（计算机科学与技术专业论文）天津职业大学数字校园建设规划和技术实现.pdf

中文摘要 数字化校园是利用先进的信息技术，实现从资源到活动的全部数字化，拓展 时空的维度，从而构建集成的、个性化的工作和生活环境，创新的教学和管理模 式，实现虚拟校园。 数字化校园不仅是高校信息化建设的目标，也是高校综合实力的重要体现。 特别是职业教育更是希望通过信息化建设规范和优化业务流程，提高管理和决策 水平。 本文通过天津职业大学数字化校园的整体规划建设和设计实现，给出了适合 我校管理特色和文化特征的数字化校园体系结构，并从应用系统的支撑平台着 手，规划了数据中心、统一身份认证和门户网站应具备的功能及作用，提出了业 务系统快速构建作为应用支撑体系的补充内容的实现方法，通过业务系统的快速 建模，实现业务流程的重组和程序模块的复用，体现了柔性管理在职业教育中的 重要性。同时，强调了共享数据中心和各业务库之问数据交换采用松耦合关系是 安全性和灵活性的需要。 在校园应用中心建设中，以学校的核心业务( 教务管理、学工管理、o a 办 公系统) 为应用实例，详尽的阐述了各应用系统的设计目标和功能实现，按照软 件工程的思想和方法来分析教务管理系统的功能需求，划分子系统，从系统的功 能结构和数据流程两个方面进行了设计，重点设计了结合学分制的教务管理系 统，并以教材管理中教材征订和教材入库为例，给出了具体的技术实现过程。 关键词：数字校园应用支撑平台数据中心业务构建 综合教务管理信息系统 a b s t r a c t d i g i t i z e dc a m p u su s e sa d v a n c e di tt o m a k ea l l d i g i t i z a t i o np o s s i b l e f r o m r e s o u r c e st oa c t i v i t i e s e x t e n dt h ed i m e n s i o n a l i t yo fs p a c et i m ea n dt h e r e b yc o n s t i t u t e a 1 1i n t e g r a t e da n di n d i v i d u a l i z e dw o r k i n ga n dl i v i n ge n v k o n m e n ta sw e l la si n n o v a t i v e t e a c h i n ga n dm a n a g i n gp a t t e r n si no r d e rt or e a l i z es u p p o s i t i o n a lc a m p u s d i g i t i z e dc a m p u si sn o to n l yt h et a r g e to fh i g h e rc o l l e g e s i n f o r m a t i o n a l i z e d c o n s t r u c t i o nb u ta l s ot h ee m b o d i m e n to ft h e i ri n t e g r a t e ds t r e n g t h v o c a t i o n a l e d u c a t i o ne s p e c i a l l y , i sh o p e dt on o r m a l i z ea n do p t i m i z eb u s i n e s sp r o c e s sa n d i m p r o v et h ea b i l i t yt om a n a g ea n dm a k ea d e c i s i o nt h r o u g hi n f o r m a t i z a t i o n t h r o u g h t h eo v e r a l ll a y o u t ，d e s i g na n dc o n s t r u c t i o no fd i g i t i z e dc a m p u s ，t h i sp a p e rh a sp u t f o r w a r dd i g i t i z e dc a m p u ss y s t e ms t r u c t u r et h a ti ss u i t a b l ef o rt h em a n a g e m e n ta n d c u l t u r a lc h a r a c t e r i s t i c so fo u rc o l l e g e s t a r t i n gw i t ht h ep r o p p e d - u pp l a t f o r mo f a p p l i c a t i o ns y s t e m , t h ep a p e rh a sl a yo u tt h ef u n c t i o n so fd a t ac e n t e r , u n i t i v e i d e n t i t ya t t e s t a