（计算机软件与理论专业论文）高校信息交换平台设计与实现.pdf

大连理1 = 大学硕士学位论文 摘要 随着办公自动化系统的广泛应用、原始数据的大量积累，使得很多高校开始关注于 数据综合利用和管理问题，这些高校自身不具备较高程度的数据综合利用能力，而这些 数据却又复杂的存在于多个系统中，能否把办公流程中使用的数据进行合理利用成为一 个新的课题。数据合理利用能大幅度提高办公效率和管理性能，为学校的科学管理和发 展提供重要的支撑。 本课题的目的是针对渤海大学办公系统和数据存储的现状，即由于各部门存在办公 自动化程度的差异，同时又存在大量的数据积累，这些原因所导致的数据不一致和重复 建设等问题，提出建设一个信息交换平台，实现对校园内各部门产生和积累的数据进行 综合利用和管理。方案主要通过对学生处、教务处、财务处、后勤集团的系统进行建设 和改造，形成以学生数据为核心的数据交换平台，完成与学生相关的全部数据的整合和 利用。其中学生系统需要完成学生基础数据管理、注册信息管理、奖惩管理、奖学金评 定、学籍异动管理、困难学生管理等功能。教务系统需要完成学生成绩管理、选课管理 功能。财务系统需要完成缴费管理功能。后勤集团系统需要完成学生寝室管理功能。 本课题依据渤海大学信息化的现状和涉及部门的信息系统自身特征，通过对各部门 具体情况的详细调研和分析，并借鉴了成功案例的经验，以系统的稳定性、实用性、健 壮性、兼容性为出发点，针对学生处开发了基于c s 模式的学生管理系统，针对教务处 开发了基于b s 模式的学生选课系统。本文阐述了平台数据库的详细结构和系统中模块 的设计与实现方法，同时对具体业务流程进行了分析。采用基于数据流的分析方法得到 了交换平台的数据流图和e - r 图。 所开发系统经过了严格的测试能够稳定运行，在功能上能够满足学生处和教务处的 要求，在操作风格上保持了原有用户的使用习惯。通过与其它软件的联合应用，实现了 对校园内各部门产生和积累数据的综合利用和管理，解决了数据不一致和重复建设的问 题，为渤海大学整体办公效率的提高、数据的综合利用与分析奠定了基础。 关键词：信息交换平台；c s ；b s ；综合利用 高校信息交换平台设计与实现 d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no f i n f o r m a t i o ne x c h a n g ep l a t f o r mi n u n i v e r s i t y a b s t r a c t w i t ht h ee x t e n s i v ea p p l i c a t i o no fo f j f i c es y s t e ma n de n o r m o u sa c c u m u l a t i o no fo r i g i n a ld a t a ， l a r g ea m o u n to fu n i v e r s i t i e s ，w h o s ec o m p r e h e n s i v ea p p l i c a t i o na b i l i t yo f d a t aa r en o ti na h i g h e rd e g r e e ，b e g i nt ok e e pt h e i re y e so nt h ec o m p r e h e n s i v ea p p l i c a t i o na n dm a n a g e m e n to f d a t ac r o s s e x i s t i n gi nm u l t i p l eo f f i c es y s t e m t h u s ，an e wt o p i co nh o wt ou t i l i z et h ed a t a r e a s o n a b l yf o r m s i t c a t l g r e a t l yi m p r o v et h e w o r ke f f i c i e n c ya n dt h em a n a g e m e n t p e r f o r m a n c e ；p r o v i d e v i t a l s u p p o r tf o r t h e s c i e n t i f i cm a n a g e m e n ta n dd e v e l o p m e n tf o r c o l l e g e sa n du n i v e r s i t i e s t h ep r e s e n tc o n d i t i o n so ft h eo f j f i c e s y s t e ma n dd a t as t o r a g ei nb o h a iu n i v e r s i t ya r ea s f o l l o w i n g ：t h eo f f i c ea u t o m a t i cd e g r e ev a r i e sf r o md e p a r t m e n tt od e p a r t m e n ta n dt h el a r g e a m o u n to