（计算机应用技术专业论文）高校信息标准实施的研究.pdf

摘要 随着信息技术的迅猛发展，人们逐步迈向信息化的社会，由此教育信息化面 临严峻的挑战。自从1 9 9 0 年美国克莱蒙特大学教授凯尼斯格林提出数字化校园 的概念，并伴随着人们对教育信息化的理解的深入，数字化校园的概念日益清晰， 并且成为各高校信息化建设的重要组成部分。但是，目前高校信息化还存在很多 薄弱性和不足，主要表现在：各部门都有自己的信息系统，开发平台，使用的开 发语言以及后台数据库也不同，又缺乏统一的接口和数据标准，信息缺乏有效共 享，因此形成了一个个的“信息孤岛”和大量异构数据，这些问题严重制约了高校 信息化建设的进程。 本论文首先讨论了信息标准的相关知识，包括信息化、标准化、信息标准制 定的原则、高校信息标准涉及的内容等。其次，对x m l 技术进行了详细论述，介 绍了x m l 技术的基础语法知识，接着讨论了x m l 结构描述的两种方法以及解析x m l 文件的两种常用编程接口技术，还论述了x m l 在数据交换中的应用等方面的内容。 然后，以大连海事大学为例，阐述了基础信息编码的原则，对基础信息在编码时 出现的问题进行了探讨，在该原则下，提出了适合该校信息化建设的自定义标准 的制定方案，同时对基础数据库元数据的选取采用了0 1 矩阵的方法。最后，本 课题着重研究了解决异构数据的交换问题，提出了一个基于x m l 的异构数据库的 数据交换模型。以使用最广泛的关系数据库为例，详细论述了两个核心问题：关 系数据库到x m l 的映射和x m l 到关系数据库的映射，在关系数据库到x m l 的映射 算法中，总结了六个映射模式，最后根据此算法对两大模块如何实现进行了详细 地设计。 关键词：信息标准；异构数据交换；l ；x m ls c h e m a r e s e a r c ho ni m p l e m e n t a t i o no fi n f o r m a t i o ns t a n d a r di nu n i v e r s i t y a b s t r a c t w i t ht h e r a p i dd e v e l o p m e n t o fi n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y , p e o p l es t e p i n t o i n f o r m a t i o ns o c i e t yg r a d u a l l y , s oe d u c a t i o ni n f o r m a t i o nm e e ts e v e r ec h a l l e n g e s i n c e d i g i t i z a t i o nc a m p u sr a i s e db yp r o f e s s o rk e n n e t hg r e e no fc l e r m o n tu n i v e r s i t yi n a m e r i c ai n1 9 9 0a n dw i t ht h ed e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n da se d u c a t i o n i n f o r m a t i o nu n d e r s t o o di nd e p t h ，t h ec o n c e p t i o no fd i g i t i z a t i o nc a m p u si si n c r e a s i n g l y c l e a ra n dd i g i t i z a t i o nc a m p u sb e c o m e sa ni m p o r t a n tp a r to fi n f o r m a t i o nd e v e l o p i n go f e v e r yc a m p u s b u t a t p r e s e n t c o l l e g ei n f o r m a t i o n e x i s t s m a n yw e a k n e s s e s a n d d e f i c i e n c i e s ，w h i c hm a i n l yi n c l u d ee v e r yd e p a r t m e n th a v i n gi t so w ni n f o r m a t i o n s y s t e m ，d i f f e r e n td e v e l o p m e n tp l a t f o r m s ，l a n g u a g e sa n dd a t a b a s e s ，l a c k i n g u n i f o r m i n t e r f a c ea n dd a t as t a n d a r da n d b e i n g s h o r to f e f f e c t i v e l ys h a r i n g o f i n f o r m a t i o n t h e r e f o