t i o na n dd o o rn e t w o r kt h e ya r ep r o v i d e dw i t ha n dp u tf o r w a r dt h e s u i t a b l ew a yt ot h eq u i c kb u i l d i n go fb u s i n e s ss y s t e ma st h es u p p l e m e n to fa p p l i c a t i o n p r o p p e d - u ps y s t e m i tm a k e sr e f o r mo fb u s i n e s sp r o c e s sa n dr e u s eo fp r o g r a mm o d e l c o m et r u et h r o u g ht h eq u i c kb u i l d i n go fb u s i n e s ss y s t e ma n de m b o d i e st h ei m p o r t a n c e o ff l e x i b l em a n a g e m e n ti nv o c a t i o n a le d u c a t i o n a tt h es a m et i m e ，i th a se m p h a s i z e dd a t ae x c h a n g ea d o p t i n gc o u p l i n g r e l a t i o n s h i pb e t w e e ns h a r e dd a t ac e n t e ra n de a c hb u s i n e s sb a s ei st h en e e do fs a f e t y a n df l e x i b i l i t y i nt h eb u i l d i n go fc a m p u sa p p l i c a t i o nc e n t r e ，t h ep a p e rt a k e st h ec o r e b u s i n e s s e so ft h ec o l l e g e ( e d u c a t i o n a la d m i n i s t r a t i o nm a n a g e m e n t ，l e a r n i n g i n d u s t r ym a n a g e m e n t ，o ao f f i c es y s t e m ) f o re x a m p l e ，i th a se x p a t i a t e dt h ed e s i g n o b j e c t i v ea n df u n c t i o nr e a l i z a t i o n o fe v e r y a p p l i c a t i o ns y s t e m , a n da n a l y z e d f u n c t i o n a ln e e d so fe d u c a t i o n a la d m i n i s t r a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e ma c c o r d i n gt o s o f t w a r ee n g i n e e r i n ga n dp l o t t e do u ts u b s y s t e m s t h ep a p e ra l s oh a sd e s i g n e di tf r o m t w oa s p e c t s ：s y s t e m a t i cf u n c t i o ns t r u c t u r ea n dd a t ap r o c e s sa n dd e s i g n e de d u c a t i o n a l a d m i n i s t r a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mc o m b i n e dw i t ht h ec r e d i ts y s t e m i th a sp o i n t e d o u tt h ec o n c r e t et e c h n o l o g yr e a l i z i n gp r o c e s st h r o u g ht h ee x a m p l eo fp u r c h a s ea n d o r d e ra n ds t o r a g eo ft e a c h i n gm a t e r i a l si nt e a c h i n gm a t e r i a lm a n a g e m e n t k e yw o r d s ：d i g i t i z e dc a m p u s a p p l i c a t i o np r o p p e d - u pp l a