数字化校园数据整合的设计与实现

天津海运职业学院 郭 皓

数字化校园数据整合的设计与实现

天津海运职业学院 郭 皓

数字化校园在高校教学、科研、生活、信息服务中发挥巨大作用，是学院行政人员、教师、学生日常工作、学习必不可少的信息化工具，涉及教务系统、人事系统、OA协同办公系统、科研系统、学工系统、迎新系统、离校系统、邮件系统、移动校园等20余个，由此产生的数据冗余问题、多用户名密码问题越发明显，而数据整合势在必行。

数据整合 数字化校园 应用

我国高校数字化校园建设已经开展了多年，但仍处于信息化基础设施建设为主的初级阶段，而且有很多学校仍然是缺乏信息化基础设施，数据整合方面仍较弱，信息孤岛的情况占多数。

一、高校数字化校园建设存在的问题

1.重平台、轻应用、重系统、轻用户

传统数字化校园只关注平台的建设和应用系统建设，并没有从以人为本的角度为校园提供有用、爱用、常用的应用服务。

2.展现程度单一

虽然大多数统一门户系统拥有个性化的功能，但是没有从根本的顶层设计层面上解决实际问题，无法向全校师生提供全方位、主动式服务。我们要提供一个集成所有系统的门户平台，解决各个子系统的孤岛现象，从而为全校师生主动地提供各个业务服务，如根据教职工权限、角色不同，进入门户平台后，既可以显示个人信息，还可以查阅OA文件、通知，还可以查看教学情况、科研进度等。

3.数字化校园数据整合工程有始无终

做过建设数字化校园数据整合的高校都有经验不足的感慨，而且规划了很多期，每一期规划很好，落实很差。

数字化校园在高校扮演者越来越重要的作用，随着信息系统的增多，随之而来的数据冗余问题也越发明显，打通各子系统数据库，整合多业务系统的数据势在必行。

二、数据整合需要完成的模块

1.信息标准、用户名不统一问题，将众多信息系统登录用户名统一成一个，方便教师、学生日常工作、学习。

2.深入解决信息系统独立问题，建立统一身份认证，并将管理权限进行统一管理，各类信息数据进行整合，能够尽可能小的降低数据冗余。

3.力争建立个人门户中心，进行统一入口登录，随之进行数据整合后将重要信息数据抽取进来，形成统一的整体。

4.为院领导、中层等管理人员提供各类报表查询，并能利用统计结果进行综合分析，同时对数据进行进一步深入挖掘，为未来学院发展起到重要作用。

三、基于SOA的系统架构

SOA是采用来源于服务的设计思路，采用先进的软件设计架构，遵循SOA相关标准与规范（服务数据对象SDO、服务组件架构SCA），解决异构系统间的集成，建立学校的服务管理平台（SMP）和WebService服务库，为教职工、学生提供个性化的服务。本次课题采用SOA的架构进行开发，提高系统的可维护性和软件代码的重用性,降低学校对IT资源的投资。

按J2EE (Java 2 Enterprise Edition) 规格，采用Java编程语言和服务器端Java技术（如EJBs、Servlet、JNDI、JDBC和 RMI）开发。采用分布式组件EJBs和Web Services实现业务逻辑；服务的定位采用JNDI/UDDI方式，支持分布式服务提供者。

四、数据整合

1.数据源

（1）人事系统。教职工数据采集来源，信息包括工号、姓名、身份证号等；职称类信息包括学历、学位、毕业时间、毕业院校、职称等；教师培训信息包括培训单位、培训时间、培训内容等。

（2）教务系统。教学数据采集来源，学生学号、学制、学分、课表、排课、学生成绩、任课教师、上课地点等。

（3）学工系统。学生数据采集来源，学生信息包括姓名、身份证号、学号、奖、勤、助、贷款等信息。

（4）OA协同办公系统。教职工办公信息采集来源，部门组织架构、通知、公告、发文、收文、印章、各种申请、审批流程、审批权限等。

（5）迎新系统。学生信息首来源，学生入校前，教委下发数据，如学生姓名、性别、身份证号、填报专业、学制信息等。

（6）网络教学平台。教学资源信息来源，课件资源（视频、文档、附件）、精品课、作业、测验、讨论区等。

（7）离校系统。学生办理离校手续信息来源，图书信息、宿舍信息、学分信息、学工信息等。

（8）一卡通系统。学生在校消费记录信息，学号、食堂刷卡信息、图书借阅信息、超时消费信息等。

（9）移动校园。通过手机APP查询OA、教学课程、学分、成绩等信息。

2.推送范围

数据中心抓取共性数据后进行数据推送，将以上教师类信息推送到OA办公系统、教务系统、网络教学平台、学工系统等；迎新系统中的学生数据推送到教务系统、学工系统、网络教学平台等，具体抓取和推送描述如图1所示。

3.定时器

业务数据库新增、修改、删除数据不及时，本课题定于凌晨24点进行数据抓取与同步，因为数据中转和数据同步体现的是数据库间的数据交换，先后顺序和逻辑管理较复杂。考虑现状后，决定在教职工操作很少的时间段进行，保证数据准确性。定时器的设定需要完善设置时间点处理事务，对于设定的时间有一个良好判断，做最优化时间定位。与此同时，初步实现定时器智能化。