r e “i s o l a t e di s l a n d so fi n f o r m a t i o n a n da g r e a t d e a l o f h e t e r o g e n e o u sd a t ac o m e i n t ob e i n g b e c a u s eo ft h ed i f f e r e n c e so fd a t a b a s ea n dl o g i ci n e v e r ys y s t e m ，t h e r ep r o d u c eag r e a td e a lo fh e t e r o g e n e o u sd a t a t h e s ep r o b l e m sp r e v e n t c o l l e g ei n f o r m a t i o nf r o md e v e l o p i n g f i r s t ，t h et h e s i sd i s c u s s e sr e l a t i v ek n o w l e d g eo fi n f o r m a t i o ns t a n d a r d ，i n c l u d i n g i n f o r m a t i o n ，s t a n d a r d i z a t i o n ，p r i n c i p l e so fi n f o r m a t i o ns t a n d a r de s t a b l i s h m e n t ，c o n t e n t s r e l a t e dt oi n f o r m a t i o ns t a n d a r di nu n i v e r s i t y , e t c s e c o n d ，t h et h e s i sd e t a i l e d l y d i s s e r l a t e sx m l t e c h n o l o g y , i n t m d u e e sb a s a ls y n t a xo fx m lt e c h n o l o g y , d i s c u s s e st w o m e t h o d so fx m l ss t r u c t u r ed e s c r i p t i o na n dt w oc o n l i n o np r o g r a m m i n gi n t e r f a c e so f p a r s i n gx m l a n dd i s s e r t a t e sx m la p p l i c a t i o no nd a t ae x c h a n g e t h e n ，t a k i n gd a l i a n m a r i t i m e u n i v e r s i t y f o r e x a m p l e ，i t s e t sf o r t h p r i n c i p l e s o fb a s a li n f o r m a t i o n c o d i n g , d i c u s s e sp r o b l e m sd u r i n g i n f o r m a t i o nc o d i n g , p u t sf o r w a r de s t a b l i s h m e n t p r o j e c to fc u s t o ms t a n d a r dt h a ta d a p t st oi n f o r m a t i o nc o n s t r u c t i o no fd a l i a nm a r t i m e u n v e r s i t ya n di n t r o d u c e s0 - 1m a t i xm e t h o dt h a ti su s e di ns e l e c t i n gm e t a d a t ao fb a s a l d a t a b a s e f i n a l l y , t h ep a p e re m p h a s i z e se x c h a n g er e s e a r c ho fi s o m e r o u sd a t a ，b r i n g s f o r w o r dad a t ae x c h a n g em o d e lo fh e t e r o g e n e o u sd a t a b a s eb a s i n go nx m l i tt a k e s r e l a t i o nd a t a b a s ef o re x a m p l ea n de x p a t i a t e st w oi m p o r t a n tq u e s t i o n s ：m a p p i n gf r o m r e l a t i o nd a t a b a s et ox m la n dm a p p i n gf r o mx m lt or