t f o r m d a t ac e n t e r b u s i n e s sb u i l d i n g i n t e g r a t e de d u c a t i o n a la d m i n i s t r a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得苤叠盘堂或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 一虢 乃多黼期：妇7 年肋日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解丕鲞盘堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权苤鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者躲够 签字吼岬年厂月矿日 导师签名： 签字日期：洲) 7 年月0 日 第一章学校基本情况 第一章绪论 数字化校园一直是高校信息化建设追求的目标，也是高校人才、技术和管理 水平的集成体现。实施数字化校园，必须本着“统筹规划，分步实施，注重标准， 技术成熟”的原则进行，在统一数据标准、统一开发平台、统一资源管理的基础 上，实现教学过程数字化、学习过程数字化、管理服务数字化、领导决策数字化。 这是信息经济条件下高校发展的大势所趋，也是高校提升综合实力的快捷之路。 i 1 课题研究的背景 天津职业大学是一所以培养高技能人才为主的市属普通高校。学校1 9 7 8 年 建校，其前身是天津大学化工分校，从事本科层次教育。1 9 8 2 年接受世行贷款， 改建为天津职业大学。2 0 0 2 年学校被教育部、财政部确定为中央财政重点支持 建设示范性高等职业技术院校。2 0 0 6 年学校被确定为全国首批2 8 所国家示范性 高等职业院校，并连续三届当选中国高等职业技术教育研究会会长单位。 学校分为河北、北辰两个校区，占地面积1 2 0 0 亩，建筑总面积3 0 余万平方 米，现有在校生近万人。现为天津市高等学校电子图书馆成员单位，拥有十个中 文数据库，十个外文数据库，藏书5 5 9 万册，电子图书1 0 1 万册。 学校设有机电工程与自动化学院、电子信息工程学院、生物与环境工程学院、 经济与管理学院、国际交流学院、艺术工程学院等1 2 个教学单位，4 5 个专业。 基本形成了以工为主，经、管、文等专业门类协调发展的结构布局。 学校坚持“服务为本、应用为根、质量立身、卓而不群”的办学理念，弘扬 “育德育能、力实力新”的校训精神，经过2 5 年的不懈努力，已经成为一所管 理规范、发展示范、改革示范、特色突出、质量优良，在全国具有较大影响的示 范性高等职业技术院校，并获得了国家专项建设资金7 5 0 0 万元。 高速的职业教育发展和管理的相对滞后，客观要求学校必须借用信息化手段 规范和优化业务流程，加快信息传递和反馈的速度，提高管理效率和决策水平。 因此，推进数字化校园建设的时机已经成熟。 第一章学校基本情况 1 2 相关领域研究 2 0 0 4 年，清华大学正式提出u r p ( u n i v e r s i t yr e s o u r c ep l a n n i n g ) 的概念， 首次把企业资源管理e r p 引入到高等院校的数字化建设中。u r p 可以简单概括为： 1 + 1 + n ，即一个基础平台，解决信息服务多元化问题和应用系统之间的数据共 享；一个门户，将应用集成起来，为用户提供单一访问点的个性化服务；n 个应 用系统，解决多个部门的业务逻辑和信息服务的需求，实现教务、科研、办公自 动化等系统的数字化管理。从此，信息技术应用作为管理流程的载体，在高校中 得到了高度的应用和发展。 在天津高校中，数字化校园建设基本是两种模式：一是以消费为中心，从校 园卡进行扩展；二是以应用为中心，围绕着教务、科研等系统进行建设。但无论 是哪一种，基本都是本着“交换为主，集成为辅 的思想开展数字校园建设，没 有充分考虑数字校园的框架和和应用支撑平台的统领作用。 ：高等院校的信息化建设一般都要经历三个阶段：一是数据集成；二是应用集 。 成；三是信息集成。现在大多高校都停留在第一二阶段，开始上升到了应用层面， 并希望通过信息化建设减少由于高速发展带来的管理滞后效应。但问题也随之而 来，一是如何搭建数字化校园的应用框架，并统一标准；二是如何整合现有的资 源，消除“信息孤岛”现象；三是如何规范和优化管理流程，并将业务需求准确 反映到信息化建设方案中去，并对业务流程的变化有一定的适应性；四是如何实 现数据挖掘，找到数据内在的联系，为科学决策提供依据。 因此，尽快制定我校信息化建设的总体规划，确定适合职业教育特点的数字 化校园框架和应用支撑平台，开发支持核心业务流程的应用系统，为我校的数字 校园建设实施提供指导，意义重大。 1 3 学校信息化现状和存在的问题 我校从2 0 0 0 年开始信息化建设建设，历时两期，总投资8 0 0 万元，已经完 成了千兆主干，百兆桌面的建设任务。