4.数据交换监控

数据交换监控主要就是为了处理数据的抽取、订阅配置操作的监控。其中，涉及数据抽取配置和订阅配置的审核、定时器设置、日志查看等日常管理；以便对事务处理情况有一定的掌控作用。数据抽取和订阅设置定时器可以对抽取或订阅的事务进行定时操作，以便实现数据的定时同步。对于用户权限上的约束：系统管理员可以查看所有的事务配置，同时可以做相应的修改操作；业务系统数据库管理员可以查看自己配置的数据订阅事务状况。

图1 数据抓取和推送流程图

五、单点登录子系统功能结构

SSO（Single Sign On）单点登录，基于用户/会话认证的一个过程，只需一次性提供凭证（仅一次登录）就可以访问多个应用。单点登录主要基于Web的多种应用程序，即通过浏览器实现对多个B/S架构应用的统一账户认证。

1.授权和认证

对登录用户身份信息，反复认证，提供数据库认证、LDAP认证、USB-key（数字证书认证及串号验证）认证等多种身份认证方式。

对已登录用户经行全局会话控制，认证会话超时或注销时实现门户及其他应用统一注销并为单点登录功能开发相应的认证接口。

随着数据整合的深入，在建立数据中心的同时，对信息来源数据实现抓取操作，将抓取后的数据作为身份认证的依据，以用户身份用户名举例，用户在数据整合之前记忆多个用户名，在增加业务系统的同时增加用户身份的负担。因此，建设认证服务实现统一用户管理势在必行，随后权限管理和身份认证提升到日程。

2.约束与安全

（1）需求约束

①系统中跟其他系统的接口，统一使用webservice模式。

②界面要使用公司统一的软件操作界面。

③软件质量：

正确性：以软件需求为准，实现所有功能模块。

高效性：在以秒计的时间中返回用户操作响应，避免反应时间过长的情况。

可靠性：系统中显示的数据必须是正确的，能够给用户提供决策依据的数据。

安全性：跟数据库的交互只能通过软件进行。系统中各个部分要包含身份验证功能，不能通过页面直接访问。

可维护性：系统主要采取模块方式开发，降低不同模块间的耦合度。

可移植性：能够在windows、linux、Solaris等多种服务器上进行部署。

（2）隐含约束

①系统中的各个模块中的子功能也要相互独立，如增删改查都要作为单独的功能分开，便于管理员的权限分配。

②尽量减少弹出窗口的使用

扩展策略：对于不同的学校，很多系统功能都有着不同的需求，所以对于系统的可扩展性应该体现在两个方面：一是对于同一个学校的同一功能模块，要采用原型的开发方式，即随着用户需求的不断增加，修改不断深入；二是对于不同学校的同一功能要分开来（划分不同的包路径）进行开发。

个性策略：根据学校提交的统一身份认证平台用户需求调研单及需求管理变更表，在通用的统一身份认证平台系统的功能基础上进行个性化调整变更，以期达到学校的实际使用需求。

（3）安全性

从整个软件系统的角度考虑安全问题，加强系统接口、中间件调用秘钥的长度、复杂度的级别。

应用服务器APACHETOMCAT版本低会出现漏洞，应尽可能升级版本修复补丁。

开发中使用Struts2框架，容易被攻击，目前已升级到2.3.16.3版本。

文件上传插件是攻击漏洞的主要途径之一，应对上传文件格式有判断拦截，目前上传文件仅支持图片、swf、Word、Excel等文件格式，可执行文件上传时均被系统拦截处理。

六、结束语

综上所述，该数据整合开发根据学院综合办公室、教务处、人事处、学生工作处的需求进行开发，但针对目前学院信息化建设的发展规划来说，未来的数字化校园系统要求所有系统数据进一步消除信息孤岛，实现各应用系统间的数据互通，达到数据信息的单一来源，对于本次数据整合如图书管理系统尚未整合进来。

对多系统共性数据开发的新增系统仍存在难度，如目前准备研发的请销假系统就是挑战，该系统需要教务系统的学号、学生姓名，一卡通系统的硬件卡号、学工系统中的辅导员信息、人事系统的组织架构和系部书记信息、道闸门禁系统等六个系统间的数据访问互补。建立数据中心后，相信能够将数据来源采集和数据推送做到完整，通过Web浏览器实现请销假的审批流程，利用道闸门禁系统实现开关门的功能模块，但在为进行数据整合之前，此系统势必又成为信息孤岛，给学生工作部的工作人员带来数据维护的压力，大大降低了数据冗余。

[1]王 岩．数字化校园建设中异构数据库集成技术的研究与应用[J]．电脑知识与技术，2010

[2]王 慧，卞艺杰．浅谈数字化校园中数据中心的建设[J]．大众科技，2010

[3]刘福涛．基于Web的教务管理信息系统的设计与实现[D]．大连海事大学，2012

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ISSN2095-6711/Z01-2015-08-0203