共享數(shù)據(jù)中心在智慧校園中的建設(shè)與研究

狄宏林 周為 周勇 吳瑕

摘 要：現(xiàn)代化、數(shù)字化、智慧化的校園管理系統(tǒng)構(gòu)建已成為未來(lái)高校發(fā)展的趨勢(shì)，并且現(xiàn)在已有多所高校在這方面取得良好的進(jìn)展。目前，很多高校已經(jīng)將互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的云計(jì)算功能、物聯(lián)網(wǎng)能力和大數(shù)據(jù)處理能力等高科技產(chǎn)物應(yīng)用到了“智慧校園”系統(tǒng)管理平臺(tái)的構(gòu)建中，推動(dòng)了我國(guó)教育信息現(xiàn)代化、數(shù)字化的發(fā)展。在“智慧校園”這一綜合管理平臺(tái)的系統(tǒng)構(gòu)建的關(guān)鍵技術(shù)中，數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)尤為重要，甚至可以認(rèn)為是整個(gè)現(xiàn)代化校園智慧平臺(tái)的構(gòu)建基礎(chǔ)。所以，在現(xiàn)代高校中構(gòu)建“共享數(shù)據(jù)中心”將高校中的多個(gè)獨(dú)立的應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)連接起來(lái)，有效激活實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享，是未來(lái)“智慧校園”綜合管理平臺(tái)系統(tǒng)構(gòu)建的基礎(chǔ)工程，意義非常大。文章將重點(diǎn)討論。

關(guān)鍵詞：智慧校園；數(shù)據(jù)庫(kù)；數(shù)據(jù)共享

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為社會(huì)的發(fā)展帶來(lái)一場(chǎng)徹底的變革，尤其是伴隨著李克強(qiáng)總理“互聯(lián)網(wǎng)+”的概念的提出，現(xiàn)在各行各業(yè)都在實(shí)現(xiàn)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合。高校未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)同樣如此。所以“智慧校園”綜合系統(tǒng)管理平臺(tái)的構(gòu)建其意義非常重大。在這一平臺(tái)構(gòu)建中，如何構(gòu)建一個(gè)龐大的、能夠?qū)⑿@各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接起來(lái)進(jìn)行激活，從而實(shí)現(xiàn)高效資源的共享和優(yōu)化，就成為制約現(xiàn)代“智慧校園”建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)。在目前高效中的現(xiàn)代化、數(shù)字化建設(shè)中，對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)已經(jīng)進(jìn)行了一些探索，為“智慧校園”這樣的綜合管理平臺(tái)提供了一定的數(shù)據(jù)支撐。那么“數(shù)據(jù)中心”的建設(shè)則在此基礎(chǔ)之上，以數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與共享為核心環(huán)節(jié)，為高校“智慧校園”的現(xiàn)代化建設(shè)提供更強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐。

1 高校現(xiàn)代化、數(shù)字化、智慧化的發(fā)展趨勢(shì)

1.1 “智慧校園”的構(gòu)建背景

學(xué)者們認(rèn)為，21世紀(jì)的教育應(yīng)該結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智“智慧教育”。具體分為3個(gè)層面來(lái)實(shí)現(xiàn)：智慧教學(xué)、智慧環(huán)境和智慧教育。通過(guò)這一方式，對(duì)當(dāng)前我國(guó)教育資源分配不均，優(yōu)勢(shì)教育資源扎堆城市，而偏遠(yuǎn)山區(qū)無(wú)人問(wèn)津的現(xiàn)象進(jìn)行改善，跨越時(shí)間和空間的限制，讓沒有生活在城市中的孩子也能享受到城市中優(yōu)勢(shì)教育資源。在該理念構(gòu)建中，結(jié)合當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)中的新型技術(shù)，比如物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)，大數(shù)據(jù)處理能力等，對(duì)當(dāng)前的教育模式進(jìn)行變革，重新規(guī)劃，改變教學(xué)思路和理念，構(gòu)建一個(gè)現(xiàn)代化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、個(gè)性化、國(guó)際化的現(xiàn)代教育綜合管理服務(wù)平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)教育信息的有效提取、智能處理、智能檢索、智能推送等功能。