fd a t aa c c u m u l a t e dg r e a t l y a n da sar e s u l t ，t h ep r o b l e m so fd a t ai n c o n s i s t e n c ya n d o v e r l a p p i n gc o n s t r u c t i o no ft h eo f f i c es y s t e ma r o s e ，n l es t u d ya i m sa tb u i l d i n ga ni n f o r m a t i o n e x c h a n g ep l a t f o r mt or e a l i z et h ec o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o na n dm a n a g e m e n to fd a t ap r o d u c e d a n da c c u m u l a t e db yd i f f e r e n td e p a r t m e n t si nc a m p u s t h r o u g ht h ec o n s t r u c t i o na n du p g r a d i n go ft h es y s t e m su s e di ns t u d e n t s a f f a i r so f f i c ea n d d e a n so f f i c e t h ef i n a n c eo f f i c ea n dl o g i s t i c sg r o u p ( l g ) ，as t u d e n t s d a t ao r i e n t e dd a t a e x c h a n g ep l a t f o m 、析l lb eb u i i ta n dt h ei n t e g r a t i o na n du t i l i z a t i o no f a l lt h es t u d e n t s - r e l e v a n t d a t aw i l lb ea c c o m p l i s h e d s t u d e n t sm a n a g e m e n ts y s t e mn e e dt o 伽n l lt h ec o n s t r u c t i o na n d m a n a g e m e n to fs t u d e n t s d a t a , t h ee n r o l l m e n t ，t h ed a y - t o - d a ya w a r da n dp u n i s h m e n t ，t h e s c h o l a r s h i p ，t h es t a t u st r a n s f o r m a t i o na n dn e e d ys t u d e n t s e d u c a t i o n a lm a n a g e m e n ts y s t e m n e e d st of u l f i l lt h em a n a g e m e n to fs t u d e n t s g r a d e sa n dt h e i rc o u r s e s - t a k i n g f i n a n c es y s t e m n e e d st of u l f i nt h em a n a g e m e n to fs t u d e n t s p a y m e n t 。s y s t e mf o rl gn e e d st of u l f i l lt h e m a n a g e m e n to f s t u d e n t s d o r m a c c o r d i n gt ot h ec u r r e n ti n f o r m a t i z a t i o ns t a t eo f b o h a iu n i v e r s i t ya n dt h ec h a r a c t e r i s t i c so f t h er e l e v a n td e p a r t m e n t s i n f o r m a t i o ns y s t e m ，t h es t u d yc o n d u c t sas p e c i f i cs u r v e ya n d a n a l y s i so nt h o s ed e p a r t m e n t s ，a n dl e a r n sf r o mt h ee x p e r i e n c eo fo t h e rs u c c e s s f u lc a s e s t a k i n gt h es t a b i l i t y ，p r a c t i c a l i 锣a n dc o m p a t i b i l i t ya ss t a r t i n gp o i n t ，t h es t u d yd