e l a t i o nd a t a b a s e i ts u m m a r i z e s s i xm a p p i n gm o d e si nm a p p i n ga r i t h m e t i cf r o mr e l a t i o nd a t a b a s et ox m la n dd e s i g n s d e t a i l e d l yh o w t oa c h i e v et w om o d u l e sa c c o r d i n gt ot h em a p p i n ga r i t h m e t i c k e yw o r d s ：i n f o r m a t i o ns t a n d a r d ；h e t e r o g e n e o u sd a t ae x c h a n g e ；x m l ：x m l s c h e m a i i i 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果， 撰写成博士硕士学位论文 ：直撞信息拯造塞蕉的受窟：。除论文中已经注明 引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方 式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未 公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：雪长牟“年；月知日 节 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连海事大学研究生学位论文提交、 版权使用管理办法”，同意大连海事大学保留并向国家有关部门或机构送交学位 论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将 本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存和汇编学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于：保密口 不保密口( 请在以上方框内打“4 ”) 论文作者签名： 导师签名：庆矽私 日期：伽年弓月“日 第1 章绪论 1 1 选题背景 随着计算机技术、网络通讯技术、多媒体技术的迅速发展，人类正在迈向信 息化的社会，信息技术的迅速发展，引起了经济社会的巨大变革，冲击着社会的各 个方面，成为人类迈向信息化社会的强大推动力。 1 9 9 3 年9 月，美国克林顿政府正式提出建设“国家信息基础设施”( n a t i o n a l i n f o r m a t i o ni n f r a s t r u c t u r e ，简称n i i ) ，俗称“信息高速公路”( i n f o r m a t i o n s u p e r h i g h w a y ) 的计划，其核心是发展以i n t e r n e t 为核心的综合化信息服务体系和 推进信息技术( i n f o r m a t i o r lt e c h n o l o g y ，简称i t ) 在社会各领域的广泛应用，特 别是把i t 在教育中的应用作为实旌面向2 1 世纪教育改革的重要途径n 美国的这一 举动引起世界各国的积极反应，在这种大背景下，许多国家的教育信息化进程也 由此迅速加快。 数字化校园的提法始于1 9 9 0 年由美国克莱蒙特大学教授凯尼斯。格林 ( k e n n e t h g r e e n ) 发起并主持的一项名为“信息化校园”的大型科研项目【2 】，自此， 建设虚拟校园开始进入教育界有识之士的议事日程，并最终演变成为今天的“数 字化校园”概念。1 9 9 8 年1 月3 1 日，美国前副总统戈尔( a lg o r e ) 在美国加利福尼 亚科学中心发表了题为“数字地球：二十一世纪认识地球的方式( t h ed i g i t a l e a r t h ：u n d e r s t a n d i n go u rp l a n e ti nt h e2 1 s tc e n t u r y ) ”的演讲，最先提出 “数字地球”的概念。“数字地球”是以数字化数据为基础的。随着信息技术的 发展和对教育信息化理念了解的深入，数字校园开始走出喧嚣的概念。 “数字化校园”【3 】即利用计算机技术、网络技术、通信技术对学校与教学科研、 管理和生活服务等有关的所有信息资源进行全面的数字化，并用科学规范的管理 对这些信息资源进行整合和集成，以构成统一的用户管理、统一的资源管理和统 一的权限控制，把学校建设成面向校园内、也面向社会的一个超越时间、超越空 间的虚拟大学。“数字校园”成为高校信息化建设的重要组成部分，它的实施建 设，已成为高校快速提升整体教学管理水平的重要手段。 面对信息化浪潮所提供的机遇，我国政府明确提出要信息化、工业化并重， 以信息化推进工业化，实现跨越式发展。在这样的背景下，我国高等教育为迎接 信息化面临着新的挑战，利用新技术所提供的巨大潜力构建2 1 世纪的高等教育模 式。 