数字化校园信息共享系统研究

李慧芳

（长治学院 计算机系，山西 长治 046011）

数字化校园信息共享系统研究

李慧芳

（长治学院 计算机系，山西 长治 046011）

基于数字在校园“信息孤岛”问题的存在，设计了一种数字化校园信息共享方案：建立数据管理中心，为用户提供统一的数据访问接口，实现全校信息共享。

数字化校园；信息共享；数据管理中心，XML

1 数字化校园建设中存在的问题

随着信息技术的发展，校园内各管理部门根据部门需求逐步建立了业务系统。但由于各部门在进行信息系统建设时创建了大量的数据库，每个独立的数据库都有自己的数据模型、数据语言。由此产生的信息交流屏障使得校园网各应用管理系统无法充分发挥各自的效能，甚至出现财务数据于学籍管理数据不一致的现象，给校园信息化管理带来一定的混乱。因此如何有效地解决校园网各应用系统间异构数据的交换与信息共享，已经成为数字化校园建设中迫切需要解决的问题。基于此，文章设计了一种基于XML技术的数字化校园信息共享系统方案。

2 数字化校园信息共享系统的设计

2.1 共享系统的体系结构设计

设立数据管理中心，建立数字化校园信息共享系统。通过数据管理中心把各业务系统数据库中需要共享的数据从源业务库取出，从而实现数字化校园信息的共享，实现的目标主要包括以下两点：满足各部门之间数据的共享；支持综合查询和决策分析。

所以数据管理中心的建设应从学校信息系统全局出发，集成下层部门的各个系统。为此，应该在数据管理中心设计一个面向全校的中心虚拟数据库。该数据库不仅能将全校各业务系统数据库中的不同数据表示形式集中到统一的XML数据视图，还能为用户提供统一的数据访问接口，实现全校信息共享。其结构图如图2.1所示。

图2 .1 共享系统结构

2.2 共享系统模块划分

根据校园信息共享的需求，共享系统共分为三个模块：综合信息服务子系统、系统维护管理子系统和信息平台监控与保障子系统。

综合信息服务子系统实现基本综合查询与统计等服务。主要功能有：学生信息查询、教师信息查询、学院信息查询、学科信息查询、课程信息查询等。

系统维护管理子系统主要实现对数据管理中心的维护，包括中心虚拟数据库的管理、用户权限的管理、提供各个业务系统的注册和维护等。

信息平台监控与保障子系统的主要功能是保障共享系统各模块能够正常工作，为用户提供安全可靠的共享平台。

3 共享系统的实现

3.1 共享系统开发环境

（1）开发语言——Java

鉴于Java技术的简单性、平台无关性、安全性、强壮性等特性，设计采用Java语言作为开发工具。

（2）JavaBean技术

为了实现系统中数据管理中心的功能，选用JavaBean技术开发中心虚拟数据库和Agent。

3.2 共享系统采用的关键技术

（1）数据库连接池技术。

连接池技术最基本的思想就是把连接当作对象或者设备，预先建立一些连接放置在内存对象中，当程序中需要建立数据库连接时，只需从内存中取其中一个而不用新建数据库连接。使用完毕后，只需放回内存即可。

（2）数据缓存技术。

为了进一步提高系统的运行效率，系统采用数据缓存技术。数据缓存使系统对数据库的访问频度大大降低，从而达到提高效率的目的。

3.3 数据管理中心的实现

3.3.1 数据管理中心实现的功能

数据管理中心的建设是实现该共享系统的关键，它为各个部门提供共享数据以及统计查询分析的服务。数据管理中心主要完成如下的功能。

（1）连接数据。只有连接上各业务系统数据库，才能取得需要的数据，进而进行格式转换，完成用户的查询请求。

（2）能够接收和处理XML形式表示的请求和发送。因为该中心采用XML Schema模式对各种数据进行转换，即所有数据形式都将转换成XML Schema形式进行传递和交流。

（3）XML与数据库之间的映射。即能够将子业务系统数据库中的数据转换为XML Schema形式，同时也能将XML Schema形式表示的数据转换为子业务系统数据库中的数据信息。