e v e l o p sc s m o d e b a s e ds t u d e n t sm a n a g e m e n ts y s t e mf o rs t u d e n t s a f f a i r so f f i c e ，b sm o d e - b a s e d s t u d e n t sc o u r s e - t a k i n gs y s t e mf o rd e a n so f f i c e i nt h et h e s i s ，t h ed e s i g no fc a m p u s i n f o r m a t i o ne x c h a n g ep l a t f o r md a t a b a s ea n dt h ef u l f i l l m e n to fe a c hm o d ei nt w os y s t e m sw i l l i i b ei l l u s t r a t e da n dt h ea n a l y s i so nd e t a i lb u s i n e s sp r o c e s sw i l lb es h o w na sw e l l b yu s i n g d a t a _ f l o w - b a s e da n a l y s i sa p p r o a c h , t h ed a t af l o wg r a p ha n de rg r a p ho fe x c h a n g ep l a t f o r m a r eg a i n e d t h es y s t e mh a sp a s tt h es t r i c tt e s ta n dr u n ss t a b l y i tc a nm e e tt h ed e m a n do ft h et w o o f f i c e sa n dm a i n t a i nt h eu s es t y l eo fo r i g i n a lu s e r s b yc o o r d i n a t i n gw i t ho t h e rs o f t w a r e s ，t h e s y s t e mc a nr e a l i z et h ec o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o na n dm a n a g e m e n to fd a t ap r o d u c e da n d a c c u m u l a t e db yd e p a r t m e n t si nc a m p u s ，s o l v et h ep r o b l e mo fd a t ai n c o n s i s t e n c ya n dd u p l i c a t e c o n s t r u c t i o n i tl a y ss o l i df o u n d a t i o nf o rm ei m p r o v e m e n to fo v e r a l lw o r k i n ge f f i c i e n c yi n b o h a iu 1 1 i v e r s i t ya n df o r t h ec o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o na n da n a l y s i so f d a t a k e yw o r d s ： i n f o r m a t i o ne x c h a n g e u t i t i z a t i o n p l a t f o r m ；c s ；b s ；c o m p r e h e n s i v e i i i 大连理工大学学位论文独创性声明 作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究 工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外， 本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请 学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献 均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文题目：戡歪垒! 壅煎竺塑亟笪垫 作者签名：j 越到一日期：型生吐月4 日 大连理工大学硕士学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间 论文工作的知识产权属于大连理工大学，允许论文被查阅和借阅。学校有 权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，可以将 本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 学位论文题目：盘查鍪垂垒鱼羹堑受垩垒型垫 作者签名：麦! 