高職學院數字化校園系統整體框架研究與實現

陳輝

(陜西交通職業技術學院 陜西 西安710018)

目前，很多高校投資建立起眾多管理信息系統，由于缺乏高層的統籌規劃和統一的信息標準，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"，遠沒有發揮信息化效力。要解決“信息孤島”的問題，就要進行統一的信息資源規劃[1]。信息資源規劃是指對高校管理運作所需要的信息，從采集、處理、傳輸到使用的全面規劃，使每個職能部門內部，職能部門之間，職能部門與院系之間的頻繁、復雜的信息流暢通，充分發揮信息資源的作用，同時通過信息資源規劃，梳理業務流程，搞清信息需求，建立高校信息標準和信息系統模型。因此，對數字化校園的整體框架進行分析，在此基礎上建立符合我院實際情況的數字化校園系統框架，融合學院各項信息系統之間的數據交換，可以極大的提高我院信息化水平。

1 數字化校園建設的目標

高校信息資源規劃需要以信息工程方法論為指導，采用工程化方法進行整體規劃，包括按照一定的方法步驟、遵循一定的標準規范、進行各職能部門和院系信息需求和數據流分析，制定信息資源管理基礎標準，建立全校、各職能部門和院系的信息系統框架[2-3]。

1.1 統一的信息資源整合

目前高校信息系統的建設，多以學院行政管理部門為線索進行信息系統項目的建設，并且采用不同的技術路線和技術平臺。部門信息系統的建立適應了部門迫切的信息化需求，使部門的管理與服務上了一個新的臺階，但用戶在不同的部門信息系統中數據不一致，用戶需要從校園網上不同的網址去訪問各部門的信息系統甚至無法判別其網址的合法性[4]。

1.2 高可靠性的運行體系

隨著高校信息系統的廣泛使用，校園網用戶對信息系統依賴型的增加和對信息服務質量要求大大提高，因此保證信息系統能持續、可靠地提供服務是檢驗高校信息化建設成功的重要指標。在這種背景下，高校出現了對高可靠性運行體系和高可靠性運行體系的規劃方案的需求[5]。

1.3 可靠的應用服務

在數字化校園平臺之上，建立各個不同部門的應用系統，提高學生管理，教學管理，圖書館管理，財務管理，辦公自動化等系統，這些系統依賴于數字化平臺提供的公共數據服務，實現數據交換和共享，用戶可以從綜合門戶登錄，根據自己的權限使用相應的系統功能[6-7]。

2 學院數字化校園整體框架和分層設計

2.1 整體框架

根據我院的實際情況，提出了學院數字化校園整體框架設計方案，如圖1所示，整體分為公共平臺的下層、應用系統的中層和個性化門戶的上層。

圖1 數字化校園整體框架Fig.1 Framework of digital campus

2.2 分層設計

根據目標要求，學院數字化校園分層設計目標為：“數字化校園平臺 （統一信息門戶+數據中心+統一身份認證）+多個網絡應用系統”[8]。

2.2.1 數據中心

數據中心是數字化校園的統一的數據存儲訪問集合，目的是在全校范圍內建立以一個共享的數據庫平臺，形成一個唯一的可信數據源，使整個數字化校園的新系統、不同時期已經建設的已有系統的數據能夠有機的集成，保持所有應用數據的統一和一致，并為整個學院的信息查詢和決策分析提供可靠的、全面的數據保障。

2.2.2 統一身份認證

建立用戶認證和LDAP（輕量級目錄協議）服務，用戶經門戶登錄學院公共數據庫平臺，從一個功能進入另一個功能應用時，系統平臺已根據用戶的角色與權限完成對用戶的一次性身份認證(Single Sign On)。用戶無須一次次輸入用戶名和密碼登錄門戶平臺外接的（集成的）應用子系統，而是單一的登錄。系統平臺并依據用戶的角色與權限，提供該用戶相應的活動“場所”、信息資源和基于其權限的功能模塊和工具。

2.2.3 統一信息門戶

統一信息門戶建立在身份認證服務之上，實現用戶的單點登錄，應用漫游，并且對數字化校園中的不同應用系統進行集中管理，統一控制用戶對應用系統的訪問權限，并對應用系統進行注冊、授權和監控。

統一信息門戶提供個性化的使用界面，用戶可以像定制Windows桌面一樣根據自己的喜好設計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、設置經常訪問的Web資源等。門戶存儲和管理用戶個性化定制，并據此生成用戶的使用界面。

統一信息門戶提供還提供個性化的資源整合，用戶通過門戶看到的并不是門戶系統中的所有資源，也不需要通過搜索引擎查找自己所需的資源。門戶根據用戶的身份、權限、個人信息、個性化定制等，在用戶登錄時，自動整合相應資源，提供給用戶訪問[9-10]。

