从网互联到应用互联

1、2003-9-121从网络互联到应用互联从网络互联到应用互联2003年年9月月北京师范大学现代教育技术研究所北京师范大学现代教育技术研究所余余 胜胜 泉泉 博士博士http:/“校校通校校通”的通途的通途目录n“校校通”遭遇“信息孤岛”nemifemif概念概念nemif体系模型nemif报文规范nemif数据规范nemif关键技术的解决nemif的实施n制定工作流程nemif的发展展望一、“校校通”遭遇“信息孤岛” 目前教育信息化建设条块分割，各部门自行开发自己的系统，缺乏标准化、规范化和兼容性，信息资源难以共享，出现了一个个“信息孤岛”，与“校校通”信息共享的基本要求背道而驰。 2003-

2、9-124“信息孤岛”的表现与问题n（1）教育管理信息横向交换与纵向传输的困难：由于缺乏数据交换的规范，学校内部不同部门开发的教育管理信息系统（简称信息系统）之间不能进行数据交换，而学校之间学校与上级管理部门之间也不能直接传递数据，导致了教育管理信息横向交换与纵向传输的困难。n（2）妨碍管理部门的科学决策：由于信息传输困难，不能对教育管理信息进行比较分析，各级各类教育管理部门就难以做出相应的正确决策，甚至还会对社会经济发展的决策做出带来不良影响。n（3）导致重复建设，造成人力、资金的浪费：由于系统之间的信息资源不能共享，同样的数据需要录入多次，同样的系统功能也需要重复开发，这就极大的浪费了人力

3、与资金，而我国的教育投入本来就相对不高，这种浪费对教育的发展实为不利。n（4）行业垄断的危险：由于信息孤岛的问题，很多地区在软件的采购上采用了一刀切的办法，要求所有的学校的教育管理机构都采用统一的软件，缺乏有效的竞争和激励机制，必然导致行业垄断，使得优质服务将不可持续。2003-9-125解决问题的关键教育信息系统互操作标准信息传输难重复录入重复建设资源浪费影响决策 缺乏互操作规范,不同管理系统之间的信息很难共享,导致大量数据重复录入,造成极大资源浪费.需求推动标准发展需求推动标准发展2003-9-126什么是互操作n学习资源共享是指一个学习对象可被多个学习系统利用；n系统互操作是指多个系统及

4、组件之间能够交换与使用彼此的信息。 2003-9-127现有的互操作解决方案学校之间学校内部装新系统一刀切改老系统搭建平台点对点接口 现有方案存在各种弊端，急需一种与平台无现有方案存在各种弊端，急需一种与平台无关、与应用程序无关的数据交换格式，需要制定关、与应用程序无关的数据交换格式，需要制定系统互操作规范系统互操作规范.问题： api专用、不统一 软件升级需重新编写 厂商越多越复杂云南大学搭建网络平台问题： 缺乏互操作标准 数据冗余和一致性问题香港城市大学引进国外一流大学通用软件问题： 管理体制不同 原有资源浪费北京某著名大学逐步改造旧系统问题： 开发周期太长 管理体制发生变化问题： 行业垄

5、断危机 抹煞学校管理个性化2003-9-128国内外相关研究现状国内外相关研究现状n国内：起步晚，发展快，侧重信息集n国家教育管理信息系统的总体规划 （1989）n国家教育管理系统软件一体化解决方案的制定与实施 （19902003）n高等教育管理基本信息集（1994）n教育管理信息化标准（学校部分）（2002）n国外：成果较多、涉及面广naicc-cmi,adlscorm、ims、ieee1484等nsif：学校互操作框架使不同的教育软件方便的进行数据共享，交换，更新 。2003-9-129二、二、emifemif概念概念n教育管理信息系统互操作规范为了使各类教育管理软件(教育管理信息系统)之

6、间能够彼此交换和使用教育管理信息而制定的一套技术规范。nemif（ education management information system interoperability framework ）是指互操作的架构方式。2003-9-1210emifemif的目标的目标n应用软件只要遵从emif规范就能够彼此实现互操作nemif只规范应用软件的互操作行为，不限制应用软件的内在功能n互操作过程不需要人为干预、自动化操作n与操作系统无关，与传输协议无关，与程序语言无关n典型解决两类互操作问题教育部门内部的软件互操作；教育部门之间的软件互操作2003-9-1211emif规范的组成结构nemi