鍪堑1日期：三生年互月二上日 导师签名：髻o 一日期：丑年月4 日 大连理工大学硕士学位论文 1 绪论 随着计算机技术、网络技术、数据库技术的发展和o a 系统的广泛应用，构建以公 共数据为核心的新网络数据环境已成为人们的共识。该环境体现出一定的依赖性、相关 性特征，这就给数据共享造成了一定的困难，而实施“数据共享工程”又是科技进步的 必然选择，是实施“科教兴国 和“可持续发展”战略的重大举措，因此如何很好的解 决这些困难成为一项新的研究课题。 经过近十年不断的建设，各高校中o a 系统在各个部门已大量使用，信息资源得到 了较好的积累和沉淀。但是由于经济、技术、人员水平、思想意识等客观原因的影响， 人们缺乏统一性的标准规范意识，欠缺对信息资源整体性和综合性考虑，因而这些宝贵 的信息资源绝大部分被封闭在彼此隔离的“孤岛式 信息系统中不能得到共享，从而 严重阻碍了各高校基于数据应用的研究和发展，并且还无谓地进行了大量的低水平数据 资源重复建设，造成严重的浪费。 因此，建设一个以现有系统为基础的校园信息交换平台是一项技术含量较高、难度 较大的工作，它的实现势必提升学校的数据管理能力和分析能力，能为学校更好更快的 发展提供支撑力量。 1 1课题背景 1 1 1 高校信息系统的现状 o a 办公自动化管理系统在我国蓬勃发展的近二十年的时间里，由于各个不同o a 系统的建设时间、经济投入、技术水平等条件的制约，在一些高校中形成了一个独特的 现象，即不同阶段的o a 产品不和谐的共存着的局面。通过实际的调研并参考了大量相 关的文献和实际系统，目前存在的o a 系统可以分为三个不同阶段的产品。 起步阶段( 1 9 8 5 年一1 9 9 5 年) ：以结构化数据处理为中心，基于文件系统或关系 型数据库系统 2 1 ，此阶段日常办公开始运用计算机技术，提高了文件等资料的管理水平。 在这一阶段主要开发工具的代表是f o x b a s e 和f o x p r o ，部分高校的财务系统就是此 阶段开发的产品。这一阶段的特征是实现了基本办公数据的自动化存储和管理，但主要 是单机系统，不具备运用计算机网络进行沟通和协作的能力【3 j 。 应用阶段( 1 9 9 6 年- - 2 0 0 2 年) ：随着计算机网络技术在我国的推广、无纸化办公 需求的增加、办公系统效率的提高，很多高校的部门不同程度的开始建设本部门内部的 基于网络的o a 系统，但网络范围一般局限于部门内部1 3 】。伴随着c s 架构软件的成熟 和广泛应用，这个阶段o a 办公自动化管理系统呈现出的主要特点是以部门内部局域网 高校信息交换平台设计与实现 络为基础，应用c s 架构进行开发，提供了众多实用功能。通过该类软件的应用规范了 组织管理、提高了工作效率。此阶段主要开发工具的代表是v b 、v c ，部分高校的教务 系统就是此阶段开发的产品。 发展阶段( 2 0 0 2 年至今) ：伴随着b s 架构的成熟和办公用计算机性能的大幅度提 高，基于b s 架构的应用系统成为当前o a 系统开发的首选。在这一阶段的主要产品是 l o t u sn o t e s 系统，这一阶段人们对o a 系统功能的需求从最初桌面办公应用软件转向了 具有收发邮件、公文处理、日程管理等功能的综合应用软件系统。o a 系统已经成为我 们日常使用最多、最频繁的应用软件系统之一，它能够方便快捷地实现学校内部各级部 门的组织功能、各部门之间和人员之间的协同功能、内外网中各种资源的综合利用功能， 它为员工提供了高效的协作工作平台，提升办公效率和管理水平。 1 1 2 高校信息交换平台建设的必要性 部分高校在同时使用多种不同阶段o a 产品的过程中产生了新的问题，由于不同开 发年代技术和环境的不同，导致了不同阶段的产品之间全部或部分独立，这使得系统中 积累和沉淀的数据很难实现共享，造成了大量脏数据的存在，产生了同一数据在不同系 统中不一致的现象。要提高现有系统的利用效率，让更多数据生成者和数据使用者节省 昂贵的成本，就需要对现有数据进行整合和综合利用，建设一个高效的信息交换平台成 为摆在我国部分高校面前的一个紧迫课题。这样一个交换平台应该能够实现以下功能： ( 1 ) 提供准确的数据源 在高校的各个部门中需要对学生数据进行共享的主要有四个部门即学生处、教务 处、财务处、后勤集团。在四个部门中分别拥有各自数据的来源并都能对数据进行更新。 新生入学初期四个部门数据是一致的，在学生学习生活过程中数据出现了变化，如：学 生有休学、降级情况，数据产生于学生处，影响到教务处、计财处、后勤集团。由于现 有的o a 系统不具备数据交换功能，在某个部门数据发生变化后可能会出现其它部门没 能及时更新的现象，这将导致四个部门数据不一致。为了解决此类问题需要建立一个能 够提供标准、准确和及时信息的数据源。 ( 2 ) 最大限度减少数据冗余 由于现有o a 系统建设时期的不同，造成了各系统具有部分或完全的独立性，而各 系统都在使用各自独立的数据库系统，数据就出现了重复建设。使用学生数据的各个部 门中都会存储学生的基本信息，如：学生的学号、性别、年级、身份证号等基础数据。 在经历了长时间的运行后产生了严重的数据冗余。通过建设一个交换平台可以提供一个 标准数据的存储，最大限度地减少数据在不同部门的重复存储，使冗余降到最低。 