数字化校园统一数据中心的研究与设计
2022-06-27
来源:乌哈旅游
第24卷第1期 2014年3月 Vo1.24.No.1 Mar.2O14 数字化校园统一数据中心的研究-7设计 张铁楠,刘铁武 (湖南工程学院计算机与通信学院,湘潭411104) 摘 要:统一数据中心建设是通过集成原有校园网各个局部应用的数据,结合当前应用的需要,建立全 校唯一共享的中心数据库,从而为校园网应用实现统一身份认证及采用统一门户技术,提高管理决策效 率,完成一卡通建设以及与社会其他系统的对接工作提供基础.分析现有校园网的应用的状况,对数字 化校园统一数据中心进行设计,详细描述其中的关键部分与设计策略. 关键词:体系结构;统一数据中心;数字化校园;Web Service 中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1671—1l9X(2014)01—0038—03 (4)缺乏统一的身份认证,登陆不同的系统需要 1数字化校园数据建设现状 数字化校园自上世纪9O年代开始经过长期的 建设,基本形成了局部信息化局面,如基于校园网的 教务管理系统、科研管理系统.这是数字化校园第一 阶段的建设成果.它不仅为广大师生和教职员工的 学习、工作和生活带来极大的便利,也为社会服务带 来了前所未有的快捷和方便. 但是,处于第一阶段的校园网及其应用系统的 缺点也显而易见,主要体现在如下几个方面: (1)各应用系统都有自己的数据,信息难以共 享,维护工作量大.由于各个应用系统在不同的时间 采用不同的开发工具或不同的数据库进行开发,信 息缺乏统一的标准,各应用系统的独立维护导致校 园网应用系统的维护工作量巨大. 不同的身份标识和密码.由于不同的应用系统注册 的信息不同(有的是由系统维护人员提供的),在同 个校园网的不同应用中用户的登陆信息也就不 同,这样,用户就需要记忆很多登陆信息,并可能导 致登陆信息混淆,甚至丢失这些信息. 一此外,处于上述状态的校园网应用不能实现有 效的联机分析和决策管理,导致校园事务管理和中 层以上的决策仍然处于传统低效的工作模式.整个 校园网应用系统更无法跟校外的应用系统(如社保、 银行、电信应用系统)形成有效对接,从而导致校园 网的应用没有充分发挥其应具备的功效. 通过整合建立全校唯一的中心数据库是保证校 园网应用系统集成的基础,是当今校园信息化建设 的核心内容之一. (2)数据冗余度大,浪费系统资源.各应用系统 可能都存储有同一对象的信息,比如人事处、科研 处、财务处等这些部门的数据库都有关于教职工的 信息,这样不仅导致系统资源浪费,而且在长期的应 用和维护过程中各部门的信息出现不一致的情况变 得非常普遍. (3)工作效率仍不够理想.由于各部门数据可能 不一致,在处理某些业务的时候需要核实,因此浪费 很多时间;另一方面,这种不一致还可能导致工作上 出差错.比如在人事组织关系上已经调离的人,在后 2统一数据中心研究 2.1系统简介 统一数据中心保存的是学校业务关系的核心数 据,而非各业务系统的所有数据.由于校园信息化建 设具有阶段性特征,导致各个应用系统之间关系松 散.为了有效地利用前期阶段建设的成果,统一数据 中心与其他应用系统之间仍应该保持松散耦合. 统一数据中心为各应用系统提供共享,为实现 统一身份证、方便管理者决策等提供方便.我们应该 采用相关的策略使统一数据中心与各应用系统数据 保持一致性、完整性和同步性. 勤数据库中没有反映出来,那么这样的教职工还可 以在原单位享受后勤服务. 收稿日期:2013—09—06 作者简介:张铁楠(1973一),男,硕士,讲师,研究方向:软件lT程 第1期 张铁楠等:数字化校园统一数据中心的研究与设计 39 2.2建立统一标准 统一数据中心建立的首要任务是建立全校信息 标准.目前信息标准的种类很多,如国家标准、行业 标准等.各个学校由于自身的特征需要在参考上述 标准的基础上制定符合本校的信息标准. 数字化校园的信息标准包括基础代码数据标 准、学校各信息子集信息标准、部门数据信息标 准口].基础代码数据标准也就是一些基础代码表,常 常通过参考国家标准和相关权威部门的标准来建 立,因而改动的可能性不大;学校各信息子集则主要 以教育部标准为主;部门数据信息标准是数字化校 园信息标准的主体,需要根据各学校业务部门来产 生,反映各业务部门本身的信息特征 ]. 