北京大学数字化校园建设与思考.doc

北京大学数字化校园建设与思考一、 数字化校园的含意1998年1月31日美国前副总统戈尔在美国加利福尼亚科学中心发表题为数字地球21世纪认识地球的方式的报告。在这个报告中，他最先提出了数字地球的概念，此后，数字化概念被全世界普遍接受，所以就引伸出了数字城市、数字校园、数字图书馆等各种概念。那么，数字校园的含意到底是什么？我们认为：第一，数字化校园是利用计算机技术、网络技术、通讯技术对学校与教学、科研、管理和生活有关的所有信息资源进行全面的数字化，这是基础建设工作；第二，运用科学规范的管理，对这些信息资源进行整合和集成，使这些信息资源能够有序的运转，更好地为教学、科研、管理和生活服务；第三，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，是我们要达到的目标。二、北京大学数字化校园的建设和发展1、校园网建设校园网的建设是数字校园建设的基础，北京大学校园网建设经历了19891996年的起步阶段、211建设阶段以及985建设三个阶段。到目前为止，我们的光纤网覆盖了学校的168座楼，铺设光纤100多公里。全部覆盖了教学、科研、管理办公室和学生宿舍，部分覆盖了家属宿舍。现在全校校园网的范围内共有30000个信息点，联网的计算机是24500台，另有1900户电话入网用户。校园网采取的是三层交换结构，即主干交换（1000兆以太网和622兆ATM的混合）、区域交换、楼宇交换（千兆进楼、10-100兆自适应进桌面）。上图是北京大学校园网逻辑图。作为有线校园网的补充，我们于2002年6月以校园内有线局域网为依托，全面开通了校园无线网，这是全国高校中第一个覆盖整个校园的校园无线网。利用无线网络技术，将校园网络延伸到不易部署网线而移动用户又较多的公共区域，如会议大厅、教室、图书馆、阅览室、办公室、学生宿舍，以及校园内一些开阔区域，如未明湖边、草坪周边等地方，以满足用户随时随地连机上网的要求，改善我校信息网络基础设施的环境，为数字校园建设提供更为坚实的基础。无线网采用的协议是802.11B，带宽11M，接入点250个，无线网全面开通以后，在北大校园内又增加了3000-4000个入网的信息点。当然校园网的建设还有大量的工作，如随着应用范围的扩大，网上流量的增加，主干网还要升级，网络接入范围也要扩大；建立以病毒防范、黑客防范、故障监测和故障报警等为内容的校园网安全体系；校园网上信息的存储、后援及容灾系统等。2、数字图书馆有了校园网络建设的基础后，就要有各种各样的应用。对于高校来讲，数字图书馆是一个最重要的应用。北京大学从美国引进了SIRSI图书管理系统，支撑我们传统图书业务，管理了百万书目。图书馆的网页有全文检索、学位论文提交和检索、古籍拓片检索、视频点播等。数字性文献索引数据库覆盖全校相关的专业，全文期刊近2万种，已经投入运行多年。同时，教育部的文献保障体系CALIS的中心也在北大，CALIS已经实现了几百万的书目期刊数据库的共享。北京大学数字图书馆的建设还要进一步的发展，如还要建立有较大规模服务能力的系统化的数字图书馆应用平台；充实文献资源库；优化图书信息资源配置，建立完善的分馆综合文献保障系统；Sirsi自动化集成管理系统硬件的更新及扩展，满足数字图书馆业务扩充的需要等。3、管理信息系统管理信息系统建设是数字校园的基础，它除了对提高学校的管理和决策水平起着重要作用以外，校园网上的许多应用都依赖它提供信息。北京大学在校园网络环境下进行管理信息系统建设起步于1992年，经过10年的努力，目前，由自己开发并在校园网上投入运行的已经有17个系统：1）校内信息服务系统2）办公自动化系统3）本（专）科生教务系统4）人事管理信息系统5）教务管理信息系统6）学工部管理信息系统7）外事管理信息系统8）综合查询与统计系统9）仪器设备和实验室管理信息系统10）科研管理信息系统11）成人教育管理信息系统12）研究生教育管理信息系统13）保卫部管理信息系统14）物资管理信息系统15）研究生网上招生系统16）新一代图书馆信息系统17）基于用户的园区网络计费系统这些管理信息系统的运行，覆盖了学校管理工作的方方面面，实现了全校范围内的信息共享，提高了工作效率和管理水平，为促进管理工作的现代化和提高管理的科学性奠定了良好的基础。