大连理t 大学硕士学位论文 ( 3 ) 提高工作效率 在现有的o a 系统中，不同部门之间进行数据交换时，往往由于所使用的o a 系统 的不同、数据库系统不同和功能含义的不同，使得数据的交换需要由人工手动完成，必 要时可能还需要进行数据格式的转换，这就可能会导致错误数据出现，如数据库不同的 编码方式、中间交换工具所使用不同格式。这无疑增加了工作的复杂度，降低了工作的 效率，建设一个交换平台，实现数据交换的工作由平台自动完成，这将节约人工、提高 工作效率。 ( 4 ) 提升数据管理能力、分析能力 在交换平台的运行中，应能够通过对系统日志的分析和对业务数据流程的分析，帮 助管理人员找到现有工作流程中存在的问题，提高各部门对数据的管理能力和应用分析 能力。在数据交换的过程中应能逐步找到影响各个部门工作的核心数据，能够对平台和 现有系统进行调整，最终达到利用现有数据为学校的科学管理提供支撑，为学校的未来 发展做出贡献的目标。 1 2 本课题的来源和研究价值 1 2 1 本课题的来源 本课题来源于渤海大学建设校园信息交换平台实际工程项目。本项目要完成三部分 工作：第一部分实现学校内现有系统的数据共享和整合。第二部分建立新的学生管理系 统。第三部分完善现有的系统( 主要包括教务系统、财务系统、后勤管理系统) 。交换 平台所涉及到的部门包括教务处、学生处、财务处、后勤集团。第一部分工作主要实现 对学生基础数据的统一，并形成一个准确可靠的数据源，实现四个部门之间数据的按需 交换，提高部门之间合作和协同工作的能力。第二部分根据渤海大学学生处的需要定制 一套学生管理系统，实现对学生基础数据和行政数据的统一管理，增强权限管理能力， 实现权责明确。第三部分为了适应渤海大学发展的新需求，完成对现有教务系统的改造 和二次开发，完成对现有财务系统、后勤系统与新数据源数据交换功能的开发。在现有 系统中财务系统为已有系统( 开发年代较早) 、教务系统为已有系统( 需修改和开发一 些新功能) 、后勤系统为已有系统( 开发年代较早) ，学生系统需新开发( 原有系统不 再使用) 。其中交换平台的建设( q z 台的搭建、数据的整合和交换) 、学生管理系统的 建设、教务系统的二次开发为本论文研究的内容。 高校信息交换平台设计与实现 1 。2 2 本课题的研究价值 一直以来，渤海大学在o a 建设方面做了大量有效的工作，各个部门在不同程度和 层次上都使用了基于计算机技术的管理系统。根据实际调研表明，渤海大学o a 系统的 数量和应用程度在辽宁省属高校中具有较高的水平。然而伴随着渤海大学在校生人数的 迅猛增长，各部门数据在迅速增加，公共数据在快速堆积，由于各o a 系统的相对独立 性，数据就形成了大量的冗余。随着学校管理的规范程度和科学程度的不断提升，各部 门对其它部门的数据依赖性也在不断提高，数据大量冗余的问题直接影响到协作办公效 率，必须得到解决，因此建设一个校园信息交换平台已势在必行。 建设一个校园信息交换平台是一项综合利用计算机技术、网络技术和办公管理技术 的复杂工作，其本质是在单位内部实现一个多任务、多功能的综合平台，实现内部办公 自动化、数据管理规范化和日常工作信息化的目标。 信息交换平台的研究在国外起步比较早，由于硬件层次和w e b 技术层次等因素的 影响，国外的信息交换平台解决方案多数统一在w e b 层面上。它们的基本思想是借助 标准的中间件来实现应用之间的互操作与信息共享【4 j ，是一种新的面向服务的体系结构 瞪j 。在国外较为成功的解决方案是数字化校园解决方案，其总体结构如图1 1 所示。 w e bi - 1 户 】 w e b 应用系统 丁【 统一的应用支撑平台 l l一 一 l o r a c l e s q ls e r v e r s y b a s e a c c e s s 图1 1数字化校园解决方案 f i g 1 1d i g i t a lc a m p u ss o l u t i o n s 上述解决方案具有如下的优势： ( 1 ) 应用统一在w e b 层面上，界面友好、统一【5 】o ( 2 ) 数据屏蔽性好，无需用户关心数据流程。 ( 3 ) 数据格式统一，可靠性高。 上述解决方案存在如下不足： ( 1 ) 系统过于庞大，不易于实现【6 1 。 ( 2 ) 开发和维护费用过高。 大连理工大学硕十学位论文 ( 3 ) 对原有系统的要求过高，需对人员进行重新培训。 针对我国高校尤其是普通高等院校的o a 系统的现状，即原有系统各异、硬件和网 络条件各异、使用的数据格式各异、操作人员水平差异较大的实际情况，提出一种适合 现状的解决方案：数据交换平台，其整体结构如图1 2 所示。 应用程序阿 i 应用程序 后勤数据库平台数据库 i校园网络 c ii c i l h 应用程序 应用程序 = ：l 一 财务数据库教务数据库 图1 2 数据交换平台结构 f i g 1 2 t h es t r u c t u r eo fd a t ae x c h a n g ep l a t f o r m 此解决方案具有如下优势1 7 】： ( 1 ) 对原有投资进行保护，尽量使用原有资源。 ( 2 ) 系统变更较小，节省人员重新培训的时间和费用。 ( 3 ) 相对于其它解决方案系统复杂度较低，易于实现。 