建立好的信息标准是统一数据中心中数据正确 性检查的依据,通过设计一定的辅助模块将标准导 入到中心数据库中,以便在定义中心数据库时进行 主动实时地检查. 2.3体系结构设计 为了适应数字化校园的特征,满足其应用的要 求,我们设计如图1所示的统一数据中心的体系结 构.下面对该体系结构进行详细描述. 建议标准—— ——-修改 .圈—— 统一数据中心库 主题、/主题 对象J\对象 建用应系统 图1统一数据中心体系结构 2.3.1数据源 校园网内各应用系统的数据就是数据源,包括 已有的应用系统的数据库和新建的应用系统数据 库.其中,已有系统的数据因建设过程中未统一标 准,采用不同的数据库管理信息系统来管理数据,因 而需要通过数据集成、数据同步与转换的方法来实 现与全局数据的共享. 2.3.2统一数据中心库 统一数据中心库中的数据是所有校园网应用系 统共享的数据,通过对各局部数据集成的方法形成. 它也为校园事务决策分析提供数据.中心库中的数 据需要与各应用系统数据保持同步与一致. 2.3.3数据集成 数据集成首先要设计集成周期与集成过程规 范.集成周期也就是集成的频率,集成过程规范是集 成过程中应该遵循的步骤与标准. 其过程如图2所示. 选择源数据库卜 选择源数据表卜-_..1设置表问关系 设置目标库行列卜|——————— 设置目标数据库 设置字段映射关系 一臣 垂 图2数据集成过程 在数据集成过程中,要处理如下两个问题: 第一,合理消除数据冲突.各个局部应用所面向 的问题不同,且通常由不同的设计人员进行设计,这 就导致各局部数据存在很多不一致,这种不一致即 数据冲突,通常包括属性冲突、命名冲突和结构冲 突. 第二,消除不必要的数据冗余.可由基本数据导 出的数据称为冗余,包括冗余的数据与冗余的实体 联系.但是有时候为了提高效率需要保存必要的冗 余. 2.3.4数据同步 由于数字化校园中的数据在不同的数据库中存 储和操作的效率不同,所以,设计时应保证统一中心 数据库与各应用系统数据的同步. 目前适用于分式异构数据库同步的技术比较 多,而在数字化校园中通常采用面向服务的体系结 构(SOA)的数据同步技术. 2.3.5主题管理 主题管理包括主题数据库的创建与主题对象的 管理. 在一般情况下,主题数据库的建立会与多个应 用数据库有关.比如学生主题库,涉及学生管理系统 中的学生基本信息,也涉及到教务管理系统中的学 生成绩信息,以及医疗社保系统中的学生相关信息 等等. 而主题对象的管理则包括了主题对象的生成、 操作权限的管理以及主题对象的查询与展示. 2.3.6输入输出接口设计 输入输出接口的功能主要是两个:一个是完成 数据转换,另一个功能是完成转换时数据的一致性 检查.图1中的输入输出接口实际存在于各局部数 据库与中心数据库之间. (1)数据的导入导出 采用相关的工具将中心库中的共享数据按照各 40 湖南工程学院学报 2014正 应用系统数据规范进行转换,或者反过来将各应用 系统的数据根据中心库的数据规范进行转换.4 结束语 (2)数据一致性检查 采用实时监控的方法,对各个应用系统数据库 数字化校园通过统一数据中心,适合采用ASP 和中心库进行扫描,从逻辑上和数据规则等方面发 管理模式,从而更适合各部门分散、应用环境异构的 现数据的不一致,并向相关数据库管理员报警. 格局. 由于XML适应异构数据信息的转换,很适合 过去采用单一的数据库技术,只能进行基本的 数字化校园分阶段建设造成的数据异构的特征.其 报表查询与更新;有了统一数据中心,其应用有了新 工作过程如下:先将待转换的数据库与交换接口建 的进展,建立了统一数据中心的数字化校园可以实 立连接,然后将数据库中的数据生成DataSet,再转 现基于数据仓库的操作数据存储(ODs),从而既实 换为XML文档;这时对XML文档进行合法性检 现实时数据更新,面对各种状况采取相应的措施;又 查,检查通过后再将XML文档转换成目标数据,从 能实现长远的规划.当然,从过去的传统数据库过渡 而实现数据的输入与输出以及数据的检查. 到数据仓库,还需要一定的数据交换迁移,从而使传 但是,随着数据量的增加,对XML的解析处理 统的数据具备活力,比如:实现高级查询、联机动态 时间将会迅速增加.