就成人教育的高校而言，“智慧校園”的構(gòu)建尤為重要。在成人教育中，學(xué)生受到地理位置和時(shí)間兩大因素的限制，傳統(tǒng)的面授教學(xué)、傳統(tǒng)的學(xué)生業(yè)務(wù)辦理已經(jīng)嚴(yán)重影響學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，也嚴(yán)重制約成人高校的發(fā)展。同時(shí)學(xué)校現(xiàn)有應(yīng)用為師生提供的信息服務(wù)不夠全面，原有教學(xué)模式、工作方式等效率低，資源分散，利用率不高。因此構(gòu)建智慧校園迫在眉睫，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的整合貫通，通過(guò)信息門戶，提供面向師生的一站式服務(wù)。

1.2 智慧校園建設(shè)的核心內(nèi)容

（1）大平臺(tái)（應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)平臺(tái)化）整合集成各類應(yīng)用與服務(wù)，使之平臺(tái)化。（2）多層次（數(shù)據(jù)層、引擎層、應(yīng)用層、服務(wù)層、定制與界面層）提供數(shù)據(jù)服務(wù)、引擎服務(wù)、公用基礎(chǔ)服務(wù)、以及支持應(yīng)用服務(wù)的即插即用等。（3）小模塊（各類應(yīng)用的輕型化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、可自由組合）簡(jiǎn)化各類應(yīng)用，使數(shù)據(jù)、應(yīng)用、服務(wù)可自由封裝和組合。（4）個(gè)性化（體現(xiàn)以人為本的思想、理念與服務(wù)精神）數(shù)據(jù)、信息、服務(wù)推送可定制—私人定制。在智慧校園建設(shè)四大核心中，大數(shù)據(jù)層是智慧校園建設(shè)底層數(shù)據(jù)支持體系，包括數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與計(jì)算的物理平臺(tái)、信息收集與數(shù)據(jù)管理平臺(tái)、以及數(shù)據(jù)分析處理的應(yīng)用支撐平臺(tái)，是連接智慧校園各部分、匯聚智慧校園各種信息的樞紐，為智慧校園提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2 在“智慧校園”系統(tǒng)中建設(shè)共享數(shù)據(jù)中心

2.1 建設(shè)共享數(shù)據(jù)中心的背景

目前在高校校園中，已經(jīng)建立了多種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，比如教務(wù)系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)等，多年的運(yùn)行和完善已經(jīng)擁有了海量數(shù)據(jù)，但是這些系統(tǒng)之間是相互獨(dú)立的、分散的，并沒有實(shí)現(xiàn)真正的連接。這樣，在運(yùn)行過(guò)程中，很多系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)只能是建立在各種相互異構(gòu)的數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)中。不論是管理還是使用，都帶來(lái)了很多不便，而且由于數(shù)據(jù)之間相互獨(dú)立，無(wú)法進(jìn)行匹配，那么數(shù)據(jù)就會(huì)變得重復(fù)而且分散。在這樣的背景下，提出建設(shè)一個(gè)對(duì)各個(gè)相互獨(dú)立的系統(tǒng)之間進(jìn)行統(tǒng)一和連接的共享數(shù)據(jù)中心就是非常有必要的。通過(guò)構(gòu)建共享數(shù)據(jù)中心，在不影響原來(lái)的各數(shù)據(jù)庫(kù)獨(dú)立運(yùn)行的前提下，對(duì)信息進(jìn)行綜合整理、集成、進(jìn)行共享，提高數(shù)據(jù)資源的利用效率，為構(gòu)建“智慧校園”搭建一個(gè)可靠的數(shù)據(jù)支撐平臺(tái)。