高校通过数据交换平台的建设，能使校内信息资源共享瓶颈得到一定程度的解决， 打破了各应用系统之间数据彼此隔离和共享困难的局面，有助于加强学校内各信息系统 的整合和既有资源的充分利用，为学校日常事务中的学生管理、教务管理、行政管理等 各个方面的综合信息系统一体化建设奠定良好的资源基础，提高各部门的工作效率，节 约管理成本，提升了高校整体的信息化应用水平。北京大学信息平台数据整合应用系统 项目于2 0 0 8 年5 月实施成功，因此这种解决方案在我国高校信息化建设中具有很好的 应用前景。 1 3 本课题的主要内容 本课题是以现有的o a 应用系统为基础对数据进行交换和整合。重点需要解决的问 题是通过对多个不同数据库的访问形成一个中心数据库即标准数据源，并以中心数据库 为基础形成一个学生管理系统，完成对现有教务系统的改造，实现多个应用系统之间有 高校信息交换平台设计与实现 需要的数据交换。由于教务、财务系统为已有应用系统并各自拥有独立的数据库，同时 对各自数据有严格的保密要求，所以本课题还需要解决数据公用和数据交叉使用状况下 的安全性、可靠性、稳定性的保障工作。同时要降低维护、管理的复杂度，避免对原 o a 应用系统过大的改变，尽量保护用户原有投资1 8 。在操作习惯上保持原用户已形成 的习惯，减少对用户重新培训的要求。 在研究和分析了国内外数据交换和整合方案现状的基础上，综合渤海大学的现有系 统运行模式的特征，即系统相对独立、对数据的保密性要求高。本论文提出了交换平台 的具体解决方案。方案设计如下： ( 1 ) 方案分为三部分：第一部分建设新的中心数据库。实现各系统原有数据库和 中心数据库之间有需要的数据交换。第二部分建设以中心数据库为基础的新的学生管理 系统。第三部分对现有教务系统进行改造。 ( 2 ) 为构建交换平台的软硬件设施设计合理的解决方案，选取恰当的操作系统、 数据库系统。保证系统平稳运行、安全运行。保证平台能在一定时间、空间范围内适应 更大数据量和更多、更新应用的需求。平台要具有一定的可扩展性和可持续性。 ( 3 ) 根据客户的实际需求，学生管理系统采用c s 和b s 结合模式开发。管理部 分使用c s 模式开发，浏览( 查询) 部分使用b s 模式开发。 ( 4 ) 教务系统已运行部分为管理部分，该部分为c s 模式开发，很难进行二次开 发。根据客户的实际需求，采用b s 模式开发选课管理功能和用户浏览功能。 ( 5 ) 平台与财务系统、教务系统、后勤系统的数据交换功能采用c s 模式开发。 ( 6 ) 对项目实施严格的管理。项目全过程按照软件工程的要求有序进行，尤其在 需求分析及数据库的设计上群策群力，避免不必要的返工，提高工程效率。使软件的开 发过程具有较高的规范化程度。 ( 7 ) 健全的安全机制。对中心数据库的操作提供完善的安全监控机制，提供平台 数据库的备份和恢复功能。 ( 8 ) 测试过程采用规模化测试方法。测试过程采用专业和非专业人员同时进行测 试，争取在测试阶段发现更多的问题，尽量使问题的发现和解决更多在项目设计和开发 阶段完成1 9 j 。保障软件投入使用后不再发生数据库结构和程序结构方面的修改。 1 4 作者的主要工作 ( 1 ) 进行深入的调研和分析，在渤海大学学生处、教务处、财务处、后勤集团进 行详细的业务工作流程跟踪，细致的了解各个o a 系统的工作现状和工作流程，仔细分 一6 一 大连理工大学硕士学位论文 析数据在各个系统、各个阶段的特征和流向，准确描述出各个系统之间对数据的依赖关 系，形成数据流图和e r 图。 ( 2 ) 根据学校各个部门实际需求并结合现有硬件条件、软件系统的运行情况，选 择合适的平台和开发工具，选取合适的后台数据库软件。 ( 3 ) 根据对各个系统的综合分析形成各种文档，与项目组一起设计合适的数据库 结构和程序功能模块。 ( 4 ) 根据学生处的需求，开发学生管理系统的管理部分。 ( 5 ) 根据教务处的需求，开发教务处系统新的需求部分即选课部分。 ( 6 ) 对系统进行测试跟踪并在最后进行实施，在运行阶段根据具体情况进行软件 维护。 ( 7 ) 对整个开发过程进行总结，为以后的开发做好准备。 高校信息交换平台设计与实现 2 系统技术理论基础 2 1 数据整合理论 2 1 1 数据整合的概念 整合是一个外来词汇，整合的英文单词是“i n t e g r a t i o n ，有合并、巩固、加强之 意。它本义是指在原来的基础上加以综合建设，并不意味着推倒重来或完全更新。整合 的概念在工程中包含范围较广，比如系统整合、应用整合、主机整合、存储整合、数据 库整合和数据大集中等等【1 0 】。这些不同的概念是在不同的层次、不同的角度阐述整合的 内涵和外延，是在整合这一大的概念范畴下，存在的多种整合形式和手段，例如国内大 型银行、电信业和电网系统已经开展的全国性数据大集中，应属于数据整合的一种技术 方式。 2 1 2 数据整合的分类 从整合手段来分析，可以把整合分为三种类型，第一种类型为物理整合，即将多台 同种或不同种设备整合成为一部或较少几部更为大型复杂的设备，实现集中统一管理和 快速反应。第二种类型为逻辑整合l 姗，即通过使用系统管理软件等手段对物理上分散的 设备资源和数据资源进行虚拟化的集中式管理，以提高资源利用的协作性。