（4）为用户提供一个访问各子业务数据库的统一接口。用户通过该接口实现与各子业务数据库的无缝链接。

（5）数据源的管理。能对原有系统所有子业务数据库进行管理，随时能向各局部数据库发出查询请求与统计。

3.3.2 查询Agent

查询Agent是由中心虚拟数据库中的Agent管理器创建的，每一个局部数据库对应一个查询Agent，负责接受中心虚拟数据库分解的对应局部数据库的子查询，与驻留在局部数据库的包装器Agent进行交互，接受包装器Agent完成的查询结果，并将查询结果提交给中心虚拟数据库。

3.3.3 包装器Agent

包装器Agent相当于与外部的一个接口，负责与局部数据库传递信息。它主要完成两个任务。第一是将子Xquery查询语句翻译成局部数据库所能够理解的查询语句，当查询Agent将各个含有Xquery的子查询传递给包装器时，子查询并不是底层的局部数据库可以识别的查询语句。这个时候必须将中间查询语句转化为局部数据库层可以识别的查询语句。第二是负责将局部数据库的数据提取出来，并且转换成能够被集成平台进一步处理的XML形式的数据，即将子查询结果转换成XML格式输出。

3.3.4 中心虚拟数据库

中心虚拟数据库主要用来负责用户与应用程序层和局部数据库之间的沟通，既能接收和处理来自用户的请求，又能接收和处理来自局部查询结果。该数据库由虚拟数据库服务器、虚拟数据库管理器、Agent管理器和高速缓存组成。

（1）虚拟数据库服务器负责对用户的查询请求进行Xquery语句的语法检查、解析、分解、优化以及将返回的XML子结果合并，生成最终的查询结果XML文件。

（2）虚拟数据库管理器主要负责全局视图存储和维护，数据类型映射表和查询语言映射表的定义，以及控制全局查询请求并发执行。

（3）Agent管理器负责创建查询Agent和包装器Agent，接受虚拟数据库服务器提交的查询任务，创建查询Agent并派遣到局部数据库，与驻留在局部数据库的包装器Agent交互信息，共同完成查询任务。除此以外，还保存各个包装器Agent和查询Agent地址以及相关数据表。

（4）高速缓存用来解决某些情况下因查询速度所出现的“瓶颈”问题。

3.3.5 XML到关系数据库映射

采用基于对象的映射方法实现XML和关系数据库的相互转换，转换分为以下两个步骤。

第一步：完成XML模式到类的转换。在这个XML模式中具有复杂数据类型的元素universityInfo和address。所涉及到的复杂类型有UniversityInfoType和AddressInfo。根据复杂类型对应到类这一规则，我们需要建立两个类，假设分别是UniversityInfoType和AddressInfo。在XML模式中可以看到：类型为UniversityInfoType的universityInfo元素包含了类型AddressInfo的address元素。根据复杂元素之间的嵌套关系表现为类实例间的成员引用关系这一原则，在UniversityInfoType类的实例对象universiyt-Info中有指向Addresslnfo类实例address的引用。

第二步：完成类到数据库模式的转换。根据用户指定的XML模式和关系数据库元数据之间的对应关系生成可以生成一个映射文件。映射模块依据这个映射文件将对象存储到关系数据库中去。在映射文件中指明了数据库的类型、访问数据库时用到用户名和密码、表示数据库位置的URL和数据库驱动的类型，同时映射文件说明了类和类成员到数据库的表以及表中字段的对应关系。根据前面的映射原则，类对应于表，类中的简单类型成员对应于表中的字段，类和类之间的引用关系通过不同表之间的外键关联实现。

4 结束语

文章设计了一种数字化校园信息共享系统方案，通过设立数据管理中心来实现校园信息共享。结合学校的实际需求，合理地选择校园信息共享方案必将对学校的数字化建设起到很好的推动作用。

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Research on Digital Campus Information Sharing System

LIHui-fang
（Department of Computer Science Changzhi University，Changzhi Shanxi046011）

In order to solve the problem of digital campus，this article designed amodel of digital campus information sharing.Thismodel established datamanagement center，provided users with a unified data access interface and achieved the school to share information.

digital campus；information sharing；datamanagement center；XML

TP311

A

1673-2014（2011）05-0036-03

2011—06—18

李慧芳（1982— ），女，山西吕梁人，助教，硕士，主要从事数据库技术、人工智能软件研究。

（责任编辑 郝瑞宇）