整个校园网络从核心到会聚采用三级架构， 新老校区通过三台r d - s 8 6 由光纤连接成环，学校的出口通过c i s c o7 6 路由及内 置防火墙板和c e r n e t 相连，服务器群和存储器设备由c i s c o7 6 虚拟保护区保护， 全校共有6 0 0 0 个信息点，加上无线接入，基本覆盖了整个校区。学校现有的网 络拓扑图如图1 - 1 所示。 第一章学校基本情况 ： r 。鞋；* 筒：j 蕾 r 。蛳gr 。耵；ir 6 j i i 轴g r 6 i i 盖5；点i ；g 圈卜1 天津职业大学网络拓扑图 在校园网上不仅跑有“一卡通”系统，还有救务管理系统、o a 系统、图书 管理系统、档案管理系统、v o d 视频点播系统、网上招牛咨询等系统。其信息 化重点已经从基础建设转到应用系统和资源建设上来。 科前我校存在的应用系统均是针对各部门、各单位的具体工作来进行设计 的，缺少统一的标准和发展规划使得各系统存一些问题，表现在： ( 1 ) 各业务系统独立建设；数据缺乏统一标准，数据难以共享交换： ( 2 ) 多重身份和密码体系，使用户使用极不方便： ( 3 ) 缺少对历史数据的收集、整理和保存工作，不能对数据进行统计分析和 数据挖掘提供支持： 综上所述，改变学校目前的信息化建设现状，必须本着“统一规划、分步实 施、注重标准、技术成熟”的原则开展数字化校园建设。因此我选择了数字校园 的建设规划和设计实现作为论文课题，并使用示范校建设专向资金予以实施。 1 4 研究的内容及章节安排 本文旨在研究适合我校管理特色和文化特征的数字化校园体系结构，并从 应用系统的支撑平台着手，规划数据中心、统一身份认证和门户网站麻具备的 功能及作用，通过业务系统的快速建模实现业务流程的重组和程序模块的复 用，体现柔性教学管理在职业教育中的重要性。 在校园应用中心建设中，以学校的核心业务的综合教务管理为例，按照软 件工程的思想和方法来分析教务管理系统的功能需求，划分子系统，从系统的 第一章学校基本情况 功能结构和数据流程两个方面进行了设计，重点设计结合学分制的教务管理系 统，给出部分功能具体的技术实现过程。 各章节编排如下： 第一章：简要介绍了本论文研究的景及国内外现状、论文组织结构。 第二章：重点给出数字化校园的体系结构和我校本期建设的总目标。 第三章：详尽的论述了应用系统支撑平台中的数据中心，统一身份认证、门 户信息服务和快速业务构件的功能与作用。 第四章：给出综合教务管理系统的功能描述、数据流程和技术实现过程。 在最后的总结中，对论文的内容进行了归纳和展望。 4 第二章总体建设目标 第二章数字化校园总体建设目标 参照国内知名高校对数字化校园的解析，结合我校实际情况我们把天津职 业大学数字化校园建设的总体技术目标定义为：在校园网络的基础设施层、基础 服务层上，以应用支撑层为基础架构，以应用系统层关键业务系统为核心所有 应用在信息门户层中集中展现，以信息安全体系和运行维护体系为保障。由此 规划的天津职业大学数字化整体框架如图2 - 1 所示。 囤2 1 数字化校园整体框架 我们把数字校园框架分为五个层次，每个层次需要完成的功能如下： 网络基础层：网络是数字校园的基础设施，没有相应的网络基础设施， 数字不能流动，就不可能形成数字的空问； 基本服务层：网络基本服务是数字流动的软件基础t 包括域名服务、身 份认证、目录服务等； _ 麻用层：它丰要处理业务逻辑，将各娄数据按照业务的逻辑规范管理、 组织起来包括办公自动化系统、数字图书馆、管理信息系统和网络教学系统等 它们是数字校园的业务核心支持系统： 信息服务层：它丰要处理用户请求，通过数据中心和交换平台将规范 化的数据提取出来为用户提供服务： 个性化门户：它是数字校园的总入口。各类用户通过门户进入数字校园， 第二章总体建设目标 可以获得与其身份相对应的信息与服务。 2 1 基础设施与服务 基础设施与服务是硬件设备和系统级软件的总称，主要包括主机系统、存储 系统、网络系统、安全系统、数据库系统、应用服务器、目录服务器等构成的数 字化校园应用系统的数据汇聚、运行支撑环境。这些内容在学校的一期建设中已 经基本完成。 2 2 应用支撑平台 应用支撑平台是应用系统的软总线，建设好这一框架是后继系统顺利加入， 并实现数据共享和交换的基础，我们把它归纳为以下四部分。 2 2 1 公共数据平台 该平台是对数字化校园中的各种结构化数据，包括数据库、数据仓库、数据 集市进行数据统一管理的平台；采用统一数据交换平台集成全校同构或异构数 据。 2 2 2 统一身份认证平台 该平台为各应用系统提供集中的身份认证服务，以提高数字校园应用系统的 安全性，用户不须记忆不同的密码和身份，通过信。g f - 户平台实现单点登录。 2 2 3 信息门户平台 该平台位于数字化校园体系结构中的最上层，实现数字化校园各应用系统集 中展现与用户的交互服务，是数字化校园对内服务的窗口。 2 2 4 业务构建平台 业务构建平台是在以上三个平台的基础上，为数字化校园管理信息系统建设 提供构件化开发运行框架，通过业务模块的重组，实现业务流程变动的自适应性。 第二章总体建设目标 2 3 各类应用系统 计。 我们把应用系统分为校园服务、校园管理和校园资源三大中心进行规划设 2 2 1 校园服务中心 以校园一卡通与及网络基础服务系统为核心，对全校的学生消费、社区生活、 校内服务整合和管理。