在这17个系统里，前9个已经通过了由教育部组织的专家鉴定，专家们一致认为这些系统的整体水平处于全国同类系统的领先地位，建议在全国高校中推广应用。目前，全国已经有40多所兄弟院校不同程度的使用了我们这些系统，对高校的管理信息系统建设起到了很好的示范作用。以上这些系统我们有多种版本，尤其是教务系统，现在可以适用于学年学分制的，也可以适用于学年学分制向全学分制转化模式的，还可以适用于全学分制模式。我们在管理信息系统建设上有几点体会：1、管理信息系统建设必须要有一个良好的管理机制来推动；2、管理信息系统建设必须要有一支稳定的技术队伍；3、对于学校在校园网上搞管理信息系统必须要有一个整体解决方案。下图是北京大学管理信息系统的逻辑结构：4、开放式的教学实验环境现在除了计算中心有600台机器供学生上机以外，各院系还有机房，整个学校大约有1000多台微机供学生上机实习5、科学计算任何高校都有大量的科学计算题目，学校引进了一台IBM RS6000 SP高性能的并行处理机，它由64个主频为375兆的CPU组成，构成了4个高结点，每个结点有16个CPU，这16个CPU共享16兆内存，每一个结点内置34G的硬盘，4个结点之间是通过1000兆的以太网进行数据交换，另外还外接有1000G的磁盘。我们从去年下半年开始投入试运行，现在CPU的利用率基本上在5080%。这也是数字校园的一个重要组成部分。该领域还有进一步发展的空间，高性能计算的硬、软件资源要进一步扩充，网格计算的研究已在开展，要形成面向校内也面向社会开放的格局，实现优质资源共享。6、远程教育现在校内有70多个网络多媒体教室，近8000个座位为北京大学的教学提供数字教学服务，改变了传统的粉笔+黑板的教学模式。2000年开始通过教育卫星（因为现在的教育网带宽不够）开通了部分专业的远程教育招生，这个发展速度很快，第一年招生700人，第二年招生1200人，目前的在校生人数已近20000人。目前我们的远程办学点遍及全国，已有31个办学点。VOD课件点播系统提供了300多个课件的点播。7、移动教育我们研究开发了基于有线网和无线网的移动虚拟校园系统MVC，目前已经完成其中的关键技术的前期研究，并且在该成果上开发了大规模分布式的并行移动处理系统LDPM。LDPM为校园内和校园外的用户提供了大规模的移动计算环境，可以在任何地方、任何地点不间断的访问LDPM的信息。基于LDPM的综合信息服务系统实现了对北大校园的移动管理，教师、学生、服务人员可方便的交互和数据访问。已开发完成的系统有移动办公系统、移动BBS讨论系统、移动答疑系统、移动新闻系统、移动教室管理系统，其中移动教室管理系统正在试运行。8、教育资源建设我们研制的教学资源系统ERSON，是一个基于资源库的多功能教学系统平台，主要功能是为教师、学生、管理人员提供方便的支持和服务。该系统的特点是： 1、支持多种教学模式（支持校内教学也支持远程教学）；2、支持流媒体的播放也支持交互式教学资源；3、有效地对教育资源的版权进行保护；4、课程课件内容完全代码化，课程课件的空间小，大大减少对网络带宽的压力；5、课件制作完全基于基本素材库，实现素材完全、细密度共享；6、教师制作课件使用多种媒体，方便灵活多样，制作时间短；7、学生可以生动活泼、主动地学习，方便地使用课件、数字图书馆和英特网等多种资源。9、网络教学这里的网络教学是指在校师生利用校园网开展的各种教学活动，例如通过校园网进行课程点播或同步实时地网上课程（学术报告）直播，基于校园网的答疑系统和小组讨论（实时），通过校园网的作业提交以及多种形式的师生交流等。这些不仅是传统学校教学的补充，更是打破传统灌输式教学、形成以学生为主体进行自主学习、培养具有高度信息素养、良好创新意识与团队合作精神的新型人才所必不可少的，是数字校园建设的重要内容。目前北京大学许多院、系都在大力开展基于网络的教学实验，尤其是名师名课的网络教学，收到了良好的效果。10、其他应用系统除了上述主要的应用系统外，还有其他的应用系统如：1、档案系统已经开始使用，和各应用系统的接口已基本完成，北京大学的历史资料数字化已经开始起步；2、社区服务系统已经在北京大学校园网络环境下投入使用；3、北京大学地理信息系统，它是指北京大学地下的网管系统，前几年就投入了运行，可以查到北京大学地下铺设的电、气、水、暖和电讯通讯线路等资源信息。