所以,在数据转换时,可以采用 分析和数据挖掘等.这是数字化校园建设的必然趋 多线程处理机制以提高系统效率. 势,也只有这样,才能实现数据充分共享一致,系统 2.3.7 其他管理 应用与维护更简化,各部门有效协作,校园管理实现 主要包括对统一数据中心中的数据库描述(如 自动决策;统一身份认证,校园网与社会上的其他应 数据库名、字段名、存储路径等)根据数据源进行分 用系统有效对接;为全校师生和社会提供不同以往 类以及对中心数据库的存储效率进行优化管理. 的快捷和便利的服务. 3 Web Service在统一数据中心中的应用 从投资的角度来看,通过整合的方式来建设统 一数据中心,首次经费比较高.但是过去已有的数据 Web Service也叫XML web Service,它使用 报表制作、数据交换、信息查询及辅助决策方面的开 XML来编解码数据,并使用简单对象访问协议 发与维护成本比较低.对过去已有的应用集成,也便 (sOAP)来传输数据 ].SOAP是一个用于分布式环 于校园网用户过渡到新的应用中来,从而降低了培 境下基于XML的通讯协议,是Web Service的核心. 训和维护费用。所以,通过整合的方式进行数据化校 web Service的优势在于它隐藏了服务的实现 园建设顾及了历史,也使数字化校园的发展符合未 细节,具有与硬件、软件平台和开发语言无关性、可 来的主流趋势. 扩展性强、适应于分布式跨平台的体系结构等特征. 数字化校园是一个典型的多用户、分布且异构 参考 文 献 的多应用系统,数字化校园统一数据中心很多采用 [1]沈锡臣,陈怀楚.高校信息化建设标准规范[J].清华大 Web Service技术.其中,微软的.NET技术是当前 学学报(自然科学版),2003,43(4):529—531. 最为流行的,它完全可以胜任数字化校园统一数据 E2] 张志嵘.基于Web Service的异构数据整合方案的研究 中心的设计与实现. [D].武汉:湖北工业大学硕士论文,2008. Research and Design of Unified Data Center of Digital Campus ZHANG Tie—nan,LIU Tie—WU (College of Computer and Communication,Hunan Institute of Engineering,Xiangtan 411104'China) Abstract:Through integration the past and local application data Of the campus network and combining the needs of the current application to establish the only center of shared database on the campus,the unified data center construction is to proviede a basis for unification authentication for campus network application with the unified portal technology to improve the efficiency of management decisions and construct pack— aged campus cards docking with other social systems.The article analyses the present situation of the exist— ing campus network application,designs a unified data center of digital campus and demonstrates in detail the key parts and the strategy of designing. Key words:architecture;unified data center;digital ampus;Web service