什么叫异构资源基于ＸＭＬ和Ｗｅｂ服务的教学资源异构解决方案的实现

什么叫异构资源基于和服务的教学资源异构解决方案的实现 摘要：教育城域网是教育信息化建设的重点项目，本文提出了教育城域网中教学资源的异构问题，特别是对遗留资源的异构，并利用XML和Web服务技术，结合J2EE对教学资源异构系统进行设计和实现。 关键词：教育城域网；遗留教学资源库；异构；XML；Web服务 ：TP393：A：1009-3044(xx)18-31754-03 Implementation of Heterogeneous Solution of Instructional Resource Based on XML and Web Service LI Qing-bo, YU Fang (Dept. of Computer Science, Xiangnan University, Chenzhou 423000, China) Abstract:The instructional MAN is an important project of constructing educational informationization. The paper put forward a way which take use of the new technology of XML and WEB Service to change the format of the heterogeneous sources specially the legacy data source and then bine J2EE to implement. Key words:instructional MAN; legacy data source; heterogeneous; XML; Web Service 1 目前教育城域网教学资源建设面临的问题 尽管近年来我国各地教育城域网建设取得巨大的成绩，但也存在一些需要研究和解决的问题，一个主要问题就是部份学校虽然建有资源库，但并不能相互共享，资源的利用率极低，几乎成了“死库”。教育城域网建设最主要的目标之一就是资源建设和资源共享，以解决教学资源不足和各学校之间不能共享教学资源的问题。要在资源库建设过程中，整合所有的资源，为教学人员和学生提供良好的资源服务。 教育城域网教学资源整合中要解决的具体问题主要体现在： (1)如何充分利用现有的遗留资源，把这些资源融合到教育城域网资源体系中去，这些资源库不仅包含了开发商开发的资源，也有许多是教师自己开发的具有本地特色的教学资源，这些资源也是教育城域网资源体系的重要组成部份。 (2)如何选择新的教学资源库，由于众多资源库开发商开发的教学资源库都各有特色，在教育城域网资源建设中，不仅主要从教学需求出发，也要根据资源库性能和资源库的易管理性、易扩充性、易移植性方面综合考虑，来选择适合教育事业的教学资源。 (3)如何选择一个好的资源管理平台，不仅要考虑管理平台的管理效能，还要考虑管理平台的易操作性，特别是管理平台对不同结构的资源库管理能力。 (4)研究解决资源库异构问题。目前，不管是哪个开发商发开的资源管理平台，都还不能完全解决资源库异构问题。需要研究对资源管理平台补充的方案来弥补这方面的不足。 其中，第四个问题是解决前两个问题的前提。本论文提出基于XML和Web服务对资源库进行异构的解决方案。 2 解决教学资源库异构的主要技术 2.1 数据的迁移和转换 就是将原有的数据移植到新的数据管理系统中来，为了集成不同类型的数据必须将一些非传统的数据类型转化成新的数据类型。许多教学资源管理平台提供了类似的功能，这种方法处理简单，但工作量大且部份数据格式可能被丢失。 2.2 使用中间件 利用中间件集成异构数据库，与上述的方法相比，并不需要改变原始数据的存储和管理方式。中间件位于异构数据库系统数据层和应用程序、应用层之间。向下协调各数据库系统，向上为访问集成数据的应用提供统一数据模式和数据访问的通用接口。各数据库的应用仍然完成它们的任务，中间件系统则主要集中为异构数据源提供一个高层次检索服务。 2.3 多数据库系统 所谓多数据库系统就是一种能够接受和容纳多个异构数据库的系统对外呈现出一种集成结构，而对内又允许各个异构数据库的自治性。 解决异构的目的是为解决异构数据交换这一信息共享的基本问题，业界提出了很多方案，较为传统解决方案包括采用传统传输协议FTP、EMAIL等，或编写专用传输接口如Web上传等。近年来提出采用分布式组件方式如D/EJB、RMI式，CORBA (Common Object Request Broker Architecture)方式。这些方案均在某一方面拥有独特的优势，但也不可避免的存在这样和那样的问题。其中共有的问题包括系统耦合性强，不适于松散系统的集成。 而基于XML的 Web服务(WEB Service)技术的出现，为人们寻找一种廉价、简单、有效的交换方式提供了可能的技术基础。其中XML数据规范为运行于广域网不同节点的应用系统间进行数据交换奠定了基础，Web服务又使这些应用程序间进行功能的调用成为可能。而与XML结合使其具有了数据交换能力。采用基于XML技术、Web服务技术实现异构数据交换，也就成为了理想的交换方式。 由于教育城域网教学资源系统适用使用的是一种具有松散耦合，适用分布地域广，连接方式廉价，配置简单的交换模型。而采用Web服务基于XML的交换方式恰好能提供这样的环境。XML具有良好的可扩展性、自描述性、平台无关性等优点，一定程度上己经成为业界数据表示和数据交换的标准：而Web服务则结合了面向组件方法和Web技术的优势，利用最常见的网络协议和XML数据格式进行通信，具有良好的适应性和灵活性。任何客户只要获得WSDL就可以调用该服务而无论它们处在何处，使用何种编程语言，开发平台。采用Web服务技术，也能很好的克服传统的分布式组件技术在客户端和服务器之间通信时所遇到的网络配置复杂问题。