随着信息技术的蓬勃发展，高校信息化建设也有了重大进展。一些大学如清 华大学、北京大学、南京大学等对数字校园有了自己的领悟，根据自身的校情， 制定出数字校园的规划和建设要点。但是，现阶段的教育信息化建设暴露出诸多 不足，主要表现在：学校的信息没有一个统一公共数据库系统来支撑与维护；各 种信息系统基本是各自独成系统，相互之间缺乏有机的结合，没有统一标准，形 成了“信息孤岛”；发展缺乏统一规划，信息缺乏有效共享，应用缺乏有效集成， 用户缺乏统一的接口。 可见信息标准对促进高校信息化建设有举足轻重的作用，信息标准的研究也 具有非常重要的意义。 1 2 高校信息化建设的现状 我国高校信息化建设近年来取得了巨大的成就，主要表现在： 1 几乎所有高校都接入了i n t e r n e t ，绝大部分高校建成了自己的校园网， 主干网络达到1 0 0 m 甚至1 0 0 0 m ，也有的高校达到了1 0 0 0 0 m ，高校信息化体系初现 规模。 2 主管部门和高校自身非常重视信息化建设，人、财、物各方面的投入很大。 3 高校对信息化建设制定了中长期规划，信息化的内容建设逐渐丰富。 虽然高校信息化建设取得了巨大成就，但是，高校信息化建设经过十多年的 基础设施建设后，下一步的投入方向及整体目标不明确，暴露出不少隐患，阻碍 了高校信息化向深层次发展。我国高校信息化建设存在的缺陷主要表现在以下几 个方面： 1 软硬件发展不够协调 在高校信息化建设过程中，这种趋势表现得非常明显，硬件投资大，软件投 资小，网络利用率低。如今高校基础设施建设都有了较大的发展，但是软件的建 设与应用系统建设却比较滞后，如各个子系统功能不完善，技术落后等等，非协 调的发展在一定程度上制约了高校信息化的水平。 2 部门之间条块分割，缺乏统一接口和标准 2 高校内的信息化建设得不到统一的规划，各院、系等职能机构在信息化建设 方面各自为政。教务、办公、财务、图书、后勤、保卫、科研都建立了自己的管 理信息系统，由于所采用的软件系统不一致、数据标准不统一，信息缺乏有效共 享，各应用系统间也缺乏集成，形成了大量的异构数据，各应用系统之间无法直 接访问相互间的数据，经常需要人为的处理，例如数据交换。这样在全校范围内 就人为地形成了“信息孤岛”，不但导致了校内大量的低水平重复建设，资金浪 费严重，还给教学、科研带来了极大的困难，对整个学校应用系统的效率和准确 性都产生了重大的影响。 3 服务粗糙，缺乏深层次的增值服务 毫无疑问，高校信息化建设是基于高质量的校园网络，但仅依靠传统的w w w 、 f t p 、e - m a i l 、b b s 、电子教室等服务远远不能满足信息化建设的要求，短信平台、 消息中心、招生就业数据仓库、知识库、评估系统等增值服务的作用越来越重要， 但却没有充分实现。 4 缺少有力的组织机构，信息化建设方向不明确 虽然各高校均成立了信息化工作领导小组，但往往对信息化建设的进度和规 模估计不足，当把1 0 0 0 0 m 校园网建立起来后，接下来如何充分利用校园网，实现 虚拟大学、无纸化办公、管理决策智能化等缺乏足够的思想准备和成熟的方案， 致使信息化建设发展到一定阶段后无所适从，甚至停滞不前。 5 存在异构数据，信息无法共享 高校内各子系统的相对独立，导致了大量的异构数据。数据的异构性导致了 应用对于数据交换的需求。所以异构数据的相互转换是教育信息化建设过程遇到 的一个难题，严重制约了教育各种应用信息系统的建设和数据的共享程度。在高 校异构数据环境中，异构数据库【4 】( 即数据模型不相同，即使同为关系模型，也有 不同的关系数据库系统如s q ls e r v e r 、o r a c l e 等) 是其重要的组成部分，除了异 构数据库，还有系统异构，逻辑异构引起的异构数据问题，本论文主要对数据库 的异构导致的异构数据问题进行探讨。 目前，高校面临的亟待解决的问题就是信息的有效共享和集成。因此，本论 文主要解决两个问题：信息标准和异构数据转化。 1 3 论文的研究内容及论文的组织结构 1 3 1 论文的研究内容 本论文针对高校信息化建设中出现的信息标准不统一的问题，抛弃传统的解 决办法：“推倒重来”( 即废除原来相互独立的子系统，建立统一门户，统一平台 的数字化校园。结果会造成资源的巨大浪费，包括人力，物力和财力等) 和“慢慢 整合”( 即对现有各系统进行全面的分析和评价，再进行系统整合。但是这种方法 系统分析时间较长) ，提出了更合理的、更适合高校信息化建设的解决方案，具体 步骤如下： 首先，废除那些功能很不健全的系统，保留那些相对功能比较完善的系统。 其次，建立学校的数据中心基础数据库。把各个部门都用到的公共数据， 标准化后放入基础数据库，以供各子系统共享。 最后，解决异构数据问数据交换问题。 针对此解决方案，本论文做了以下两个方面的工作： 1 数据的标准化。在遵守国家标准的基础上，各高校制定符合各校校情的信 息标准。本文以大连海事大学为案例，对自定义标准的制定进行了探讨和研究； 在标准制定后，对基础数据库建设中涉及的问题元数据的选取，提出了采用 o - 1 矩阵的思想解决该问题。 2 。数据交换的标准。本课题以使用最广泛的关系数据库为例，探讨了异构数 据交换的问题，并建立了一个基于x m l 的异构数据的交换模型，较好地解决了高 校内各系统间异构数据交换的问题。 