目前，这部分内容已经在二期建设中完成。 2 2 2 校园管理中心 以u r p ( 大学资源规划) 思想为核心，构建统一的管理信息系统和业务系 统，规范全校各管理系统的数据与流程，为决策提供支持，这也是本期项目建设 的重点。 2 2 3 校园资源中心 以教学资源为主线对学校的各种数字教学资源进行整合，以网络教学和数字 图书馆应用系统为核心，提供制作、管理、发布的应用。因天津1 9 所高校已经 通过数图中心实现集成共享，我校也已经使用清华大学的t p i 平台建设了自己的 特色数据库，并在2 0 0 6 年通过了天津教委的验收。所以这部分内容不在规划之 列。 2 4 安全与运维体系 数字化校园需要安全和运维体系的支持。建立数字化校园综合安全服务体 系，从网络、系统、数据和管理等方面保证安全。运行维护体系为各个系统定义 统一的标准，包括信息标准、编码标准、管理规范、实施规范、维护规范等，提 供日常运维服务。目前，这部分内容已经基本完成。 2 5 本期建设的内容 数字化校园建设是一项系统工程，需要统筹规划，分步实施。我们根据学校 第二章总体建设目标 现有的基础和可投入的资金情况把本期建设内容概括为一个应用框架、三个应用 系统和三个接口，如表2 - 1 所示。 表2 - 1 本期建设内容 序号本期建设内容( , 2 0 0 7 年6 月2 0 0 8 年6 月) 一、虚躅支撑平台 1 统一身份认证平台 2 统一信息门户平台 3 公共数据平台 二、管理中心应再系统 1 办公自动化0 a 系统 2 学丁管理系统 3教学管理系统 三、三个接口 1 和银行的接口、和图书馆的接口、和财务的接口 2 6 本人完成的工作 通过天津职业大学数字化校园的整体规划建设和设计实现，给出了适合我 校管理特色和文化特征的数字化校园体系结构，并从应用系统支撑平台着手， 规划了数据中心、统一身份认证和门户网站应具备的功能及作用。以学校的核 心业务( 教务管理、学工管理、o a 办公系统) 为应用实例，详尽的阐述了各 应用系统的设计目标和功能实现，并按照软件工程的思想和方法来分析教务管 理系统的功能需求，划分子系统，从系统的功能结构和数据流程两个方面进行 了归纳，重点设计了结合学分制的教务管理系统，并以教材管理子系统为例， 给出了具体的技术实现过程。 8 第三章应用支撑平台规划建设 第三章数字化校园应用支撑平台规划建设 3 l 公共数据平台 公共数据平台的建设是应用支撑平台建设的核心内容，其目标是以教育部颁 发的教育管理信息化标准和相关行业信息标准为基础，结合我校实际情况， 制定数据字典和信息编码标准，规范信息从采集、处理、交换到综合利用的全过 程川。建立充分共享的数据中心，逐渐形成有效的信息化管理的运行机制，为学 校今后的信息利用和分析决策提供支持。 3 1 1 平台框架 公共数据平台由共享数据库和数据交换平台两太部分组成：共享数据库是信 息服务的基础通过该数据库将学校内各类数据进 亍数据集成、集中存放，通过 统一安全方面的设计，对用户提供稳定、可信的数据服务t 支持面向最终用户的 查询和统计，通过数据交换平台实现数据在各业务系统间共享。总体架构如图 3 - 1 示钆 n 爵疆疆弄百面爵覆i 脬幽1 芦l 匡圣载i 型燮l 图3 - 1 公共数据平台框架 9 第三章应用支撑平台规划建设 我们将主要部分说明如下： 两个数据库：共享数据库存放信息编码和共享数据，为统一标准和信息 交换打下基础；数据仓库为数据在线分析和数据挖掘提供支持； 一组工具：指管理维护工具，主要包括调研分析和元数据管理； 一套服务：综合信息服务，包括跨应用系统的综合信息查询、统计等。 一个控制台：用于监控数据中心的数据使用权限、数据来源和订阅状况； 一个交换平台：实现各业务库和共享数据库的数据交换。 3 1 2 建设内容 1 制定数据字典，建立公共数据平台 根据国家和教育部的学校管理信息标准 4 1 ，结合我校的实际情况，统一 学生的信息编码规范，制定学生数据字典。同时通过各部门的沟通协调，整理各 业务系统的主要数据，建立基础数据库。 2 构建数据集成平台，实现全校数据共享 在制定统一数据交换标准的基础上，构建数据中心交换平台，保证业务系统 之间能够通过公共数据平台实现数据交换和共享。 3 制定统一业务系统数据库建设标准 制定业务系统的集成标准，按统一的数据标准和集成标准，指导和协助各部 门完善原有系统或重新开发新系统。 4 构建数据分析模型，为学管理者分析决策提供支持 在公共数据平台和各个业务系统的基础上构建数据分析模型，提供信息检索 服务，并充分利用数据挖掘等手段，为学校领导和有关部门信息利用、政策评估 和决策咨询提供参考。 5 建立和完善运行机制，保障系统持续运行 逐步建立完善公共数据平台的日常维护和运作保障机制，制定管理规范、技 术规范、工作流程、服务章程等各项规章制度，保障公共数据平台和各个业务系 统的持续运行。 3 1 2 信息编码管理 信息编码管理流程如图3 2 所示。 