因为Web服务技术采用的SOAP协议可以基于或s协议，而或s是使用最为广泛的网络传输协议。在绝大多数的防火墙对于协议都是默认通过的。从而很好的解决了分布式组件技术不可回避的网络配置复杂问题。 3 教育城域网资源库异构解决方案 3.1 教育城域网资源库基于Web服务方案的体系结构 教育城域网教学资源库异构解决方案采用面向服务的体系结构，基于Web服务三种角色(服务提供者、服务注册中心和服务请求者)之间的交互，交互涉及发布、查找和绑定操作。这些角色和操作一起作用于教学资源服务构件：服务软件模块及其描述。基于现有的分布式异构教学资源库系统服务提供者提供教学资源服务，并将Web服务的描述信息在服务注册中心进行注册或者发送给服务请求者。服务请求者在本地或服务注册中心检索教学资源服务描述，然后对教学资源服务进行绑定并调用该Web服务。在调用服务的过程中，服务请求者依据统一的元数据结构向服务传递参数，教学资源服务软件模块中的映射处理逻辑能够实现元数据结构与现有资源库数据结构的转换，并以统一的元数据结构将最终的操作结果返回给服务请求者，从而实现各类分布式异构教学资源库系统的信息共享和互操作。 本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文 图1 基于Web服务的系统模型体系结构 3.1.1 体系结构中的三种角色 (1)服务提供者：为教学资源库系统发布自己的资源服务，并且对使用自身服务的请求进行响应。教育城域网中有遗留资源库的学校即为该角色。 (2)服务请求者：在服务注册中心查找所需的教学资源服务，然后调用该服务。教育城域网中请求资源服务的用户即为该角色。 (3)服务注册中心：注册已经发布的教学资源Web服务，对其进行分类，提供搜索教学资源服务的功能。教育城域网中心即为该角色。 3.1.2 角色间三种操作 分布式异构教学资源库的信息共享模型的体系结构中包含以下三个行为：发布教学资源服务描述、查找教学资源服务描述以及根据教学资源服务描述绑定或调用教学资源服务。这些行为可以单次或反复出现。 (1)发布：服务提供者为教学资源库系统创建Web服务之后，为了使该教学资源服务可以被更多的用户访问和使用，就需要发布该教学资源服务描述以使服务请求者可以查找到它。 (2)查找：服务请求者可以在本地直接检索相关的教学资源服务描述或在服务注册中心查询所需的服务类型，获取该服务的接口描述，在调用该服务时检索服务的绑定和位置描述。 (3)绑定：服务请求者使用教学资源服务描述中的绑定细节来定位、联系和调用相关的教学资源服务，从而获取所需的教学资源。 3.1.3 体系结构的两个构件 (1)教学资源服务：教学资源服务是一个软件模块，它包含相关的处理逻辑，被部署在由服务提供者提供的可以通过网络访问的平台上。 (2)教学资源服务描述：教学资源服务描述包含Web服务的接口和实现的细节，其中包括服务的数据类型、操作、绑定信息和网络位置等。教学资源服务描述可以被发布给服务请求者或服务注册中心。 3.2 基于Web服务的处理流程 从实际应用角度来说，基于Web服务的系统模型中数据处理的过程如图2所示： 图2 基于Web服务的系统模型处理流程 (1)教学资源应用在服务注册中心查找相关的教学资源服务。 (2)如果该教学资源服务存在，则服务注册中心返回描述该Web服务的WSDL文档的URL地址至该应用。 (3)教学资源应用根据URL地址向服务器端的Web服务器请求描述该教学资源服务的WSDL文档。 (4)教学资源应用接受Web服务器发回的WSDL文档，获取描述教学资源服务的详细信息。 (5)教学资源应用创建Web服务代理类的一个新实例并调用代理类上的方法，向服务器端传送符合元数据规范的参数。 (6)该代理将参数序列化为一个SOAP请求消息，发送到教学资源服务的Web服务器。由于Web服务往往是放在Web服务器后面的，SOAP消息会被嵌入在一个 POST请求中。 (7)WEB服务器解析收到的SOAP请求，调用教学资源服务。该服务使用代理类提供的参数进行元数据结构转换，并生成符合元数据规范的结果集，然后序列化为相应的SOAP应答，通过应答的方式返回。由此完成一次完整的教学资源服务的调用过程，从而实现了分布在不同物理节点上的不同类型的教学资源库的信息共享和互操作。 3.3 教育城域网教学资源数据异构共享逻辑模型 教育城域网教学资源系统实现异构数据转换的逻辑设计如图3所示。系统将查询的信息首先从数据库中提取出来转变为JAVA对象。然后转变为XML对象，然后通过Web服务转换为SOAP使用的XML报文传输到客户端再通过呈现给用户，从而实现了异构数据的查询与数据获取。其中主要的步骤如下： 图3 数据逻辑转换模型 (1)定义XML Schema的描述大纲，尽管各学校教学资源系统建设时标准不统一，但基本都遵循基础教育教学资源元数据规范。所以，可按照基础教育教学资源元数据规范建立统一的XML Schema的描述大纲，保证各学校的教学资源库的XML文件内容格式统一、语意正确、信息表达完整，也为实现XML对象与JAVA对象的相互转换定义标准。 (2)确定XML文件(对象)与JAVA对象的捆绑方式，通过前文的介绍，可以看出XML与OO对象捆绑方式，较传统的DOM和SAX解析方式，对于预先定义格式的XML解析与构造，拥有巨大的便利性。 (3)建立Web服务：在交换Web应用服务器建立Web服务，架设UDDI服务器，发布应用的WDSL描述。 _： 1孙波, 傅蓦. 基于WebService的开放式教学资源库体系研究J. 中国电化教育，xx.10:79. 2林涛. 基于Web服务XML的跨网络异构数据交换技术研究J. 河北工业大学硕士毕业论文，xx. 3黎加厚, 吴振华, 陈双寅, 陈晖. 美国教学资源门户及其对我国教学资源建设的启迪J. 电化教育研究，xx(8):67. 4郑晓东，王志坚，周晓峰，等. 一种基于Web Service的分布式计算模型研究及其实现J. 计算机工程与应用，xx(1):145. 5