1 3 2 论文的组织结构 本论文的研究主要包括以下章节： 第一章：绪论。首先叙述了本课题的来源及论文的研究意义，然后介绍了高 校信息化建设的现状，最后介绍了本文的研究内容及组织安排。 第二章：信息标准概述。本章主要介绍了信息化的概念、标准化的概念、信 息标准制定的原则、高校信息标准涉及的内容、信息分类编码的概念等。 第三章：x m l 技术介绍。本章主要介绍了x m l 的语法知识、x m l 文件显示的两 种样式单语言、描述x m l 结构的两种技术、常用的x m l 编程接口技术等。 4 第四章：自定义标准和基础数据库中数据的选取问题及解决方案。本章以大 连海事大学为例，论述了基础信息编码的原则及在编码时出现的问题，就出现的 问题给出了解决方法，在该原则下，本文提出了适合大连海事大学信息化建设的 自定义标准。本文就基础数据库中数据的选取问题给出了解决方案。 第五章：基于x m l 的异构数据交换模型的设计。本章以关系数据库为例，首 先比较和分析了关系数据库和x m l 的结构。然后分别对关系数据库到x m l 的映射 算法及x m l 模式到关系模式的映射算法做了详细论述。最后提出了数据交换的模 型，并对其进行了详细设计。 第六章：总结及进一步的工作。 第2 章信息标准概述 2 1 信息化和标准化的概念 2 1 1 信息化和教育信息化 1 信息化 信息化的思想是1 9 6 3 年1 月由日本社会学家梅倬忠夫发表的信息产业论 中首次提出来的，但有关社会现象，则更早就受到西方学者的重视和研究。“信 息化”概念是1 9 6 7 年由日本科学技术和经济研究团体提出，基本看法是今后的人 类社会将是一个以信息产业为主体的信息化社会。 信息化是以信息资源开发利用为核心，以信息技术( 计算机、网络、通讯、 信息处理) 等高科技技术为依托的一种新技术扩散过程。信息化可分为政府信息 化、企业信息化、教育信息化、商务信息化、生活信息化等，下面重点论述一下 教育信息化。 2 教育信息化 教育信息化是整个社会信息化的一个重要组成部分，它是将现代信息技术引 入到教育领域，应用到教育的各个层面，促进教育信息资源的合理配置、开发和 高效利用，在教育领域实现信息社会所特有的重要组织形式和管理方式的系列过 程。即指在教育领域全面深入地运用现代化信息技术来促进教育改革和教育发展 的过程，其结果必然是形成一种全新的教育形态信息化教育。 教育信息化 5 1 是“以现代信息技术为基础的新教育体系，包括教育观念、教 育组织、教育内容、教育模式、教育技术、教育评价、教育环境等一系列的改革 和变化。教育信息化并不简单地等同于计算机化和网络化，而是一个关系到整个 教育改革和教育现代化的系统工程。” 教育发展到今天，经历了无数挑战，并且还要接受新的多挑战，而今天所面 临信息化的挑战更是前所未有的。以信息化带动教育现代化，已成为教育跨越式 发展的必由之路。从挂图投影，到信息化校园，在这个动态演迸过程中，信息化 逐步上升为新世纪各国教育变革新标志。这场由新技术革命引起教育的重大变革， 6 正在对教育的各个领域产生巨大而深远的影响。社会的信息化，必然要求教育的 信息化，教育信息化已成为世界范围内教育现代化建设的标志。 2 1 2 标准化 标准化是信息化的基础，要实现信息化，必须要实现信息标准化，数字化校 园建设需要统一的标准。 为在一定的范围内获得最佳秩序，对实际的或潜在的问题制定共同的和重复 使用的规则的活动，称为标准化1 6 1 。一般包括标准的产生( 调查、研究、形成草 案、批准发布) 、标准的实施( 宣传、普及、监督、咨询) 和标准的更新等阶段( 子 过程) 。其中，每一个新标准的产生，都标志着某一领域或某项活动的经验被规范 化。 2 2 信息标准介绍 2 2 1 标准和信息标准 标准化活动是一种特殊活动，其结果是生产一种特殊产品，这就是标准。 标准是为了在一定的范围内获得最佳秩序，对活动或其结果规定共同的和重 复使用的规则、导则或特性的文件，该文件经协商一致制定并经一个公认机构的 批准。标准应以科学、技术和经验的综合成果为基础，以促进最佳社会效益为i b 的。 所谓信息标准，就是在信息的产生、传输、交换和处理时采用的统一的规则、 概念、名词、术语、传输格式、表达格式和代码。通常所说的信息标准指狭义的 信息标准，即信息表达的标准，实质上就是在一定范围内人们能共同使用的对某 类、某些、某个客体抽象的描述与表达。对信息系统的运行和信息资源的利用来 讲，信息表达的标准化至关重要。广义的信息标准涉及信息处理的全过程，包括 信息传递与通讯，数据流程，信息处理的技术与方法，信息处理设备等等。对于 一个信息系统的建设来说，往往包括所有信息标准的应用。 2 2 2 信息标准制定的原则 制定标准应遵循的原则是： 要从全局利益出发，认真贯彻国家技术经济政策； 7 充分满足使用要求； 有利于促进科学技术发展。 高校信息标准的制定在遵循以上总体原则的同时，还要遵循以下原则： 标准化原则：尽量采用国际标准、国家标准； 实用性原则：标准要能够适合高校各自的数字校园建设的需要； 开放性原则：标准要适应技术的发展； 分步实施原则：边制定边实施，逐步完善。 