l o 第三章应用支撑平台规划建设 数据建模 上具 倌息编码数戥 棚始化i ：具 图3 - 2 信息编码管理流程 ； 1i i ：具： 我们把信息编码管理主要过程归纳如下： 数据建模：使用数据建模工具，参照数据标准设计信息编码的表结构； 数据初始化工具：将标准数据文件( 多为a c c e s s 文件) 导入数据中心； 维护工具：执行标准维护，对标准进行的增、删、改操作进行审计管理； 数据订阅服务：业务系统通过数据订阅服务确定获取标准的数据，添加 到业务数据库中，在标准发生变更时，由数据交换平台实时同步到业务系统。 3 1 3 共享数据库 共享数据库的数据模式分信息编码和共享数据两部分1 5 1 ：信息编码参照标准 是国家、教育部发布的标准：供学校的执行标准引用；共享数据包含教职工、学 生、教学、科研、财务数据等相关的共享数据。 1 数据模式设计 共享数据库数据模式是统一公共数据平台的核心内容，主要包括：国家以及 教育部、信产部等行业标准在内的参照标准模型及数据初始化；公共标准以及满 足教学、科研、资产等管理需要的校执行标准模型；教职工对象、学生对象、以 及教学、科研、管理等相关活动在内的共享数据集。如图3 - 3 所示。 第三章应用支撑甲台规划建设 图3 - 3 共享数据库数据模式 2 共享数据库建设主要内容 因为在高校管理中涉及的信息量大，涉及的管理部门也比较多，有些信息是 在全校范围流转，有些信息只限于某个部门的管理，所以数据标准的体系结构要 明确且易管理，在未来的发展过程中便于扩展和维护”“。 i ) 信息编码 我们把教育部教育管理信息化标准学校管理信息标准中的涉及的国家、 教育部定义的标准作为参考的依据，其标准结构如下图3 _ 4 所示。 睁筠自糸甄数据厍 自翎8 参照标准 田一昆国家标准 ；自昂猫嘲 ii 田一屠公用 i ；由昂教学 ；| 由码科研 由昂人事 由屠后勤 由尾档案 卣屠资产设备 | 亩昂校定标准 南麟执行标准 函镥i 共享数据集 图3 - 4 参考标准 学校自定义的执行标准结构如图3 5 所示。 第三章应用支撑甲台规划建设 日墨业务建模 窭国系统数据库 亩茸瞎参照标准 白勘8 执行标准 团昂公共执行标准 由曷潮嚣键凝潞瑟麟 由昂科研相关执行标准 由昂人事相关执行标准 由，屠后勤相关执行标准 亩昂档案相关执行标准 由昂资产设各相关执行标准 由昂公共字典更改跟踪 由翱l 共享数据集 图3 5 执行标准 2 ) 共享数据集 共享数据集是学校层面且能反映学校全部业务需要的公共数据。在公共数据 平台建设中，要根据不同的主题库建设共享数据集【7 1 。其数据结构如图3 - 6 所示。 曰母业务建模 田国系统数据库 由镛参照标准 由麟执行标准 白暂j 共享数据集 匦曷教职工 崮尾本专科生 e 1 曷勰 由昂科研 圈尾本科生教学 亩曷研究生教学 图3 - 6 共享数据集结构 3 1 4 数据交换平台 1 设计要求 1 ) 遵循统一的数据交换标准 数据交换平台的目的是在数据中心和原有业务系统之间交换数据。由于原有 系统的技术构架不同，信息的表示也各不相同。要在这些不同的系统之间交换数 据，首要的问题就是定义一种标准的数据格式及数据交换的规范，以方便实现不 同硬件平台、不同操作系统平台、不同开发语言平台应用之间的平滑通信。 第三章应用支撑平台规划建设 2 ) 支持同异构系统和数据库的交互及数据存取 能够对各级部门、各业务系统的数据库定义数据抽取规则，从而实现自动地 从各级部门的数据库或相应业务系统中抽取共享数据库所需的数据p j 。我们把数 据存取的需求具体归纳如下： 支持多种异构数据库，如主流的关系型数据库包括：o r a c l e 、s q ls e r v e r 、 d b 2 、s y b a s e 等； 能够集成各种异构的业务系统，通过接口实现与应用的交互，完成数据 的存取，如w e b s e r v i c e 接口、文本型数据库接口等； 3 ) 信息传输 支持灵活的数据交换方式：可以根据不同部门的情况，对于不同类型的数据有 不同的更新要求，可分别灵活采取多种数据上传的方式，比如，对于信息变更频 繁的数据，能够实现实时更新；而对校园中变动不是很频繁的数据实现定时更新。 支持跨平台、跨多种网络模式的分布式数大数据量据交换。 4 ) 数据转换 平台需要能够适应各系统数据内容和格式的变化，提供可视化的转换配置界 面，并实现各系统数据与中心标准数据之间灵活的转换。 5 ) 能够对交换数据进行验证 能够根据一定的规则，进行数据验证，验证数据是否符合入库要求。并提供完 善的日志。 2 数据整合 数据整合是指共享数据库和各应用系统的业务库之间的数据交换，因为我们 采用了数据交换的松耦合方式，而新的业务系统都遵循新的数据标准，数据整合 不存在问题，主要是老的业务系统，由于采用的标准不同，数据结构不同，所以 整合的工作量较大【9 】。因此在新的系统建立之后如何和原有的系统进行数据整 合，把现有的资源利用起来是我们要考虑的一个重要问题。 1 ) 应用系统的现状 截至目前，天津职业大学在业务应用系统建设方面有校园一卡通系统、图书 管理系统、教务管理系统、校办信息发布系统、财务管理系统等。现有应用系 统情况汇总为表3 1 所示。 