7、f体系结构规范nemif报文规范nemif数据规范对象与报文代理的功能研究zis的功能研究报文信息模型的确定报文传递与处理数据对象标识问题数据对象之间的关联问题约束性问题元素的重复性问题取值类型的规定体系结构层体系结构层报文处理层报文处理层数据规范层数据规范层报文传输层报文传输层emif规范1.12003-9-12emif规范简介emif体系结构12三、emif体系模型n emif区域中各教育管理软件以代理作为接口，通过zis实现信息交换。应用软件1agentzis应用软件2agentemif体系结构简单示意图2003-9-1213emifemif：教育管理互操作框架：教育管理互操作框架emi

8、femif规范规范单区域结构：学校应用2003-9-1214多区域结构教育局应用zisziszis代理代理教委zis教委管理信息系统应用服务器应用服务器应用服务器代理代理代理代理应用服务器应用服务器应用服务器学学校校a a学学校校b b学学校校c c代理2003-9-1215数据交换模式 n请求-应答模式对应数据查询操作n发布-预约模式对应数据更新操作（添加、删除、修改）2003-9-1216数据传递：请求与应答模式图书馆管理系统教学管理系统学生管理系统zis代理1代理2代理3请求报文1请求报文2提供报文应答报文1应答报文22003-9-1217数据更新：发布与预约模式图书馆管理系统教学管理系

9、统学生管理系统zis代理1代理2代理3预约报文1预约报文2事件报文事件报文事件报文2003-9-1218zis的功能n注册代理n存取控制n转发报文n报文队列服务n选择性报文锁定（selective message blocking）解决死锁n建立安全通道2003-9-1219代理的功能n与zis通信n与应用程序通信n将应用程序提供的数据编译成报文n将接收报文解析为应用程序可理解的数据2003-9-1220数据传递利用xmlemif https 协议xml报文数据对象由区域集成服务器zis中转2003-9-1221传递的基本信息数据对象 -可由一个或多个应用程序管理的信息语义的模式.例如： 张婷

10、 20000901 2 2 2 2 01062207783 . 2003-9-1222传递信息的组织方式报文 ab34dc09 19990218 20:39:12 bnusis 报文头根元素报文类型对象信息 张婷 3 数据对象2003-9-1223四、emif报文规范n报文模式n报文处理n报文传输2003-9-1224报文类型（11类）n通知报文：emif_ackn事件报文：emif_eventn提供报文：emif_providen注册报文：emif_registern请求报文：emif_requestn应答报文：emif_responsen预约报文：emif_subscriben系统控制报文

11、：emif_systemcontroln取消提供报文：emif_unproviden取消注册报文：emif_unregistern取消预约报文：emif_unsubscribe2003-9-1225报文处理n报文循环n报文传递n报文安全n报文处理协议2003-9-1226报文传输nemif定义了报文传输层n报文传输层与报文处理层分离nemif报文传输层协议emif https安全通道报文处理层报文传输层报文处理层报文传输层代代理理zis数据数据2003-9-1227报文传输层协议emif httpsnemif https引用了http1.1rfc2616和tls1.0rfc2246nemif

12、https只采用http1.1的一个子集n只采用post方法n只采用200-ok响应通知。n不支持connection:upgrade或upgrade:xxx头信息nemif也支持使用其他类传输协议2003-9-1228emif https 报文post/mypath http/1.1content-length:467content-type:application/xml;charset=“utf-8”host:emif:8000 /emif_messagehttp请求头xml报文2003-9-1229五、emif数据规范n定义数据对象的模式n可直接用于xml绑定n数据对象