2 3 现有的国家教育信息标准 教育管理信息化标准 7 1 是我国第一部相对完整的教育管理信息化方面的 标准规范，包含学校管理信息标准、教育行政部门管理信息标准、信息交换标准、 管理软件规范四个大部分，内容涵盖了教育行政部门和学校日常管理工作中的方 方面面，包括学生、教师、教学、科研、体卫、设备、房产、办公等业务管理信 息，以下列出了有关高校管理信息的部分内容。 一、教育管理信息化标准主要内容 1 第一部分：学校管理信息标准 ( 1 ) 幼儿园管理信息 ( 2 ) 普通中小学校管理信息 ( 3 ) 中等职业学校管理信息 ( 4 ) 高等学校管理信息 2 第二部分教育行政部门管理信息标准 ( 1 ) 教育部管理信息 ( 2 ) 省( 自治区、直辖市) 级教育管理信息 ( 3 ) 地( 市) 级教育管理信息 ( 4 ) 县( 区、旗) 级教育管理信息 3 第三部分信息交换标准 4 第四部分管理软件规范 二、教育管理信息化标准( 第一部分：学校管理信息标准) 内容 8 4 高等学校管理信息 包括普通高校、成人高校、民办高校和培养研究生的科研机构等。 ( 1 ) 学校基本情况信息子集 ( 2 ) 学生信息子集 ( 3 ) 研究生招生信息子集 ( 4 ) 研究生非学历教育信息子集 ( 5 ) 教职工信息子集 ( 6 ) 教学管理信息子集 ( 7 ) 科研信息子集 ( 8 ) 体育卫生信息子集 ( 9 ) 办公管理信息子集 ( 1 0 ) 房产与设施信息子集 ( 1 1 ) 仪器设备与实验室信息子集 ( 1 2 ) 图书管理信息子集 信息标准在高校范围内为数据库设计提供了类似数据字典的作用，为信息交 换、资源共享提供了基础性条件。信息标准在信息化建设中是至关重要的，在新 的形势下应该有新的拓展。 2 。4 高校信息标准涉及的内容 信息化标准的研究和制订的目的在于满足学校信息系统建设的需要，加强信 息化建设的统一领导，建立信息化标准的管理体系，保证信息在采集、处理、交 换、传输的过程中有统一的规范，最大限度地实现信息资源共享，使学校信息系 统得到协同发展，为实现教育信息化作出应有的贡献 8 1 。 信息化标准覆盖面很宽，随着信息技术的迅速发展，信息标准已经不再是平 面的，而是立体的、结构化的。信息标准的体系结构主要包括基础设旌规范、应 用系统规范、信息标准( 含信息的应用规范) 、用户规范和信息化管理规程等几 个大的方面，其体系结构如图2 1 所示。 9 图2 1 信息标准的体系结构 f i g ，2 1s y s t e ms t r u c t u r eo fi n f o r m a t i o ns t a n d a r d 2 4 1 基础设施规范 基础设施包括计算机硬件系统( 服务器、个人计算机) 、计算机软件系统( 包 括操作系统、数据库平台、应用平台等) 和网络基础设施。 基础设施在建设时，应考虑以下几个问题： 其稳定性，安全性等功能指标是否满足校园整体信息化建设的需要； 其速度、容量等基本性能是否适合长远发展的需求； 在选择产品时，要考虑与主流产品的兼容性以及产品的技术支持和服务质 量如何： 是否代表新的发展方向。 下面以大连海事大学为例，讨论一下基础设施的建设。 1 大连海事大学校园网络建设现状 2 0 0 4 年1 2 月，大连海事大学万兆核- t l , 校园网正式开通，解决了原有网络( 如 图2 2 所示) 存在的诸多问题【9 】： 网络核心和汇聚带宽不够 网络稳定性不够 网络安全性不够 网络扩展性不够 1 0 图2 2 大连海事大学原有网络图 f i g 2 2t h ef o r m e rn e t w o r kp l a no fd a l i a nm a r i t i m eu n i v e r s i t y 基于原有网络存在的缺陷，大连海事大学和锐捷网络公司合作，把采用3 c o m 的三层高端交换机千兆骨干网改造为采用三层万兆高端交换机的骨干网，将校园 网第一层骨干网替换为万兆核心，第二层汇聚层替换为千兆网，百兆到桌面，如 图2 3 所示。 图2 3 大连海事大学万兆校园网 f i g 2 , 3t e nt h o u s a n dm i l l i o nc a m p u sn e t w o r ko f d a l i a nm a r i t i m eu n i v e r s i t y 大连海事大学万兆校园网的先进特性【9 】如下： 网络高性能 网络的高性能解决了以前因为网络的带宽以及设备的处理能力不够，大部分 的楼栋之间不可以互访的不足。 网络高稳定可靠 冗余电源、冗余引擎保障核心与汇聚设备提供了高度的物理可靠性；数据平 面、管理平面、控制平面分离、增强了核心与汇聚$ 6 8 0 0 e 的稳定性。 因为锐捷的接入、汇聚以及核心设备都具有非常强大的抗病毒传播的功能， 所以病毒泛滥时，不会影响网络的正常运行。 网络高安全 以前网络因为抗攻击的手段和能力比较差，所以当有人尝试进行网络攻击时， 很容易造成网络的瘫痪，因为锐捷的接入、汇聚以及核心设备都具有强大的抗攻 击能力，所以校园网真正成为了一个既开放又安全的网络。 网络易于管理 现有网络有强劲的网络拓扑发现能力；增强的设备管理能力；智能化的事件 管理机制；高效的性能监视和预警功能及友好的用户界面。 网络业务易于扩展 扩展性主要表现在：性能可扩展，模块可扩展、功能可扩展、应用可扩展。 