1 4 第三章应用支撑平台规划建设 表3 - 1 现有应用系统情况 序 号 系统名称开发商数据库运行环境备注 w i n d o w s 1教务管理系统常州工学院 s q l 重新开发 s e r v e r 2 0 0 3 w i n d o w s 2 财务管理系统天大天财 o r a c l e 数据集成 s e r v e r 2 0 0 3 w i n d o w s 3校园一卡通系统南开小太阳 o r a c l e 数据集成 s e r v e r 2 0 0 3 校办信息发布系 w i n d o w s 4 自行开发 s q l 重新开发 统s e r v e r 2 0 0 3 5图书管理系统u n i c o r no r a c l es o l a r i s数据集成 w i n d o w s 6 人事管理系统自行开发s q l数据集成 s e r v e r 2 0 0 3 2 ) 整合的要求 首先要说明的是不是所有的数据都能无条件的整合，我们要求满足以下要 求： 必须遵循校执行标准规范 两个数据库系统网络连接有保障 业务系统库能为共享库提供需要共享的表的读取帐号 业务系统库能为共享库提供需要共享的视图的访问帐号 业务系统能为共享库管理员提供表结构说明 共享库能够明确给出业务系统库输出格式要求 业务系统库能依据共享库的要求建立输出视图 对共享库不能直接访问的文件型数据库，业务系统能够依据共享库要求 提供输出文件 根据以上条件，教务管理系统和校办信息发布系统由于目前功能无法满足学 校需求且不满足以上条件，因此将会在数字化校园本期项目里面重新建设。财务 管理系统由于对安全性非常敏感，可以不与平台直接集成，而是通过间接集成方 式实现查询。校园一卡通系统( 采用o r a c l e 数据库) 、人事管理系统( 采用 s q l 数据库) 需要通过与平台接口集进行数据集成，由于在本次规划中，共享 数据库拟采用安全性较高的o r a c l e ( 9 i 1 0 g ) 数据库，所以数据整合要采用同构和 异构两种模式。 3 ) 数据整合过程 数据整合在数据流上分为两个方向：从业务数据库倒共享数据库的数据同步 成为抽取；反之则为订阅。其实现原理和过程如图3 - 7 所示。 第三章应用支撑平台规划建设 图3 7 数据整台的原理 通过调研全校的各部门确定哪些数据要共享，在业务系统建立触发器来 捕捉需要共享数据的变化，并把变化的数据放到数据中心指定的中介库，并 告诉数据中心来取中介库的数据，如图3 - 8 所示。 | - i 酝l 蠹i 8 一剧 图3 - 8 数据整台过程 第三章应用支撑平台规划建设 同步过程描述如下： ( 1 ) 业务处理引起数据t a b l e 的更新( i n s e r t 、u p d a t e 、d e l e t e ) ( 2 ) 数据t a b l e 的更新被t r i g g e r 捕获写入s h a d o wt a b l e ( 3 ) s h a d o wt a b l e 中记录了数据t a b l e 的更新处理信息 ( 4 ) b u s i n e s s w a r e 进程管理、监控s h a d o wt a b l e ( 5 ) s h a d o wt a b l e 中的数据更新处理信息 ( 6 ) 将数据更新提交数据中心进行数据更新数据 我们把数据整合的过程通过中间件z d d x c 实现，先由数据中心系统管理员 或各业务系统管理员进行数据抽取配置，对用户来讲只要作简单的数据抽取和发 出命令由系统自动进行。图3 9 展示数据整合的抽取过程，订阅过程雷同不再给 出。 圄 表 t a b l e l 1 = a b l e 2 t a b l e 3 l 视图 v i e ：w 1 v i e w 2 v i e w 3 文件型 数据库 z d d x c 数 据 交 换 亚 厶 n 表 t a bx x 1 a bx s t 八bj z 视图 vx x vx s vj z 图3 - 9 数据抽取过程 圄 对于同构数据抽取设置，需要选择从哪个系统抽取数据，再设定业务系统信 息字段与数据中心信息字段的对应关系。而异构数据抽取设置，除了和同步相同 的设置外，还需要设定业务系统信息字段与数据中心信息字段对应关系。 另外可以在z dd x c 设置了一套实时数据读取功能，使之可以独立运行，主 要针对跨业务系统并且跨数据库的数据库操作，当然跨业务系统不跨数据库的数 据库操作也可以扩展。采用多线程设计，由数据中心的数据库后台实时监控各业 务系统的数据变化，一但发生数据变化则自动更新数据中心的数据( 如在教务系 统的学生选课、编学号的时候则数据中心可以自动识别是否更新) ，来解决在跨 库数据查询中可能存在速度慢而不能及时同步的问题。 第三章应用支撑平台规划建设 3 15 数据中心的部署 数据中心i d c ( i n t e r a c td a t ac e n t e r ) 是应用支撑平台的中枢。我们要求在 硬件设备选型方面首先要考虑设备的性能、稳定性和扩展性，同时也要重视合理 分配资源，最大限度的提高设各利用率。公共数据中心的部署架构如图3 1 0 所 乐。 、- 、- - ，_ 一 叠妊 公共数据库服务嚣采用2 台服务器，连接为主从关系，并通过光交换机和后 台的磁盘阵列存储连接，形成数据和存储为中心的系统结构。