3 關鍵技術分析

3.1 統一身份認證-LDAP目錄服務實現技術

LDAP(Lightweight Directory Access Protocol)技術是一種標準的目錄服務技術，它基于X.500標準。X.500是一種的目錄服務模型 這個模型,包括了所有的命名空間和查詢更新協議，通常也被稱作“DAP”(Directory Access Protocol)，這個協議運行在OSI網絡協議層，功能極其強大，但也由于豐富的數據模型和操作使得它非常復雜而顯得笨重。LDAP相對比較簡單，并且它可以根據應用的需要進行定制和擴展。與最大的不同在于，LDAP一開始就設計為運行在TCP/IP協議上，是 目錄服務在 上的實現,因此LDAP對于Internet訪問的支持非常好，并且它還為瀏覽和查找 目錄以及內容讀取提供了專門的優化，使得讀取速度比一般的關系數據庫要快得多。

3.2 基于SOA的技術路線

面向服務的體系結構 （Service-Oriented Architecture，SOA）是一個組件模型，它將應用程序的不同功能單元（稱為服務）通過這些服務之間定義良好的接口和契約聯系起來，使得構建在各種這樣的系統中的服務可以以一種統一和通用的方式進行交互。數字化校園建設基于SOA技術進行整體框架設計，便于整合業務數據、規整業務流程、梳理業務規范。

3.3 基于J2EE的框架技術

在學院數字化校園基礎平臺和應用整合的建設中，規劃和設計了橫跨各職能管理部門、業務部門的統一的管理、服務的支撐平臺，實現大集中模式的信息共享和交換、教學教務服務、科研項目服務、協同服務、管理集約化、多機構的聯動服務以及未來知識整合和資源服務的拓展支撐。J2EE計算平臺是構建基礎平臺和整合數字化校園應用建設的首選。

數字化校園平臺的設計和開發遵循J2EE規范和XML技術的多層計算平臺，符合這一計算模式的發展潮流。將應用計算平臺與信任和授權服務技術、資源管理和資源服務等方面進行有機融合、簡化用戶應用系統的開發和運行維護、方便學院信息化應用在框架體系上的業務延伸、技術延伸和服務延伸。

3.4 面向對象的組件技術

數字化校園的建設采用面向對象組件化設計，并基于跨平臺業界標準，包括Java、XML等，完全獨立于硬件和操作系統的開發環境。在設計和開發上提供了多種組件服務：公用組件和應用組件。基礎服務提供獨立于業務的公用組件，如如工作流引擎、服務引擎、消息引擎、菜單管理引擎、電子表單、格式轉換、個性化訂制等方面；基于對業務功能的抽象，建立可重復使用的應用程序“業務對象”（應用組件），利用這些組件，構建分布式應用系統。面向對象的組件技術在異構分布環境下為不同機器上的應用提供了互操作性，并無縫地集成了多種對象系統；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發的速度，降低了軟件開發和再開發的成本，提供了系統良好的可伸縮性，使系統輕易地組合與拆分其功能模塊。

3.5 基于W eb Services的數據交換技術

目前我院已經教務、財務、圖書等多個應用系統，而且這些系統已經被業務部門熟悉。在數字化校園項目開發中不可回避對這些系統的處理，如果徹底推翻而重新開發顯然不是上策。 但如果能實現新老系統之間數據共享，實時交換，則可保留原有系統。才進行數據共享和實時交換中采用的主要技術是WebService（Web服務），而WebService技術所依賴的數據交換格式就是XML格式。

數字化校園的建設需要采用XML的數據交換技術，基于WEB SERVICES進行業務系統整合和集成。以XML數據交互引擎，提供異構系統間XML數據的傳輸、遷移等服務，完成數據抽取、加載、發布和訂閱模板以及數據格式的轉換。

3.6 面向MVC的實現路線

模型-視圖-控制器（Model-View-Controller，MVC）體系結構模式將一個交互式應用程序分為3個組件。MVC模式是J2EE應用程序開發中被廣泛使用的一種體系結構數字化校園的架構和應用設計一般遵循MVC模式，學院采用MVC框架部署模型如圖2所示。

圖2 部署模型圖Fig.2 Deploymentmodels

4 結論

通過對學院實際情況的分析，并研究學院數字化校園系統框架，提出了符合學院實際情況的數字化校園框架平臺，在陜西交通職業技術學院的數字化校園建設中使用了該框架進行實施，由于結構合理，技術成熟，建成的學院數字化平臺取得良好的效果，得到了學院師生的歡迎。極大的推動了學院的信息化建設。

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