大连海事大学万兆校园网的建成，充分满足了学校基于网络的数据、语音，以 及视频等应用，为该校进一步数字化建设构建了一个高性能的网络基础服务平台。 2 大连海事大学软件系统的现状 与网络基础设施相比，大连海事大学的软件信息系统的建设相对滞后，主要 问题如下： 软件开发平台很多，应用水平参差不齐； 软件设计灵活性不够，扩充性和开放性较差： 适合网上应用的软件较少。目前大多数软件的应用局限在单机或小型局域 网上，缺乏在大型网络，如办公网、校园网、城域网、互联网上应用的软件。 大连海事大学基础设施的建设充分体现了高校信息化建设中存在的诸多问 题。 2 4 ，2 应用系统规范 在数字化校园建设中，各应用系统的建设要遵守应用系统的规范，才能促进 数字化校园建设的进程，应用系统的建设需要考虑一下诸多问题： 应与科学的管理体制相适应，并代表先进的发展方向； 应用系统的数据设计要符合信息标准及应用规范； 要求应用系统功能要齐全，满足各应用系统的需求； 能与其它应用系统集成，提供应用访问接口，符合一定的应用管理规范； 应用系统应满足对通用性、扩展性、易操作的要求； 信息安全性也是不容忽视的问题； 应用系统建设的技术文档应齐全规范，包括源程序和技术文件。 2 4 3 信息标准及应用规范 信息标准在全校范围内为数据库设计提供了类似数据字典的作用，为信息交 换、资源共享提供了基础性条件。信息标准在信息化建设中是至关重要的，在新 的形势下应该有新的拓展。 目前各类信息系统几乎都在校园网环境下运行，规范它们的数据应用属性才 能促进资源共享，使信息能有序流通；应用规范为系统开发、运行提供了数据使 用规范。 信息标准的结构如图2 4 所示，信息标准的层次结构如图2 5 所示。按学校 的特点可分多个信息标准集。信息标准集下分信息子集( 如教学管理信息标准集 下分基本子集和教务子集) ，信息子集下分信息类，信息类是相关信息项的集合( 如 基本子集中的学籍类) 。信息标准集中最基本描述的是信息项( 数据字段) 的属性， 如：字段名，类型，长度等。 图2 4 信息标准的结构 f i g 2 4s t r u c t u r eo fi n f o r m a t i o ns t a n d a r d 1 4 图2 5 信息标准的层次结构图 f i g 2 5l e v e ls t r u c t u r eo fi n f o r m a t i o ns t a n d a r d 门 口i 代i h 2 4 4 用户规范 以上是系统建设方面的规范，而系统用户的素质是影响应用水平和效益的最 终制约因素，因此，用户素质的提高是信息化建设的重要环节。这里对用户提出 以下规范要求： 不断提高信息技术水平，学校要对教职工定期进行考核，考核通过者才能 上岗； 积极参加新系统的培训学习，熟练掌握应用系统的功能操作； 建立全校一盘棋的全局观念，及时维护数据的准确性和数据交换的可靠 性，确保信息资源共享； 加强规章制度教育与学习，提高用户的系统安全、信息保密意识。 2 4 5 信息化管理规程 信息化管理规程是指学校在信息系统建设和运行中应遵循的管理规范，使信 息化建设和运行进入统一管理的新局面。 1 新建应用系统要有报批制度，只有符合标准规范的系统才能开发实施；对 已有不符合规范要求的系统要有计划地改造为符合标准规范的系统： 2 对于未报批的新建系统学校将不予支持( 资金、技术) ，今后该系统与其 他系统的数据交换、信息共享造成的问题自己负责： 3 新系统验收或鉴定要有学校有关部门参加，对不符合标准规范的系统不予 通过： 4 应用系统的运行后台需要建立严格的运行管理和技术操作规范，并建立具 备一定资质的技术保障和管理队伍； 5 应用系统的运行前台需要建立培训、考核及使用的规范，保证用户能够有 效地、正确地使用信息系统。 如果把基础设施、应用系统、信息、用户分别比作“路、车、货、人”的话， 而信息化管理规程则是适用于“路、车、货、人”的基本“交通规则”，如图2 6 所示，于是形成了适用于高校信息化建设的“路、车、货、人”的标准与规范。 在“路”、“车”、“货”、“人”四个标准规范中，“货”是最基本也是最重 要的，没有“货”，“路”、“车”、“人”也就失去了其存在的价值，本文也 把它列为重点讨论的内容之一。 图2 6 信息标准功能豹形象化图 f i g 2 6v i v i df i g u r eo fi n f o r m a t i o ns t a n d a r df u n c t i o n 2 5 信息分类编码介绍 信息分类编码【1 0 l ( i n f o r m a t i o nc l a s s i f y i n aa n dc o d i n g ) 是标准化的一个 领域，已发展成为一门学科，有自身的研究对象、研究内容和研究方法。在工业 1 6 社会中，信息分类和编码是提高劳动生产率和科学管理水平的重要方法。美国新 兴管理学的开创者莫里斯l 库克说：“只有当我们学会了分类和编码，做好简 化和标准化工作，才会出现任何真正的科学的管理”。 在信息化时代，信息的标准化工作越来越重要，没有标准化就没有信息化， 信息分类编码标准是信息标准中的最基础的标准。