2.2 共享數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建

共享數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵技術(shù)有兩個(gè)，一個(gè)是實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)信息的采集與整合，另一個(gè)是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的交換，即共享。這也是該數(shù)據(jù)中心構(gòu)建的兩大職能。所以，在數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建過(guò)程中，對(duì)數(shù)據(jù)源進(jìn)行采集和整理就非常重要。在對(duì)數(shù)據(jù)源進(jìn)行采集時(shí)，要注意不同種類的數(shù)據(jù)源的整合。

2.2.1 建立數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

信息標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)是智慧校園建設(shè)的重點(diǎn)之一，對(duì)推進(jìn)智慧校園建設(shè)，保證信息的交流與共享，有著重要的意義。結(jié)合當(dāng)前學(xué)校實(shí)際情況，分析學(xué)校各個(gè)部門的數(shù)據(jù)字典，了解其數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，建立學(xué)校信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)以及與數(shù)據(jù)中心的關(guān)聯(lián)關(guān)系，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。打通各部門之間的數(shù)據(jù)鴻溝，消除各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的信息孤島問(wèn)題，為最終構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)共享中心提供規(guī)范的數(shù)據(jù)資源。

2.2.2 構(gòu)建共享數(shù)據(jù)中心平臺(tái)

共享數(shù)據(jù)中心平臺(tái)即是統(tǒng)一的數(shù)據(jù)資源與交換應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)，是對(duì)智慧校園中的各種結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理的平臺(tái)，還包括：

數(shù)據(jù)交換平臺(tái)，是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化校園數(shù)據(jù)共享，提供深層次數(shù)據(jù)挖掘，數(shù)據(jù)分析的重要基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)清洗與整合平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)共享數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)采集與分發(fā)，提供對(duì)被交換信息進(jìn)行清洗、轉(zhuǎn)換、裝載入庫(kù)等數(shù)據(jù)交換服務(wù)，即清理臟數(shù)據(jù)，完成對(duì)數(shù)據(jù)的整理，確保數(shù)據(jù)一致性、完整性和正確性。各業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過(guò)清洗與整合系統(tǒng)與共享數(shù)據(jù)中心平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換與共享，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，互不影響，某一業(yè)務(wù)系統(tǒng)故障不會(huì)造成對(duì)其它系統(tǒng)的影響。

在構(gòu)建過(guò)程中，注意要實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一身份認(rèn)證、單點(diǎn)登陸，信息推送等，增加共享數(shù)據(jù)平臺(tái)的功能和作用。首先要包括對(duì)多種數(shù)據(jù)源的支持，比如主流關(guān)系型數(shù)據(jù)源和非主流型數(shù)據(jù)源，ODBC數(shù)據(jù)源等。同時(shí)還要對(duì)平臺(tái)的配置參數(shù)進(jìn)行配置，以便實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，這些配置參數(shù)包括業(yè)務(wù)庫(kù)（中介庫(kù)）配置、交換機(jī)配置、數(shù)據(jù)源定義等。最后還要對(duì)數(shù)據(jù)交換平臺(tái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換清洗和監(jiān)控，以確保數(shù)據(jù)能夠通過(guò)平臺(tái)進(jìn)行安全、穩(wěn)定的交換。

2.2.3 構(gòu)建系統(tǒng)過(guò)程中的多種應(yīng)用技術(shù)

（1）面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)理論簡(jiǎn)稱SOA，它的作用是在系統(tǒng)工作程中，為應(yīng)用程序的每一單元提供良好的接口和協(xié)議，進(jìn)而把他們連接起來(lái)，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。（2）應(yīng)用集成技術(shù)。這一技術(shù)理論簡(jiǎn)稱為EAI，主要是通過(guò)構(gòu)建不同的方案和底層結(jié)構(gòu)，在不同的系統(tǒng)內(nèi)部平臺(tái)上，對(duì)異構(gòu)、應(yīng)用和數(shù)據(jù)源等進(jìn)行集成。（3）服務(wù)總線技術(shù)。該技術(shù)簡(jiǎn)稱ESB。該技術(shù)是傳統(tǒng)的中間件技術(shù)和最新的MML，WWB技術(shù)融合后的產(chǎn)物。它的主要作用是對(duì)EA集成過(guò)程中提供基本的服務(wù)，同時(shí)為SOA提供通信和組合功能。