该系统需要进一步网络化；4、校园卡系统目前处于调研阶段，近期将会正式启动；11、根据学校学科建设的特点，在校园网上建设各种信息资源库根据北大的学科建设特点，我们在校园网上不断地丰富资源，包括：全唐诗电子检索系统、北大法律信息网、生物库检索系统、中国经济学教育科研网、经络科学数据库、化学信息网站、北大贵重仪器设备共享信息检索系统、科学杂志在线检索系统等等。其中科学杂志在线检索系统是由国家自然科学基金委、教育部和中国科学院共同投资， 把美国Science杂志电子版在中国建的一个电子网站，这个网站就设在北大，每周五Science杂志的最新期刊一出，我们的电子版马上就能得到，这样全国各地的高校和科研机构都可以查到最新Science杂志的内容；在生物库检索系统中有一个欧洲分子生物信息网中国节点，这是该信息网在亚洲地区的第一个节点，该节点就建在北京大学，把欧共体在生物领域里所进行的一些科研成果放到它的库里，然后移植到我们这边来，现在这里面已经有几十个与生物信息有关的数据库，再加上北大生命科学学院自己的一些成果进去，这样形成一个比较强大的生物库。这对生命科学、农学、环境、医学、药学等领域的科学研究起到了很好的作用。小结综上所述，数字校园首先要抓基础建设，即对学校与教学、科研、管理和生活有关的所有信息资源进行全面的数字化，这是我们数字校园建设要做的首要任务。北京大学十多年来，在数字校园的基础建设方面做了大量的工作，产生了很好的社会效益和经济效益。下一步的工作应该包括两个部分：第一部分继续抓基础建设，如网络基础设施的不断升级和性能优化；各应用系统的进一步完善、优化；扩展网络的应用领域，启动一些新的应用系统的研制和开发，真正实现与教学、科研、管理和生活有关的所有信息资源全面的数字化，这是一项长期的工作。在进行第一部分工作的同时，要开展第二部分工作，即要对校园网上所有信息资源的整合和集成，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。校园网的任何用户，在任何地方，任何时间，可以用不同的设备，根据自己的权限访问校园网上的各种信息资源。三、数字化校园建设过程中的思考1、问题的提出1）、数字化校园建设是一个庞大的系统工程，它需要有一个总体规划。一个学校是一个有机的整体，虽然各个应用有各自相对的独立性，但应用与应用之间有相互的功能依赖或信息依赖关系。如果没有总体规划，各个应用又会成为一个个信息孤岛，应用与应用之间的信息交换十分困难，校园网上数据的一致性和信息共享问题难以解决。有了总体规划，学校就可以根据自己的财力、人力情况，在总体规划的指导下采取分步实施的办法，逐步完成数字化校园的建设。总体规划中尤其要注意各种各样规范的建立，包括基础设施规范、应用系统规范、信息规范、用户规范和信息化管理规程等。2）、信息系统建设起来以后，原来的有车无路的问题解决了，但又带来新的问题，网上的信息资源很丰富，但是交通混乱。所以这就急需要建立网络秩序，要建立政策法规。3）、数字化校园的建设，会引起管理组织结构的重组。4）、数字化校园建设，需要包括各级干部在内的人们观念的变化、素质的提高。人的观念的转变和素质的提高是一个长期的任务。5）、由于数字校园建设，会带来利益的再分配，这种利益的再分配对数字校园的建设会产生巨大的阻力。6）、数字化校园建设需要一支具有一定数量的，稳定的技术队伍。数字化校园建设，尽管涉及到计算机科学与技术的各个领域，有许多关键技术需要解决，但这些技术问题不是影响数字化校园建设的关键所在，关键在于如何解决好以上六个问题对数字化校园建设带来的负面影响。我们认为，数字化校园建设首先需要强有力的领导，建立一个良好的管理机制来推动数字校园的建设，采取行政驱动和技术支持相结合的办法，以克服数字化校园建设中的重重阻力和困难。要想把数字校园建设好，这是最关键的问题。2、高等学校要建立CIO体系所谓CIO（Chief Information Officer），可以叫信息主管或首席信息官或信息总监。政府的各个部门、各事业、企业单位都要有CIO这个岗位，负责本部门，本单位的信息化建设。所谓CIO体系，就是不仅国家要有从上到下一系列的CIO岗位，高校内部的各部处、各院系也应该有相应的位置。以CIO体系为核心，形成一个良好的管理机制，推动数字化校园建设健康有序的发展。我们认为：1）、设置学校一级的信息主管由校长或常务副校长兼任此职，以信息主管为主任，