信息分类就是根据信息内容的 属性或特征，将信息按一定的原则和方法进行区分和归类，并建立一定的分类系 统和排列顺序，以便管理和使用信息。信息编码就是在信息分类的基础上，将信 息对象( 编码对象) 赋于有一定规律性的、易于计算机和人识别与处理的符号。 应遵照国际标准一国家标准一行业标准一教育标准的序列，建立教育信息系统所使用 的信息分类编码标准。 1 7 第3 章x m l 技术介绍 标准化的基础数据库能推进信息标准的建设进程，从而促进了数字化校园的 建设。基础数据库中的数据是符合国家制定的标准或者各高校自定义的标准的， 但是保留下来的子系统中的数据可能是不标准的；各子系统开发平台及数据库有 很大差异，因为基础数据库的建设对数字化校园的开展有很重要的作用，所以考 虑到安全等方面的问题，会选择比较大型的数据库，比如：o r a c l e 或s q ls e r v e r 。 予系统之间以及子系统与数据中心的基础数据库之间在数据交换的时候就存在异 构数据交换的问题。随着x m l 技术应用的不断深入及自身独特的优势，使得# 4 l 已经成为数据交换的标准语言。 3 1x m l 技术 3 1 1x m l 简要介绍 x m l i ”】是e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e 的缩写。它是w 3 c ( w o r l dw i d ew e b c o n s o r t i u m ，万维网联盟) 指定的用于描述数据文档中数据的组织和结构安排的语 言，是专门为w e b 应用而设计的标准通用标记语言s g m l ( s t a n d a r dg e n e r a l i z e d m a r k u pl a n g u a g e ) 的一个优化子集，1 9 9 8 年2 月，x m l l 0 成为w 3 c 的推荐标准， 2 0 0 2 年1 0 月又发布了候选推荐标准x m l l 1 ，2 0 0 4 年2 月成为w 3 c 的正式推荐标 准f 埘。严格来讲，x m l 定义为：可扩展标记语言x m l 是s g j t l 的一个子集，它是一 种元语言，描述用来创建特定标记语言的概念和规则。 可将删l 看作一种半结构化的数据模型，可以很容易地将x m l 文档描述与关 系数据库中的属性一一对应起来，实旋精确的查询与模式抽取。总的来说，x m l 有以下几个关键特点： 自描述性 删l 是自描述语言，这表示它承载数据的结构及其语义。 可扩展性 x m l 在两个意义上是可扩展的。首先，它允许开发者创建他们自己的d t d ，有 效地创建可被用于多种应用的“可扩展的”标识集；其次，使用几个附加的标准， 可以对x m l 进行扩展，这些附加标准可以向核心的x m l 功能集增加样式、链接和 参照能力。作为一个核心标准，x m l 为可能产生的其他标准提供了一个坚实的基础。 可以集成不同来源数据 现在搜索多样的不兼容的数据库实际上是不可能的，x m l 能够使不同来源的结 构化的数据很容易的结合在一起。软件代理商可以在中间层的服务器上对从后端 数据库和其他应用处来的数据进行集成，然后，数据就能被发送到客户或其他服 务器做进一步的集合、处理和分发。 互操作性 支持多种应用环境，具有跨平台、跨空间和跨设备的优点，适合网络传输。 本地化计算和处理 在客户端处理数据，减轻了服务器端负担，并且可根据不同用户的要求作相 应的处理。x m l 格式的数据发送给客户后，客户可以用应用软件解析数据并对数据 进行编辑和处理。使用者可以用不同的方法处理数据，而不仅仅是显示它。x m l 文 档对象模式( d o m ) 允许用脚本或其他编程语言处理数据，数据计算不需要回到服务 器就能进行。 表达知识能力强 与h t m l 不同的是，x m l 语言能把数据与数据表示( 例如界面) 分开。这种特 性能够让x m l 适合在网络上不同计算环境( 无论是不同的操作系统环境，还是不 同的设备显示方式) 中采用一致的信息表示方式。x m l 主要是描述数据本身而非数 据的显示格式，因此，它特别适合知识表示。 开放性 x m l 的相关标准在w e b 上是完全开放的，可以免费获得。而x m l 文档自身也较 为开放，任何人都可以对一个结构良好的x m l 文档进行语法分析。如果提供了d t d ， 还可以校验这个文档。还可以用特定方式创建用于应用的x m l ，而x m l 文档中的数 据却是任何应用都可以使用的。 x m l 技术被称作是下一代网络计算的核心技术，是因为它能够按照一定的语法 和词汇表定义各种专业知识，而且还能够以文本的方式在网络上传递，让各种联 网的计算机能够解释这些知识，并协同工作完成不同的计算任务。这种特性使x m l 成为了网络上分布式计算的最佳载体。x m l 的本质特点是表达知识的语义。 1 9 3 1 2x m l 文档 如果一个文本对象满足下列条件，那么它是个“格式良好”的x m l 文档 1 1 3 1 4 1 5 】： 根元素唯一性。文档中只能存在一个根元素，它包含文档中所有文本和所 有其它元素。不包含单一根元素的文档不管该文档可能包含什么信息，x m l 解析 器都会拒绝它。 起始标签和结束标签应当匹配，结束标签是必不可少的。 元素是区分大小写的