3 共享數(shù)據(jù)中心對(duì)學(xué)校發(fā)展的數(shù)據(jù)支撐作用

共享數(shù)據(jù)中心將會(huì)對(duì)“智慧校園”綜合管理平臺(tái)系統(tǒng)起到核心的支撐作用。大數(shù)據(jù)主要有4個(gè)特點(diǎn)：一個(gè)是數(shù)據(jù)的體量大，可以對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理；另一個(gè)是數(shù)據(jù)類型多樣，可以同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)化或者非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；第三個(gè)是大數(shù)據(jù)的單體價(jià)值低，而整體價(jià)值高。這一點(diǎn)對(duì)于收集網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)趨勢(shì)，改善系統(tǒng)性能非常有幫助。第四特點(diǎn)是大數(shù)據(jù)的處理效率高。這一點(diǎn)和傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方式不同，大數(shù)據(jù)會(huì)簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)處理過(guò)程中的復(fù)雜程度，高效快捷的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。未來(lái)學(xué)校構(gòu)建“智慧校園”綜合管理系統(tǒng)，必然要求系統(tǒng)要有高效處理數(shù)據(jù)的能力，能夠同時(shí)對(duì)于校園網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)、在線學(xué)習(xí)平臺(tái)、社交平臺(tái)、教務(wù)系統(tǒng)等綜合平臺(tái)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合處理與分析，對(duì)于日常學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣、行為偏好等進(jìn)行記錄。大數(shù)據(jù)中心以開源的Hadoop數(shù)據(jù)庫(kù)和NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)為依托，通過(guò)分布式協(xié)同和機(jī)構(gòu)可擴(kuò)展性對(duì)多源的、海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，為“智慧校園”系統(tǒng)平臺(tái)提供強(qiáng)大的支撐。

4 結(jié)語(yǔ)

“智慧校園”是互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代高校建設(shè)與發(fā)展的一種重要模式。在這一模式構(gòu)建過(guò)程當(dāng)中，主要應(yīng)用運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)中的物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、泛在網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)4種高新技術(shù)。其中大數(shù)據(jù)技術(shù)又是構(gòu)建“智慧校園”的基礎(chǔ)技術(shù)。利用這一技術(shù)，在高校系統(tǒng)中構(gòu)建共享數(shù)據(jù)中心，將各個(gè)獨(dú)立分散的系統(tǒng)集成連接起來(lái)，采用SOA，EBI等技術(shù)，與相應(yīng)的系統(tǒng)接口進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的目的。但需要注意的是，在對(duì)數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行構(gòu)建時(shí)，要對(duì)數(shù)據(jù)來(lái)源進(jìn)行確定，確保數(shù)據(jù)可靠，為“智慧校園”的構(gòu)建奠定良好的基礎(chǔ)。

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The Construction and Research of Shared Data Center in Wisdom Campus

Di Honglin， Zhou Wei， Zhou Yong， Wu Xia

（Dongguan City Radio and Television University， Dongguan 523000， China）

Abstract： In the future， the construction of modern， digital and intelligence campus management system has become a trend of the development among the colleges and universities. Many colleges and universities have made good progress in this respect by now. At present， many colleges and universities have applied high-tech services， such as cloud computing， networking and large data processing， to the construction of the management system of the wisdom campus， promoting the development of education informationization and digitization in China. Building database is centrally important in the key technology of building an integrated management platform for wisdom campus. Even it is supposed to be the base of constructing the whole modern and wisdom platform in campus. Therefore， it is crucial to build a shared data center in order to link several separate application databases in modern colleges and universities. It can effectively activate and accomplish sharing the data resource. Its also the basic engineering of constructing the integrated management platform in wisdom campus in the future. This s very important and in this article we will focus on the discussion.

Key words： wisdom campus； database； shared data