第三是应用 整合，根据应用的相似性把相同或相近并可能整合的应用整合在一起，主要有服务器整 合、存储整合和数据库整合等形式。 本课题中的校园信息交换平台中所使用的数据整合是整合中的较为浅显的应用】， 完成的工作是在各种不同数据源之间进行数据传递、转换、净化和集成，最终产生中心 数据源，通过对学生所应拥有的数据和业务应用中数据流程的分析，以信息资源规划为 标准，在数据库层面上对数据整理提炼而实现了一个具有综合功能的准确、高效的数据 交换平台。在平台数据源基础上开发实现了一个功能较完备的学生管理系统，完善了教 务管理等系统。从而解决了对分散在各个“信息孤岛”中的学生有效数据进行整合的问 题f 埘。 2 2 开发技术的选择， 随着计算机软、硬件技术的发展，软件开发的方法和技术都取得了重大突破。软件 工程理论在实践中大量应用证明了大规模、复杂系统软件开发中大量的错误是由需求分 析和软件设计不当所导致的，而错误被发现的概率随时间的增长在减少，那么与此同时 大连理下大学硕士学位论文 修正错误所需要的代价则在增加。为此软件工程领域产生了需求分析技术和各种建模技 术，但是在实际系统中很难将需求非常准确的转化为设计。软件体系结构恰恰是对子系 统、软件系统构件以及它们之间相互关系的描述【1 3 1 。在开发中，如何根据实际情况选择 一种合适的体系结构，能使系统具有高效率、高质量，成为系统开发过程中至关重要的 一个问题。不同的结构有不同的优缺点也就是适用于不同的需求。一个小型的软件可能 具有一种软件体系结构，而大型的软件般由多种软件体系结构组成。目前工程中较为 实用体系结构有c s ( 客户机n 务器) 模式和b s ( 浏览器服务器) 模式。 c s 开发模式有三个主要组成部分：数据库服务器、客户应用程序和网络。由数据 库服务器提供应用( 数据) 服务，多台客户机进行连接。客户服务器应用模式的特点是： 所开发的系统大部分是基于“胖客户机”结构下的两层结构应用软件，客户端软件一般 由应用程序及相应的数据库连接程序组成，服务器端软件由某种数据库系统充当1 1 4 1 。客 户机和服务器两种软件通过局域网紧密地联系在一起，这种开发模型的优点是： ( 1 ) 在局域网环境下表现出速度快、效率高、稳定性好和安全性高等特点。 ( 2 ) 系统中的功能构件充分隔离，客户应用程序的开发集中于数据显示和分析， 服务器端软件的开发集中于数据的管理。 ( 3 ) 充分利用了胖客户端性能的优越性，系统将大的应用处理任务分布到许多通 过网络连接的低成本计算机上，这样可以节约大量费用，减轻服务器的负担。 c s 开发模式的缺点是： ( 1 ) 客户端的应用程序直接面对数据库中的数据。当客户端提出请求时，主要通 过s q l 语句对数据库进行相应的操作。在远距离通信、安全条件较为复杂时，数据库 系统的安全性成为一个突出的问题。 ( 2 ) 系统可扩展性差。在客户应用要求发生改变后，开发者需对软件进行大量修 改、编译和重新实施等工作，甚至可能需要重写程序，给客户和开发者带来了一定的困 难。 b s 开发模式中事务的处理被划分为三层，即：浏览器一应用( w e b ) 服务器一数据 库服务器三层。用户界面完全通过w e b 方式实现，事务逻辑中部分在前端实现，主要 事务逻辑在应用服务器端实现，用户通过浏览器向分布在网络上的许多w e b 服务器发 出请求，w e b 服务器对浏览器的请求进行处理，将用户所需信息返回到浏览器。数据 的请求、加工、结果返回、动态网页生成、数据库访问、应用程序的执行等工作全部由 w e b 服务器完成。这种开发模型的优点是： ( 1 ) 基于b s 模式的软件。系统安装、修改和维护全在服务器端解决。对软件进 行升级、修改等操作非常方便。 高校信息交换平台设计与实现 ( 2 ) 基于t c p i p 开放式网络标准协议，完全实现了跨平台访问计算机系统和网 络上的各种资源的功能，具有很强的系统独立性和平台无关性。 b s 模式的缺点： ( 1 )当网络应用面向不可知的用户群时，b s 模式对安全的制约能力相对于c s 模式较为薄弱。 ( 2 ) 当客户端对大容量数据进行深层次分析、汇总、批量输入输出、批量更改时， b s 模式的工作性能相对于c s 要弱，b s 模式的主要业务逻辑是在服务器端实现的l l 5 | 。 通过实际的调研和分析，本课题中存在着客户对性能要求不同的问题，所以开发的 模式根据不同的用户进行定制，在用户对数据安全性要求高、响应时间要求高的需求中 使用c s 模式进行开发，在用户对数据进行浏览和查询要求高的需求中使用b s 模式进 行开发，学生处管理系统的管理部分采用c s 模式开发，数据查询部分采用了b s 模式 开发。在对教务处系统改造的需求中，由于原有管理系统是c s 结构，很难进行二次开 发，其新增的数据查询、选课管理需求使用b s 模式进行开发。财务系统、后勤系统的 数据交换需求使用c s 模式开发。 2 3 开发平台和工具的选择 2 3 1 开发平台的选择 ( 1 ) 操作系统选择 中心数据库服务器所使用的操作系统是数据库软件系统的基础和系统安全、稳定运 行的基础，决定了软件系统的特性( 如实用性、可靠性和稳定性等) ，影响系统运行的 可靠性。l i n u x 系统是一个开源系统，是一个多用户、多任务的系统，在安全性和稳定 性上具有很好的性能【蚓。