13、分类n学校信息类n学生信息类n教职工信息类n科研信息类n体育卫生信息类n办公管理信息类n2003-9-1230n学生类数据对象n学生基本信息 学生简历信息 学生来源信息n学籍异动信息 结束学业信息 学生毕业信息n学生奖励信息 学生处分信息 学生注册信息n入学考试信息 在校考试信息 学生军训信息nn教职工类数据对象n教职工基本信息 学历学位信息 行政党派职务信息n岗位证书信息 专业技术职务信息 政治面貌信息n任课信息 奖励信息 惩处信息 n简历信息 来源信息 离退休信息n2003-9-1231元素属性约束性最低峰值类型长度说明学生简历信息refidm1i d ref引用该学生在“p学生基本信息”

14、中的refid学号o1i d ref引用该学生在“p学生基本信息”中的学号|-学生简历mr10|-|-起始日期m1c8格式：ccyymmdd|-|-终止日期m1c8格式：ccyymmdd|-|-所在学校名称m1c60|-|-担任职务o1c20|-|-证明人m1c30|-|-备注o1t2003-9-1232n学生简历的xml绑定nnn19930901n19990701n 第一小学n 王东nnn19990901n20020701n第一中学n张峰nn2003-9-1233六、emif关键技术的解决n死锁问题n传输中断问题n安全措施n数据查询与获得2003-9-1234死锁问题n死锁：两个或两个以上进

15、程都无限期地等待永远不会出现的事件而发生的一种状态。 nemif中的死锁：代理收到报文a，处理a的前提是处理报文b，而b排在zis报文队列的a后，必须等报文a处理完成后才能发送报文b 2003-9-1235解决办法n1.改变zis中某代理的报文发送顺序，让需要先处理的报文先发送。选择性报文锁定机制；n2.在代理的本地也建立报文队列，将不能处理的报文储存起来，而zis仍然按顺序释放的报文。 代理当地队列机制。2003-9-1236选择性报文锁定机制事件报文a zis代理报文队列代理事件报文b请求报文c事件报文d事件报文a锁定锁定锁定“暂停”报文请求报文e2003-9-1237选择性报文锁定机制事

16、件报文a zis代理报文队列代理事件报文b请求报文c事件报文d事件报文a锁定锁定锁定请求报文c“收到”报文2003-9-1238选择性报文锁定机制事件报文a zis代理报文队列代理事件报文b事件报文d事件报文a锁定锁定锁定应答报文f应答报文f“收到”报文2003-9-1239选择性报文锁定机制事件报文a zis代理报文队列代理事件报文b事件报文d事件报文a锁定锁定锁定处理事件报文a“完毕”报文2003-9-1240选择性报文锁定机制 zis代理报文队列代理事件报文b事件报文d事件报文a事件报文a2003-9-1241选择性报文锁定机制 zis代理报文队列代理事件报文b事件报文d2003-9-1

17、242七、emif的实施全国网络教育电子政务系统互操作用例分析网络教育电子政务系统zisagent北师网络学院misagentagentagent清华网络学院mis学习中心mis其他教育机构mis图2 网络教育电子政务系统互操作模型agent概念模型2003-9-1243用户网络教育质量管理与监控平台部级用户省厅用户网络教育学院学习中心其他教育机构远程学习者其他用户网络教育学院年检系统学习中心认证与管理系统网络教育电子政务安全系统网络教育办学专业管理系统网上课程管理（认证）系统电子公文与信息发布系统网络教育大学生备案系统学习成绩查询系统网络教育电子政务系统代理代理中心服务器（zis）中心服务器

18、（zis）代理北师网络教育学院mis代理学习中心mis代理其他教育机构mis省厅级zis代理清华网络教育学院mis报文（xml数据流）图3 网络教育电子政务系统互操作体系结构图概念模型例化2003-9-1244agent或zisagent或zis报文发送报文通知报文报文队列服务访问控制列表图6 zis的功能模型报文提供者数据库预约者数据库转发报文制作通知报文注册数据库有效性验证身份验证报文分类注册提供预约请求应答事件报文处理zis的功能模型2003-9-1245zisserver身份验证有效性验证报文分类报文报文处理发送报文制作报文数据提取处理反馈数据导入指令提取数据报文数据导出图5 agent功能模型代理的功能模型2003-9-1246远程教育系统基本信息集远程教育机构基本信息招生与入学子集平台与资源建设子集学生与学习支持子集评价与考试子集机构定位和管理子集远程教育