創建查詢Agent并派遣到局部數據庫，與駐留在局部數據庫的包裝器Agent交互信息，共同完成查詢任務。除此以外，還保存各個包裝器Agent和查詢Agent地址以及相關數據表。

（4）高速緩存用來解決某些情況下因查詢速度所出現的“瓶頸”問題。

3.3.5 XML到關系數據庫映射

采用基于對象的映射方法實現XML和關系數據庫的相互轉換，轉換分為以下兩個步驟。

第一步：完成XML模式到類的轉換。在這個XML模式中具有復雜數據類型的元素universityInfo和address。所涉及到的復雜類型有UniversityInfoType和AddressInfo。根據復雜類型對應到類這一規則，我們需要建立兩個類，假設分別是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。根據復雜元素之間的嵌套關系表現為類實例間的成員引用關系這一原則，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：完成類到數據庫模式的轉換。根據用戶指定的XML模式和關系數據庫元數據之間的對應關系生成可以生成一個映射文件。映射模塊依據這個映射文件將對象存儲到關系數據庫中去。在映射文件中指明了數據庫的類型、訪問數據庫時用到用戶名和密碼、表示數據庫位置的URL和數據庫驅動的類型，同時映射文件說明了類和類成員到數據庫的表以及表中字段的對應關系。根據前面的映射原則，類對應于表，類中的簡單類型成員對應于表中的字段，類和類之間的引用關系通過不同表之間的外鍵關聯實現。

4 結束語

文章設計了一種數字化校園信息共享系統方案，通過設立數據管理中心來實現校園信息共享。結合學校的實際需求，合理地選擇校園信息共享方案必將對學校的數字化建設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，主要從事數據庫技術、人工智能軟件研究。

（責任編輯 郝瑞宇）