全球很多大型企业所用的服务器操作系统选择了l i n u x ，例如： 国内中央电视台c c t v 动画部，h p 下一代数据中心均选用了l i n u x 。r e d h a te n t e r p r i s e l i n u x 是基于开放源代码具有优越性能的操作系统，它支持七个不同硬件结构也通过多 个企业开发团体的认可。r e dh a te n t e r p r i s el i n u x 是企业级的l i n u x 标准，在全球大的 商业、政府及教育机构已经被广泛的应用。a s 是e n t e r p r i s el i n u x 家族内最强的版本， 提供对大型服务器的最全面的支持，a s 版本是专为企业关键业务提供服务的l i n u x 解 决方案，它适合运行数据库、中间件、e r p c r m 和集群负载均衡系统等关键业务，它 提供了最全面的支持服务。所以在中心数据库平台所用的操作系统上选择了a s 4 u 5 。 r e dh a t e n t e r p r i s el i n u xa s 的优势是： 大连理t 大学硕士学位论文 系统性能稳定。l i n u x 是参考u n i x 技术基础上发展出来的操作系统，因此，l i n u x 具有与u n i x 系统相似的程序接口与操作方式，继承了u n i x 稳定、高效性等特点【l 7 1 。 安全性好。没有绝对安全的主机，l i n u x 所使用的开源软件开发方式有助于更容 易地暴露错误，从而能得到及时修补，这是其它操作系统不具备的优势。a s 提供了丰 富的系统安全功能，包括s s l 、i p s e c 等。所以系统具有较高的相对安全性。 良好的系统保密性。文件的属性使用可读、可写、可执行等参数来定义，针对 使用者系统把文件属性划分为所有者、文件所属组、其它三类权限，形成了层次组合保 密机制。 ( 2 ) 数据库软件的选择 数据库的选择以适用为依据。根据信息交换平台的实际情况，即平台具有使用部门 复杂、各部门需求复杂和原有数据格式复杂等特征，所选数据库系统应该具有以下功能： 安全性。针对学生数据高保密性的要求，数据库系统必须具有很好的安全措施， 保证数据的安全，同时应具有很强的系统故障恢复和数据备份能力。 灵活性。针对各部门要求的不同所导致的开发模式的多样性，数据库系统必须 能够解决多种数据格式共存和管理的问题，能够适应多种架构和语言进行软件开发的需 求。 扩展性。针对学校未来发展的需求，数据量和应用的要求会快速增长，数据库 系统的处理能力应能满足用户量和数据量高速增长的需求，保持系统在一定时间和空间 范围内具有较强适应能力和扩展能力。 经过对市场现有数据库系统软件的调研和分析，最终选择了o r a c l e9 i 作为平台数据 库系统，o r a c l e 数据库具有以下优点： 支持大数据量、多用户的高性能事务处理。o r a c l e 支持大量用户同时在同一数 据库上执行各种数据应用，并使数据争用最小化，保证数据一致性和完整性。 高性能的系统维护能力。o r a c l e 支持永不停机，用户进行正常的系统操作( 即 使后备或个别计算机系统故障) 不会中断对数据库的使用【1 7 】。o r a c l e 具有数据的可用性 控制能力，能在数据库级或在子数据库级上实现可用性控制，保证数据使用的安全性。 具有较好的安全性控制和完整性控制功能。o r a c l e 限制各监控数据存取权限， 提供可靠的系统安全性。o r a c l e 实施数据完整性控制，用完整性约束机制防止无效的数 据进入数据库，如果一些特定操作的执行结果破坏完整性约束，该语句被回滚，从而保 证了数据的完整性。 高校信息交换平台设计与实现 支持分布式数据库和分布处理。o r a c l e 为了充分利用计算机系统和网络性能的 优势，允许将处理分为数据库服务器和客户应用程序，所有共享数据的管理由数据库管 理系统处理，而运行数据库应用的工作站集中于解释和显示数据。 2 3 2 开发工具的选择 根据交换平台的实际需求，针对学生处提出系统在校园网范围内要具有较高的响应 能力和较高数据保密能力，选择了c s 开发模式。针对教务处新增功能选课管理和成绩 管理其使用对象主要面向学生，地理分布范围较大，选择了b s 开发模式。开发工具根 据开发模式进行选择，c s 模式主要开发工具有v c ，v b ，d e l p h i 等，b s 模式开发工具 主要有p h p ，a s p ，j s p 等，根据系统实际要求和开发组自身的条件，c s 模式选择了 v b 心o 技术作为开发平台，b s 选择了j s p + j a v a s e r v l e t4 - j a v a b e a n4 - j d b c 技术作为 开发平台。 ( 1 ) j s p 技术的优点 j s p 是s u n 公司推出的一种新型的i n t e r n e t 的开发语言，是一种在服务器端编译执 行的w e b 应用程序编程语言。使用于地理范围较大的b s 模式的开发，其脚本语言采 用j a v a ，继承了j a v a 的优点【墙】。具体如下： 通过j s p 的j a v a b e a n 功能，实现了网站逻辑和界面的分离。 组件具有很好的可重用性，j s p 页面使用组件执行较