考虑到本期数据量 比较有限，部署2 颗双核处理器，内存8 g ，后台的存储为4 t ，选用集中式，高 性能，太容量，智能化的存储区域网( s t o r a g ea r e an e t w o r k ，简称s a n ) 来构建 存储环境。髓着以后应用的不断增多，可以通过水平扩展满足性能的要求。出口 通过7 6 路由器( 加放火墙和入侵检测扳) 和外网连接，保证了安全性。 图一 眇一 蠹甄 国m禽 &、褂& 上_ | | _ _ 州 、 公 “ 、 第三章应用支撑平台规划建设 3 2 统一身份认证平台 统一身份认证平台的建设目标是要解决各应用系缆用户名和口令不统一的 问题，通过统一的授权机制及一套方便、安全的口令认证方法，可以使用统一的 用户名和口令就可以使用网络上他有权使用的所有业务系统1 。 3 2 1 建设内容 我们把系统分为三大逻辑部分：用户认证管理、用户组织管理，应用系统 管理，其拓扑结构如图3 1 1 所示。 印、 番一“争u 羌卜_ 司 ，7 釜2 赢饕萄如 、匡i 匠， 雷3 - 1 1 统一身份认证拓扑结构 统一身份认证过程说明如下： _ 用户可以通过账号密码认证、数字箨名认证、卡认证等多种认证方式将 用户登录信息传递给各应用服务器； _ 应用服务器在接收到用户提交的信息后，通过l d a p 、r e d i u s 、s s o 等 认证协议向认证前置机发出认证请求【1 _ ： - 认证前置机首先确认该应用服务器的应用是否是统一身份认证系统所 认可的如果否，将直接返回失败信息； _ 如果应用服务器的应用是统一身份认证系统所认可的，则认证前置机与 后台的认证服务器进行用户认证信息确认，在通过对用户身份认证的同时返回一 $ 一 第三章应用支撑平台规划建设 个认证令牌给用户； _ 用户通过认证令牌即可访问应用系统，并可在其他统一身份认证系统所 认可的应用系统问自由切换，无需再次认证。 在此，需要说明的一点是，所有的认证工作由认证前置机完成，而与认证相 关的用户信息将存储在后台的认证服务器上，并通过设立于不同的网段与用户、 应用系统和认证前置机相隔离，增强了安全性。 3 2 2 认证平台功能 我们把统一身份认证平台的功能归纳为统一管理和统一认证两部分，如图 3 1 2 所示。 图3 - 1 24 信息门户平台功能 1 设计要求 一支持两种类型客户端的认证，w e b 浏览器和胖客户端应用程序； _ 支持基于h t t p 协议基本认证方式的用户名密码验证，或网络层安全技 术( 比如v p n 等) 来对密码提供保护； - 支持基于h t r p s 协议的用户c a 证书验证； 第三章应用支撑平台规划建设 - 支持主流w 曲服务器，包括系统：a p a c h e 、m i c r o s o f ti i s 等； - 提供便捷的用户、用户组、角色管理功能模块。 2 批量维护工具 我们要求批量维护工具必须满足管理员日常维护数据的需要，提供以下功 能： - 导入用户数据和组织数据 一批量修改和删除人员属性信息 _ 高级查询功能 - 系统服务的注册注销 - 在不同的人员容器间移动人员数据 3 自助服务 为了满足用户个性化设置和减轻管理员修改密码的压力，我们要求平台提供 个人密码找回、别名登录功能。该功能可以开放给所用用户，在用户自主设置个 性化密码找回时需要回答问题和答案，就可以使用密码找回功能。用户登录后， 可以根据自己的习惯设置登录别名，系统自动检查别名重复，别名设置成功后， 用户可以通过别名进行登录。 4 用户识别 为了适应高校用户存在多重身份和组织结构易变的特点，同时最大限度的保 证用户认证效率，要求平台提供用户类型的识别。系统将缺省建立教职工、学生、 领导、校友四大类身份。用户数据采集时，自动根据用户的属性和来源为用户设 置相应的身份。 5 认证集成 为了满足学校业务系统多元化特点，我们要求认证集成满足： - 支持基于认证接口、认证代理和l d a p 认证的多种认证集成模式 支持密码认证 一预留c a 认证扩展接口 _预留s m a r t c a r d j a v a c a r d 认证扩展接口 6 用户登录方式 1 ) p a s s w o r d 提供利用l d a p 认证校验用户名密码( 不可逆加密) 的身份识别方式。 2 ) c a 认证 提供与第三方认证中心集成的接口； 数字证书存放在l d a p 中； 支持s s l 远程连接证书服务器； 2 l 第三章应用支撑平台规划建设 3 ) s m a r t c a r d 为了移动办公，我们要求提供从智能卡、读卡器、读取插件到服务端身份认 证一体化的集成方案 3 3 信息门户平台 信息门户平台建设的目标是将分散的应用和内容进行聚合，实现应用关联和 信息共享，使师生员工可以浏览到相互关联的数据，同时可以进行相关的事务处 理，能够轻松地获取有关的知识信息。其架构如图3 1 3 所示。 3 3 1 建设内容 图3 - 1 3 综合信息门户架构 1 基本信息服务 信息化校园门户网站将合理安排具体栏目，给用户提供快捷方便的页面，以 满足不同用户的需求；将校内分散和独立的应用和内容进行集成，在表示层进行 重构，为访问者提供集成化、个性化和按需的信息和服务环境。 2 单点